1. 你可以講下進程與線程的區(qū)別？為什么要用多線程？

• 進程：進程是程序的一次執(zhí)行過程，是系統(tǒng)運行程序的基本單位。
• 線程：單個進程中執(zhí)行中每個任務(wù)就是一個線程。線程是進程中執(zhí)行運算的最小單位。
• 區(qū)別：
  • 一個程序至少有一個進程，一個進程至少有一個線程。
  • 一個線程只能屬于一個進程，但是一個進程可以擁有多個線程。多線程處理就是允許一個進程中在同一時刻執(zhí)行多個任務(wù)即多個線程。
  • 每個獨立的進程有程序運行的入口、順序執(zhí)行序列和程序出口。但是線程不能獨立執(zhí)行，必須依存在應(yīng)用程序中，由應(yīng)用程序提供多個線程執(zhí)行控制，兩者均可并發(fā)執(zhí)行

為什么要用多線程：

• 發(fā)揮多核CPU的優(yōu)勢，采用多線程的方式去同時完成幾件事情而不互相干擾。
• 能夠有效的防止阻塞，多條線程同時運行，哪怕一條線程的代碼執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)阻塞，也不會影響其它任務(wù)的執(zhí)行。
• 提高程序的效率。

2. 什么是上下文切換?

上下文切換一般發(fā)生在多線程情況下，因為一個 CPU 核心在任意時刻只能被一個線程使用，為了讓這些線程都能得到有效執(zhí)行，CPU 采取的策略是為每個線程分配時間片并輪轉(zhuǎn)的形式。而在多核cpu下，多線程是并行工作的，如果線程數(shù)多，單個核又會并發(fā)的調(diào)度線程，運行時就會讓一個線程的時間片用完的時候就會重新處于就緒狀態(tài)讓給其他線程使用，這個過程就屬于上下文切換。

對于我們Java程序線程來說，一旦一個線程搶占到CPU資源的使用權(quán)后，另一個線程需要保存當前的一個狀態(tài)，以便下次搶占成功后可以回到當前狀態(tài)，JVM中有塊內(nèi)存地址叫程序計數(shù)器，用于記錄保存線程執(zhí)行到哪一行代碼，它是每個線程獨有的。執(zhí)行任務(wù)從保存到再次加載的過程就是上下文切換。

實際上，上下文切換也是對系統(tǒng)意味著來說會消耗大量的CPU時間，消耗大量資源。

以下幾種情況會發(fā)生上下文切換。

• 線程的cpu時間片用完
• 在發(fā)生垃圾回收的時候
• 我們自己調(diào)用了 sleep、yield、wait、join、synchronized、lock 等方法

3. 說說你知道的幾種創(chuàng)建線程的方式

創(chuàng)建線程有以下方式：

繼承Thread類，重載它的run方法。

• 在我們自己定義一個繼承于Thread類的子類，并重寫里面run方法，編寫相關(guān)邏輯代碼。
• 在測試類中創(chuàng)建我剛自定義的線程子類對象
• 調(diào)用子類實例的star方法來啟動線程，通過start方法去調(diào)用到run方法里面的邏輯。

實現(xiàn) Runnalbe接口，重載 Runnalbe接口中的run方法實現(xiàn) 。

• 我們定義一個實現(xiàn)Runnable接口實現(xiàn)類，并重寫里面的run方法
• 在測試類中創(chuàng)建一個我們剛定義的接口實現(xiàn)類的實例，以實例對象作為target創(chuàng)建Thead對象，而得到的Thread對象就是我們線程子類對象。
• 最后調(diào)用線程對象的start方法

實現(xiàn)Callable接口方式，重寫Callable接口中的call方法，并且這個call方法可以有返回值。

• 我們定義一個實現(xiàn)創(chuàng)建實現(xiàn)Callable接口實現(xiàn)類，并重寫里面的call方法，注意它是call方法，并且有返回值。
• 在測試類中創(chuàng)建一個我們剛定義的接口實現(xiàn)類的實例，以實例對象為參數(shù)創(chuàng)建FutureTask對象，并把創(chuàng)建出來FutureTask對象作為參數(shù)去創(chuàng)建Thread對象，而得到的Thread對象就是我們線程子類對象。
• 最好調(diào)用線程對象的start方法。

