193.Java集合体系结构（List、Set、Collection、Map的区别和联系）

1、Collection 接口存储一组不唯一，无序的对象

2、List 接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对象

3、Set 接口存储一组唯一，无序的对象

4、Map接口存储一组键值对象，提供key到value的映射。Key无序，唯一。value不要求有序，允许重复。（如果只使用key存储，而不使用value，那就是Set）

194.Vector和ArrayList的区别和联系

相同点：

1）实现原理相同—底层都使用数组

2）功能相同—实现增删改查等操作的方法相似

3）都是长度可变的数组结构，很多情况下可以互用

不同点：

1）Vector是早期JDK版本提供，ArrayList是新版本替代Vector的

2）Vector线程安全，ArrayList重速度轻安全，线程非安全长度需增长时，Vector默认增长一倍，ArrayList增长50%

195.ArrayList和LinkedList的区别和联系

相同点：

两者都实现了List接口，都具有List中元素有序、不唯一的特点。

不同点：

ArrayList实现了长度可变的数组，在内存中分配连续空间。遍历元素和随机访问元素的效率比较高；

LinkedList采用链表存储方式。插入、删除元素时效率比较高

196.HashMap和Hashtable的区别和联系

相同点：

实现原理相同，功能相同，底层都是哈希表结构，查询速度快，在很多情况下可以互用

不同点：

1、Hashtable是早期提供的接口，HashMap是新版JDK提供的接口

2、Hashtable继承Dictionary类，HashMap实现Map接口

3、Hashtable线程安全，HashMap线程非安全

4、Hashtable不允许null值，HashMap允许null值

197.HashSet的使用和原理（hashCode()和equals()）

1）哈希表的查询速度特别快，时间复杂度为O（1）。

2）HashMap、Hashtable、HashSet这些集合采用的是哈希表结构，需要用到hashCode哈希码，hashCode是一个整数值。

3）系统类已经覆盖了hashCode方法 自定义类如果要放入hash类集合，必须重写hashcode。如果不重写，调用的是Object的hashcode，而Object的hashCode实际上是地址。

4）向哈希表中添加数据的原理：当向集合Set中增加对象时，首先集合计算要增加对象的hashCode码，根据该值来得到一个位置用来存放当前对象，如在该位置没有一个对象存在的话，那么集合Set认为该对象在集合中不存在，直接增加进去。如果在该位置有一个对象存在的话，接着将准备增加到集合中的对象与该位置上的对象进行equals方法比较，如果该equals方法返回false,那么集合认为集合中不存在该对象，在进行一次散列，将该对象放到散列后计算出的新地址里。如果equals方法返回true，那么集合认为集合中已经存在该对象了，不会再将该对象增加到集合中了。

5）在哈希表中判断两个元素是否重复要使用到hashCode()和equals()。hashCode决定数据在表中的存储位置，而equals判断是否存在相同数据。

6） Y=K(X) ：K是函数，X是哈希码，Y是地址

198.TreeSet的原理和使用（Comparable和comparator）

1）TreeSet集合，元素不允许重复且有序(自然顺序)

2）TreeSet采用树结构存储数据，存入元素时需要和树中元素进行对比，需要指定比较策略。

3）可以通过Comparable(外部比较器)和Comparator(内部比较器)来指定比较策略，实现了Comparable的系统类可以顺利存入TreeSet。自定义类可以实现Comparable接口来指定比较策略。

4）可创建Comparator接口实现类来指定比较策略，并通过TreeSet构造方法参数传入。这种方式尤其对系统类非常适用。

199.集合和数组的比较（为什么引入集合）

数组不是面向对象的，存在明显的缺陷，集合完全弥补了数组的一些缺点，比数组更灵活更实用，可大大提高软件的开发效率而且不同的集合框架类可适用于不同场合。具体如下：

1）数组的效率高于集合类.

2）数组能存放基本数据类型和对象，而集合类中只能放对象。

3）数组容量固定且无法动态改变，集合类容量动态改变。

4）数组无法判断其中实际存有多少元素，length只告诉了array的容量。

5）集合有多种实现方式和不同的适用场合，而不像数组仅采用顺序表方式。

6）集合以类的形式存在，具有封装、继承、多态等类的特性，通过简单的方法和属性调用即可实现各种复杂操作，大大提高软件的开发效率。

200.Collection和Collections的区别

1）Collection是Java提供的集合接口，存储一组不唯一，无序的对象。它有两个子接口List和Set。

2）Java中还有一个Collections类，专门用来操作集合类 ，它提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作。

201.下列说法正确的有（）（选择一项）

202.Java的HashMap和Hashtable有什么区别HashSet和HashMap有什么区别？使用这些结构保存的数需要重载的方法是哪些？

答：HashMap与Hashtable实现原理相同，功能相同，底层都是哈希表结构，查询速度快，在很多情况下可以互用

两者的主要区别如下

1、Hashtable是早期JDK提供的接口，HashMap是新版JDK提供的接口

2、Hashtable继承Dictionary类，HashMap实现Map接口

3、Hashtable线程安全，HashMap线程非安全

4、Hashtable不允许null值，HashMap允许null值

HashSet与HashMap的区别

1、HashSet底层是采用HashMap实现的。HashSet 的实现比较简单，HashSet 的绝大部分方法都是通过调用 HashMap 的方法来实现的，因此 HashSet 和 HashMap 两个集合在实现本质上是相同的。

