1卫漫、多線程有什么用菲饼?
一個(gè)可能在很多人看來(lái)很扯淡的一個(gè)問(wèn)題:我會(huì)用多線程就好了,還管它有什么用列赎?在我看來(lái)宏悦,這個(gè)回答更扯淡。所謂"知其然知其所以然"包吝,"會(huì)用"只是"知其然"饼煞,"為什么用"才是"知其所以然",只有達(dá)到"知其然知其所以然"的程度才可以說(shuō)是把一個(gè)知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用自如诗越。OK砖瞧,下面說(shuō)說(shuō)我對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法:
(1)發(fā)揮多核CPU的優(yōu)勢(shì)
隨著工業(yè)的進(jìn)步,現(xiàn)在的筆記本嚷狞、臺(tái)式機(jī)乃至商用的應(yīng)用服務(wù)器至少也都是雙核的块促,4核荣堰、8核甚至16核的也都不少見(jiàn),如果是單線程的程序竭翠,那么在雙核CPU上就浪費(fèi)了50%振坚,在4核CPU上就浪費(fèi)了75%。單核CPU上所謂的"多線程"那是假的多線程斋扰,同一時(shí)間處理器只會(huì)處理一段邏輯渡八,只不過(guò)線程之間切換得比較快,看著像多個(gè)線程"同時(shí)"運(yùn)行罷了褥实。多核CPU上的多線程才是真正的多線程呀狼,它能讓你的多段邏輯同時(shí)工作裂允,多線程损离,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的目的绝编。
(2)防止阻塞
從程序運(yùn)行效率的角度來(lái)看僻澎,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十饥,而降低程序整體的效率窟勃。但是單核CPU我們還是要應(yīng)用多線程,就是為了防止阻塞逗堵。試想秉氧,如果單核CPU使用單線程,那么只要這個(gè)線程阻塞了蜒秤,比方說(shuō)遠(yuǎn)程讀取某個(gè)數(shù)據(jù)吧汁咏,對(duì)端遲遲未返回又沒(méi)有設(shè)置超時(shí)時(shí)間,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)行了作媚。多線程可以防止這個(gè)問(wèn)題攘滩,多條線程同時(shí)運(yùn)行,哪怕一條線程的代碼執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)阻塞纸泡,也不會(huì)影響其它任務(wù)的執(zhí)行漂问。
(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。假設(shè)有一個(gè)大的任務(wù)A女揭,單線程編程蚤假,那么就要考慮很多,建立整個(gè)程序模型比較麻煩吧兔。但是如果把這個(gè)大的任務(wù)A分解成幾個(gè)小任務(wù)磷仰,任務(wù)B、任務(wù)C掩驱、任務(wù)D芒划,分別建立程序模型冬竟,并通過(guò)多線程分別運(yùn)行這幾個(gè)任務(wù),那就簡(jiǎn)單很多了民逼。
2泵殴、創(chuàng)建線程的方式
比較常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題了,一般就是兩種:
(1)繼承Thread類
(2)實(shí)現(xiàn)Runnable接口
至于哪個(gè)好拼苍,不用說(shuō)肯定是后者好笑诅,因?yàn)閷?shí)現(xiàn)接口的方式比繼承類的方式更靈活,也能減少程序之間的耦合度疮鲫,面向接口編程也是設(shè)計(jì)模式6大原則的核心吆你。
3、start()方法和run()方法的區(qū)別
只有調(diào)用了start()方法俊犯,才會(huì)表現(xiàn)出多線程的特性妇多,不同線程的run()方法里面的代碼交替執(zhí)行。如果只是調(diào)用run()方法燕侠,那么代碼還是同步執(zhí)行的者祖,必須等待一個(gè)線程的run()方法里面的代碼全部執(zhí)行完畢之后,另外一個(gè)線程才可以執(zhí)行其run()方法里面的代碼绢彤。
4七问、Runnable接口和Callable接口的區(qū)別
有點(diǎn)深的問(wèn)題了,也看出一個(gè)Java程序員學(xué)習(xí)知識(shí)的廣度茫舶。
Runnable接口中的run()方法的返回值是void械巡,它做的事情只是純粹地去執(zhí)行run()方法中的代碼而已;Callable接口中的call()方法是有返回值的饶氏,是一個(gè)泛型讥耗,和Future、FutureTask配合可以用來(lái)獲取異步執(zhí)行的結(jié)果嚷往。
這其實(shí)是很有用的一個(gè)特性葛账,因?yàn)?b>多線程相比單線程更難、更復(fù)雜的一個(gè)重要原因就是因?yàn)槎嗑€程充滿著未知性皮仁,某條線程是否執(zhí)行了籍琳?某條線程執(zhí)行了多久?某條線程執(zhí)行的時(shí)候我們期望的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)賦值完畢贷祈?無(wú)法得知趋急,我們能做的只是等待這條多線程的任務(wù)執(zhí)行完畢而已。而Callable+Future/FutureTask卻可以獲取多線程運(yùn)行的結(jié)果势誊,可以在等待時(shí)間太長(zhǎng)沒(méi)獲取到需要的數(shù)據(jù)的情況下取消該線程的任務(wù)呜达,真的是非常有用。
5粟耻、CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別
兩個(gè)看上去有點(diǎn)像的類查近,都在java.util.concurrent下眉踱,都可以用來(lái)表示代碼運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)上,二者的區(qū)別在于:
(1)CyclicBarrier的某個(gè)線程運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)上之后霜威,該線程即停止運(yùn)行谈喳,直到所有的線程都到達(dá)了這個(gè)點(diǎn),所有線程才重新運(yùn)行戈泼;CountDownLatch則不是婿禽,某線程運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)上之后,只是給某個(gè)數(shù)值-1而已大猛,該線程繼續(xù)運(yùn)行
(2)CyclicBarrier只能喚起一個(gè)任務(wù)扭倾,CountDownLatch可以喚起多個(gè)任務(wù)
(3)CyclicBarrier可重用,CountDownLatch不可重用挽绩,計(jì)數(shù)值為0該CountDownLatch就不可再用了
6膛壹、volatile關(guān)鍵字的作用
一個(gè)非常重要的問(wèn)題,是每個(gè)學(xué)習(xí)琼牧、應(yīng)用多線程的Java程序員都必須掌握的恢筝。理解volatile關(guān)鍵字的作用的前提是要理解Java內(nèi)存模型哀卫,這里就不講Java內(nèi)存模型了巨坊,可以參見(jiàn)第31點(diǎn),volatile關(guān)鍵字的作用主要有兩個(gè):
(1)多線程主要圍繞可見(jiàn)性和原子性兩個(gè)特性而展開(kāi)此改,使用volatile關(guān)鍵字修飾的變量趾撵,保證了其在多線程之間的可見(jiàn)性,即每次讀取到volatile變量共啃,一定是最新的數(shù)據(jù)
(2)代碼底層執(zhí)行不像我們看到的高級(jí)語(yǔ)言----Java程序這么簡(jiǎn)單占调,它的執(zhí)行是Java代碼-->字節(jié)碼-->根據(jù)字節(jié)碼執(zhí)行對(duì)應(yīng)的C/C++代碼-->C/C++代碼被編譯成匯編語(yǔ)言-->和硬件電路交互,現(xiàn)實(shí)中移剪,為了獲取更好的性能JVM可能會(huì)對(duì)指令進(jìn)行重排序究珊,多線程下可能會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的問(wèn)題。使用volatile則會(huì)對(duì)禁止語(yǔ)義重排序纵苛,當(dāng)然這也一定程度上降低了代碼執(zhí)行效率
從實(shí)踐角度而言剿涮,volatile的一個(gè)重要作用就是和CAS結(jié)合,保證了原子性攻人,詳細(xì)的可以參見(jiàn)java.util.concurrent.atomic包下的類取试,比如AtomicInteger。
7怀吻、什么是線程安全
又是一個(gè)理論的問(wèn)題瞬浓,各式各樣的答案有很多,我給出一個(gè)個(gè)人認(rèn)為解釋地最好的:如果你的代碼在多線程下執(zhí)行和在單線程下執(zhí)行永遠(yuǎn)都能獲得一樣的結(jié)果蓬坡,那么你的代碼就是線程安全的猿棉。
這個(gè)問(wèn)題有值得一提的地方磅叛,就是線程安全也是有幾個(gè)級(jí)別的:
(1)不可變
像String、Integer萨赁、Long這些宪躯,都是final類型的類,任何一個(gè)線程都改變不了它們的值位迂,要改變除非新創(chuàng)建一個(gè)访雪,因此這些不可變對(duì)象不需要任何同步手段就可以直接在多線程環(huán)境下使用
(2)絕對(duì)線程安全
不管運(yùn)行時(shí)環(huán)境如何,調(diào)用者都不需要額外的同步措施掂林。要做到這一點(diǎn)通常需要付出許多額外的代價(jià)臣缀,Java中標(biāo)注自己是線程安全的類,實(shí)際上絕大多數(shù)都不是線程安全的泻帮,不過(guò)絕對(duì)線程安全的類精置,Java中也有,比方說(shuō)CopyOnWriteArrayList锣杂、CopyOnWriteArraySet
(3)相對(duì)線程安全
相對(duì)線程安全也就是我們通常意義上所說(shuō)的線程安全脂倦,像Vector這種,add元莫、remove方法都是原子操作赖阻,不會(huì)被打斷,但也僅限于此踱蠢,如果有個(gè)線程在遍歷某個(gè)Vector火欧、有個(gè)線程同時(shí)在add這個(gè)Vector,99%的情況下都會(huì)出現(xiàn)ConcurrentModificationException茎截,也就是fail-fast機(jī)制苇侵。
(4)線程非安全
這個(gè)就沒(méi)什么好說(shuō)的了,ArrayList企锌、LinkedList榆浓、HashMap等都是線程非安全的類
8、Java中如何獲取到線程dump文件
死循環(huán)撕攒、死鎖陡鹃、阻塞、頁(yè)面打開(kāi)慢等問(wèn)題打却,打線程dump是最好的解決問(wèn)題的途徑杉适。所謂線程dump也就是線程堆棧,獲取到線程堆棧有兩步:
(1)獲取到線程的pid柳击,可以通過(guò)使用jps命令猿推,在Linux環(huán)境下還可以使用ps -ef | grep java
(2)打印線程堆棧,可以通過(guò)使用jstack pid命令,在Linux環(huán)境下還可以使用kill -3 pid
另外提一點(diǎn)蹬叭,Thread類提供了一個(gè)getStackTrace()方法也可以用于獲取線程堆棧藕咏。這是一個(gè)實(shí)例方法,因此此方法是和具體線程實(shí)例綁定的秽五,每次獲取獲取到的是具體某個(gè)線程當(dāng)前運(yùn)行的堆棧孽查,
9、一個(gè)線程如果出現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)異常會(huì)怎么樣
如果這個(gè)異常沒(méi)有被捕獲的話坦喘,這個(gè)線程就停止執(zhí)行了盲再。另外重要的一點(diǎn)是:如果這個(gè)線程持有某個(gè)某個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器,那么這個(gè)對(duì)象監(jiān)視器會(huì)被立即釋放
