Java并发编程面试题详解:守护线程与用户线程差异,多线程上下文切换与死锁分析

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并发编程是现代软件开发中的关键概念,涉及多个线程同时执行以提高系统的性能和响应能力。本文档集合了75道关于Java并发编程的面试题及其答案,深入探讨了守护线程与本地线程的区别。 守护线程与本地线程的区别 在Java中,守护线程(Daemon)与用户线程(User)是两种不同类型的线程。守护线程是专为其他线程服务的,它们的存在不是必需的,当主线程(用户线程)退出时,守护线程通常也会随之结束。通过`Thread.setDaemon(true)`可以将线程设置为守护线程,但此操作需在调用`Thread.start()`之前进行,否则会引发异常。例如,垃圾回收线程就是一个典型的守护线程,它在JVM中负责清理不再使用的内存,当所有用户线程结束后,垃圾回收线程才会结束,此时JVM也会自动关闭。 线程与进程的区别 进程是操作系统分配资源的基本单位,它包含多个线程以实现并发执行。一个程序至少有一个进程,而进程内部可以有多个线程共享其资源。相比之下,线程是操作系统调度执行的最小单元,每个进程至少有一个线程,但线程之间的切换更频繁,以实现高效的CPU利用。 多线程中的上下文切换 在多线程环境下,当线程数超过CPU核心数时,为了保证公平性,操作系统会通过上下文切换来动态分配处理器时间。上下文切换涉及到线程的暂停、保存当前状态(如寄存器值、堆栈信息)、恢复到新线程状态等操作,以让每个线程有机会运行。 死锁、活锁与饥饿 死锁是并发编程中的一个严重问题,它发生在两个或多个线程相互等待对方释放资源,导致所有线程都无法继续执行。死锁的四个必要条件包括互斥、请求与保持、不剥夺和循环等待。活锁则不同,线程虽然没有被阻塞,但由于资源竞争的僵局,它们不断尝试获取资源但无法成功,从而陷入循环等待的状态。 面试题总结 这份文档不仅提供了丰富的面试题,涵盖了并发编程的基础概念和高级问题,对于求职者来说,理解和掌握这些问题有助于提升自己的技术实力,展示在实际工作中处理并发挑战的能力。同时,对于开发者来说,理解守护线程和本地线程的差异、线程和进程的区别,以及死锁与活锁的辨识和避免策略,是编写高效、健壮并发代码的关键。