【Java面试】多线程操作中常用的几个方法

布满荆棘的人生 2024-03-16 18:47 64阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  什么是线程安全
 *  Java中实现多线程有几种方法
 *  如何停止一个正在运行的线程
 *  notify()和notifyAll()有什么区别？
 *  sleep()和wait() 有什么区别？
 *  Thread 类中的start() 和 run() 方法有什么区别？
 *  为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面？
 *  为什么wait和notify方法要在同步块中调用？
 *  Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的区别？
 *  有三个线程T1,T2,T3,如何保证顺序执行（考察join方法）？
 *  Thread类中的yield方法有什么作用？
 *  Java线程池中submit() 和 execute()方法有什么区别？

## 什么是线程安全 ##

线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。  
在多线程环境中，当各线程不共享数据的时候，即都是私有（private）成员，那么一定是线程安全的。  
但这种情况并不多见，在多数情况下需要共享数据，这时就需要进行适当的同步控制了。  
线程安全一般都涉及到synchronized， 就是一段代码同时只能有一个线程来操作 不然中间过程可能会产生不可预制的结果。  
如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。

## Java中实现多线程有几种方法 ##

继承Thread类；  
实现Runnable接口；  
实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程；  
使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程（也就是使用了ExecutorService来管理前面的三种方式）

## 如何停止一个正在运行的线程 ##

1、使用退出标志，使线程正常退出，也就是当run方法完成后线程终止。  
2、使用stop方法强行终止，但是不推荐这个方法，因为stop和suspend及resume一样都是过期作废的  
方法。  
3、使用interrupt方法中断线程。

class MyThread extends Thread {
        
    volatile boolean stop = false;
    public void run() {
        
    while (!stop) {
        
    System.out.println(getName() + " is running");
    try {
        
    sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        
    System.out.println("week up from blcok...");
    stop = true; // 在异常处理代码中修改共享变量的状态
    }
    }
    System.out.println(getName() + " is exiting...");
    }
    }
    class InterruptThreadDemo3 {
        
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        
    MyThread m1 = new MyThread();
    System.out.println("Starting thread...");
    m1.start();
    Thread.sleep(3000);
    System.out.println("Interrupt thread...: " + m1.getName());
    m1.stop = true; // 设置共享变量为true
    m1.interrupt(); // 阻塞时退出阻塞状态
    Thread.sleep(3000); // 主线程休眠3秒以便观察线程m1的中断情况
    System.out.println("Stopping application...");
    }
    }

## notify()和notifyAll()有什么区别？ ##

notify可能会导致死锁，而notifyAll则不会  
任何时候只有一个线程可以获得锁，也就是说只有一个线程可以运行synchronized 中的代码使用notifyall,可以唤醒  
所有处于wait状态的线程，使其重新进入锁的争夺队列中，而notify只能唤醒一个。  
wait() 应配合while循环使用，不应使用if，务必在wait()调用前后都检查条件，如果不满足，必须调用notify()唤醒另外的线程来处理，自己继续wait()直至条件满足再往下执行。  
notify() 是对notifyAll()的一个优化，但它有很精确的应用场景，并且要求正确使用。不然可能导致死锁。正确的场景应该是 WaitSet中等待的是相同的条件，唤醒任一个都能正确处理接下来的事项，如果唤醒的线程无法正确处理，务必确保继续notify()下一个线程，并且自身需要重新回到WaitSet中。

## sleep()和wait() 有什么区别？ ##

对于sleep()方法，我们首先要知道该方法是属于Thread类中的。而wait()方法，则是属于Object类中  
的。  
sleep()方法导致了程序暂停执行指定的时间，让出cpu该其他线程，但是他的监控状态依然保持者，当指定的时间到了又会自动恢复运行状态。在调用sleep()方法的过程中，线程不会释放对象锁。  
当调用wait()方法的时候，线程会放弃对象锁，进入等待此对象的等待锁定池，只有针对此对象调用notify()方法后本线程才进入对象锁定池准备，获取对象锁进入运行状态。

