1、进程与线程的区别
概念：
- 进程是程序的一次执行结果，是系统运行的基本单位，每个进程都有自己的内存空间和[系统资源]，进程直接相互独立，但线程之间的运行是可以相互影响的。
- 线程是比进程更小的单位，一个进程中包含的多个线程，这些多个线程共享进程的内存空间和系统资源，所以线程之间的切换开销比较小。//线程运行在用户态，但是[线程切换]由操作系统内核完成，需要切换到核心态
- 协程是一种轻量级的线程，协程在用户态就可以控制，协程的上下文切换更加节省资源。
上下文的切换指的是CPU从当前正在运行的进程或线程中保存状态，然后切换到另一个线程或进程
区别：
- 进程是正在运行的程序的实例，线程是[操作系统]运算调度的最小单位，包含在进程当中，一个进程可以有多个线程
- 进程有自己的内存空间和系统资源，线程之间共享一个进程的内存空间和系统资源
- 进程之间相互独立，而线程之间是可以相互影响的
- 线程更加轻量，上下文切换开销比进程低
2、并行与并发的区别
并发是同一时间处理多件事的能力，比如多个线程轮流使用一个CPU
并行是同一时间做多件事的能力，比如4核CPU同时执行4个线程
关键区别在于是否同时执行
3、创建线程的方式有哪几种？Runnable与Callable有什么区别？run方法与start方法有什么区别
- 继承Tread类 ——直接调用start执行线程
- 实现Runnable接口——先创建MyRunnable对象，再创建Thread对象（将MyRunnable作为构造器参数），再执行start方法
- 实现Callable接口——先创建MyCallable对象，再创建futureTask对象，再创建Tread对象，再执行start方法
- 线程池创建（项目中一般使用方式）——对象要实现Runnable，然后创建线程池对象，调用线程池对象的submit方法
Runnable与Callable的区别：
- Runnable接口的run方法没有返回值，而Callable接口的call方法有返回值，可以配合FutureTask获取返回结果
- Runnable接口的run方法的异常只能在内部消化，而Callable接口的call方法可以将异常抛出
run方法与start方法区别：
- start方法是开启一个线程，然后线程去调用run方法，start方法只能被调用一次
- run方法封装了线程要执行的方法，可以调用多次
4、线程包含了几种状态，状态之间是如何转换的
线程包含了六种状态：
- 新建（New）：创建线程对象时
- 可执行（Runnable）：调用start方法后，有执行资格
- 阻塞（Blocked）：进入可执行状态后，无法获得锁
- 等待（Waiting）：执行时调用Wait方法进入（wait方法会释放锁）
- 计时等待（Timed_Waiting）：执行时调用Time.sleep进入
- 死亡（Terminated）：运行结束，线程死亡，变成垃圾
5、假设有t1,t2,t3三个线程，如何保证他们按顺序执行？
第一种方法：调用join方法：它使当前线程进入time_waiting状态，直到调用join方法的线程结束，比如t1.join()，就是在t1结束后才会继续运行。
具体：在t2线程的run方法中调用t1.join,在t3线程的run方法中调用t2.join
第二种方法：使用计数器countdownLatch：它需要先设定一个起始值，然后在线程中调用countdown方法让值-1，当值为0时，会解除wait状态
具体：
countDownLatch1.await(); //第一个计数器值为0时结束等待 System.out.println("拿出一瓶牛奶！"); //执行线程方法 countDownLatch2.countDown(); //让控制另一个线程的计数器值为0
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6、wait和sleep方法有哪些不同？
wait方法是Object类方法，每个对象都有，而sleep方法是Tread类静态方法
wait方法需要在同步块（synchronized）中执行，并且需要先获取锁，而sleep方法没有这个限制
wait方法执行后会释放锁，而sleep方法在拿到锁的情况下执行不会释放锁
7、为什么wait方法和notify方法要在synchronized关键字中使用？
从程序层面来说：不这样做会报IllegalMonitorStateException错误
从线程安全层面来说：如果不加同步锁，wait() 方法还没有执行完，notify() / notifyAll() 方法已经执行完，这样 notify() / notifyAll() 就进行了一次空唤醒操作，而 wait() 执行完后由于再没有notify() / notifyAll()的唤醒，会导致wait() 所在线程一直阻塞。
从底层代码层面来说：
首先，每个Java对象底层都会关联一个 Monitor 对象，在 Monitor 中维护了 两个队列 WaitSet 和 EntryList ，owner 属性。