2、HashMap的key就是放进HashSet中对象，value是Object类型的。

3、当调用HashSet的add方法时，实际上是向HashMap中增加了一行(key-value对)，该行的key就是向HashSet增加的那个对象，该行的value就是一个Object类型的常量

203.列出Java中的集合类层次结构？

答:Java中集合主要分为两种：Collection和Map。Collection是List和Set接口的父接口；ArrayList和LinkedList是List的实现类；HashSet和TreeSet是Set的实现类；LinkedHashSet是HashSet的子类。HashMap和TreeMap是Map的实现类；LinkedHashMap是HashMap的子类。

图中：虚线框中为接口，实线框中为类。

204.List，Set，Map各有什么特点

答:List 接口存储一组不唯一，有序（插入顺序）的对象。

Set 接口存储一组唯一，无序的对象。

Map接口存储一组键值对象，提供key到value的映射。key无序，唯一。value不要求有序，允许重复。（如果只使用key存储，而不使用value，那就是Set）。

205.ArrayList list=new ArrayList(20);中的list扩充几次（）

206.List、Set、Map哪个继承自Collection接口，一下说法正确的是（）

207.合并两个有序的链表

 public class Solution {
public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
if (l1 == null || l2 == null) {
            return l1 != null ? l1 : l2;
        }
        ListNode head = l1.val < l2.val ? l1 : l2;
        ListNode other = l1.val >= l2.val ? l1 : l2;
        ListNode prevHead = head;
        ListNode prevOther = other;
        while (prevHead != null) {
            ListNode next = prevHead.next;
            if (next != null && next.val > prevOther.val) {
                prevHead.next = prevOther;
                prevOther = next;
            }
            if(prevHead.next==null){
                prevHead.next=prevOther;
                break;
            }
            prevHead=prevHead.next;
        }
        return head;
}
}  

208.用递归方式实现链表的转置。

 /**
Definition for singly-linked list.
public class ListNode {
int val;
ListNode next;
ListNode(int x) { val = x; }
* }
*/public class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
if(head==null||head.next ==null)
            return head;
        ListNode prev = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return prev;
}
}  

209.给定一个不包含相同元素的整数集合，nums，返回所有可能的子集集合。解答中集合不能包含重复的子集。

 public class Solution {
    public List<List<Integer>> subsets (int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
        List<Integer> item = new ArrayList<Integer>();
        if(nums.length == 0 || nums == null)
            return res;
        Arrays.sort(nums); //排序
        dfs(nums, 0, item, res);  //递归调用
        res.add(new ArrayList<Integer>());  //最后加上一个空集
        return res;
    }
    public static void dfs(int[] nums, int start, List<Integer> item, List<List<Integer>> res){
        for(int i = start; i < nums.length; i ++){
            item.add(nums[i]);
            //item是以整数为元素的动态数组，而res是以数组为元素的数组，在这一步，当item增加完元素后，item所有元素构成一个完整的子串，再由res纳入
            res.add(new ArrayList<Integer>(item));
            dfs(nums, i + 1, item, res);
            item.remove(item.size() - 1);
        }
    }
}  

210.以下结构中，哪个具有同步功能（）

211.以下结构中，插入性能最高的是（）

212.以下结构中，哪个最适合当作stack使用（）

213.Map的实现类中，哪些是有序的，哪些是无序的，有序的是如何保证其有序性，你觉得哪个有序性性能更高，你有没有更好或者更高效的实现方式？

答：1. Map的实现类有HashMap,LinkedHashMap,TreeMap

2. HashMap是有无序的，LinkedHashMap和TreeMap都是有序的（LinkedHashMap记录了添加数据的顺序；TreeMap默认是自然升序）

3. LinkedHashMap底层存储结构是哈希表+链表，链表记录了添加数据的顺序

4. TreeMap底层存储结构是二叉树，二叉树的中序遍历保证了数据的有序性

5. LinkedHashMap有序性能比较高，因为底层数据存储结构采用的哈希表

214.下面的代码在绝大部分时间内都运行得很正常，请问什么情况下会出现问题？根源在哪里？

 package com.bjsxt;
import java.util.LinkedList;
public class Stack {
LinkedList list = new LinkedList();
public synchronized void push(Object x) {
synchronized (list) {
list.addLast(x);
notify();
}
}
public  synchronized Object pop() throws  Exception{
synchronized(list){
if(list.size()<=0){
wait();
}
return list.removeLast( );
}
}
}  

答：将if( list.size() <= 0 )改成：while( list.size() <= 0 )

215.TreeMap和TreeSet在排序时如何比较元素？Collections工具类中的sort（）方法如何比较元素？

答：TreeSet要求存放的对象所属的类必须实现Comparable接口，该接口提供了比较元素的compareTo()方法，当插入元素时会 回调该方法比较元素的大小。TreeMap要求存放的键值对映射的键必须实现Comparable接口从而根据键对元素进行排序。Collections 工具类的sort方法有两种重载的形式，第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现Comparable接口以实现元素的比较；第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较，但是要求传入第二个参数，参数是Comparator接口的子类型（需要重写compare方法实现元素的比较），相当于一个临时定义的排序规则，其实就是是通过接口注入比较元素大小的算法，也是对回调模式的应用。

