线程&多线程

死锁、活锁、饥饿是关于多线程是否活跃出现的运行阻塞障碍问题，如果线程出现 了这三种情况，即线程不再活跃，不能再正常地执行下去了。

1.什么是活锁、饥饿、无锁、死锁？

本文分享给需要面试刷题的朋友，我特意整理了一下，里面的技术不是靠几句话就能讲清楚，多问题其实答案很简单，但是背后的思考和逻辑不简单，要做到知其然还要知其所以然。如果想学习Java工程化、高性能及分布式、深入浅出。性能调优、Spring，MyBatis，Netty源码，数据结构，jvm，多线程等等，由于篇幅有限，以下只展示小部分面试题，有需要完整版的朋友可以点一点链接跳转领取，链接：戳这里免费下载，获取码：掘金

死锁

死锁是多线程中最差的一种情况，多个线程相互占用对方的资源的锁，而又相互等 对方释放锁，此时若无外力干预，这些线程则一直处理阻塞的假死状态，形成死锁。

举个例子，A 同学抢了 B 同学的钢笔，B 同学抢了 A 同学的书，两个人都相互占 用对方的东西，都在让对方先还给自己自己再还，这样一直争执下去等待对方还而 又得不到解决，

老师知道此事后就让他们相互还给对方，这样在外力的干预下他们 才解决，当然这只是个例子没有老师他们也能很好解决，计算机不像人如果发现这 种情况没有外力干预还是会一直阻塞下去的。

活锁

活锁这个概念大家应该很少有人听说或理解它的概念，而在多线程中这确实存在。

活锁恰恰与死锁相反，死锁是大家都拿不到资源都占用着对方的资源，而活锁是拿 到资源却又相互释放不执行。

当多线程中出现了相互谦让，都主动将资源释放给别 的线程使用，这样这个资源在多个线程之间跳动而又得不到执行，这就是活锁。

饥饿

我们知道多线程执行中有线程优先级这个东西，优先级高的线程能够插队并优先执 行，这样如果优先级高的线程一直抢占优先级低线程的资源，导致低优先级线程无 法得到执行，这就是饥饿。

当然还有一种饥饿的情况，一个线程一直占着一个资源 不放而导致其他线程得不到执行，与死锁不同的是饥饿在以后一段时间内还是能够 得到执行的，如那个占用资源的线程结束了并释放了资源。

无锁

无锁，即没有对资源进行锁定，即所有的线程都能访问并修改同一个资源，但同时 只有一个线程能修改成功。

无锁典型的特点就是一个修改操作在一个循环内进行， 线程会不断的尝试修改共享资源，如果没有冲突就修改成功并退出否则就会继续下 一次循环尝试。

所以，如果有多个线程修改同一个值必定会有一个线程能修改成功， 而其他修改失败的线程会不断重试直到修改成功。之前的文章我介绍过 JDK 的 CAS 原理及应用即是无锁的实现。

可以看出，无锁是一种非常良好的设计，它不会出现线程出现的跳跃性问题，锁使 用不当肯定会出现系统性能问题，虽然无锁无法全面代替有锁，但无锁在某些场合 下是非常高效的。

进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地 址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一 个进程中的不同执行路径。

线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的 地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。

但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。

3.Java 实现线程有哪几种方式？

（1）继承 Thread 类实现多线程

（2）实现 Runnable 接口方式实现多线程

（3）使用 ExecutorService、Callable、Future 实现有返回结果的多线程

（4）通过线程池创建线程

4.启动线程方法 start()和 run()有什么区别？

只有调用了 start()方法，才会表现出多线程的特性，不同线程的 run()方法里面的代码交替执行。如果只是调用 run()方法，那么代码还是同步执行的，必须等待一个线程的 run()方法里面的代码全部执行完毕之后，另外一个线程才可以执行其 run() 方法里面的代码。

5.怎么终止一个线程？如何优雅地终止线程？

stop 终止，不推荐。

6.一个线程的生命周期有哪几种状态？它们之间如何流转的？

NEW：毫无疑问表示的是刚创建的线程，还没有开始启动。

RUNNABLE: 表示线程已经触发 start()方式调用，线程正式启动，线程处于运行中 状态。

BLOCKED：表示线程阻塞，等待获取锁，如碰到 synchronized、lock 等关键字等占用临界区的情况，一旦获取到锁就进行 RUNNABLE 状态继续运行。

WAITING：表示线程处于无限制等待状态，等待一个特殊的事件来重新唤醒，如 通过wait()方法进行等待的线程等待一个 notify()或者 notifyAll()方法，通过 join()方 法进行等待的线程等待目标线程运行结束而唤醒，一旦通过相关事件唤醒线程，线 程就进入了 RUNNABLE 状态继续运行。

