本文在 Java線程面試題 Top 50的基礎上，對部分答案進行進行了整理和補充，問題答案主要來自《Java編程思想（第四版）》，《Java併發編程實戰》和一些優秀的博客，固然還有我我的的拙見，添加部分大多用不一樣顏色進行了區別以方便閱讀。html
前言
無論你是新程序員仍是老手，你必定在面試中遇到過有關線程的問題。Java語言一個重要的特色就是內置了對併發的支持，讓Java大受企業和程序員的歡迎。大多數待遇豐厚的Java開發職位都要求開發者精通多線程技術而且有豐富的Java程序開發、調試、優化經驗，因此線程相關的問題在面試中常常會被提到。java
在典型的Java面試中， 面試官會從線程的基本概念問起, 如：爲何你須要使用線程， 如何建立線程，用什麼方式建立線程比較好（好比：繼承thread類仍是調用Runnable接口），而後逐漸問到併發問題像在Java併發編程的過程當中遇到了什麼挑戰，Java內存模型，JDK1.5引入了哪些更高階的併發工具，併發編程經常使用的設計模式，經典多線程問題如生產者消費者，哲學家就餐，讀寫器或者簡單的有界緩衝區問題。僅僅知道線程的基本概念是遠遠不夠的， 你必須知道如何處理死鎖，競態條件，內存衝突和線程安全等併發問題。掌握了這些技巧，你就能夠輕鬆應對多線程和併發面試了。程序員
許多Java程序員在面試前纔會去看面試題，這很正常。由於收集面試題和練習很花時間，因此我從許多面試者那裏收集了Java多線程和併發相關的50個熱門問題。我只收集了比較新的面試題且沒有提供所有答案。想必聰明的你對這些問題早就心中有數了， 若是遇到不懂的問題，你能夠用Google找到答案。若你實在找不到答案，能夠在文章的評論中向我求助。你也能夠在這找到一些答案Java線程問答Top 12。面試
下面是Java線程相關的熱門面試題，你能夠用它來好好準備面試。算法
目錄數據庫
2) 線程和進程有什麼區別？設計模式
6) Thread 類中的start() 和 run() 方法有什麼區別？
7) Java中Runnable和Callable有什麼不一樣？
8) Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什麼不一樣？
11) 什麼是線程安全？Vector是一個線程安全類嗎？ （詳見這裏)
16) Java中notify 和 notifyAll有什麼區別？
17) 爲何wait, notify 和 notifyAll這些方法不在thread類裏面？
20) Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的區別？
32） Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什麼不一樣？
33） 有三個線程T1，T2，T3，怎麼確保它們按順序執行？
35） Java中ConcurrentHashMap的併發度是什麼？
38) Java線程池中submit() 和 execute()方法有什麼區別？
41） Java中invokeAndWait 和 invokeLater有什麼區別？
46）volatile 變量和 atomic 變量有什麼不一樣？
53） Java多線程中調用wait() 和 sleep()方法有什麼不一樣？
1) 什麼是線程？
線程是操做系統可以進行運算調度的最小單位，它被包含在進程之中，是進程中的實際運做單位。程序員能夠經過它進行多處理器編程，你可使用多線程對運算密集型任務提速。好比，若是一個線程完成一個任務要100毫秒，那麼用十個線程完成改任務只需10毫秒。Java在語言層面對多線程提供了卓越的支持，它也是一個很好的賣點。欲瞭解更多詳細信息請點擊這裏。
2) 線程和進程有什麼區別？
線程是進程的子集，一個進程能夠有不少線程。每一個進程都有本身的內存空間，可執行代碼和惟一進程標識符（PID）。
每條線程並行執行不一樣的任務。不一樣的進程使用不一樣的內存空間（線程本身的堆棧），而全部的線程共享一片相同的內存空間（進程主內存）。別把它和棧內存搞混，每一個線程都擁有單獨的棧內存用來存儲本地數據。更多詳細信息請點擊這裏。
以下圖所示：
3) 如何在Java中實現線程？
在語言層面有兩種方式。java.lang.Thread 類的實例就是一個線程可是它須要調用java.lang.Runnable接口來執行，因爲Thread類自己就是調用的Runnable接口。看Thead和Runnable的源碼：
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public
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class Thread implements Runnable { ...
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public
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interface Runnable { ...
因此你能夠繼承java.lang.Thread 類或者直接調用Runnable接口來重寫run()方法實現線程。更多詳細信息請點擊這裏.
