創(chuàng)建線程的方式
一般來說李滴,CachedTheadPool在程序執(zhí)行過程中通常會創(chuàng)建與所需數(shù)量相同的線程判莉,然后在它回收舊線程時停止創(chuàng)建新線程丽惶,因此它是合理的Executor的首選缅阳,只有當這種方式會引發(fā)問題時(比如需要大量長時間面向連接的線程時)带迟,才需要考慮用FixedThreadPool音羞。(該段話摘自《Thinking in Java》第四版)
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比較常見的一個問題了,一般就是兩種:
1)繼承Thread類? ? ? ? ? ? ? ?2)實現(xiàn)Runnable接口
實現(xiàn)implements Runnable接口比繼承?extends???Thread類所具有的優(yōu)勢:
1)適合多個相同的程序代碼的線程去處理同一個資源
2)可以避免java中的單繼承的限制(不能訪問父類的私有成員仓犬?)
3)增加程序的健壯性嗅绰,代碼可以被多個線程共享,代碼和數(shù)據(jù)獨立
4)線程池只能放入實現(xiàn)Runable或callable類線程搀继,不能直接放入繼承Thread的類
因為實現(xiàn)接口的方式比繼承類的方式更靈活窘面,也能減少程序之間的耦合度,面向接口編程也是設(shè)計模式6大原則的核心叽躯。
2财边、start()方法和run()方法的區(qū)別
只有調(diào)用了start()方法,才會表現(xiàn)出多線程的特性点骑,不同線程的run()方法里面的代碼交替執(zhí)行酣难。如果只是調(diào)用run()方法,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)行完畢之后屋厘,另外一個線程才可以執(zhí)行其run()方法里面的代碼对扶。
3、Runnable接口和Callable接口的區(qū)別
Runnable接口中的run()方法的返回值是void菜谣,它做的事情只是純粹地去執(zhí)行run()方法中的代碼而已珠漂;Callable接口中的call()方法是有返回值的,是一個泛型尾膊,和Future媳危、FutureTask配合可以用來獲取異步執(zhí)行的結(jié)果。
這其實是很有用的一個特性眯停,因為多線程相比單線程更難济舆、更復雜的一個重要原因就是因為多線程充滿著未知性,某條線程是否執(zhí)行了莺债?某條線程執(zhí)行了多久滋觉?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?無法得知齐邦,我們能做的只是等待這條多線程的任務(wù)執(zhí)行完畢而已椎侠。而Callable+Future/FutureTask卻可以獲取多線程運行的結(jié)果,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)措拇,真的是非常有用我纪。
4、CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別
兩個看上去有點像的類丐吓,都在java.util.concurrent下浅悉,都可以用來表示代碼運行到某個點上,二者的區(qū)別在于:
1)CyclicBarrier的某個線程運行到某個點上之后券犁,該線程即停止運行术健,直到所有的線程都到達了這個點,所有線程才重新運行粘衬;CountDownLatch則不是荞估,某線程運行到某個點上之后,只是給某個數(shù)值-1而已稚新,該線程繼續(xù)運行勘伺。
2)CyclicBarrier只能喚起一個任務(wù),CountDownLatch可以喚起多個任務(wù)褂删。
3) CyclicBarrier可重用飞醉,CountDownLatch不可重用,計數(shù)值為0該CountDownLatch就不可再用了屯阀。
使用場景:
CountDownLatch并發(fā)測試
5冒掌、volatile關(guān)鍵字的作用
1)多線程主要圍繞可見性和原子性兩個特性而展開噪裕,使用volatile關(guān)鍵字修飾的變量,保證了其在多線程之間的可見性股毫,即每次讀取到volatile變量膳音,一定是最新的數(shù)據(jù)。
2)Java程序的執(zhí)行是Java代碼-->字節(jié)碼-->根據(jù)字節(jié)碼執(zhí)行對應的C/C++代碼-->C/C++代碼被編譯成匯編語言-->和硬件電路交互铃诬,現(xiàn)實中祭陷,為了獲取更好的性能JVM可能會對指令進行重排序,多線程下可能會出現(xiàn)一些意想不到的問題趣席。使用volatile則會對禁止語義重排序兵志,當然這也一定程度上降低了代碼執(zhí)行效率。
從實踐角度而言宣肚,volatile的一個重要作用就是和CAS結(jié)合想罕,保證了原子性,詳細的可以參見java.util.concurrent.atomic包下的類霉涨,比如AtomicInteger按价,更多詳情請點擊這里進行學習。
6笙瑟、線程安全的幾個級別
1)不可變
