1、并發(fā)編程三要素?
1)原子性
原子性指的是一個(gè)或者多個(gè)操作,要么全部執(zhí)行并且在執(zhí)行的過(guò)程中不被其他操作打斷般堆,要么就全部都不執(zhí)行。
2)可見(jiàn)性
可見(jiàn)性指多個(gè)線程操作一個(gè)共享變量時(shí)诚啃,其中一個(gè)線程對(duì)變量進(jìn)行修改后淮摔,其他線程可以立即看到修改的結(jié)果。
實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)性的方法:
synchronized或者Lock:保證同一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)線程獲取鎖執(zhí)行代碼始赎,鎖釋放之前把最新的值刷新到主內(nèi)存和橙,實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)性。
3)有序性
有序性造垛,即程序的執(zhí)行順序按照代碼的先后順序來(lái)執(zhí)行魔招。
2、多線程的價(jià)值五辽?
1)發(fā)揮多核CPU的優(yōu)勢(shì)
多線程办斑,可以真正發(fā)揮出多核CPU的優(yōu)勢(shì)來(lái),達(dá)到充分利用CPU的目的,采用多線程的方式去同時(shí)完成幾件事情而不互相干擾乡翅。
2)防止阻塞
從程序運(yùn)行效率的角度來(lái)看鳞疲,單核CPU不但不會(huì)發(fā)揮出多線程的優(yōu)勢(shì),反而會(huì)因?yàn)樵趩魏薈PU上運(yùn)行多線程導(dǎo)致線程上下文的切換蠕蚜,而降低程序整體的效率尚洽。但是單核CPU我們還是要應(yīng)用多線程,就是為了防止阻塞波势。試想翎朱,如果單核CPU使用單線程,那么只要這個(gè)線程阻塞了尺铣,比方說(shuō)遠(yuǎn)程讀取某個(gè)數(shù)據(jù)吧,對(duì)端遲遲未返回又沒(méi)有設(shè)置超時(shí)時(shí)間争舞,那么你的整個(gè)程序在數(shù)據(jù)返回回來(lái)之前就停止運(yùn)行了凛忿。多線程可以防止這個(gè)問(wèn)題,多條線程同時(shí)運(yùn)行竞川,哪怕一條線程的代碼執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)阻塞店溢,也不會(huì)影響其它任務(wù)的執(zhí)行。
3)便于建模
這是另外一個(gè)沒(méi)有這么明顯的優(yōu)點(diǎn)了委乌。假設(shè)有一個(gè)大的任務(wù)A床牧,單線程編程,那么就要考慮很多遭贸,建立整個(gè)程序模型比較麻煩戈咳。但是如果把這個(gè)大的任務(wù)A分解成幾個(gè)小任務(wù),任務(wù)B壕吹、任務(wù)C著蛙、任務(wù)D,分別建立程序模型耳贬,并通過(guò)多線程分別運(yùn)行這幾個(gè)任務(wù)踏堡,那就簡(jiǎn)單很多了。
3咒劲、創(chuàng)建線程的有哪些方式顷蟆?
1)繼承Thread類(lèi)創(chuàng)建線程類(lèi)
2)通過(guò)Runnable接口創(chuàng)建線程類(lèi)
3)通過(guò)Callable和Future創(chuàng)建線程
4.創(chuàng)建線程的三種方式的對(duì)比?
