Java多线程和并发面试题（附答案）11~16题

11.同一个类中的2个方法都加了同步锁，多个线程能同时访问同一个类中的这两个方法吗？

这个问题需要考虑到Lock与synchronized两种实现锁的不同情形。因为这种情况下使用Lock和synchronized会有截然不同的结果。Lock可以让等待锁的线程响应中断，Lock获取锁，之后需要释放锁。如下代码，多个线程不可访问同一个类中的2个加了Lock锁的方法。

package com.bjpowernode;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class qq {

    private int count = 0;
    private Lock lock = new ReentrantLock();//设置 lock 锁
    //方法 1
    public Runnable run1 = new Runnable() {
        public void run() {
            lock.lock(); //加锁
            while (count < 1000) {
                try {
                    //打印是否执行该方法
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run1: " + count++);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
      lock.unlock();
    }

    //方法 2
    public Runnable run2 = new Runnable() {
        public void run() {
            lock.lock();
            while (count < 1000) {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() +
                            " run2: " + count++);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            lock.unlock();
        }
    };

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        qq t = new qq();    //创建一个对象
        new Thread(t.run1).start();//获取该对象的方法 1

        new Thread(t.run2).start();//获取该对象的方法 2
    }
}

结果是：

Thread-0 run1: 0

Thread-0 run1: 1

Thread-0 run1: 2

Thread-0 run1: 3

Thread-0 run1: 4

Thread-0 run1: 5

Thread-0 run1: 6

........

而synchronized却不行，使用synchronized时，当我们访问同一个类对象的时候，是同一把锁，所以可以访问该对象的其他synchronized方法。代码如下：

package com.bjpowernode;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class qq {
    private int count = 0;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    public Runnable run1 = new Runnable() {
        public void run() {
            synchronized (this) { //设置关键字 synchronized，以当前类为锁
                while (count < 1000) {
                    try {
                        //打印是否执行该方法
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run1: " + count++);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    };
    public Runnable run2 = new Runnable() {
        public void run() {
            synchronized (this) {
                while (count < 1000) {
                    try {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName()
                                + " run2: " + count++);
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    };

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        qq t = new qq(); //创建一个对象
        new Thread(t.run1).start(); //获取该对象的方法 1
        new Thread(t.run2).start(); //获取该对象的方法 2
    }
}

结果为：

Thread-1 run2: 0

Thread-1 run2: 1

Thread-1 run2: 2

Thread-0 run1: 0

Thread-0 run1: 4

Thread-0 run1: 5

Thread-0 run1: 6

......

12.什么情况下导致线程死锁，遇到线程死锁该怎么解决？

● 死锁的定义：所谓死锁是指多个线程因竞争资源而造成的一种僵局（互相等待），若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。

● 死锁产生的必要条件：

● 互斥条件：线程要求对所分配的资源（如打印机）进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个线程所占有。此时若有其他线程请求该资源，则请求线程只能等待。

● 不剥夺条件：线程所获得的资源在未使用完毕之前，不能被其他线程强行夺走，即只能由获得该资源的线程自己来释放（只能是主动释放)。

● 请求和保持条件：线程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其他线程占有，此时请求进程被阻塞，但对自己已获得的资源保持不放。

● 循环等待条件：存在一种线程资源的循环等待链，链中每一个线程已获得的资源同时被链中下一个线程所请求。即存在一个处于等待状态的线程集合{Pl，P2，...，pn}，其中Pi等待的资源被P(i+1)占有（i=0，1，...，n-1)，Pn等待的资源被P0占有，如图2-15所示。

产生死锁的一个例子：

package com.bjpowernode;

/**
 * 一个简单的死锁类
 * 当 DeadLock 类的对象 flag==1 时（td1），先锁定 o1，睡眠 500 毫秒
 * 而 td1 在睡眠的时候另一个 flag==0 的对象（td2）线程启动，先锁定 o2，睡眠 500 毫秒
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * td1 睡眠结束后需要锁定 o2 才能继续执行，而此时 o2 已被 td2 锁定；
 * td2 睡眠结束后需要锁定 o1 才能继续执行，而此时 o1 已被 td1 锁定；
 * td1、td2 相互等待，都需要得到对方锁定的资源才能继续执行，从而死锁。
 */
public class DeadLock implements Runnable {
    public int flag = 1;
    //静态对象是类的所有对象共享的
    private static Object o1 = new Object(), o2 = new Object();

    public void run() {
        System.out.println("flag=" + flag);
        if (flag == 1) {
            synchronized (o1) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o2) {
                    System.out.println("1");
                }
            }
        }
        if (flag == 0) {
            synchronized (o2) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o1) {
                    System.out.println("0");
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        DeadLock td1 = new DeadLock();
        DeadLock td2 = new DeadLock();
        td1.flag = 1;
        td2.flag = 0;
        //td1，td2 都处于可执行状态，但 JVM 线程调度先执行哪个线程是不确定的。
        //td2 的 run()可能在 td1 的 run()之前运行
        new Thread(td1).start();
        new Thread(td2).start();
    }
}

