[Java-juc] 多线程

Java 的内存模型（JMM）介绍一下

总结

定义主内存与工作内存，保障可见性、原子性、有序性。

JMM 的本质就是屏蔽各种硬件和操作系统的内存访问差异，
定义主内存（大家共享的内存）和工作内存（每个线程自己的缓存）
并通过 volatile、synchronized 这些关键字，来确保多线程环境下的数据一致性（可见性、原子性、有序性）。

注意

volatile 只能保证可见性和有序性，不能保证原子性。

java多线程是什么？需要注意什么？

Java 多线程是指在一个 Java 程序中运行多个线程，这些线程共享程序的内存空间，
但有各自的栈和程序计数器，能同时执行不同的任务，提升程序效率。

需要注意什么：

• 线程安全问题：线程同时操作共享数据，导致数据不一致。
• 线程间通信问题：比如说一个线程生产数据，另一个线程消费数据，需要通过wait()和notify()等机制进行协调。
  以防数据出错或线程无限等待。

java里面的线程和操作系统的线程一样吗？

Java 底层会调用 pthread_create 来创建线程，所以是一样的。

使用多线程要注意哪些问题？

要注意线程安全问题：

• 原子性：操作不能被干扰。操作是一个整体，要么都执行，要么都不执行。可以使用atomic包下相关类或者synchronized来保证。
• 可见性：一个线程对共享变量修改，另一个线程能够立即看到。使用volatile、synchronized等机制保证可见性。
• 有序性：通过java的 happens-before 规则来保证指令执行的顺序。

保证数据的一致性有哪些方案呢？

• 事务管理：数据库事务，确保一系列操作要么全部成功，要么全部失败。
• 锁机制：使用锁对共享资源进行互斥访问，如synchronized、ReentrantLock等。
• 版本控制：通过乐观锁的版本号法，确保数据在更新时没有被其他线程修改。

线程的创建方式有哪些?

Java-多线程

• 继承Thread类：创建一个类继承Thread，并重写run()方法。
• 实现Runnable接口：创建一个类实现Runnable接口，并实现run()方法，然后将该类的实例传递给Thread。可以用lambda表达式简化代码。
• 实现Callable接口和FutureTask：创建一个类实现Callable接口，并实现call()方法，然后将该类的实例传递给FutureTask，再将FutureTask传递给Thread。
• 使用线程池：通过Executors工厂类创建线程池，如Executors.newFixedThreadPool()，并提交任务执行。线程池可以提高线程复用性。

怎么启动线程 ？

使用start()方法启动线程，会创建新的线程来执行run()方法中的代码。

如何停止一个线程的运行?

• 通过打断标记：调用interrupt()方法设置线程的打断标记，线程可以通过isInterrupted()方法检查是否被打断，并在适当的时候退出。
• stop()暴力停止: 已废弃，可能会导致难以预料的行为。

调用 interrupt 是如何让线程抛出异常的?

• 当线程处于wait()、sleep()、join()等阻塞状态时，调用interrupt()会抛出InterruptedException异常，并清除线程的打断标记。
• 如果是正常运行状态，调用interrupt()会设置线程的打断标记，不会抛出异常。

线程的状态有哪些

在Java线程的生命周期中，线程可以处于以下6种状态：

• NEW：实例化后，未启动。
• RUNNABLE：调用start()后，含“就绪”和“运行中”。
• BLOCKED：等待获取synchronized锁。
• WAITING：无限期等待（如wait(), join(), park()）。
• TIMED_WAITING：限期等待（如sleep(), wait(timeout)）。
• TERMINATED：任务执行完毕或异常退出。

sleep 和 wait的区别是什么？

• 所属分类不同：sleep 是 Thread 类的静态方法，可以在任何地方通过 Thread.sleep()调用；
  wait 是 Object 类的实例方法，必须通过对象实例调用。
• 锁释放情况不同：sleep()不会释放锁；wait() 会释放锁，进入等待状态，直到调用notify()才会去竞争锁。
• 使用条件不同：sleep()可以在任意位置调用，无需获取锁；
  wait()必须在线程获取对应对象的锁后调用，否则会抛出异常。
• 唤醒后状态不同：sleep()结束后线程直接进入RUNNABLE状态；wait()被唤醒后会进入BLOCKED状态，等待重新获取锁。

sleep会释放cpu吗？

会释放CPU，但是不会释放锁。

当线程调用 sleep() 后，会主动让出 CPU 时间片，进入 TIMED_WAITING 状态。

blocked和waiting有啥区别

• blocked是锁竞争导致的阻塞状态；waiting是人为触发的状态。
• blocked唤醒是自动的；waiting需要其他线程调用notify()或notifyAll()来唤醒。

wait 状态下的线程如何进行恢复到 runnable 状态？

当线程处于 wait 状态时，需要其他线程调用该线程 锁对象 的 notify() 或 notifyAll() 方法来唤醒它。

notify 和 notifyAll 的区别?

• notify()：随机唤醒一个线程，其他线程仍然处于WAITING状态。
• notifyAll()：唤醒所有等待线程，所有线程都进入 BLOCKED 状态，等待重新获取锁。

notify 选择哪个线程?

具体选择哪个线程是由 JVM 决定的，比如 hotspot 实现中，就是先进先出的顺序。

不同的线程之间如何通信？

• 共享变量：通过共享内存中的变量进行通信，需要注意线程安全问题。
• 等待/通知机制：使用wait()和notify()方法进行线程间通信。

如何停止一个线程？

通过协作式的逻辑控制线程终止。

• 通过共享标志位：在线程中定义一个 volatile 的 boolean 变量，线程在运行时检查这个值。
• 通过 interrupt：调用线程的 interrupt() 方法，线程在适当的时候检查 isInterrupted() 状态并退出。
• 如果是Future任务，可以调用 cancel() 方法取消任务。

Go 的协程和 Java 的线程有啥区别？

• Go 的协程是Go自己管理的；Java 的线程是由操作系统管理的。
• Go 的协程更轻量级；Java 的线程相对较重。
• 使用方式不同：Go 的协程通过 go 关键字创建；Java 的线程通过 Thread 类或线程池创建。