216.List里面如何剔除相同的对象？请简单用代码实现一种方法

 public class Test {
public static void main(String[] args) {
  List<String> li1 = new ArrayList<String>();
  li1.add("8");
  li1.add("8");
  li1.add("9");
  li1.add("9");
  li1.add("0");
  System.out.println(li1);
  //方法:将List中数据取出来来存到Set中
  HashSet<String> set = new HashSet<String>();
  for(int i=0;i<li1.size();i++){
  set.add(li1.get(i));
  }
  System.out.println(set);
}
}  

217.Java.util.Map的实现类有

分析：Java中的java.util.Map的实现类

1、HashMap

2、Hashtable

3、LinkedHashMap

4、TreeMap

218.下列叙述中正确的是（）

219.List、Set、Map 是否继承自Collection 接口？

答：List、Set 的父接口是Collection，Map 不是其子接口，而是与Collection接口是平行关系，互不包含。

Map是键值对映射容器，与List和Set有明显的区别，而Set存储的零散的元素且不允许有重复元素（数学中的集合也是如此），List是线性结构的容器，适用于按数值索引访问元素的情形。

220.说出ArrayList、Vector、LinkedList 的存储性能和特性？

答：ArrayList 和Vector都是使用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，它们都允许直接按序号索引元素，但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作，所以索引数据快而插入数据慢，Vector由于使用了synchronized 方法（线程安全），通常性能上较ArrayList 差，而LinkedList 使用双向链表实现存储（将内存中零散的内存单元通过附加的引用关联起来，形成一个可以按序号索引的线性结构，这种链式存储方式与数组的连续存储方式相比，其实对内存的利用率更高），按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入速度较快。Vector属于遗留容器（早期的JDK中使用的容器，除此之外Hashtable、Dictionary、BitSet、Stack、Properties都是遗留容器），现在已经不推荐使用，但是由于ArrayList和LinkedListed都是非线程安全的，如果需要多个线程操作同一个容器，那么可以通过工具类Collections中的synchronizedList方法将其转换成线程安全的容器后再使用（这其实是装潢模式最好的例子，将已有对象传入另一个类的构造器中创建新的对象来增加新功能）。

补充：遗留容器中的Properties类和Stack类在设计上有严重的问题，Properties是一个键和值都是字符串的特殊的键值对映射，在设计上应该是关联一个Hashtable并将其两个泛型参数设置为String类型，但是Java API中的Properties直接继承了Hashtable，这很明显是对继承的滥用。这里复用代码的方式应该是HAS-A关系而不是IS-A关系，另一方面容器都属于工具类，继承工具类本身就是一个错误的做法，使用工具类最好的方式是HAS-A关系（关联）或USE-A关系（依赖） 。同理，Stack类继承Vector也是不正确的。

221.List、Map、Set 三个接口，存取元素时，各有什么特点？

答：List以特定索引来存取元素，可有重复元素。

Set不能存放重复元素（用对象的equals()方法来区分元素是否重复） 。Map保存键值对（key-value pair）映射，映射关系可以是一对一或多对一。Set和Map容器都有基于哈希存储和排序树（红黑树）的两种实现版本，基于哈希存储的版本理论存取时间复杂度为O(1)，而基于排序树版本的实现在插入或删除元素时会按照元素或元素的键（key）构成排序树从而达到排序和去重的效果。

222.TreeMap和TreeSet在排序时如何比较元素？Collections工具类中的sort()方法如何比较元素？

答：TreeSet要求存放的对象所属的类必须实现Comparable接口，该接口提供了比较元素的compareTo()方法，当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。

TreeMap要求存放的键值对映射的键必须实现Comparable接口从而根据键对元素进行排序。

Collections工具类的sort方法有两种重载的形式，第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现Comparable接口以实现元素的比较；第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较，但是要求传入第二个参数，参数是Comparator接口的子类型 （需要重写compare方法实现元素的比较），相当于一个临时定义的排序规则，其实就是是通过接口注入比较元素大小的算法，也是对回调模式的应用。

例子1：

Student.java

 package com.bjsxt;
 
public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;        // 姓名
    private int age;            // 年龄
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.age - o.age; // 比较年龄(年龄的升序)
    }
  }  

Test01.java

 package com.bjsxt;
import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;
 
class Test01 {
  public static void main(String[] args) {
        Set<Student> set = new TreeSet<>();     // Java 7的钻石语法(构造器后面的尖括号中不需要写类型)
        set.add(new Student("Hao LUO", 33));
        set.add(new Student("XJ WANG", 32));
        set.add(new Student("Bruce LEE", 60));
        set.add(new Student("Bob YANG", 22));
          for(Student stu : set) {
            System.out.println(stu);
        }
//      输出结果:
//      Student [name=Bob YANG, age=22]
//      Student [name=XJ WANG, age=32]
//      Student [name=Hao LUO, age=33]
//      Student [name=Bruce LEE, age=60]
    }
}  

例子2：

Student.java

 package com.bjsxt;
 
public class Student {
    private String name;    // 姓名
    private int age;        // 年龄
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    /**
     * 获取学生姓名
     */    public String getName() {
        return name;
    }
    /**
     * 获取学生年龄
     */    public int getAge() {
        return age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
  }  