1)采用實(shí)現(xiàn)Runnable腐魂、Callable接口的方式創(chuàng)建多線程帐偎。
優(yōu)勢(shì)是:
線程類(lèi)只是實(shí)現(xiàn)了Runnable接口或Callable接口,還可以繼承其他類(lèi)挤渔。
在這種方式下肮街,多個(gè)線程可以共享同一個(gè)target對(duì)象,所以非常適合多個(gè)相同線程來(lái)處理同一份資源的情況判导,從而可以將CPU嫉父、代碼和數(shù)據(jù)分開(kāi)沛硅,形成清晰的模型,較好地體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮乃枷搿?/p>
劣勢(shì)是:
編程稍微復(fù)雜绕辖,如果要訪問(wèn)當(dāng)前線程,則必須使用Thread.currentThread()方法仪际。
2)使用繼承Thread類(lèi)的方式創(chuàng)建多線程
優(yōu)勢(shì)是:
編寫(xiě)簡(jiǎn)單围小,如果需要訪問(wèn)當(dāng)前線程,則無(wú)需使用Thread.currentThread()方法树碱,直接使用this即可獲得當(dāng)前線程肯适。
劣勢(shì)是:
線程類(lèi)已經(jīng)繼承了Thread類(lèi),所以不能再繼承其他父類(lèi)成榜。
3)Runnable和Callable的區(qū)別
- Callable規(guī)定(重寫(xiě))的方法是call()框舔,Runnable規(guī)定(重寫(xiě))的方法是run()。
- Callable的任務(wù)執(zhí)行后可返回值赎婚,而Runnable的任務(wù)是不能返回值的刘绣。
- Call方法可以?huà)伋霎惓#瑀un方法不可以挣输。
- 運(yùn)行Callable任務(wù)可以拿到一個(gè)Future對(duì)象纬凤,表示異步計(jì)算的結(jié)果。它提供了檢查計(jì)算是否完成的方法撩嚼,以等待計(jì)算的完成停士,并檢索計(jì)算的結(jié)果。通過(guò)Future對(duì)象可以了解任務(wù)執(zhí)行情況绢馍,可取消任務(wù)的執(zhí)行向瓷,還可獲取執(zhí)行結(jié)果。
5舰涌、線程的狀態(tài)流轉(zhuǎn)圖
線程的生命周期及五種基本狀態(tài):
史上最強(qiáng)多線程面試44題和答案:線程鎖+線程池+線程同步等
Java線程具有五中基本狀態(tài)
1)新建狀態(tài)(New):當(dāng)線程對(duì)象對(duì)創(chuàng)建后猖任,即進(jìn)入了新建狀態(tài),如:Thread t = new MyThread();
2)就緒狀態(tài)(Runnable):當(dāng)調(diào)用線程對(duì)象的start()方法(t.start();)瓷耙,線程即進(jìn)入就緒狀態(tài)朱躺。處于就緒狀態(tài)的線程,只是說(shuō)明此線程已經(jīng)做好了準(zhǔn)備搁痛,隨時(shí)等待CPU調(diào)度執(zhí)行长搀,并不是說(shuō)執(zhí)行了t.start()此線程立即就會(huì)執(zhí)行;
3)運(yùn)行狀態(tài)(Running):當(dāng)CPU開(kāi)始調(diào)度處于就緒狀態(tài)的線程時(shí)鸡典,此時(shí)線程才得以真正執(zhí)行源请,即進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)。注:就 緒狀態(tài)是進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)的唯一入口,也就是說(shuō)谁尸,線程要想進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行舅踪,首先必須處于就緒狀態(tài)中;
4)阻塞狀態(tài)(Blocked):處于運(yùn)行狀態(tài)中的線程由于某種原因良蛮,暫時(shí)放棄對(duì)CPU的使用權(quán)抽碌,停止執(zhí)行,此時(shí)進(jìn)入阻塞狀態(tài)决瞳,直到其進(jìn)入到就緒狀態(tài)货徙,才 有機(jī)會(huì)再次被CPU調(diào)用以進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)阻塞產(chǎn)生的原因不同皮胡,阻塞狀態(tài)又可以分為三種:
1.等待阻塞:運(yùn)行狀態(tài)中的線程執(zhí)行wait()方法痴颊,使本線程進(jìn)入到等待阻塞狀態(tài);
2.同步阻塞 — 線程在獲取synchronized同步鎖失敗(因?yàn)殒i被其它線程所占用)胸囱,它會(huì)進(jìn)入同步阻塞狀態(tài)祷舀;
3.其他阻塞 — 通過(guò)調(diào)用線程的sleep()或join()或發(fā)出了I/O請(qǐng)求時(shí),線程會(huì)進(jìn)入到阻塞狀態(tài)烹笔。當(dāng)sleep()狀態(tài)超時(shí)、join()等待線程終止或者超時(shí)抛丽、或者I/O處理完畢時(shí)谤职,線程重新轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。
5)死亡狀態(tài)(Dead):線程執(zhí)行完了或者因異常退出了run()方法亿鲜,該線程結(jié)束生命周期允蜈。
6.什么是線程池? 有哪幾種創(chuàng)建方式蒿柳?
線程池就是提前創(chuàng)建若干個(gè)線程饶套,如果有任務(wù)需要處理,線程池里的線程就會(huì)處理任務(wù)垒探,處理完之后線程并不會(huì)被銷(xiāo)毀妓蛮,而是等待下一個(gè)任務(wù)。由于創(chuàng)建和銷(xiāo)毀線程都是消耗系統(tǒng)資源的圾叼,所以當(dāng)你想要頻繁的創(chuàng)建和銷(xiāo)毀線程的時(shí)候就可以考慮使用線程池來(lái)提升系統(tǒng)的性能蛤克。
java 提供了一個(gè) java.util.concurrent.Executor接口的實(shí)現(xiàn)用于創(chuàng)建線程池。
四種線程池的創(chuàng)建:
(1)newCachedThreadPool創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程池
(2)newFixedThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池夷蚊,可控制線程最大并發(fā)數(shù)构挤。
(3)newScheduledThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池,支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行惕鼓。
(4)newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個(gè)單線程化的線程池筋现,它只會(huì)用唯一的工作線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)。
7.線程池的優(yōu)點(diǎn)?