10瓣铣、如何在兩個(gè)線程之間共享數(shù)據(jù)
通過(guò)在線程之間共享對(duì)象就可以了答朋,然后通過(guò)wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll進(jìn)行喚起和等待棠笑,比方說(shuō)阻塞隊(duì)列BlockingQueue就是為線程之間共享數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的
11梦碗、sleep方法和wait方法有什么區(qū)別
這個(gè)問(wèn)題常問(wèn),sleep方法和wait方法都可以用來(lái)放棄CPU一定的時(shí)間蓖救,不同點(diǎn)在于如果線程持有某個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器洪规,sleep方法不會(huì)放棄這個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器,wait方法會(huì)放棄這個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器
12循捺、生產(chǎn)者消費(fèi)者模型的作用是什么
這個(gè)問(wèn)題很理論斩例,但是很重要:
(1)通過(guò)平衡生產(chǎn)者的生產(chǎn)能力和消費(fèi)者的消費(fèi)能力來(lái)提升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率,這是生產(chǎn)者消費(fèi)者模型最重要的作用
(2)解耦巨柒,這是生產(chǎn)者消費(fèi)者模型附帶的作用樱拴,解耦意味著生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的聯(lián)系少,聯(lián)系越少越可以獨(dú)自發(fā)展而不需要收到相互的制約
13洋满、ThreadLocal有什么用
簡(jiǎn)單說(shuō)ThreadLocal就是一種以空間換時(shí)間的做法,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珍坊,把數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離牺勾,數(shù)據(jù)不共享,自然就沒(méi)有線程安全方面的問(wèn)題了
14阵漏、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)制的驻民,wait()方法和notify()/notifyAll()方法在調(diào)用前都必須先獲得對(duì)象的鎖
15、wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放棄對(duì)象監(jiān)視器時(shí)有什么區(qū)別
wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放棄對(duì)象監(jiān)視器的時(shí)候的區(qū)別在于:wait()方法立即釋放對(duì)象監(jiān)視器履怯,notify()/notifyAll()方法則會(huì)等待線程剩余代碼執(zhí)行完畢才會(huì)放棄對(duì)象監(jiān)視器回还。
16、為什么要使用線程池
避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程叹洲,達(dá)到線程對(duì)象的重用柠硕。另外,使用線程池還可以根據(jù)項(xiàng)目靈活地控制并發(fā)的數(shù)目。
17蝗柔、怎么檢測(cè)一個(gè)線程是否持有對(duì)象監(jiān)視器
我也是在網(wǎng)上看到一道多線程面試題才知道有方法可以判斷某個(gè)線程是否持有對(duì)象監(jiān)視器:Thread類提供了一個(gè)holdsLock(Object obj)方法闻葵,當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)象obj的監(jiān)視器被某條線程持有的時(shí)候才會(huì)返回true,注意這是一個(gè)static方法癣丧,這意味著"某條線程"指的是當(dāng)前線程槽畔。
18、synchronized和ReentrantLock的區(qū)別
synchronized是和if胁编、else厢钧、for、while一樣的關(guān)鍵字嬉橙,ReentrantLock是類坏快,這是二者的本質(zhì)區(qū)別。既然ReentrantLock是類憎夷,那么它就提供了比synchronized更多更靈活的特性莽鸿,可以被繼承、可以有方法拾给、可以有各種各樣的類變量祥得,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,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
另外蒋得,二者的鎖機(jī)制其實(shí)也是不一樣的级及。ReentrantLock底層調(diào)用的是Unsafe的park方法加鎖,synchronized操作的應(yīng)該是對(duì)象頭中mark word额衙,這點(diǎn)我不能確定饮焦。
19、ConcurrentHashMap的并發(fā)度是什么
ConcurrentHashMap的并發(fā)度就是segment的大小窍侧,默認(rèn)為16县踢,這意味著最多同時(shí)可以有16條線程操作ConcurrentHashMap,這也是ConcurrentHashMap對(duì)Hashtable的最大優(yōu)勢(shì)伟件,任何情況下硼啤,Hashtable能同時(shí)有兩條線程獲取Hashtable中的數(shù)據(jù)嗎?
