40個多線程問題解答

1酣倾、多線程有什么用舵揭?

一個可能在很多人看來很扯淡的一個問題:我會用多線程就好了,還管它有什么用躁锡?在我看來午绳,這個回答更扯淡。所謂”知其然知其所以然”映之,”會用”只是”知其然”拦焚,”為什么用”才是”知其所以然”,只有達到”知其然知其所以然”的程度才可以說是把一個知識點運用自如杠输。OK赎败,下面說說我對這個問題的看法:

(1)發(fā)揮多核CPU的優(yōu)勢

隨著工業(yè)的進步,現(xiàn)在的筆記本蠢甲、臺式機乃至商用的應(yīng)用服務(wù)器至少也都是雙核的僵刮,4核、8核甚至16核的也都不少見鹦牛,如果是單線程的程序搞糕,那么在雙核CPU上就浪費了50%,在4核CPU上就浪費了75%曼追。單核CPU上所謂的”多線程”那是假的多線程窍仰,同一時間處理器只會處理一段邏輯,只不過線程之間切換得比較快拉鹃,看著像多個線程”同時”運行罷了辈赋。多核CPU上的多線程才是真正的多線程,它能讓你的多段邏輯同時工作膏燕,多線程钥屈,可以真正發(fā)揮出多核CPU的優(yōu)勢來,達到充分利用CPU的目的坝辫。

(2)防止阻塞

從程序運行效率的角度來看篷就,單核CPU不但不會發(fā)揮出多線程的優(yōu)勢,反而會因為在單核CPU上運行多線程導(dǎo)致線程上下文的切換近忙,而降低程序整體的效率竭业。但是單核CPU我們還是要應(yīng)用多線程,就是為了防止阻塞及舍。試想未辆,如果單核CPU使用單線程,那么只要這個線程阻塞了锯玛,比方說遠程讀取某個數(shù)據(jù)吧咐柜,對端遲遲未返回又沒有設(shè)置超時時間兼蜈,那么你的整個程序在數(shù)據(jù)返回回來之前就停止運行了。多線程可以防止這個問題拙友,多條線程同時運行为狸,哪怕一條線程的代碼執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)阻塞,也不會影響其它任務(wù)的執(zhí)行遗契。

(3)便于建模

這是另外一個沒有這么明顯的優(yōu)點了辐棒。假設(shè)有一個大的任務(wù)A,單線程編程牍蜂,那么就要考慮很多漾根,建立整個程序模型比較麻煩。但是如果把這個大的任務(wù)A分解成幾個小任務(wù)捷兰,任務(wù)B立叛、任務(wù)C负敏、任務(wù)D贡茅,分別建立程序模型,并通過多線程分別運行這幾個任務(wù)其做,那就簡單很多了顶考。

2、創(chuàng)建線程的方式

比較常見的一個問題了妖泄,一般就是兩種:

(1)繼承Thread類

(2)實現(xiàn)Runnable接口

至于哪個好驹沿,不用說肯定是后者好,因為實現(xiàn)接口的方式比繼承類的方式更靈活蹈胡,也能減少程序之間的耦合度渊季,面向接口編程也是設(shè)計模式6大原則的核心。

3罚渐、start()方法和run()方法的區(qū)別

只有調(diào)用了start()方法却汉,才會表現(xiàn)出多線程的特性,不同線程的run()方法里面的代碼交替執(zhí)行荷并。如果只是調(diào)用run()方法合砂,那么代碼還是同步執(zhí)行的,必須等待一個線程的run()方法里面的代碼全部執(zhí)行完畢之后源织,另外一個線程才可以執(zhí)行其run()方法里面的代碼翩伪。

4、Runnable接口和Callable接口的區(qū)別

有點深的問題了谈息,也看出一個Java程序員學(xué)習(xí)知識的廣度缘屹。

Runnable接口中的run()方法的返回值是void,它做的事情只是純粹地去執(zhí)行run()方法中的代碼而已侠仇;Callable接口中的call()方法是有返回值的轻姿,是一個泛型,和Future、FutureTask配合可以用來獲取異步執(zhí)行的結(jié)果踢代。

