何為線程?

線程與進(jìn)程相似，但線程是一個(gè)比進(jìn)程更小的執(zhí)行單位。一個(gè)進(jìn)程在其執(zhí)行的過(guò)程中可以產(chǎn)生多個(gè)線程。與進(jìn)程不同的是同類(lèi)的多個(gè)線程共享進(jìn)程的堆和方法區(qū)資源，但每個(gè)線程有自己的程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧和本地方法棧，所以系統(tǒng)在產(chǎn)生一個(gè)線程，或是在各個(gè)線程之間作切換工作時(shí)，負(fù)擔(dān)要比進(jìn)程小得多，也正因?yàn)槿绱耍€程也被稱(chēng)為輕量級(jí)進(jìn)程。

Java程序天生就是多線程程序，我們可以通過(guò)JMX來(lái)看一下一個(gè)普通的Java程序有哪些線程，代碼如下。

public class MultiThread {
	public static void main(String[] args) {
		// 獲取 Java 線程管理 MXBean
	ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
		// 不需要獲取同步的 monitor 和 synchronizer 信息，僅獲取線程和線程堆棧信息
		ThreadInfo[] threadInfos = threadMXBean.dumpAllThreads(false, false);
		// 遍歷線程信息，僅打印線程 ID 和線程名稱(chēng)信息
		for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) {
			System.out.println("[" + threadInfo.getThreadId() + "] " + threadInfo.getThreadName());
		}
	}
}

上述程序輸出如下（輸出內(nèi)容可能不同，不用太糾結(jié)下面每個(gè)線程的作用，只用知道 main 線程執(zhí)行 main 方法即可）：

[5] Attach Listener //添加事件

[4] Signal Dispatcher // 分發(fā)處理給 JVM 信號(hào)的線程

[3] Finalizer //調(diào)用對(duì)象 finalize 方法的線程

[2] Reference Handler //清除 reference 線程

[1] main //main 線程,程序入口

從上面的輸出內(nèi)容可以看出：一個(gè) Java 程序的運(yùn)行是 main 線程和多個(gè)其他線程同時(shí)運(yùn)行。

程序計(jì)數(shù)器為什么是私有的?

程序計(jì)數(shù)器主要有下面兩個(gè)作用：

字節(jié)碼解釋器通過(guò)改變程序計(jì)數(shù)器來(lái)依次讀取指令，從而實(shí)現(xiàn)代碼的流程控制，如：順序執(zhí)行、選擇、循環(huán)、異常處理。

在多線程的情況下，程序計(jì)數(shù)器用于記錄當(dāng)前線程執(zhí)行的位置，從而當(dāng)線程被切換回來(lái)的時(shí)候能夠知道該線程上次運(yùn)行到哪兒了。

需要注意的是，如果執(zhí)行的是native方法，那么程序計(jì)數(shù)器記錄的是undefined地址，只有執(zhí)行的是Java代碼時(shí)程序計(jì)數(shù)器記錄的才是下一條指令的地址。

所以，程序計(jì)數(shù)器私有主要是為了線程切換后能恢復(fù)到正確的執(zhí)行位置。

虛擬機(jī)棧和本地方法棧為什么是私有的?

**虛擬機(jī)棧：**每個(gè)Java方法在執(zhí)行的同時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀用于存儲(chǔ)局部變量表、操作數(shù)棧、常量池引用等信息。從方法調(diào)用直至執(zhí)行完成的過(guò)程，就對(duì)應(yīng)著一個(gè)棧幀在Java虛擬機(jī)棧中入棧和出棧的過(guò)程。

**本地方法棧：**和虛擬機(jī)棧所發(fā)揮的作用非常相似，區(qū)別是：虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行Java方法（也就是字節(jié)碼）服務(wù)，而本地方法棧則為虛擬機(jī)使用到的Native方法服務(wù)。在HotSpot虛擬機(jī)中和Java虛擬機(jī)棧合二為一。

所以，為了保證線程中的局部變量不被別的線程訪問(wèn)到，虛擬機(jī)棧和本地方法棧是線程私有的。

說(shuō)說(shuō)并發(fā)與并行的區(qū)別?

并發(fā)：同一時(shí)間段，多個(gè)任務(wù)都在執(zhí)行(單位時(shí)間內(nèi)不一定同時(shí)執(zhí)行)；

并行：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，多個(gè)任務(wù)同時(shí)執(zhí)行。

為什么要使用多線程呢?

先從總體上來(lái)說(shuō)：

從計(jì)算機(jī)底層來(lái)說(shuō)：線程可以比作是輕量級(jí)的進(jìn)程，是程序執(zhí)行的最小單位,線程間的切換和調(diào)度的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)程。另外，多核CPU時(shí)代意味著多個(gè)線程可以同時(shí)運(yùn)行，這減少了線程上下文切換的開(kāi)銷(xiāo)。

從當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō)：現(xiàn)在的系統(tǒng)動(dòng)不動(dòng)就要求百萬(wàn)級(jí)甚至千萬(wàn)級(jí)的并發(fā)量，而多線程并發(fā)編程正是開(kāi)發(fā)高并發(fā)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，利用好多線程機(jī)制可以大大提高系統(tǒng)整體的并發(fā)能力以及性能。

再深入到計(jì)算機(jī)底層來(lái)探討：

單核時(shí)代：在單核時(shí)代多線程主要是為了提高CPU和IO設(shè)備的綜合利用率。舉個(gè)例子：當(dāng)只有一個(gè)線程的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致CPU計(jì)算時(shí)，IO設(shè)備空閑；進(jìn)行IO操作時(shí)，CPU空閑。我們可以簡(jiǎn)單地說(shuō)這兩者的利用率目前都是50%左右。但是當(dāng)有兩個(gè)線程的時(shí)候就不一樣了，當(dāng)一個(gè)線程執(zhí)行CPU計(jì)算時(shí)，另外一個(gè)線程可以進(jìn)行IO操作，這樣兩個(gè)的利用率就可以在理想情況下達(dá)到100%了。

多核時(shí)代:多核時(shí)代多線程主要是為了提高CPU利用率。舉個(gè)例子：假如我們要計(jì)算一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，我們只用一個(gè)線程的話，CPU只會(huì)一個(gè)CPU核心被利用到，而創(chuàng)建多個(gè)線程就可以讓多個(gè)CPU核心被利用到，這樣就提高了CPU的利用率。

以上就是動(dòng)力節(jié)點(diǎn)java培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的小編針對(duì)“Java并發(fā)基礎(chǔ)常見(jiàn)面試題總結(jié)”的內(nèi)容進(jìn)行的回答，希望對(duì)大家有所幫助，如有疑問(wèn)，請(qǐng)?jiān)诰€咨詢，有專(zhuān)業(yè)老師隨時(shí)為你服務(wù)。