面试中关于Java你所需知道的的一切
来源：互联网 发布：中国汽车销售数据 编辑：程序博客网 时间：2024/05/17 22:29
面试中关于Java你所需知道的的一切
来源：极客头条
本篇文章会对面试中常遇到的Java技术点进行全面深入的总结，帮助我们在面试中更加得心应手，不参加面试的同学也能够借此机会梳理一下自己的知识体系，进行查漏补缺。
1. Java中的原始数据类型都有哪些，它们的大小及对应的封装类是什么？
（1）boolean
boolean数据类型非true即false。这个数据类型表示1 bit的信息，但是它的大小并没有精确定义。
《Java虚拟机规范》中如是说：“虽然定义了boolean这种数据类型，但是只对它提供了非常有限的支持。在Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令，Java语言表达式所操作的boolean值，在编译之后都使用Java虚拟机中的int数据类型来代替，而boolean数组将会被编码成Java虚拟机的byte数组，每个元素boolean元素占8位”。这样我们可以得出boolean类型单独使用是4个字节，在数组中又是1个字节。那虚拟机为什么要用int来代替boolean呢？为什么不用byte或short，这样不是更节省内存空间吗？实际上，使用int的原因是，对于当下32位的CPU来说，一次进行32位的数据交换更加高效。
综上，我们可以知道：官方文档对boolean类型没有给出精确的定义，《Java虚拟机规范》给出了“单独时使用4个字节，boolean数组时1个字节”的定义，具体还要看虚拟机实现是否按照规范来，所以1个字节、4个字节都是有可能的。这其实是一种时空权衡。
boolean类型的封装类是Boolean。
（2）byte——1 byte——Byte
（3）short——2 bytes——Short
（4）int——4 bytes——Integer
（5）long——8 bytes——Long
（6）float——4 bytes——Float
（7）double——8 bytes——Double
（8）char——2 bytes——Character
2. 谈一谈”==“与”equals()"的区别。
《Think in Java》中说：“关系操作符生成的是一个boolean结果，它们计算的是操作数的值之间的关系”。
"=="判断的是两个对象的内存地址是否一样，适用于原始数据类型和枚举类型（它们的变量存储的是值本身，而引用类型变量存储的是引用）；equals是Object类的方法，Object对它的实现是比较内存地址，我们可以重写这个方法来自定义“相等”这个概念。比如类库中的String、Date等类就对这个方法进行了重写。
综上，对于枚举类型和原始数据类型的相等性比较，应该使用"=="；对于引用类型的相等性比较，应该使用equals方法。
3. Java中的四种引用及其应用场景是什么？
强引用: 通常我们使用new操作符创建一个对象时所返回的引用即为强引用
软引用: 若一个对象只能通过软引用到达，那么这个对象在内存不足时会被回收，可用于图片缓存中，内存不足时系统会自动回收不再使用的Bitmap
弱引用: 若一个对象只能通过弱引用到达，那么它就会被回收（即使内存充足），同样可用于图片缓存中，这时候只要Bitmap不再使用就会被回收
虚引用: 虚引用是Java中最“弱”的引用，通过它甚至无法获取被引用的对象，它存在的唯一作用就是当它指向的对象回收时，它本身会被加入到引用队列中，这样我们可以知道它指向的对象何时被销毁。
4. object中定义了哪些方法？
clone(), equals(), hashCode(), toString(), notify(), notifyAll(), wait(), finalize(), getClass()
5. hashCode的作用是什么？
请参见散列表的基本原理与实现
6. ArrayList, LinkedList, Vector的区别是什么？
ArrayList: 内部采用数组存储元素，支持高效随机访问，支持动态调整大小
LinkedList: 内部采用链表来存储元素，支持快速插入/删除元素，但不支持高效地随机访问
Vector: 可以看作线程安全版的ArrayList
7. String, StringBuilder, StringBuffer的区别是什么？
String: 不可变的字符序列，若要向其中添加新字符需要创建一个新的String对象
StringBuilder: 可变字符序列，支持向其中添加新字符（无需创建新对象）
StringBuffer: 可以看作线程安全版的StringBuilder
8. Map, Set, List, Queue、Stack的特点及用法。
Map: Java中存储键值对的数据类型都实现了这个接口，表示“映射表”。支持的两个核心操作是get(Object key)以及put(K key, V value)，分别用来获取键对应的值以及向映射表中插入键值对。
Set: 实现了这个接口的集合类型中不允许存在重复的元素，代表数学意义上的“集合”。它所支持的核心操作有add(E e), remove(Object o),contains(Object o)，分别用于添加元素，删除元素以及判断给定元素是否存在于集中。
List: Java中集合框架中的列表类型都实现了这个接口，表示一种有序序列。支持get(int index), add(E e)等操作。
Queue: Java集合框架中的队列接口，代表了“先进先出”队列。支持add(E element), remove()等操作。
Stack: Java集合框架中表示堆栈的数据类型，堆栈是一种“后进先出”的数据结构。支持push(E item), pop()等操作。
更详细的说明请参考官方文档，对相关数据结构不太熟悉的同学可以参考《算法导论》或其他相关书籍。
9. HashMap和HashTable的区别
HashTable是线程安全的，而HashMap不是
HashMap中允许存在null键和null值，而HashTable中不允许
更加详细的分析请参考深入解析HashMap、HashTable
10. HashMap的实现原理
简单的说，HashMap的底层实现是“基于拉链法的散列表”。详细分析请参考深入解析HashMap、HashTable
11. ConcurrentHashMap的实现原理
ConcurrentHashMap是支持并发读写的HashMap，它的特点是读取数据时无需加锁，写数据时可以保证加锁粒度尽可能的小。由于其内部采用“分段存储”，只需对要进行写操作的数据所在的“段”进行加锁。关于ConcurrentHashMap底层实现的详细分析请参考Java并发编程：并发容器之ConcurrentHashMap
12. TreeMap, LinkedHashMap, HashMap的区别是什么？
HashMap的底层实现是散列表，因此它内部存储的元素是无序的；
TreeMap的底层实现是红黑树，所以它内部的元素的有序的。排序的依据是自然序或者是创建TreeMap时所提供的比较器（Comparator）对象。
LinkedHashMap能够记住插入元素的顺序。
更加详细的说明请参考HashMap，LinkedMap，TreeMap的区别
13. Collection与Collections的区别是什么？
Collection是Java集合框架中的基本接口；Collections是Java集合框架提供的一个工具类，其中包含了大量用于操作或返回集合的静态方法。
对Java集合框架还不太熟悉的小伙伴请参考Java核心技术点之集合框架
14. 对于“try-catch-finally”，若try语句块中包含“return”语句，finally语句块会执行吗？
答案是会执行。只有两种情况finally块中的语句不会被执行：
调用了System.exit()方法；
JVM“崩溃”了。
15. Java中的异常层次结构
Java中的异常层次结构如下图所示：
我们可以看到Throwable类是异常层级中的基类。Error类表示内部错误，这类错误使我们无法控制的；Exception表示异常，RuntimeException及其子类属于未检查异常，这类异常包括ArrayIndexOutOfBoundsException、NullPointerException等，我们应该通过条件判断等方式语句避免未检查异常的发生。IOException及其子类属于已检查异常，编译器会检查我们是否为所有可能抛出的已检查异常提供了异常处理器，若没有则会报错。对于未检查异常，我们无需捕获（当然Java也允许我们捕获，但我们应该做的事避免未检查异常的发生）。
16. Java面向对象的三个特征与含义
