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关于Java多线程的40个问题。

欢马劈雪

工程师 (已认证)

原创分享签约作者

发表于教程文章

573

一、Thread类基础

Q： Thread的deprecated过期方法是哪3个？作用是啥
A：

stop()，终止线程的执行。
suspend()，暂停线程执行。
resume()，恢复线程执行。

Q：废弃stop的原因是啥？
A：调用stop时，会直接终止线程并释放线程上已锁定的锁，线程内部无法感知，并且不会做线程内的catch操作！即线程内部不会处理stop后的烂摊子。如果其他线程等在等着上面的锁去取数据，那么拿到的可能是1个半成品。

变成题目的话应该是下面这样，问会输出什么？

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        System.out.println("start");
        Thread thread = new MyThread();
        thread.start();
        Thread.sleep(1000);
        thread.stop();
        // thread.interrupt();

    }
}

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        try {
            System.out.println("run");
            Thread.sleep(5000);
        } catch (Exception e) {
            //处理烂摊子,清理资源
            System.out.println("clear resource!");
        }
    }
}

答案是输出 start和run，但是不会输出clear resource

Q： stop的替代方法是什么？
A： interrupt()。
调用thread.interrupt()终止时，不会直接释放锁，可通过调用interrupt()或者捕捉sleep产生的中断异常，来判断是否被终止，并处理烂摊子。

上题把thread.stop()改成thread.interrupt()，在Thread.sleep()过程中就会抛出interrupException（注意，InterrupExcetpion是sleep抛出的）因此就会输出clear resource。如果没有做sleep操作，可以用isInterrupted()来判断自己这个线程是否被终止了，来做清理。

另外注意一下interrupt和isInterrupted的区别：

Q： suspend/resume的废弃原因是什么？
A：：调用suspend不会释放锁。
如果线程A暂停后，他的resume是由线程B来调用的，但是线程B又依赖A里的某个锁，那么就死锁了。例如下面这个例子，就要知道会引发死锁：

public class Test {
    public static Object lockObject = new Object();
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        System.out.println("start");
        Thread thread = new MyThread();
        thread.start();
        Thread.sleep(1000);

        System.out.println("主线程试图占用lockObject锁资源");
        synchronized (Test.lockObject) {
            // 用Test.lockObject做一些事
            System.out.println("做一些事");
        }
        System.out.println("恢复");
        thread.resume();

    }
}

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        try {
            synchronized (Test.lockObject) {
                System.out.println("占用Test.lockObject");
                suspend();
            }
            System.out.println("MyThread释放TestlockObject锁资源");
        }
        catch (Exception e){}
    }
}

答案输出

MyThread内部暂停后，外部的main因为没法拿到锁，所以无法执行后面的resume操作。

Q：上题的suspend和resume可以怎么替换，来解决死锁问题？
A：可以用wait和noitfy来处理（不过尽量不要这样设计，一般都是用run内部带1个while循环的）

public class Test {
    public static Object lockObject = new Object(); //拿来做临时锁对象
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        Thread thread = new MyThread();
        thread.start();
        Thread.sleep(1000);

        System.out.println("主线程试图占用lockObject锁资源");
        synchronized (Test.lockObject) {
            // 用Test.lockObject做一些事
            System.out.println("做一些事");
        }
        System.out.println("恢复");

        synchronized (Test.lockObject) {
            Test.lockObject.notify();
        }

    }
}

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        try {
            synchronized (Test.lockObject) {
                System.out.println("占用Test.lockObject");
                Test.lockObject.wait();
            }
            System.out.println("MyThread释放TestlockObject锁资源");
        }
        catch (Exception e){}
    }
}

如此执行，结果正常：

Q：下面这例子为什么会运行异常，抛出IllegalMonitorStateException错误？

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new MyThread();
        thread.start();
        thread.notify();
    }

A： notify和wait的使用前提是必须持有这个对象的锁，即main代码块需要先持有thread对象的锁，才能使用notify去唤醒（wait同理）。

改成下面就行了：

        Thread thread = new MyThread();
        thread.start();
        synchronized (thread) {
            thread.notify();
        }

Q： Thread.sleep()和Object.wait()的区别
A：sleep不会释放对象锁，而wait会释放对象锁。

Q：Runnable接口和Callable的区别。
A： Callable可以和Futrue配合，并且启动线程时用的时call，能够拿到线程结束后的返回值，call方法还能抛出异常。

Q：thread.alive()表示线程当前是否处于活跃/可用状态。
活跃状态：线程已经启动且尚未终止。线程处于正在运行或准备开始运行的状态，就认为线程是“存活的

thread.start()后，是否alive()一定返回true？

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TestThread tt = new TestThread();
        System.out.println("Begin == " + tt.isAlive());
        tt.start();
        System.out.println("end == " + tt.isAlive());
    }
}

A:不一定，有可能在打印时，线程已经运行结束了，或者start后，还未真正启动起来（就是还没进入到run中）

Q: 线程A如下：

public class A extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("this.isAlive()=" + this.isAlive());
    }
}

把线程A作为构造参数，传给线程B

A a = new A();
Thread b = new Thread(a);
b.start()

此时会打印什么？
A：此时会打印false!