4) 用Runnable仍是Thread？
這個問題是上題的後續，你們都知道咱們能夠經過繼承Thread類或者調用Runnable接口來實現線程，問題是，那個方法更好呢？什麼狀況下使用它？這個問題很容易回答，若是你知道Java不支持類的多重繼承，但容許你調用多個接口。因此若是你要繼承其餘類，固然是調用Runnable接口好了。更多詳細信息請點擊這裏。
Runnable和Thread二者最大的區別是Thread是類而Runnable是接口，至於用類仍是用接口，取決於繼承上的實際須要。Java類是單繼承的，實現多個接口能夠實現相似多繼承的操做。
其次， Runnable就至關於一個做業，而Thread纔是真正的處理線程，咱們須要的只是定義這個做業，而後將做業交給線程去處理，這樣就達到了鬆耦合，也符合面向對象裏面組合的使用，另外也節省了函數開銷，繼承Thread的同時，不只擁有了做業的方法run()，還繼承了其餘全部的方法。（摘自：https://blog.csdn.net/u013755987/article/details/51855098）
當須要建立大量線程的時候，有如下不足：①線程生命週期的開銷很是高；②資源消耗；③穩定性。
若是兩者均可以選擇不用，那就不用。由於Java這門語言發展到今天，在語言層面提供的多線程機制已經比較豐富且高級，徹底不用在線程層面操做。直接使用Thread和Runnable這樣的「裸線程」元素比較容易出錯，還須要額外關注線程數等問題。建議：簡單的多線程程序，使用Executor。 複雜的多線程程序，使用一個Actor庫，首推Akka。（摘自：https://blog.csdn.net/mayp1/article/details/69950530）
若是必定要在Runnable和Thread中選擇一個使用，選擇Runnable。
6) Thread 類中的start() 和 run() 方法有什麼區別？
這個問題常常被問到，但仍是能今後區分出面試者對Java線程模型的理解程度。start()方法被用來啓動新建立的線程，並且start()內部調用了run()方法，JDK 1.8源碼中start方法的註釋這樣寫到：Causes this thread to begin execution; the Java Virtual Machine calls the <code>run</code> method of this thread.這和直接調用run()方法的效果不同。當你調用run()方法的時候，只會是在原來的線程中調用，沒有新的線程啓動，start()方法纔會啓動新線程，JDK 1.8源碼中註釋這樣寫： The result is that two threads are running concurrently: the current thread (which returns from the call to the <code>start</code> method) and the other thread (which executes its <code>run</code> method).。更多討論請點擊這裏
7) Java中Runnable和Callable有什麼不一樣？
Runnable和Callable都表明那些要在不一樣的線程中執行的任務。Runnable從JDK1.0開始就有了，Callable是在JDK1.5增長的。它們的主要區別是Callable的 call() 方法能夠返回值和拋出異常，而Runnable的run()方法沒有這些功能。Callable能夠返回裝載有計算結果的Future對象。個人博客有更詳細的說明。
Runnable是執行工做的獨立任務，可是它不返回任何值。若是但願任務在完成的時候可以返回一個值，那麼能夠實現Callable接口而不是Runnable接口。在Java SE5中引入的Callable是一種具備類型參數的泛型，它的類型參數表示的是從方法call()（而不是run()）中返回的值，而且必須使用ExecutorService.submit()方法調用它。submit()方法會產生Future對象，它用Callable返回結果的特定類型進行了參數化。
8) Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什麼不一樣？
CyclicBarrier 和 CountDownLatch 均可以用來讓一組線程等待其它線程。與 CyclicBarrier 不一樣的是，CountdownLatch 不能從新使用。點此查看更多信息和示例代碼。
CountDownLatch是一種靈活的閉鎖實現，可使一個或者多個線程等待一組事件發生。閉鎖狀態包括一個計數器，改計數器初始化爲一個正數，表示須要等待的事件數量。countDown方法遞減計數器，表示有一個事件發生了，而await方法等待計數器到達0，表示全部須要等待的事情都已經發生。若是計數器的值非零，那麼await就會一直阻塞知道計數器的值爲0，或者等待的線程中斷，或者等待超時。
CyclicBarrier適用於這樣的狀況：你但願建立一組任務，他們並行地執行工做，而後在進行下一個步驟以前等待，直至全部任務都完成。它使得全部的並行任務都將在柵欄出列隊，所以能夠一致的向前移動。這很是像CountDownLatch，只是CountDownLatch是隻觸發一次的事件，而CyclicBarrier能夠屢次重用。
9) Java內存模型是什麼？
Java內存模型規定和指引Java程序在不一樣的內存架構、CPU和操做系統間有肯定性地行爲。它在多線程的狀況下尤爲重要。Java內存模型對一個線程所作的變更能被其它線程可見提供了保證，它們之間是先行發生關係。這個關係定義了一些規則讓程序員在併發編程時思路更清晰。好比，先行發生關係確保了：
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線程內的代碼可以按前後順序執行，這被稱爲程序次序規則。
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對於同一個鎖，一個解鎖操做必定要發生在時間上後發生的另外一個鎖定操做以前，也叫作管程鎖定規則。
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前一個對volatile的寫操做在後一個volatile的讀操做以前，也叫volatile變量規則。
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一個線程內的任何操做必需在這個線程的start()調用以後，也叫做線程啓動規則。
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一個線程的全部操做都會在線程終止以前，線程終止規則。
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一個對象的終結操做必需在這個對象構造完成以後，也叫對象終結規則。
