线程相关八股

1. 线程和进程的区别？

进程：进程可以简单理解为进行一个程序，比如说我们打开一个浏览器，打开一个文本，这就是开启了一个进程，一个进程想要在计算机中运行，需要将程序交给CPU，将数据存储在内存中，然后还要在内存和磁盘之间进行一些IO。所以进程就是用来加载指令、管理内存、管理IO的。

线程：线程就是一条条指令流，将这些指令交给CPU就是在运行该线程。一个进程可以有多个线程。

二者区别：进程就是正在运行程序的实例，进程中包含了线程，每个线程执行不同的任务；

                  不同的进程使用不同的内存空间，在当前进程下的所有线程可以共享内存空间；

                  线程更轻量，线程上下文切换成本一般比进程要低。 

2. 并行和并发有什么区别？

在单核CPU下，线程实际上是串行执行的。一般会将这种线程轮流使用CPU的做法叫做并发(concurrent)。

在多核CPU下，每个核都可以调度运行线程，这时候线程可以是并行的。但是对于其中一个核来说，还是串行执行线程的。

并发指的是同一时间应对多件事情的能力；并行指的是同一时间动手做多件事情的能力。

在多核CPU下，并发是指多个线程轮流使用一个或者多个CPU；并行是同一时间动手做多件事情的能力，4核cpu同时处理4个线程。

3.  创建线程的方式有哪些？

继承Thread类，实现runnable接口，实现Callable接口，使用线程池创建线程(一般在项目中使用)。

那使用runnable和callable创建线程的区别是什么呢？

runnable接口的run方法是没有返回值的，而callable接口的call方法是有返回值的，是个泛型，和Future、FutureTask配合使用来获取异步执行的结果；callable接口的call方法允许抛出异常，而runnable接口的run方法的异常只能在内部进行消化即try...catch，不能继续上抛。

线程的run方法和start方法有什么区别？

start是用来启动线程的，通过该线程调用run方法执行run方法中的逻辑代码，start方法只能被调用一次，因为一个线程开启只能开启一次。

而run方法就是一个普通方法封装了代码逻辑，所以可以调用多次。

4. 线程包括哪些状态，状态之间是如何变化的？

首先线程包含以下6种运行状态：NEW、RUNNABLE、TIMED_WAITING、WAITING、BLOCKED、TERMINATED。

状态之间的转换：首先，当一个线程被创建时，就为NEW状态，接着运行start方法，但这时CPU可能正在处理其他线程，所以暂时该线程没有执行权，直到抢到了CPU执行权，正常情况下就开始执行线程了，这个中间没有执行权的状态叫做RUNNABLE，当线程结束之后就会进入TERMINATED状态，死亡。以上是正常的执行情况，可能遇到一些异常情况，比如说当线程种使用了锁时，别的线程就拿不到锁，无法执行，进入BLOCKED阻塞状态，直到拿到锁。还有，当执行wait()方法时，线程就进入了WAITING等待状态，直到执行notify()方法，将其唤醒。还有一种是当前线程执行sleep(50)方法，就进入了TIMED_WAITING计时等待状态，等到时间了，就可以执行了。

5. 新建T1、T2、T3三个线程，如何保证他们按顺序执行？

可以使用线程中的join()方法等待线程结束。在如下的例子中，在t2中有一个方法是t1.join，意味着t2只有当t1运行结束之后才会执行，这样就能保证线程间按照顺序执行。

6. notify()和notifyAll()有什么区别？

notifyAll：唤醒所有wait的线程；

notify：只随机唤醒一个wait线程。

7. 在Java中wait和sleep方法的不同点？

共同点：wait()和sleep()的效果都是让当前线程暂时放弃CPU的使用权，进入阻塞状态。

不同点：（1）方法归属不同：sleep是Thread的静态方法；而wait都是成员方法，每个对象都有。

（2）醒来时机不同：sleep和wait的线程都会在等待对应时间后醒来。wait还可以被notify唤醒，但是sleep不可以。他们都可以呗打断唤醒。

（3）锁特性不同：wait方法的调用必须先获取该对象的锁，而sleep不需要；wait方法执行后会释放锁，允许其他线程获取到该锁。而sleep如果在synchronized代码中执行，并不会释放对象的锁。

8. 如何停止一个正在运行的线程？

有三种方法可以停止线程：(1) 使用退出标志，使线程正常退出，也就是当run方法执行完后线程终止。(2) 使用stop方法强行终止，但是这种方法已经作废了。(3) 使用interrupt方法中断线程：如果打断阻塞的线程，比如说使用sleep，wait，join方法的线程，线程就会抛出interruptedException异常；如果打断正常的线程，可以根据打断状态来标记是否退出线程。