Test02.java

 package com.bjsxt;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
 
  class Test02 {
   public static void main(String[] args) {
        List<Student> list = new ArrayList<>();     // Java 7的钻石语法(构造器后面的尖括号中不需要写类型)
        list.add(new Student("Hao LUO", 33));
        list.add(new Student("XJ WANG", 32));
        list.add(new Student("Bruce LEE", 60));
        list.add(new Student("Bob YANG", 22));
 
        // 通过sort方法的第二个参数传入一个Comparator接口对象
        // 相当于是传入一个比较对象大小的算法到sort方法中
        // 由于Java中没有函数指针、仿函数、委托这样的概念
        // 因此要将一个算法传入一个方法中唯一的选择就是通过接口回调
        Collections.sort(list, new Comparator<Student> () {
         @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                return o1.getName().compareTo(o2.getName());    // 比较学生姓名
            }
        });
 
        for(Student stu : list) {
            System.out.println(stu);
        }
//      输出结果:
//      Student [name=Bob YANG, age=22]
//      Student [name=Bruce LEE, age=60]
//      Student [name=Hao LUO, age=33]
//      Student [name=XJ WANG, age=32]
    }
}  

多线程：

223.下面程序的运行结果（）（选择一项）

 public static void main(String[] args) {
Thread t=new Thread(){
public void run(){
pong();
}
};
t.run();
System.out.println("ping");
}
static void pong(){
System.out.println("pong");
}  

224.下列哪个方法可用于创建一个可运行的类（）

225.说明类java.lang.ThreadLocal的作用和原理。列举在哪些程序中见过ThreadLocal的使用？

作用：

要编写一个多线程安全(Thread-safe)的程序是困难的，为了让线程共享资源，必须小心地对共享资源进行同步，同步带来一定的效能延迟，而另一方面，在处理同步的时候，又要注意对象的锁定与释放，避免产生死结，种种因素都使得编写多线程程序变得困难。

尝试从另一个角度来思考多线程共享资源的问题，既然共享资源这么困难，那么就干脆不要共享，何不为每个线程创造一个资源的复本。将每一个线程存取数据的行为加以隔离，实现的方法就是给予每个线程一个特定空间来保管该线程所独享的资源。

比如：在Hibernate中的Session就有使用。

ThreadLocal的原理

ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单，在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量的副本。

226.说说乐观锁与悲观锁

答：悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。

乐观锁(Optimistic Lock), 顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库如果提供类似于write_condition机制的其实都是提供的乐观锁。

两种锁各有优缺点，不可认为一种好于另一种，像乐观锁适用于写比较少的情况下，即冲突真的很少发生的时候，这样可以省去了锁的开销，加大了系统的整个吞吐量。但如果经常产生冲突，上层应用会不断的进行retry，这样反倒是降低了性能，所以这种情况下用悲观锁就比较合适。

227.在Java中怎么实现多线程?描述线程状态的变化过程。

答：当多个线程访问同一个数据时，容易出现线程安全问题，需要某种方式来确保资源在某一时刻只被一个线程使用。需要让线程同步，保证数据安全线程同步的实现方案： 同步代码块和同步方法，均需要使用synchronized关键字

同步代码块：public void makeWithdrawal(int amt) {

synchronized (acct) { }

}

同步方法：public synchronized void makeWithdrawal(int amt) { }

线程同步的好处：解决了线程安全问题

线程同步的缺点：性能下降，可能会带来死锁

228.请写出多线程代码使用Thread或者Runnable，并说出两种的区别。

方式1：继承Java.lang.Thread类，并覆盖run() 方法。优势：编写简单；劣势：无法继承其它父类

 public class ThreadDemo1 {
public static void main(String args[]) {
MyThread1 t = new MyThread1();
t.start();
while (true) {
System.out.println("兔子领先了，别骄傲");
}
}
}
class MyThread1 extends Thread {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("乌龟领先了，加油");
}
}
}  

方式2：实现Java.lang.Runnable接口，并实现run()方法。优势：可继承其它类，多线程可共享同一个Thread对象；劣势：编程方式稍微复杂，如需访问当前线程，需调用Thread.currentThread()方法

 public class ThreadDemo2 {
public static void main(String args[]) {
MyThread2 mt = new MyThread2();
Thread t = new Thread(mt);
t.start();
while (true) {
System.out.println("兔子领先了，加油");
}
}
}
class MyThread2 implements Runnable {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("乌龟超过了，再接再厉");
}
}
}  

229.在多线程编程里，wait方法的调用方式是怎样的？

答:wait方法是线程通信的方法之一，必须用在 synchronized方法或者synchronized代码块中，否则会抛出异常，这就涉及到一个“锁”的概念，而wait方法必须使用上锁的对象来调用，从而持有该对象的锁进入线程等待状态，直到使用该上锁的对象调用notify或者notifyAll方法来唤醒之前进入等待的线程，以释放持有的锁。

230.Java线程的几种状态

答:线程是一个动态执行的过程，它有一个从产生到死亡的过程，共五种状态：

新建（new Thread）

当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）

例如：Thread t1=new Thread();

就绪（runnable）

线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如：t1.start();