因为把a作为构造参数传入b中， b执行start时，实际上是在B线程中去调用了 A对象的run方法，而不是启用了A线程。

如果改成

A a = new A();
a.start()

那么就会打印true了

Q：把FutureTask放进Thread中，并start后，会正常执行callable里的内容吗？

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Callable<Integer> callable = () -> {
    System.out.println("call 100");
    return 100;
    };
 
    FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(callable);
    Thread thread = new Thread(task);
    thread.start();
}

A：能正常打印

二、synchronized关键字

即可作为方法的修饰符，也可以作为代码块的修饰符
注意修饰方法时，并不是这个方法上有锁，而是调用该方法时，需要取该方法所在对象上的锁。

class A{
     synchroized f(){
     }   
}

即调用这个f()，并不是说f同一时刻只能进入一次，而是说进入f时，需要取到A上的锁。

Q：调用下面的f()时，会出现死锁吗？

class A{
     synchroized f(){
        t()
     }
 
     synchroized t(){
     }
}

A：不会。
1个线程内，可以重复进入1个对象的synchroized 块。

原理：
当线程请求自己的锁时。JVM会记下锁的持有者，并且给这个锁计数为1。如果该线程再次请求自己的锁，则可以再次进入，计数为2。退出时计数-1，直到全部退出时才会释放锁。

Q:2个线程同时调用f1和f2会产生同步吗？

class A{
	private static synchronized void f1(){};
	private synchronized void f2(){};
}

A:不会产生同步。二者不是1个锁。
f1是类锁，等同于synchronized(A.class)
f2是对象锁。

三、其他的同步工具

CountDownLatch

final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);

2是计数器初始值。

然后执行latch.await()时，就会阻塞，直到其他线程中把这个latch进行latch.countDown()，并且计数器降低至0。

和join的区别：
join阻塞时，是只等待单个线程的完成
而CountDownLatch可能是为了等待多个线程

Q： countDownLatch的内部计数值能被重置吗？
A：不能重置了。如果要重新计数必须重新new一个。毕竟他的类名就叫DownLatch

FutureTask

可以理解为一个支持有返回值的线程
FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(runable);
当调用task.get()时，就能能达到线程里的返回值

Q：调用futrueTask.get()时，这个是阻塞方法吗？如果是阻塞，什么时候会结束？
A：是阻塞方法。

线程跑完并返回结果
阻塞时间达到futrueTask.get(xxx)里设定的xxx时间
线程出现异常InterruptedException或者ExecutionException
线程被取消，抛出CancellationException

Semaphore

信号量：就是操作系统里常见的那个概念，java实现，用于各线程间进行资源协调。
用Semaphore(permits)构造一个包含permits个资源的信号量，然后某线程做了消费动作，则执行semaphore.acquire()，则会消费一个资源，如果某线程做了生产动作，则执行semaphore.release()，则会释放一个资源（即新增一个资源）

更详细的信号量方法说明：
https://blog.csdn.net/hanchao5272/article/details/79780045

Q：信号量中，公平模式和非公平模式的区别？下面设成true就是公平模式

//new Semaphore(permits,fair):初始化许可证数量和是否公平模式的构造函数
semaphore = new Semaphore(5, true);

A：其实就是使用哪种公平锁还是非公平锁。

Java并发中的fairSync和NonfairSync主要区别为：

如果当前线程不是锁的占有者,则NonfairSync并不判断是否有等待队列,直接使用compareAndSwap去进行锁的占用,即谁正好抢到，就给谁用！
如果当前线程不是锁的占有者,则FairSync则会判断当前是否有等待队列,如果有则将自己加到等待队列尾，即严格的先到先得！

CyclicBarrier

栅栏，一般是在线程中去调用的。它的构造需要指定1个线程数量，和栅栏被破坏前要执行的操作，每当有1个线程调用barrier.await()，就会进入阻塞，同时barrier里的线程计数-1。
当线程计数为0时，调用栅栏里指定的那个操作后，然后破坏栅栏，所有被阻塞在await上的线程继续往下走。

Exchanger

我理解为两方栅栏，用于交换数据。
简单说就是一个线程在完成一定的事务后，想与另一个线程交换数据，则第一个先拿出数据的线程会一直等待第二个线程，直到第二个线程拿着数据到来时才能彼此交换对应数据。

原子类AtomicXXX

就是内部已实现了原子同步机制
Q：下面输出什么？（考察getAndAdd的用法）

AtomicInteger num = new AtomicInteger(1);
System.out.println(num.getAndAdd(1));
System.out.println(num.get());

