跳槽面试必备的Java 多线程核心知识分享

作为一个 Java 开发人员,多线程是一个逃不掉的话题,不管是工作还是面试,但理解起来比较模糊难懂,因为多线程程序在跑起来的时候比较难于观察和跟踪。搞懂多线程并发知识,可以在面试的时候和周围人拉开差距,另外自己在编码的时候可以做到心中有数。所以我根据平时工作中遇到的问题及使用方式写了这篇文章。

我这里也整理了一些面试常问的面试题,有需要的朋友可以点一点下方链接免费领取!
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一、进程

进程是操作系统结构的基础;是一次程序的执行;是一个程序及其数据在处理机上顺序执行时所发生的活动。操作系统中,几乎所有运行中的任务对应一条进程(Process)。一个程序进入内存运行,即变成一个进程。进程是处于运行过程中的程序,并且具有一定独立功能。描述进程的有一句话非常经典——进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

进程是系统中独立存在的实体,拥有自己独立的资源,拥有自己私有的地址空间。进程的实质,就是程序在多道程序系统中的一次执行过程,它是动态产生,动态消亡的,具有自己的生命周期和各种不同的状态。进程具有并发性,它可以同其他进程一起并发执行,按各自独立的、不可预知的速度向前推进。

注意:并发性(concurrency)和并行性(parallel)是不同的。并行指的是同一时刻,多个指令在多台处理器上同时运行。并发指的是同一时刻只能有一条指令执行,但多个进程指令被被快速轮换执行,看起来就好像多个指令同时执行一样。)

进程由程序、数据和进程控制块三部分组成。

二、线程

线程,有时被称为轻量级进程(Lightweight Process,LWP),是程序执行流的最小单元。一个标准的线程由线程ID,当前指令指针(PC),寄存器集合和堆栈组成。另外,线程是进程中的一个实体,是被系统独立调度和分派的基本单位,线程自己不拥有系统资源,只拥有一点儿在运行中必不可少的资源,但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程,同一进程中的多个线程之间可以并发执行。由于线程之间的相互制约,致使线程在运行中呈现出间断性。每一个程序都至少有一个线程,若程序只有一个线程,那就是程序本身。

线程是程序中一个单一的顺序控制流程。在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作,称为多线程。
  
在Java Web中要注意,线程是JVM级别的,在不停止的情况下,跟JVM共同消亡,就是说如果一个Web服务启动了多个Web应用,某个Web应用启动了某个线 程,如果关闭这个Web应用,线程并不会关闭,因为JVM还在运行,所以别忘了设置Web应用关闭时停止线程。

三、线程状态

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线程共包括以下5种状态。

  1. 新建状态(New) : 线程对象被创建后,就进入了新建状态。此时它和其他Java对象一样,仅仅由Java虚拟机分配了内存,并初始化其成员变量值。

  2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被调用了该对象的start()方法,该线程处于就绪状态。Java虚拟机会为其创建方法调用栈和程序计数器。处于就绪状态的线程,随时可能被CPU调度执行,取决于JVM中线程调度器的调度。

  3. 运行状态(Running) : 线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是,线程只能从就绪状态进入到运行状态。

  4. 阻塞状态(Blocked) : 阻塞状态是线程因为某种原因放弃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。阻塞的情况分三种:
    (01) 等待阻塞 – 通过调用线程的wait()方法,让线程等待某工作的完成。
    (02) 同步阻塞 – 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻塞状态。
    (03) 其他阻塞 – 通过调用线程的sleep()或join()或发出了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处理完毕时,线程重新转入就绪状态。

  5. 死亡状态(Dead) : 线程执行完了、因异常退出了run()方法或者直接调用该线程的stop()方法(容易导致死锁,现在已经不推荐使用),该线程结束生命周期。

四、wait()、notify()、nofityAll()方法

在Object.java中,定义了wait(), notify()和notifyAll()等方法。

wait()的作用是让当前线程进入等待状态,同时,wait()也会让当前线程释放它所持有的锁。

而 notify()和notifyAll()的作用,则是唤醒当前对象上的等待线程;notify()是唤醒单个线程,而notifyAll()是唤醒所有的线程。

Object类中关于等待/唤醒的API详细信息如下:
  notify() – 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程,使其进入“就绪状态”。  
  notifyAll() – 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程,使其进入“就绪状态”。
  wait() – 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
  wait(long timeout) – 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者超过指定的时间量”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。
  wait(long timeout, int nanos) – 让当前线程处于“等待(阻塞)状态”,“直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法,或者其他某个线程中断当前线程,或者已超过某个实际时间量”,当前线程被唤醒(进入“就绪状态”)。

wait()的作用是让“当前线程”等待(会释放锁),而“当前线程”是指正在cpu上运行的线程!

五、线程优先级和守护线程

1、线程优先级

java中的线程优先级的范围是1~10,默认的优先级是5。每个线程默认的优先级都与创建它的父线程具有相同的优先级。默认情况下,mian线程具有普通优先级。“高优先级线程”会优先于“低优先级线程”执行。Thread提供了setPriority(int newPriority)和getPriority()方法来设置和返回线程优先级。

Thread类有3个静态常量:

——MAX_PRIORITY = 10

——MIN_PRIORITY = 1

——NORM_PRIORITY = 5

2、守护线程

java 中有两种线程:用户线程和守护线程。可以通过isDaemon()方法来区别它们:如果返回false,则说明该线程是“用户线程”;否则就是“守护线程”。
用户线程一般用户执行用户级任务,而守护线程也就是“后台线程”,一般用来执行后台任务。需要注意的是:Java虚拟机在“用户线程”都结束后会后退出。

守护线程又称“后台线程”、“精灵线程”,它有一个特征——如果所有前台线程都死亡,后台线程自动死亡。

通过setDaemon(true)来设置一个线程。

最后

希望这篇文章对大家有帮助!

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