20斧账、ReadWriteLock是什么
首先明確一下谴返,不是說(shuō)ReentrantLock不好,只是ReentrantLock某些時(shí)候有局限咧织。如果使用ReentrantLock嗓袱,可能本身是為了防止線程A在寫數(shù)據(jù)、線程B在讀數(shù)據(jù)造成的數(shù)據(jù)不一致习绢,但這樣渠抹,如果線程C在讀數(shù)據(jù)、線程D也在讀數(shù)據(jù),讀數(shù)據(jù)是不會(huì)改變數(shù)據(jù)的逼肯,沒(méi)有必要加鎖耸黑,但是還是加鎖了,降低了程序的性能篮幢。
因?yàn)檫@個(gè)大刊,才誕生了讀寫鎖ReadWriteLock。ReadWriteLock是一個(gè)讀寫鎖接口三椿,ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)缺菌,實(shí)現(xiàn)了讀寫的分離,讀鎖是共享的搜锰,寫鎖是獨(dú)占的伴郁,讀和讀之間不會(huì)互斥,讀和寫蛋叼、寫和讀焊傅、寫和寫之間才會(huì)互斥,提升了讀寫的性能狈涮。
21狐胎、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)歌馍。FutureTask里面可以傳入一個(gè)Callable的具體實(shí)現(xiàn)類握巢,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)完成松却、取消任務(wù)等操作颤介。當(dāng)然闷袒,由于FutureTask也是Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類,所以FutureTask也可以放入線程池中榕吼。
22归粉、Linux環(huán)境下如何查找哪個(gè)線程使用CPU最長(zhǎng)
這是一個(gè)比較偏實(shí)踐的問(wèn)題休涤,這種問(wèn)題我覺(jué)得挺有意義的他炊〈罨茫可以這么做:
(1)獲取項(xiàng)目的pid,jps或者ps -ef | grep java窟社,這個(gè)前面有講過(guò)
(2)top -H -p pid,順序不能改變
這樣就可以打印出當(dāng)前的項(xiàng)目绪钥,每條線程占用CPU時(shí)間的百分比灿里。注意這里打出的是LWP,也就是操作系統(tǒng)原生線程的線程號(hào)程腹,我筆記本山?jīng)]有部署Linux環(huán)境下的Java工程匣吊,因此沒(méi)有辦法截圖演示,網(wǎng)友朋友們?nèi)绻臼鞘褂肔inux環(huán)境部署項(xiàng)目的話,可以嘗試一下色鸳。
使用"top -H -p pid"+"jps pid"可以很容易地找到某條占用CPU高的線程的線程堆棧社痛,從而定位占用CPU高的原因,一般是因?yàn)椴划?dāng)?shù)拇a操作導(dǎo)致了死循環(huán)命雀。
最后提一點(diǎn)蒜哀,"top -H -p pid"打出來(lái)的LWP是十進(jìn)制的,"jps pid"打出來(lái)的本地線程號(hào)是十六進(jìn)制的吏砂,轉(zhuǎn)換一下撵儿,就能定位到占用CPU高的線程的當(dāng)前線程堆棧了。
23狐血、Java編程寫一個(gè)會(huì)導(dǎo)致死鎖的程序
第一次看到這個(gè)題目淀歇,覺(jué)得這是一個(gè)非常好的問(wèn)題。很多人都知道死鎖是怎么一回事兒:線程A和線程B相互等待對(duì)方持有的鎖導(dǎo)致程序無(wú)限死循環(huán)下去匈织。當(dāng)然也僅限于此了浪默,問(wèn)一下怎么寫一個(gè)死鎖的程序就不知道了,這種情況說(shuō)白了就是不懂什么是死鎖缀匕,懂一個(gè)理論就完事兒了纳决,實(shí)踐中碰到死鎖的問(wèn)題基本上是看不出來(lái)的。
真正理解什么是死鎖弦追,這個(gè)問(wèn)題其實(shí)不難岳链,幾個(gè)步驟:
(1)兩個(gè)線程里面分別持有兩個(gè)Object對(duì)象:lock1和lock2。這兩個(gè)lock作為同步代碼塊的鎖劲件;
(2)線程1的run()方法中同步代碼塊先獲取lock1的對(duì)象鎖掸哑,Thread.sleep(xxx),時(shí)間不需要太多零远,50毫秒差不多了苗分,然后接著獲取lock2的對(duì)象鎖。這么做主要是為了防止線程1啟動(dòng)一下子就連續(xù)獲得了lock1和lock2兩個(gè)對(duì)象的對(duì)象鎖
(3)線程2的run)(方法中同步代碼塊先獲取lock2的對(duì)象鎖牵辣,接著獲取lock1的對(duì)象鎖摔癣,當(dāng)然這時(shí)lock1的對(duì)象鎖已經(jīng)被線程1鎖持有,線程2肯定是要等待線程1釋放lock1的對(duì)象鎖的
