Java 并發(fā)編程

線程與進(jìn)程的區(qū)別?

進(jìn)程是操作系統(tǒng)分配資源的最小單元,線程是操作系統(tǒng)調(diào)度的最小單元欣鳖。
一個(gè)程序至少有一個(gè)進(jìn)程,一個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)線程孽尽。

synchronized 的作用职抡?

synchronized 關(guān)鍵字是用來控制線程同步的,就是在多線程的環(huán)境下勘究,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,也可以加在方法上拴孤。

synchronized的三種應(yīng)用方式

synchronized關(guān)鍵字最主要有以下3種應(yīng)用方式,下面分別介紹

  • 修飾實(shí)例方法甲捏,作用于當(dāng)前實(shí)例加鎖演熟,進(jìn)入同步代碼前要獲得當(dāng)前實(shí)例的鎖
  • 修飾靜態(tài)方法,作用于當(dāng)前類對(duì)象加鎖司顿,進(jìn)入同步代碼前要獲得當(dāng)前類對(duì)象的鎖
  • 修飾代碼塊芒粹,指定加鎖對(duì)象,對(duì)給定對(duì)象加鎖大溜,進(jìn)入同步代碼庫前要獲得給定對(duì)象的鎖

實(shí)現(xiàn)可見性的方法有哪些化漆?

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,鎖釋放之前把最新的值刷新到主內(nèi)存钦奋,實(shí)現(xiàn)可見性座云。

多線程的價(jià)值疙赠?

1、發(fā)揮多核 CPU 的優(yōu)勢(shì)

多線程疙教,可以真正發(fā)揮出多核 CPU 的優(yōu)勢(shì)來棺聊,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贞谓。

2限佩、防止阻塞

從程序運(yùn)行效率的角度來看,單核 CPU 不但不會(huì)發(fā)揮出多線程的優(yōu)勢(shì)裸弦,反而會(huì)因 為在單核 CPU 上運(yùn)行多線程導(dǎo)致線程上下文的切換祟同,而降低程序整體的效率。但 是單核 CPU 我們還是要應(yīng)用多線程理疙,就是為了防止阻塞晕城。試想,如果單核 CPU 使 用單線程窖贤,那么只要這個(gè)線程阻塞了砖顷,比方說遠(yuǎn)程讀取某個(gè)數(shù)據(jù)吧,對(duì)端遲遲未 返回又沒有設(shè)置超時(shí)時(shí)間赃梧,那么你的整個(gè)程序在數(shù)據(jù)返回回來之前就停止運(yùn)行了滤蝠。 多線程可以防止這個(gè)問題,多條線程同時(shí)運(yùn)行授嘀,哪怕一條線程的代碼執(zhí)行讀取數(shù) 據(jù)阻塞物咳,也不會(huì)影響其它任務(wù)的執(zhí)行。

3蹄皱、便于建模

這是另外一個(gè)沒有這么明顯的優(yōu)點(diǎn)了览闰。假設(shè)有一個(gè)大的任務(wù) A,單線程編程巷折,那么 就要考慮很多压鉴,建立整個(gè)程序模型比較麻煩。但是如果把這個(gè)大的任務(wù) A 分解成 幾個(gè)小任務(wù)锻拘,任務(wù) B油吭、任務(wù) C、任務(wù) D逊拍,分別建立程序模型,并通過多線程分別運(yùn) 行這幾個(gè)任務(wù)际邻,那就簡(jiǎn)單很多了芯丧。

并發(fā)編程三要素?

1世曾、原子性

原子性指的是一個(gè)或者多個(gè)操作缨恒,要么全部執(zhí)行并且在執(zhí)行的過程中不被其他操作打斷谴咸,要么就全部都不執(zhí)行。

2骗露、可見性

可見性指多個(gè)線程操作一個(gè)共享變量時(shí)岭佳,其中一個(gè)線程對(duì)變量進(jìn)行修改后,其他 線程可以立即看到修改的結(jié)果萧锉。

3珊随、有序性

有序性,即程序的執(zhí)行順序按照代碼的先后順序來執(zhí)行柿隙。

創(chuàng)建線程的有哪些方式叶洞?

  • 1、繼承 Thread 類創(chuàng)建線程類
  • 2禀崖、通過 Runnable 接口創(chuàng)建線程類
  • 3衩辟、通過 Callable 和 Future 創(chuàng)建線程
  • 4、通過線程池創(chuàng)建

創(chuàng)建線程的三種方式的對(duì)比波附?