1)重用存在的線程矾飞,減少對(duì)象創(chuàng)建銷(xiāo)毀的開(kāi)銷(xiāo)一膨。
2)可有效的控制最大并發(fā)線程數(shù),提高系統(tǒng)資源的使用率凰慈,同時(shí)避免過(guò)多資源競(jìng)爭(zhēng)汞幢,避免堵塞。
3)提供定時(shí)執(zhí)行微谓、定期執(zhí)行森篷、單線程、并發(fā)數(shù)控制等功能豺型。
8.Java中的同步集合與并發(fā)集合有什么區(qū)別仲智?
同步集合類(lèi):
- Vector
- Stack
- HashTable
- Collections.synchronized方法生成
并發(fā)集合類(lèi):
- ConcurrentHashMap
- CopyOnWriteArrayList
- CopyOnWriteArraySet等
9.同步集合與并發(fā)集合的區(qū)別
同步集合與并發(fā)集合都為多線程和并發(fā)提供了合適的線程安全的集合,不過(guò)并發(fā)集合的可擴(kuò)展性更高姻氨。同步集合比并發(fā)集合會(huì)慢得多钓辆,主要原因是鎖,同步集合會(huì)對(duì)整個(gè)May或List加鎖肴焊,而并發(fā)集合例如ConcurrentHashMap前联,
把整個(gè)Map 劃分成幾個(gè)片段,只對(duì)相關(guān)的幾個(gè)片段上鎖娶眷,同時(shí)允許多線程訪問(wèn)其他未上鎖的片段(JDK1.8版本底層加入了紅黑樹(shù))似嗤。
10.常用的并發(fā)工具類(lèi)有哪些?
- CountDownLatch
- CyclicBarrier
- Semaphore
- Exchanger
11.CyclicBarrier和CountDownLatch的應(yīng)用場(chǎng)景届宠?
CountDownLatch : 一個(gè)線程(或者多個(gè))烁落, 等待另外N個(gè)線程完成某個(gè)事情之后才能執(zhí)行。 CyclicBarrier : N個(gè)線程相互等待豌注,任何一個(gè)線程完成之前伤塌,所有的線程都必須等待。
CountDownLatch的使用場(chǎng)景:
在一些應(yīng)用場(chǎng)合中轧铁,需要等待某個(gè)條件達(dá)到要求后才能做后面的事情每聪;同時(shí)當(dāng)線程都完成后也會(huì)觸發(fā)事件,以便進(jìn)行后面的操作, 這個(gè)時(shí)候就可以使用CountDownLatch属桦。
CyclicBarrier 使用場(chǎng)景
CyclicBarrier可以用于多線程計(jì)算數(shù)據(jù)熊痴,最后合并計(jì)算結(jié)果的應(yīng)用場(chǎng)景。
12.CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別
1)CountDownLatch簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一個(gè)線程等待聂宾,直到他所等待的其他線程都執(zhí)行完成并且調(diào)用countDown()方法發(fā)出通知后果善,當(dāng)前線程才可以繼續(xù)執(zhí)行。
2)cyclicBarrier是所有線程都進(jìn)行等待系谐,直到所有線程都準(zhǔn)備好進(jìn)入await()方法之后巾陕,所有線程同時(shí)開(kāi)始執(zhí)行讨跟!
3)CountDownLatch的計(jì)數(shù)器只能使用一次。而CyclicBarrier的計(jì)數(shù)器可以使用reset() 方法重置鄙煤。所以CyclicBarrier能處理更為復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景晾匠,比如如果計(jì)算發(fā)生錯(cuò)誤,可以重置計(jì)數(shù)器梯刚,并讓線程們重新執(zhí)行一次凉馆。
4)CyclicBarrier還提供其他有用的方法,比如getNumberWaiting方法可以獲得CyclicBarrier阻塞的線程數(shù)量亡资。isBroken方法用來(lái)知道阻塞的線程是否被中斷澜共。如果被中斷返回true,否則返回false锥腻。
13.synchronized的作用嗦董?