這其實是很有用的一個特性盲憎,因為多線程相比單線程更難、更復(fù)雜的一個重要原因就是因為多線程充滿著未知性胳挎,某條線程是否執(zhí)行了饼疙?某條線程執(zhí)行了多久?某條線程執(zhí)行的時候我們期望的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)賦值完畢慕爬?無法得知窑眯,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行的結(jié)果医窿,可以在等待時間太長沒獲取到需要的數(shù)據(jù)的情況下取消該線程的任務(wù)磅甩,真的是非常有用。

5姥卢、CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別

? ? ?CyclicBarrier 的字面意思是可循環(huán)使用(Cyclic)的屏障(Barrier)卷要。它要做的事情是,讓一組線程到達一個屏障(也可以叫同步點)時被阻塞独榴,直到最后一個線程到達屏障時僧叉,屏障才會開門,所有被屏障攔截的線程才會繼續(xù)干活棺榔。

兩個看上去有點像的類瓶堕,都在java.util.concurrent下,都可以用來表示代碼運行到某個點上症歇,二者的區(qū)別在于:

(1)CyclicBarrier的某個線程運行到某個點上之后郎笆,該線程即停止運行,直到所有的線程都到達了這個點忘晤,所有線程才重新運行宛蚓;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?CountDownLatch則不是,某線程運行到某個點上之后德频,只是給某個數(shù)值-1而已苍息,該線程繼續(xù)運行

(2)CyclicBarrier只能喚起一個任務(wù),CountDownLatch可以喚起多個任務(wù)

(3)CyclicBarrier可重用壹置,CountDownLatch不可重用竞思,計數(shù)值為0該CountDownLatch就不可再用了

6、volatile關(guān)鍵字的作用

一個非常重要的問題钞护,是每個學(xué)習(xí)盖喷、應(yīng)用多線程的Java程序員都必須掌握的。理解volatile關(guān)鍵字的作用的前提是要理解Java內(nèi)存模型难咕,這里就不講Java內(nèi)存模型了课梳,可以參見第31點距辆,volatile關(guān)鍵字的作用主要有兩個:

(1)多線程主要圍繞可見性和原子性兩個特性而展開,使用volatile關(guān)鍵字修飾的變量暮刃,保證了其在多線程之間的可見性跨算,即每次讀取到volatile變量,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語言—-Java程序這么簡單椭懊,它的執(zhí)行是Java代碼–>字節(jié)碼–>根據(jù)字節(jié)碼執(zhí)行對應(yīng)的C/C++代碼–>C/C++代碼被編譯成匯編語言–>和硬件電路交互诸蚕,現(xiàn)實中,為了獲取更好的性能JVM可能會對指令進行重排序氧猬,多線程下可能會出現(xiàn)一些意想不到的問題背犯。使用volatile則會對禁止語義重排序,當(dāng)然這也一定程度上降低了代碼執(zhí)行效率

從實踐角度而言盅抚,volatile的一個重要作用就是和CAS結(jié)合漠魏,保證了原子性,詳細的可以參見java.util.concurrent.atomic包下的類妄均,比如AtomicInteger柱锹。

7、什么是線程安全

又是一個理論的問題丛晦,各式各樣的答案有很多奕纫,我給出一個個人認為解釋地最好的:如果你的代碼在多線程下執(zhí)行和在單線程下執(zhí)行永遠都能獲得一樣的結(jié)果,那么你的代碼就是線程安全的烫沙。

這個問題有值得一提的地方,就是線程安全也是有幾個級別的:

(1)不可變

像String隙笆、Integer锌蓄、Long這些,都是final類型的類撑柔,任何一個線程都改變不了它們的值瘸爽,要改變除非新創(chuàng)建一個,因此這些不可變對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)絕對線程安全

不管運行時環(huán)境如何铅忿,調(diào)用者都不需要額外的同步措施剪决。要做到這一點通常需要付出許多額外的代價,Java中標(biāo)注自己是線程安全的類檀训,實際上絕大多數(shù)都不是線程安全的柑潦,不過絕對線程安全的類,Java中也有峻凫,比方說CopyOnWriteArrayList渗鬼、CopyOnWriteArraySet

