一、 什么是并发
在操作系统中，是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间，且这几个程序都是在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上仅仅有一个程序在处理机上运行。
这里须要注意并发和并行是不同的两个概念。并发是指一个时间段内同一时候运行，这是个区间；而并行是指在同一个时间点上运行，这个是一个点。而且并发在同一个时间点上仅仅能是一个程序在运行。
二、 什么是进程
Windows系统下我们打开任务管理器，点击“进程”，就会出现一个表格。表格的每一行都是一个进程。比方说QQ.exe,NOTEPAD.exe等；通俗的说法就是每打开一个应用程序。如QQ、暴风影音，系统就打开了一个进程。
系统为这个进程分配相关的资源。比方cpu、内存。
进程是一个具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
它能够申请和拥有系统资源。是一个动态的概念，是一个活动的实体。它不仅仅是程序的代码，还包含当前的活动，通过程序计数器的值和处理寄存器的内容来表示。
进程的概念主要有两点：第一，进程是一个实体。每一个进程都有它自己的地址空间。普通情况下，包含文本区域（text region）、数据区域（data region）和堆栈（stack region）。
文本区域存储处理器运行的代码；数据区域存储变量和进程运行期间使用的动态分配的内存；堆栈区域存储着活动过程调用的指令和本地变量。
第二。进程是一个“运行中的程序”。
程序是一个没有生命的实体。仅仅有处理器赋予程序生命时，它才干成为一个活动的实体。我们称其为进程。
三、 什么是线程
线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，仅仅拥有一点在运行中不可缺少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。
通常在一个进程中能够包含若干个线程，它们能够利用进程所拥有的资源。在引入线程的操作系统中。通常都是把进程作为分配资源的基本单位。而把线程作为独立运行和独立调度的基本单位。由于线程比进程更小，基本上不拥有系统资源。故对它的调度所付出的开销就会小得多，能更高效的提高系统内多个程序间并发运行的程度，从而显著提高系统资源的利用率和吞吐量。
线程和进程的差别在于,子进程和父进程有不同的代码和数据空间,而多个线程则共享数据空间,每一个线程有自己的运行堆栈和程序计数器为其运行上下文.多线程主要是为了节约CPU时间,发挥利用,依据详细情况而定. 线程的运行中须要使用计算机的内存资源和CPU
四、什么是多线程技术
能够把一个正在运行的软件看做一个进程，就像一个大的管道。这个管道不运送什么东西，但里面有非常多个小的管道，每一个小管负责的东西不同。而这些小管道就能够看做是一个个线程。
假设运行的是一个单线程的程序的话，而这个线程须要连续运行几个功能时。假设正在运行的那个功能因碰到一个等待或者睡眠的指令的话，他就会停在那里不做不论什么事，此是这个CPU就空暇在那里。同一时候还会等待直到程序又一次继续运行。
假设使用多线程技术，那么能够把这几个功能同一时候（并非绝对意义上的同一时候）运行。当当中一个功能遇到睡眠指令的时候，其它没有睡眠的继续运行，这个能够花更短的时间，让CPU更充分的被利用来完毕须要的事情~线程通常共享一个代码区，但有各自独立的数据存储区 。
五、 总结
电脑里面最宝贵的资源就是CPU，现代电脑里面往往是其它硬件的瓶颈如网络IO慢。内存数据读取慢导致了cpu资源的浪费（由于cpu须要等待），多线程技术的提出攻克了cpu等待的难题，当某个线程由于别的原因须要挂起的时候cpu能够马上分配给别的线程。
单核cpu系统永远不可能实现并行。cpu仅仅能是异步的分配给进程更进一步的说应该是线程。
多核cpu的话就有可能实现并行了，既同一个时间点运行两个进程。
单线程技术由于是顺序运行，内存、cpu等核心资源占领时间过长、运行效率低下，当高訪问量、高并发的情况下就有点捉襟见肘了。
线程池
推荐用ThreadPoolExecutor的工厂构造类Executors来管理线程池，线程复用线程池开销较每次申请新线程小
线程同步
synchronized(this)和synchronized(MyClass.class)差别：前者与加synchronized的成员方法相互排斥，后者和加synchronized的静态方法相互排斥
