2024年150道高频Java面试题(二十六)

51. 线程和进程的区别?

线程和进程是操作系统中进行任务调度和资源分配的两个基本概念。

进程

  • 进程是操作系统进行资源分配的基本单位。每个进程都有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会影响到其他进程,因为系统为每个进程提供了独立的内存空间。
  • 进程间的通信(IPC,Inter-Process Communication)需要依赖特定的机制(例如管道、消息队列、共享内存等)。
  • 进程的创建、销毁和切换所付出的开销较大,因为涉及到地址空间的分配和回收等操作。
  • 进程的数量受到系统资源的限制,比如内存、文件描述符等。

线程

  • 线程是进程的执行单元,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,并且线程自己不拥有系统资源,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),但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。
  • 同一个进程中的线程间可以直接通信,因为它们共享同一内存空间。
  • 线程的创建、销毁和切换比进程要快,因为线程间共享进程的资源,无需额外的资源分配。
  • 一个进程可以创建多个线程,这些线程可以并行执行,提高了程序的执行效率和响应速度。

以下是线程和进程的对比表格:

对比项进程线程
资源拥有拥有独立的资源共享进程资源
地址空间独立地址空间共享地址空间
通信方式需要依赖IPC机制直接读写内存
创建、销毁开销较大较小
数量限制受系统资源限制相对较多

以下是一个简单的Java代码示例,展示如何创建线程:

public class MyThread extends Thread {@Overridepublic void run() {System.out.println("线程运行中...");}public static void main(String[] args) {MyThread myThread = new MyThread();myThread.start(); // 启动线程}
}

在这个示例中,MyThread 类继承了 Thread 类,并重写了 run 方法。当调用 start 方法时,JVM会创建一个线程并执行 run 方法中的代码。这表明了线程在Java中的使用和进程相比的便捷性。

52. 请解释 Java 中的线程生命周期。

在Java中,线程的生命周期定义了线程从创建到消亡可能经历的状态序列。根据Java语言规范,线程的生命周期主要包含以下五个状态:

  1. 新建(New): 当使用 new 关键字创建一个线程对象时,此时线程处于新建状态。在这个状态下,线程已经分配了必要的资源,但是它还没有开始执行。

  2. 就绪(Runnable): 一旦调用了线程的 start() 方法,线程就会进入就绪状态。此时线程等待被线程调度器选中并分配CPU时间片执行。在操作系统中,可能存在多个线程处于就绪状态,它们在等待CPU的执行。

    Thread thread = new Thread(() -> {// 线程任务代码
    });
    thread.start(); // 进入就绪状态
    
  3. 运行(Running): 当线程调度器选中一个就绪状态的线程时,该线程将进入运行状态并开始执行它的任务。需要注意的是,在多核处理器上,可能同时有多个线程处于运行状态。

  4. 阻塞(Blocked): 在线程运行过程中,由于某些原因(如等待I/O操作、等待获取同步锁等)线程会放弃CPU并暂停执行。此时,线程进入阻塞状态。一旦线程等待的条件满足,它将重新进入就绪状态等待执行。

    synchronized (lock) {// 如果其他线程持有锁,当前线程将进入阻塞状态
    }
    
  5. 终止(Terminated): 线程执行完成后,或者因为某些原因(如异常)而中断执行,线程将进入终止状态。线程一旦终止,就不能再次启动。

以下是线程生命周期的状态转换简表:

状态描述可能的转换状态
新建(New)刚创建的线程就绪(Runnable)
就绪(Runnable)等待被调度执行运行(Running)
运行(Running)执行中阻塞(Blocked)、就绪(Runnable)或终止(Terminated)
阻塞(Blocked)等待资源或条件就绪(Runnable)
终止(Terminated)线程执行完成-

了解并掌握线程的生命周期,对于进行多线程编程和调试来说是非常重要的。

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