(3)相對線程安全

相對線程安全也就是我們通常意義上所說的線程安全,像Vector這種荧琼,add譬胎、remove方法都是原子操作差牛,不會被打斷,但也僅限于此堰乔,如果有個線程在遍歷某個Vector偏化、有個線程同時在add這個Vector,99%的情況下都會出現(xiàn)ConcurrentModificationException镐侯,也就是fail-fast機制夹孔。

(4)線程非安全

這個就沒什么好說的了,ArrayList析孽、LinkedList搭伤、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)袜瞬、死鎖怜俐、阻塞、頁面打開慢等問題邓尤,打線程dump是最好的解決問題的途徑。所謂線程dump也就是線程堆棧汞扎,獲取到線程堆棧有兩步:

(1)獲取到線程的pid季稳,可以通過使用jps命令,在Linux環(huán)境下還可以使用ps -ef | grep java

(2)打印線程堆棧澈魄,可以通過使用jstack pid命令景鼠,在Linux環(huán)境下還可以使用kill -3 pid

另外提一點,Thread類提供了一個getStackTrace()方法也可以用于獲取線程堆棧痹扇。這是一個實例方法款慨,因此此方法是和具體線程實例綁定的勺择,每次獲取獲取到的是具體某個線程當(dāng)前運行的堆棧喷众,

9奋救、一個線程如果出現(xiàn)了運行時異常會怎么樣

如果這個異常沒有被捕獲的話,這個線程就停止執(zhí)行了结笨。另外重要的一點是:如果這個線程持有某個某個對象的監(jiān)視器包晰,那么這個對象監(jiān)視器會被立即釋放

10、如何在兩個線程之間共享數(shù)據(jù)

通過在線程之間共享對象就可以了炕吸,然后通過wait/notify/notifyAll伐憾、await/signal/signalAll進行喚起和等待,比方說阻塞隊列BlockingQueue就是為線程之間共享數(shù)據(jù)而設(shè)計的

11算途、sleep方法和wait方法有什么區(qū)別

這個問題常問塞耕,sleep方法和wait方法都可以用來放棄CPU一定的時間,不同點在于如果線程持有某個對象的監(jiān)視器嘴瓤,sleep方法不會放棄這個對象的監(jiān)視器扫外,wait方法會放棄這個對象的監(jiān)視器

12莉钙、生產(chǎn)者消費者模型的作用是什么

這個問題很理論,但是很重要:

(1)通過平衡生產(chǎn)者的生產(chǎn)能力和消費者的消費能力來提升整個系統(tǒng)的運行效率筛谚,這是生產(chǎn)者消費者模型最重要的作用

(2)解耦磁玉,這是生產(chǎn)者消費者模型附帶的作用,解耦意味著生產(chǎn)者和消費者之間的聯(lián)系少驾讲,聯(lián)系越少越可以獨自發(fā)展而不需要收到相互的制約

13蚊伞、ThreadLocal有什么用

簡單說ThreadLocal就是一種以空間換時間的做法,在每個Thread里面維護了一個以開地址法實現(xiàn)的ThreadLocal.ThreadLocalMap吮铭,把數(shù)據(jù)進行隔離时迫,數(shù)據(jù)不共享,自然就沒有線程安全方面的問題了

14谓晌、為什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步塊中被調(diào)用

這是JDK強制的掠拳,wait()方法和notify()/notifyAll()方法在調(diào)用前都必須先獲得對象的鎖

15、wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放棄對象監(jiān)視器時有什么區(qū)別

wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放棄對象監(jiān)視器的時候的區(qū)別在于:wait()方法立即釋放對象監(jiān)視器纸肉,notify()/notifyAll()方法則會等待線程剩余代碼執(zhí)行完畢才會放棄對象監(jiān)視器溺欧。

16、為什么要使用線程池

避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程柏肪,達到線程對象的重用姐刁。另外,使用線程池還可以根據(jù)項目靈活地控制并發(fā)的數(shù)目烦味。