像String楼镐、Integer、Long這些往枷,都是final類型的類框产,任何一個線程都改變不了它們的值,要改變除非新創(chuàng)建一個错洁,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)境如何秉宿,調(diào)用者都不需要額外的同步措施。要做到這一點通常需要付出許多額外的代價屯碴,Java中標注自己是線程安全的類描睦,實際上絕大多數(shù)都不是線程安全的,不過絕對線程安全的類窿锉,Java中也有,比方說CopyOnWriteArrayList膝舅、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嗡载,像Vector這種,add仍稀、remove方法都是原子操作洼滚,不會被打斷,但也僅限于此技潘,如果有個線程在遍歷某個Vector遥巴、有個線程同時在add這個Vector千康,99%的情況下都會出現(xiàn)ConcurrentModificationException,也就是fail-fast機制铲掐。
4)線程非安全
ArrayList拾弃、LinkedList、HashMap等都是線程非安全摆霉。
7豪椿、Java中如何獲取到線程dump文件
死循環(huán)、死鎖携栋、阻塞搭盾、頁面打開慢等問題,打線程dump是最好的解決問題的途徑婉支。所謂線程dump也就是線程堆棧鸯隅,獲取到線程堆棧有兩步:
1)獲取到線程的pid,可以通過使用jps命令向挖,在Linux環(huán)境下還可以使用ps -ef | grep java
2)打印線程堆棧蝌以,可以通過使用jstack pid命令,在Linux環(huán)境下還可以使用kill -3 pid
另外提一點户誓,Thread類提供了一個getStackTrace()方法也可以用于獲取線程堆棧饼灿。這是一個實例方法,因此此方法是和具體線程實例綁定的帝美,每次獲取獲取到的是具體某個線程當前運行的堆棧碍彭。
8、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悼潭,這個線程就停止執(zhí)行了庇忌。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,那么這個對象監(jiān)視器會被立即釋放
9舰褪、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皆疹,然后通過wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll進行喚起和等待占拍,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
10略就、sleep(),join()晃酒,wait()表牢,yield()區(qū)別詳解
? ? ? ?Thread.sleep()在指定時間內(nèi)讓當前執(zhí)行的線程暫停執(zhí)行一段時間,讓其他線程有機會繼續(xù)執(zhí)行贝次,但不會釋放對象鎖崔兴,也就是說如果有synchronized同步快,其他線程仍然不能訪問共享數(shù)據(jù),不推薦使用敲茄,sleep() 使當前線程進入阻塞狀態(tài)位谋,在指定時間不會執(zhí)行。
? ? ? ?對象的方法堰燎,會釋放對象鎖掏父。wait()和notify()、notifyAll()爽待,這三個方法用于協(xié)調(diào)多個線程對共享數(shù)據(jù)的存取损同,所以必須在synchronized語句塊內(nèi)使用也就是說,調(diào)用wait()鸟款,notify()和notifyAll()的任務(wù)在調(diào)用這些方法前必須擁有對象鎖膏燃,wait()和notify()、notifyAll()它們都是Object類的方法何什,而不是Thread類的方法组哩。
當調(diào)用某一對象的wait() 方法后,會使當前線程暫停執(zhí)行处渣,并將當前線程放入對象等待池中伶贰,直到調(diào)用 notify() 方法后,將從對象等待池中移出任意一個線程并放入鎖標志等待池中罐栈,只有鎖標志等待池中的線程可以獲得鎖標志黍衙,他們隨時準備爭奪鎖的擁有權(quán),當調(diào)用了某個對象的notifyAll() 方法荠诬,會將對象等待池中的所有線程都移動到該對象的鎖標志等待池
wait():調(diào)用該方法使持有該對象的線程把該對象的控制權(quán)交出去琅翻,然后處于等待狀態(tài)
notify():調(diào)用該方法就會通知某個正在等待這個對象的控制權(quán)的線程可以繼續(xù)運行
notifyAll():調(diào)用該方法就會通知所有等待這個對象控制權(quán)的線程繼續(xù)運行
11、ThreadLocal有什么用
簡單說ThreadLocal就是一種以空間換時間的做法柑贞,在每個Thread里面維護了一個以開地址法實現(xiàn)的ThreadLocal.ThreadLocalMap方椎,把數(shù)據(jù)進行隔離,數(shù)據(jù)不共享钧嘶,自然就沒有線程安全方面的問題了棠众。
ThreadLocal使用的一般步驟:
1、在多線程的類(如ThreadDemo類)中有决。創(chuàng)建一個ThreadLocal對象threadXxx闸拿,用來保存線程間須要隔離處理的對象xxx。
2书幕、在ThreadDemo類中新荤。創(chuàng)建一個獲取要隔離訪問的數(shù)據(jù)的方法getXxx(),在方法中推斷按咒,若ThreadLocal對象為null時候迟隅,應該new()一個隔離訪問類型的對象,并強制轉(zhuǎn)換為要應用的類型励七。
3智袭、在ThreadDemo類的run()方法中。通過getXxx()方法獲取要操作的數(shù)據(jù)掠抬。這樣能夠保證每一個線程相應一個數(shù)據(jù)對象吼野,在不論什么時刻都操作的是這個對象。
其內(nèi)部有set /get/和remove的方法两波。其中的坑就有如果remove沒有執(zhí)行瞳步,它的生命周期將會在線程中共存。