需要注意三者的區(qū)別：

• Thread是繼承，而Runnalbe、Callable是實現(xiàn)。對于繼承來說，只能單繼承，而接口可以多實現(xiàn)。如果繼承了 Thread類就無法再繼承其他類了。
• 三者都是最后采用Thread.start()去啟動線程，而不是調(diào)用run方法，或者call方法的。
• Runnable接口 run 方法無返回值；Callable接口 call 方法有返回值。
• Runnable 接口 run 方法只能拋出運行時異常，且無法捕獲處理；Callable 接口 call 方法允許拋出異常，可以獲取異常信息
• 使用實現(xiàn) Runnable接口的方式創(chuàng)建的線程可以處理同一資源，而實現(xiàn)資源的共享，還可以繼承其他類。

4. 昨天你講到創(chuàng)建線程后使用start方法去調(diào)用線程，為什么run方法不行呢？有什么區(qū)別？

我們先來看看代碼吧。

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        MyThread myThead2 = new MyThread();
//        myThread.start();
//        myThead2.start();
        myThread.run();
        myThead2.run();
    }
}

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :" + i);
            try {
                sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

這里我們創(chuàng)建了MyThread繼承了Thread類，這種方法是一種可以創(chuàng)建線程的方式。接著我們在main方法中創(chuàng)建了兩個線程，都調(diào)用了start方法和run方法。讓我們先看看結(jié)果吧！

// 注釋掉兩個run方法 開啟start方法得到的結(jié)果
Thread-0 :0
Thread-1 :0
Thread-1 :1
Thread-0 :1
Thread-1 :2
Thread-0 :2
Thread-1 :3
Thread-0 :3
Thread-1 :4
Thread-0 :4
Thread-1 :5
Thread-0 :5

// 注釋掉兩個start方法 開啟run方法得到的結(jié)果
main :0
main :1
main :2
main :3
main :4
main :5
main :0
main :1
main :2
main :3
main :4
main :5

接下來我們講一下：

1.start方法的作用：

啟動線程，相當于開啟一個線程調(diào)用我們重寫的run方法里面的邏輯，此時相當于有兩個線程，一個main的主線程和開啟的子線程?？梢钥吹轿覀兊拇a，相當于有三個線程，一個主線程、一個Thread-0線程和一個Thread-1線程。并且線程之間是沒有順序的，他們是搶占cpu的資源來回切換的。

2.run方法的作用：

執(zhí)行線程的運行時代碼，相當于我們只是單純的調(diào)用一個普通方法。然后通過主線程的順序調(diào)用的方式，從myThread調(diào)用run方法結(jié)束后到myThread2去調(diào)用run方法結(jié)束，并且我們也可以看到我們控制臺中的線程名字就是main主線程。

3.run方法我們可以重復調(diào)用，而start方法在一個線程中只能調(diào)用一次。即myThread這個實例對象只能調(diào)用一次start方法，如果再調(diào)用一次start方法的話，就會拋出IllegalThreadStateException 的異常。

4.我們調(diào)用start方法算是真正意義上的多線程，因為它是額外開啟一個子線程去調(diào)用我們的run方法了。如果我們是調(diào)用run方法，就需要等待上一次的run方法執(zhí)行完畢才能調(diào)用下一次。所以我們要調(diào)用start方法充分揮多核CPU的優(yōu)勢，采用多線程的方式去同時完成幾件事情而不互相干擾。

5. 你知道你開啟一個線程后，它的狀態(tài)有那些嗎？

我們可以通過查看Thread的源碼中State枚舉發(fā)現(xiàn)有6個狀態(tài)：

    public enum State {
        /**
         * Thread state for a thread which has not yet started.
         */
        NEW,

        /**
         * Thread state for a runnable thread.  A thread in the runnable
         * state is executing in the Java virtual machine but it may
         * be waiting for other resources from the operating system
         * such as processor.
         */
        RUNNABLE,

        /**
         * Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
         * A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock
         * to enter a synchronized block/method or
         * reenter a synchronized block/method after calling
         * {@link Object#wait() Object.wait}.
         */
        BLOCKED,

        /**
         * Thread state for a waiting thread.
         * A thread is in the waiting state due to calling one of the
         * following methods:
         * <ul>
         *   <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>
         *   <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>
         * </ul>
         *
         * <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to
         * perform a particular action.
         *
         * For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>
         * on an object is waiting for another thread to call
         * <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on
         * that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>
         * is waiting for a specified thread to terminate.
         */
        WAITING,