运行（running）

线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。

死亡（dead）

当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。

自然终止：正常运行run()方法后终止

异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行

堵塞（blocked）

由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。

正在睡眠：用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。

正在等待：调用wait()方法。（调用motify()方法回到就绪状态）

被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法。（调用resume()方法恢复）

231.在Java多线程中，请用下面哪种方式不会使线程进入阻塞状态（）

232.volatile关键字是否能保证线程安全？

答:不能。虽然volatile提供了同步的机制，但是知识一种弱的同步机制，如需要强线程安全，还需要使用synchronized。

Java语言提供了一种稍弱的同步机制，即volatile变量，用来确保将变量的更新操作通知到其他线程。当把变量声明为volatile类型后，编译器与运行时都会注意到这个变量是共享的，因此不会将该变量上的操作与其他内存操作一起重排序。volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其他处理器不可见的地方，因此在读取volatile类型的变量时总会返回最新写入的值。

一、volatile的内存语义是：

当写一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存中的共享变量值立即刷新到主内存中。

当读一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存设置为无效，直接从主内存中读取共享变量。

二、volatile底层的实现机制

如果把加入volatile关键字的代码和未加入volatile关键字的代码都生成汇编代码，会发现加入volatile关键字的代码会多出一个lock前缀指令。

1 、重排序时不能把后面的指令重排序到内存屏障之前的位置

2、使得本CPU的Cache写入内存

3、写入动作也会引起别的CPU或者别的内核无效化其Cache，相当于让新写入的值对别的线程可见。

233.请写出常用的Java多线程启动方式，Executors线程池有几种常用类型？

(1) 继承Thread类

 public class java_thread extends Thread{
    public static void main(String args[]) {
        new java_thread().run();
        System.out.println("main thread run ");
    }
    public synchronized  void run() {
        System.out.println("sub thread run ");
    }
}  

(2) 实现Runnable接口

 public class java_thread implements Runnable{
    public static void main(String args[]) {
        new Thread(new java_thread()).start();
        System.out.println("main thread run ");
    }
    public void run() {
        System.out.println("sub thread run ");
    }
}  

在Executor框架下，利用Executors的静态方法可以创建三种类型的常用线程池：

1）FixedThreadPool这个线程池可以创建固定线程数的线程池。

2）SingleThreadExecutor是使用单个worker线程的Executor。

3）CachedThreadPool是一个”无限“容量的线程池，它会根据需要创建新线程。

234.关于sleep()和wait()，以下描述错误的一项是（）

235.进程和线程的区别是什么？

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.

线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.

236.以下锁机机制中，不能保证线程安全的是（）

237.创建n多个线程，如何保证这些线程同时启动？看清，是“同时”。

答：用一个for循环创建线程对象，同时调用wait()方法，让所有线程等待；直到最后一个线程也准备就绪后，调用notifyAll(), 同时启动所有线程。

比如：给你n个赛车，让他们都在起跑线上就绪后，同时出发，Java多线程如何写代码？

思路是，来一辆赛车就加上一把锁，并修改对应的操作数，如果没有全部就绪就等待，并释放锁，直到最后一辆赛车到场后唤醒所有的赛车线程。代码参考如下：

 public class CarCompetion {
    // 参赛赛车的数量
    protected final int totalCarNum = 10;
    // 当前在起跑线的赛车数量
    protected int nowCarNum = 0;
}  

 public class Car implements Runnable{
    private int carNum;
    private CarCompetion competion = null;
    public Car(int carNum, CarCompetion competion) {
        this.carNum = carNum;
        this.competion = competion;
    }
    @Override
    public void run() {
        synchronized (competion) {
            competion.nowCarNum++;
            while (competion.nowCarNum < competion.totalCarNum) {
                try {
                    competion.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            competion.notifyAll();
        }
        startCar();
    }
    private void startCar() {
        System.out.println("Car num " + this.carNum + " start to run.");
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Car num " + this.carNum + " get to the finish line.");
    }
}  

 public static void main(String[] args) {
    CarCompetion carCompetion = new CarCompetion();
    final ExecutorService carPool =
        Executors.newFixedThreadPool(carCompetion.totalCarNum);
    for (int i = 0; i < carCompetion.totalCarNum; i++) {
        carPool.execute(new Car(i, carCompetion));
 
}  

238.同步和异步有何异同，在什么情况下分别使用它们？

答：1.如果数据将在线程间共享。例如正在写的数据以后可能被另一个线程读到，或者正在读的数据可能已经被另一个线程写过了，那么这些数据就是共享数据，必须进行同步存取。

2.当应用程序在对象上调用了一个需要花费很长时间来执行的方法，并且不希望让程序等待方法的返回时，就应该使用异步编程，在很多情况下采用异步途径往往更有效率。

3.举个例子: 打电话是同步 发消息是异步

239.Java线程中，sleep()和wait()区别

答：sleep是线程类(Thread)的方法；作用是导致此线程暂停执行指定时间，给执行机会给其他线程，但是监控状态依然保持，到时后会自动恢复；调用sleep()不会释放对象锁。

wait是Object类的方法；对此对象调用wait方法导致本线程放弃对象锁，进入等 待此对象的等待锁定池。只有针对此对象发出notify方法(或notifyAll)后本线程才进入对象锁定池，准备获得对象锁进行运行状态。

240.下面所述步骤中，是创建进程做必须的步骤是（）

241.无锁化编程有哪些常见方法？（）

242.sleep()和yield()有什么区别?