這樣纬向,線程1"睡覺(jué)"睡完择浊,線程2已經(jīng)獲取了lock2的對(duì)象鎖了,線程1此時(shí)嘗試獲取lock2的對(duì)象鎖逾条,便被阻塞琢岩,此時(shí)一個(gè)死鎖就形成了。代碼就不寫了师脂,占的篇幅有點(diǎn)多担孔,Java多線程7:死鎖這篇文章里面有江锨,就是上面步驟的代碼實(shí)現(xiàn)。
24糕篇、怎么喚醒一個(gè)阻塞的線程
如果線程是因?yàn)檎{(diào)用了wait()啄育、sleep()或者join()方法而導(dǎo)致的阻塞,可以中斷線程拌消,并且通過(guò)拋出InterruptedException來(lái)喚醒它挑豌;如果線程遇到了IO阻塞,無(wú)能為力拼坎,因?yàn)镮O是操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的浮毯,Java代碼并沒(méi)有辦法直接接觸到操作系統(tǒng)。
25泰鸡、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)題债蓝,不可變對(duì)象保證了對(duì)象的內(nèi)存可見(jiàn)性,對(duì)不可變對(duì)象的讀取不需要進(jìn)行額外的同步手段盛龄,提升了代碼執(zhí)行效率饰迹。
26、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)程余舶。
27啊鸭、如果你提交任務(wù)時(shí),線程池隊(duì)列已滿匿值,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赠制,也就是無(wú)界隊(duì)列的話,沒(méi)關(guān)系挟憔,繼續(xù)添加任務(wù)到阻塞隊(duì)列中等待執(zhí)行钟些,因?yàn)長(zhǎng)inkedBlockingQueue可以近乎認(rèn)為是一個(gè)無(wú)窮大的隊(duì)列,可以無(wú)限存放任務(wù)
如果使用的是有界隊(duì)列比如ArrayBlockingQueue绊谭,任務(wù)首先會(huì)被添加到ArrayBlockingQueue中政恍,ArrayBlockingQueue滿了,會(huì)根據(jù)maximumPoolSize的值增加線程數(shù)量达传,如果增加了線程數(shù)量還是處理不過(guò)來(lái)篙耗,ArrayBlockingQueue繼續(xù)滿,那么則會(huì)使用拒絕策略RejectedExecutionHandler處理滿了的任務(wù)宪赶,默認(rèn)是AbortPolicy
28宗弯、Java中用到的線程調(diào)度算法是什么
搶占式。一個(gè)線程用完CPU之后搂妻,操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)線程優(yōu)先級(jí)罕伯、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。
29叽讳、Thread.sleep(0)的作用是什么
這個(gè)問(wèn)題和上面那個(gè)問(wèn)題是相關(guān)的追他,我就連在一起了。由于Java采用搶占式的線程調(diào)度算法岛蚤,因此可能會(huì)出現(xiàn)某條線程常常獲取到CPU控制權(quán)的情況邑狸,為了讓某些優(yōu)先級(jí)比較低的線程也能獲取到CPU控制權(quán),可以使用Thread.sleep(0)手動(dòng)觸發(fā)一次操作系統(tǒng)分配時(shí)間片的操作涤妒,這也是平衡CPU控制權(quán)的一種操作单雾。
30、什么是自旋
很多synchronized里面的代碼只是一些很簡(jiǎn)單的代碼她紫,執(zhí)行時(shí)間非彻瓒眩快,此時(shí)等待的線程都加鎖可能是一種不太值得的操作贿讹,因?yàn)榫€程阻塞涉及到用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)切換的問(wèn)題渐逃。既然synchronized里面的代碼執(zhí)行得非常快民褂,不妨讓等待鎖的線程不要被阻塞茄菊,而是在synchronized的邊界做忙循環(huán),這就是自旋赊堪。如果做了多次忙循環(huán)發(fā)現(xiàn)還沒(méi)有獲得鎖面殖,再阻塞,這樣可能是一種更好的策略哭廉。
31脊僚、什么是Java內(nèi)存模型
Java內(nèi)存模型定義了一種多線程訪問(wèn)Java內(nèi)存的規(guī)范。Java內(nèi)存模型要完整講不是這里幾句話能說(shuō)清楚的遵绰,我簡(jiǎn)單總結(jié)一下Java內(nèi)存模型的幾部分內(nèi)容:
(1)Java內(nèi)存模型將內(nèi)存分為了主內(nèi)存和工作內(nèi)存辽幌。類的狀態(tài),也就是類之間共享的變量街立,是存儲(chǔ)在主內(nèi)存中的舶衬,每次Java線程用到這些主內(nèi)存中的變量的時(shí)候,會(huì)讀一次主內(nèi)存中的變量赎离,并讓這些內(nèi)存在自己的工作內(nèi)存中有一份拷貝逛犹,運(yùn)行自己線程代碼的時(shí)候,用到這些變量梁剔,操作的都是自己工作內(nèi)存中的那一份。在線程代碼執(zhí)行完畢之后荣病,會(huì)將最新的值更新到主內(nèi)存中去
(2)定義了幾個(gè)原子操作码撰,用于操作主內(nèi)存和工作內(nèi)存中的變量
(3)定義了volatile變量的使用規(guī)則
(4)happens-before,即先行發(fā)生原則个盆,定義了操作A必然先行發(fā)生于操作B的一些規(guī)則脖岛,比如在同一個(gè)線程內(nèi)控制流前面的代碼一定先行發(fā)生于控制流后面的代碼朵栖、一個(gè)釋放鎖unlock的動(dòng)作一定先行發(fā)生于后面對(duì)于同一個(gè)鎖進(jìn)行鎖定lock的動(dòng)作等等,只要符合這些規(guī)則柴梆,則不需要額外做同步措施陨溅,如果某段代碼不符合所有的happens-before規(guī)則,則這段代碼一定是線程非安全的
32绍在、什么是CAS
CAS门扇,全稱為Compare and Swap,即比較-替換偿渡。假設(shè)有三個(gè)操作數(shù):內(nèi)存值V臼寄、舊的預(yù)期值A(chǔ)、要修改的值B溜宽,當(dāng)且僅當(dāng)預(yù)期值A(chǔ)和內(nèi)存值V相同時(shí)吉拳,才會(huì)將內(nèi)存值修改為B并返回true,否則什么都不做并返回false坑质。當(dāng)然CAS一定要volatile變量配合合武,這樣才能保證每次拿到的變量是主內(nèi)存中最新的那個(gè)值,否則舊的預(yù)期值A(chǔ)對(duì)某條線程來(lái)說(shuō)涡扼,永遠(yuǎn)是一個(gè)不會(huì)變的值A(chǔ)稼跳,只要某次CAS操作失敗,永遠(yuǎn)都不可能成功吃沪。
33汤善、什么是樂(lè)觀鎖和悲觀鎖
(1)樂(lè)觀鎖:就像它的名字一樣,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)票彪,樂(lè)觀鎖認(rèn)為競(jìng)爭(zhēng)不總是會(huì)發(fā)生红淡,因此它不需要持有鎖,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)存中的變量降铸,如果失敗則表示發(fā)生沖突在旱,那么就應(yīng)該有相應(yīng)的重試邏輯。
(2)悲觀鎖:還是像它的名字一樣推掸,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)桶蝎,悲觀鎖認(rèn)為競(jìng)爭(zhēng)總是會(huì)發(fā)生,因此每次對(duì)某資源進(jìn)行操作時(shí)谅畅,都會(huì)持有一個(gè)獨(dú)占的鎖登渣,就像synchronized,不管三七二十一毡泻,直接上了鎖就操作資源了胜茧。
34、什么是AQS
簡(jiǎn)單說(shuō)一下AQS仇味,AQS全稱為AbstractQueuedSychronizer呻顽,翻譯過(guò)來(lái)應(yīng)該是抽象隊(duì)列同步器雹顺。
如果說(shuō)java.util.concurrent的基礎(chǔ)是CAS的話,那么AQS就是整個(gè)Java并發(fā)包的核心了芬位,ReentrantLock无拗、CountDownLatch、Semaphore等等都用到了它昧碉。AQS實(shí)際上以雙向隊(duì)列的形式連接所有的Entry,比方說(shuō)ReentrantLock揽惹,所有等待的線程都被放在一個(gè)Entry中并連成雙向隊(duì)列被饿,前面一個(gè)線程使用ReentrantLock好了,則雙向隊(duì)列實(shí)際上的第一個(gè)Entry開(kāi)始運(yùn)行搪搏。
AQS定義了對(duì)雙向隊(duì)列所有的操作狭握,而只開(kāi)放了tryLock和tryRelease方法給開(kāi)發(fā)者使用,開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)自己的實(shí)現(xiàn)重寫tryLock和tryRelease方法疯溺,以實(shí)現(xiàn)自己的并發(fā)功能论颅。
35、單例模式的線程安全性