它的生命周期將會與線程共存腰奋。與Synchonized的對照:
ThreadLocal和Synchonized都用于解決多線程并發(fā)訪問单起。可是ThreadLocal與synchronized有本質(zhì)的差別劣坊。synchronized是利用鎖的機制嘀倒,使變量或代碼塊在某一時該僅僅能被一個線程訪問。而ThreadLocal為每個線程都提供了變量的副本局冰,使得每個線程在某一時間訪問到的并非同一個對象测蘑,這樣就隔離了多個線程對數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)共享。而Synchronized卻正好相反康二,它用于在多個線程間通信時可以獲得數(shù)據(jù)共享碳胳。
Synchronized用于線程間的數(shù)據(jù)共享,而ThreadLocal則用于線程間的數(shù)據(jù)隔離沫勿。
14挨约、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,wait()方法和notify()/notifyAll()方法在調(diào)用前都必須先獲得對象的鎖
15藕帜、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)視器烫罩,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。
16洽故、為什么要使用線程池
避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程贝攒,達到線程對象的重用。另外时甚,使用線程池還可以根據(jù)項目靈活地控制并發(fā)的數(shù)目隘弊。點擊這里學習線程池詳解。
17荒适、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)方法梨熙,當且僅當對象obj的監(jiān)視器被某條線程持有的時候才會返回true,注意這是一個static方法刀诬,這意味著"某條線程"指的是當前線程咽扇。
18、synchronized和ReentrantLock的區(qū)別
synchronized是和if、else质欲、for树埠、while一樣的關(guān)鍵字,ReentrantLock是類嘶伟,這是二者的本質(zhì)區(qū)別怎憋。既然ReentrantLock是類,那么它就提供了比synchronized更多更靈活的特性九昧,可以被繼承绊袋、可以有方法、可以有各種各樣的類變量铸鹰,ReentrantLock比synchronized的擴展性體現(xiàn)在幾點上:
ReentrantLock是獨占鎖且可重入的
2. ReentrantLock和synchronized都是可重入的癌别。synchronized因為可重入因此可以放在被遞歸執(zhí)行的方法上,且不用擔心線程最后能否正確釋放鎖;而ReentrantLock在重入時要卻確保重復獲取鎖的次數(shù)必須和重復釋放鎖的次數(shù)一樣蹋笼,否則可能導致其他線程無法獲得該鎖规个。
ReentrantLock可以實現(xiàn)公平鎖
公平鎖是指當鎖可用時,在鎖上等待時間最長的線程將獲得鎖的使用權(quán)。而非公平鎖則隨機分配這種使用權(quán)姓建。和synchronized一樣诞仓,默認的ReentrantLock實現(xiàn)是非公平鎖,因為相比公平鎖,非公平鎖性能更好速兔。當然公平鎖能防止饑餓,某些情況下也很有用墅拭。在創(chuàng)建ReentrantLock的時候通過傳進參數(shù)true創(chuàng)建公平鎖,如果傳入的是false或沒傳參數(shù)則創(chuàng)建的是非公平鎖。
ReentrantLock lock = new?ReentrantLock(true);
ReentrantLock可響應中斷
當使用synchronized實現(xiàn)鎖時,阻塞在鎖上的線程除非獲得鎖否則將一直等待下去涣狗,也就是說這種無限等待獲取鎖的行為無法被中斷谍婉。而ReentrantLock給我們提供了一個可以響應中斷的獲取鎖的方法lockInterruptibly()。該方法可以用來解決死鎖問題镀钓。
獲取鎖時限時等待
ReentrantLock還給我們提供了獲取鎖限時等待的方法tryLock(),可以選擇傳入時間參數(shù),表示等待指定的時間,無參則表示立即返回鎖申請的結(jié)果:true表示獲取鎖成功,false表示獲取鎖失敗穗熬。我們可以使用該方法配合失敗重試機制來更好的解決死鎖問題。
?1??結(jié)合Condition實現(xiàn)等待通知機制
使用synchronized結(jié)合Object上的wait和notify方法可以實現(xiàn)線程間的等待通知機制丁溅。ReentrantLock結(jié)合Condition接口同樣可以實現(xiàn)這個功能唤蔗。而且相比前者使用起來更清晰也更簡單。
2??使用Condition實現(xiàn)簡單的阻塞隊列
阻塞隊列是一種特殊的先進先出隊列,它有以下幾個特點
1.入隊和出隊線程安全
2.當隊列滿時,入隊線程會被阻塞;當隊列為空時,出隊線程會被阻塞窟赏。
19妓柜、ConcurrentHashMap的并發(fā)度是什么
ConcurrentHashMap的并發(fā)度就是segment的大小,默認為16涯穷,這意味著最多同時可以有16條線程操作ConcurrentHashMap棍掐,這也是ConcurrentHashMap對Hashtable的最大優(yōu)勢,任何情況下拷况,Hashtable能同時有兩條線程獲取Hashtable中的數(shù)據(jù)嗎作煌?