三大特征：封装、继承、多态。详细介绍请戳Java面向对象三大特性
17. Override, Overload的含义与区别
Override表示“重写”，是子类对父类中同一方法的重新定义
Overload表示“重载”，也就是定义一个与已定义方法名称相同但签名不同的新方法
18. 接口与抽象类的区别
接口是一种约定，实现接口的类要遵循这个约定；抽象类本质上是一个类，使用抽象类的代价要比接口大。接口与抽象类的对比如下：
抽象类中可以包含属性，方法（包含抽象方法与有着具体实现的方法），常量；接口只能包含常量和方法声明。
抽象类中的方法和成员变量可以定义可见性（比如public、private等）；而接口中的方法只能为public（缺省为public）。
一个子类只能有一个父类（具体类或抽象类）；而一个接口可以继承一个多个接口，一个类也可以实现多个接口。
子类中实现父类中的抽象方法时，可见性可以大于等于父类中的；而接口实现类中的接口 方法的可见性只能与接口中相同（public）。
19. 静态内部类与非静态内部类的区别
静态内部类不会持有外围类的引用，而非静态内部类会隐式持有外围类的一个引用。
欲进一步了解内部类，请戳Java核心技术点之内部类
20. Java中多态的实现原理
所谓多态，指的就是父类引用指向子类对象，调用方法时会调用子类的实现而不是父类的实现。多态的实现的关键在于“动态绑定”。详细介绍请戳Java动态绑定的内部实现机制
21. 简述Java中创建新线程的两种方法
继承Thread类（假设子类为MyThread），并重写run()方法，然后new一个MyThread对象并对其调用start()即可启动新线程。
实现Runnable接口（假设实现类为MyRunnable），而后将MyRunnable对象作为参数传入Thread构造器，在得到的Thread对象上调用start()方法即可。
22. 简述Java中进行线程同步的方法
volatile: Java Memory Model保证了对同一个volatile变量的写happens before对它的读；
synchronized: 可以来对一个代码块或是对一个方法上锁，被“锁住”的地方称为临界区，进入临界区的线程会获取对象的monitor，这样其他尝试进入临界区的线程会因无法获取monitor而被阻塞。由于等待另一个线程释放monitor而被阻塞的线程无法被中断。
ReentrantLock: 尝试获取锁的线程可以被中断并可以设置超时参数。
更加详细的介绍请戳Java核心技术点之多线程
23. 简述Java中具有哪几种粒度的锁
Java中可以对类、对象、方法或是代码块上锁。更加详细的介绍请戳Java核心技术点之多线程
24. 给出“生产者-消费者”问题的一种解决方案
使用阻塞队列：
public class BlockingQueueTest { private int size = 20; private ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(size); public static void main(String[] args) { BlockingQueueTest test = new BlockingQueueTest(); Producer producer = test.new Producer(); Consumer consumer = test.new Consumer(); producer.start(); consumer.start(); } class Consumer extends Thread{ @Override public void run() { while(true){ try { //从阻塞队列中取出一个元素 queue.take(); System.out.println("队列剩余" + queue.size() + "个元素"); } catch (InterruptedException e) { } } } } class Producer extends Thread{ @Override public void run() { while (true) { try { //向阻塞队列中插入一个元素 queue.put(1); System.out.println("队列剩余空间：" + (size - queue.size())); } catch (InterruptedException e) { } } } }}25. ThreadLocal的设计理念与作用
ThreadLocal的作用是提供线程内的局部变量，在多线程环境下访问时能保证各个线程内的ThreadLocal变量各自独立。也就是说，每个线程的ThreadLocal变量是自己专用的，其他线程是访问不到的。ThreadLocal最常用于以下这个场景：多线程环境下存在对非线程安全对象的并发访问，而且该对象不需要在线程间共享，但是我们不想加锁，这时候可以使用ThreadLocal来使得每个线程都持有一个该对象的副本。
关于ThreadLocal的实现原理分析请戳深入剖析ThreadLocal
26. concurrent包的整体架构
27. ArrayBlockingQueue, CountDownLatch类的作用
CountDownLatch: 允许线程集等待直到计数器为0。适用场景: 当一个或多个线程需要等待指定数目的事件发生后再继续执行。
ArrayBlockingQueue: 一个基于数组实现的阻塞队列，它在构造时需要指定容量。当试图向满队列中添加元素或者从空队列中移除元素时，当前线程会被阻塞。通过阻塞队列，我们可以按以下模式来工作：工作者线程可以周期性的将中间结果放入阻塞队列中，其它线程可以取出中间结果并进行进一步操作。若工作者线程的执行比较慢（还没来得及向队列中插入元素），其他从队列中取元素的线程会等待它（试图从空队列中取元素从而阻塞）；若工作者线程执行较快（试图向满队列中插入元素），则它会等待其它线程取出元素再继续执行。
28. wait()，sleep() 的区别
wait(): Object类中定义的实例方法。在指定对象上调用wait方法会让当前线程进入等待状态（前提是当前线程持有该对象的monitor），此时当前线程会释放相应对象的monitor，这样一来其它线程便有机会获取这个对象的monitor了。当其它线程获取了这个对象的monitor并进行了所需操作时，便可以调用notify方法唤醒之前进入等待状态的线程。
sleep(): Thread类中的静态方法，作用是让当前线程进入休眠状态，以便让其他线程有机会执行。进入休眠状态的线程不会释放它所持有的锁。
29. 线程池的用法与优势
优势: 实现对线程的复用，避免了反复创建及销毁线程的开销；使用线程池统一管理线程可以减少并发线程的数目，而线程数过多往往会在线程上下文切换上以及线程同步上浪费过多时间。
用法: 我们可以调用ThreadPoolExecutor的某个构造方法来自己创建一个线程池。但通常情况下我们可以使用Executors类提供给我们的静态工厂方法来更方便的创建一个线程池对象。创建了线程池对象后，我们就可以调用submit方法提交任务到线程池中去执行了；线程池使用完毕后我们要记得调用shutdown方法来关闭它。
关于线程池的详细介绍以及实现原理分析请戳深入理解Java之线程池
30. for-each与常规for循环的效率对比
关于这个问题我们直接看《Effective Java》给我们做的解答：
for-each能够让代码更加清晰，并且减少了出错的机会。下面的惯用代码适用于集合与数组类型：
for (Element e : elements) { doSomething(e);}使用for-each循环与常规的for循环相比，并不存在性能损失，即使对数组进行迭代也是如此。实际上，在有些场合下它还能带来微小的性能提升，因为它只计算一次数组索引的上限。
31. 简述Java IO与NIO的区别
Java IO是面向流的，这意味着我们需要每次从流中读取一个或多个字节，直到读取完所有字节；NIO是面向缓冲的，也就是说会把数据读取到一个缓冲区中，然后对缓冲区中的数据进行相应处理。
Java IO是阻塞IO，而NIO是非阻塞IO。
Java NIO中存在一个称为选择器（selector）的东西，它允许你把多个通道（channel）注册到一个选择器上，然后使用一个线程来监视这些通道：若这些通道里有某个准备好可以开始进行读或写操作了，则开始对相应的通道进行读写。而在等待某通道变为可读/写期间，请求对通道进行读写操作的线程可以去干别的事情。
更进一步的说明请戳Java NIO与IO
32. 反射的作用与原理
反射的作用概括地说是运行时获取类的各种定义信息，比如定义了哪些属性与方法。原理是通过类的class对象来获取它的各种信息。