用synchronized修饰变量的get和set方法，不但能够保证和volatile修饰变量一样的效果（获取最新值），由于synchronized不仅会把当前线程改动的变量的本地副本同步给主存，还会从主存中读取数据更新本地副本。而且synchronized还有相互排斥的效果。能够有效控制并发改动一个值。由于synchronized保证代码块的串行运行。
假设仅仅要求获取最新值的特性。用volatile就好。由于volatile比較轻量。性能较好。
相互排斥锁、读写锁
ReentrantLock 和 ReentrantReadWriteLock
JDK5添加了ReentrantLock这个类由于两点：
1.ReentrantLock提供了tryLock方法，tryLock调用的时候，假设锁被其它线程（同一个线程两次调用tryLock也都返回true）持有，那么tryLock会马上返回。返回结果是false。
lock()方法会堵塞。
2.构造RenntrantLock对象能够接收一个boolean类型的參数，描写叙述锁公平与否的函数。公平锁的优点是等待锁的线程不会饿死，可是总体效率相对低一些；非公平锁的优点是总体效率相对高一些。
原子数
除了用相互排斥锁控制变量的并发改动之外，jdk5中还添加了原子类。通过比較并交换（硬件CAS指令）来避免线程相互排斥等待的开销。进而完毕超轻量级的并发控制，一般用来高效的获取递增计数器。
唤醒、通知
wait,notify,notifyAll是java的Object对象上的三个方法，多线程中能够用这些方法完毕线程间的状态通知。
notify是唤醒一个等待线程，notifyAll会唤醒全部等待线程。
CountDownLatch主要提供的机制是当多个（详细数量等于初始化CountDownLatch时的count參数的值）线程都到达了预期状态或完毕预期工作时触发事件，其它线程能够等待这个事件来触发兴许工作。
信号量
Semaphore用于管理信号量，与锁的最大差别是，能够通过令牌的数量。控制并发数量。当管理的信号量仅仅有1个时，就退化到相互排斥锁
并发容器
CopyOnWrite思路是在更改容器时，把容器写一份进行改动，保证正在读的线程不受影响。适合应用在读多写少的场景，由于写的时候重建一次容器。
以Concurrent开头的容器尽量保证读不加锁。而且改动时不影响读，所以会达到比使用读写锁更高的并发性能
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Java多线程面试问题
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1. 进程和线程之间有什么不同？
一个进程是一个独立(self contained)的运行环境，它能够被看作一个程序或者一个应用。而线程是在进程中运行的一个任务。
Java运行环境是一个包含了不同的类和程序的单一进程。线程能够被称为轻量级进程。线程须要较少的资源来创建和驻留在进程中，而且能够共享进程中的资源。
2. 多线程编程的优点是什么？
在多线程程序中，多个线程被并发的运行以提高程序的效率。CPU不会由于某个线程须要等待资源而进入空暇状态。
多个线程共享堆内存(heap memory)。因此创建多个线程去运行一些任务会比创建多个进程更好。举个样例。Servlets比CGI更好，是由于Servlets支持多线程而CGI不支持。
3. 用户线程和守护线程有什么差别？
当我们在Java程序中创建一个线程，它就被称为用户线程。一个守护线程是在后台运行而且不会阻止JVM终止的线程。当没实用户线程在运行的时候。JVM关闭程序而且退出。一个守护线程创建的子线程依旧是守护线程。
4. 我们怎样创建一个线程？
有两种创建线程的方法：一是实现Runnable接口，然后将它传递给Thread的构造函数，创建一个Thread对象；二是直接继承Thread类。
若想了解很多其它能够阅读这篇关于怎样在Java中创建线程的文章。
5. 有哪些不同的线程生命周期？
当我们在Java程序中新建一个线程时。它的状态是New。
当我们调用线程的start()方法时。状态被改变为Runnable。线程调度器会为Runnable线程池中的线程分配CPU时间而且讲它们的状态改变为Running。其它的线程状态还有Waiting。Blocked 和Dead。
读这篇文章能够了解很多其它关于线程生命周期的知识。
6. 能够直接调用Thread类的run()方法么？
当然能够，可是假设我们调用了Thread的run()方法。它的行为就会和普通的方法一样。为了在新的线程中运行我们的代码，必须使用Thread.start()方法。
7. 怎样让正在运行的线程暂停一段时间？