HashMap掘殴、Hashtable、ConccurentHashMap三者的區(qū)別
HashMap線程不安全粟誓,數(shù)組+鏈表+紅黑樹
Hashtable線程安全杯巨,鎖住整個對象,數(shù)組+鏈表
ConccurentHashMap線程安全努酸,CAS+同步鎖,數(shù)組+鏈表+紅黑樹
HashMap的key杜恰,value均可為null获诈,其他兩個不行。
在JDK1.7和JDK1.8中的區(qū)別
在JDK1.8主要設(shè)計上的改進有以下幾點:
1心褐、不采用segment而采用node舔涎,鎖住node來實現(xiàn)減小鎖粒度。
2逗爹、設(shè)計了MOVED狀態(tài) 當resize的中過程中 線程2還在put數(shù)據(jù)亡嫌,線程2會幫助resize。
3掘而、使用3個CAS操作來確保node的一些操作的原子性挟冠,這種方式代替了鎖。
4袍睡、sizeCtl的不同值來代表不同含義知染,起到了控制的作用。
5. ?采用synchronized而不是ReentrantLock
20斑胜、ReadWriteLock是什么
首先明確一下控淡,不是說ReentrantLock不好,只是ReentrantLock某些時候有局限止潘。如果使用ReentrantLock掺炭,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)不一致凭戴,但這樣涧狮,如果線程C在讀數(shù)據(jù)、線程D也在讀數(shù)據(jù)么夫,讀數(shù)據(jù)是不會改變數(shù)據(jù)的勋篓,沒有必要加鎖,但是還是加鎖了魏割,降低了程序的性能譬嚣。
因為這個,才誕生了讀寫鎖ReadWriteLock钞它。ReadWriteLock是一個讀寫鎖接口拜银,ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一個具體實現(xiàn)殊鞭,實現(xiàn)了讀寫的分離,讀鎖是共享的尼桶,寫鎖是獨占的操灿,讀和讀之間不會互斥,讀和寫泵督、寫和讀趾盐、寫和寫之間才會互斥,提升了讀寫的性能小腊。
21救鲤、Callable和Runnable的區(qū)別?
相同點:1??兩者都可用來編寫多線程程序秩冈;2??兩者都需要調(diào)用Thread.start()啟動線程本缠;
不同點:1??兩者最大的不同點是實現(xiàn)Callable接口的任務(wù)線程能返回執(zhí)行結(jié)果;而實現(xiàn)Runnable接口的任務(wù)線程不能返回結(jié)果入问;2??Callable接口的call()方法允許拋出異常丹锹;而Runnable接口的run()方法的異常只能在內(nèi)部消化,不能繼續(xù)上拋芬失;
注意點:Callable接口支持返回執(zhí)行結(jié)果楣黍,此時需要調(diào)用FutureTask.get()方法實現(xiàn),此方法會阻塞主線程直到獲取‘將來’結(jié)果棱烂;當不調(diào)用此方法時锡凝,主線程不會阻塞!
