1. 什么线程以及进程？
1.1 何为进程？
进程是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位，因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建，运行到消亡的过程。
在 Java 中，当我们启动 main 函数时其实就是启动了一个 JVM 的进程，而 main 函数所在的线程就是这个进程中的一个线程，也称主线程。
1.2 何为线程？
线程与进程相似，但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享进程的堆和方法区资源，但每个线程有自己的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈，所以系统在产生一个线程，或是在各个线程之间作切换工作时，负担要比进程小得多，也正因为如此，线程也被称为轻量级进程。
Java 程序天生就是多线程程序，我们可以通过 JMX 来看一下一个普通的 Java 程序有哪些线程，代码如下：
public class MultiThread {
public static void main(String[] args) {
// 获取 Java 线程管理 MXBean
ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
// 不需要获取同步的 monitor 和 synchronizer 信息，仅获取线程和线程堆栈信息
ThreadInfo[] threadInfos = threadMXBean.dumpAllThreads(false, false);
// 遍历线程信息，仅打印线程 ID 和线程名称信息
for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) {
System.out.println("[" + threadInfo.getThreadId() + "] " + threadInfo.getThreadName());
}
}
}
复制代码上述程序输出如下（输出内容可能不同，不用太纠结下面每个线程的作用，只用知道 main 线程执行 main 方法即可）：
[5] Attach Listener //添加事件
[4] Signal Dispatcher // 分发处理给 JVM 信号的线程
[3] Finalizer //调用对象 finalize 方法的线程
[2] Reference Handler //清除 reference 线程
[1] main //main 线程,程序入口
从上面的输出内容可以看出：一个 Java 程序的运行是 main 线程和多个其他线程同时运行。
2. 请简要描述线程与进程的关系,区别及优缺点？
从 JVM 角度说进程和线程之间的关系
2.1 图解进程和线程的关系
下图是 Java 内存区域，通过下图我们从 JVM 的角度来说一下线程和进程之间的关系。
从上图可以看出：一个进程中可以有多个线程，多个线程共享进程的堆和方法区 (JDK1.8 之后的元空间)资源，但是每个线程有自己的程序计数器、虚拟机栈 和 本地方法栈。
总结： 线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的，而各线程则不一定，因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反
下面是该知识点的扩展内容！
下面来思考这样一个问题：为什么程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈是线程私有的呢？为什么堆和方法区是线程共享的呢？
2.2 程序计数器为什么是私有的?
程序计数器主要有下面两个作用：
- 字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令，从而实现代码的流程控制，如：顺序执行、选择、循环、异常处理。
- 在多线程的情况下，程序计数器用于记录当前线程执行的位置，从而当线程被切换回来的时候能够知道该线程上次运行到哪儿了。 需要注意的是，如果执行的是 native 方法，那么程序计数器记录的是 undefined 地址，只有执行的是 Java 代码时程序计数器记录的才是下一条指令的地址。
所以，程序计数器私有主要是为了线程切换后能恢复到正确的执行位置。
2.3 虚拟机栈和本地方法栈为什么是私有的?
- 虚拟机栈： 每个Java方法在执行的同时会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、常量池引用等信息。从方法调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在 Java 虚拟机栈中入栈和出栈的过程。
- 本地方法栈：和虚拟机栈所发挥的作用非常相似，区别是： 虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法 （也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。 在 HotSpot 虚拟机中和 Java 虚拟机栈合二为一。
所以，为了保证线程中的局部变量不被别的线程访问到，虚拟机栈和本地方法栈是线程私有的。
2.4 一句话简单了解堆和方法区
堆和方法区是所有线程共享的资源，其中堆是进程中最大的一块内存，主要用于存放新创建的对象 (所有对象都在这里分配内存)，方法区主要用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。
3. 说说并发与并行的区别?
- 并发： 同一时间段，多个任务都在执行 (单位时间内不一定同时执行)；
- 并行： 单位时间内，多个任务同时执行。
4. 为什么要使用多线程呢?