详细介绍请参见Java核心技术点之反射
33. Java中的泛型机制
关于泛型机制的详细介绍请直接戳Java核心技术点之泛型
34. Java 7与Java 8的新特性
这里有两篇总结的非常好的：Java 7的新特性 Java 8的新特性
35. 常见设计模式
所谓“设计模式”，不过是面向对象编程中一些常用的软件设计手法，并且经过实践的检验，这些设计手法在各自的场景下能解决一些需求，因此它们就成为了如今广为流传的”设计模式“。也就是说，正式因为在某些场景下产生了一些棘手的问题，才催生了相应的设计模式。明确了这一点，我们在学习某种设计模式时要充分理解它产生的背景以及它所解决的主要矛盾是什么。
常用的设计模式可以分为以下三大类：
创建型模式: 包括工厂模式（又可进一步分为简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式）、建造者模式、单例模式。
结构型模式: 包括适配器模式、桥接模式、装饰模式、外观模式、享元模式、代理模式。
行为型模式: 包括命令模式、中介者模式、观察者模式、状态模式、策略模式。
关于每个模式具体的介绍请参考图说设计模式
36. JNI的基本用法
关于JNI，这里有篇好文：Android中的JNI
37. 动态代理的定义、应用场景及原理
关于动态代理，请直接参见Java核心技术点之动态代理
38. 注解的基本概念与使用
注解可以看作是“增强版的注释”，它可以向编译器、虚拟机说明一些事情。
注解是描述Java代码的代码，它能够被编译器解析，注解处理工具在运行时也能够解析注解。注解本身是“被动”的信息，只有主动解析它才有意义。
除了向编译器/虚拟机传递信息，我们也可以使用注解来生成一些“模板化”的代码。
关于注解更进一步的分析请参考Java核心技术点之注解
这些就够了吗？当然不够。上面列出了面试中关于Java的常见问题，同时大多也是Java技术体系的核心技术点，通过这些问题而引发出的一系列问题正是为我们指出了完善自身知识体系的一条道路，我们要做的是顺着这条道路坚持走下去：）
[ 本文主要从整体上介绍Java中的多线程技术，对于一些重要的基础概念会进行相对详细的介绍，若有叙述不清晰以及不合理的地方，希望大家指出，谢谢大家：） ]
一、为什么使用多线程
1. 并发与并行
我们知道，在单核机器上，“多进程”并不是真正的多个进程在同时执行，而是通过CPU时间分片，操作系统快速在进程间切换而模拟出来的多进程。我们通常把这种情况成为并发，也就是多个进程的运行行为是“一并发生”的，但不是同时执行的，因为CPU核数的限制（PC和通用寄存器只有一套，严格来说在同一时刻只能存在一个进程的上下文）。
现在，我们使用的计算机基本上都搭载了多核CPU，这时，我们能真正的实现多个进程并行执行，这种情况叫做并行，因为多个进程是真正“一并执行”的（具体多少个进程可以并行执行取决于CPU核数）。综合以上，我们知道，并发是一个比并行更加宽泛的概念。也就是说，在单核情况下，并发只是并发；而在多核的情况下，并发就变为了并行。下文中我们将统一用并发来指代这一概念。
2. 阻塞与非阻塞
UNIX系统内核提供了一个名为read的函数，用来读取文件的内容：
typedef ssize_t int;typedef size_t unsigned;ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n);
3. 多进程 vs 多线程
进程就是一个执行中的程序实例，而线程可以看作一个进程的最小执行单元。线程与进程间的一个显著区别在于每个进程都有一整套变量，而同一个进程间的多个线程共享该进程的数据。多进程实现的并发通常在进程创建以及数据共享等方面的开销要比多线程更大，线程的实现通常更加轻量，相应的开销也就更小，因此在一般客户端开发场景下，我们更加倾向于使用多线程来实现并发。
然而，有时候，多线程共享数据的便捷容易可能会成为一个让我们头疼的问题，我们在后文中会具体提到常见的问题及相应的解决方案。在上面的read函数的例子中，如果我们使用多线程，可以使用一个主线程去进行I/O的工作，再用一个或几个工作线程去执行一些轻量计算任务，这样当主线程阻塞时，线程调度程序会调度我们的工作线程来执行计算任务，从而更加充分的利用CPU时间片。而且，在多核机器上，我们的多个线程可以并行执行在多个核上，进一步提升效率。
二、如何使用多线程
1. 线程执行模型
每个进程刚被创建时都只含有一个线程，这个线程通常被称作主线程（main thread）。而后随着进程的执行，若遇到创建新线程的代码，就会创建出新线程，而后随着新线程被启动，多个线程就会并发地运行。某时刻，主线程阻塞在一个慢速系统调用中（比如前面提到的read函数），这时线程调度程序会让主线程暂时休眠， 调度另一个线程来作为当前运行的线程。每个线程也有自己的一套变量，但相比于进程来说要少得多，因此线程切换的开销更小。
2. 创建一个新线程
（1）通过实现Runnable接口
在Java中，有两种方法可以创建一个新线程。第一种方法是定义一个实现Runnable接口的类并实例化，然后将这个对象传入Thread的构造器来创建一个新线程，如以下代码所示：
class MyRunnable implements Runnable { ... public void run() { //这里是新线程需要执行的任务 }} Runnable r = new MyRunnable();Thread t = new Thread(r);（2）通过继承Thread类
第二种创建一个新线程的方法是直接定义一个Thread的子类并实例化，从而创建一个新线程。比如以下代码：
class MyThread extends Thread { public void run() { //这里是线程要执行的任务 }}（3）两种方式的比较
既然有两种方式可以创建线程，那么我们该使用哪一种呢？首先，直接继承Thread类的方法看起来更加方便，但它存在一个局限性：由于Java中不允许多继承，我们自定义的类继承了Thread后便不能再继承其他类，这在有些场景下会很不方便；实现Runnable接口的那个方法虽然稍微繁琐些，但是它的优点在于自定义的类可以继承其他的类。
3. 线程的属性
（1）线程的状态
线程在它的声明周期中可能处于以下几种状态之一：
- New（新生）：线程对象刚刚被创建出来；
- Runnable（可运行）：在线程对象上调用start方法后，相应线程便会进入Runnable状态，若被线程调度程序调度，这个线程便会成为当前运行（Running）的线程；
- Blocked（被阻塞）：若一段代码被线程A”上锁“，此时线程B尝试执行这段代码，线程B就会进入Blocked状态；
- Waiting（等待）：当线程等待另一个线程通知线程调度器一个条件时，它本身就会进入Waiting状态；
- Time Waiting（计时等待）：计时等待与等待的区别是，线程只等待一定的时间，若超时则不再等待；
- Terminated（被终止）：线程的run方法执行完毕或者由于一个未捕获的异常导致run方法意外终止会进入Terminated状态。
后文中若不加特殊说明的话，我们会用阻塞状态统一指代Blocked、Waiting、Time Waiting。
（2）线程的优先级
在Java中，每个线程都有一个优先级，默认情况下，线程会继承它的父线程的优先级。可以用setPriority方法来改变线程的优先级。Java中定义了三个描述线程优先级的常量：MAX_PRIORITY、NORM_PRIORITY、MIN_PRIORITY。
每当线程调度器要调度一个新的线程时，它会首先选择优先级较高的线程。然而线程优先级是高度依赖与操作系统的，在有些系统的Java虚拟机中，甚至会忽略线程的优先级。因此我们不应该将程序逻辑的正确性依赖于优先级。线程优先级相关的API如下：
void setPriority(int newPriority) //设置线程的优先级，可以使用系统提供的三个优先级常量static void yield() //使当前线程处于让步状态，这样当存在其他优先级大于等于本线程的线程时，线程调度程序会调用那个线程
4. Thread类
Thread实现了Runnable接口，关于这个类的以下实例域需要我们了解：
private volatile char name[]; //当前线程的名字，可在构造器中指定private int priority; //当前线程优先级private Runnable target; //当前要执行的任务private long tid; //当前线程的ID
Thread类的常用方法除了我们之前提到的用于启动线程的start外还有：