在Java中,synchronized關(guān)鍵字是用來(lái)控制線程同步的瘦黑,就是在多線程的環(huán)境下京革,控制synchronized代碼段不被多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行。
synchronized既可以加在一段代碼上幸斥,也可以加在方法上匹摇。
14.volatile關(guān)鍵字的作用
對(duì)于可見(jiàn)性,Java提供了volatile關(guān)鍵字來(lái)保證可見(jiàn)性甲葬。
當(dāng)一個(gè)共享變量被volatile修飾時(shí)来惧,它會(huì)保證修改的值會(huì)立即被更新到主存,當(dāng)有其他線程需要讀取時(shí)演顾,它會(huì)去內(nèi)存中讀取新值。
從實(shí)踐角度而言隅居,volatile的一個(gè)重要作用就是和CAS結(jié)合钠至,保證了原子性,詳細(xì)的可以參見(jiàn)java.util.concurrent.atomic包下的類(lèi)胎源,比如AtomicInteger棉钧。
15.什么是CAS
CAS是compare and swap的縮寫(xiě),即我們所說(shuō)的比較交換涕蚤。
cas是一種基于鎖的操作宪卿,而且是樂(lè)觀鎖。在java中鎖分為樂(lè)觀鎖和悲觀鎖万栅。悲觀鎖是將資源鎖住佑钾,等一個(gè)之前獲得鎖的線程釋放鎖之后,下一個(gè)線程才可以訪問(wèn)烦粒。而樂(lè)觀鎖采取了一種寬泛的態(tài)度休溶,通過(guò)某種方式不加鎖來(lái)處理資源代赁,比如通過(guò)給記錄加version來(lái)獲取數(shù)據(jù),性能較悲觀鎖有很大的提高兽掰。
CAS
操作包含三個(gè)操作數(shù) ——
內(nèi)存位置(V)芭碍、預(yù)期原值(A)和新值(B)。如果內(nèi)存地址里面的值和A的值是一樣的孽尽,那么就將內(nèi)存里面的值更新成B窖壕。CAS是通過(guò)無(wú)限循環(huán)來(lái)獲取數(shù)據(jù)的,若果在第一輪循環(huán)中杉女,a線程獲取地址里面的值被b線程修改了瞻讽,那么a線程需要自旋,到下次循環(huán)才有可能機(jī)會(huì)執(zhí)行宠纯。
java.util.concurrent.atomic 包下的類(lèi)大多是使用CAS操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的( AtomicInteger,AtomicBoolean,AtomicLong)卸夕。
16. CAS的問(wèn)題
1)CAS容易造成ABA問(wèn)題。一個(gè)線程a將數(shù)值改成了b婆瓜,接著又改成了a快集,此時(shí)CAS認(rèn)為是沒(méi)有變化,其實(shí)是已經(jīng)變化過(guò)了廉白,而這個(gè)問(wèn)題的解決方案可以使用版本號(hào)標(biāo)識(shí)个初,每操作一次version加1。在java5中猴蹂,已經(jīng)提供了AtomicStampedReference來(lái)解決問(wèn)題院溺。
2) 不能保證代碼塊的原子性
CAS機(jī)制所保證的知識(shí)一個(gè)變量的原子性操作,而不能保證整個(gè)代碼塊的原子性磅轻。比如需要保證3個(gè)變量共同進(jìn)行原子性的更新珍逸,就不得不使用synchronized了。
3)CAS造成CPU利用率增加聋溜。之前說(shuō)過(guò)了CAS里面是一個(gè)循環(huán)判斷的過(guò)程谆膳,如果線程一直沒(méi)有獲取到狀態(tài),cpu資源會(huì)一直被占用撮躁。
17.什么是Future漱病?
