多线程面试必知必会：概念、优缺点与线程状态解析

"多线程面试经典问答文档包含了关于线程的基本概念、多线程的优缺点、线程的五种状态以及CAS（比较并交换）技术的介绍。" 线程是操作系统调度的基本单元，它是进程中实际执行计算的部分。在单线程环境下，程序顺序执行；而在多线程环境中，多个线程可以并发执行，从而提高程序的执行效率。例如，如果一个任务由单线程执行需要100毫秒，那么如果有10个线程同时处理，理论上该任务的完成时间只需10毫秒（假设没有上下文切换开销）。 多线程技术带来了诸多优点，包括充分利用多核处理器的能力，使得程序运行更快、更流畅，改善用户体验，特别是在处理I/O密集型任务如图片或视频下载时，可以通过后台线程来避免阻塞主线程，提升响应速度。然而，多线程也存在一些缺点，如增加代码复杂性，需要额外的内存来维护线程，以及可能导致线程安全问题，当多个线程访问共享资源时，如果没有正确同步，可能会引发数据不一致的情况。 线程有五个基本状态：创建、就绪、运行、阻塞和死亡。创建状态是在创建线程对象但未调用start方法时的状态。就绪状态是调用start方法后，线程准备运行但尚未被调度的状态。运行状态是线程被调度并开始执行run方法的状态。阻塞状态是线程被暂停，等待特定事件发生（如I/O完成）后恢复执行的状态。死亡状态是线程的run方法执行完毕或被显式停止后的状态，死亡的线程无法再次启动。 CAS（Compare and Swap）是一种无锁算法，用于原子地更新内存位置的值。它通过比较目标内存位置的预期值与当前值，如果相等，则更新为新值。这个操作通常在硬件层面支持，具有高效率。在Java中，通过`java.util.concurrent.atomic`包下的原子类如AtomicInteger等使用了CAS来保证变量的原子性操作，而不会引入锁带来的开销和竞态条件问题。CAS虽然能避免锁竞争，但在高并发场景下可能会出现ABA问题，即一个值从A变为B，然后再变回A，CAS会认为值没有变化，但实际可能已发生了重要的改变。为了解决这个问题，Java提供了带有版本号的原子类，如AtomicStampedReference。