- sleep方法，这是一个静态方法，作用是让当前线程进入休眠状态（但线程不会释放已获取的锁），这个休眠状态其实就是我们上面提到过的Time Waiting状态，从休眠状态“苏醒”后，线程会进入到Runnable状态。sleep方法有两个重载版本，声明分别如下：
public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException; //让当前线程休眠millis指定的毫秒数public static native void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException; //在毫秒数的基础上还指定了纳秒数，控制粒度更加精细
- join方法，这是一个实例方法，在当前线程中对一个线程对象调用join方法会导致当前线程停止运行，等那个线程运行完毕后再接着运行当前线程。也就是说，把当前线程还没执行的部分“接到”另一个线程后面去，另一个线程运行完毕后，当前线程再接着运行。join方法有以下重载版本：
public final synchronized void join() throws InterruptedException public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException; public final synchronized void join(long millis, int nanos) throws InterruptedException;
无参数的join表示当前线程一直等到另一个线程运行完毕，这种情况下当前线程会处于Wating状态；带参数的表示当前线程只等待指定的时间，这种情况下当前线程会处于Time Waiting状态。当前线程通过调用join方法进入Time Waiting或Waiting状态后，会释放已经获取的锁。实际上，join方法内部调用了Object类的实例方法wait，关于这个方法我们下面会具体介绍。
- yield方法，这是一个静态方法，作用是让当前线程“让步”，目的是为了让优先级不低于当前线程的线程有机会运行，这个方法不会释放锁。
- interrupt方法，这是一个实例方法。每个线程都有一个中断状态标识，这个方法的作用就是将相应线程的中断状态标记为true，这样相应的线程调用isInterrupted方法就会返回true。通过使用这个方法，能够终止那些通过调用可中断方法进入阻塞状态的线程。常见的可中断方法有sleep、wait、join，这些方法的内部实现会时不时的检查当前线程的中断状态，若为true会立刻抛出一个InterruptedException异常，从而终止当前线程。
以下这幅图很好的诠释了随着各种方法的调用，线程在不同的状态之间的切换（图片来源：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920357.html）：
5. wait方法与notify/notifyAll方法
（1）wait方法
wait方法是Object类中定义的实例方法。在指定对象上调用wait方法能够让当前线程进入阻塞状态（前提时当前线程持有该对象的内部锁（monitor）），此时当前线程会释放已经获取的那个对象的内部锁，这样一来其他线程就可以获取这个对象的内部锁了。当其他线程获取了这个对象的内部锁，进行了一些操作后可以调用notify方法来唤醒正在等待该对象的线程。
（2）notify/notifyAll方法
notify/notifyAll方法也是Object类中定义的实例方法。它俩的作用是唤醒正在等待相应对象的线程，区别在于前者唤醒一个等待该对象的线程，而后者唤醒所有等待该对象的线程。这么说比较抽象，下面我们来举一个具体的例子来说明以下wait和notify/notifyAll的用法。请看以下代码（转自Java并发编程：线程间协作的两种方式)：
1 public class Test { 2 private int queueSize = 10; 3 private PriorityQueue queue = new PriorityQueue(queueSize); 4 5 public static void main(String[] args) { 6 Test test = new Test(); 7 Producer producer = test.new Producer(); 8 Consumer consumer = test.new Consumer(); 9 10 producer.start();11 consumer.start();12 }13 14 class Consumer extends Thread{15 16 @Override17 public void run() {18 consume();19 }20 21 private void consume() {22 while(true){23 synchronized (queue) {24 while(queue.size() == 0){25 try {26 System.out.println("队列空，等待数据");27 queue.wait();28 } catch (InterruptedException e) {29 e.printStackTrace();30 queue.notify();31 }32 }33 queue.poll(); //每次移走队首元素34 queue.notify();35 System.out.println("从队列取走一个元素，队列剩余"+queue.size()+"个元素");36 }37 }38 }39 }40 41 class Producer extends Thread{42 43 @Override44 public void run() {45 produce();46 }47 48 private void produce() {49 while(true){50 synchronized (queue) {51 while(queue.size() == queueSize){52 try {53 System.out.println("队列满，等待有空余空间");54 queue.wait();55 } catch (InterruptedException e) {56 e.printStackTrace();57 queue.notify();58 }59 }60 queue.offer(1); //每次插入一个元素61 queue.notify();62 System.out.println("向队列取中插入一个元素，队列剩余空间："+(queueSize-queue.size()));63 }64 }65 }66 }67 }以上代码描述的是经典的“生产者-消费者”问题。Consumer类代表消费者，Producer类代表生产者。在生产者进行生产之前（对应第48行的produce方法），会获取queue的内部锁（monitor）。然后判断队列是否已满，若满了则无法再生产，所以在第54行调用queue.wait方法，从而等待在queue对象上。（释放了queue的内部锁）此时生产者能够能够获取queue的monitor从而进入第21行的consume方法，这样一来它就会通过第33行的queue.poll方法进行消费，于是队列不再满了，接着它在第34行调用queue.notify方法来通知正在等待的生产者，生产者就会从刚才阻塞的wait方法（第54行）中返回。
同理，当队列空时，消费者也会等待（第27行）生产者来唤醒（第61行）。
await方法和signal/signalAll方法是wait方法和notify/notifyAll方法的升级版，在后文中会具体介绍它们与wait、notify/notifyAll之间的关系。
6. 如何保证线程安全
所谓线程安全，指的是当多个线程并发访问数据对象时，不会造成对数据对象的“破坏”。保证线程安全的一个基本思路就是让访问同一个数据对象的多个线程进行“排队”，一个接一个的来，这样就不会对数据造成破坏，但带来的代价是降低了并发性。
（1）race condition（竟争条件）
当两个或两个以上的线程同时修改同一数据对象时，可能会产生不正确的结果，我们称这个时候存在一个竞争条件（race condition）。在多线程程序中，我们必须要充分考虑到多个线程同时访问一个数据时可能出现的各种情况，确保对数据进行同步存取，以防止错误结果的产生。请考虑以下代码：
public class Counter { private long count = 0; public void add(long value) { this.count = this.count + value; }}- 第一步，把count的值加载到寄存器中；
- 第二步，把相应寄存器的值加上value的值；