synchronized( lock ) 被调用后会将当前线程 赋值给lock对象所关联的 monitor 对象的 owner 属性，其他线程 再想获取 lock 锁对象的话如果发现 lock对象所关联的 monitor 对象的 owner 属性不为空，就会进入 EntryList 进行阻塞，而调用了wait() 后就会将 owner 指向的线程对象放入 WaitSet 中进行等待，并将 owner 置为 null （释放掉锁），直到其他线程获取到 lock 这个对象锁以后通过 notify() / notifyAll() 方法 唤醒 WaitSet 中 的线程，这时 WaitSet中等待的线程才会进入 EntryList 参与lock 锁的竞争。（ notify() / notifyAll() 并不会释放锁，只有等待 synchronized 执行完才会释放锁 ）
8、Synchronized关键字底层原理
synchronized是采用互斥的方式，让同一时刻只能有一个线程能够获取对象锁
java中的Synchronized有偏向锁，轻量级锁，重量级锁三种形式，分别对应了只被一个线程所有，被多个线程交替持有，被多个线程竞争三种情况
在对象锁被多个线程竞争的情况下（重量级锁）：
- 底层由Monitor实现，Monitor是JVM级别的对象，Monitor分为三个部分，owner，entryset，waitset
- 当一个线程要获取对象锁时，会先将对象与Monitor关联，然后将owner与当前线程绑定
- 如果owner已经被其他线程绑定了，当前线程就会加入到entryset中进入阻塞状态
- 另外，当对象调用wait方法时，当前线程会进入到waitset队列中进入阻塞状态
在对象锁被多个进程无竞争交替持有的情况下（轻量级锁）：
这个时候不需要monitor
当线程尝试获取锁时，会创建一个栈帧，栈帧里包含一个锁记录的结构，主要内容有锁记录地址和对象指针
执行到加锁时，让锁记录中的对象指针指向对象，并尝试使用cas替换锁记录地址和对象头中的mark word，如果标记位为无锁则进行交换，如果非无锁，则有两种情况
1、其他线程已经获取了这个对象的锁，当前线程获取锁失败，线程会尝试自旋获取锁，如果自旋次数超过一定阈值,或者存在多个线程在等待同一个锁,轻量级锁会升级为重量级锁
2、当前线程已经获取了这个对象的锁（锁重入），也就是对象头的mark word指向当前线程的栈帧，此时会在栈帧中再添加一条锁记录，并设置锁记录的锁地址为null，最后在退出synchronized代码块时，如果有锁记录地址为null的锁记录，会清除锁记录，表示重入次数-1
当对象锁被一个线程持有的情况下（偏向锁）：
在上文中可知，轻量级锁在没有竞争时（还是这个线程来获取锁），将会发生锁重入，要执行CAS操作，并在栈桢创建新的锁记录。这样耗费了资源。
优化方式：只有第一次使用CAS将线程ID设置到被锁对象的MarkWord中，以后再来的线程只用验证这个线程ID是自己则没有竞争，无需CAS。
加锁过程：在当前线程的栈帧中创建一个锁记录对象，然后将锁记录的Lock record地址与对象的mark word进行CAS操作，
9、synchronized与lock有什么区别？
从语法层面来说：synchronized关键字是在JVM中实现的，通过c++实现
从功能层面来说：
- 两者都属于悲观锁，都具备基本的互斥，同步，锁重入功能，
- 而lock支持更多synchronized不支持的功能：如可中断等待（lock.lockInterruptibly()），公平锁，可设置等待超时(tryLcok(time,unit))，可选择性通知（condition）
- lock还提供了多种不同场景的实现，如ReentrantReadWriteLcok（读写锁）
从性能层面来说：synchronized提供了偏向锁，轻量级锁，在竞争不激烈的情况下性能很好，而lock在竞争激烈的时候，通常会有更好的表现，因为提供更多的功能。
10、CAS你知道吗？
CAS（compireAndSwap）比较并交换，它体现了乐观锁的一种思想，在无锁的情况下保证线程操作数据的原子性，它的内部存在3个操作数
1、变量 内存 值V
2、旧的预期值A
3、准备设置的新值B
当执行CAS指令时，只有当V=A时，才会去执行B更新V的值，否则不会更新
当多个线程同时使用CAS去操作一个变量时，只有一个线程会执行成功，其他线程均会失败，然后会重新尝试或将线程挂起（阻塞）
另外，CAS是一种系统原语，它的执行一定是连续不被中断的，也就不存在并发问题，这样就保证了原子性
CAS虽然能很高效的解决原子操作，但是仍然存在问题
- ABA问题 因为CAS只是判断获取值和在操作时这个值之间的时间该没改变来进行操作，当在这个时间内如果有一个操作修改了这个内存变量的值，由A改为B再改为A，这时CAS会认为这个值从来没有变过，但是值其实已经发生了一次改变
- 循环时间长时开销大 因为底层是自旋锁，当操作迟迟无法完成的时候，会对CPU带来非常大的开销