1艺晴、采用實(shí)現(xiàn) Runnable、Callable 接口的方式創(chuàng)建多線程掸屡。

優(yōu)勢(shì)是: 線程類只是實(shí)現(xiàn)了 Runnable 接口或 Callable 接口封寞,還可以繼承其他類。 在這種方式下折晦,多個(gè)線程可以共享同一個(gè) target 對(duì)象钥星,所以非常適合多個(gè)相同線 程來處理同一份資源的情況,從而可以將 CPU满着、代碼和數(shù)據(jù)分開谦炒,形成清晰的模 型,較好地體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮乃枷搿?br> 劣勢(shì)是: 編程稍微復(fù)雜风喇,如果要訪問當(dāng)前線程宁改,則必須使用 Thread.currentThread()方法。

2魂莫、使用繼承 Thread 類的方式創(chuàng)建多線程

優(yōu)勢(shì)是: 編寫簡(jiǎn)單还蹲,如果需要訪問當(dāng)前線程,則無需使用 Thread.currentThread()方法耙考, 直接使用 this 即可獲得當(dāng)前線程谜喊。
劣勢(shì)是: 線程類已經(jīng)繼承了 Thread 類,所以不能再繼承其他父類

3倦始、Runnable 和 Callable 的區(qū)別
  • 1斗遏、Callable 規(guī)定(重寫)的方法是 call(),Runnable 規(guī)定(重寫)的方法是 run()鞋邑。
  • 2诵次、Callable 的任務(wù)執(zhí)行后可返回值账蓉,而 Runnable 的任務(wù)是不能返回值的。
  • 3逾一、Call 方法可以拋出異常铸本,run 方法不可以。
  • 4遵堵、運(yùn)行 Callable 任務(wù)可以拿到一個(gè) Future 對(duì)象箱玷,表示異步計(jì)算的結(jié)果。它提供 了檢查計(jì)算是否完成的方法鄙早,以等待計(jì)算的完成汪茧,并檢索計(jì)算的結(jié)果。通過 Future 對(duì)象可以了解任務(wù)執(zhí)行情況限番,可取消任務(wù)的執(zhí)行舱污,還可獲取執(zhí)行結(jié)果。

在 java 中守護(hù)線程和本地線程區(qū)別弥虐?

java 中的線程分為兩種:守護(hù)線程(Daemon)和用戶線程(User)扩灯。
任何線程都可以設(shè)置為守護(hù)線程和用戶線程,通過方法 Thread.setDaemon(bool on)霜瘪;true 則把該線程設(shè)置為守護(hù)線程珠插,反之則為用戶線程。Thread.setDaemon() 必須在 Thread.start()之前調(diào)用颖对,否則運(yùn)行時(shí)會(huì)拋出異常捻撑。

兩者的區(qū)別:

唯一的區(qū)別是判斷虛擬機(jī)(JVM)何時(shí)離開,Daemon 是為其他線程提供服務(wù)缤底,如果 全部的 User Thread 已經(jīng)撤離,Daemon 沒有可服務(wù)的線程个唧,JVM 撤離江解。也可 以理解為守護(hù)線程是 JVM 自動(dòng)創(chuàng)建的線程(但不一定),用戶線程是程序創(chuàng)建的 線程徙歼;比如 JVM 的垃圾回收線程是一個(gè)守護(hù)線程犁河,當(dāng)所有線程已經(jīng)撤離,不再產(chǎn) 生垃圾魄梯,守護(hù)線程自然就沒事可干了桨螺,當(dāng)垃圾回收線程是 Java 虛擬機(jī)上僅剩的線 程時(shí),Java 虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)離開酿秸。

擴(kuò)展:

Thread Dump 打印出來的線程信息灭翔,含有 daemon 字樣的線程即為守護(hù) 進(jìn)程,可能會(huì)有:服務(wù)守護(hù)進(jìn)程允扇、編譯守護(hù)進(jìn)程缠局、windows 下的監(jiān)聽 Ctrl+break 的守護(hù)進(jìn)程、Finalizer 守護(hù)進(jìn)程考润、引用處理守護(hù)進(jìn)程狭园、GC 守護(hù)進(jìn)程。

什么是多線程中的上下文切換糊治?

