Java程序员面试中的多线程问题1

转自：http://blog.jobbole.com/18571/

　很多核心Java面试题来源于多线程(Multi-Threading)和集合框架(Collections Framework)，

理解核心线程概念时，娴熟的实际经验是必需的。这篇文章收集了Java线程方面一些典型的问题，

这些问题经常被高级工程师所问到。

0、Java中多线程同步是什么？

在多线程程序下，同步能控制对共享资源的访问。如果没有同步，当一个Java线程在修改一个共享变量时，另外一个线程正在使用或者更新同一个变量，这样容易导致程序出现错误的结果。

1、解释实现多线程的几种方法?

一Java线程可以实现Runnable接口或者继承Thread类来实现，当你打算多重继承时，优先选择实现Runnable。

2、Thread.start()与Thread.run()有什么区别？

Thread.start()方法(native)启动线程，使之进入就绪状态，当cpu分配时间该线程时，由JVM调度执行run()方法。

3、为什么需要run()和start()方法，我们可以只用run()方法来完成任务吗？

我们需要run()&start()这两个方法是因为JVM创建一个单独的线程不同于普通方法的调用， 所以这项工作由线程的start方法来完成，start由本地方法实现，需要显示地被调用，使用这俩个方法的另外一个好处是任何一个对象都可以作为线程运 行，只要实现了Runnable接口，这就避免因继承了Thread类而造成的Java的多继承问题。

4、什么是ThreadLocal类，怎么使用它？

ThreadLocal是一个线程级别的局部变量，并非“本地线程”。ThreadLocal为每个使用该变量的线程提供了一个独立的变量副本，每个线程修改副本时不影响其它线程对象的副本(译者注)。

下面是线程局部变量(ThreadLocal variables)的关键点：

一个线程局部变量(ThreadLocal variables)为每个线程方便地提供了一个单独的变量。

ThreadLocal实例通常作为静态的私有的(private static)字段出现在一个类中，这个类用来关联一个线程。

当多个线程访问ThreadLocal实例时，每个线程维护ThreadLocal提供的独立的变量副本。

常用的使用可在DAO模式中见到，当DAO类作为一个单例类时，数据库链接(connection)被每一个线程独立的维护，互不影响。(基于线程的单例)

ThreadLocal难于理解，下面这些引用连接有助于你更好的理解它。

《Good article on ThreadLocal on IBM DeveloperWorks 》、《理解ThreadLocal》、《Managing data : Good example》、《Refer Java API Docs》

5、什么时候抛出InvalidMonitorStateException异常，为什么？

调用wait()/notify()/notifyAll()中的任何一个方法时，如果当前线程没有获得该对象 的锁，那么就会抛出IllegalMonitorStateException的异常(也就是说程序在没有执行对象的任何同步块或者同步方法时，仍然尝试 调用wait()/notify()/notifyAll()时)。由于该异常是RuntimeExcpetion的子类，所以该异常不一定要捕获(尽管 你可以捕获只要你愿意).作为RuntimeException，此类异常不会在wait(),notify(),notifyAll()的方法签名提 及。

6、Sleep()、suspend()和wait()之间有什么区别？

Thread.sleep()使当前线程在指定的时间处于“非运行”（Not Runnable）状态。线程一直持有对象的监视器。比如一个线程当前在一个同步块或同步方法中，其它线程不能进入该块或方法中。如果另一线程调用了 interrupt()方法，它将唤醒那个“睡眠的”线程。

注意：sleep()是一个静态方法。这意味着只对当前线程有效，一个常见的错误是调用t.sleep()，（这里的t是一个不同于当前线程的线 程）。即便是执行t.sleep()，也是当前线程进入睡眠，而不是t线程。t.suspend()是过时的方法，使用suspend()导致线程进入停 滞状态，该线程会一直持有对象的监视器，suspend()容易引起死锁问题。

object.wait()使当前线程出于“不可运行”状态，和sleep()不同的是wait是object的方法而不是thread。调用 object.wait()时，线程先要获取这个对象的对象锁，当前线程必须在锁对象保持同步，把当前线程添加到等待队列中，随后另一线程可以同步同一个 对象锁来调用object.notify()，这样将唤醒原来等待中的线程，然后释放该锁。基本上wait()/notify()与sleep() /interrupt()类似，只是前者需要获取对象锁。

