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面向面试的Java并发基础整理

Java并发编程是后端面试的常见问题，自己之前没有系统学习过这方面的内容，在面试中直接被问倒了。踩一坑填一坑，这篇算是一份个人整理的学习笔记，目的是串联Java并发的基础知识，能和面试官聊上几句。

概述

一般而言，并发编程是应用各种编程语言中的必修内容，然而如果没有深入实践，似乎只能照本宣科背自己用过几个synchronized，volatile关键字（以Java为例），这当然不是学习的目的。 [1] 中建议 ”先要在脑海里有一个完整的并发知识体系，然后根据这个体系去不断完善这个体系里每个模块的细节 “，这才是学习的目的。然而，从功利角度而言，面试经常考，准备时间有限，再仔细啃完几本并发书籍估计秋招都结束了。本文题所谓”面向面试“，即是解决面试官问到时只能答”我不知道“的尴尬，同时也给出一些精进的学习方向。

几个概念

线程与进程

Wiki上关于进程（process）和线程（thread）二者的解释如下：

”a process is the instance of a computer program that is being executed.“

“a thread of execution is the smallest sequence of programmed instructions that can be managed independently by a scheduler, which is typically a part of the operating system. “

简而言之，进程是指操作系统中运行着的程序，而线程则是更细粒度的划分，是操作系统能够进行调度的最小单位，两者属于包含关系。根据 [2] 的说法 — ”进程和线程都是一个时间段的描述，是CPU工作时间段的描述，不过是颗粒大小不同。“ [3] 给出了一个更形象的比喻，便于理解梳理二者的关系。

并发与并行

[4] 中给出了并发（Concurrent）和并行（Parallel）的区别，并发单CPU看起来“同时干多件事”，而并行则是不同任务在不同CPU上同时进行，互不抢占。

线程安全

线程安全（thread safety）是指 “某个函数、函数库在多线程环境中被调用时，能够正确地处理多个线程之间的共享变量，使程序功能正确完成。” (Wiki)

线程池

线程池（thread pool）是一种线程的使用模式，其维护多个线程，避免了处理短时间任务时创建和销毁线程的代价。好处是降低资源消耗和提高线程的可管理性质， [5] 中给出了Java中线程池的使用实例。

常见面试问题整理

Java中如何创建一个线程

[6] 总结了Java中三种创建线程的方法：

1.实现 Runnable 接口

Runnable 接口是Java自带的用于线程实现的接口，其只有一个 run() 方法，如果我们想要创建线程，可以当前类继承 Runnable 接口，同时实现其 run() 方法，在调用时，我们首先需要实例化对象，然后再调用 start() 方法来运行当前进程。

2.继承 Thread 类

第二种方法是继承 Thread 类，使用过程与1几乎一样，必须重写 run() 方法，使用时也需要调用 start() 方法。查看源码可以发现， Thread 类本质上是 Runnable() 接口的一个实例，其提供了一些处理线程的方法可被直接调用（如调整线程优先级，终止线程等）。

3.通过 Callable 和 Future 创建线程

创建 Callable 接口的实现类，并实现 call() 方法，该 call() 方法将作为线程执行体，并且有返回值；
创建 Callable 实现类的实例，使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象，该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值；
使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程；
调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

该种方式可以在线程执行后获得返回结果。

三种方法的具体实例可参考 [6] 。