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可傳遞性
我強烈建議你們閱讀《Java併發編程實踐》第十六章來加深對Java內存模型的理解。
10) Java中的volatile 變量是什麼？
volatile是一個特殊的修飾符，只有成員變量才能使用它。在Java併發程序缺乏同步類的狀況下，多線程對成員變量的操做對其它線程是透明的。volatile變量能夠保證下一個讀取操做會在前一個寫操做以後發生，就是上一題的volatile變量規則。點擊這裏查看更多volatile的相關內容。
Java語言提供了一種稍弱的同步機制，即volatile變量，用來確保將變量的更新操做通知到其餘線程。當把變量聲明爲volatile類型後，編譯器和運行時都會注意到這個變量是共享的，所以不會將變量上的操做和其餘內存操做一塊兒重排序。volatile變量不會被緩存在寄存器或者對其餘處理器不可見的地方，所以在讀取volatile類型的時候總會返回最新寫入的值。
在訪問volatile變量時不會執行加鎖操做，所以也不會使執行線程阻塞，所以volatile變量是一種比synchronized關鍵字更輕量級的同步機制。
加鎖機制既能夠確保可見性又能夠確保原子性，而volatile變量只能確保可見性。
11) 什麼是線程安全？Vector是一個線程安全類嗎？ （詳見這裏)
若是你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行，而這些線程可能會同時運行這段代碼。若是每次運行結果和單線程運行的結果是同樣的，並且其餘的變量的值也和預期的是同樣的，就是線程安全的。一個線程安全的計數器類的同一個實例對象在被多個線程使用的狀況下也不會出現計算失誤。很顯然你能夠將集合類分紅兩組，線程安全和非線程安全的。Vector 是用同步方法來實現線程安全的, 而和它類似的ArrayList不是線程安全的。
若是某個類能夠在多個線程中安全地使用，那麼它就是一個線程安全的類。線程安全性的定義中，最核心的概念是正確性。正確性的含義是，某個類的行爲與其規範徹底一致。那麼，線程安全性：當多個線程同時訪問某個類的時候，這個類始終都能表現出正確的行爲，那麼就稱這個類是線程安全的。
12) Java中什麼是競態條件？ 舉個例子說明。
競態條件會致使程序在併發狀況下出現一些bugs。多線程對一些資源的競爭的時候就會產生競態條件，若是首先要執行的程序競爭失敗排到後面執行了，那麼整個程序就會出現一些不肯定的bugs。這種bugs很難發現並且會重複出現，由於線程間的隨機競爭。一個例子就是無序處理，詳見答案。
當某個計算的正確性取決於多個線程的交替執行時序時，那麼就發發生競態條件。換句話說，就是正確的結果要取決於運氣。最多見的競態條件類型是「先檢查後執行」操做，即經過一個可能失效的觀測結果來決定下一步的動做。
例如，假定你計劃中午在University Avenue的星巴克與一位朋友會面。但當你到達那裏時，發現有兩家星巴克，而且你不知道說好碰面的是哪一家。在12:10時，你沒有在星巴克A看到朋友，那麼就會去星巴克B看看他是否在那裏，但看他是否在那裏，但他也不在那裏。這有幾種可能：你的朋友遲到了，還沒到任何一家星巴克；你的朋友在你離開後到了星巴克A；你的朋友在星巴克B，但他去星巴克A找你，而且此時正在去星巴克A的途中。假設最糟糕的狀況，最後一種可能。如今是12:15，大家兩個都去過了兩家星巴克，並都開始懷疑對方是否失約了。如今你會怎麼作？回到另外一家星巴克？來來回回要走多少次？除非大家之間約定了某種協議，不然成天都在University Avenue上走來走去，倍感沮喪。
大多數競態條件的本質——基於一種可能失效的觀察結果作出判斷或者執行某個計算。
13) Java中如何中止一個線程？
Java提供了很豐富的API但沒有爲中止線程提供API。JDK 1.0原本有一些像stop(), suspend() 和 resume()的控制方法可是因爲潛在的死鎖威脅所以在後續的JDK版本中他們被棄用了，以後Java API的設計者就沒有提供一個兼容且線程安全的方法來中止一個線程。當run() 或者 call() 方法執行完的時候線程會自動結束,若是要手動結束一個線程，你能夠用volatile 布爾變量來退出run()方法的循環或者是取消任務來中斷線程。點擊這裏查看示例代碼。
14) 一個線程運行時發生異常會怎樣？
這是我在一次面試中遇到的一個很刁鑽的Java面試題, 簡單的說，若是異常沒有被捕獲該線程將會中止執行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用於處理未捕獲異常形成線程忽然中斷狀況的一個內嵌接口。當一個未捕獲異常將形成線程中斷的時候JVM會使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()來查詢線程的UncaughtExceptionHandler並將線程和異常做爲參數傳遞給handler的uncaughtException()方法進行處理。
15） 如何在兩個線程間共享數據？
你能夠經過共享對象來實現這個目的，或者是使用像阻塞隊列這樣併發的數據結構。這篇教程《Java線程間通訊》(涉及到在兩個線程間共享對象)用wait和notify方法實現了生產者消費者模型。
推薦：多個線程之間共享數據的方式 ；如何在兩個線程之間共享數據
16) Java中notify 和 notifyAll有什麼區別？
這又是一個刁鑽的問題，由於多線程能夠等待單監控鎖，Java API 的設計人員提供了一些方法當等待條件改變的時候通知它們，可是這些方法沒有徹底實現。notify()方法不能喚醒某個具體的線程，因此只有一個線程在等待的時候它纔有用武之地。而notifyAll()喚醒全部線程並容許他們爭奪鎖確保了至少有一個線程能繼續運行。個人博客有更詳細的資料和示例代碼。
使用notify()的時，在衆多等待同一個鎖的任務中只有一個會被喚醒，所以若是但願使用notify()，就必須保證被喚醒的是恰當的任務。
notifyAll()將喚醒「全部正在等待的任務」。這並非意味着在程序中任何地方，任何處於wait()狀態中的任務都將被任何對notify()的調用喚醒，而是notifyAll()因某個特定鎖而被調用的時候，只有等待這個鎖的任務纔會被喚醒。
17) 爲何wait, notify 和 notifyAll這些方法不在thread類裏面？
這是個設計相關的問題，它考察的是面試者對現有系統和一些廣泛存在但看起來不合理的事物的見解。回答這些問題的時候，你要說明爲何把這些方法放在Object類裏是有意義的，還有不把它放在Thread類裏的緣由。一個很明顯的緣由是JAVA提供的鎖是對象級的而不是線程級的，每一個對象都有鎖，經過線程得到。若是線程須要等待某些鎖那麼調用對象中的wait()方法就有意義了。若是wait()方法定義在Thread類中，線程正在等待的是哪一個鎖就不明顯了。簡單的說，因爲wait，notify和notifyAll都是鎖級別的操做，因此把他們定義在Object類中由於鎖屬於對象。你也能夠查看這篇文章瞭解更多。