● 如何避免死锁？

在有些情况下死锁是可以避免的。两种用于避免死锁的技术：

● 加锁顺序（线程按照一定的顺序加锁）

package 6acf.com;

public class DeadLock {
    public int flag = 1;
    //静态对象是类的所有对象共享的
    private static Object o1 = new Object(), o2 = new Object();

    public void money(int flag) {
        this.flag = flag;
        if (flag == 1) {
            synchronized (o1) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o2) {
                    System.out.println("当前的线程是" +
                            Thread.currentThread().getName() + " " + "flag 的值" + "1");
                }
            }
        }
        if (flag == 0) {
            synchronized (o2) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o1) {
                    System.out.println("当前的线程是" +
                            Thread.currentThread().getName() + " " + "flag 的值" + "0");
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        final DeadLock td1 = new DeadLock();
        final DeadLock td2 = new DeadLock();
        td1.flag = 1;
        td2.flag = 0;
        //td1，td2 都处于可执行状态，但 JVM 线程调度先执行哪个线程是不确定的。
        //td2 的 run()可能在 td1 的 run()之前运行
        final Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                td1.flag = 1;
                td1.money(1);
            }
        });
        t1.start();
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                try {
                    //让 t2 等待 t1 执行完
                    t1.join();//核心代码，让 t1 执行完后 t2 才会执行
                } catch (InterruptedException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                td2.flag = 0;
                td1.money(0);
            }
        });
        t2.start();
    }
}

结果：

当前的线程是 Thread-0 flag 的值 1

当前的线程是 Thread-1 flag 的值 0

● 加锁时限（线程尝试获取锁的时候加上一定的时限，超过时限则放弃对该锁的请求，并释放自己占有的锁）。

package com.bjpowernode;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class DeadLock {

    public int flag = 1;
    //静态对象是类的所有对象共享的
    private static Object o1 = new Object(), o2 = new Object();

    public void money(int flag) throws InterruptedException {
        this.flag = flag;
        if (flag == 1) {
            synchronized (o1) {
                Thread.sleep(500);
                synchronized (o2) {
                    System.out.println("当前的线程是" +
                            Thread.currentThread().getName() + " " + "flag 的值" + "1");
                }
            }
        }
        if (flag == 0) {
            synchronized (o2) {
                Thread.sleep(500);
                synchronized (o1) {
                    System.out.println("当前的线程是" +
                            Thread.currentThread().getName() + " " + "flag 的值" + "0");
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        final Lock lock = new ReentrantLock();
        final DeadLock td1 = new DeadLock();
        final DeadLock td2 = new DeadLock();
        td1.flag = 1;
        td2.flag = 0;
        //td1,td2 都处于可执行状态,但 JVM 线程调度先执行哪个线程是不确定的。
        //td2 的 run()可能在 td1 的 run()之前运行39．
        final Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                // TODO Auto-generated method stub
                String tName = Thread.currentThread().getName();

                td1.flag = 1;
                try {
                    //获取不到锁,就等 5 秒,如果 5 秒后还是获取不到就返回 false
                    if (lock.tryLock(5000, TimeUnit.MILLISECONDS)) {

                        System.out.println(tName + "获取到锁！");
                    } else {
                        System.out.println(tName + "获取不到锁！");
                        return;
                    }
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                try {
                    td1.money(1);
                } catch (Exception e) {
                    System.out.println(tName + "出错了！！！");
                } finally {
                    System.out.println("当前的线程是" + Thread.currentThread().getName() + "释放锁！！");
                    lock.unlock();
                }
            }
        });
        t1.start();
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                String tName = Thread.currentThread().getName();
                // TODO Auto-generated method stub
                td1.flag = 1;
                try {
                    //获取不到锁,就等 5 秒,如果 5 秒后还是获取不到就返回 false
                    if (lock.tryLock(5000, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                        System.out.println(tName + "获取到锁！");
                    } else {
                        System.out.println(tName + "获取不到锁！");
                        return;
                    }
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                try {
                    td2.money(0);
                } catch (Exception e) {
                    System.out.println(tName + "出错了！！！");
                } finally {
                    System.out.println("当前的线程是" + Thread.currentThread().getName() + "释放锁！！");
                    lock.unlock();
                }
            }
        });
        t2.start();
    }
}

打印结果：

Thread-0获取到锁！

当前的线程是Thread-0 flag的值1

当前的线程是Thread-0释放锁！！

Thread-1获取到锁！

当前的线程是Thread-1 flag的值0

当前的线程是Thread-1释放锁！！

13.Java 中多线程间的通信怎么实现?