老生常談的問(wèn)題了囱嫩,首先要說(shuō)的是單例模式的線程安全意味著:某個(gè)類的實(shí)例在多線程環(huán)境下只會(huì)被創(chuàng)建一次出來(lái)恃疯。單例模式有很多種的寫法,我總結(jié)一下:
(1)餓漢式單例模式的寫法:線程安全
(2)懶漢式單例模式的寫法:非線程安全
(3)雙檢鎖單例模式的寫法:線程安全
36墨闲、Semaphore有什么作用
Semaphore就是一個(gè)信號(hào)量今妄,它的作用是限制某段代碼塊的并發(fā)數(shù)。Semaphore有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)鸳碧,可以傳入一個(gè)int型整數(shù)n盾鳞,表示某段代碼最多只有n個(gè)線程可以訪問(wèn),如果超出了n瞻离,那么請(qǐng)等待腾仅,等到某個(gè)線程執(zhí)行完畢這段代碼塊,下一個(gè)線程再進(jìn)入套利。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推励,相當(dāng)于變成了一個(gè)synchronized了。
37日裙、Hashtable的size()方法中明明只有一條語(yǔ)句"return count"吹艇,為什么還要做同步?
這是我之前的一個(gè)困惑昂拂,不知道大家有沒(méi)有想過(guò)這個(gè)問(wèn)題受神。某個(gè)方法中如果有多條語(yǔ)句,并且都在操作同一個(gè)類變量格侯,那么在多線程環(huán)境下不加鎖鼻听,勢(shì)必會(huì)引發(fā)線程安全問(wèn)題财著,這很好理解,但是size()方法明明只有一條語(yǔ)句撑碴,為什么還要加鎖撑教?
關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,在慢慢地工作醉拓、學(xué)習(xí)中伟姐,有了理解,主要原因有兩點(diǎn):
(1)同一時(shí)間只能有一條線程執(zhí)行固定類的同步方法亿卤,但是對(duì)于類的非同步方法愤兵,可以多條線程同時(shí)訪問(wèn)。所以排吴,這樣就有問(wèn)題了秆乳,可能線程A在執(zhí)行Hashtable的put方法添加數(shù)據(jù),線程B則可以正常調(diào)用size()方法讀取Hashtable中當(dāng)前元素的個(gè)數(shù)钻哩,那讀取到的值可能不是最新的屹堰,可能線程A添加了完了數(shù)據(jù),但是沒(méi)有對(duì)size++街氢,線程B就已經(jīng)讀取size了扯键,那么對(duì)于線程B來(lái)說(shuō)讀取到的size一定是不準(zhǔn)確的。而給size()方法加了同步之后阳仔,意味著線程B調(diào)用size()方法只有在線程A調(diào)用put方法完畢之后才可以調(diào)用忧陪,這樣就保證了線程安全性
(2)CPU執(zhí)行代碼,執(zhí)行的不是Java代碼近范,這點(diǎn)很關(guān)鍵嘶摊,一定得記住。Java代碼最終是被翻譯成機(jī)器碼執(zhí)行的评矩,機(jī)器碼才是真正可以和硬件電路交互的代碼叶堆。即使你看到Java代碼只有一行,甚至你看到Java代碼編譯之后生成的字節(jié)碼也只有一行斥杜,也不意味著對(duì)于底層來(lái)說(shuō)這句語(yǔ)句的操作只有一個(gè)虱颗。一句"return count"假設(shè)被翻譯成了三句匯編語(yǔ)句執(zhí)行,一句匯編語(yǔ)句和其機(jī)器碼做對(duì)應(yīng)蔗喂,完全可能執(zhí)行完第一句忘渔,線程就切換了。
38缰儿、線程類的構(gòu)造方法畦粮、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)記住:線程類的構(gòu)造方法宣赔、靜態(tài)塊是被new這個(gè)線程類所在的線程所調(diào)用的预麸,而run方法里面的代碼才是被線程自身所調(diào)用的。
如果說(shuō)上面的說(shuō)法讓你感到困惑儒将,那么我舉個(gè)例子吏祸,假設(shè)Thread2中new了Thread1,main函數(shù)中new了Thread2钩蚊,那么:
(1)Thread2的構(gòu)造方法贡翘、靜態(tài)塊是main線程調(diào)用的,Thread2的run()方法是Thread2自己調(diào)用的
(2)Thread1的構(gòu)造方法两疚、靜態(tài)塊是Thread2調(diào)用的床估,Thread1的run()方法是Thread1自己調(diào)用的
39、同步方法和同步塊诱渤,哪個(gè)是更好的選擇
同步塊,這意味著同步塊之外的代碼是異步執(zhí)行的谈况,這比同步整個(gè)方法更提升代碼的效率勺美。請(qǐng)知道一條原則:同步的范圍越小越好。