先从总体上来说：
-
从计算机底层来说： 线程可以比作是轻量级的进程，是程序执行的最小单位,线程间的切换和调度的成本远远小于进程。另外，多核 CPU 时代意味着多个线程可以同时运行，这减少了线程上下文切换的开销。
-
从当代互联网发展趋势来说： 现在的系统动不动就要求百万级甚至千万级的并发量，而多线程并发编程正是开发高并发系统的基础，利用好多线程机制可以大大提高系统整体的并发能力以及性能。 再深入到计算机底层来探讨：
-
单核时代： 在单核时代多线程主要是为了提高 CPU 和 IO 设备的综合利用率。举个例子：当只有一个线程的时候会导致 CPU 计算时，IO 设备空闲；进行 IO 操作时，CPU 空闲。我们可以简单地说这两者的利用率目前都是 50%左右。但是当有两个线程的时候就不一样了，当一个线程执行 CPU 计算时，另外一个线程可以进行 IO 操作，这样两个的利用率就可以在理想情况下达到 100%了。
-
多核时代: 多核时代多线程主要是为了提高 CPU 利用率。举个例子：假如我们要计算一个复杂的任务，我们只用一个线程的话，CPU 只会一个 CPU 核心被利用到，而创建多个线程就可以让多个 CPU 核心被利用到，这样就提高了 CPU 的利用率。
5.使用多线程可能带来什么问题?
并发编程的目的就是为了能提高程序的执行效率提高程序运行速度，但是并发编程并不总是能提高程序运行速度的，而且并发编程可能会遇到很多问题，比如：内存泄漏、上下文切换、死锁还有受限于硬件和软件的资源闲置问题。
6.说说线程的生命周期和状态?
线程生命周期图：
由上图可以看出：
1、新建状态（new）: 一个线程刚刚创建出来，但还未执行start()方法。
2、可运行状态（runnable）:线程调用了该对象的start()方法后，线程位于可运行的线程池中，变得可运行，等待获取cpu的使用权。
3、运行状态（running）: 可运行态的线程获取到了cpu的使用权后，执行程序代码就为运行态。
4、等待状态：处于运行态的线程可以通过各种手段是运行态的线程等待或阻塞，当等待或阻塞结束，又可以恢复到可运行态，线程等待有下面三种情况：
4.1、超时等待状态（timedwaiting）: 运行中的线程通过调用sleep()或join()方法，或发出I/O请求时，JVM会把该线程挂起等待，当超时时间达到时或I/O操作完成时，线程重新进入到可运行态（注意：如果线程持有锁，线程sleep的过程中不会释放锁）。
4.2、普通等待状态（waiting）: 处于运行态的线程通过调用wait()方法，JVM会把该线程放入到等待池中（注意：如果线程持有锁，线程wait的过程中会释放锁）
4.3、阻塞等待状态（blocked）: 处于运行态的线程在获取对象的同步锁时，如果该同步锁正被别的线程所占用，则JVM会把该线程放入到锁池中进行等待，直到获取到锁后，线程才又进入到可运行态。
5、终止状态（terminated）: 线程执行完或由于异常而退出，该线程的生命周期结束。
7. 什么是上下文切换?
多线程编程中一般线程的个数都大于CPU核心的个数，而一个CPU核心在任意时刻只能被一个线程使用，为了让这些线程都能得到有效执行，CPU采取的策略是为每个线程分配时间片并轮转的形式。当一个线程的时间片用完的时候就会重新处于就绪状态让给其他线程使用，这个过程就属于一次上下文切换。
概括来说就是：当前任务在执行完CPU时间片切换到另一个任务之前会先保存自己的状态，以便下次再切换回这个任务时，可以再加载这个任务的状态。任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。
8.什么是线程死锁?如何避免死锁?