wait()、notify()以及notifyAll()有一個比較特殊的方面，那就是這些方法是基類Object的一部分，而不屬於Thread的一部分。儘管開始看起來是有點奇怪——僅僅針對線程的功能卻做爲通用基類的一部分而實現，不過這是有道理的，由於這些方法操做的鎖也是全部對象的一部分。因此，能夠把wait()放進任何同步控制方法裏，而不用考慮這個類是否繼承自Thread仍是實現了Runnable接口。實際上，只能在同步控制方法或者同步控制塊裏面調用wait()、notify()以及notifyAll()（由於不用操做鎖，因此sleep()能夠在非同步控制方法裏面調用）。若是在非同步控制方法裏面調用這些方法，程序能經過編譯，但運行的時候，會獲得IllegalMonitorStateException異常，並伴隨着一些含糊的信息，好比「當前線程不是擁有者」。消息的意思是說，調用wait()、notify()以及notifyAll()的任務在調用這些方法前必須「擁有」（獲取）對象的鎖。
18) 什麼是ThreadLocal變量？
ThreadLocal是Java裏一種特殊的變量。每一個線程都有一個ThreadLocal就是每一個線程都擁有了本身獨立的一個變量，競爭條件被完全消除了。它是爲建立代價高昂的對象獲取線程安全的好方法，好比你能夠用ThreadLocal讓SimpleDateFormat變成線程安全的，由於那個類建立代價高昂且每次調用都須要建立不一樣的實例因此不值得在局部範圍使用它，若是爲每一個線程提供一個本身獨有的變量拷貝，將大大提升效率。首先，經過複用減小了代價高昂的對象的建立個數。其次，你在沒有使用高代價的同步或者不變性的狀況下得到了線程安全。線程局部變量的另外一個不錯的例子是ThreadLocalRandom類，它在多線程環境中減小了建立代價高昂的Random對象的個數。查看答案瞭解更多。
ThreadLocal是一種線程封閉技術。ThreadLocal提供了get和set等訪問接口或方法，這些方法爲每一個使用該變量的線程都存有一份獨立的副本，所以get老是返回由當前執行線程在調用set時設置的最新值。
19) 什麼是FutureTask？
在Java併發程序中FutureTask表示一個能夠取消的異步運算。它有啓動和取消運算、查詢運算是否完成和取回運算結果等方法。只有當運算完成的時候結果才能取回，若是運算還沒有完成get方法將會阻塞。一個FutureTask對象能夠對調用了Callable和Runnable的對象進行包裝，因爲FutureTask也是調用了Runnable接口因此它能夠提交給Executor來執行。
20) Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的區別？
interrupted() 和 isInterrupted()的主要區別是前者會將中斷狀態清除然後者不會。Java多線程的中斷機制是用內部標識來實現的，調用Thread.interrupt()來中斷一個線程就會設置中斷標識爲true。當中斷線程調用靜態方法Thread.interrupted()來檢查中斷狀態時，中斷狀態會被清零。而非靜態方法isInterrupted()用來查詢其它線程的中斷狀態且不會改變中斷狀態標識。簡單的說就是任何拋出InterruptedException異常的方法都會將中斷狀態清零。不管如何，一個線程的中斷狀態有有可能被其它線程調用中斷來改變。
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public
class Thread{
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public void interrupt(){...}
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public boolean isInterrupted(){...}
-
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public static boolean interrupted(){...}
-
-
}
interrupt方法能中斷目標線程。調用interrupt並不意味着當即中止目標線程正在運行的工做，而只是傳遞了請求中斷的消息。
isInterrupted方法能返回目標線程的中斷狀態。
靜態的interrupted方法將清除當前線程的中斷狀態，並返回它以前的值，這也是清除中斷狀態的惟一方法。
21) 爲何wait和notify方法要在同步塊中調用？
主要是由於Java API強制要求這樣作，若是你不這麼作，你的代碼會拋出IllegalMonitorStateException異常。還有一個緣由是爲了不wait和notify之間產生競態條件。
若是在非同步控制方法裏面調用這些方法，程序能經過編譯，但運行的時候，會獲得IllegalMonitorStateException異常，並伴隨着一些含糊的信息，好比「當前線程不是擁有者」。消息的意思是說，調用wait()、notify()以及notifyAll()的任務在調用這些方法前必須「擁有」（獲取）對象的鎖。
22) 爲何你應該在循環中檢查等待條件?
處於等待狀態的線程可能會收到錯誤警報和僞喚醒，若是不在循環中檢查等待條件，程序就會在沒有知足結束條件的狀況下退出。所以，當一個等待線程醒來時，不能認爲它原來的等待狀態仍然是有效的，在notify()方法調用以後和等待線程醒來以前這段時間它可能會改變。這就是在循環中使用wait()方法效果更好的緣由，你能夠在Eclipse中建立模板調用wait和notify試一試。若是你想了解更多關於這個問題的內容，我推薦你閱讀《Effective Java》這本書中的線程和同步章節。
23) Java中的同步集合與併發集合有什麼區別？
同步集合與併發集合都爲多線程和併發提供了合適的線程安全的集合，不過併發集合的可擴展性更高。在Java1.5以前程序員們只有同步集合來用且在多線程併發的時候會致使爭用，阻礙了系統的擴展性。Java5介紹了併發集合像ConcurrentHashMap，不只提供線程安全還用鎖分離和內部分區等現代技術提升了可擴展性。更多內容詳見答案。
同步容器是線程安全的。同步容器將全部對容器狀態的訪問都串行化，以實現他們的線程安全性。這種方法的代價是嚴重下降併發性，當多個線程競爭容器的鎖時，吞吐量將嚴重下降。併發容器是針對多個線程併發訪問設計的，改進了同步容器的性能。經過併發容器來代替同步容器，能夠極大地提升伸縮性並下降風險。
24） Java中堆和棧有什麼不一樣？