在并發(fā)編程中,我們經(jīng)常用到非阻塞的模型把曼,在之前的多線程的三種實(shí)現(xiàn)中杨帽,不管是繼承thread類(lèi)還是實(shí)現(xiàn)runnable接口,都無(wú)法保證獲取到之前的執(zhí)行結(jié)果嗤军。通過(guò)實(shí)現(xiàn)Callback接口注盈,并用Future可以來(lái)接收多線程的執(zhí)行結(jié)果。
Future表示一個(gè)可能還沒(méi)有完成的異步任務(wù)的結(jié)果型雳,針對(duì)這個(gè)結(jié)果可以添加Callback以便在任務(wù)執(zhí)行成功或失敗后作出相應(yīng)的操作当凡。
18.什么是AQS
AQS是AbustactQueuedSynchronizer的簡(jiǎn)稱(chēng)山害,它是一個(gè)Java提高的底層同步工具類(lèi),用一個(gè)int類(lèi)型的變量表示同步狀態(tài)沿量,并提供了一系列的CAS操作來(lái)管理這個(gè)同步狀態(tài)浪慌。
AQS是一個(gè)用來(lái)構(gòu)建鎖和同步器的框架,使用AQS能簡(jiǎn)單且高效地構(gòu)造出應(yīng)用廣泛的大量的同步器朴则,比如我們提到的ReentrantLock权纤,Semaphore构资,其他的諸如ReentrantReadWriteLock内地,SynchronousQueue,F(xiàn)utureTask等等皆是基于AQS的腺律。
AQS支持兩種同步方式:
1.獨(dú)占式
2.共享式
這樣方便使用者實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型的同步組件撤蚊,獨(dú)占式如ReentrantLock古掏,共享式如Semaphore,CountDownLatch侦啸,組合式的如ReentrantReadWriteLock槽唾。總之光涂,AQS為使用提供了底層支撐庞萍,如何組裝實(shí)現(xiàn),使用者可以自由發(fā)揮忘闻。
19.ReadWriteLock是什么
首先明確一下钝计,不是說(shuō)ReentrantLock不好,只是ReentrantLock某些時(shí)候有局限齐佳。如果使用ReentrantLock私恬,可能本身是為了防止線程A在寫(xiě)數(shù)據(jù)、線程B在讀數(shù)據(jù)造成的數(shù)據(jù)不一致炼吴,但這樣践付,如果線程C在讀數(shù)據(jù)、線程D也在讀數(shù)據(jù)缺厉,讀數(shù)據(jù)是不會(huì)改變數(shù)據(jù)的,沒(méi)有必要加鎖隧土,但是還是加鎖了提针,降低了程序的性能。
因?yàn)檫@個(gè)曹傀,才誕生了讀寫(xiě)鎖ReadWriteLock辐脖。ReadWriteLock是一個(gè)讀寫(xiě)鎖接口,ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)皆愉,實(shí)現(xiàn)了讀寫(xiě)的分離嗜价,讀鎖是共享的艇抠,寫(xiě)鎖是獨(dú)占的,讀和讀之間不會(huì)互斥久锥,讀和寫(xiě)家淤、寫(xiě)和讀、寫(xiě)和寫(xiě)之間才會(huì)互斥瑟由,提升了讀寫(xiě)的性能絮重。
20.FutureTask是什么
這個(gè)其實(shí)前面有提到過(guò),F(xiàn)utureTask表示一個(gè)異步運(yùn)算的任務(wù)歹苦。FutureTask里面可以傳入一個(gè)Callable的具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)青伤,可以對(duì)這個(gè)異步運(yùn)算的任務(wù)的結(jié)果進(jìn)行等待獲取、判斷是否已經(jīng)完成殴瘦、取消任務(wù)等操作狠角。當(dāng)然,由于FutureTask也是Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)蚪腋,所以FutureTask也可以放入線程池中丰歌。
21.synchronized和ReentrantLock的區(qū)別
synchronized是和if、else辣吃、for动遭、while一樣的關(guān)鍵字,ReentrantLock是類(lèi)神得,這是二者的本質(zhì)區(qū)別厘惦。既然ReentrantLock是類(lèi),那么它就提供了比synchronized更多更靈活的特性哩簿,可以被繼承宵蕉、可以有方法、可以有各種各樣的類(lèi)變量节榜,ReentrantLock比synchronized的擴(kuò)展性體現(xiàn)在幾點(diǎn)上:
(1)ReentrantLock可以對(duì)獲取鎖的等待時(shí)間進(jìn)行設(shè)置羡玛,這樣就避免了死鎖
(2)ReentrantLock可以獲取各種鎖的信息
(3)ReentrantLock可以靈活地實(shí)現(xiàn)多路通知
另外,二者的鎖機(jī)制其實(shí)也是不一樣的宗苍。ReentrantLock底層調(diào)用的是Unsafe的park方法加鎖稼稿,synchronized操作的應(yīng)該是對(duì)象頭中mark word,這點(diǎn)我不能確定讳窟。
22.什么是樂(lè)觀鎖和悲觀鎖
(1)樂(lè)觀鎖:就像它的名字一樣让歼,對(duì)于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線程安全問(wèn)題持樂(lè)觀狀態(tài),樂(lè)觀鎖認(rèn)為競(jìng)爭(zhēng)不總是會(huì)發(fā)生丽啡,因此它不需要持有鎖谋右,將比較-替換這兩個(gè)動(dòng)作作為一個(gè)原子操作嘗試去修改內(nèi)存中的變量,如果失敗則表示發(fā)生沖突补箍,那么就應(yīng)該有相應(yīng)的重試邏輯改执。
(2)悲觀鎖:還是像它的名字一樣啸蜜,對(duì)于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線程安全問(wèn)題持悲觀狀態(tài),悲觀鎖認(rèn)為競(jìng)爭(zhēng)總是會(huì)發(fā)生辈挂,因此每次對(duì)某資源進(jìn)行操作時(shí)衬横,都會(huì)持有一個(gè)獨(dú)占的鎖,就像synchronized呢岗,不管三七二十一冕香,直接上了鎖就操作資源了。
23.線程B怎么知道線程A修改了變量
- volatile修飾變量
- synchronized修飾修改變量的方法
- wait/notify
- while輪詢(xún)
24.synchronized后豫、volatile悉尾、CAS比較
- synchronized是悲觀鎖,屬于搶占式挫酿,會(huì)引起其他線程阻塞构眯。
- volatile提供多線程共享變量可見(jiàn)性和禁止指令重排序優(yōu)化。
- CAS是基于沖突檢測(cè)的樂(lè)觀鎖(非阻塞)
25.sleep方法和wait方法有什么區(qū)別?