17聂使、怎么檢測一個線程是否持有對象監(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線程是否持有對象監(jiān)視器:Thread類提供了一個holdsLock(Object obj)方法,當(dāng)且僅當(dāng)對象obj的監(jiān)視器被某條線程持有的時候才會返回true拐叉,注意這是一個static方法岩遗,這意味著“某條線程”指的是當(dāng)前線程

18凤瘦、synchronized和ReentrantLock的區(qū)別

synchronized是和if、else案铺、for蔬芥、while一樣的關(guān)鍵字,ReentrantLock是類控汉,這是二者的本質(zhì)區(qū)別笔诵。既然ReentrantLock是類,那么它就提供了比synchronized更多更靈活的特性姑子,可以被繼承乎婿、可以有方法、可以有各種各樣的類變量街佑,ReentrantLock比synchronized的擴展性體現(xiàn)在幾點上:

(1)ReentrantLock可以對獲取鎖的等待時間進行設(shè)置谢翎,這樣就避免了死鎖

(2)ReentrantLock可以獲取各種鎖的信息

(3)ReentrantLock可以靈活地實現(xiàn)多路通知

另外捍靠,二者的鎖機制其實也是不一樣的。ReentrantLock底層調(diào)用的是Unsafe的park方法加鎖森逮,synchronized操作的應(yīng)該是對象頭中mark word榨婆,這點我不能確定。

19褒侧、ConcurrentHashMap的并發(fā)度是什么

ConcurrentHashMap的并發(fā)度就是segment的大小良风,默認為16,這意味著最多同時可以有16條線程操作ConcurrentHashMap闷供,這也是ConcurrentHashMap對Hashtable的最大優(yōu)勢烟央,任何情況下,Hashtable能同時有兩條線程獲取Hashtable中的數(shù)據(jù)嗎歪脏?

20疑俭、ReadWriteLock是什么

首先明確一下,不是說ReentrantLock不好唾糯,只是ReentrantLock某些時候有局限怠硼。如果使用ReentrantLock,可能本身是為了防止線程A在寫數(shù)據(jù)移怯、線程B在讀數(shù)據(jù)造成的數(shù)據(jù)不一致香璃,但這樣,如果線程C在讀數(shù)據(jù)舟误、線程D也在讀數(shù)據(jù)葡秒,讀數(shù)據(jù)是不會改變數(shù)據(jù)的,沒有必要加鎖嵌溢,但是還是加鎖了眯牧,降低了程序的性能。

因為這個赖草,才誕生了讀寫鎖ReadWriteLock学少。ReadWriteLock是一個讀寫鎖接口,ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一個具體實現(xiàn)秧骑,實現(xiàn)了讀寫的分離版确,讀鎖是共享的,寫鎖是獨占的乎折,讀和讀之間不會互斥绒疗,讀和寫、寫和讀骂澄、寫和寫之間才會互斥吓蘑,提升了讀寫的性能。

21坟冲、FutureTask是什么

這個其實前面有提到過磨镶,F(xiàn)utureTask表示一個異步運算的任務(wù)溃蔫。FutureTask里面可以傳入一個Callable的具體實現(xiàn)類,可以對這個異步運算的任務(wù)的結(jié)果進行等待獲取棋嘲、判斷是否已經(jīng)完成酒唉、取消任務(wù)等操作。當(dāng)然沸移,由于FutureTask也是Runnable接口的實現(xiàn)類痪伦,所以FutureTask也可以放入線程池中。

22雹锣、Linux環(huán)境下如何查找哪個線程使用CPU最長

這是一個比較偏實踐的問題网沾,這種問題我覺得挺有意義的∪锞簦可以這么做:

(1)獲取項目的pid辉哥,jps或者ps -ef | grep java,這個前面有講過

(2)top -H -p pid攒射,順序不能改變

這樣就可以打印出當(dāng)前的項目醋旦,每條線程占用CPU時間的百分比。注意這里打出的是LWP会放,也就是操作系統(tǒng)原生線程的線程號饲齐,我筆記本山?jīng)]有部署Linux環(huán)境下的Java工程,因此沒有辦法截圖演示咧最,網(wǎng)友朋友們?nèi)绻臼鞘褂肔inux環(huán)境部署項目的話捂人,可以嘗試一下。

