面试专题之——JUC
进程和线程的区别有哪些？
进程：进程独占内存空间，是并发程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位
线程：是进程的一个执行单元，是cpu调度的最小单位，一个进程可以有多个线程，并且线程共享进程的内存资源，线程间切换更加快速，让进程子任务得以并发执行
进程和线程的关系是怎么样的？
1、运行一个程序会产生一个进程，进程中最少包含一个线程（主线程）
2、每个进程对应一个jvm实例，多个线程共享jvm中的堆
3、主线程可以创建子线程
并发和并行有什么区别？
并发：同时给CPU提交多个任务给它执行，然后由CPU决定每个线程的执行时间，同一时间只能执行一个任务，但是因为CPU很快所以感觉是同时运行的
并行：多个任务真正的同时执行，这个由CPU的内核数量决定的
什么叫做线程上下文切换？
在多线程中，CPU通过给每个线程分配执行时间来实现线程间的切换，当一个线程执行时间到期，该线程就会进入挂起等待状态，同时执行其他线程，因为CPU的速度很块所以给人的感觉是在同时执行，这之间的线程切换就是线程的上下文切换
有多少种方法创建线程？
1、Thread：继承Thread类，然后创建它
2、Runnable：实现Runnable接口并创建它的对象，然后创建Thread对象把之前创建的对象传给它
3、Callable：实现Callable接口并创建对象并重写call方法，然后创建线程池，然后创建线程对象然后用 submit 方法加入线程池或者创建 FutureTask 对象传入实现了 Callable 接口的对象，最后创建 Thread 对象传入 FutureTask 对象即可。不过它不是标准的Java定义方法，而是基于Future思想来完成
start和run的区别有哪些？
1、调用start()会创建一个新的子线程并且启动
2、run()方法只是对Thread实例中方法的调用
Thread和Runnable的关系有哪些？
1、Thread是一个类，Runnable是一个接口
2、Thread是一个实现了Runnable接口的类，使得run支持多线程
3、因为只能继承一个类，所以尽量使用Runnable接口
如何给run()方法传参？
1、构造方法传参
2、成员变量set方法传参
3、回调函数传参
如何实现获取子线程的返回值？
1、主线程等待法：主线程等待子线程完成后获取，但是等待的多了代码会臃肿
2、使用t.join()，阻塞当前线程，等待子线程t处理完毕
3、Callable接口实现，通过FutureTask 或者 线程池获取
FutureTask：首先实现Callable接口，重写call方法，创建这个对象传给FutureTask构造方法，最后创建Thread对象传入FutureTask对象
线程池：通过Executors获取ExecutorService线程池对象，然后调用submit()方法传入实现了Callable的对象
sleep和wait的区别有哪些？
1、sleep()是Thread类的方法，wait()是Object的方法
2、sleep()方法可以在任意地方使用，wait()只能在锁里面使用，因为wait()需要释放当前锁
3、Thread.sleep()只会让出cpu，不会释放同步锁；Object.wait()不仅让出cpu，还会释放已经占有的同步锁
notify和notifyAll区别有哪些？
notify：随机唤醒一个等待的线程去竞争获取锁的机会
notifyAll：唤醒所有等待的线程去竞争获取锁的机会
yield、interrupt、join方法有什么作用？
yield方法：当前线程让出cpu的使用权，但CPU有可能再次选中当前线程来运行
interrupt：通知线程该中断了，主要用于中断阻塞，我们一般想关闭一个线程都会设置一个开关，在线程内部使用Thread.currentThread().isInterrupt()判断线程是否需要中断，然后在外部线程调用interrupt方法终止线程，但线程中有sleep阻塞了或者wait等待了，就会立即抛出异常，结束阻塞或者等待，最后抛出异常
join：把当前线程从就绪状态进入到运行状态，它底层使用wait与notifyall实现，一般用不到，但面试可能会问如何保证线程执行的顺序，这时就要用到它，在创建多个线程时，每个新创建的线程都传入对上一个现成的引用，然后当前线程执行完直接调用上一个线程的join方法即可
线程的状态都有哪些？
1、新建
2、就绪（start）
3、运行（获得cpu执行权限）
