【Java面试】十六、并发篇:线程基础

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") {@Overridepublic 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
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  • 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)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truer.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();}
}

如上,主线程中调用t2.interrupt(),t2线程的中止标志位变为true,但是否中止执行,看 t2 线程自己,上面t2线程自己判断标志位为true时,就break结束循环

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