21垢啼、FutureTask是什么
這個其實前面有提到過窜锯,F(xiàn)utureTask表示一個異步運算的任務(wù)。FutureTask里面可以傳入一個Callable的具體實現(xiàn)類芭析,可以對這個異步運算的任務(wù)的結(jié)果進行等待獲取锚扎、判斷是否已經(jīng)完成、取消任務(wù)等操作馁启。當然驾孔,由于FutureTask也是Runnable接口的實現(xiàn)類,所以FutureTask也可以放入線程池中惯疙。
22翠勉、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,這種問題我覺得挺有意義的霉颠《月担可以這么做:
(1)獲取項目的pid,jps或者ps -ef | grep java蒿偎,這個前面有講過
(2)top -H -p pid朽们,順序不能改變
這樣就可以打印出當前的項目怀读,每條線程占用CPU時間的百分比。注意這里打出的是LWP骑脱,也就是操作系統(tǒng)原生線程的線程號菜枷,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叁丧,網(wǎng)友朋友們?nèi)绻臼鞘褂肔inux環(huán)境部署項目的話啤誊,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拥娄,從而定位占用CPU高的原因蚊锹,一般是因為不當?shù)拇a操作導致了死循環(huán)。
最后提一點条舔,"top -H -p pid"打出來的LWP是十進制的,"jps pid"打出來的本地線程號是十六進制的乏矾,轉(zhuǎn)換一下孟抗,就能定位到占用CPU高的線程的當前線程堆棧了。
23钻心、Java編程寫一個會導致死鎖的程序
第一次看到這個題目凄硼,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致程序無限死循環(huán)下去捷沸。當然也僅限于此了摊沉,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痒给,懂一個理論就完事兒了说墨,實踐中碰到死鎖的問題基本上是看不出來的。
真正理解什么是死鎖苍柏,這個問題其實不難尼斧,幾個步驟:
1)兩個線程里面分別持有兩個Object對象:lock1和lock2。這兩個lock作為同步代碼塊的鎖试吁;
2)線程1的run()方法中同步代碼塊先獲取lock1的對象鎖棺棵,Thread.sleep(xxx),時間不需要太多熄捍,50毫秒差不多了烛恤,然后接著獲取lock2的對象鎖。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的對象鎖余耽,接著獲取lock1的對象鎖缚柏,當然這時lock1的對象鎖已經(jīng)被線程1鎖持有,線程2肯定是要等待線程1釋放lock1的對象鎖的
這樣碟贾,線程1"睡覺"睡完船惨,線程2已經(jīng)獲取了lock2的對象鎖了柜裸,線程1此時嘗試獲取lock2的對象鎖,便被阻塞粱锐,此時一個死鎖就形成了疙挺。代碼就不寫了,占的篇幅有點多怜浅,Java多線程7:死鎖這篇文章里面有铐然,就是上面步驟的代碼實現(xiàn)。
點擊這里提供了一個死鎖的案例恶座。
24搀暑、怎么喚醒一個阻塞的線程
如果線程是因為調(diào)用了wait()、sleep()或者join()方法而導致的阻塞跨琳,可以中斷線程自点,并且通過拋出InterruptedException來喚醒它;如果線程遇到了IO阻塞脉让,無能為力桂敛,因為IO是操作系統(tǒng)實現(xiàn)的,Java代碼并沒有辦法直接接觸到操作系統(tǒng)溅潜。
25术唬、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,不可變對象保證了對象的內(nèi)存可見性滚澜,對不可變對象的讀取不需要進行額外的同步手段粗仓,提升了代碼執(zhí)行效率。
26设捐、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)的線程的過程借浊。
27、如果你提交任務(wù)時萝招,線程池隊列已滿巴碗,這時會發(fā)生什么
這里區(qū)分一下:
1)如果使用的是無界隊列LinkedBlockingQueue,也就是無界隊列的話即寒,沒關(guān)系橡淆,繼續(xù)添加任務(wù)到阻塞隊列中等待執(zhí)行,因為LinkedBlockingQueue可以近乎認為是一個無窮大的隊列母赵,可以無限存放任務(wù)
2)如果使用的是有界隊列比如ArrayBlockingQueue逸爵,任務(wù)首先會被添加到ArrayBlockingQueue中,ArrayBlockingQueue滿了凹嘲,會根據(jù)maximumPoolSize的值增加線程數(shù)量师倔,如果增加了線程數(shù)量還是處理不過來,ArrayBlockingQueue繼續(xù)滿周蹭,那么則會使用拒絕策略RejectedExecutionHandler處理滿了的任務(wù)趋艘,默認是AbortPolicy
28疲恢、Java中用到的線程調(diào)度算法是什么
搶占式。一個線程用完CPU之后瓷胧,操作系統(tǒng)會根據(jù)線程優(yōu)先級显拳、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。
29搓萧、Thread.sleep(0)的作用是什么
這個問題和上面那個問題是相關(guān)的杂数,我就連在一起了。由于Java采用搶占式的線程調(diào)度算法瘸洛,因此可能會出現(xiàn)某條線程常常獲取到CPU控制權(quán)的情況揍移,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),可以使用Thread.sleep(0)手動觸發(fā)一次操作系統(tǒng)分配時間片的操作反肋,這也是平衡CPU控制權(quán)的一種操作那伐。