4、阻塞（sleep） > 可运行
5、等待（wait） > 唤醒(notify) > 获得锁 > 可运行
6、死亡（run或main结束）
什么是守护线程？
守护线程就是会随着主线程的结束而结束的线程，它可以做一些辅助性的工作，例如GC垃圾回收。但是守护线程中的finally代码块不一定会执行，所以无法保证清理资源等操作一定会执行
Java是如何解决多线程并发问题的？什么是JMM？
Java使用了JMM来解决多线程并发问题，JMM定义了共享内存中多线程读写操作的行为规范，通过这些规则来规范对内存的读写操作从而保证指令的正确性，总之JMM让java程序与硬件指令进行了隔离。
JMM的内存模型是怎样的？
JMM把内存分成了2块，分别是主内存和工作内存，线程对变量操作时必须在工作内存中进行。操作时首先把主内存中的变量拷贝一份到工作内存中，操作完成后再写回主内存，总之线程跟线程之间是相互隔离的，线程跟线程交互需要通过主内存
Java并发编程有哪三大特性？
- 原子性：一个线程在CPU执行过程中不能中断，要么执行完成，要么不执行
- 内存可见性：对变量加上Volatile关键字修饰后，在多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了该变量，其他线程能看到修改后的变量。因为加上Volatile关键字修饰之后，任何线程对该值进行写操作都会强制刷到主内存中，读取时都会去主内存拉取最新值
- 有序性：程序执行代码的顺序按照代码的先后顺序执行，因为CPU在执行代码时会对代码顺序进行优化，虽然在单线程中不会有问题，但在多线程中就有可能出现问题，所以Java多线程对此进行了优化
如何解决Volatile非原子性问题？
在一个变量用Volatile修饰后可以实现内存可见性，也就是多个线程获取到的值都是最新值，但问题出现了：某个变量值为5，当两个线程同时获取这个变量，线程1获取到变量值为5，把值+1，结果为6；线程2也获取到变量值为5，把值+1，结果为6。最终这个值为6，但实际我们对它进行了两次加操作，预期的结果为7，这就是Volatile的非原子性的问题。
如何解决？
- 使用synchronized修饰+1操作的方法
- 使用ReentrantLock可重入锁
- 使用AtomicInteger原子操作类
synchronized和volatile的区别有哪些？
1、volatile不需要加锁，比synchronized更轻便，不会阻塞线程
2、synchronized既能保证可见性，又能保证原子性，而volatile只能保证可见性，无法保证原子性
Lock（ReentrantLock可重入锁）锁与Synchronized有什么区别？
1、Synchronized是关键字，属于JVM层面，ReentrantLock是类，属于API层面
2、Synchronized不需要手动释放锁，ReentrantLock需要手动释放锁
3、Synchronized不可以中断，ReentrantLock可以中断
4、Synchronized只能是非公平锁，ReentrantLock还可以是公平锁
5、Synchronized只有一个阻塞队列，只能唤醒一个或全部，ReentrantLock可以实现分组唤醒，可以精准唤醒
什么是CAS？
CAS本质是修改内存中的值，它是一个基于硬件的原子性操作，他有三个参数：一个当前内存值V、旧的预期值A、即将更新的值B，当前内存值等于旧的预期值时，就把内存值改为新值，返回true，否则不做操作并返回false。它是一个先比较后修改的过程，用它来解决线程安全问题可以大大的提高性能，Atomic相关类都是用它来实现原子性操作的
CAS是如何在多CPU下实现原子性的？
- 总线加锁：当某个处理器要操作共享变量时在总线上加锁，但是这种方式容易造成阻塞，从而增加系统开销
- 缓存加锁：当某个处理器对共享变量进行操作时，其他处理器会有一个嗅探机制，将其他处理器的该共享变量的缓存失效，并且从主内存中获取最新的值
CAS有什么缺陷？
1、循环时间长，如果一直不成功则会一直进行自旋操作
2、只能操作一个共享变量，如果要操作多个变量就只能用锁了
3、ABA问题：另一个线程将内存中的值改变了，之后又改回来，此时对于当前线程来说是没有改变的。解决方法就是给变量加上版本号
什么是公平锁？什么是非公平锁？它两谁性能好？
公平锁：谁等待时间长谁获取锁
非公平锁：CPU时间片轮询到哪个线程，哪个线程就获取锁
公平锁因为要判断谁等待时间长，所以会增加线程唤醒的上下文切换时间，所以它的性能更差