爲何把這個問題歸類在多線程和併發面試題裏？由於棧是一塊和線程緊密相關的內存區域。每一個線程都有本身的棧內存，用於存儲本地變量，方法參數和棧調用，一個線程中存儲的變量對其它線程是不可見的。而堆是全部線程共享的一片公用內存區域。對象都在堆裏建立，爲了提高效率線程會從堆中弄一個緩存到本身的棧，若是多個線程使用該變量就可能引起問題，這時volatile 變量就能夠發揮做用了，它要求線程從主存中讀取變量的值。更多內容詳見答案。
25） 什麼是線程池？ 爲何要使用它？
建立線程要花費昂貴的資源和時間，若是任務來了才建立線程那麼響應時間會變長，並且一個進程能建立的線程數有限。爲了不這些問題，在程序啓動的時候就建立若干線程來響應處理，它們被稱爲線程池，裏面的線程叫工做線程。從JDK1.5開始，Java API提供了Executor框架讓你能夠建立不一樣的線程池。好比單線程池，每次處理一個任務；數目固定的線程池或者是緩存線程池（一個適合不少生存期短的任務的程序的可擴展線程池）。更多內容詳見這篇文章。
線程池，從字面含義來看，是指一組同構工做線程的資源池。線程池與工做隊列密切相關的，其中在工做隊列中保存了全部等待執行的任務。工做者線程的任務很簡單：從工做隊列中獲取一個任務，執行任務，而後返回線程池並等待下一個任務。
「在線程池中執行任務」比「爲每一個任務分配一個線程」優點更多。經過重用現有的線程而不是建立新線程，能夠在處理多個請求時額分攤在線程建立和銷燬過程當中產生的巨大開銷。另一個好處是，當請求到達時，工做線程已經存在，所以不會猶豫等待建立線程而延遲任務的執行，從而提升了響應性。經過適當調整線程池的大小，能夠建立足夠多的線程以便使處理器保持忙碌狀態，同時還能夠防止過多線程相互競爭資源而使應用程序耗盡內存或失敗。
能夠經過調用Executors中的靜態工廠方法之一來建立線程池：
newFixedThreadPool：建立一個固定長度的線程池；
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
newCachedThreadPool：建立一個可緩存的線程池；
newSingleThreadExecutor：是一個單線程的Executor，它建立單個工做者線程來執行任務；
newScheduleThreadPool：建立一個固定長度的線程池，並且以延遲或定時的方式來執行任務。
26） 如何寫代碼來解決生產者消費者問題？
在現實中你解決的許多線程問題都屬於生產者消費者模型，就是一個線程生產任務供其它線程進行消費，你必須知道怎麼進行線程間通訊來解決這個問題。比較低級的辦法是用wait和notify來解決這個問題，比較讚的辦法是用Semaphore 或者 BlockingQueue來實現生產者消費者模型，這篇教程有實現它。
27） 如何避免死鎖？
Java多線程中的死鎖
死鎖是指兩個或兩個以上的進程在執行過程當中，因爭奪資源而形成的一種互相等待的現象，若無外力做用，它們都將沒法推動下去。這是一個嚴重的問題，由於死鎖會讓你的程序掛起沒法完成任務，死鎖的發生必須知足如下四個條件：
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互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。
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請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已得到的資源保持不放。
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不剝奪條件：進程已得到的資源，在末使用完以前，不能強行剝奪。
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循環等待條件：若干進程之間造成一種頭尾相接的循環等待資源關係。
避免死鎖最簡單的方法就是阻止循環等待條件，將系統中全部的資源設置標誌位、排序，規定全部的進程申請資源必須以必定的順序（升序或降序）作操做來避免死鎖。這篇教程有代碼示例和避免死鎖的討論細節。
28) Java中活鎖和死鎖有什麼區別？
這是上題的擴展，活鎖和死鎖相似，不一樣之處在於處於活鎖的線程或進程的狀態是不斷改變的，活鎖能夠認爲是一種特殊的飢餓。一個現實的活鎖例子是兩我的在狹小的走廊碰到，兩我的都試着避讓對方好讓彼此經過，可是由於避讓的方向都同樣致使最後誰都不能經過走廊。簡單的說就是，活鎖和死鎖的主要區別是前者進程的狀態能夠改變可是卻不能繼續執行。
活鎖是另外一種形式的活躍性問題。當多個互相協做的線程都對彼此進行相應而修改各自的狀態，並使得任何一個線程都沒法繼續執行時，就發生了活鎖。就像兩個過於禮貌的人在半路上面對面地相遇：他們彼此都讓出對方的路，然而又在另外一條路上相遇了。所以他們就這樣反覆地避讓下去。
29） 怎麼檢測一個線程是否擁有鎖？
我一直不知道咱們居然能夠檢測一個線程是否擁有鎖，直到我參加了一次電話面試。在java.lang.Thread中有一個方法叫holdsLock()，它返回true若是當且僅當當前線程擁有某個具體對象的鎖。你能夠查看這篇文章瞭解更多。
30) 你如何在Java中獲取線程堆棧？
對於不一樣的操做系統，有多種方法來得到Java進程的線程堆棧。當你獲取線程堆棧時，JVM會把全部線程的狀態存到日誌文件或者輸出到控制檯。在Windows你可使用Ctrl + Break組合鍵來獲取線程堆棧，Linux下用kill -3命令。你也能夠用jstack這個工具來獲取，它對線程id進行操做，你能夠用jps這個工具找到id。
31) JVM中哪一個參數是用來控制線程的棧堆棧小的
這個問題很簡單， -Xss參數用來控制線程的堆棧大小。你能夠查看JVM配置列表來了解這個參數的更多信息。
32） Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什麼不一樣？
Java在過去很長一段時間只能經過synchronized關鍵字來實現互斥，它有一些缺點。好比你不能擴展鎖以外的方法或者塊邊界，嘗試獲取鎖時不能中途取消等。Java 5 經過Lock接口提供了更復雜的控制來解決這些問題。 ReentrantLock 類實現了 Lock，它擁有與 synchronized 相同的併發性和內存語義且它還具備可擴展性。你能夠查看這篇文章瞭解更多
ReentrantLock使用形式要比內置所複雜一些：必須在finally塊中釋放鎖。若是沒有使用finally來釋放Lock，那麼至關於啓動了一個定時炸彈。當「炸彈爆炸」的時候，將很難追蹤到最初發生錯誤的位置，由於沒有記錄應該釋放鎖的位置和時間。
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Lock lock =
new ReenTrantLock();
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...
