• 线程和进程的知识点


        多线程和并发问题是Java技术面试中面试官比较喜欢问的问题之一。

    一、进程和线程定义
        进程和线程:都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。
                进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。
        进程:进程,是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调
                 度的一个独立单位.     
        线程:线程,是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体.

    二、进程和线程区别
        (1)地址空间:线程是进程内的一个执行单元;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间;而进程有自己独立
            的地址空间;
        (2)资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源;
        (3)处理器调度:线程是处理器调度的基本单位,但进程不是.
        (4)线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.
        (5)线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),
           但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

    三、进程和线程关系
        1、一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.
        2、从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系
        统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。
        3、线程可以被称为轻量级进程。线程需要较少的资源来创建和驻留在进程中,并且可以共享进程中
        的资源。
        4、二者均可并发执行,从而极大地提高了程序的运行效率。

    三、多线程编程优点
        在多线程程序中,多个线程被并发的执行以提高程序的效率,CPU不会因为某个线程需要等待资源而进入空
        闲状态。多个线程共享堆内存(heap memory),因此创建多个线程去执行一些任务会比创建多个进程更好。
        举个例子,Servlets比CGI更好,是因为Servlets支持多线程而CGI不支持。

    四、创建一个线程
        有两种创建线程的方法:
            一是实现Runnable接口,然后将它传递给Thread的构造函数,创建一个Thread对象;
            二是直接继承Thread类。

    五、原子操作 - (包装类相关)
        原子操作是指一个不受其他操作影响的操作任务单元。原子操作是在多线程环境下避免数据不一致必须的手段。
        
        int++并不是一个原子操作,所以当一个线程读取它的值并加1时,另外一个线程有可能会读到之前的值,这就
        会引发错误。为了解决这个问题,必须保证增加操作是原子的,在JDK1.5之前我们可以使用同步技术来做到这
        一点。到JDK1.5,java.util.concurrent.atomic包提供了int和long类型的装类,它们可以自动的保证对于他们
        的操作是原子的并且不需要使用同步。
        
    六、Lock接口(Lock interface) - 锁
        Lock接口比同步方法和同步块提供了更具扩展性的锁操作。他们允许更灵活的结构,可以具有完全不同的性质,
        并且可以支持多个相关类的条件对象。
        它的优势有:
            @可以使锁更公平
            @可以使线程在等待锁的时候响应中断
            @可以让线程尝试获取锁,并在无法获取锁的时候立即返回或者等待一段时间
            @可以在不同的范围,以不同的顺序获取和释放锁

    七、用户线程和守护线程区别
        当我们在Java程序中创建一个线程,它就被称为用户线程。
        一个守护线程是在后台执行并且不会阻止JVM终止的线程。
        当没有用户线程在运行的时候,JVM关闭程序并且退出。
        一个守护线程创建的子线程依然是守护线程。

    八、不同的线程生命周期
        当我们在Java程序中新建一个线程时,它的状态是New。当我们调用线程的start()方法时,状态被改变为Runnable。
        线程调度器会为Runnable线程池中的线程分配CPU时间并且讲它们的状态改变为Running。其他的线程状态还有
        Waiting,Blocked和Dead。

    九、直接调用Thread类的run()方法吗?
        当然可以,但是如果我们调用了Thread的run()方法,它的行为就会和普通的方法一样,为了在新的线程中执行我们的代码,
        必须使用Thread.start()方法。

    十、如何让正在运行的线程暂停一段时间?
        我们可以使用Thread类的Sleep()方法让线程暂停一段时间。需要注意的是,这并不会让线程终止,一旦从休眠中唤醒线程,
        线程的状态将会被改变为Runnable,并且根据线程调度,它将得到执行。

    十一、线程优先级的理解
        每一个线程都是有优先级的,一般来说,高优先级的线程在运行时会具有优先权,但这依赖于线程调度的实现,这个实现是和
        操作系统相关的(OS dependent)。我们可以定义线程的优先级,但是这并不能保证高优先级的线程会在低优先级的线程前执行。
        线程优先级是一个int变量(从1-10),1代表最低优先级,10代表最高优先级。

    十二、线程调度器(Thread Scheduler)和时间分片(Time Slicing)
        线程调度器是一个操作系统服务,它负责为Runnable状态的线程分配CPU时间。一旦我们创建一个线程并启动它,它的执行便
        依赖于线程调度器的实现。
        时间分片是指将可用的CPU时间分配给可用的Runnable线程的过程。分配CPU时间可以基于线程优先级或者线程等待的时间。
        线程调度并不受到Java虚拟机控制,所以由应用程序来控制它是更好的选择(也就是说不要让你的程序依赖于线程的优先级)。

    十三、确保线程安全
        在Java中可以有很多方法来保证线程安全——同步,使用原子类(atomic concurrent classes),实现并发锁,使用volatile关键字,
        使用不变类和线程安全类。在线程安全教程中,你可以学到更多。

    十四、创建守护线程
        使用Thread类的setDaemon(true)方法可以将线程设置为守护线程,需要注意的是,需要在调用start()方法前调用这个方法,否
        则会抛出IllegalThreadStateException异常。

    十五、 同步方法和同步块,哪个是更好的选择?
        同步块是更好的选择,因为它不会锁住整个对象(当然你也可以让它锁住整个对象)。同步方法会锁住整个对象,哪怕这个
        类中有多个不相关联的同步块,这通常会导致他们停止执行并需要等待获得这个对象上的锁。

    十六、volatile关键字在Java中作用
        当我们使用volatile关键字去修饰变量的时候,所以线程都会直接读取该变量并且不缓存它。这就确保了线程读取到的变量是同
        内存中是一致的。

    十七、wait(), notify()和notifyAll()必须在同步方法或者同步块中被调用原因
        当一个线程需要调用对象的wait()方法的时候,这个线程必须拥有该对象的锁,接着它就会释放这个对象锁并进入等待状态直到
        其他线程调用这个对象上的notify()方法。同样的,当一个线程需要调用对象的notify()方法时,它会释放这个对象的锁,以便其
        他在等待的线程就可以得到这个对象锁。由于所有的这些方法都需要线程持有对象的锁,这样就只能通过同步来实现,所以他们
        只能在同步方法或者同步块中被调用。

    十八、线程通信的方法wait(), notify()和notifyAll()被定义在Object类里原因
        Java的每个对象中都有一个锁(monitor,也可以成为监视器) 并且wait(),notify()等方法用于等待对象的锁或者通知其他线程对
        象的监视器可用。在Java的线程中并没有可供任何对象使用的锁和同步器。这就是为什么这些方法是Object类的一部分,这样
        Java的每一个类都有用于线程间通信的基本方法





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