[Java知识库]2021-10-29线程池多线程（面试）

1.什么是线程？线程和进程的区别？

线程：是进程的一个实体，是cpu调度和分派的基本单位，是比进程更小的可以独立运行的基本单位。

进程：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，是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

特点：线程的划分尺度小于进程，这使多线程程序拥有高并发性，进程在运行时各自内存单元是相互独立的，线程之间内存共享，这使得多线程编程可以拥有更好的性能和用户体验。

2.创建线程的几种方式？

1.继承Thread类并重写run方法创建线程，实现简单但不可以继承其他类

2.实现Runnable接口并重写run方法。避免了单继承的局限性，编程灵活，实现解耦。

3.实现Callable接口并重写了call方法，创建线程。可以获取线程执行结果的返回值，并且可以抛出异常。

4.使用线程池创建

package cn.tedu.day01;
 
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
/*创建一个类，实现Callable接口(泛型类型自定义)
重写Callable接口中的call方法
创建Callable接口的实现类对象
创建FutureTask创建，把Callable实现类对象传入到FutureTask构造方法中
创建Thread对象，把FutureTask对象传入到Thread类的构造方法中
开启线程
通过FutureTask对象调用get方法，拿到返回值，线程才结束。
* */
public class ThreadDemo3 implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        return new Random().nextInt(10);
    }
}
 
package cn.tedu.day01;
 
import java.util.concurrent.FutureTask;
 
public class ThreadTest3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ThreadDemo3 threadDemo3 = new ThreadDemo3();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(threadDemo3);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        //拿到线程返回值时，线程才结束
        Integer integer = futureTask.get();
        System.out.println(integer);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
        }
    }
}

3.Runnable和Callable的区别？

Runnable接口run方法无返回值；Callable接口call方法有返回值，支持泛型

Runnable接口run方法只能抛出运行时异常，且无法捕获处理；Callable接口call方法允许抛出异常，可以获取异常信息

4.如何启动一个新线程，调用start和run方法的区别？

线程对象调用run方法不开启线程，仅是对象调用方法。

线程对象调用start开启线程，并让jvm调用run方法在开启的线程中执行。

5.线程有哪几种状态以及各种状态之间的转换？

1.新建状态。生产线程对象，但是并没有调用该对象的start方法

2.就绪状态。当调用了线程对象的start方法之后，此时线程调度程序还没有把该线程设置成当前线程，处于就绪状态

3.运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置成当前线程，此时线程进入了运行状态，可以执行run函数中的代码

4.阻塞状态。阻塞状态是线程因为某种原因放弃了cpu使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞情况分三种：

（1）等待。通过调用线程的wait（）方法，让线程等待某工作的完成

（2）超时等待。通过调用线程的sleep（）或join（）或者发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep状态超时，join（）等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕了，线程重新进入就绪状态。

（3）同步阻塞-线程在获取synchronized同步锁失败（因为锁被其它线程占用），它会进入同步阻塞状态。

5.死亡状态。线程执行完了或者因异常退出了run（）方法，该线程结束生命周期。

6.线程相关的基本方法？

线程相关的基本方法有 wait，notify，notifyAll，sleep，join，yield 等

7.wait（）与sleep（）的区别？

• 来自不同的类
• 关于锁的释放
• 使用的范围
• 是否需要捕获异常

线程池

1.为什么需要线程池？

在实际使用中，线程是很占用系统资源的，如果对线程管理不完善的话就很容易导致系统问题。因此，在大多数并发框架中都会使用线程池来管理线程。

1.线程池可以重复利用已有的线程继续执行任务，避免线程在创建消耗时造成的消耗

2.由于没有线程创建和消耗时的消耗，可以提高系统响应速度

3.通过线程池可以对线程进行合理的管理，根据系统的承受能力可以随时调整可运行线程数量的大小。

2.线程池的分类

1.newCachedThreadPool：创建一个可进行缓存重复利用的线程池

2.newFixedThreadPool：创建一个可重用固定线程数的线程池,以共享的无界队列来运行这些线程，线程池中的线程处于一定的量，可以很好的控制线程的并发量

3.newSingleThreadExecutor：线程池最多执行一个线程，之后提交的线程将会排在队列中以此执行。

4.newSingleThreadScheduledExecutor：创建一个单线程执行程序，它可 安排在给定延迟后运行命令或者定期执行

5.newScheduledThreadPool：创建一个线程池，他可安排在给定延迟后运行命令或者定期执行。

6.newWordStealingPool：创建一个带并行级别的线程池，并行级别决定了同一时刻最多有多个线程在执行，如果不传并行级别参数，将默认为当前系统的CPU个数。

3.核心参数：

corePoolSize 核心线程池的大小

maximumPoolSize 线程池能创建线程的最大个数

keepAliveTime 空闲线程存活时间

unit：时间单位，为keepAliveTime指定时间单位

workQueue：阻塞队列，用于保存任务的阻塞队列

ThreadFactory：创建线程的工程类

handler：饱和策略（拒绝策略）

4.线程池的原理

1. 一个任务，已存在的一个核心线程，可以解决
2. 多个任务，等待的任务！！没有超过阻塞队列长度，存放在阻塞队列中，等待核心线程依次执行！
3. 多个任务，等待的任务超过了阻塞队列的最大长度，就会开始创建新的线程，如果新建线程数+核心线程数>最大线程数，直接报错；如果没有超过，那就正常创建，核心线程增加，分摊任务！！

5.拒绝策略（保护策略）

ThreadPoolExecutor.AbortPolicy（系统默认）： 丢弃任务并抛出 RejectedExecutionException 异常，让你感知到任务被拒绝了，我们可以根据业务逻辑选 择重试或者放弃提交等策略

1. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常，相对而 言存在一定的风险，因为我们提交的时候根本不知道这个任务会被丢弃，可能造成数据丢失
2. ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常，相对而 言存在一定的风险，因为我们提交的时候根本不知道这个任务会被丢弃，可能造成数据丢失风险
3. ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：既不抛弃任务也不抛出异常，而是将某些任务 回退到调用者，让调用者去执行它。

6.线程池的关闭。

原理都是：遍历线程池中的所有线程，然后依次中断。

shutdownNow 首先将线程池的状态设置为 STOP,然后尝试停止所有的正在执行和未执行任务的线程，并返回等待执行任务的列表

shutdown 只是将线程池的状态设置为 SHUTDOWN 状态，然后中断所有没有正在执行任务的线程