1. 协程是轻量级线程，轻量级表现在哪里？⭐⭐⭐⭐⭐

  2. 说说线程间通信的方式有哪些？⭐⭐⭐⭐⭐

  3. 说说线程同步方式有哪些？⭐⭐⭐⭐⭐

  4. 有了进程，为什么还要有线程？⭐⭐⭐⭐⭐

  5. 单核机器上写多线程程序，是否要考虑加锁，为什么？⭐⭐⭐⭐⭐

  6. 说说多线程和多进程的不同？⭐⭐⭐⭐⭐

  7. 简述互斥锁的机制，互斥锁与读写的区别？⭐⭐⭐⭐⭐

  8. 说说线程池的设计思路，线程池中线程的数量由什么确定？⭐⭐⭐

  9. 进程和线程相比，为什么慢？⭐⭐⭐⭐⭐

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  1. 协程是轻量级线程，轻量级表现在哪里？⭐⭐⭐⭐⭐

    1. 协程调用跟切换比线程效率高：协程执行效率极高。协程不需要多线程的锁机制，可以不加锁的访问全局变量，所以上下文的切换非常快。

    2. 协程占用内存少：执行协程只需要极少的栈内存（大概是4～5KB），而默认情况下，线程栈的大小为1MB。

    3. 切换开销更少：协程直接操作栈基本没有内核切换的开销，所以切换开销比线程少。

  2. 说说线程间通信的方式有哪些？⭐⭐⭐⭐⭐

    线程间的通信方式包括互斥量、信号量、条件变量、读写锁：

    1. 互斥量：采用互斥对象机制，只有拥有互斥对象的线程才可以访问。因为互斥对象只有一个，所以可以保证公共资源不会被多个线程同时访问。
    2. 信号量：计数器，允许多个线程同时访问同一个资源。
    3. 条件变量：通过条件变量通知操作的方式来保持多线程同步。
    4. 读写锁：读写锁与互斥量类似。但互斥量要么是锁住状态，要么就是不加锁状态。读写锁一次只允许一个线程写，但允许一次多个线程读，这样效率就比互斥锁要高。

  3. 说说线程同步方式有哪些？⭐⭐⭐⭐⭐

    线程间的同步方式包括互斥锁、信号量、条件变量、读写锁：

    1. 互斥锁：采用互斥对象机制，只有拥有互斥对象的线程才可以访问。因为互斥对象只有一个，所以可以保证公共资源不会被多个线程同时访问。
    2. 信号量：计数器，允许多个线程同时访问同一个资源。
    3. 条件变量：通过条件变量通知操作的方式来保持多线程同步。
    4. 读写锁：读写锁与互斥量类似。但互斥量要么是锁住状态，要么就是不加锁状态。读写锁一次只允许一个线程写，但允许一次多个线程读，这样效率就比互斥锁要高。

  4. 有了进程，为什么还要有线程？⭐⭐⭐⭐⭐

    1. 原因

      进程在早期的多任务操作系统中是基本的执行单元。每次进程切换，都要先保存进程资源然后再恢复，这称为上下文切换。但是进程频繁切换将引起额外开销，从而严重影响系统的性能。为了减少进程切换的开销，人们把两个任务放到一个进程中，每个任务用一个更小粒度的执行单元来实现并发执行，这就是线程。

    2. 线程与进程对比

      （1）**进程间的信息难以共享。**由于除去只读代码段外，父子进程并未共享内存，因此必须采用一些进程间通信方式，在进程间进行信息交换。

      但多个线程共享进程的内存，如代码段、数据段、扩展段，线程间进行信息交换十分方便。

      （2）调用 fork() 来创建进程的代价相对较高，即便利用写时复制技术，仍然需要复制诸如内存页表和文件描述符表之类的多种进程属性，这意味着 fork() 调用在时间上的开销依然不菲。