-
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lock.lock();
-
-
try{
-
-
//更新對象狀態
-
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//捕獲異常，並在必要時恢復不變性的條件
-
-
}
finally{
-
-
lock.unlock();
-
-
}
我以爲這篇博文區別總結挺詳細： synchronized和鎖(ReentrantLock) 區別
33） 有三個線程T1，T2，T3，怎麼確保它們按順序執行？
在多線程中有多種方法讓線程按特定順序執行，你能夠用線程類的join()方法在一個線程中啓動另外一個線程，另一個線程完成該線程繼續執行。爲了確保三個線程的順序你應該先啓動最後一個(T3調用T2，T2調用T1)，這樣T1就會先完成而T3最後完成。你能夠查看這篇文章瞭解更多。
示例代碼以下：
-
public
class JoinTest {
-
-
public static void main(String[] args) {
-
-
final Thread t1 =
new Thread(
new Runnable() {
-
-
@Override
-
-
public void run() {
-
-
System.out.println(
"t1");
-
-
}
-
-
});
-
-
final Thread t2 =
new Thread(
new Runnable() {
-
-
@Override
-
-
public void run() {
-
-
try {
-
-
t1.join();
-
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
-
e.printStackTrace();
-
-
}
-
-
System.out.println(
"t2");
-
-
}
-
-
});
-
-
Thread t3 =
new Thread(
new Runnable() {
-
-
@Override
-
-
public void run() {
-
-
try {
-
-
//引用t2線程，等待t2線程執行完
-
-
t2.join();
-
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
-
e.printStackTrace();
-
-
}
-
-
System.out.println(
"t3");
-
-
}
-
-
});
-
-
t3.start();
-
-
t2.start();
-
-
t1.start();
-
-
}
-
-
}
34) Thread類中的yield方法有什麼做用？
Yield方法能夠暫停當前正在執行的線程對象，讓其它有相同優先級的線程執行。它是一個靜態方法並且只保證當前線程放棄CPU佔用而不能保證使其它線程必定能佔用CPU，執行yield()的線程有可能在進入到暫停狀態後立刻又被執行。點擊這裏查看更多yield方法的相關內容。
線程讓步：若是知道已經完成了在run()方法的循環的一次迭代過程當中所需的工做，就能夠給線程調度機制一個暗示：你的工做已經作得差很少了，可讓別的線程使用CPU了。這個暗示將經過調用yield()方法來作出（不過這只是一個暗示，沒有任何機制保證它將會被採納）。當調用yield()時，也是在建議具備相同優先級的其餘線程能夠運行。
yield()的做用是讓步。它能讓當前線程由「運行狀態」進入到「就緒狀態」，從而讓其它具備相同優先級的等待線程獲取執行權；可是，並不能保證在當前線程調用yield()以後，其它具備相同優先級的線程就必定能得到執行權；也有多是當前線程又進入到「運行狀態」繼續運行！
35） Java中ConcurrentHashMap的併發度是什麼？
ConcurrentHashMap把實際map劃分紅若干部分來實現它的可擴展性和線程安全。這種劃分是使用併發度得到的，它是ConcurrentHashMap類構造函數的一個可選參數，默認值爲16，這樣在多線程狀況下就能避免爭用。欲瞭解更多併發度和內部大小調整請閱讀個人文章How ConcurrentHashMap works in Java。
併發度能夠理解爲程序運行時可以同時更新ConccurentHashMap且不產生鎖競爭的最大線程數，實際上就是ConcurrentHashMap中的分段鎖個數，即Segment[]的數組長度。ConcurrentHashMap默認的併發度爲16，但用戶也能夠在構造函數中設置併發度。當用戶設置併發度時，ConcurrentHashMap會使用大於等於該值的最小2冪指數做爲實際併發度（假如用戶設置併發度爲17，實際併發度則爲32）。運行時經過將key的高n位（n = 32 – segmentShift）和併發度減1（segmentMask）作位與運算定位到所在的Segment。segmentShift與segmentMask都是在構造過程當中根據concurrency level被相應的計算出來。
若是併發度設置的太小，會帶來嚴重的鎖競爭問題；若是併發度設置的過大，本來位於同一個Segment內的訪問會擴散到不一樣的Segment中，CPU cache命中率會降低，從而引發程序性能降低。（文檔的說法是根據你併發的線程數量決定，太多會導性能下降）。更多參考ConcurrentHashMap總結。
36） Java中Semaphore是什麼？
Java中的Semaphore是一種新的同步類，它是一個計數信號。從概念上講，從概念上講，信號量維護了一個許可集合，許可的初始數量能夠經過構造函數來指定。若有必要，在許可可用前會阻塞每個 acquire()，而後再獲取該許可。每一個 release()添加一個許可，從而可能釋放一個正在阻塞的獲取者。可是，不使用實際的許可對象，Semaphore只對可用許可的號碼進行計數，並採起相應的行動。信號量經常用於多線程的代碼中，好比數據庫鏈接池。更多詳細信息請點擊這裏。
37）若是你提交任務時，線程池隊列已滿。會時發會生什麼？
這個問題問得很狡猾，許多程序員會認爲該任務會阻塞直到線程池隊列有空位。事實上若是一個任務不能被調度執行那麼ThreadPoolExecutor’s submit()方法將會拋出一個RejectedExecutionException異常。
當有界隊列被填滿後，飽和策略開始發揮做用。ThreadPoolExecutor的飽和策略能夠經過setRejectExecutionHandler來修改。（若是某我的物被提交到一個已經被關閉的Executor時，也會用到飽和策略。）JDK提供了幾種不一樣的RejectExecutionHandler實現，每種實現都包含有不一樣的飽和策略：AbortPolicy、CallerRunsPolicy、DiscardPolicy和DiscardOldestPolicy。
「停止」策略是默認的飽和策略，該策略將拋出未檢查的RejectedExecutionException。調用者能夠捕獲這個異常，而後根據需求編寫本身的處理代碼。當新任務的提交沒法保存到隊列中等待執行的時候，「拋棄（Discard）」策略會悄悄拋棄該任務。「拋棄最舊的」策略則會拋棄下一個將被執行的任務，而後嘗試從新提交新的任務。「調用者運行」策略實現了一種調節機制，該策略既不會拋棄任務，也不會拋出異常，而是將某些任務回退到調用者，從而下降新任務的流量。
38) Java線程池中submit() 和 execute()方法有什麼區別？
兩個方法均可以向線程池提交任務，execute()方法的返回類型是void，用於提交不須要返回值的任務，它定義在Executor接口中； 而submit()方法用於提交須要返回值的任務，該能夠返回持有計算結果的Future對象，經過這個Future對象能夠判斷任務是否執行成功，而且能夠經過Future的get()方法來獲取返回值，它定義在ExecutorService接口中，它擴展了Executor接口，其它線程池類像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有這些方法。更多詳細信息請點擊這裏。
