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【面试题】Java 多线程编程基础知识

article 2025/1/23 6:17:51

线程的定义
- 线程是程序执行流的最小单元，它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。一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的资源，如内存空间、文件描述符等，但每个线程都有自己独立的程序计数器、栈和局部变量等。
线程的实现方式
- 继承Thread类：
  - 定义一个类继承自Thread类，并重写run方法，run方法中包含线程要执行的逻辑。
  - 示例代码：

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("This is a thread created by extending Thread class.");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
    }
}

实现Runnable接口：
- 定义一个类实现Runnable接口，实现run方法。
- 创建Thread对象时，将实现了Runnable接口的对象作为参数传入Thread的构造函数，然后调用start方法启动线程。
- 示例代码：

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("This is a thread created by implementing Runnable interface.");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();
    }
}

线程池的参数含义
- 核心线程数（corePoolSize）：
  - 线程池中会一直存活的线程数量，即使这些线程处于空闲状态，也不会被销毁。当有新任务提交到线程池时，如果当前线程池中的线程数量小于核心线程数，线程池会创建新的线程来执行任务。
- 最大线程数（maximumPoolSize）：
  - 线程池允许创建的最大线程数量。当任务队列已满，且当前线程池中的线程数量小于最大线程数时，线程池会继续创建新的线程来处理任务。但线程数量达到最大线程数后，如果还有新任务提交，根据拒绝策略进行处理。
- 队列容量：
  - 用于存储等待执行任务的队列的最大容量。当线程池中的线程数量达到核心线程数后，新提交的任务会被放入任务队列中等待执行。如果任务队列已满，且当前线程池中的线程数量小于最大线程数，线程池会创建新的线程来处理任务；如果任务队列已满且线程池中的线程数量已经达到最大线程数，根据拒绝策略进行处理。
拒绝策略
- AbortPolicy：
  - 这是线程池的默认拒绝策略。当任务无法被执行（任务队列已满且线程池中的线程数达到最大线程数）时，会抛出RejectedExecutionException异常，阻止系统正常运行。
- CallerRunsPolicy：
  - 当任务无法被执行时，该策略会将任务交回给调用者（提交任务的线程）来执行。这样做可以降低新任务的提交速度，因为调用者在执行任务时，自身线程会被阻塞，从而减少了新任务的提交频率。
线程的状态及其切换条件
- 新建（New）：
  - 当创建一个Thread对象但还未调用start方法时，线程处于新建状态。此时线程还没有分配系统资源，只是一个对象而已。
- 就绪（Runnable）：
  - 调用start方法后，线程进入就绪状态。在这个状态下，线程已经准备好运行，等待获取CPU的使用权。处于就绪状态的线程可能会在多个线程之间竞争CPU资源。
- 运行（Running）：
  - 当就绪状态的线程获得CPU资源后，就进入运行状态，此时线程开始执行run方法中的代码。
- 阻塞（Blocked）：
  - 等待阻塞：调用Object类的wait方法，线程会进入等待阻塞状态，直到其他线程调用notify或notifyAll方法唤醒它。
  - 同步阻塞：当线程试图获取一个被其他线程持有的同步锁时，如果获取失败，线程会进入同步阻塞状态，直到获取到锁。
  - 其他阻塞：如调用Thread.sleep方法，线程会进入阻塞状态，直到指定的睡眠时间结束。
- 死亡（Terminated）：
  - 当run方法执行完毕，或者线程抛出一个未捕获的异常导致run方法提前结束，线程就进入死亡状态。此时线程的生命周期结束，不再具备执行能力。