答：① sleep()方法给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级，因此会给低优先级的线程以运行的机会；yield()方法只会给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会；

② 线程执行sleep()方法后转入阻塞（blocked）状态，而执行yield()方法后转入就绪（ready）状态；

③ sleep()方法声明抛出InterruptedException，而yield()方法没有声明任何异常；

④ sleep()方法比yield()方法（跟操作系统相关）具有更好的可移植性。

243.当一个线程进入一个对象的synchronized方法A之后，其它线程是否可进入此对象的synchronized方法？

答：不能。其它线程只能访问该对象的非同步方法，同步方法则不能进入。 只有等待当前线程执行完毕释放锁资源之后，其他线程才有可能进行执行该同步方法！

延伸 对象锁分为三种：共享资源、this、当前类的字节码文件对象

244.请说出与线程同步相关的方法。

答：1. wait():使一个线程处于等待（阻塞）状态，并且释放所持有的对象的锁；

2. sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要捕捉InterruptedException 异常；

3. notify():唤醒一个处于等待状态的线程，当然在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且与优先级无关；

4. notityAll():唤醒所有处入等待状态的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是让它们竞争；

5. JDK 1.5通过Lock接口提供了显式(explicit)的锁机制，增强了灵活性以及对线程的协调。Lock接口中定义了加锁（lock()）和解锁(unlock())的方法，同时还提供了newCondition()方法来产生用于线程之间通信的Condition对象；

6. JDK 1.5还提供了信号量(semaphore)机制，信号量可以用来限制对某个共享资源进行访问的线程的数量。在对资源进行访问之前，线程必须得到信号量的许可（调用Semaphore对象的acquire()方法）；在完成对资源的访问后，线程必须向信号量归还许可（调用Semaphore对象的release()方法）。

下面的例子演示了100个线程同时向一个银行账户中存入1元钱，在没有使用同步机制和使用同步机制情况下的执行情况。

银行账户类：

 package com.bjsxt;
/**
 * 银行账户
 * @author sxt
 *
 */public class Account {
    private double balance;     // 账户余额
    /**
     * 存款
     * @param money 存入金额
     */    public void deposit(double money) {
        double newBalance = balance + money;
        try {
            Thread.sleep(10);   // 模拟此业务需要一段处理时间
        }
        catch(InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        balance = newBalance;
    }
    /**
     * 获得账户余额
     */    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}  

存钱线程类：

 package com.bjsxt;
/**
 * 存钱线程
 * @author sxt李端阳
 *
 */public class AddMoneyThread implements Runnable {
    private Account account;    // 存入账户
    private double money;       // 存入金额
 
    public AddMoneyThread(Account account, double money) {
        this.account = account;
        this.money = money;
    }
 
    @Override
    public void run() {
        account.deposit(money);
    }
 }  

测试类：

 package com.bjsxt;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
 
 public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account();
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);
        for(int i = 1; i <= 100; i++) {
            service.execute(new AddMoneyThread(account, 1));
        }
        service.shutdown();
        while(!service.isTerminated()) {}
        System.out.println("账户余额: " + account.getBalance());
    }
}  

在没有同步的情况下，执行结果通常是显示账户余额在10元以下，出现这种状况的原因是，当一个线程A试图存入1元的时候，另外一个线程B也能够进入存款的方法中，线程B读取到的账户余额仍然是线程A存入1元钱之前的账户余额，因此也是在原来的余额0上面做了加1元的操作，同理线程C也会做类似的事情，所以最后100个线程执行结束时，本来期望账户余额为100元，但实际得到的通常在10元以下。解决这个问题的办法就是同步，当一个线程对银行账户存钱时，需要将此账户锁定，待其操作完成后才允许其他的线程进行操作，代码有如下几种调整方案：

1. 在银行账户的存款（deposit）方法上同步（synchronized）关键字

 package com.bjsxt;
/**
 * 银行账户
 * @author SXT李端阳
*/public class Account {
    private double balance;     // 账户余额
    /**
     * 存款
     * @param money 存入金额
     */    public synchronized void deposit(double money) {
        double newBalance = balance + money;
        try {
            Thread.sleep(10);   // 模拟此业务需要一段处理时间
        }
        catch(InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        balance = newBalance;
    }
 
    /**
     * 获得账户余额
     */    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}  

2. 在线程调用存款方法时对银行账户进行同步

 package com.bjsxt;
/**
 * 存钱线程
 * @author SXT
 *
 */public class AddMoneyThread implements Runnable {
    private Account account;    // 存入账户
    private double money;       // 存入金额
 
    public AddMoneyThread(Account account, double money) {
        this.account = account;
        this.money = money;
    }
    @Override
    public void run() {
        synchronized (account) {
            account.deposit(money);
        }
    }
}  

3. 通过JDK 1.5显示的锁机制，为每个银行账户创建一个锁对象，在存款操作进行加锁和解锁的操作

 package com.bjsxt;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
 
/**
 * 银行账户
 *
 * @author SXT李端阳
 *
 */public class Account {
    private Lock accountLock = new ReentrantLock();
    private double balance; // 账户余额
   /**
     * 存款
     *
     * @param money
     *            存入金额
     */    public void deposit(double money) {
        accountLock.lock();
        try {
            double newBalance = balance + money;
            try {
                Thread.sleep(10); // 模拟此业务需要一段处理时间
            }
            catch (InterruptedException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
            balance = newBalance;
        }
        finally {
            accountLock.unlock();
        }
    }
    /**
     * 获得账户余额
     */    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}  