這個(gè)問(wèn)題常問(wèn)早龟,sleep方法和wait方法都可以用來(lái)放棄CPU一定的時(shí)間惫霸,不同點(diǎn)在于如果線程持有某個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器,sleep方法不會(huì)放棄這個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器葱弟,wait方法會(huì)放棄這個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器
26.ThreadLocal是什么壹店?有什么用?
ThreadLocal是一個(gè)本地線程副本變量工具類(lèi)芝加。主要用于將私有線程和該線程存放的副本對(duì)象做一個(gè)映射硅卢,各個(gè)線程之間的變量互不干擾,在高并發(fā)場(chǎng)景下藏杖,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)狀態(tài)的調(diào)用将塑,特別適用于各個(gè)線程依賴(lài)不通的變量值完成操作的場(chǎng)景。
簡(jiǎn)單說(shuō)ThreadLocal就是一種以空間換時(shí)間的做法蝌麸,在每個(gè)Thread里面維護(hù)了一個(gè)以開(kāi)地址法實(shí)現(xiàn)的ThreadLocal.ThreadLocalMap点寥,把數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離,數(shù)據(jù)不共享来吩,自然就沒(méi)有線程安全方面的問(wèn)題了敢辩。
27.為什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步塊中被調(diào)用
這是JDK強(qiáng)制的,wait()方法和notify()/notifyAll()方法在調(diào)用前都必須先獲得對(duì)象的鎖
28.多線程同步有哪幾種方法弟疆?
- Synchronized關(guān)鍵字责鳍,Lock鎖實(shí)現(xiàn),分布式鎖等兽间。
29.線程的調(diào)度策略
線程調(diào)度器選擇優(yōu)先級(jí)最高的線程運(yùn)行,但是正塌,如果發(fā)生以下情況嘀略,就會(huì)終止線程的運(yùn)行:
(1)線程體中調(diào)用了yield方法讓出了對(duì)cpu的占用權(quán)利
(2)線程體中調(diào)用了sleep方法使線程進(jìn)入睡眠狀態(tài)
(3)線程由于IO操作受到阻塞
(4)另外一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)線程出現(xiàn)
(5)在支持時(shí)間片的系統(tǒng)中恤溶,該線程的時(shí)間片用完
30.ConcurrentHashMap的并發(fā)度是什么
ConcurrentHashMap的并發(fā)度就是segment的大小,默認(rèn)為16帜羊,這意味著最多同時(shí)可以有16條線程操作ConcurrentHashMap咒程,這也是ConcurrentHashMap對(duì)Hashtable的最大優(yōu)勢(shì),任何情況下讼育,Hashtable能同時(shí)有兩條線程獲取Hashtable中的數(shù)據(jù)嗎帐姻?
31.Java死鎖以及如何避免?
