java深入理解多线程

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Java多线程是并发编程中的一个重要概念，它允许程序在同一时刻执行多个任务。以下是对Java多线程的深入理解：线程概述基本概念：线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，一个进程可以包含多个线程。特性：线程不拥有系统资源，只拥有一点必不可少的、能保证独立运行的资源。同一进程中的线程共享该进程的资源，但各自拥有独立的堆栈和局部变量。线程创建与启动创建方式：在Java中，可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。启动方法：通过调用线程对象的start()方法来启动线程，这将导致run()方法被调用。线程状态线程在其生命周期中会经历新建态、就绪态、运行态、阻塞/等待/超时等待和死亡态等状态。线程同步同步问题：在多线程环境中，当多个线程访问共享资源时，可能会出现数据不一致和竞态条件等问题。解决方法：使用synchronized关键字或锁机制（如ReentrantLock）来确保同一时间只有一个线程可以访问被同步的代码。线程通信 Object类中的wait()、notify()和notifyAll()方法提供了一种线程间的通信方式。高级

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简述java内存模型（JMM）

java内存模型定义了程序中各种变量的访问规则。其规定所有变量都存储在主内存，线程均有自己的工

作内存。

工作内存中保存被该线程使用的变量的主内存副本，线程对变量的所有操作都必须在工作空间进行，不

能直接读写主内存数据。操作完成后，线程的工作内存通过缓存一致性协议将操作完的数据刷回主存。

简述as-if-serial

编译器等会对原始的程序进行指令重排序和优化。但不管怎么重排序，其结果和用户原始程序输出预定

结果一致。

简述happens-before八大原则

程序次序规则：一个线程内写在前面的操作先行发生于后面的。

锁定规则： unlock 操作先行发生于后面对同一个锁的 lock 操作。

volatile 规则：对 volatile 变量的写操作先行发生于后面的读操作。

线程启动规则：线程的 start 方法先行发生于线程的每个动作。

线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生。

线程终止规则：线程中所有操作先行发生于对线程的终止检测。

对象终结规则：对象的初始化先行发生于 finalize 方法。

传递性规则：如果操作 A 先行发生于操作 B，操作 B 先行发生于操作 C，那么操作 A 先行发生于操作

as-if-serial 和 happens-before 的区别

as-if-serial 保证单线程程序的执行结果不变，happens-before 保证正确同步的多线程程序的执行结果不

变。

简述原子性操作

一个操作或者多个操作，要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行，这就是

原子性操作。

简述线程的可见性

可见性指当一个线程修改了共享变量时，其他线程能够立即得知修改。volatile,synchronized,final都能

保证可见性。

简述有序性

即虽然多线程存在并发和指令优化等操作，在本线程内观察该线程的所有执行操作是有序的。

简述java中volatile关键字作用

1. 保证变量对所有线程的可见性。

当一条线程修改了变量值，新值对于其他线程来说是立即可以得知的。

2. 禁止指令重排序优化。使用 volatile 变量进行写操作，汇编指令带有 lock 前缀，相当于一个内存屏

障，编译器不会将后面的指令重排到内存屏障之前。

java线程的实现方式

1. 实现Runnable接口

2. 继承Thread类。

3. 实现Callable接口

简述java线程的状态

线程状态有New, RUNNABLE, BLOCK, WAITING, TIMED_WAITING, THERMINATED

NEW：新建状态，线程被创建且未启动，此时还未调用 start 方法。

RUNNABLE: 运行状态。其表示线程正在JVM中执行，但是这个执行，不一定真的在跑，也可能在排队

等CPU。

BLOCKED：阻塞状态。线程等待获取锁，锁还没获得。

WAITING: 等待状态。线程内run方法运行完语句Object.wait()/Thread.join()进入该状态。

TIMED_WAITING：限期等待。在一定时间之后跳出状态。调用Thread.sleep(long) Object.wait(long)

Thread.join(long)进入状态。其中这些参数代表等待的时间。

TERMINATED：结束状态。线程调用完run方法进入该状态。

简述线程通信的方式

1. volatile 关键词修饰变量，保证所有线程对变量访问的可见性。

2. synchronized关键词。确保多个线程在同一时刻只能有一个处于方法或同步块中。

3. wait/notify方法

4. IO通信

简述线程池

没有线程池的情况下，多次创建，销毁线程开销比较大。如果在开辟的线程执行完当前任务后执行接下

来任务，复用已创建的线程，降低开销、控制最大并发数。

线程池创建线程时，会将线程封装成工作线程 Worker，Worker 在执行完任务后还会循环获取工作队列

中的任务来执行。

将任务派发给线程池时，会出现以下几种情况

1. 核心线程池未满，创建一个新的线程执行任务。

2. 如果核心线程池已满，工作队列未满，将线程存储在工作队列。

3. 如果工作队列已满，线程数小于最大线程数就创建一个新线程处理任务。

4. 如果超过大小线程数，按照拒绝策略来处理任务。

线程池参数

1. corePoolSize：常驻核心线程数。超过该值后如果线程空闲会被销毁。

2. maximumPoolSize：线程池能够容纳同时执行的线程最大数。

3. keepAliveTime：线程空闲时间，线程空闲时间达到该值后会被销毁，直到只剩下 corePoolSize 个

线程为止，避免浪费内存资源。

4. workQueue：工作队列。

5. threadFactory：线程工厂，用来生产一组相同任务的线程。

6. handler：拒绝策略。有以下几种拒绝策略：

AbortPolicy：丢弃任务并抛出异常

CallerRunsPolicy：重新尝试提交该任务

DiscardOldestPolicy 抛弃队列里等待最久的任务并把当前任务加入队列

DiscardPolicy 表示直接抛弃当前任务但不抛出异常。

线程池创建方法

1. newFixedThreadPool，创建固定大小的线程池。

2. newSingleThreadExecutor，使用单线程线程池。

3. newCachedThreadPool，maximumPoolSize 设置为 Integer 最大值，工作完成后会回收工作线程

4. newScheduledThreadPool：支持定期及周期性任务执行，不回收工作线程。

5. newWorkStealingPool：一个拥有多个任务队列的线程池。

简述Executor框架

Executor框架目的是将任务提交和任务如何运行分离开来的机制。用户不再需要从代码层考虑设计任务

的提交运行，只需要调用Executor框架实现类的Execute方法就可以提交任务。产生线程池的函数

ThreadPoolExecutor也是Executor的具体实现类。

简述Executor的继承关系

Executor：一个接口，其定义了一个接收Runnable对象的方法executor，该方法接收一个Runable

实例执行这个任务。

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