按照上述三种方式对代码进行修改后，重写执行测试代码Test01，将看到最终的账户余额为100元。

245.编写多线程程序有几种实现方式？

答：Java 5以前实现多线程有两种实现方法：一种是继承Thread类；另一种是实现Runnable接口。两种方式都要通过重写run()方法来定义线程的行为，推荐使用后者，因为Java中的继承是单继承，一个类有一个父类，如果继承了Thread类就无法再继承其他类了，同时也可以实现资源共享，显然使用Runnable接口更为灵活。

补充：Java 5以后创建线程还有第三种方式：实现Callable接口，该接口中的call方法可以在线程执行结束时产生一个返回值，代码如下所示：

 package com.bjsxt;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
 
  class MyTask implements Callable<Integer> {
    private int upperBounds;
 
    public MyTask(int upperBounds) {
        this.upperBounds = upperBounds;
    }
 
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for(int i = 1; i <= upperBounds; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
 
}
 
public class Test {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
        List<Future<Integer>> list = new ArrayList<>();
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
        list.add(service.submit(new MyTask((int) (Math.random() * 100))));
        }
        int sum = 0;
        for(Future<Integer> future : list) {
            while(!future.isDone()) ;
            sum += future.get();
        }
          System.out.println(sum);
    }
}  

246.synchronized关键字的用法？

答：synchronized关键字可以将对象或者方法标记为同步，以实现对对象和方法的互斥访问，可以用synchronized(对象) { … }定义同步代码块，或者在声明方法时将synchronized作为方法的修饰符。在第60题的例子中已经展示了synchronized关键字的用法。

247.启动一个线程是用run()还是start()方法?

答：启动一个线程是调用start()方法，使线程所代表的虚拟处理机处于可运行状态，这意味着它可以由JVM 调度并执行，这并不意味着线程就会立即运行。run()方法是线程启动后要进行回调（callback）的方法。

API解释如下：

248.什么是线程池（thread pool）？

答：在面向对象编程中，创建和销毁对象是很费时间的，因为创建一个对象要获取内存资源或者其它更多资源。在Java中更是如此，虚拟机将试图跟踪每一个对象，以便能够在对象销毁后进行垃圾回收。所以提高服务程序效率的一个手段就是尽可能减少创建和销毁对象的次数，特别是一些很耗资源的对象创建和销毁，这就是”池化资源”技术产生的原因。线程池顾名思义就是事先创建若干个可执行的线程放入一个池（容器）中，需要的时候从池中获取线程不用自行创建，使用完毕不需要销毁线程而是放回池中，从而减少创建和销毁线程对象的开销。

Java 5+中的Executor接口定义一个执行线程的工具。它的子类型即线程池接口是ExecutorService。要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，因此在工具类Executors面提供了一些静态工厂方法，生成一些常用的线程池，如下所示：

newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

newFixedThreadPool：创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。

newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。

newScheduledThreadPool：创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

有通过Executors工具类创建线程池并使用线程池执行线程的代码。如果希望在服务器上使用线程池，强烈建议使用newFixedThreadPool方法来创建线程池，这样能获得更好的性能。

249.线程的基本状态以及状态之间的关系？

除去起始（new）状态和结束（finished）状态，线程有三种状态，分别是：就绪（ready）、运行（running）和阻塞（blocked）。其中就绪状态代表线程具备了运行的所有条件，只等待CPU调度（万事俱备，只欠东风）；处于运行状态的线程可能因为CPU调度（时间片用完了）的原因回到就绪状态，也有可能因为调用了线程的yield方法回到就绪状态，此时线程不会释放它占有的资源的锁，坐等CPU以继续执行；运行状态的线程可能因为I/O中断、线程休眠、调用了对象的wait方法而进入阻塞状态（有的地方也称之为等待状态）；而进入阻塞状态的线程会因为休眠结束、调用了对象的notify方法或notifyAll方法或其他线程执行结束而进入就绪状态。注意：调用wait方法会让线程进入等待池中等待被唤醒，notify方法或notifyAll方法会让等待锁中的线程从等待池进入等锁池，在没有得到对象的锁之前，线程仍然无法获得CPU的调度和执行。

250.简述synchronized 和java.util.concurrent.locks.Lock的异同？

答：Lock是Java 5以后引入的新的API，和关键字synchronized相比主要相同点：Lock 能完成synchronized所实现的所有功能；主要不同点：Lock 有比synchronized 更精确的线程语义和更好的性能。synchronized 会自动释放锁，而Lock 一定要求程序员手工释放，并且必须在finally 块中释放（这是释放外部资源的最好的地方）。

251.创建线程的两种方式分别是什么,优缺点是什么？

方式1：继承Java.lang.Thread类，并覆盖run() 方法。

优势：编写简单；

劣势：单继承的限制—-无法继承其它父类，同时不能实现资源共享。

 package com.bjsxt;
 
public class ThreadDemo1 {
public static void main(String args[]) {
MyThread1 t = new MyThread1();
t.start();
while (true) {
System.out.println("兔子领先了，别骄傲");
}
}
}
class MyThread1 extends Thread {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("乌龟领先了，加油");
}
}
}  