30、什么是自旋
很多synchronized里面的代碼只是一些很簡單的代碼石蔗,執(zhí)行時間非澈毖快,此時等待的線程都加鎖可能是一種不太值得的操作抓督,因為線程阻塞涉及到用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)切換的問題燃少。既然synchronized里面的代碼執(zhí)行得非呈鳎快铃在,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)碍遍,這就是自旋定铜。如果做了多次忙循環(huán)發(fā)現(xiàn)還沒有獲得鎖,再阻塞怕敬,這樣可能是一種更好的策略揣炕。
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)范东跪。Java內(nèi)存模型要完整講不是這里幾句話能說清楚的畸陡,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)虽填,也就是類之間共享的變量丁恭,是存儲在主內(nèi)存中的,每次Java線程用到這些主內(nèi)存中的變量的時候斋日,會讀一次主內(nèi)存中的變量牲览,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恶守,用到這些變量第献,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,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啥酱,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合是,即先行發(fā)生原則,定義了操作A必然先行發(fā)生于操作B的一些規(guī)則岔绸,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理逊、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,只要符合這些規(guī)則盒揉,則不需要額外做同步措施晋被,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刚盈。
33羡洛、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)藕漱,樂觀鎖認為競爭不總是會發(fā)生欲侮,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)存中的變量肋联,如果失敗則表示發(fā)生沖突威蕉,那么就應該有相應的重試邏輯。
2)悲觀鎖:還是像它的名字一樣橄仍,對于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線程安全問題持悲觀狀態(tài)韧涨,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侮繁,都會持有一個獨占的鎖虑粥,就像synchronized,不管三七二十一宪哩,直接上了鎖就操作資源了娩贷。
34、什么是AQS
簡單說一下AQS锁孟,AQS全稱為AbstractQueuedSychronizer彬祖,翻譯過來應該是抽象隊列同步器。
如果說java.util.concurrent的基礎(chǔ)是CAS的話品抽,那么AQS就是整個Java并發(fā)包的核心了储笑,ReentrantLock、CountDownLatch桑包、Semaphore等等都用到了它南蓬。AQS實際上以雙向隊列的形式連接所有的Entry,比方說ReentrantLock,所有等待的線程都被放在一個Entry中并連成雙向隊列赘方,前面一個線程使用ReentrantLock好了烧颖,則雙向隊列實際上的第一個Entry開始運行。
AQS定義了對雙向隊列所有的操作窄陡,而只開放了tryLock和tryRelease方法給開發(fā)者使用炕淮,開發(fā)者可以根據(jù)自己的實現(xiàn)重寫tryLock和tryRelease方法,以實現(xiàn)自己的并發(fā)功能跳夭。
35涂圆、單例模式的線程安全性
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。單例模式多種的寫法:
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币叹、Semaphore有什么作用
Semaphore就是一個信號量润歉,它的作用是限制某段代碼塊的并發(fā)數(shù)。Semaphore有一個構(gòu)造函數(shù)颈抚,可以傳入一個int型整數(shù)n踩衩,表示某段代碼最多只有n個線程可以訪問,如果超出了n贩汉,那么請等待驱富,等到某個線程執(zhí)行完畢這段代碼塊,下一個線程再進入匹舞。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褐鸥,相當于變成了一個synchronized了。
37赐稽、Hashtable的size()方法中明明只有一條語句"return count"叫榕,為什么還要做同步?
這是我之前的一個困惑又憨,不知道大家有沒有想過這個問題翠霍。某個方法中如果有多條語句锭吨,并且都在操作同一個類變量蠢莺,那么在多線程環(huán)境下不加鎖,勢必會引發(fā)線程安全問題零如,這很好理解躏将,但是size()方法明明只有一條語句,為什么還要加鎖考蕾?