- 第三步，把寄存器的值写回count变量。
我们可以编译以上代码然后用javap查看下编译器为我们生成的字节码：
像add这种方法代码所在的内存区，我们称之为临界区（critical area）。对于临界区，在同一时刻我们只希望有一个线程能够访问它，我们希望在一个线程进入临界区后把通往这个区的门“上锁”，离开后把门"解锁“，这样当一个线程执行临界区的代码时其他想要进来的线程只能在门外等着，这样可以保证了多个线程共享的数据不会被破坏。下面我们来介绍下为临界区“上锁”的方法。
（2）锁对象
Java类库中为我们提供了能够给临界区“上锁”的ReentrantLock类，它实现了Lock接口，在进一步介绍ReentrantLock类之前，我们先来看一下Lock接口的定义：
public interface Lock { void lock(); void lockInterruptibly() throws InterruptedException; boolean tryLock(); boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; void unlock(); Condition newCondition();}我们来分别介绍下Lock接口中发方法：
- lock方法用来获取锁，在锁被占用时它会一直阻塞，并且这个方法不能被中断；
- lockInterruptibly方法在获取不到锁时也会阻塞，它与lock方法的区别在于阻塞在该方法时可以被中断；
- tryLock方法也是用来获取锁的，它的无参版本在获取不到锁时会立刻返回false，它的计时等待版本会在等待指定时间还获取不到锁时返回false，计时等待的tryLock在阻塞期间也能够被中断。使用tryLock方法的典型代码如下：
if (myLock.tryLock()) { try { … } finally { myLock.unlock(); }} else { //做其他的工作} - unlock方法用来释放锁；
- newCondition方法用来获取当前锁对象相关的条件对象，这个在下文我们会具体介绍。
ReentrantLock类是唯一一个Lock接口的实现类，它的意思是可重入锁，关于“可重入”的概念我们下面会进行介绍。有了上面的介绍，理解它的使用方法就很简单了，比如下面的代码即完成了给add方法“上锁”：
Lock myLock = new ReentrantLock();public void add(long value) { myLock.lock(); try { this.count = this.count + value; } finally { myLock.unlock(); }}从以上代码可以看到，使用ReentrantLock对象来上锁时只需要先获取一个它的实例。然后通过lock方法进行上锁，通过unlock方法进行解锁。注意，我们使用了一个try-finally块，以确保即使发生异常也总是会解锁，不然其他线程会一直无法执行add方法。当一个线程执行完“myLock.lock()”时，它就获得了一个锁对象，这就相当于它给临界区上了锁，其他线程都无法进来，只有这个线程执行完“myLock.unlock()"时，释放了锁对象，其他线程才能再通过“myLock.lock()"获得锁对象，从而进入临界区。也就是说，当一个线程获取了锁对象后，其他尝试获取锁对象的线程都会被阻塞，进入Blocked状态，直至获取锁对象的线程释放了锁对象。
有了锁对象，尽管线程A在执行add方法的过程中被线程调度程序剥夺了运行权，其他的线程也进入不了临界区，因为线程A还在持有锁对象。这样一来，我们就很好的保护了临界区。
ReentrantLock锁是可重入的，这意味着线程可以重复获得已经持有的锁，每个锁对象内部都持有一个计数，每当线程获取依次锁对象，这个计数就加1，释放一次就减1。只有当计数值变为0时，才意味着这个线程释放了锁对象，这时其他线程才可以来获取。
（3）条件对象
有些时候，线程进入临界区后不能立即执行，它需要等某一条件满足后才开始执行。比如，我们希望count值大于5的时候才增加它的值，我们最先想到的是加个条件判断：
public void add(int value) { if (this.count > 5) { this.count = this.count + value; }}然而上面的代码存在一个问题。假设线程A执行完了条件判断并的值count值大于5，而在此时该线程被线程调度程序中断执行，转而调度线程B，线程B对统一counter对象的count值进行了修改，使得它不再大于5，这时线程调度程序又来调度线程A，线程A刚才判定了条件为真，所以会执行add方法，尽管此时count值已不再大于5。显然，这与我们所希望的情况的不符的。对于这种问题，我们想到了可以在条件判断前后加锁与解锁：
public void add(int value) { myLock.lock(); try { while (counter.getCount() <= 5) { //等待直到大于5 } this.count = this.count + value; } finally { myLock.unlock(); }}在以上代码中，若线程A发现count值小于等于5，它会一直等到别的线程增加它的值直到它大于5。然而线程A此时持有锁对象，其他线程无法进入临界区（add方法内部）来改变count的值，所以当线程A进入临界区时若count小于等于5，线程A会一直在循环中等待，其他的线程也无法进入临界区。这种情况下，我们可以使用条件对象来管理那些已经获得了一个锁却不能开始干活的线程。一个锁对象可以有一个或多个相关的条件对象，在锁对象上调用newCondition方法就可以获得一个条件对象。比如我们可以为“count值大于5”获得一个条件对象：
Condition enoughCount = myLock.newCondition();
（4）synchronized关键字
Java中的每个对象都有一个内部锁，这个内部锁也被称为监视器（monitor）；每个类内部也有一个锁，用于控制多个线程对其静态成员的并发访问。若一个实例方法用synchronized关键字修饰，那么这个对象的内部锁会“保护”此方法，我们称此方法为同步方法。这意味着只有获取了该对象内部锁的线程才能够执行此方法。也就是说，以下的代码：
public synchronized void add(int value) { ...}public void add(int value) { this.innerLock.lock(); try { ... } finally { this.innerLock.unlock(); }}内部锁对象只有一个相关条件。wait方法添加一个线程到这个条件的等待集中；notifyAll / notify方法会唤醒等待集中的线程。也就是说wait() / notify()等价于enoughCount.await() / enoughCount.signAll()。以上add方法我们可以这么实现：
public synchronized void add(int value) { while (this.count <= 5) { wait(); } this.count += value; notifyAll();}我们也可以用synchronized关键字修饰静态方法，这样的话，进入该方法的线程或获取相关类的Class对象的内部锁。例如，若Counter中含有一个synchronized关键字修饰的静态方法，那么进入该方法的线程会获得Bank.class的内部锁。这意味着其他任何线程不能执行Counter类的任何同步静态方法。
对象内部锁存在一些局限性：
- 不能中断一个正在试图获取锁的线程；
- 试图获取锁时不能设定超时；
- 每个锁仅有一个相关条件；
那么我们究竟应该使用Lock/Condition还是synchronized关键字呢？答案是能不用尽量都不用，我们应尽可能使用java.util.concurrent包中提供给我们的相应机制（后面会介绍）。
当我们要在synchronized关键字与Lock间做出选择时我们需要考虑以下几点：
- 若我们需要多个线程进行读操作，应该使用实现了Lock接口的ReentrantReadWriteLock类，这个类允许多个线程同时读一个数据对象（这个类的使用后面会介绍）；
- 当我们需要Lock/Condition的特性时，应该考虑使用它（比如多个条件还有计时等待版本的await函数）；
- 一般场景我们可以考虑使用synchronized关键字，因为它的简洁性一定程度上能够减少出错的可能。关于synchronized关键字需要注意的一点是：synchronized方法或者synchronized代码块出现异常时，Java虚拟机会自动释放当前线程已获取的锁。