方式2：实现Java.lang.Runnable接口，并实现run()方法。

优势：可继承其它类，多线程可共享同一个Thread对象；

劣势：编程方式稍微复杂，如需访问当前线程，需调用Thread.currentThread()方法

 package com.bjsxt;
 
public class ThreadDemo2 {
public static void main(String args[]) {
MyThread2 mt = new MyThread2();
Thread t = new Thread(mt);
t.start();
while (true) {
System.out.println("兔子领先了，加油");
}
}
}
class MyThread2 implements Runnable {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("乌龟超过了，再接再厉");
}
}
}  

252.Java创建线程后，调用start()方法和run()的区别

两种方法的区别

1） start方法：

用start方法来启动线程，真正实现了多线程运行，这时无需等待run方法体代码执行完毕而直接继续执行下面的代码。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程，这时此线程处于就绪（可运行）状态，并没有运行，一旦得到cpu时间片，就开始执行run()方法，这里方法run()称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容，Run方法运行结束，此线程随即终止。

2） run（）：

run()方法只是类的一个普通方法而已，如果直接调用run方法，程序中依然只有主线程这一个线程，其程序执行路径还是只有一条，还是要顺序执行，还是要等待，run方法体执行完毕后才可继续执行下面的代码，这样就没有达到写线程的目的。

总结：调用start方法方可启动线程，而run方法只是thread的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。这两个方法应该都比较熟悉，把需要并行处理的代码放在run()方法中，start()方法启动线程将自动调用 run()方法，这是由jvm的内存机制规定的。并且run()方法必须是public访问权限，返回值类型为void。

两种方式的比较 ：

实际中往往采用实现Runable接口，一方面因为java只支持单继承，继承了Thread类就无法再继续继承其它类，而且Runable接口只有一个run方法；另一方面通过结果可以看出实现Runable接口才是真正的多线程。

253.线程的生命周期

线程是一个动态执行的过程，它也有一个从产生到死亡的过程。

生命周期的五种状态

新建（new Thread）

当创建Thread类的一个实例（对象）时，此线程进入新建状态（未被启动）

例如：Thread t1=new Thread();

就绪（runnable）

线程已经被启动，正在等待被分配给CPU时间片，也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如：t1.start();

运行（running）

线程获得CPU资源正在执行任务（run()方法），此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入，线程将一直运行到结束。

死亡（dead）

当线程执行完毕或被其它线程杀死，线程就进入死亡状态，这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。

自然终止：正常运行run()方法后终止

异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行

堵塞（blocked）

由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行，即进入堵塞状态。

正在睡眠：用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。

正在等待：调用wait()方法。（调用motify()方法回到就绪状态）

被另一个线程所阻塞：调用suspend()方法。（调用resume()方法恢复）

254.如何实现线程同步？

当多个线程访问同一个数据时，容易出现线程安全问题，需要某种方式来确保资源在某一时刻只被一个线程使用。需要让线程同步，保证数据安全

线程同步的实现方案：

1）同步代码块，使用synchronized关键字

同步代码块：

synchronized (同步锁) {
授课代码;
}

同步方法：

public synchronized void makeWithdrawal(int amt) { }

线程同步的好处：解决了线程安全问题

线程同步的缺点：性能下降，可能会带来死锁

注意： 同步代码块，所使用的同步锁可以是三种，

1、this 2、 共享资源 3、 字节码文件对象

同步方法所使用的同步锁，默认的是this

255.说说关于同步锁的更多细节

答：Java中每个对象都有一个内置锁。

当程序运行到非静态的synchronized同步方法上时，自动获得与正在执行代码类的当前实例（this实例）有关的锁。获得一个对象的锁也称为获取锁、锁定对象、在对象上锁定或在对象上同步。

当程序运行到synchronized同步方法或代码块时才该对象锁才起作用。

一个对象只有一个锁。所以，如果一个线程获得该锁，就没有其他线程可以获得锁，直到第一个线程释放（或返回）锁。这也意味着任何其他线程都不能进入该对象上的synchronized方法或代码块，直到该锁被释放。

释放锁是指持锁线程退出了synchronized同步方法或代码块。

关于锁和同步，有一下几个要点：

1）只能同步方法，而不能同步变量和类；

2）每个对象只有一个锁；当提到同步时，应该清楚在什么上同步？也就是说，在哪个对象上同步？

3）不必同步类中所有的方法，类可以同时拥有同步和非同步方法。

4）如果两个线程要执行一个类中的synchronized方法，并且两个线程使用相同的实例来调用方法，那么一次只能有一个线程能够执行方法，另一个需要等待，直到锁被释放。也就是说：如果一个线程在对象上获得一个锁，就没有任何其他线程可以进入（该对象的）类中的任何一个同步方法。

5）如果线程拥有同步和非同步方法，则非同步方法可以被多个线程自由访问而不受锁的限制。

6）线程睡眠时，它所持的任何锁都不会释放。

7）线程可以获得多个锁。比如，在一个对象的同步方法里面调用另外一个对象的同步方法，则获取了两个对象的同步锁。

8）同步损害并发性，应该尽可能缩小同步范围。同步不但可以同步整个方法，还可以同步方法中一部分代码块。

9）在使用同步代码块时候，应该指定在哪个对象上同步，也就是说要获取哪个对象的锁。

256.Java中实现线程通信的三个方法的作用是什么？

Java提供了3个方法解决线程之间的通信问题，均是java.lang.Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常。

说明：本文限于篇幅，故而只展示部分的面试题内容，学习更多JAVA知识与技巧，关注与私信博主（学习）免费学习

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