面试总结-Java多线程

Java 中使用多线程的方式有哪些？

有三种：继承Thread、实现Runnable接口以及实现Callable接口

Thread

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        // 定义线程要执行的任务
    }
}

// 创建并启动线程
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();

Runnable

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        // 定义线程要执行的任务
    }
}

// 创建线程对象，并启动线程
Thread thread = new Thread(new MyRunnable());
thread.start();

Callable

class MyCallable implements Callable<Integer> {
    public Integer call() throws Exception {
        // 定义线程要执行的任务，并返回结果
    }
}
// 创建 FutureTask 对象
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new MyCallable());
// 创建线程对象
Thread thread = new Thread(futureTask);
// 启动线程
thread.start();
// 获取线程执行结果
Integer result = futureTask.get();

说一下线程的几种状态？

新建、准备、运行、阻塞、等待、终止状态

如何实现多线程中的同步？

在多线程编程中，当多个线程访问共享资源时，可能会导致数据不一致或者不确定的结果。为了确保多线程的安全性和可靠性，需要使用同步机制来协调线程之间的访问，常见的同步机制包括：

synchronized 关键字：使用 synchronized 关键字可以实现对代码块或者方法的同步，确保同一时刻只有一个线程可以执行被同步的代码块或方法。synchronized 关键字可以修饰方法、代码块或静态方法，分别实现实例级别的同步和类级别的同步。
ReentrantLock 锁：ReentrantLock 是 Java.util.concurrent 包提供的一种同步锁，它提供了与 synchronized 关键字类似的功能，但更加灵活。可以使用 lock() 方法获取锁，unlock() 方法释放锁，还可以使用 tryLock() 方法尝试获取锁。
使用 volatile 关键字：volatile 关键字可以确保线程之间的可见性，即一个线程对 volatile 变量的修改对其他线程是可见的。虽然 volatile 关键字不能解决所有的线程安全问题，但在特定的场景下可以用来实现轻量级的同步。
使用 AtomicInteger 类：AtomicInteger 是 Java.util.concurrent.atomic 包提供的原子类，它可以在并发环境下提供线程安全的原子操作，可以用来实现一些基本类型的原子操作，如增加、减少等。

谈谈线程死锁，如何有效的避免线程死锁？

线程死锁是指两个或多个线程互相持有对方所需的资源，并且在等待对方释放资源时陷入无限等待的状态，导致程序无法继续执行下去的情况。通常发生在并发编程中，如果不加以有效地避免和解决，会导致程序无法正常运行。下面是关于线程死锁以及如何避免的一些讨论：

典型的死锁场景： 考虑两个线程 A 和 B，它们分别持有资源 R1 和 R2，并且分别需要对方持有的资源才能继续执行。如果线程 A 持有资源 R1 并请求获取资源 R2，同时线程 B 持有资源 R2 并请求获取资源 R1，那么它们可能会发生死锁，因为它们都在等待对方释放资源，导致两个线程都无法继续执行。

避免线程死锁的方法：

以下是一些常见的避免线程死锁的方法：

避免嵌套锁： 尽量避免在一个锁的代码块中再获取另一个锁，以免因为多层锁嵌套而导致死锁的发生。如果确实需要多个锁，可以统一获取锁的顺序，以避免不同线程获取锁的顺序不一致而导致死锁。
使用 tryLock() 避免死锁： 对于 ReentrantLock 锁，可以使用其提供的 tryLock() 方法来尝试获取锁，并设置超时时间，如果在超时时间内未能获取到锁，则放弃获取锁并执行相应的处理逻辑，避免死锁的发生。
使用线程池： 使用线程池可以减少线程的创建和销毁开销，并且可以统一管理线程的生命周期和资源。通过合理配置线程池的大小和线程等待队列，可以有效地避免死锁的发生。
避免循环等待： 在设计程序时，尽量避免循环等待的情况发生。可以通过定义资源的获取顺序，或者使用资源层次结构来避免不同线程之间出现循环等待的情况。
定期检查和恢复： 可以定期检查程序中是否存在潜在的死锁情况，并且设计相应的机制来自动恢复死锁。例如，可以通过设置超时时间来获取锁，或者使用死锁检测算法来检测和解除死锁。

请谈谈 Thread 中 run() 与 start()的区别？

run() 方法是定义线程任务代码的地方，而 start() 方法是启动线程的方法。直接调用 run() 方法会在当前线程中同步执行任务代码，而调用 start() 方法会启动一个新的线程并异步执行任务代码。

synchronized和volatile关键字的区别？

synchronized 关键字可以用于修饰方法、代码块或者静态方法，用于实现对临界资源的访问控制，保证同一时刻只有一个线程可以访问临界资源。synchronized 适用于多个线程之间需要共享临界资源并且需要互斥访问的场景。
volatile 关键字通常用于修饰变量，用于保证变量的可见性，即当一个线程修改了该变量的值后，其他线程可以立即看到最新的值，而不会使用过期的缓存值。volatile 适用于多个线程之间需要共享变量，并且只有一个线程修改变量值，其他线程只是读取变量值的场景。

什么是线程池？如何创建一个线程池？

线程池是一种用于管理和复用线程的机制，它可以有效地管理线程的生命周期、控制并发度、减少线程创建和销毁的开销，提高系统的性能和稳定性。线程池包含一组预先创建的线程，这些线程可以被重复利用来执行多个任务。

要创建一个线程池，可以通过 Java.util.concurrent 包中的 ExecutorService 接口及其实现类来实现。以下是创建线程池的一般步骤：

选择合适的线程池实现类： Java 提供了多种线程池实现类，如 ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor 等，根据需求选择合适的实现类。
创建线程池对象：使用 Executors 工厂类提供的静态方法创建线程池对象，或者直接使用线程池实现类的构造方法创建线程池对象。
配置线程池参数：根据具体的需求配置线程池的参数，如核心线程数、最大线程数、线程空闲时间、任务队列类型等。
提交任务：使用线程池对象的 execute() 或 submit() 方法提交任务，线程池会根据配置的参数来执行任务。
关闭线程池：在不再需要使用线程池时，调用线程池对象的 shutdown() 或 shutdownNow() 方法来关闭线程池，释放资源。

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