8.1 了解死锁
多个线程同时被阻塞，他们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞，因此程序不可能正常终止，最终导致死锁产生。
如下图所示，线程A持有资源2，线程B持有资源1，他们同时都想申请对方的资源，所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态。
下面通过一个例子来说明线程死锁，代码模拟了上图的死锁情况 (源于《并发编程之美》)：
package com.MyMineBug.demoRun.test;
public class DeadLockDemo {
private static Object resource1 = new Object();//资源 1
private static Object resource2 = new Object();//资源 2
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> {
synchronized (resource1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
synchronized (resource2) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
}
}
}, "线程 1").start();
new Thread(() -> {
synchronized (resource2) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1");
synchronized (resource1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
}
}
}, "线程 2").start();
}
}
复制代码Output：
Thread[线程 1,5,main]get resource1
Thread[线程 2,5,main]get resource2
Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 2,5,main]waiting get resource1
复制代码线程 A 通过 synchronized(resource1)获得resource1的监视器锁，然后执行Thread.sleep(1000); 让线程 A 休眠 1s 是为了让线程 B得到执行，然后获取到resource2的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束后，都开始企图请求对方获取到的资源，然后这两个线程就会陷入互相等待的状态，这也就产生了死锁。上面的例子同时符合产生死锁的四个必要条件：
互斥条件： 该资源任意一个时刻只由一个线程占用；
请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源持有不释放；
不剥夺条件：线程已获得的资源，在末使用完之前不能被其他线程强行剥夺，只有自己使用完毕后才释放资源；
循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
8.2 如何避免死锁？
只要任意破坏产生死锁的四个条件中的其中一个就可以了：
- 破坏互斥条件： 该条件没有办法破坏，因为用锁的意义本来就是想让他们互斥的（临界资源需要互斥访问）；
- 破坏请求与保持条件：一次性申请所有的资源；
- 破坏不剥夺条件：占用部分资源的线程进一步申请其他资源时，如果申请不到，可以主动释放它占有的资源；
- 破坏循环等待条件：靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源，释放资源则反序释放。
对线程 2 的代码修改成下面这样，就不会产生死锁了：
new Thread(() -> {
synchronized (resource1) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
synchronized (resource2) {
System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
}
}
}, "线程 2").start();
复制代码Output：
Thread[线程 1,5,main]get resource1
Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 1,5,main]get resource2
Thread[线程 2,5,main]get resource1
Thread[线程 2,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 2,5,main]get resource2
Process finished with exit code 0
复制代码我们分析一下上面的代码为什么能避免死锁的发生?
线程 1 首先获取得到resource1的监视器锁，这时候线程2就获取不到了；然后线程 1 再去获取 resource2的监视器锁，可以获取到；再然后线程1释放了对resource1、resource2 的监视器锁的占用，线程2获取到就可以执行了；这样就破坏了循环等待条件，因此避免了死锁。
9. 说说 sleep() 方法和 wait() 方法区别和共同点?
- 两者最主要的区别在于：sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁。两者都可以暂停线程的执行。
- Wait 通常被用于线程间交互/通信，sleep 通常被用于暂停执行。
- wait() 方法被调用后，线程不会自动苏醒，需要别的线程调用同一个对象上的 notify() 或者 notifyAll() 方法。
- sleep() 方法执行完成后，线程会自动苏醒。或者可以使用wait(long timeout)超时后线程会自动苏醒。
10. 为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法，为什么我们不能直接调用 run() 方法？
这是另一个非常经典的 java多线程面试问题，而且在面试中会经常被问到。很简单，但是很多人都会答不上来！
new 一个 Thread，线程进入了新建状态;调用 start() 方法，会启动一个线程并使线程进入了就绪状态，当分配到时间片后就可以开始运行了。 start() 会执行线程的相应准备工作，然后自动执行 run() 方法的内容，这是真正的多线程工作。 而直接执行 run() 方法，会把 run 方法当成一个 main 线程下的普通方法去执行，并不会在某个线程中执行它，所以这并不是多线程工作。
总结： 调用 start 方法方可启动线程并使线程进入就绪状态，而 run 方法只是 thread 的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。
如果觉得还不错，请点个赞！！！
Share Technology And Love Life