Java中的死鎖是一種編程情況奶段,其中兩個(gè)或多個(gè)線程被永久阻塞饥瓷,Java死鎖情況出現(xiàn)至少兩個(gè)線程和兩個(gè)或更多資源。
Java發(fā)生死鎖的根本原因是:在申請(qǐng)鎖時(shí)發(fā)生了交叉閉環(huán)申請(qǐng)痹籍。
死鎖的原因
1)是多個(gè)線程涉及到多個(gè)鎖呢铆,這些鎖存在著交叉,所以可能會(huì)導(dǎo)致了一個(gè)鎖依賴(lài)的閉環(huán)蹲缠。
例如:線程在獲得了鎖A并且沒(méi)有釋放的情況下去申請(qǐng)鎖B棺克,這時(shí),另一個(gè)線程已經(jīng)獲得了鎖B线定,在釋放鎖B之前又要先獲得鎖A娜谊,因此閉環(huán)發(fā)生,陷入死鎖循環(huán)斤讥。
2)默認(rèn)的鎖申請(qǐng)操作是阻塞的纱皆。
所以要避免死鎖,就要在一遇到多個(gè)對(duì)象鎖交叉的情況周偎,就要仔細(xì)審查這幾個(gè)對(duì)象的類(lèi)中的所有方法抹剩,是否存在著導(dǎo)致鎖依賴(lài)的環(huán)路的可能性。 總之是盡量避免在一個(gè)同步方法中調(diào)用其它對(duì)象的延時(shí)方法和同步方法蓉坎。
32.怎么喚醒一個(gè)阻塞的線程
如果線程是因?yàn)檎{(diào)用了wait()澳眷、sleep()或者join()方法而導(dǎo)致的阻塞,可以中斷線程蛉艾,并且通過(guò)拋出InterruptedException來(lái)喚醒它钳踊;如果線程遇到了IO阻塞,無(wú)能為力勿侯,因?yàn)镮O是操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的拓瞪,Java代碼并沒(méi)有辦法直接接觸到操作系統(tǒng)。
33.不可變對(duì)象對(duì)多線程有什么幫助
前面有提到過(guò)的一個(gè)問(wèn)題助琐,不可變對(duì)象保證了對(duì)象的內(nèi)存可見(jiàn)性祭埂,對(duì)不可變對(duì)象的讀取不需要進(jìn)行額外的同步手段,提升了代碼執(zhí)行效率。
34.什么是多線程的上下文切換
多線程的上下文切換是指CPU控制權(quán)由一個(gè)已經(jīng)正在運(yùn)行的線程切換到另外一個(gè)就緒并等待獲取CPU執(zhí)行權(quán)的線程的過(guò)程蛆橡。
35.如果你提交任務(wù)時(shí)舌界,線程池隊(duì)列已滿(mǎn),這時(shí)會(huì)發(fā)生什么
這里區(qū)分一下:
- 如果使用的是無(wú)界隊(duì)列LinkedBlockingQueue泰演,也就是無(wú)界隊(duì)列的話(huà)呻拌,沒(méi)關(guān)系,繼續(xù)添加任務(wù)到阻塞隊(duì)列中等待執(zhí)行睦焕,因?yàn)長(zhǎng)inkedBlockingQueue可以近乎認(rèn)為是一個(gè)無(wú)窮大的隊(duì)列藐握,可以無(wú)限存放任務(wù)
- 如果使用的是有界隊(duì)列比如ArrayBlockingQueue,任務(wù)首先會(huì)被添加到ArrayBlockingQueue中垃喊,ArrayBlockingQueue滿(mǎn)了猾普,會(huì)根據(jù)maximumPoolSize的值增加線程數(shù)量,如果增加了線程數(shù)量還是處理不過(guò)來(lái)缔御,ArrayBlockingQueue繼續(xù)滿(mǎn)抬闷,那么則會(huì)使用拒絕策略RejectedExecutionHandler處理滿(mǎn)了的任務(wù),默認(rèn)是AbortPolicy
36.Java中用到的線程調(diào)度算法是什么
搶占式耕突。一個(gè)線程用完CPU之后笤成,操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)線程優(yōu)先級(jí)、線程饑餓情況等數(shù)據(jù)算出一個(gè)總的優(yōu)先級(jí)并分配下一個(gè)時(shí)間片給某個(gè)線程執(zhí)行眷茁。
37.什么是線程調(diào)度器(Thread Scheduler)和時(shí)間分片(Time Slicing)炕泳?
線程調(diào)度器是一個(gè)操作系統(tǒng)服務(wù),它負(fù)責(zé)為Runnable狀態(tài)的線程分配CPU時(shí)間上祈。一旦我們創(chuàng)建一個(gè)線程并啟動(dòng)它培遵,它的執(zhí)行便依賴(lài)于線程調(diào)度器的實(shí)現(xiàn)。時(shí)間分片是指將可用的CPU時(shí)間分配給可用的Runnable線程的過(guò)程登刺。分配CPU時(shí)間可以基于線程優(yōu)先級(jí)或者線程等待的時(shí)間籽腕。線程調(diào)度并不受到Java虛擬機(jī)控制,所以由應(yīng)用程序來(lái)控制它是更好的選擇(也就是說(shuō)不要讓你的程序依賴(lài)于線程的優(yōu)先級(jí))纸俭。
38.Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么皇耗?對(duì)比同步它有什么優(yōu)勢(shì)?
