概念性内容

线程和进程区别？

进程	线程
进程是程序的一次运行过程，从创建，运行到销毁，是操作系统运行程序的基本单位，像我们运行一个.exe文件就是启动了一个进程，有的能开启多个进程，比如qq登录多个账号。有的仅开启一个进程，比如360安全卫士	一个进程内可以包含1到多个线程，可以认为进程是线程的容器。在Java中，进程作为最小的资源分配单位，而线程是最小的调度单位

二者不同点：

1. 进程的资源都是独立的，并不共享。
2. 线程共享进程内的堆和方法区空间（jdk1.8是元空间，直接使用本地物理内存），每个线程有自己独立的程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。 线程之间切换耗费时间也更少，因此线程也被称为轻量级的进程。
3. 进程通信，实现较为复杂，因为进程之间不共享资源，需要额外的协议来支持。比如同一台PC进程通信使用IPC（Inter-process communication），远程PC进程通信依靠Http协议。而线程通信较简单，因为可以访问共享变量。

所以可以看出进程资源不共享，有利于管理，不会造成相互影响，但是上下文切换成本较大。而线程相反，因为有共享资源，所以可能会造成相互影响，不利于管理，但上下文切换成本比进程小得多。

为什么程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈是线程私有？

先贴一张G哥的图

程序计数器作用：

1. 帮助字节码解释器读取下一条字节码。
2. 在多线程环境下，程序计数器用于被记录当前执行的位置，当线程被切换回来时能知道上次执行到哪了。

所以程序计数器私有是为了保存程序执行到的位置。

虚拟机栈作用：Java在方法调用时候，会创建对应的栈帧，保存方法内的局部变量表、操作数栈、常量池引用等信息。方法的调用和返回对应着虚拟机栈的入栈和出栈。所以需要为每一个调用者（线程）提供单独的虚拟机栈不让别的调用者访问到。

本地方法栈：本地方法栈跟虚拟机栈作用差不多，只不过调用的是native本地方法。

在HotSpot虚拟机中，已经将两个虚拟机栈合二为一了，

聊聊堆和方法区？

堆和方法区是所有线程共享的资源，其中堆是进程中最大的一块内存，主要用于存放新创建的对象 (几乎所有对象都在这里分配内存)，方法区主要用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。

多线程

并行和并发的区别

并行是同一时间执行多个线程的任务，能够同时得到执行。parallel 并发也是同一时间执行多个线程任务，但是不一定得到执行，可能需要排队。concurrent

注意：并行需要在多核心CPU中才能有体现，单核CPU体现不出来，会变成串行执行。java8中的stream流配合多核CPU可以提高性能。

为什么要使用多线程？

1. 线程更加轻量，切换和调度资源耗费的更少
2. 当今互联网的并发量大，需要使用到多线程
3. 单核CPU下，能够提供CPU利用率
4. 多核CPU下，可以提高任务执行速度（类似steam流）

使用多线程带来的问题

内存泄漏、线程不安全、以及线程死锁（操作系统中是使用银行家算法解决，即哲学家就餐）等问题

线程的生命周期

Java中的生命周期

操作系统中的生命周期

注：上述图片来自《Java并发编程的艺术》

通过对比，我们发现Java中只有6种状态，而操作系统中有7种状态，少的这一种Ready是被Java合并到了Runnable中。至于为什么合并，原因是因为现在大部分都使用的是分时操作系统，利用时间片轮转来决定线程的执行时间，时间一到就得回到调度队列中等待下一次操作系统的调度。通常这一时间非常短，大概为0.01秒。所以Java认为Ready这一状态并没太大意义，所以合并了。

在Java程序执行时，并不是固定在某一声明周期的，而是会随着代码执行的不同而到不同的声明周期：

1. 创建了线程还没有start的时候，为New
2. 开始了start为Runable
3. 获取不到锁为Blocked
4. 调用wait或者sleep方法Waitting
5. 调用wait(long timeout),sleep(long timeout)时为Timed_Waitting
6. 最后在执行完了run方法中的内容后为Terminated

什么是上下文切换？

线程有自己执行条件，当发生如下情况，会从CPU中退出

1. CPU时间片到期。
2. 发生阻塞类型事件，调用了系统中断，比如IO事件。
3. 调用sleep或者wait方法放弃CPU执行时间。
4. 线程执行完毕。

上下文切换时会保存当前线程运行的状态，保存现场，以便下次切换回来的时候能够还原现场。而保存和还原都需要耗费一定的资源，比如内存消耗，CPU消耗等等

线程死锁，以及避免死锁

操作系统中死锁四个必要条件：

1. 互斥条件：该资源任意一个时刻只由一个线程占用。
2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
3. 不剥夺条件:线程已获得的资源在未使用完之前不能被其他线程强行剥夺，只有自己使用完毕后才释放资源。
4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

如何预防死锁？ 破坏死锁的产生的必要条件即可：

1. 破坏请求与保持条件 ：一次性申请所有的资源。
2. 破坏不剥夺条件 ：占用部分资源的线程进一步申请其他资源时，如果申请不到，可以主动释放它占有的资源。
3. 破坏循环等待条件 ：靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源，释放资源则反序释放。破坏循环等待条件

可以使用银行家算法寻找出安全序列。

sleep和wait方法的区别和相同点

相同：

1. 都可以让线程暂停

不同：

1. wait会释放锁，而sleep不会释放锁
2. wait用于线程间的通信，而sleep用于线程的暂停
3. wait不会自动苏醒，而sleep可以。（wait(long timeout)可以自动苏醒）。

调用start方法和run方法区别？

我们调用start方法，会创建一个线程并进入就绪状态，放入就绪队列，当分配到了时间片后，就可以自动执行run方法中的内容。而调用run方法并不会有上面的流程，他只会被当成main线程中的一个普通方法调用。

创建线程有几种方式？

1. Thread类
2. Runnable接口
3. Callable接口（具有返回值的任务，可以搭配FutureTask获取返回值）
4. 线程池创建

什么是守护线程

守护线程也是线程的一种，但是以一种守护模式进行的，即别的线程运行完了，即使他的代码还没有运行完也会立即终止。