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ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
-
-
executorService.execute(
new Runnable() {
-
-
@Override
-
-
public void run() {
-
-
// TODO Auto-generated method stub
-
-
}
-
-
});
-
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
-
-
Callable<String> callable =
new Callable<String>() {
-
-
public String call() throws Exception {
-
-
System.out.println(
"This is ThreadPoolExetor#submit(Callable<T> task) method.");
-
-
return
"result";
-
-
}
-
-
};
-
-
Future<?> future = executorService.submit(callable);
-
-
try {
-
-
Object s = future.get();
-
-
}
catch (InterruptedException e) {
-
-
//處理中中斷異常
-
-
}
catch (ExecutionException e) {
-
-
//處理沒法執行任務異常
-
-
}
finally {
-
-
executorService.shutdown();
-
-
}
-
39) 什麼是阻塞式方法？
阻塞式方法是指程序會一直等待該方法完成期間不作其餘事情，ServerSocket的accept()方法就是一直等待客戶端鏈接。這裏的阻塞是指調用結果返回以前，當前線程會被掛起，直到獲得結果以後纔會返回。此外，還有異步和非阻塞式方法在任務完成前就返回。更多詳細信息請點擊這裏。
40) Swing是線程安全的嗎？ 爲何？
你能夠很確定的給出回答，Swing不是線程安全的，可是你應該解釋這麼回答的緣由即使面試官沒有問你爲何。當咱們說swing不是線程安全的經常提到它的組件，這些組件不能在多線程中進行修改，全部對GUI組件的更新都要在AWT線程中完成，而Swing提供了同步和異步兩種回調方法來進行更新。點擊這裏查看更多swing和線程安全的相關內容。
41） Java中invokeAndWait 和 invokeLater有什麼區別？
這兩個方法是Swing API 提供給Java開發者用來從當前線程而不是事件派發線程更新GUI組件用的。InvokeAndWait()同步更新GUI組件，好比一個進度條，一旦進度更新了，進度條也要作出相應改變。若是進度被多個線程跟蹤，那麼就調用invokeAndWait()方法請求事件派發線程對組件進行相應更新。而invokeLater()方法是異步調用更新組件的。更多詳細信息請點擊這裏。
42) Swing API中那些方法是線程安全的？
這個問題又提到了swing和線程安全，雖然組件不是線程安全的可是有一些方法是能夠被多線程安全調用的，好比repaint(), revalidate()。 JTextComponent的setText()方法和JTextArea的insert() 和 append() 方法也是線程安全的。
43) 如何在Java中建立Immutable對象？
這個問題看起來和多線程沒什麼關係， 但不變性有助於簡化已經很複雜的併發程序。Immutable對象能夠在沒有同步的狀況下共享，下降了對該對象進行併發訪問時的同步化開銷。但是Java沒有@Immutable這個註解符，要建立不可變類，要實現下面幾個步驟：經過構造方法初始化全部成員、對變量不要提供setter方法、將全部的成員聲明爲私有的，這樣就不容許直接訪問這些成員、在getter方法中，不要直接返回對象自己，而是克隆對象，並返回對象的拷貝。個人文章how to make an object Immutable in Java有詳細的教程，看完你能夠充滿自信。
44） Java中的ReadWriteLock是什麼？
通常而言，讀寫鎖是用來提高併發程序性能的鎖分離技術的成果。Java中的ReadWriteLock是Java 5 中新增的一個接口，一個ReadWriteLock維護一對關聯的鎖，一個用於只讀操做一個用於寫。在沒有寫線程的狀況下一個讀鎖可能會同時被多個讀線程持有。寫鎖是獨佔的，你可使用JDK中的ReentrantReadWriteLock來實現這個規則，它最多支持65535個寫鎖和65535個讀鎖。
-
public
interface ReadWriteLock{
-
-
Lock readLock();
-
-
Lock writeLock();
-
-
}
在讀寫鎖的加鎖策略中，容許多個讀操做同時進行，但每次只容許一個寫操做。
讀寫鎖是一種性能優化措施，在一些特定的狀況下能實現更高的併發性。在實際狀況中，對於在多處理器系統上被頻繁讀取的數據結構，讀寫鎖可以提升性能。而在其餘狀況下，讀寫鎖的性能比獨佔鎖的性能要略差一些，這是由於它們的複雜性更高。
45) 多線程中的忙循環是什麼?
忙循環就是程序員用循環讓一個線程等待，不像傳統方法wait(), sleep() 或 yield() 它們都放棄了CPU控制，而忙循環不會放棄CPU，它就是在運行一個空循環。這麼作的目的是爲了保留CPU緩存，在多核系統中，一個等待線程醒來的時候可能會在另外一個內核運行，這樣會重建緩存。爲了不重建緩存和減小等待重建的時間就可使用它了。你能夠查看這篇文章得到更多信息。
46）volatile 變量和 atomic 變量有什麼不一樣？
這是個有趣的問題。首先，volatile 變量和 atomic 變量看起來很像，但功能卻不同。Volatile變量能夠確保先行關係，即寫操做會發生在後續的讀操做以前, 但它並不能保證原子性。例如用volatile修飾count變量那麼 count++ 操做就不是原子性的。而AtomicInteger類提供的atomic方法可讓這種操做具備原子性如getAndIncrement()方法會原子性的進行增量操做把當前值加一，其它數據類型和引用變量也能夠進行類似操做。
47) 若是同步塊內的線程拋出異常會發生什麼？
這個問題坑了不少Java程序員，若你能想到鎖是否釋放這條線索來回答還有點但願答對。不管你的同步塊是正常仍是異常退出的，裏面的線程都會釋放鎖，因此對比鎖接口我更喜歡同步塊，由於它不用我花費精力去釋放鎖，該功能能夠在finally block裏釋放鎖實現。
48） 單例模式的雙檢鎖是什麼？
這個問題在Java面試中常常被問到，可是面試官對回答此問題的滿意度僅爲50%。一半的人寫不出雙檢鎖還有一半的人說不出它的隱患和Java1.5是如何對它修正的。它實際上是一個用來建立線程安全的單例的老方法，當單例實例第一次被建立時它試圖用單個鎖進行性能優化，可是因爲太過於複雜在JDK1.4中它是失敗的，我我的也不喜歡它。不管如何，即使你也不喜歡它可是仍是要了解一下，由於它常常被問到。你能夠查看how double checked locking on Singleton works這篇文章得到更多信息。
在早期的JVM中，同步（甚至是無競爭的同步）都存在着巨大的性能開銷。所以，人們想出來了許多「聰明的」技巧來下降同步的影響，有些技巧很好，有些技巧是很差的，甚至是糟糕的，DCL就屬於「糟糕」的一類。
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public
class DoubleCheckedLocking {
-
-
private
static Resource resource;
-
-
public static Resource getInstance() {
-
-
if (resource ==
null) {
-
-
synchronized (DoubleCheckedLocking.class) {
-
-
if (resource ==