（5）同步阻塞
上面我们提到了一个线程调用synchronized方法可以获得对象的内部锁（前提是还未被其他线程获取），获得对象内部锁的另一种方法就是通过同步阻塞：
synchronized (obj) { //临界区}我们经常会看到一种特殊的锁，如下所示：
public class Counter { private Object lock = new Object(); synchronized (lock) { //临界区 } ...}那么这种使用这种锁有什么好处呢？我们知道Counter对象只有一个内部锁，这个内部锁在同一时刻只能被一个对象持有，那么设想Counter对象中定义了两个synchronized方法。在某一时刻，线程A进入了其中一个synchronized方法并获取了内部锁，此时线程B尝试进去另一个synchronized方法时由于对象内部锁还没有被线程A释放，因此线程B只能被阻塞。然而我们的两个synchronized方法是两个不同的临界区，它们不会相互影响，所以它们可以在同一时刻被不同的线程所执行。这时我们就可以使用如上面所示的显式的锁对象，它允许不同的方法同步在不同的锁上。
（6）volatile域
有时候，仅仅为了同步一两个实例域就使用synchronized关键字或是Lock/Condition，会造成很多不必要的开销。这时候我们可以使用volatile关键字，使用volatile关键字修饰一个实例域会告诉编译器和虚拟机这个域可能会被多线程并发访问，这样编译器和虚拟机就能确保它的值总是我们所期望的。
volatile关键字的实现原理大致是这样的：我们在访问内存中的变量时，通常都会把它缓存在寄存器中，以后再需要读它的值时，只需从相应寄存器中读取，若要对该变量进行写操作，则直接写相应寄存器，最后写回该变量所在的内存单元。若线程A把count变量的值缓存在寄存器中，并将count加2（将相应寄存器的值加2），这时线程B被调度，它读取count变量加2后并写回。然后线程A又被调度，它会接着刚才的操作，也就是会把count值写回，此时线程A是直接把寄存器中的值写回count所在单元，而这个值是过期的。若count被volatile关键字修饰，这个问题便可被圆满解决。volatile变量有一个性质，就是任何时候读取它的值时，都会直接去相应内存单元读取，而不是读取缓存在寄存器中的值。这样一来，在上面那个场景中，线程A把count写回时，会从内存中读取count最新的值，从而确保了count的值总是我们所期望的。
（7）死锁
假设现在进程中只有线程A和线程B这两个线程，考虑下面这样一种情形：
线程A获取了counterA对象的内部锁，线程B获取了counterB对象的内部锁。而线程A只有在获取counterB的内部锁后才能继续执行，线程B只有在获取线程A的内部锁后才能继续执行。这样一来，两个线程在互相等待对方释放锁从而谁也没法继续执行，这种现象就叫做死锁（deadlock）。
除了以上情况，还有一种类似的死锁情况是两个线程获取锁后都不满足条件从而进入条件的等待集中，相互等待对方唤醒自己。
Java没有为解决死锁提供内在机制，因此我们只有在开发时格外小心，以避免死锁的发生。关于分析定位程序中的死锁，大家可以参考这篇文章：Java Deadlock Example and How to analyze deadlock situation
（8）读/写锁
若很多线程从一个内存区域读取数据，但其中只有极少的一部分线程会对其中的数据进行修改，此时我们希望所有Reader线程共享数据，而所有Writer线程对数据的访问要互斥。我们可以使用读/写锁来达到这一目的。
Java中的读/写锁对应着ReentrantReadWriteLock类，它实现了ReadWriteLock接口，这个接口的定义如下：
public interface ReadWriteLock { /** * Returns the lock used for reading. * * @return the lock used for reading */ Lock readLock(); /** * Returns the lock used for writing. * * @return the lock used for writing */ Lock writeLock();}我们可以看到这个接口就定义了两个方法，其中readLock方法用来获取一个“读锁”，writeLock方法用来获取一个“写锁”。
ReentrantReadWriteLock类的使用步骤通常如下所示：//构造一个ReentrantReadWriteLock对象private ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();//分别从中“提取”读锁和写锁private Lock readLock = rwl.readLock();private Lock writeLock = rwl.writeLock();//对所有的Reader线程加读锁readLock.lock();try { //读操作可并发，但写操作会互斥} finally { readLock.unlock();}//对所有的Writer线程加写锁writeLock.lock();try { //排斥所有其他线程的读和写操作} finally { writeLock.unlock();}在使用ReentrantReadWriteLock类时，我们需要注意以下两点：
- 若当前已经有线程占用了读锁，其他要申请写锁的线程需要占用读锁的线程释放了读锁才能申请成功；
- 若当前已经有线程占用了写锁，其他要申请读锁或写锁的线程都需要等待占用写锁的线程释放了写锁才能申请成功。
7. 阻塞队列
以上我们所介绍的都属于Java并发机制的底层基础设施。在实际编程我们应该尽量避免使用以上介绍的较为底层的机制，而使用Java类库中提供给我们封装好的较高层次的抽象。对于许多同步问题，我们可以通过使用一个或多个队列来解决：生产者线程向队列中插入元素，消费者线程则取出他们。考虑一下我们最开始提到的Counter类，我们可以通过队列来这样解决它的同步问题：增加计数值的线程不能直接访问Counter对象，而是把add指令对象插入到队列中，然后由另一个可访问Counter对象的线程从队列中取出add指令对象并执行add操作（只有这个线程能访问Counter对象，因此无需采取额外措施来同步）。
当试图向满队列中添加元素或者向空队列中移除元素时，阻塞队列（blocking queue）会导致线程阻塞。通过阻塞队列，我们可以按以下模式来工作：工作者线程可以周期性的将中间结果放入阻塞队列中，其他线程可取出中间结果并进行进一步操作。若前者工作的比较慢（还没来得及向队列中插入元素），后者会等待它（试图从空队列中取元素从而阻塞）；若前者运行的快（试图向满队列中插元素），它会等待其他线程。阻塞队列提供了以下方法：
- add方法：添加一个元素。若队列已满，会抛出IllegalStateException异常。
- element方法：返回队列的头元素。若队列为空，会抛出NoSuchElementException异常。
- offer方法：添加一个元素，若成功则返回true。若队列已满，则返回false。
- peek方法：返回队列的头元素。若队列为空，则返回null。
- poll方法：删除并返回队列的头元素。若队列为空，则返回null。
- put方法：添加一个元素。若队列已满，则阻塞。
- remove方法：移除并返回头元素。若队列为空，会抛出NoSuchElementException。
- take方法：移除并返回头元素。若队列为空，则阻塞。
java.util.concurrent包提供了以下几种阻塞队列：
- LinkedBlockingQueue是一个基于链表实现的阻塞队列。默认容量没有上限，但也有可以指定最大容量的构造方法。它有的“双端队列版本”为LinkedBlockingDeque。
- ArrayBlockingQueue是一个基于数组实现的阻塞队列，它在构造时需要指定容量。它还有一个构造方法可以指定一个公平性参数，若这个参数为true，那么等待了最长时间的线程会得到优先处理（指定公平性参数会降低性能）。
- PriorityBlockingQueue是一个基于堆实现的带优先级的阻塞队列。元素会按照它们的优先级被移除队列。
下面我们来看一个使用阻塞队列的示例：