线程通信的方式：

● 共享变量

线程间通信可以通过发送信号，发送信号的一个简单方式是在共享对象的变量里设置信号值。线程A在一个同步块里设置boolean型成员变量hasDataToProcess为true，线程B也在同步块里读取hasDataToProcess这个成员变量。这个简单的例子使用了一个持有信号的对象，并提供了set和get方法：

package com.bjpowernode;

public class MySignal {
    //共享的变量
    private boolean hasDataToProcess = false;

    //取值
    public boolean getHasDataToProcess() {
        return hasDataToProcess;
    }
    //存值
    public void setHasDataToProcess(boolean hasDataToProcess) {
        this.hasDataToProcess = hasDataToProcess;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //同一个对象
        final MySignal my = new MySignal();
        //线程 1 设置 hasDataToProcess 值为 true
        final Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                my.setHasDataToProcess(true);
            }
        });
        t1.start();
        //线程 2 取这个值 hasDataToProcess
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                try {
                    //等待线程 1 完成然后取值
                    t1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                my.getHasDataToProcess();
                System.out.println("t1 改变以后的值：" + my.isHasDataToProcess());
            }
        });
        t2.start();
    }
}

结果：

t1 改变以后的值：true

● wait/notify机制

以资源为例，生产者生产一个资源，通知消费者就消费掉一个资源，生产者继续生产资源，消费者消费资源，以此循环。代码如下：

package com.bjpowernode;

//资源类
class Resource {
    private String name;
    private int count = 1;
    private boolean flag = false;

    public synchronized void set(String name) {
        //生产资源
        while (flag) {
            try {
                //线程等待。消费者消费资源
                wait();
            } catch (Exception e) {
            }
        }
        this.name = name + "---" + count++;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...生产者..." + this.name);
        flag = true;
        //唤醒等待中的消费者
        this.notifyAll();
    }

    public synchronized void out() {
        //消费资源
        while (!flag) {
            //线程等待，生产者生产资源
            try {
                wait();
            } catch (Exception e) {
            }
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "...消费者..." + this.name);
        flag = false;
        //唤醒生产者，生产资源
        this.notifyAll();
    }
}

//生产者
class Producer implements Runnable {
    private Resource res;

    Producer(Resource res) {
        this.res = res;
    }

    //生产者生产资源
    public void run() {
        while (true) {
            res.set("商品");
        }
    }
}

//消费者消费资源
class Consumer implements Runnable {
    private Resource res;

    Consumer(Resource res) {
        this.res = res;
    }

    public void run() {
        while (true) {
            res.out();
        }
    }
}

public class ProducerConsumerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Resource r = new Resource();
        Producer pro = new Producer(r);
        Consumer con = new Consumer(r);
        Thread t1 = new Thread(pro);
        Thread t2 = new Thread(con);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

14.线程和进程的区别?

● 进程：具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

● 线程：是进程的一个实体，是cpu调度和分派的基本单位，是比进程更小的可以独立运行的基本单位。

特点：线程的划分尺度小于进程，这使多线程程序拥有高并发性，进程在运行时各自内存单元相互独立，线程之间内存共享，这使多线程编程可以拥有更好的性能和用户体验。

注意：多线程编程对于其它程序是不友好的，占据大量cpu资源。

15.请说出同步线程及线程调度相关的方法？

wait()：使一个线程处于等待（阻塞）状态，并且释放所持有的对象的锁；

sleep()：使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要处理InterruptedException异常；

notify()：唤醒一个处于等待状态的线程，当然在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且与优先级无关；

notityAll()：唤醒所有处于等待状态的线程，该方法并不是将对象的锁给所有线程，而是让它们竞争，只有获得锁的线程才能进入就绪状态；

注意：java 5通过Lock接口提供了显示的锁机制，Lock接口中定义了加锁（lock()方法）和解锁（unLock()方法），增强了多线程编程的灵活性及对线程的协调。

16.启动一个线程是调用run()方法还是start()方法？

启动一个线程是调用 start()方法，使线程所代表的虚拟处理机处于可运行状态，这意味着它可以由 JVM 调度并执行，这并不意味着线程就会立即运行。

run()方法是线程启动后要进行回调（callback）的方法。