7、在静态方法上使用同步时会发生什么事？

同步静态方法时会获取该类的“Class”对象，所以当一个线程进入同步的静态方法中时，线程监视器获取类本身的对象锁，其它线程不能进入这个类的任何静态同步方法。它不像实例方法，因为多个线程可以同时访问不同实例同步实例方法。

8、当一个同步方法已经执行，线程能够调用对象上的非同步实例方法吗？

可以，一个非同步方法总是可以被调用而不会有任何问题。实际上，Java没有为非同步方法做任何检查，锁对象仅 仅在同步方法或者同步代码块中检查。如果一个方法没有声明为同步，即使你在使用共享数据Java照样会调用，而不会做检查是否安全，所以在这种情况下要特 别小心。一个方法是否声明为同步取决于临界区访问(critial section access),如果方法不访问临界区(共享资源或者数据结构)就没必要声明为同步的。

下面有一个示例说明：Common类有两个方法synchronizedMethod1()和method1()，MyThread类在独立的线程中调用这两个方法。

public class Common {

    public synchronized void synchronizedMethod1() {
        System.out.println("synchronizedMethod1 called");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("synchronizedMethod1 done");
    }

    public void method1() {
        System.out.println("Method 1 called");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Method 1 done");
    }
}

public class MyThread extends Thread {
    private int id = 0;
    private Common common;

    public MyThread(String name, int no, Common object) {
        super(name);
        common = object;
        id = no;
    }

    public void run() {
        System.out.println("Running Thread" + this.getName());
        try {
            if (id == 0) {
                common.synchronizedMethod1();
            } else {
                common.method1();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Common c = new Common();
        MyThread t1 = new MyThread("MyThread-1", 0, c);
        MyThread t2 = new MyThread("MyThread-2", 1, c);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

这里是程序的输出：

Running ThreadMyThread-1
synchronizedMethod1 called
Running ThreadMyThread-2
Method 1 called
synchronizedMethod1 done
Method 1 done

结果表明即使synchronizedMethod1()方法执行了，method1()也会被调用。

9、 在一个对象上两个线程可以调用两个不同的同步实例方法吗？

不能，因为一个对象已经同步了实例方法，线程获取了对象的对象锁。所以只有执行完该方法释放对象锁后才能执行其 它同步方法。看下面代码示例非常清晰：Common 类 有synchronizedMethod1()和synchronizedMethod2()方法，MyThread调用这两个方法

public class Common {
    public synchronized void synchronizedMethod1() {
        System.out.println("synchronizedMethod1 called");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("synchronizedMethod1 done");
    }

    public synchronized void synchronizedMethod2() {
        System.out.println("synchronizedMethod2 called");
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("synchronizedMethod2 done");
    }
}

public class MyThread extends Thread {
    private int id = 0;
    private Common common;

    public MyThread(String name, int no, Common object) {
        super(name);
        common = object;
        id = no;
    }

    public void run() {
        System.out.println("Running Thread" + this.getName());
        try {
            if (id == 0) {
                common.synchronizedMethod1();
            } else {
                common.synchronizedMethod2();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Common c = new Common();
        MyThread t1 = new MyThread("MyThread-1", 0, c);
        MyThread t2 = new MyThread("MyThread-2", 1, c);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}

10、 什么是死锁

死锁就是两个或两个以上的线程被无限的阻塞，线程之间相互等待所需资源。这种情况可能发生在当两个线程尝试获取其它资源的锁，而每个线程又陷入无限等待其它资源锁的释放，除非一个用户进程被终止。就JavaAPI而言，线程死锁可能发生在一下情况。

●当两个线程相互调用Thread.join()

●当两个线程使用嵌套的同步块，一个线程占用了另外一个线程必需的锁，互相等待时被阻塞就有可能出现死锁。

11、什么是线程饿死，什么是活锁？

线程饿死和活锁虽然不想是死锁一样的常见问题，但是对于并发编程的设计者来说就像一次邂逅一样。

当所有线程阻塞，或者由于需要的资源无效而不能处理，不存在非阻塞线程使资源可用。JavaAPI中线程活锁可能发生在以下情形：

●当所有线程在程序中执行Object.wait(0)，参数为0的wait方法。程序将发生活锁直到在相应的对象上有线程调用Object.notify()或者Object.notifyAll()。

●当所有线程卡在无限循环中。