我们能够使用Thread类的Sleep()方法让线程暂停一段时间。须要注意的是，这并不会让线程终止。一旦从休眠中唤醒线程，线程的状态将会被改变为Runnable，而且依据线程调度。它将得到运行。
8. 你对线程优先级的理解是什么？
每一个线程都是有优先级的，一般来说，高优先级的线程在运行时会具有优先权。但这依赖于线程调度的实现，这个实现是和操作系统相关的(OS dependent)。我们能够定义线程的优先级，可是这并不能保证高优先级的线程会在低优先级的线程前运行。
线程优先级是一个int变量(从1-10)，1代表最低优先级。10代表最高优先级。
9. 什么是线程调度器(Thread Scheduler)和时间分片(Time Slicing)？
线程调度器是一个操作系统服务。它负责为Runnable状态的线程分配CPU时间。一旦我们创建一个线程并启动它。它的运行便依赖于线程调度器的实现。时间分片是指将可用的CPU时间分配给可用的Runnable线程的过程。
分配CPU时间能够基于线程优先级或者线程等待的时间。线程调度并不受到Java虚拟机控制，所以由应用程序来控制它是更好的选择（也就是说不要让你的程序依赖于线程的优先级）。
10. 在多线程中，什么是上下文切换(context-switching)？
上下文切换是存储和恢复CPU状态的过程，它使得线程运行能够从中断点恢复运行。上下文切换是多任务操作系统和多线程环境的基本特征。
11. 你怎样确保main()方法所在的线程是Java程序最后结束的线程？
我们能够使用Thread类的joint()方法来确保全部程序创建的线程在main()方法退出前结束。
这里有一篇文章关于Thread类的joint()方法。
12.线程之间是怎样通信的？
当线程间是能够共享资源时。线程间通信是协调它们的重要的手段。Object类中wait() otify() otifyAll()方法能够用于线程间通信关于资源的锁的状态。点击这里有很多其它关于线程wait, notify和notifyAll.
13.为什么线程通信的方法wait(), notify()和notifyAll()被定义在Object类里？
Java的每一个对象中都有一个锁(monitor，也能够成为监视器) 而且wait()，notify()等方法用于等待对象的锁或者通知其它线程对象的监视器可用。在Java的线程中并没有可供不论什么对象使用的锁和同步器。
这就是为什么这些方法是Object类的一部分。这样Java的每一个类都实用于线程间通信的基本方法
14. 为什么wait(), notify()和notifyAll()必须在同步方法或者同步块中被调用？
当一个线程须要调用对象的wait()方法的时候，这个线程必须拥有该对象的锁。接着它就会释放这个对象锁并进入等待状态直到其它线程调用这个对象上的notify()方法。相同的，当一个线程须要调用对象的notify()方法时。它会释放这个对象的锁，以便其它在等待的线程就能够得到这个对象锁。由于全部的这些方法都须要线程持有对象的锁，这样就仅仅能通过同步来实现，所以他们仅仅能在同步方法或者同步块中被调用。
15. 为什么Thread类的sleep()和yield()方法是静态的？
Thread类的sleep()和yield()方法将在当前正在运行的线程上运行。
所以在其它处于等待状态的线程上调用这些方法是没有意义的。
这就是为什么这些方法是静态的。它们能够在当前正在运行的线程中工作。并避免程序猿错误的觉得能够在其它非运行线程调用这些方法。
16.怎样确保线程安全？
在Java中能够有非常多方法来保证线程安全——同步，使用原子类(atomic concurrent classes)。实现并发锁。使用volatilekeyword，使用不变类和线程安全类。在线程安全教程中。你能够学到很多其它。
17. volatilekeyword在Java中有什么作用？
当我们使用volatilekeyword去修饰变量的时候，所以线程都会直接读取该变量而且不缓存它。这就确保了线程读取到的变量是同内存中是一致的。
18. 同步方法和同步块，哪个是更好的选择？
同步块是更好的选择。由于它不会锁住整个对象（当然你也能够让它锁住整个对象）。同步方法会锁住整个对象。哪怕这个类中有多个不相关联的同步块，这一般会导致他们停止运行并须要等待获得这个对象上的锁。
19.怎样创建守护线程？
使用Thread类的setDaemon(true)方法能够将线程设置为守护线程，须要注意的是，须要在调用start()方法前调用这种方法，否则会抛出IllegalThreadStateException异常。
20. 什么是ThreadLocal?