public class BlockingQueueTest { private int size = 20; private ArrayBlockingQueue blockingQueue = new ArrayBlockingQueue(size); public static void main(String[] args) { BlockingQueueTest test = new BlockingQueueTest(); Producer producer = test.new Producer(); Consumer consumer = test.new Consumer(); producer.start(); consumer.start(); } class Consumer extends Thread{ @Override public void run() { while(true){ try { //从阻塞队列中取出一个元素 queue.take(); System.out.println("队列剩余" + queue.size() + "个元素"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } class Producer extends Thread{ @Override public void run() { while (true) { try { //向阻塞队列中插入一个元素 queue.put(1); System.out.println("队列剩余空间：" + (size - queue.size())); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }}8. 执行器
创建一个新线程涉及和操作系统的交互，因此会产生一定的开销。在有些应用场景下，我们会在程序中创建大量生命周期很短的线程，这时我们应该使用线程池（thread pool)。通常，一个线程池中包含一些准备运行的空闲线程，每次将Runnable对象交给线程池，就会有一个线程执行run方法。当run方法执行完毕时，线程不会进入Terminated
状态，而是在线程池中准备等下一个Runnable到来时提供服务。使用线程池统一管理线程可以减少并发线程的数目，线程数过多往往会在线程上下文切换上以及同步操作上浪费过多时间。执行器类（java.util.concurrent.Executors)提供了许多静态工厂方法来构建线程池。
（1）线程池
在Java中，线程池通常指一个ThreadPoolExecutor对象，ThreadPoolExecutor类继承了AbstractExecutorService类，而AbstractExecutorService抽象类实现了ExecutorService接口，ExecutorService接口又扩展了Executor接口。也就是说，Executor接口是Java中实现线程池的最基本接口。我们在使用线程池时通常不直接调用ThreadPoolExecutor类的构造方法，二回使用Executors类提供给我们的静态工厂方法，这些静态工厂方法内部会调用ThreadPoolExecutor的构造方法，并为我们准备好相应的构造参数。
Executor是类中的以下三个方法会返回一个实现了ExecutorService接口的ThreadPoolExecutor类的对象：
ExecutorService newCachedThreadPool() //返回一个带缓存的线程池，该池在必要的时候创建线程，在线程空闲60s后终止线程ExecutorService newFixedThreadPool(int threads) //返回一个线程池，线程数目由threads参数指明ExecutorService newSingleThreadExecutor() //返回只含一个线程的线程池，它在一个单一的线程中依次执行各个任务
- 对于newCachedThreadPool方法返回的线程池：对每个任务，若有空闲线程可用，则立即让它执行任务；若没有可用的空闲线程，它就会创建一个新线程并加入线程池中；
- newFixedThreadPool方法返回的线程池里的线程数目由创建时指定，并一直保持不变。若提交给它的任务多于线程池中的空闲线程数目，那么就会把任务放到队列中，当其他任务执行完毕后再来执行它们；
- newSingleThreadExecutor会返回一个大小为1的线程池，由一个线程执行提交的任务。
以下方法可将一个Runnable对象或Callable对象提交给线程池：
Future submit(Callable task)Future submit(Runnable task, T result)Future submit(Runnable task)
当我们使用完线程池时，就调用shutdown方法，该方法会启动该线程池的关闭例程。被关闭的线程池不能再接受新的任务，当关闭前已存在的任务执行完毕后，线程池死亡。shutdownNow方法可以取消线程池中尚未开始的任务并尝试中断所有线程池中正在运行的线程。
在使用线程池时，我们通常应该按照以下步骤来进行：
（2）预定执行
ScheduledExecutorService接口含有为预定执行（Scheduled Execution）或重复执行的任务专门设计的方法。Executors类的newScheduledThreadPool和newSingleThreadScheduledExecutor方法会返回实现了ScheduledExecutorService接口的对象。可以使用以下方法来预定执行的任务：
ScheduledFuture schedule(Callable task, long time, TimeUnit unit)ScheduledFuture schedule(Runnable task, long time, TimeUnit unit)//以上两个方法预定在指定时间过后执行任务SchedukedFuture scheduleAtFixedRate(Runnable task, long initialDelay, long period, TimeUnit unit) //在指定的延迟（initialDelay）过后，周期性地执行给定任务ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable task, long initialDelay, long delay, TimeUnit unit) //在指定延迟（initialDelay）过后周期性的执行任务，每两个任务间的间隔为delay指定的时间
（3）控制任务组
对ExecutorService对象调用invokeAny方法可以把一个Callable对象集合提交到相应的线程池中执行，并返回某个已经完成的任务的结果，该方法的定义如下：
T invokeAny(Collection> tasks)T invokeAny(Collection> tasks, long timeout, TimeUnit unit)
invokeAll方法也会提交Callable对象集合到相应的线程池中，并返回一个Future对象列表，代表所有任务的解决方案。该方法的定义如下：
List> invokeAll(Collection> tasks)List> invokeAll(Collection> tasks, long timeout, TimeUnit unit)
9. Callable与Future
我们之前提到了创建线程的两种方式，它们有一个共同的缺点，那就是异步方法run没有返回值，也就是说我们无法直接获取它的执行结果，只能通过共享变量或者线程间通信等方式来获取。好消息是通过使用Callable和Future，我们可以方便的获得线程的执行结果。
Callable接口与Runnable接口类似，区别在于它定义的异步方法call有返回值。Callable接口的定义如下：
public interface Callable { V call() throws Exception;}Future可以对具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成以及获取结果。可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任务返回结果。Future接口的定义如下：
public interface Future { boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); boolean isCancelled(); boolean isDone(); V get() throws InterruptedException, ExecutionException; V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;}在Future接口中声明了5个方法，每个方法的作用如下：