A：输出1、2
顾名思义， getAndAdd(),那么就是先get，再加，类似于num++。
如果是addAndGet()，那么就是++num

Q：AtomicReference和AtomicInteger的区别？
A：AtomicInteger是对整数的封装，而AtomicReference则对应普通的对象引用。也就是它可以保证你在修改对象引用时的线程安全性。即可能会有多个线程修改atomicReference里包含的引用。

经典用法：
boolean exchanged = atomicStringReference.compareAndSet(initialReference, newReference)就是经典的CAS同步法
compreAndSet它会将将引用与预期值（引用）进行比较，如果它们相等，则在AtomicReference对象内设置一个新的引用。类似于一个非负责的自旋锁。
AtomicReferenceArray是原子数组，可以进行一些原子的数组操作例如 set(index, value)，

java中已实现的全部原子类：

注意，没有float，没有short和byte。

四、线程池

Q: ThreadPoolExecutor线程池构造参数中，corePoolSize和maximumPoolSize有什么区别？
A：当提交新线程到池中时

如果当前线程数 < corePoolSize，则会创建新线程
如果当前线程数=corePoolSize，则新线程被塞进一个队列中等待。
如果队列也被塞满了，那么又会开始新建线程来运行任务，避免任务阻塞或者丢弃
如果队列满了的情况下，线程总数超过了maxinumPoolSize，那么就抛异常或者阻塞（取决于队列性质）。
调用prestartCoreThread()可提前开启一个空闲的核心线程
调用prestartAllCoreThreads()，可提前创建corePoolSize个核心线程。

Q：线程池的keepalive参数是干嘛的？
A：当线程数量在corePoolSize到maxinumPoolSize之间时，如果有线程已跑完，且空闲时间超过keepalive时，则会被清除（注意只限于corePoolSize到maxinumPoolsize之间的线程）

Q：线程池有哪三种队列策略？
A：

握手队列
相当于不排队的队列。可能造成线程数量无限增长直到超过maxinumPoolSize（相当于corePoolSize没什么用了，只以maxinumPoolSize做上限）
无界队列
队列队长无限，即线程数量达到corePoolSize时，后面的线程只会在队列中等待。（相当于maxinumPoolSize没什么用了）
缺陷：可能造成队列无限增长以至于OOM
有界队列

Q：线程池队列已满且maxinumPoolSize已满时，有哪些拒绝策略？
A：

AbortPolicy 默认策略：直接抛出RejectedExecutionException异常
DiscardPolicy 丢弃策略：直接丢了，什么错误也不报
DiscardOldestPolicy 丢弃队头策略：即把最先入队的人从队头扔出去，再尝试让该任务进入队尾（队头任务内心：不公平。。。。）
CallerRunsPolicy 调用者处理策略：交给调用者所在线程自己去跑任务（即谁调用的submit或者execute，他就自己去跑）
也可以用实现自定义新的RejectedExecutionHandler

Q：有以下五种Executor提供的线程池，注意记忆一下他们的用途，就能理解内部的原理了。

newCachedThreadPool：缓存线程池
corePoolSize=0, maxinumPoolSize=+∞，队列长度=0 ，因此线程数量会在corePoolSize到maxinumPoolSize之间一直灵活缓存和变动，且不存在队列等待的情况，一来任务我就创建，用完了会释放。

newFixedThreadPool ：定长线程池
corePoolSize= maxinumPoolSize=构造参数值，队列长度=+∞。因此不存在线程不够时扩充的情况
newScheduledThreadPool :定时器线程池
提交定时任务用的，构造参数里会带定时器的间隔和单位。其他和FixedThreadPool相同，属于定长线程池。
newSingleThreadExecutor : 单线程池
corePoolSize=maxinumPoolSize=1，队列长度=+∞，只会跑一个任务，所以其他的任务都会在队列中等待，因此会严格按照FIFO执行
newWorkStealingPool（继承自ForkJoinPool ）：并行线程池
如果你的任务执行时间很长，并且里面的任务运行并行跑的，那么他会把你的线程任务再细分到其他的线程来分治。ForkJoinPool介绍：https://blog.csdn.net/m0_37542889/article/details/92640903

Q： submit和execute的区别是什么？
A:

execute只能接收Runnable类型的任务，而submit除了Runnable，还能接收Callable（Callable类型任务支持返回值）
execute方法返回void， submit方法返回FutureTask。
异常方面， submit方法因为返回了futureTask对象，而当进行future.get()时，会把线程中的异常抛出，因此调用者可以方便地处理异常。（如果是execute，只能用内部捕捉或者设置catchHandler）

