一、为什么要使用多线程？
在现代系统中（如电商秒杀、日志分析、物联网设备数据处理等），单线程执行任务 往往无法满足性能需求。
多线程的核心目标是：提升资源利用率与系统吞吐量。
🚫 单线程的不足
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任务串行执行，CPU 大部分时间处于空闲；
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无法并行计算；
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遇到 I/O 阻塞性能急剧下降；
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无法支撑高并发访问。
⚡ 多线程的优势
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可同时处理多个任务；
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充分利用多核 CPU；
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提升系统响应速度；
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提高 I/O 吞吐能力。
二、Java 实现多线程的四种方式
1️⃣ 继承 Thread 类
class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("线程执行：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
public class ThreadDemo {
public static void main(String\[\] args) {
new MyThread().start();
}
}
2️⃣ 实现 Runnable 接口
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("Runnable线程执行：" + Thread.currentThread().getName());
}
}
public class RunnableDemo {
public static void main(String\[\] args) {
new Thread(new MyRunnable()).start();
}
}
3️⃣ 实现 Callable 接口（可返回结果）
import java.util.concurrent.*;public class CallableDemo {
public static void main(String\[\] args) throws Exception {
ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<Integer> future = executor.submit(() -> {
System.out.println("计算中...");
return 42;
});
System.out.println("计算结果：" + future.get());
executor.shutdown();
}
}
4.使用线程池创建
三、多线程
进程和线程的区别？
进程是正在运行程序的实例，一个进程有许多线程，每个线程执行一个任务
进程独占一个内存空间，进程中的线程共享该内存空间
Runnable和Callable的区别？
1.Runnable重写的是run方法，Callable重写的是call()方法
2.Runnable不能抛出异常，只能在内部消化，Callable可以向上抛出异常
3.Runnable的run方法不能返回结果，Callable的call()方法可以返回结果，配合future使用获取结果
线程包括哪些状态，状态之间是如何变化的？
在JDK中的Thread类中的枚举State里面定义了6中线程的状态分别是：新建、可运行、终结、阻塞、等待和有时限等待六种。
关于线程的状态切换情况比较多。我分别介绍一下
当一个线程对象被创建，但还未调用 start 方法时处于新建 状态，调用了 start 方法，就会由新建 进入可运行 状态。如果线程内代码已经执行完毕，由可运行 进入终结状态。当然这些是一个线程正常执行情况。
如果线程获取锁失败后，由可运行 进入 Monitor 的阻塞队列阻塞 ，只有当持锁线程释放锁时，会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞 线程，唤醒后的线程进入可运行状态
如果线程获取锁成功后，但由于条件不满足，调用了 wait() 方法，此时从可运行 状态释放锁等待 状态，当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法，会恢复为可运行状态
还有一种情况是调用 sleep(long) 方法也会从可运行 状态进入有时限等待 状态，不需要主动唤醒，超时时间到自然恢复为可运行状态
在 java 中 wait 和 sleep 方法的不同？
1.wait可以被notify唤醒，sleep需要等待到时才会被唤醒
2.wait是用于线程间通信，sleep用于线程短暂休眠
3.wait是Object类的方法 只能在synchronized中使用，sleep是Thread的静态方法 可以在任何地方使用
四、线程池
线程池的核心参数？
corePoolSize 核心线程数：线程池中常驻的核心线程数
maximumPoolSize 最大线程数目：核心线程数+救急线程数
keepAliveTime 空闲存活时间：非核心线程到达空闲时间会被销毁
unit 时间单位：分钟，秒等
workQueue 任务队列：当没有空闲核心线程时，新创建的任务假如队列中排队，队列满了会创建救急线程执行任务
threadFactory 线程工厂：用于创建线程，可以自定义线程名，是否为守护线程等
handler 拒绝策略：当队列满了且线程数达到maximumPoolSize，执行拒绝策略。执行策略有四种，第一种是抛出异常（默认），第二种是由调用者执行任务，第三种是丢弃当前任务，第四种是丢弃最早排队的任务
五，java各种锁
synchronized底层原理
利用jvm中的montor判断是否获得了锁，montor位于java对象的对象头中，这也是为什么java对象可以作为锁的原因，montor内部维护了两个变量分别是EntryList等待锁的队列和Owner持有锁的线程，只有一个montor可以设置成功owner，因为一个montor只能有一个owner，在上锁的过程中，会有其他线程来抢锁，则会进入EntryList阻塞，当线程执行完会唤醒EntryList中线程竞争，竞争的时候是非公平的
synchronized锁升级
有偏向锁，轻量级锁，重量级锁
1.当只有一个线程锁一个对象时，属于偏向锁
2.此时又来一个线程与上一次线程交替锁同一对象，没有竞争，属轻量级锁
3.当多个线程锁同一对象时，属于重量级锁
ReentrantLock底层
是可重入的锁，调用lock方法获取锁，再次调用lock时不会阻塞，内部直接增加可重入次数，表示已经重复获取一把锁了，调用unlock释放锁，底层通过CAS和AQS实现，支持公平锁和非公平锁，内部通过构造方法传一个可选公平参数，设置true时为公平锁，默认是非公平锁
volatile
1.保证线程的可见性
一个线程对变量进行了修改，则该变量对其他线程是立即可见的
2.禁止指令重排序
通过插入一个内存屏障在内存屏障前后的指令禁止重排序优化
CAS
修改前，先判断数据是否与期望的一致，一致则修改，
不一致则放弃修改
AQS
1.是阻塞锁和相关工具的框架
1.内部维护了一个state表示持有锁的状态，默认为0表示没有获取锁，1表示获取到锁，通过cas机制设置state的状态
2.通过FIFO阻塞队列管理线程
synchronized和Lock有什么区别 ?
1.synchronized是由C++语言实现，代码执行完锁释放；Lock是java语言实现，调用unlock释放锁
2.两者都是悲观锁，具有互斥，同步，锁重入等功能，但是Lock具备synchronized没有的功能，比如公平锁，可超时，可等待等等
3.synchronized有锁升级，在没有竞争，使用偏向锁，轻量级锁，性能不错；有竞争时，Lock性能比较好
六，并发安全
ConcurrentHashMap底层
jdk1.7的ConcurrentHashMap
默认长度是16，一旦初始化中间不能扩容
底层是分段的数组+链表，内部维护了一个Segment数组，Segment与HashMap结构类似也是数组+链表每个Segment对应一个HashEntry数组，每个HashEntry是链表结构上的元素，segment是可重入的锁ReentrantLock 每个Segment守护一个HashEntry数组中的元素，当HashEntry数组中的元素被修改时，需要先获取对应segment锁
jdk1.8
数据结构与1.8的HashMap结构一致，通过CAS+synchronized实现并发安全，用cas控制数组节点的添加，synchronized只锁定链表或者链表的头结点，只要Hash不冲突，就不会产生并发安全
ThreadLocal
一是实现了资源隔离， 二是实现了线程内资源共享
底层是每个ThreadLocal内部维护了一个ThreadLocalMap，
.set时是把ThreadLocal作为key，要隔离的资源作为value存入map中
.get时是把ThreadLocal作为key，从map中取出value
.remove时是把ThreadLocal作为key，从map中移除value
为什么会发生内存泄漏？
因为ThreadLocalMap中key是弱引用，value是强引用，
当ThreadLocal被GC时，key会被GC，但是value是强引用在ThreadLocalMap上，所以无法被GC，只有当线程执行完才会被GC，因此要通过remove移除value，避免内存泄漏