關(guān)于這個問題祸憋,在慢慢地工作、學習中肖卧,有了理解蚯窥,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,但是對于類的非同步方法,可以多條線程同時訪問拦赠。所以巍沙,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)荷鼠,線程B則可以正常調(diào)用size()方法讀取Hashtable中當前元素的個數(shù)句携,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)允乐,但是沒有對size++矮嫉,線程B就已經(jīng)讀取size了,那么對于線程B來說讀取到的size一定是不準確的牍疏。而給size()方法加了同步之后蠢笋,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,這樣就保證了線程安全性
2)CPU執(zhí)行代碼鳞陨,執(zhí)行的不是Java代碼挺尿,這點很關(guān)鍵,一定得記住炊邦。Java代碼最終是被翻譯成機器碼執(zhí)行的编矾,機器碼才是真正可以和硬件電路交互的代碼。即使你看到Java代碼只有一行馁害,甚至你看到Java代碼編譯之后生成的字節(jié)碼也只有一行窄俏,也不意味著對于底層來說這句語句的操作只有一個。一句"return count"假設(shè)被翻譯成了三句匯編語句執(zhí)行碘菜,一句匯編語句和其機器碼做對應凹蜈,完全可能執(zhí)行完第一句,線程就切換了忍啸。
38仰坦、線程類的構(gòu)造方法、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计雌。請記浊幕巍:線程類的構(gòu)造方法、靜態(tài)塊是被new這個線程類所在的線程所調(diào)用的凿滤,而run方法里面的代碼才是被線程自身所調(diào)用的妈橄。
如果說上面的說法讓你感到困惑,那么我舉個例子翁脆,假設(shè)Thread2中new了Thread1眷蚓,main函數(shù)中new了Thread2,那么:
1)Thread2的構(gòu)造方法反番、靜態(tài)塊是main線程調(diào)用的沙热,Thread2的run()方法是Thread2自己調(diào)用的
2)Thread1的構(gòu)造方法叉钥、靜態(tài)塊是Thread2調(diào)用的,Thread1的run()方法是Thread1自己調(diào)用的
39篙贸、同步方法和同步塊沼侣,哪個是更好的選擇
同步塊,這意味著同步塊之外的代碼是異步執(zhí)行的歉秫,這比同步整個方法更提升代碼的效率蛾洛。請知道一條原則:同步的范圍越小越好。
借著這一條雁芙,我額外提一點轧膘,雖說同步的范圍越少越好,但是在Java虛擬機中還是存在著一種叫做鎖粗化的優(yōu)化方法兔甘,這種方法就是把同步范圍變大谎碍。這是有用的,比方說StringBuffer洞焙,它是一個線程安全的類蟆淀,自然最常用的append()方法是一個同步方法,我們寫代碼的時候會反復append字符串澡匪,這意味著要進行反復的加鎖->解鎖熔任,這對性能不利,因為這意味著Java虛擬機在這條線程上要反復地在內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)之間進行切換唁情,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疑苔,將多次的append的操作擴展到append方法的頭尾,變成一個大的同步塊甸鸟,這樣就減少了加鎖-->解鎖的次數(shù)惦费,有效地提升了代碼執(zhí)行的效率。
40抢韭、高并發(fā)薪贫、任務(wù)執(zhí)行時間短的業(yè)務(wù)怎樣使用線程池?并發(fā)不高刻恭、任務(wù)執(zhí)行時間長的業(yè)務(wù)怎樣使用線程池瞧省?并發(fā)高、業(yè)務(wù)執(zhí)行時間長的業(yè)務(wù)怎樣使用線程池吠各?
1)高并發(fā)臀突、任務(wù)執(zhí)行時間短的業(yè)務(wù)勉抓,線程池線程數(shù)可以設(shè)置為CPU核數(shù)+1贾漏,減少線程上下文的切換
2)并發(fā)不高、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操作上藕筋,也就是IO密集型的任務(wù)纵散,因為IO操作并不占用CPU,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)目伍掀,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掰茶,也就是計算密集型任務(wù),這個就沒辦法了蜜笤,和(1)一樣吧濒蒋,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
c)并發(fā)高把兔、業(yè)務(wù)執(zhí)行時間長沪伙,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,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县好,增加服務(wù)器是第二步围橡,至于線程池的設(shè)置,設(shè)置參考其他有關(guān)線程池的文章缕贡。最后翁授,業(yè)務(wù)執(zhí)行時間長的問題,也可能需要分析一下晾咪,看看能不能使用中間件對任務(wù)進行拆分和解耦收擦。
如何啟動線程
線程對象初始化完成后,調(diào)用線程的start()方法就可以啟動線程了谍倦,start()方法是告訴Java虛擬機炬守,如果線程規(guī)劃期空閑,應該立即啟動調(diào)用了start()方法的線程剂跟。
同一個線程不能多次 調(diào)用 start() 方法减途, 否則會出現(xiàn)異常 Exception in thread” main” java. lang. IllegalThreadStateException。線程的start()方法曹洽,會新啟動一個線程鳍置,而線程run()方法則是同步等待當前線程調(diào)用。
如何停止線程
? ? ? ? ?停止一個線程意味著在任務(wù)處理完任務(wù)之前停掉正在做的操作送淆,也就是放棄當前的操作税产。停止一個線程可以用Thread.stop()方法,但最好不要用它偷崩。雖然它確實可以停止一個正在運行的線程辟拷,但是這個方法是不安全的,而且是已被廢棄的方法阐斜。
在java中有以下3種方法可以終止正在運行的線程:
①? 使用退出標志衫冻,使線程正常退出,也就是當run方法完成后線程終止谒出。
②? 使用stop方法強行終止隅俘,但是不推薦這個方法邻奠,因為stop和suspend及resume一樣都是過期作廢的方法。stop()方法以及作廢为居,因為如果強制讓線程停止有可能使一些清理性的工作得不到完成碌宴。另外一個情況就是對鎖定的對象進行了解鎖,導致數(shù)據(jù)得不到同步的處理蒙畴,出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的問題贰镣,一定要特別注意!I拍八孝!