9. synchronized 关键字的底层原理？

synchronized

10. 谈谈对JMM即Java内存模型的理解？

JMM是Java内存模型，首先，Java中的内存分为共享内存和工作内存，其中工作内存是属于每个线程的内存，而主内存也叫做共享内存，是每个线程都可以进行访问的。线程间需要数据的交互就需要经过主内存进行。而JMM就是定义了共享内存中多线程程序读写操作的行为规范。

11. CAS？

CAS的全称是Compared And Swap比较再交换，他体现的是一种乐观锁的思想，可以在无锁的情况下保证线程操作数据的原子性。以下边这幅图来说明CAS的原理：当线程A和线程B都拿到共享数据以后，首先线程A要对数据进行修改，首先拿着之前读取过来的数据，去跟主内存中的数据比较，如果一样，就说明没有别的线程进行操作，可以进行修改，修改之后将数据返回给主内存。这时主内存中的数据已经改变了，当线程B去准备修改数据时，会先去主内存中读取现在的数据，然后跟之前读的数据进行比对，如果是一致的，那就修改，说明别的线程没有操作。如果不一致，说明有线程操作过了，那就需要进行自旋操作，即一直重试，不会阻塞线程，这样当自旋成功之后，就可以进行操作了。
CAS的好处就是，没有加锁，而且保证了原子性，性能和效率都所提升，如果加锁，那么线程就会阻塞，阻塞后还会被唤醒，这样切换上下文的开销比较大，性能比较低。

12. 乐观锁和悲观锁的区别？

CAS就是基于乐观锁的思想，就是不加锁，即使别的线程修改了共享变量，那就通过自旋操作，最后直到重试成功或者知道达到自旋的阈值。

synchronized是基于悲观锁的思想，加锁，防止其他线程修改数据，其他线程进来后需要进行阻塞等待，性能较低，效率较低。

13. 谈谈你对volatile的理解？

一旦一个共享变量被volatile修饰以后，那么就具备两层含义：

保证线程之间的可见性；禁止进行指令重排序

volatile修饰的共享变量，能够阻止编译器的优化发生，让一个线程对共享变量修改之后，对另外一个线程是可见的。

cpu有时为了提高运行效率，会进行指令重排序，以优化性能。而用volatile修饰共享变量会在读、写共享变量时加入不同的屏障，组织其他操作越过写屏障，从而达到组织重排序的效果。

14. 什么是AQS？

AQS是多线程中的队列同步器，是一种锁的机制，是作为一个基础框架来使用的，想ReentrantLock、Semaphore都是基于AQS实现的。

在AQS内部维护了一个先进先出的双向队列，当有线程进入时，资源正在被占用，该线程就会进入该队列中等待。

在AQS内部还有一个属性state，这个state就相当于是一个资源，当某个线程成功修改state为1，那么就可以认为该线程获得了该资源。在对state修改时，使用的是CAS操作，保证多个线程修改的情况下的原子性。

15.ReentrantLock的实现原理？

首先，ReentrantLock是指可重入锁，当一个类获得该锁时，方法内部也需要获取这把锁，这时是可以获取成功的。

该锁主要是基于CAS和AQS队列来实现的。支持公平锁和非公平锁两种实现形式。他就是一个类，这个类的无参构造方法就是默认创建非公平锁，指定参数为true就是公平锁。

具体原理：其实具体原理就是AQS的原理，当一个线程获取锁成功后，将state置为1，此时代表锁正在被使用，有其他线程进入时，获取state值为1，则进入FIFO队列等待。公平锁：公平锁是指，当state值变为0时，此时正好有一个线程进入，进行争取锁，但是之前的AQS队列中还有在等待的线程，如果是公平锁，那么后来进入的线程就没有资格进行获取锁，直接进入AQS队列。但是如果是非公平锁，两个线程就会竞争。公平锁的效率往往没有非公平的高，在许多线程访问的情况下，公平锁表现出较低的吞吐量。

16. synchronized和Lock有什么区别？

首先这两个都是锁，前者是属于关键字，基于C++实现的，后者是接口，基于Java实现的。使用synchronized时，退出代码块锁会自动释放，而Lock就需要使用unlock手动释放。

其次，二者都属于悲观锁，都具备基本的互斥，同步，可重入功能。Lock提供了很多synchronized不具备的功能，例如公平锁，可打断，可超时，多变量条件等。Lock有适合不同场景的实现，比如说ReentrantLock，ReentrantReadWriteLock(读写锁)。

在没有竞争时，synchronized做了很多优化，比如说轻量级锁，偏向锁。

但是在竞争激烈时，Lock的实现通常会使性能更好。