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矢沿,從而定位占用CPU高的原因滥搭,一般是因為不當(dāng)?shù)拇a操作導(dǎo)致了死循環(huán)。

最后提一點捣鲸,”top -H -p pid”打出來的LWP是十進制的瑟匆,”jps pid”打出來的本地線程號是十六進制的,轉(zhuǎn)換一下栽惶,就能定位到占用CPU高的線程的當(dāng)前線程堆棧了脓诡。

23、Java編程寫一個會導(dǎo)致死鎖的程序

第一次看到這個題目媒役,覺得這是一個非常好的問題。很多人都知道死鎖是怎么一回事兒:線程A和線程B相互等待對方持有的鎖導(dǎo)致程序無限死循環(huán)下去宪迟。當(dāng)然也僅限于此了酣衷,問一下怎么寫一個死鎖的程序就不知道了,這種情況說白了就是不懂什么是死鎖次泽,懂一個理論就完事兒了穿仪,實踐中碰到死鎖的問題基本上是看不出來的席爽。

真正理解什么是死鎖,這個問題其實不難啊片,幾個步驟:

(1)兩個線程里面分別持有兩個Object對象:lock1和lock2只锻。這兩個lock作為同步代碼塊的鎖;

(2)線程1的run()方法中同步代碼塊先獲取lock1的對象鎖紫谷,Thread.sleep(xxx)齐饮,時間不需要太多,50毫秒差不多了笤昨,然后接著獲取lock2的對象鎖祖驱。這么做主要是為了防止線程1啟動一下子就連續(xù)獲得了lock1和lock2兩個對象的對象鎖

(3)線程2的run)(方法中同步代碼塊先獲取lock2的對象鎖,接著獲取lock1的對象鎖瞒窒,當(dāng)然這時lock1的對象鎖已經(jīng)被線程1鎖持有捺僻,線程2肯定是要等待線程1釋放lock1的對象鎖的

這樣,線程1″睡覺”睡完崇裁,線程2已經(jīng)獲取了lock2的對象鎖了匕坯,線程1此時嘗試獲取lock2的對象鎖,便被阻塞拔稳,此時一個死鎖就形成了葛峻。代碼就不寫了,占的篇幅有點多壳炎,Java多線程7:死鎖這篇文章里面有泞歉,就是上面步驟的代碼實現(xiàn)。

24匿辩、怎么喚醒一個阻塞的線程

如果線程是因為調(diào)用了wait()腰耙、sleep()或者join()方法而導(dǎo)致的阻塞,可以中斷線程铲球,并且通過拋出InterruptedException來喚醒它挺庞;如果線程遇到了IO阻塞,無能為力稼病,因為IO是操作系統(tǒng)實現(xiàn)的选侨,Java代碼并沒有辦法直接接觸到操作系統(tǒng)。

25然走、不可變對象對多線程有什么幫助

前面有提到過的一個問題援制,不可變對象保證了對象的內(nèi)存可見性,對不可變對象的讀取不需要進行額外的同步手段芍瑞,提升了代碼執(zhí)行效率晨仑。

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)由一個已經(jīng)正在運行的線程切換到另外一個就緒并等待獲取CPU執(zhí)行權(quán)的線程的過程。

27洪己、如果你提交任務(wù)時妥凳,線程池隊列已滿,這時會發(fā)生什么

如果你使用的LinkedBlockingQueue答捕,也就是無界隊列的話逝钥,沒關(guān)系,繼續(xù)添加任務(wù)到阻塞隊列中等待執(zhí)行拱镐,因為LinkedBlockingQueue可以近乎認為是一個無窮大的隊列艘款,可以無限存放任務(wù);如果你使用的是有界隊列比方說ArrayBlockingQueue的話痢站,任務(wù)首先會被添加到ArrayBlockingQueue中磷箕,ArrayBlockingQueue滿了,則會使用拒絕策略RejectedExecutionHandler處理滿了的任務(wù)阵难,默認是AbortPolicy岳枷。

28、Java中用到的線程調(diào)度算法是什么

搶占式呜叫。一個線程用完CPU之后空繁,操作系統(tǒng)會根據(jù)線程優(yōu)先級、線程饑餓情況等數(shù)據(jù)算出一個總的優(yōu)先級并分配下一個時間片給某個線程執(zhí)行朱庆。