TIMED_WAITING：表示线程进入了一个有时限的等待，如 sleep(3000)，等待 3 秒 后线程重新进行 RUNNABLE 状态继续运行。

TERMINATED：表示线程执行完毕后，进行终止状态。需要注意的是，一旦线程通过start 方法启动后就再也不能回到初始 NEW 状态，线程终止后也不能再回到 RUNNABLE 状态 。

7.线程中的 wait()和 sleep()方法有什么区别？

这个问题常问，sleep 方法和 wait 方法都可以用来放弃 CPU 一定的时间，不同点在于如果线程持有某个对象的监视器，sleep 方法不会放弃这个对象的监视器，wait 方法会放弃这个对象的监视器。

8.多线程同步有哪几种方法？

Synchronized 关键字，Lock 锁实现，分布式锁等。

9.多线程有什么用？

• 发挥多核CPU的优势 随着工业的进步，现在的笔记本、台式机乃至商用的应用服务器至少也都是双核的 ，4 核、8 核甚至 16 核的也都不少见，如果是单线程的程序，那么在双核 CPU 上 就浪费了 50%， 在 4 核 CPU 上就浪费了 75%。

单核 CPU 上所谓的"多线程"那是 假的多线程，同一时间处理器只会处理一段逻辑，只不过线程之间切换得比较快， 看着像多个线程"同时"运行罢了。

多核 CPU 上的多线程才是真正的多线程，它能 让你的多段逻辑同时工作，多线程，可以真正发挥出多核CPU 的优势来，达到充 分利用CPU 的目的。

• 防止阻塞

从程序运行效率的角度来看，单核 CPU 不但不会发挥出多线程的优势，反而会因 为在单核CPU 上运行多线程导致线程上下文的切换，而降低程序整体的效率。但 是单核 CPU 我们还是要应用多线程，就是为了防止阻塞。试想，如果单核 CPU 使 用单线程，那么只要这个线程阻塞了，比方说远程读取某个数据吧，对端迟迟未返 回又没有设置超时时间，那么你的整个程序在数据返回回来之前就停止运行了。

多线程可以防止这个问题，多条线程同时运行，哪怕一条线程的代码执行读取数据阻 塞，也不会影响其它任务的执行。

• 便于建模

这是另外一个没有这么明显的优点了。假设有一个大的任务 A，单线程编程，那么 就要考虑很多，建立整个程序模型比较麻烦。但是如果把这个大的任务 A 分解成 几个小任务，任务B、任务 C、任务 D，分别建立程序模型，并通过多线程分别运 行这几个任务，那就简单很多了。

10.多线程之间如何进行通信？

wait/notify

11、线程怎样拿到返回结果？

实现Callable 接口。

12、violatile 关键字的作用？

一个非常重要的问题，是每个学习、应用多线程的 Java 程序员都必须掌握的。理 解 volatile关键字的作用的前提是要理解 Java 内存模型，这里就不讲 Java 内存模型 了，可以参见第31 点，volatile 关键字的作用主要有两个：

• 多线程主要围绕可见性和原子性两个特性而展开，使用 volatile 关键字修饰的变 量，保证了其在多线程之间的可见性，即每次读取到 volatile 变量，一定是最新的数据。
• 代码底层执行不像我们看到的高级语言----Java 程序这么简单，它的执行是 Java 代码–>字节码–>根据字节码执行对应的 C/C代码–>C/C代码被编译成汇编语 言–>和硬件电路交互，现实中，为了获取更好的性能 JVM 可能会对指令进行重排序，多线程下可能会出现一些意想不到的问题。

使用 volatile 则会对禁止语义重排 序，当然这也一定程度上降低了代码执行效率从实践角度而言，volatile 的一个重 要 作 用 就 是 和 CAS 结 合。

13、新建 T1、T2、T3 三个线程，如何保证它们按顺序执行？

用 join 方法。

14、怎么控制同一时间只有 3 个线程运行？

用 Semaphore。

15、为什么要使用线程池？

我们知道不用线程池的话，每个线程都要通过 new Thread(xxRunnable).start()的方 式来创建并运行一个线程，线程少的话这不会是问题。

而真实环境可能会开启多个线程让系统和程序达到最佳效率，当线程数达到一定数量就会耗尽系统的 CPU 和 内存资源，也会造成 GC频繁收集和停顿，因为每次创建和销毁一个线程都是要消 耗系统资源的。

如果为每个任务都创建线程这无疑是一个很大的性能瓶颈。所以， 线程池中的线程复用极大节省了系统资源，当线程一段时间不再有任务处理时它也 会自动销毁，而不会长驻内存。