      **但创建线程比创建进程通常要快 10 倍甚至更多。**线程间是共享虚拟地址空间的，无需采用写时复制来复制内存，也无需复制页表。

  5. 单核机器上写多线程程序，是否要考虑加锁，为什么？⭐⭐⭐⭐⭐

    在单核机器上写多线程程序，仍然需要线程锁。

    原因：因为线程锁通常用来实现线程的同步和通信。在单核机器上的多线程程序，仍然存在线程同步的问题。因为在抢占式操作系统中，通常为每个线程分配一个时间片，当某个线程时间片耗尽时，操作系统会将其挂起，然后运行另一个线程。如果这两个线程共享某些数据，不使用线程锁的前提下，可能会导致共享数据修改引起冲突。

  6. 说说多线程和多进程的不同？⭐⭐⭐⭐⭐

    （1）一个线程从属于一个进程；一个进程可以包含多个线程。

    （2）一个线程意外死亡，可能导致进程挂掉，多线程也可能挂掉；一个进程挂掉，不会影响其他进程，多进程稳定。

    （3）进程系统开销显著大于线程开销；线程需要的系统资源更少。

    （4）多个进程在执行时拥有各自独立的内存单元，多个线程共享进程的内存，如代码段、数据段、扩展段；但每个线程拥有自己的栈段和寄存器组。

    （5）多进程切换时需要刷新TLB并获取新的地址空间，然后切换硬件上下文和内核栈；多线程切换时只需要切换硬件上下文和内核栈。

    （6）通信方式不一样。

    （7）多进程适应于多核、多机分布；多线程适用于多核

  7. 简述互斥锁的机制，互斥锁与读写的区别？⭐⭐⭐⭐⭐

    1. 互斥锁机制：mutex，用于保证在任何时刻，都只能有一个线程访问该对象。当获取锁操作失败时，线程会进入阻塞，等待锁释放。

    2. 互斥锁和读写锁：

      （1） 读写锁区分读者和写者，而互斥锁不区分

      （2）互斥锁同一时间只允许一个线程访问该对象，无论读写；读写锁同一时间内只允许一个写者，但是允许多个读者同时读对象。

  8. 说说线程池的设计思路，线程池中线程的数量由什么确定？⭐⭐⭐

    1. 设计思路：

      实现线程池有以下几个步骤： （1）设置一个生产者消费者队列，作为临界资源。

      （2）初始化n个线程，并让其运行起来，加锁去队列里取任务运行

      （3）当任务队列为空时，所有线程阻塞。

      （4）当生产者队列来了一个任务后，先对队列加锁，把任务挂到队列上，然后使用条件变量去通知阻塞中的一个线程来处理。

    2. 线程池中线程数量：

      线程数量和哪些因素有关：CPU，IO、并行、并发

      如果是CPU密集型应用，则线程池大小设置为：CPU数目+1
如果是IO密集型应用，则线程池大小设置为：2*CPU数目+1
最佳线程数目 = （线程等待时间与线程CPU时间之比 + 1）* CPU数目

      所以线程等待时间所占比例越高，需要越多线程。线程CPU时间所占比例越高，需要越少线程。

    3. 为什么要创建线程池：

      创建线程和销毁线程的花销是比较大的，这些时间有可能比处理业务的时间还要长。这样频繁的创建线程和销毁线程，再加上业务工作线程，消耗系统资源的时间，可能导致系统资源不足。同时线程池也是为了提升系统效率。

    4. 线程池的核心线程与普通线程：

      任务队列可以存放100个任务，此时为空，线程池里有10个核心线程，若突然来了10个任务，那么刚好10个核心线程直接处理；若又来了90个任务，此时核心线程来不及处理，那么有80个任务先入队列，再创建核心线程处理任务；若又来了120个任务，此时任务队列已满，不得已，就得创建20个普通线程来处理多余的任务。 以上是线程池的工作流程。

  9. 进程和线程相比，为什么慢？⭐⭐⭐⭐⭐

    1. 进程系统开销显著大于线程开销；线程需要的系统资源更少。
    2. 进程切换开销比线程大。多进程切换时需要刷新TLB并获取新的地址空间，然后切换硬件上下文和内核栈；多线程切换时只需要切换硬件上下文和内核栈。
    3. 进程通信比线程通信开销大。进程通信需要借助管道、队列、共享内存，需要额外申请空间，通信繁琐；而线程共享进程的内存，如代码段、数据段、扩展段，通信快捷简单，同步开销更小。

##豆芽点评 线程和进程很重要，高频考点。