- 只能保证一个共享变量的原子操作 当对多个共享变量进行原子操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性
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11、什么是AQS？
AQS全称abstractQueueSynchronizer，即抽象队列同步器，是一种锁机制，它是作为一个基础框架使用的，像Reentrantlock，countdownlatch都是基于AQS实现的
AQS内部维护了一个先进先出的双向队列，队列中存储了排队的线程
AQS还维护了一个state，表示锁的状态，0为无锁状态，1为有锁状态，如果一个线程将state修改为1，就相当于当前线程获得了资源
对state的修改使用cas操作，保证多线程下的原子性
12、ReentrantLock底层原理是什么
ReentrantLcok意为可重入锁，和synchronized一样，当一个线程已经获得锁，再去尝试获得锁时，不会阻塞而是直接获得
ReentrantLock的底层是基于CAS+AQS实现，AQS的底层维护了一个state和一个双向队列，当有线程来抢锁时，会使用cas的方法来对state进行修改，如果修改成功，就将ReentrantLock中的ownerTread属性指向当前线程，如果修改失败，就会插入到双向队列的队尾
ReentrantLock支持公平锁和非公平锁两种实现，如果使用无参构造器，就是非公平锁，也可以传参true设置为公平锁。
13、悲观锁、乐观锁和分布式锁的实现和细节
悲观锁：认为 线程安全 问题一定会发生，所以在操作数据之前先获取锁，保证线程串行执行，例如synchronized，lock
细节：
- 悲观锁适合插入数据
- 锁的粒度要尽量小，只锁住需要串行执行的代码
- 配合事务使用时，要先提交事务再释放锁
乐观锁：认为线程安全问题不一定会发生，因此不加锁，只是在操作数据前判断是否有其他线程对数据做了修改，如果没有被修改则说明线程安全，更新数据，反正说明出现了线程安全问题，可以重试或者返回异常，例如给表加字段version，cas操作
细节：
- 乐观锁适合更新数据
- 更新前要先查询version，更新时比较version是否相同
分布式锁：满足分布式系统或集群模式下多进程可见且 互斥的锁，常见的实现有redis和zookeeper，redis通常利用setnx方法
细节：
- 锁的误删，比如线程1拿到锁但是出现了阻塞导致锁自动释放，在线程2拿到锁后执行业务逻辑时，线程1反应过来，继续执行，最后将本已经不属于他的锁误删了
- 锁的误删解决：设置锁的唯一标识，每个线程在获取锁时，设置锁的value为线程唯一标识（可以用uuid实现），释放锁时判断锁的value是否跟自身线程唯一标识一致，一致才能释放
14、什么是死锁，死锁产生的条件？如何避免死锁？
死锁就是一组互相竞争资源的线程，因为互相等待又互不相让资源，导致永久阻塞无法进行下去的情况
死锁产生的条件有四个：
- 互斥条件：资源x和y只能分别被一个线程占用
- 占有且等待：线程t1占有资源x后，等待资源y被释放，同时自己不释放资源x
- 不可抢占：其他线程不能强行抢占线程t1占有的资源
- 循环等待：线程t1等待线程t2占有的资源，线程t2等待线程t1占有的资源
避免死锁的方法（破坏对应的条件）：
- 一次性申请所有资源（破坏互斥条件）
- 占有资源的线程，在申请其他资源时，如果申请失败，可以主动释放自己的资源（破坏占有且等待条件）
- 按照顺序去申请资源，然后反序释放资源，破坏循环等待条件
15、ConcurrentHashMap底层原理
ConcurrentHashMap是在HashMap的数据结构上，增加了CAS操作和Synchronized 互斥锁来保证线程安全，并且使用volatile关键字修饰了node中的next和val字段来保证多线程环境下某个线程新增或修改节点对于其他线程是立即可见的。
在进行添加操作时：
- 计算hash值，定位该元素应该添加到的位置
- 如果不存在hash冲突，即该位置为null，则使用CAS操作进行添加
- 如果存在hash冲突，即该位置不为null，则使用synchronized关键字锁住该位置的头节点，然后进行添加操作
16、线程池的核心参数和执行原理？
线程池的核心参数有七个：
corePoolSize：核心线程数
maximumPoolSize：最大线程数量，核心线程+救急线程的最大数量
keepAliveTime：救急线程的存活时间，存活时间内没有新任务，该线程资源会释放
unit：救济线程的存活时间的单位
workQueue：工作队列，当没有空闲核心线程时，新来的任务会在此队列排队，当该队列已满时，会创建应急线程来处理该队列的任务
treadFactory：线程工厂，可以定制线程的创建，线程名称，是否是守护线程等
handler：拒绝策略，在线程数量达到最大线程数量时，实行拒绝策略 拒绝策略：
线程池执行原理：
