【Java面试】十六、并发篇：线程基础

news2024/11/25 11:58:04

文章目录

1、进程和线程的区别
2、并行和并发的区别
3、创建线程的四种方式
- 3.1 Runnable和Callable创建线程的区别
- 3.2 线程的run和start
4、线程的所有状态与生命周期
5、新建T1、T2、T3，如何保证线程的执行顺序
6、notify和notifyAll方法有什么区别
7、wait方法和sleep方法有什么不同
8、如何停止一个正在运行的线程
- 8.1 使用退出标志
- 8.2 调用stop方法
- 8.3 调用interrupt方法

1、进程和线程的区别

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一个程序或者应用被运行，就是开启了一个进程（应用.exe背后的代码被从磁盘加载到内存）
一个进程下，包含了多个线程，分别处理着不同的任务
线程更轻量，上下文成本切换更低（上下文切换即从一个线程切换到另一个线程）

2、并行和并发的区别

并行：多项工作一起执行，下班后，你收拾屋子，你对象做饭。与其相反的就是串行，即一步一步来，或者一件一件事情的做。（4核CPU同时执行4个线程）

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并发：多个工作换着处理，下班后，你屋子收拾一半后，去准备做饭，菜准备好后又回去接着收拾屋子（多个线程轮流使用一个或者多个CPU）

补充：操作系统中，有个任务调度器，将CPU时间片（比如15毫秒）分给不同的程序使用。CPU在线程间的切换速度很快，给人的感觉就是同时运行的。

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并发是一个人同时吃三个馒头（一张嘴，第一个馒头吃一口，转身再吃一口第二个馒头），而并行是三个人同时吃三个馒头（三个人各吃各的，好比多核CPU各自执行指令）。

最后，并发在后端层面上，也指同一时刻，多个线程在访问同一个资源，多个线程对一个点，对应的例子: 春运抢票、电商秒杀

3、创建线程的四种方式

继承Thread类

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实现Runnable接口

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实现Callable接口，Callable的泛型即重写的call方法的返回值类型

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线程池创建线程

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3.1 Runnable和Callable创建线程的区别

Runnable 接口 run 方法没有返回值
Callable 接口 call 方法有返回值，是个泛型，和 Future、FutureTask配合可以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try-catch消化，不能继续上抛

3.2 线程的run和start

start方法是用来启动线程的，通过该线程调用执行run方法，只能被调用一次
run方法里面封装了要被线程执行的代码，是一个普通方法，可以被调用多次

public class ThreadTest {
	public static void main(String[] args){
	
		Thread t1 = new Thread("t1") {
			@Override
			public void run() {
				System.out.println("running...");
			}
			
	};
	t1.run();
	t1.run();
	t1.start();
	t1.start();

}

调用两次run方法：
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调用两次start方法：

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4、线程的所有状态与生命周期

JDK源码中的线程状态枚举值：

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状态流转：

NEW：新建状态，创建出一个Thread对象
Runnable：可执行状态，执行start方法，此时如果抢到了CPU时间片，那就去执行run方法，然后线程进入终止状态（死亡）
Blocked：没抢不到锁（lock、synchronized），进入阻塞状态，抢到锁后切换为Runnable状态
Waiting：调用了wait方法，进入等待状态，其他线程调用notify方法后被唤醒，进入Runnable状态
Timed_Waiting：计时等待状态，线程调用了sleep方法，sleep时间过后进入Runnable状态

流转图：
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5、新建T1、T2、T3，如何保证线程的执行顺序

thread.join();

以下，t2线程中执行t1.join，即等待t1线程执行完成后，再执行t2

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6、notify和notifyAll方法有什么区别

notify是随机唤醒一个wait的线程，notifyAll是唤醒所有wait的线程。

如下，object对象上wait了两个线程t1、t2

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notify时，只随机唤醒了一个object对象上wait的线程

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7、wait方法和sleep方法有什么不同

共同点：

wait和sleep都会让当前线程暂时放弃CPU时间片的使用权，进入阻塞状态

不同点：

1）方法归属不同：

sleep是Thread类的静态方法
wait是Object类的静态方法，每个对象都有

2）醒来时机不同：

执行sleep(long time) 和 wait(long time) 的线程，在相应毫秒过后会自己醒来进入就绪状态
wait(long time) 和 wait() 都可以被 notify 唤醒，且wait() 如果不被唤醒就一直等待
sleep和wait都可以被打断唤醒

3）锁的特性不同：

调用wait方法，必须先获取wait方法所在对象的锁，否则IllegalMonitorStateException，sleep则不用获取任何锁
wait对象执行后，会释放其占有的对象锁，其他线程可抢这个锁（放弃CPU时间片、放弃对象锁）
sleep如果是在synchronized代码块里，sleep并不会释放synchronized抢到的对象锁（放弃CPU时间片，如果有锁也不会放弃）

8、如何停止一个正在运行的线程

8.1 使用退出标志

加一个标记字段，改了标记之后，线程return，结束执行

class MyRun implements Runnable {
    boolean flag = false;
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            if (! this.flag) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--->" + i);
                System.out.println(this.run);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            } else {
                System.out.println("这是一些终止线程前要做的事");
                System.out.println("保存数据中..终止线程成功！");
                return;
            }
        }
    }
}
public class ThreadTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        MyRun r = new MyRun();
        Thread t = new Thread(r);
        t.start();
        //sleep主线程三秒
        try{
            Thread.sleep(3000);
        }catch(InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        //终止，改run属性为true
        r.run = true;

    }
}

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8.2 调用stop方法

sleep方法已作废

MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
//强制终止
myThread.stop();

8.3 调用interrupt方法

打断正在阻塞的线程（sleep、wait、join），线程会抛出InterruptedException异常

public class MyInterrupt {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
        Thread t1 = new Thread(()->{
            System.out.println("t1 正在运行...");
            try {
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }, "t1");
        t1.start();
        Thread.sleep(500);
        t1.interrupt();
        System.out.println(t1.isInterrupted());
        
    }
}

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打断正常线程，改变线程的中止标志位，是否退出由线程自己决定，思路上和方式一相似

public class MyInterrupt {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    
        Thread t2 = new Thread(()->{
            while(true) {
                Thread current = Thread.currentThread();
                boolean interrupted = current.isInterrupted();
                if(interrupted) {
                    System.out.println("打断状态："+ interrupted);
                    break;
                }
            }
        }, "t2");
        t2.start();
        Thread.sleep(500);
        t2.interrupt();

    }
}