Java并发基础常见面试题总结

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());
		}
	}
}

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。

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。

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。

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。

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。

以上就是极悦java培训机构的小编针对“Java并发基础常见面试题总结”的内容进行的回答，希望对大家有所帮助，如有疑问，请在线咨询，有专业老师随时为你服务。