Lock接口比同步方法和同步塊提供了更具擴(kuò)展性的鎖操作揍很。他們?cè)试S更靈活的結(jié)構(gòu)郎楼,可以具有完全不同的性質(zhì),并且可以支持多個(gè)相關(guān)類(lèi)的條件對(duì)象窒悔。
它的優(yōu)勢(shì)有:
- 可以使鎖更公平
- 可以使線程在等待鎖的時(shí)候響應(yīng)中斷
- 可以讓線程嘗試獲取鎖呜袁,并在無(wú)法獲取鎖的時(shí)候立即返回或者等待一段時(shí)間
- 可以在不同的范圍,以不同的順序獲取和釋放鎖
39.單例模式的線程安全性
老生常談的問(wèn)題了简珠,首先要說(shuō)的是單例模式的線程安全意味著:某個(gè)類(lèi)的實(shí)例在多線程環(huán)境下只會(huì)被創(chuàng)建一次出來(lái)阶界。單例模式有很多種的寫(xiě)法,我總結(jié)一下:
(1)餓漢式單例模式的寫(xiě)法:線程安全
(2)懶漢式單例模式的寫(xiě)法:非線程安全
(3)雙檢鎖單例模式的寫(xiě)法:線程安全
40.Semaphore有什么作用
Semaphore就是一個(gè)信號(hào)量,它的作用是限制某段代碼塊的并發(fā)數(shù)膘融。Semaphore有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)芜抒,可以傳入一個(gè)int型整數(shù)n,表示某段代碼最多只有n個(gè)線程可以訪問(wèn)托启,如果超出了n,那么請(qǐng)等待攘宙,等到某個(gè)線程執(zhí)行完畢這段代碼塊屯耸,下一個(gè)線程再進(jìn)入。由此可以看出如果Semaphore構(gòu)造函數(shù)中傳入的int型整數(shù)n=1蹭劈,相當(dāng)于變成了一個(gè)synchronized了疗绣。
41.Executors類(lèi)是什么?
Executors為Executor铺韧,ExecutorService多矮,ScheduledExecutorService,ThreadFactory和Callable類(lèi)提供了一些工具方法哈打。
Executors可以用于方便的創(chuàng)建線程池
42.線程類(lèi)的構(gòu)造方法塔逃、靜態(tài)塊是被哪個(gè)線程調(diào)用的
這是一個(gè)非常刁鉆和狡猾的問(wèn)題。請(qǐng)記琢险獭:線程類(lèi)的構(gòu)造方法湾盗、靜態(tài)塊是被new這個(gè)線程類(lèi)所在的線程所調(diào)用的,而run方法里面的代碼才是被線程自身所調(diào)用的立轧。
如果說(shuō)上面的說(shuō)法讓你感到困惑格粪,那么我舉個(gè)例子,假設(shè)Thread2中new了Thread1氛改,main函數(shù)中new了Thread2帐萎,那么:
(1)Thread2的構(gòu)造方法、靜態(tài)塊是main線程調(diào)用的胜卤,Thread2的run()方法是Thread2自己調(diào)用的
(2)Thread1的構(gòu)造方法疆导、靜態(tài)塊是Thread2調(diào)用的,Thread1的run()方法是Thread1自己調(diào)用的
43.同步方法和同步塊瑰艘,哪個(gè)是更好的選擇
同步塊是鬼,這意味著同步塊之外的代碼是異步執(zhí)行的,這比同步整個(gè)方法更提升代碼的效率紫新。請(qǐng)知道一條原則:同步的范圍越小越好均蜜。
44.Java線程數(shù)過(guò)多會(huì)造成什么異常?
1)線程的生命周期開(kāi)銷(xiāo)非常高
2)消耗過(guò)多的CPU資源
如果可運(yùn)行的線程數(shù)量多于可用處理器的數(shù)量芒率,那么有線程將會(huì)被閑置囤耳。大量空閑的線程會(huì)占用許多內(nèi)存,給垃圾回收器帶來(lái)壓力,而且大量的線程在競(jìng)爭(zhēng)CPU資源時(shí)還將產(chǎn)生其他性能的開(kāi)銷(xiāo)充择。
3)降低穩(wěn)定性
JVM在可創(chuàng)建線程的數(shù)量上存在一個(gè)限制德玫,這個(gè)限制值將隨著平臺(tái)的不同而不同,并且承受著多個(gè)因素制約椎麦,包括JVM的啟動(dòng)參數(shù)宰僧、Thread構(gòu)造函數(shù)中請(qǐng)求棧的大小,以及底層操作系統(tǒng)對(duì)線程的限制等观挎。如果破壞了這些限制琴儿,那么可能拋出OutOfMemoryError異常。
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