Java 多线程
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2026-05-18
Q: 线程的生命周期和状态
6 个状态：
- NEW: 初始态，刚创建
- RUNNABLE 运行态，
start()启动后，包含：READY: 等待态，等待 CPU 时间 - BLOCKED: 阻塞状态，获取锁时发现锁已经被占用了，阻塞等待锁，已有的锁不释放
- WAITING: 等待状态，主动进入，释放锁，等待唤醒。
- TIME_WAITING: 超时等待状态，到时间自动返回。
- TERMINATED: 终止
Q: 什么是死锁？如何产生？
多个线程同时阻塞，都在等待某个资源被释放。无限阻塞，无法释放。
产生的必要条件：
- 互斥条件：资源在任意时刻只能被一个线程占有。
- 持有并等待：线程已持有至少一个资源，同时等待其他被占有的资源。
- 不可剥夺：线程的资源无法被其他线程强行剥夺，必须自己释放。
- 循环等待：多个线程形成资源请求循环
Q: 如何检测和预防死锁？
检测：使用 jstack <pid> 命令、JConsole 、VisualVM 等工具，也可配合 top 等系统命令查看。
预防：破坏死锁产生的必要条件即可。
- 破坏 互斥条件：用无锁结构或者读写锁。（现实很难消除）
- 破坏 持有并等待：一次性申请所有需要的锁。（现实情况比较难）
- 破坏 不可剥夺：用可超时、可中断的锁。
- 破坏 循环等待：按照固定顺序加锁。
Q: 线程创建方式有几种？
5 种。继承 Thread、实现 Runnable、实现 Callable + FutureTask、线程池、CompleableFuture
可见：线程创建方式
Q: 说一下 Java 内存模型
JMM 是一种规则，解决多线程直接如何正确看到共享变量的修改。
特性：
- 可见性：A 线程修改变量，B 如何看到？可以用
volatile或者synchronized - 有序性：重排问题怎么办？可以用
volatile或者synchronized禁止某些重排。 - 原子性：如
count++非原子操作，需要synchronized或者 Atomic 原子类解决。
Q: volatile 关键字怎么保证变量可见性？
标注了 volatile 关键字的变量，会指示 JVM 每次读取内容时，都必须从主内存中获取
Q: 什么是乐观锁和悲观锁？
乐观锁：假设冲突少，只在更新时才检查，适合读多写少。
悲观锁：假设冲突多，操作前加锁，适合读少写多。
Q: 什么是 CAS 算法？
CAS (compare and swap) 是一种原子操作，比较当前内存值和预期值是否相等来决定是否更新，常用乐观锁的实现。
Q: synchronized 是什么，有什么用？
synchronized 关键字是 Java 内置悲观锁机制，通过加锁确保同一时刻只有一个线程执行临界区代码，实现线程安全。
Q: ReentrantLock 是什么？
ReentrantLock 是 Java 并发包内的一个可重入互斥锁，实现了 Lock 接口，具备与 synchronized 相同的基本行为和语义，但提供了更加丰富的功能和灵活的控制。
具体请看：可重入锁
Q: 公平锁和非公平锁有什么区别？
首先，Java 并发中，公平锁和非公平锁，是 ReentrantLock 可重入锁的两种实现，主要区别在于线程获取锁的顺序，以及带来的性能差异和适用场景。
公平锁按照锁的请求时间顺序，分配锁。
非公平锁允许“插队”的行为发生。
| 公平锁 | 非公平锁 | |
|---|---|---|
| 获取顺序 | 请求时间顺序 | 允许“插队”的行为发生。 |
| 实现方式 | 请求锁的线程会进入等待队列，锁释放后只能从队列头部唤醒线程。 | 线程获取锁的时候，如果锁可用，就直接获取，否则就进入等待队列。 |
| 吞吐量 | 较低，需要频繁挂起和唤醒锁，维护队列 | 较高 |
| 可能出现的问题 | 无饥饿现象 | 可能产生饥饿，部分线程长时间得不到锁。 |
| 场景 | 锁竞争激烈、要求按顺序 | 竞争不激烈的时候 |
提示
syncronized 是非公平锁。
Q: ReentrantLock 和 synchronized 有什么区别？
| ReentrantLock | synchronized | |
|---|---|---|
| 中断锁获取 | 支持 | 不支持 |
| 带超时 | 支持 | 不支持 |
| 公平锁 | 支持 | 不支持 |
| 释放锁 | 支持手动释放 | 自动释放锁 |
Q: Atomic 原子类了解吗？
多线程环境下，若多个线程需要并发的更新共享变量，就需要同步手段防止竞争，以前用 sychronized 重量级锁 或者 灵活的 ReentrantLock ，在有时候，我们只是对一个数值进行简单的加减、如果用锁就太重了。
这时候就用原子类，利用底层的 CAS 机制，避免加锁，提高性能。
常见的类包含：AtomicInteger、AtomicBoolean
（AtomicInteger为例）使用方法一般是：get()/set() 、incrementAndGet()/getAndIncrement()
Q: 线程池架构是什么？
线程池分 2 大类：
ExcutorService，有四种创建方式：固定大小、自动扩容、单线程池、定时任务线程池ThreadPoolExecutor，自定义线程池，重要的是参数- 参数：核心线程数、最大线程数、非核心线程最大空闲时间、时间单位、任务队列、线程工厂、拒绝策略
Executors.newFixedThreadPool(n); // 固定大小
Executors.newCachedThreadPool(); // 自动扩容
Executors.newSingleThreadPool(); // 单线程池
Executors.newScheduledThreadPool(n); // 定时任务线程池Q: 介绍一下 ThreadPoolExecutor 类的参数。
参数分别是：核心线程数、最大线程数、非核心线程最大空闲时间、时间单位、线程工厂、拒绝策略。
参数重点还是：线程池的的排队与任务调度机制、拒绝策略（下一个问题）
提交过程：
- 核心线程数未满 ➜ 创建新的线程去完成任务
- 核心线程数满了，队列未满 ➜ 任务入队
- 队列也满了，线程数未到最大值 ➜ 创建非核心线程处理任务
- 队列满了，线程数也满了 ➜ 拒绝策略
Q: 拒绝策略有哪些？应用场景是什么？
4 种
AbortPolicy默认：抛出异常CallerRunsPolicy，会退给提交线程DiscardPolicy，丢弃任务DiscardOldestPolicy丢弃最早的任务，执行最新的任务。
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