29盛泡、Thread.sleep(0)的作用是什么

這個問題和上面那個問題是相關(guān)的,我就連在一起了娱颊。由于Java采用搶占式的線程調(diào)度算法傲诵,因此可能會出現(xiàn)某條線程常常獲取到CPU控制權(quán)的情況,為了讓某些優(yōu)先級比較低的線程也能獲取到CPU控制權(quán)箱硕,可以使用Thread.sleep(0)手動觸發(fā)一次操作系統(tǒng)分配時間片的操作拴竹,這也是平衡CPU控制權(quán)的一種操作。

30剧罩、什么是自旋

很多synchronized里面的代碼只是一些很簡單的代碼栓拜,執(zhí)行時間非常快惠昔,此時等待的線程都加鎖可能是一種不太值得的操作幕与,因為線程阻塞涉及到用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)切換的問題。既然synchronized里面的代碼執(zhí)行得非痴蚍溃快啦鸣,不妨讓等待鎖的線程不要被阻塞,而是在synchronized的邊界做忙循環(huán)来氧,這就是自旋赏陵。如果做了多次忙循環(huán)發(fā)現(xiàn)還沒有獲得鎖饼齿,再阻塞,這樣可能是一種更好的策略蝙搔。

31、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Java內(nèi)存的規(guī)范考传。Java內(nèi)存模型要完整講不是這里幾句話能說清楚的吃型,我簡單總結(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。類的狀態(tài)僚楞,也就是類之間共享的變量勤晚,是存儲在主內(nèi)存中的,每次Java線程用到這些主內(nèi)存中的變量的時候泉褐,會讀一次主內(nèi)存中的變量赐写,并讓這些內(nèi)存在自己的工作內(nèi)存中有一份拷貝,運行自己線程代碼的時候膜赃,用到這些變量挺邀,操作的都是自己工作內(nèi)存中的那一份。在線程代碼執(zhí)行完畢之后跳座,會將最新的值更新到主內(nèi)存中去

(2)定義了幾個原子操作端铛,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)生原則疲眷,定義了操作A必然先行發(fā)生于操作B的一些規(guī)則禾蚕,比如在同一個線程內(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、一個釋放鎖unlock的動作一定先行發(fā)生于后面對于同一個鎖進行鎖定lock的動作等等狂丝,只要符合這些規(guī)則换淆,則不需要額外做同步措施,如果某段代碼不符合所有的happens-before規(guī)則几颜,則這段代碼一定是線程非安全的

32倍试、什么是CAS

CAS,全稱為Compare and Swap菠剩,即比較-替換易猫。假設(shè)有三個操作數(shù):內(nèi)存值V、舊的預(yù)期值A(chǔ)具壮、要修改的值B准颓,當(dāng)且僅當(dāng)預(yù)期值A(chǔ)和內(nèi)存值V相同時,才會將內(nèi)存值修改為B并返回true棺妓,否則什么都不做并返回false攘已。當(dāng)然CAS一定要volatile變量配合,這樣才能保證每次拿到的變量是主內(nèi)存中最新的那個值怜跑,否則舊的預(yù)期值A(chǔ)對某條線程來說样勃,永遠是一個不會變的值A(chǔ)吠勘,只要某次CAS操作失敗,永遠都不可能成功峡眶。

33剧防、什么是樂觀鎖和悲觀鎖

(1)樂觀鎖:就像它的名字一樣,對于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線程安全問題持樂觀狀態(tài)辫樱,樂觀鎖認為競爭不總是會發(fā)生峭拘,因此它不需要持有鎖,將比較-替換這兩個動作作為一個原子操作嘗試去修改內(nèi)存中的變量狮暑,如果失敗則表示發(fā)生沖突鸡挠,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搬男,對于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線程安全問題持悲觀狀態(tài)拣展,悲觀鎖認為競爭總是會發(fā)生,因此每次對某資源進行操作時缔逛,都會持有一個獨占的鎖备埃,就像synchronized,不管三七二十一译株,直接上了鎖就操作資源了瓜喇。