        /**
         * Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
         * A thread is in the timed waiting state due to calling one of
         * the following methods with a specified positive waiting time:
         * <ul>
         *   <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>
         *   <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>
         *   <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>
         * </ul>
         */
        TIMED_WAITING,

        /**
         * Thread state for a terminated thread.
         * The thread has completed execution.
         */
        TERMINATED;
    }

接下來我們具體來說說吧：

NEW(新建)

線程剛被創(chuàng)建，還只是一個實例對象，并未調(diào)用start方法啟動。。MyThread myThread = new MyThread只有線程對象，沒有線程特征。

Runnable(可運行)

在創(chuàng)建對象對象完成后，調(diào)用了myThread.start()方法線程，可以在Java虛擬機中運行的狀態(tài)，可能正在運行自己代碼，也可能沒有，這取決于操作系統(tǒng)處理器。也可以叫做處于就緒狀態(tài)，需要等待被線程調(diào)度選中，獲取cpu資源的使用權(quán)。

Teminated(被終止)

因為run方法正常退出而死亡，或者因為沒有捕獲的異常終止了run方法而死亡。代表著此線程的生命周期結(jié)束了。

處于運行狀態(tài)中的線程由于某種原因，暫時放棄對 CPU的使用權(quán)，停止執(zhí)行，此時進入阻塞狀態(tài)，直到其進入到就緒狀態(tài)，才 有機會再次被 CPU 調(diào)用以進入到運行狀態(tài)。有以下三種相關(guān)阻塞狀態(tài)：

Blocked(鎖阻塞)

當一個線程試圖獲取一個對象鎖如（Synchronzied或Lock），而該對象鎖被其他的線程持有，則該線程進入Blocked狀態(tài)；只有當該線程持有鎖時，該線程將變成Runnable狀態(tài)。

Waiting(無限等待)

在調(diào)用了wait方法，JVM會把該線程放入等待隊列中，等待另一個線程執(zhí)行一個（喚醒），該線程此時狀態(tài)表示進入Waiting狀態(tài)。進入這個狀態(tài)后是不能自動喚醒的，必須等待另一個線程調(diào)用notify或者notifyAll方法才能夠喚醒。

TimedWaiting(計時等待)

同waiting狀態(tài)一樣，調(diào)用sleep方法或者其他超時方法時，他們將進入Timed Waiting狀態(tài)。不過這一狀態(tài)只需保持到超時期滿或者接收到喚醒通知。

6. 既然講到超時方法，那你講下sleep和wait的區(qū)別和他們需要怎樣喚醒

sleep和wait方法他們都是可以暫停當前線程的執(zhí)行，進入一個阻塞狀態(tài)。

sleep：

我們可以指定睡眠時間，即讓程序暫停指定時間運行，時間到了會繼續(xù)執(zhí)行代碼，如果時間未到我們想要換醒需要調(diào)用interrupt 方法來隨時喚醒即可。而調(diào)用interrupt 會使得sleep()方法拋出InterruptedException 異常，當sleep()方法拋出異常我們就中斷了sleep的方法，從而讓程序繼續(xù)運行下去。

wait：

調(diào)用該方法，可以導致線程進入等待阻塞狀態(tài)，會一直等待直到它被其他線程通過notify或者notifyAll方法喚醒?；蛘咭部梢允褂?code>wait(long timeout)表示時間到了自動執(zhí)行，類似于sleep(long millis)。

notify()：該方法會隨機選擇一個在該對象上調(diào)用wait方法的線程，解除其阻塞狀態(tài)。

notifyAll()：該方法會喚醒所有的wait對象。

兩者的區(qū)別：

• 兩者所屬的類不同：sleep是 Thread線程類的靜態(tài)方法；而wait是 Object類的方法。
• 兩者是否是否鎖呢：sleep不釋放鎖；wait釋放鎖。
• 兩者所使用的場景：sleep可以在任何需要的場景下調(diào)用；而wait必須使用在同步代碼塊或者同步方法中。
• 兩者不同喚醒機制：sleep方法執(zhí)行睡眠時間完成后，線程會自動蘇醒；而wait方法被調(diào)用后，線程不會自動蘇醒，需要別的線程調(diào)用同一個對象上的 notify或者 notifyAll方法，或者可以使用wait(long timeout)超時后線程會自動蘇醒。

總結(jié):

這篇文章就到這里了，如果這篇文章對你也有所幫助，希望您能多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容！

最新評論