## Thread 类中的start() 和 run() 方法有什么区别？ ##

start()方法被用来启动新创建的线程，而且start()内部调用了run()方法，这和直接调用run()方法的效果不一样。当你调用run()方法的时候，只会是在原来的线程中调用，没有新的线程启动，start()方法才会启动新线程。

## 为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面？ ##

明显的原因是JAVA提供的锁是对象级的而不是线程级的，每个对象都有锁，通过线程获得。如果线程需要等待某些锁那么调用对象中的wait()方法就有意义了。如果wait()方法定义在Thread类中，线程正在等待的是哪个锁就不明显了。简单的说，由于wait，notify和notifyAll都是锁级别的操作，所以把他们定义在Object类中因为锁属于对象。

## 为什么wait和notify方法要在同步块中调用？ ##

1.  只有在调用线程拥有某个对象的独占锁时，才能够调用该对象的wait(),notify()和notifyAll()方法。
2.  如果你不这么做，你的代码会抛出IllegalMonitorStateException异常。
3.  还有一个原因是为了避免wait和notify之间产生竞态条件。

wait()方法强制当前线程释放对象锁。这意味着在调用某对象的wait()方法之前，当前线程必须已经获得该对象的锁。因此，线程必须在某个对象的同步方法或同步代码块中才能调用该对象的wait()方法。  
在调用对象的notify()和notifyAll()方法之前，调用线程必须已经得到该对象的锁。因此，必须在某个对象的同步方法或同步代码块中才能调用该对象的notify()或notifyAll()方法。  
调用wait()方法的原因通常是，调用线程希望某个特殊的状态(或变量)被设置之后再继续执行。调用notify()或notifyAll()方法的原因通常是，调用线程希望告诉其他等待中的线程:“特殊状态已经被设置”。  
这个状态作为线程间通信的通道，它必须是一个可变的共享状态(或变量)。

## Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的区别？ ##

interrupted() 和 isInterrupted()的主要区别是前者会将中断状态清除而后者不会。Java多线程的中断机制是用内部标识来实现的，调用Thread.interrupt()来中断一个线程就会设置中断标识为true。当中断线程调用静态方法Thread.interrupted()来检查中断状态时，中断状态会被清零。而非静态方法isInterrupted()用来查询其它线程的中断状态且不会改变中断状态标识。简单的说就是任何抛出InterruptedException异常的方法都会将中断状态清零。无论如何，一个线程的中断状态有有可能被其它线程调用中断来改变。  
总结：  
interrupted 会清空中断状态，isInterrupted 不会。  
interrupted 是静态方法，isInterrupted 是实例方法。

## 有三个线程T1,T2,T3,如何保证顺序执行（考察join方法）？ ##

在多线程中有多种方法让线程按特定顺序执行，你可以用线程类的join()方法在一个线程中启动另一个线程，另外一个线程完成该线程继续执行。为了确保三个线程的顺序你应该先启动最后一个(T3调用T2，T2调用T1)，这样T1就会先完成而T3最后完成。  
实际上先启动三个线程中哪一个都行，因为在每个线程的run方法中用join方法限定了三个线程的执行顺序。

## Thread类中的yield方法有什么作用？ ##

Yield方法可以暂停当前正在执行的线程对象，让其它有相同优先级的线程执行。它是一个静态方法而且只保证当前线程放弃CPU占用而不能保证使其它线程一定能占用CPU，执行yield()的线程有可能在进入到暂停状态后马上又被执行。

## Java线程池中submit() 和 execute()方法有什么区别？ ##

两个方法都可以向线程池提交任务，execute()方法的返回类型是void，它定义在Executor接口中, 而submit()方法可以返回持有计算结果的Future对象，它定义在ExecutorService接口中，它扩展了Executor接口，其它线程池类像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有这些方法。