借著這一條碑韵,我額外提一點(diǎn)赡茸,雖說(shuō)同步的范圍越少越好,但是在Java虛擬機(jī)中還是存在著一種叫做鎖粗化的優(yōu)化方法祝闻,這種方法就是把同步范圍變大占卧。這是有用的,比方說(shuō)StringBuffer联喘,它是一個(gè)線程安全的類华蜒,自然最常用的append()方法是一個(gè)同步方法,我們寫代碼的時(shí)候會(huì)反復(fù)append字符串豁遭,這意味著要進(jìn)行反復(fù)的加鎖->解鎖叭喜,這對(duì)性能不利,因?yàn)檫@意味著Java虛擬機(jī)在這條線程上要反復(fù)地在內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)之間進(jìn)行切換蓖谢,因此Java虛擬機(jī)會(huì)將多次append方法調(diào)用的代碼進(jìn)行一個(gè)鎖粗化的操作捂蕴,將多次的append的操作擴(kuò)展到append方法的頭尾,變成一個(gè)大的同步塊闪幽,這樣就減少了加鎖-->解鎖的次數(shù)啥辨,有效地提升了代碼執(zhí)行的效率。
40盯腌、高并發(fā)溉知、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間短的業(yè)務(wù)怎樣使用線程池?并發(fā)不高、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)的業(yè)務(wù)怎樣使用線程池着倾?并發(fā)高拾酝、業(yè)務(wù)執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)的業(yè)務(wù)怎樣使用線程池?
這是我在并發(fā)編程網(wǎng)上看到的一個(gè)問(wèn)題卡者,把這個(gè)問(wèn)題放在最后一個(gè)蒿囤,希望每個(gè)人都能看到并且思考一下,因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題非常好崇决、非常實(shí)際材诽、非常專業(yè)。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題恒傻,個(gè)人看法是:
(1)高并發(fā)脸侥、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間短的業(yè)務(wù),線程池線程數(shù)可以設(shè)置為CPU核數(shù)+1盈厘,減少線程上下文的切換
(2)并發(fā)不高睁枕、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)的業(yè)務(wù)要區(qū)分開(kāi)看:
a)假如是業(yè)務(wù)時(shí)間長(zhǎng)集中在IO操作上,也就是IO密集型的任務(wù)沸手,因?yàn)镮O操作并不占用CPU外遇,所以不要讓所有的CPU閑下來(lái),可以加大線程池中的線程數(shù)目契吉,讓CPU處理更多的業(yè)務(wù)
b)假如是業(yè)務(wù)時(shí)間長(zhǎng)集中在計(jì)算操作上跳仿,也就是計(jì)算密集型任務(wù),這個(gè)就沒(méi)辦法了捐晶,和(1)一樣吧菲语,線程池中的線程數(shù)設(shè)置得少一些,減少線程上下文的切換
(3)并發(fā)高惑灵、業(yè)務(wù)執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)山上,解決這種類型任務(wù)的關(guān)鍵不在于線程池而在于整體架構(gòu)的設(shè)計(jì),看看這些業(yè)務(wù)里面某些數(shù)據(jù)是否能做緩存是第一步泣棋,增加服務(wù)器是第二步胶哲,至于線程池的設(shè)置,設(shè)置參考其他有關(guān)線程池的文章潭辈。最后鸯屿,業(yè)務(wù)執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題,也可能需要分析一下把敢,看看能不能使用中間件對(duì)任務(wù)進(jìn)行拆分和解耦寄摆。
如果想學(xué)習(xí)Java工程化、高性能及分布式修赞、深入淺出婶恼。性能調(diào)優(yōu)桑阶、Spring,MyBatis勾邦,Netty源碼分析的朋友可以加我的Java高級(jí)架構(gòu)進(jìn)階群:180705916蚣录,群里有阿里大牛直播講解技術(shù),以及Java大型互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的視頻免費(fèi)分享給大家