null) {
-
-
resource =
new Resource();
-
-
}
-
-
}
-
-
}
-
-
return resource;
-
-
}
-
-
}
DCL的真正問題在於：當在沒有同步的狀況下讀取一個共享對象時，可能發生的最糟糕的事情只是看到一個失效值（在這種狀況下是一個空值），此時DCL方法將經過在持有鎖的狀況下再次嘗試來避免這種風險。然而實際狀況遠比這種狀況糟糕——線程可能看到引用的當前值，但對象的狀態值倒是失效的，這意味着線程能夠看到對象處於無效或錯誤的狀態。
在JVM的後續版本中（Java 5.0以及更高的版本）中，若是resource聲明爲volatile類型，那麼就能啓用DCL，而且這種凡是對性能的影響很小，由於volatile變量讀取操做的性能一般只是略高於非volatile變量讀取操做的性能。
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public
class Singleton {
-
-
private
volatile
static Singleton uniqueInstance;
-
-
private Singleton() {
-
-
}
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-
public static Singleton getInstance() {
-
-
//檢查實例，若是不存在則進入同步代碼塊
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-
//注意：只有第一次，才完全執行if中全部代碼
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if (uniqueInstance ==
null) {
-
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synchronized (Singleton.class) {
-
-
//進入區塊後，再檢查一次。若是仍然是null，才建立實例
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-
if (uniqueInstance ==
null) {
-
-
uniqueInstance =
new Singleton();
-
-
}
-
-
}
-
-
}
-
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return uniqueInstance;
-
-
}
-
-
}
-
然而，DCL的這種使用方法已經被普遍地廢棄了——促使該模式出現的動力（無競爭同步的執行速度很慢，以及JVM啓動時很慢）已經不復存在了，由於它不是一種高效地優化措施。延遲初始化佔位類模式能帶來一樣的優點，而且更容易理解。
「延遲初始化佔位類模式」中使用了一個專門的類來初始化Resource。JVM將推遲ResourceHolder的初始化操做，直到開始使用這個類時才初始化，而且因爲經過一個靜態初始化來初始化Resource，所以不須要額外的同步。當任何一個線程第一次調用getResource時，都會使ResourceHolder被加載和被初始化，此時靜態初始化器將執行Resource的初始化操做。
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public
class ResourceFactory {
-
-
private
static
class ResourceHolder {
-
-
public
static Resource resource =
new Resource();
-
-
}
-
-
public static Resource getResource() {
-
-
return ResourceHolder.resource;
-
-
}
-
-
}
49） 如何在Java中建立線程安全的Singleton？
這是上面那個問題的後續，若是你不喜歡雙檢鎖而面試官問了建立Singleton類的替代方法，你能夠利用JVM的類加載和靜態變量初始化特徵來建立Singleton實例，或者是利用枚舉類型來建立Singleton，我很喜歡用這種方法。你能夠查看如何優雅地手寫單例模式得到更多信息。
50) 寫出3條你遵循的多線程最佳實踐
這種問題我最喜歡了，我相信你在寫併發代碼來提高性能的時候也會遵循某些最佳實踐。如下三條最佳實踐我以爲大多數Java程序員都應該遵循：
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給你的線程起個有意義的名字。
這樣能夠方便找bug或追蹤。OrderProcessor, QuoteProcessor or TradeProcessor 這種名字比 Thread-1. Thread-2 and Thread-3 好多了，給線程起一個和它要完成的任務相關的名字，全部的主要框架甚至JDK都遵循這個最佳實踐。
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避免鎖定和縮小同步的範圍
鎖花費的代價高昂且上下文切換更耗費時間空間，試試最低限度的使用同步和鎖，縮小臨界區。所以相對於同步方法我更喜歡同步塊，它給我擁有對鎖的絕對控制權。
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多用同步類少用wait 和 notify
首先，CountDownLatch, Semaphore, CyclicBarrier 和 Exchanger 這些同步類簡化了編碼操做，而用wait和notify很難實現對複雜控制流的控制。其次，這些類是由最好的企業編寫和維護在後續的JDK中它們還會不斷優化和完善，使用這些更高等級的同步工具你的程序能夠不費吹灰之力得到優化。
-
多用併發集合少用同步集合
這是另一個容易遵循且受益巨大的最佳實踐，併發集合比同步集合的可擴展性更好，因此在併發編程時使用併發集合效果更好。若是下一次你須要用到map，你應該首先想到用ConcurrentHashMap。個人文章Java併發集合有更詳細的說明。
51) 如何強制啓動一個線程？
這個問題就像是如何強制進行Java垃圾回收，目前尚未以爲方法，雖然你可使用System.gc()來進行垃圾回收，可是不保證能成功。在Java裏面沒有辦法強制啓動一個線程，它是被線程調度器控制着且Java沒有公佈相關的API。
52) Java中的fork join框架是什麼？
fork join框架是JDK7中出現的一款高效的工具，Java開發人員能夠經過它充分利用現代服務器上的多處理器。它是專門爲了那些能夠遞歸劃分紅許多子模塊設計的，目的是將全部可用的處理能力用來提高程序的性能。fork join框架一個巨大的優點是它使用了工做竊取算法，能夠完成更多任務的工做線程能夠從其它線程中竊取任務來執行。你能夠查看這篇文章得到更多信息。
53） Java多線程中調用wait() 和 sleep()方法有什麼不一樣？
Java程序中wait 和 sleep都會形成某種形式的暫停，它們能夠知足不一樣的須要。wait()方法用於線程間通訊，若是等待條件爲真且其它線程被喚醒時它會釋放鎖，而sleep()方法僅僅釋放CPU資源或者讓當前線程中止執行一段時間，但不會釋放鎖。你能夠查看這篇文章得到更多信息。
以上就是50道熱門Java多線程和併發面試題啦。這篇文章不只能夠用來準備面試，還能檢查你對多線程、併發、設計模式和競態條件、死鎖和線程安全等線程問題的理解。這篇文章對初學者或者是經驗豐富的Java開發人員都頗有用，過兩三年甚至五六年你再讀它也會受益不淺。它能夠擴展初學者尤爲有用由於這個能夠擴展他們的知識面，我會不斷更新這些題，你們能夠在文章後面的評論中提問，分享和回答問題一塊兒把這篇面試題完善。
原文連接： javarevisited 翻譯： ImportNew.com - 李 廣
譯文連接： http://www.importnew.com/12773.html
[ 轉載請保留原文出處、譯者和譯文連接。]