Q：线程池中， shutdown、 shutdownNow、awaitTermination的区别？
A：

shutdown: 停止接收新任务，等待所有池中已存在任务完成（ 包括等待队列中的线程 ）。异步方法，即调用后马上返回。
shutdownNow: 停止接收新任务，并 停止所有正执行的task，返回还在队列中的task列表。
awaitTermination： 仅仅是一个判断方法，判断当前线程池任务是否全部结束。一般用在shutdown后面，因为shutdown是异步方法，你需要知道什么时候才真正结束。

五、Thread状态转换

Q：线程的6种状态是：
A：

New：新建了线程，但是还没调用start
RUNNABLE：运行，就绪状态包括在运行态中
BLOCKED：阻塞，一般是因为想拿锁拿不到
WAITING：等待，一般是wait或者join之后
TIMED_WAITING: 定时等待，即固定时间后可返回，一般是调用sleep或者wait(时间)的。
TERMINATED：终止状态。

欣赏一幅好图，能了解调用哪些方法会进入哪些状态。

原图链接
Q： java线程什么时候会进入阻塞（可能按多选题考）：
A：

sleep
wati()挂起，等待获得别的线程发送的Notify（）消息
等待IO
等待锁

六、Volatile

用volatile修饰成员变量时，一旦有线程修改了变量，其他线程可立即看到改变。

Q：不用volatile修饰成员变量时，为什么其他线程会无法立即看到改变？
A：线程可以把变量保存在本地内存（比如机器的寄存器）中，而不是直接在主存中进行读写。
这就可能造成一个线程在主存中修改了一个变量的值，而另外一个线程还继续使用它在寄存器中的变量值。

Q：用了volatile是不是就可以不用加锁啦？
A：不行。

锁并不是只保证1个变量的互斥，有时候是要保证几个成员在连续变化时，让其他线程无法干扰、读取。
而volatile保证1个变量可变，保证不了几个变量同时变化时的原子性。

Q:展示一段《Java并发编程实战》书里的一个经典例子，在科目二考试里也出现了，只是例子换了个皮。为什么下面这个例子可能会死循环，或者输出0？

A:首先理解一下java重排序，可以看一下这篇博文：https://www.cnblogs.com/coshaho/p/8093944.html

然后分析后面那2个奇怪的情况是怎么发生的。

永远不输出：
经过程序的指令排序，出现了这种情况：

ReaderThread在while里读取ready值，此时是false，于是存入了ReaderThread的寄存器。
主线程修改ready和number。
ReaderThread没有感知到ready的修改（对于ReaderThread线程，感知不到相关的指令，来让他更新ready寄存器的值），因此进入死循环。

输出0
经过程序的指令排序，出现了这种情况：
1）主线程设置ready为true
2）ReaderThread在while里读取ready值，是true，于是退出while循环

ReaderThread读取到number值，此时number还是初始化的值为0，于是输出0
主线程这时候才修改number=42，此时ReaderThread已经结束了！

上面这个问题，可以用volatile或者加锁。当你加了锁时，如果变量被写了，会有指令去更新另一个寄存器的值，因此就可见了。

七、线程群组

为了方便管理一批线程，我们使用ThreadGroup来表示线程组，通过它对一批线程进行分类管理

使用方法：

Thread group = new ThreadGroup("group");
Thread thread = new Thread(gourp, ()->{..});

即thread除了Thread(Runable)这个构造方法外，还有个Thread(ThreadGroup, Runnable)构造方法

Q：在线程A中创建线程B，他们属于同一个线程组吗
A：是的

线程组的一大作用是对同一个组线程进行统一的异常捕捉处理，避免每次新建线程时都要重新去setUncaghtExceptionHandler。即线程组自身可以实现一个uncaughtException方法。

ThreadGroup group = new ThreadGroup("group") {
	@Override
	public void uncaughtException(Thread thread, Throwable throwable) {
		System.out.println(thread.getName() + throwable.getMessage());
		}
	};
}

线程如果抛出异常，且没有在线程内部被捕捉，那么此时线程异常的处理顺序是什么？相信很多人都看过下面这段话，好多讲线程组的博客里都这样写：
（1）首先看看当前线程组（ThreadGroup）有没有父类的线程组，如果有，则使用父类的UncaughtException()方法。
（2）如果没有，就看线程是不是调用setUncaughtExceptionHandler()方法建立Thread.setUncaughtExceptionHandler实例。如果建立，直接使用它的UncaughtException()方法处理异常。
（3）如果上述都不成立就看这个异常是不是ThreadDead实例，如果是，什么都不做，如果不是，输出堆栈追踪信息（printStackTrace）。

来源：
https://blog.csdn.net/qq_43073128/article/details/90597006
https://blog.csdn.net/qq_43073128/article/details/88280469

好，别急着记，先看一下下面的题目，问输出什么：
Q:

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编辑于 2021-04-26 17:53:402021-04-26 17:53:40

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