ThreadLocal用于创建线程的本地变量，我们知道一个对象的全部线程会共享它的全局变量，所以这些变量不是线程安全的。我们能够使用同步技术。可是当我们不想使用同步的时候，我们能够选择ThreadLocal变量。
每一个线程都会拥有他们自己的Thread变量，它们能够使用get()set()方法去获取他们的默认值或者在线程内部改变他们的值。
ThreadLocal实例一般是希望它们同线程状态关联起来是private static属性。在ThreadLocal样例这篇文章中你能够看到一个关于ThreadLocal的小程序。
21. 什么是Thread Group？为什么建议使用它？
ThreadGroup是一个类，它的目的是提供关于线程组的信息。
ThreadGroup API比較薄弱，它并没有比Thread提供了很多其它的功能。
它有两个基本的功能：一是获取线程组中处于活跃状态线程的列表。二是设置为线程设置未捕获异常处理器(ncaught exception handler)。但在Java 1.5中Thread类也加入了setUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh) 方法，所以ThreadGroup是已经过时的。不建议继续使用。
t1.setUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler(){
@Override
public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
System.out.println(“exception occured:”+e.getMessage());
}
});
22. 什么是Java线程转储(Thread Dump)。怎样得到它？
线程转储是一个JVM活动线程的列表，它对于分析系统瓶颈和死锁非常实用。有非常多方法能够获取线程转储——使用Profiler。Kill -3命令，jstack工具等等。
我更喜欢jstack工具，由于它easy使用而且是JDK自带的。由于它是一个基于终端的工具。所以我们能够编写一些脚本去定时的产生线程转储以待分析。读这篇文档能够了解很多其它关于产生线程转储的知识。
23. 什么是死锁(Deadlock)？怎样分析和避免死锁？
死锁是指两个以上的线程永远堵塞的情况。这样的情况产生至少须要两个以上的线程和两个以上的资源。
分析死锁，我们须要查看Java应用程序的线程转储。我们须要找出那些状态为BLOCKED的线程和他们等待的资源。每一个资源都有一个唯一的id，用这个id我们能够找出哪些线程已经拥有了它的对象锁。
避免嵌套锁，仅仅在须要的地方使用锁和避免无限期等待是避免死锁的通常办法，阅读这篇文章去学习怎样分析死锁。
24. 什么是Java Timer类？怎样创建一个有特定时间间隔的任务？
java.util.Timer是一个工具类，能够用于安排一个线程在未来的某个特定时间运行。
Timer类能够用安排一次性任务或者周期任务。
java.util.TimerTask是一个实现了Runnable接口的抽象类，我们须要去继承这个类来创建我们自己的定时任务并使用Timer去安排它的运行。
这里有关于java Timer的样例。
25. 什么是线程池？怎样创建一个Java线程池？
一个线程池管理了一组工作线程，同一时候它还包含了一个用于放置等待运行的任务的队列。
java.util.concurrent.Executors提供了一个 java.util.concurrent.Executor接口的实现用于创建线程池。线程池样例展现了怎样创建和使用线程池，或者阅读ScheduledThreadPoolExecutor样例。了解怎样创建一个周期任务。
Java并发面试问题
1. 什么是原子操作？在Java Concurrency API中有哪些原子类(atomic classes)？
原子操作是指一个不受其它操作影响的操作任务单元。
原子操作是在多线程环境下避免数据不一致必须的手段。
int++并非一个原子操作。所以当一个线程读取它的值并加1时，另外一个线程有可能会读到之前的值，这就会引发错误。
为了解决问题。必须保证添加操作是原子的。在JDK1.5之前我们能够使用同步技术来做到这一点。