③? 使用interrupt方法中斷線程。
如何判斷線程是否停止
在介紹如何停止線程的知識點前鸠项, 先看一下如何判斷線程是否停止的狀態(tài)干跛。 Thread.java類中提供了兩個很重要的方法:
1) this.interrupted(): 判斷當前線程是否已經(jīng)中斷
2) this.isInterrupted(): 判斷線程是否已經(jīng)中斷
那么這兩種方法的區(qū)別是什么呢? 先來看看 this.interrupted()方法: 判斷當前線程是否已經(jīng)中斷祟绊,當前線程是指運行 this. interrupted()方法 的 線程楼入。
1) this.interrupted(): 判斷線程終止的狀態(tài), 執(zhí)行后具有將狀態(tài)標志置為false的功能
2) this.isInterrupted():判斷線程終止的狀態(tài)牧抽,不具有清除狀態(tài)標志的功能
Java通過Executors提供四種線程池嘉熊,分別為:
newCachedThreadPool創(chuàng)建一個可緩存線程池,如果線程池長度超過處理需要扬舒,可靈活回收空閑線程阐肤,若無可回收,則新建線程讲坎。
newFixedThreadPool 創(chuàng)建一個定長線程池孕惜,可控制線程最大并發(fā)數(shù),超出的線程會在隊列中等待晨炕。
newScheduledThreadPool 創(chuàng)建一個定長線程池衫画,支持定時及周期性任務(wù)執(zhí)行。
newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個單線程化的線程池瓮栗,它只會用唯一的工作線程來執(zhí)行任務(wù)削罩,保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級)執(zhí)行。
CAS
什么是CASSynchronized屬于悲觀鎖费奸,悲觀地認為程序中的并發(fā)情況嚴重弥激,所以嚴防死守。CAS屬于樂觀鎖愿阐,樂觀地認為程序中的并發(fā)情況不那么嚴重微服,所以讓線程不斷去嘗試更新。
CAS换况,全稱為Compare and Swap职辨,即比較-替換盗蟆。假設(shè)有三個操作數(shù):內(nèi)存值V戈二、舊的預期值A(chǔ)舒裤、要修改的值B,當且僅當預期值A(chǔ)和內(nèi)存值V相同時觉吭,才會將內(nèi)存值修改為B并返回true腾供,否則什么都不做并返回false。當然CAS一定要volatile變量配合鲜滩,這樣才能保證每次拿到的變量是主內(nèi)存中最新的那個值伴鳖,否則舊的預期值A(chǔ)對某條線程來說,永遠是一個不會變的值A(chǔ)徙硅,只要某次CAS操作失敗榜聂,永遠都不可能成功。更多CAS詳情請點擊這里學習嗓蘑。
這個圖中重最要的是compareAndSet(true,false)方法要拆開成compare(true)方法和Set(false)方法理解须肆,是compare(true)是等于true后,就馬上設(shè)置共享內(nèi)存為false桩皿,這個時候豌汇,其它線程無論怎么走都無法走到只有得到共享內(nèi)存為true時的程序隔離方法區(qū)。
看到這里泄隔,這種CAS機制就是完美的嗎拒贱?這個程序其實存在一個問題,不知道大家注意到?jīng)]有佛嬉?
但是這種得不到狀態(tài)為true時使用遞歸算法是很耗cpu資源的逻澳,所以一般情況下,都會有線程sleep暖呕。
CAS的缺點:
1.CPU開銷較大
在并發(fā)量比較高的情況下赡盘,如果許多線程反復嘗試更新某一個變量,卻又一直更新不成功缰揪,循環(huán)往復陨享,會給CPU帶來很大的壓力。
2.不能保證代碼塊的原子性
CAS機制所保證的只是一個變量的原子性操作钝腺,而不能保證整個代碼塊的原子性抛姑。比如需要保證3個變量共同進行原子性的更新,就不得不使用Synchronized了艳狐。
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