34、什么是AQS

簡單說一下AQS歉糜,AQS全稱為AbstractQueuedSychronizer乘寒,翻譯過來應(yīng)該是抽象隊列同步器。

如果說java.util.concurrent的基礎(chǔ)是CAS的話匪补,那么AQS就是整個Java并發(fā)包的核心了伞辛,ReentrantLock、CountDownLatch夯缺、Semaphore等等都用到了它蚤氏。AQS實際上以雙向隊列的形式連接所有的Entry,比方說ReentrantLock踊兜,所有等待的線程都被放在一個Entry中并連成雙向隊列竿滨,前面一個線程使用ReentrantLock好了,則雙向隊列實際上的第一個Entry開始運行捏境。

AQS定義了對雙向隊列所有的操作于游,而只開放了tryLock和tryRelease方法給開發(fā)者使用,開發(fā)者可以根據(jù)自己的實現(xiàn)重寫tryLock和tryRelease方法垫言,以實現(xiàn)自己的并發(fā)功能贰剥。

35、單例模式的線程安全性

老生常談的問題了筷频,首先要說的是單例模式的線程安全意味著:某個類的實例在多線程環(huán)境下只會被創(chuàng)建一次出來蚌成。單例模式有很多種的寫法前痘,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、Semaphore有什么作用

Semaphore就是一個信號量担忧,它的作用是限制某段代碼塊的并發(fā)數(shù)芹缔。Semaphore有一個構(gòu)造函數(shù),可以傳入一個int型整數(shù)n涵妥,表示某段代碼最多只有n個線程可以訪問乖菱,如果超出了n,那么請等待蓬网,等到某個線程執(zhí)行完畢這段代碼塊,下一個線程再進入鹉勒。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帆锋,相當(dāng)于變成了一個synchronized了。

37禽额、Hashtable的size()方法中明明只有一條語句”return count”锯厢,為什么還要做同步?

這是我之前的一個困惑脯倒,不知道大家有沒有想過這個問題实辑。某個方法中如果有多條語句,并且都在操作同一個類變量藻丢,那么在多線程環(huán)境下不加鎖剪撬,勢必會引發(fā)線程安全問題,這很好理解悠反,但是size()方法明明只有一條語句残黑,為什么還要加鎖?

關(guān)于這個問題斋否,在慢慢地工作梨水、學(xué)習(xí)中,有了理解茵臭,主要原因有兩點:

(1)同一時間只能有一條線程執(zhí)行固定類的同步方法疫诽,但是對于類的非同步方法,可以多條線程同時訪問旦委。所以奇徒,這樣就有問題了,可能線程A在執(zhí)行Hashtable的put方法添加數(shù)據(jù)社证,線程B則可以正常調(diào)用size()方法讀取Hashtable中當(dāng)前元素的個數(shù)逼龟,那讀取到的值可能不是最新的,可能線程A添加了完了數(shù)據(jù)追葡,但是沒有對size++腺律,線程B就已經(jīng)讀取size了奕短,那么對于線程B來說讀取到的size一定是不準確的。而給size()方法加了同步之后匀钧,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)用翎碑,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代碼之斯,這點很關(guān)鍵日杈,一定得記住。Java代碼最終是被翻譯成匯編代碼執(zhí)行的佑刷,匯編代碼才是真正可以和硬件電路交互的代碼莉擒。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)碼也只有一行瘫絮,也不意味著對于底層來說這句語句的操作只有一個涨冀。一句”return count”假設(shè)被翻譯成了三句匯編語句執(zhí)行,完全可能執(zhí)行完第一句麦萤,線程就切換了鹿鳖。

38、線程類的構(gòu)造方法壮莹、靜態(tài)塊是被哪個線程調(diào)用的

這是一個非常刁鉆和狡猾的問題翅帜。請記住:線程類的構(gòu)造方法命满、靜態(tài)塊是被new這個線程類所在的線程所調(diào)用的涝滴,而run方法里面的代碼才是被線程自身所調(diào)用的。

如果說上面的說法讓你感到困惑周荐,那么我舉個例子狭莱,假設(shè)Thread2中new了Thread1,main函數(shù)中new了Thread2概作,那么:

(1)Thread2的構(gòu)造方法腋妙、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)造方法讯榕、靜態(tài)塊是Thread2調(diào)用的骤素,Thread1的run()方法是Thread1自己調(diào)用的

39、同步方法和同步塊愚屁,哪個是更好的選擇

同步塊济竹,這意味著同步塊之外的代碼是異步執(zhí)行的,這比同步整個方法更提升代碼的效率霎槐。請知道一條原則:同步的范圍越小越好送浊。

借著這一條,我額外提一點丘跌,雖說同步的范圍越少越好袭景,但是在Java虛擬機中還是存在著一種叫做鎖粗化的優(yōu)化方法唁桩,這種方法就是把同步范圍變大。這是有用的耸棒,比方說StringBuffer荒澡,它是一個線程安全的類,自然最常用的append()方法是一個同步方法与殃,我們寫代碼的時候會反復(fù)append字符串单山,這意味著要進行反復(fù)的加鎖->解鎖,這對性能不利幅疼,因為這意味著Java虛擬機在這條線程上要反復(fù)地在內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)之間進行切換米奸,因此Java虛擬機會將多次append方法調(diào)用的代碼進行一個鎖粗化的操作,將多次的append的操作擴展到append方法的頭尾爽篷,變成一個大的同步塊躏升,這樣就減少了加鎖–>解鎖的次數(shù),有效地提升了代碼執(zhí)行的效率狼忱。

40、高并發(fā)一睁、任務(wù)執(zhí)行時間短的業(yè)務(wù)怎樣使用線程池钻弄?并發(fā)不高、任務(wù)執(zhí)行時間長的業(yè)務(wù)怎樣使用線程池者吁?并發(fā)高窘俺、業(yè)務(wù)執(zhí)行時間長的業(yè)務(wù)怎樣使用線程池?

這是我在并發(fā)編程網(wǎng)上看到的一個問題复凳,把這個問題放在最后一個瘤泪,希望每個人都能看到并且思考一下,因為這個問題非常好育八、非常實際对途、非常專業(yè)。關(guān)于這個問題髓棋,個人看法是:

(1)高并發(fā)实檀、任務(wù)執(zhí)行時間短的業(yè)務(wù),線程池線程數(shù)可以設(shè)置為CPU核數(shù)+1按声,減少線程上下文的切換

(2)并發(fā)不高膳犹、任務(wù)執(zhí)行時間長的業(yè)務(wù)要區(qū)分開看:

a)假如是業(yè)務(wù)時間長集中在IO操作上,也就是IO密集型的任務(wù)签则,因為IO操作并不占用CPU须床,所以不要讓所有的CPU閑下來,可以加大線程池中的線程數(shù)目渐裂,讓CPU處理更多的業(yè)務(wù)

b)假如是業(yè)務(wù)時間長集中在計算操作上豺旬,也就是計算密集型任務(wù)钠惩,這個就沒辦法了,和(1)一樣吧哈垢,線程池中的線程數(shù)設(shè)置得少一些妻柒,減少線程上下文的切換

(3)并發(fā)高、業(yè)務(wù)執(zhí)行時間長耘分,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)計举塔,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,增加服務(wù)器是第二步求泰,至于線程池的設(shè)置央渣,設(shè)置參考(2)。最后渴频,業(yè)務(wù)執(zhí)行時間長的問題芽丹,也可能需要分析一下,看看能不能使用中間件對任務(wù)進行拆分和解耦卜朗。

==================================================================================我不能保證寫的每個地方都是對的拔第,但是至少能保證不復(fù)制、不黏貼场钉,保證每一句話蚊俺、每一行代碼都經(jīng)過了認真的推敲、仔細的斟酌逛万。每一篇文章的背后泳猬,希望都能看到自己對于技術(shù)、對于生活的態(tài)度宇植。

我相信喬布斯說的得封,只有那些瘋狂到認為自己可以改變世界的人才能真正地改變世界。面對壓力指郁,我可以挑燈夜戰(zhàn)忙上、不眠不休;面對困難坡氯,我愿意迎難而上晨横、永不退縮。

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