到JDK1.5，java.util.concurrent.atomic包提供了int和long类型的装类。它们能够自己主动的保证对于他们的操作是原子的而且不须要使用同步。能够阅读这篇文章来了解Java的atomic类。
2. Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么？对照同步它有什么优势？
Lock接口比同步方法和同步块提供了更具扩展性的锁操作。他们同意更灵活的结构。能够具有全然不同的性质，而且能够支持多个相关类的条件对象。
它的优势有：
能够使锁更公平
能够使线程在等待锁的时候响应中断
能够让线程尝试获取锁，并在无法获取锁的时候马上返回或者等待一段时间
能够在不同的范围，以不同的顺序获取和释放锁
阅读很多其它关于锁的样例
3. 什么是Executors框架？
Executor框架同java.util.concurrent.Executor 接口在Java 5中被引入。Executor框架是一个依据一组运行策略调用，调度，运行和控制的异步任务的框架。
无限制的创建线程会引起应用程序内存溢出。所以创建一个线程池是个更好的的解决方式，由于能够限制线程的数量而且能够回收再利用这些线程。利用Executors框架能够非常方便的创建一个线程池，阅读这篇文章能够了解怎样使用Executor框架创建一个线程池。
4. 什么是堵塞队列？怎样使用堵塞队列来实现生产者-消费者模型？
java.util.concurrent.BlockingQueue的特性是：当队列是空的时，从队列中获取或删除元素的操作将会被堵塞，或者当队列是满时，往队列里加入元素的操作会被堵塞。
堵塞队列不接受空值。当你尝试向队列中加入空值的时候，它会抛出NullPointerException。
堵塞队列的实现都是线程安全的，全部的查询方法都是原子的而且使用了内部锁或者其它形式的并发控制。
BlockingQueue 接口是java collections框架的一部分，它主要用于实现生产者-消费者问题。
阅读这篇文章了解怎样使用堵塞队列实现生产者-消费者问题。
5. 什么是Callable和Future?
Java 5在concurrency包中引入了java.util.concurrent.Callable 接口，它和Runnable接口非常类似，但它能够返回一个对象或者抛出一个异常。
Callable接口使用泛型去定义它的返回类型。Executors类提供了一些实用的方法去在线程池中运行Callable内的任务。
由于Callable任务是并行的，我们必须等待它返回的结果。java.util.concurrent.Future对象为我们攻克了这个问题。在线程池提交Callable任务后返回了一个Future对象。使用它我们能够知道Callable任务的状态和得到Callable返回的运行结果。
Future提供了get()方法让我们能够等待Callable结束并获取它的运行结果。
阅读这篇文章了解很多其它关于Callable，Future的样例。
6. 什么是FutureTask?
FutureTask是Future的一个基础实现。我们能够将它同Executors使用处理异步任务。通常我们不须要使用FutureTask类。单当我们打算重写Future接口的一些方法并保持原来基础的实现是，它就变得非常实用。我们能够仅仅继承于它并重写我们须要的方法。
阅读Java FutureTask样例，学习怎样使用它。
7.什么是并发容器的实现？
Java集合类都是高速失败的，这就意味着当集合被改变且一个线程在使用迭代器遍历集合的时候，迭代器的next()方法将抛出ConcurrentModificationException异常。
并发容器支持并发的遍历和并发的更新。
基本的类有ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList 和CopyOnWriteArraySet，阅读这篇文章了解怎样避免ConcurrentModificationException。
8. Executors类是什么？
Executors为Executor，ExecutorService，ScheduledExecutorService。ThreadFactory和Callable类提供了一些工具方法。
Executors能够用于方便的创建线程池