- cancel方法用来取消任务，如果取消任务成功则返回true，如果取消任务失败则返回false。参数mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行却没有执行完毕的任务，如果设置true，则表示可以取消正在执行过程中的任务。如果任务已经完成，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，此方法肯定返回false（即如果取消已经完成的任务会返回false）；如果任务正在执行，若mayInterruptIfRunning设置为true，则返回true，若mayInterruptIfRunning设置为false，则返回false；如果任务还没有执行，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，肯定返回true。
- isCancelled方法表示任务是否被取消成功，如果在任务正常完成前被取消成功，则返回 true。
- isDone方法表示任务是否已经完成，若任务完成，则返回true；
- get()方法用来获取执行结果，这个方法会阻塞，一直等到任务执行完才返回；
- get(long timeout, TimeUnit unit)用来获取执行结果，如果在指定时间内，还没获取到结果，就直接返回null。
也就是说Future提供了三种功能：
- 判断任务是否完成；
- 能够中断任务；
- 能够获取任务执行结果。
Future接口的实现类是FutureTask：
public class FutureTask implements RunnableFuture
FutureTask类实现了RunnableFuture接口，这个接口的定义如下：
public interface RunnableFuture extends Runnable, Future { void run();}FutureTask类有如下两个构造器：
public FutureTask(Callable callable) public FutureTask(Runnable runnable, V result)
FutureTask通常与线程池配合使用，通常会创建一个包装了Callable对象的FutureTask实例，并用submit方法将它提交到一个线程池去执行，我们可以通过FutureTask的get方法获取返回结果。
10. 同步容器与并发容器
（1）同步容器
Java中的同步容器指的是线程安全的集合类，同步容器主要包含以下两类：
- 通过Collections类中的相应方法把普通容器类包装成线程安全的版本；
- Vector、HashTable等系统为我们封装好的线程安全的集合类。
相比与并发容器（下面会介绍），同步容器存在以下缺点：
- 对于并发读访问的支持不够好；
- 由于内部多采用synchronized关键字实现，所以性能上不如并发容器；
- 对同步容器进行迭代的同时修改它的内容，会报ConcurrentModificationException异常。
关于同步容器更加详细的介绍请参考这里：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3933404.html
（2）并发容器
并发容器相比于同步容器，具有更强的并发访问支持，主要体现在以下方面：
- 在迭代并发容器时修改其内容并不会抛出ConcurrentModificationException异常；
- 在并发容器的内部实现中尽量避免了使用synchronized关键字，从而增强了并发性。
Java在java.util.concurrent包中提供了主要以下并发容器类：
- ConcurrentHashMap，这个并发容器是为了取代同步的HashMap；
- CopyOnWriteArrayList，使用这个类在迭代时进行修改不抛异常；
- ConcurrentLinkedQuerue是一个非阻塞队列；
- ConcurrentSkipListMap用于在并发环境下替代SortedMap；
- ConcurrentSkipSetMap用于在并发环境下替代SortedSet。
关于这些类的具体使用，大家可以参考官方文档及相关博文。通常来说，并发容器的内部实现做到了并发读取不用加锁，并发写时加锁的粒度尽可能小。
11. 同步器（Synchronizer）
java.util.concurrent包提供了几个帮助我们管理相互合作的线程集的类，这些类的主要功能和适用场景如下：
- CyclicBarrier：它允许线程集等待直至其中预定数目的线程到达某个状态（这个状态叫公共障栅（barrier）），然后可以选择执行一个处理障栅的动作。适用场景：当多个线程都完成某操作，这些线程才能继续执行时，或都完成了某操作后才能执行指定任务时。对CyclicBarrier对象调用await方法即可让相应线程进入barrier状态，等到预定数目的线程都进入了barrier状态后，这些线程就可以继续往下执行了
- CountDownLatch：允许线程集等待直到计数器减为0。适用场景：当一个或多个线程需要等待直到指定数目的事件发生。举例来说，假如主线程需要等待N个子线程执行完毕才继续执行，就可以使用CountDownLatch来实现，需要用到CountDownLatch的以下方法：
1 public void await() throws InterruptedException { }; //调用该方法的线程会进入阻塞状态，直到count值为0才继续执行2 public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //await方法的计时等待版本3 public void countDown() { }; //将CountDownLatch对象count值（初始化时作为参数传入构造方法）减1
- Exchanger：允许两个线程在要交换的对象准备好时交换对象。适用场景：当两个线程工作在统一数据结构的两个实例上时，一个向实例中添加数据，另一个从实例中移除数据。
- Semaphore：允许线程集等待直到被允许继续运行为止。适用场景：限制同一时刻对某一资源并发访问的线程数，初始化Semaphore需要指定许可的数目，线程要访问受限资源时需要获取一个许可，当所有许可都被获取，其他线程就只有等待许可被释放后才能获取。
- SynchronousQueue：允许一个线程把对象交给另一个线程。适用场景：在没有显式同步的情况下，当两个线程准备好将一个对象从一个线程传递到另一个线程。
关于CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore的具体介绍和使用示例大家可以参考这篇博文：Java并发编程：CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore。
三、参考资料
- 面试中关于Java你所需知道的的一切
- 面试中关于Java你所需知道的的一切
- 关于Fragment你所需知道的一切
- 关于Fragment你所需知道的一切
- 关于Fragment你所需知道的一切
- Android Fragment完全解析，关于碎片你所需知道的一切
- Android Fragment完全解析，关于碎片你所需知道的一切
- Android Fragment完全解析，关于碎片你所需知道的一切
- Android Fragment完全解析，关于碎片你所需知道的一切
- Android Fragment完全解析，关于碎片你所需知道的一切
- Android Service完全解析，关于服务你所需知道的一切(下)
- Android Fragment完全解析，关于碎片你所需知道的一切
- Android Service完全解析，关于服务你所需知道的一切(上)
- Android Fragment完全解析，关于碎片你所需知道的一切
- Android Fragment完全解析，关于碎片你所需知道的一切
- Android Fragment完全解析，关于碎片你所需知道的一切
- Android Service完全解析，关于服务你所需知道的一切（上）
- Android Service完全解析，关于服务你所需知道的一切（上）
- 在Windows上搭建Go开发环境
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- java线程面试题
- 180.n1-科大讯飞语音识别
- 面试中关于Java你所需知道的的一切
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