多線程會(huì)共同使用一組計(jì)算機(jī)上的 CPU唱矛,而線程數(shù)大于給程序分配的 CPU 數(shù)量時(shí), 為了讓各個(gè)線程都有執(zhí)行的機(jī)會(huì)井辜,就需要輪轉(zhuǎn)使用 CPU绎谦。不同的線程切換使用 CPU 發(fā)生的切換數(shù)據(jù)等就是上下文切換。

死鎖與活鎖的區(qū)別粥脚,死鎖與饑餓的區(qū)別窃肠?

死鎖:是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程(或線程)在執(zhí)行過程中,因爭(zhēng)奪資源而造成 的一種互相等待的現(xiàn)象刷允,若無外力作用冤留,它們都將無法推進(jìn)下去。

產(chǎn)生死鎖的必要條件:
  • 1树灶、互斥條件:所謂互斥就是進(jìn)程在某一時(shí)間內(nèi)獨(dú)占資源纤怒。
  • 2、請(qǐng)求與保持條件:一個(gè)進(jìn)程因請(qǐng)求資源而阻塞時(shí)天通,對(duì)已獲得的資源保持不放泊窘。
  • 3、不剝奪條件:進(jìn)程已獲得資源像寒,在末使用完之前烘豹,不能強(qiáng)行剝奪。
  • 4萝映、循環(huán)等待條件:若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系吴叶。
活鎖:

任務(wù)或者執(zhí)行者沒有被阻塞,由于某些條件沒有滿足序臂,導(dǎo)致一直重復(fù)嘗試蚌卤, 失敗,嘗試奥秆,失敗逊彭。
鎖和死鎖的區(qū)別在于,處于活鎖的實(shí)體是在不斷的改變狀態(tài)构订,所謂的“活”侮叮, 而 處于死鎖的實(shí)體表現(xiàn)為等待;活鎖有可能自行解開悼瘾,死鎖則不能

饑餓:

一個(gè)或者多個(gè)線程因?yàn)榉N種原因無法獲得所需要的資源囊榜,導(dǎo)致一直無法執(zhí) 行的狀態(tài)审胸。

Java 中導(dǎo)致饑餓的原因:
  • 1、高優(yōu)先級(jí)線程吞噬所有的低優(yōu)先級(jí)線程的 CPU 時(shí)間卸勺。
  • 2砂沛、線程被永久堵塞在一個(gè)等待進(jìn)入同步塊的狀態(tài),因?yàn)槠渌€程總是能在它之前 持續(xù)地對(duì)該同步塊進(jìn)行訪問曙求。
  • 3碍庵、線程在等待一個(gè)本身也處于永久等待完成的對(duì)象(比如調(diào)用這個(gè)對(duì)象的 wait 方 法),因?yàn)槠渌€程總是被持續(xù)地獲得喚醒悟狱。

Java 中用到的線程調(diào)度算法是什么静浴?

采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式〖方ィ可以設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)苹享,會(huì)映射到下層的系統(tǒng)上面的優(yōu) 先級(jí)上,如非特別需要浴麻,盡量不要用富稻,防止線程饑餓。

什么是線程組白胀,為什么在 Java 中不推薦使用椭赋?

ThreadGroup 類,可以把線程歸屬到某一個(gè)線程組中或杠,線程組中可以有線程對(duì)象哪怔, 也可以有線程組,組中還可以有線程向抢,這樣的組織結(jié)構(gòu)有點(diǎn)類似于樹的形式认境。
為什么不推薦使用?因?yàn)槭褂糜泻芏嗟陌踩[患吧挟鸠,沒有具體追究叉信,如果需要使 用,推薦使用線程池艘希。

為什么使用 Executor 框架硼身?

每次執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建線程 new Thread()比較消耗性能,創(chuàng)建一個(gè)線程是比較耗時(shí)覆享、 耗資源的佳遂。
調(diào)用 new Thread()創(chuàng)建的線程缺乏管理,被稱為野線程撒顿,而且可以無限制的創(chuàng)建丑罪, 線程之間的相互競(jìng)爭(zhēng)會(huì)導(dǎo)致過多占用系統(tǒng)資源而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓,還有線程之間的 頻繁交替也會(huì)消耗很多系統(tǒng)資源。
接使用 new Thread() 啟動(dòng)的線程不利于擴(kuò)展吩屹,比如定時(shí)執(zhí)行跪另、定期執(zhí)行、定時(shí) 定期執(zhí)行煤搜、線程中斷等都不便實(shí)現(xiàn)罚斗。

在 Java 中 Executor 和 Executors 的區(qū)別?

Executors 工具類的不同方法按照我們的需求創(chuàng)建了不同的線程池宅楞,來滿足業(yè)務(wù) 的需求。
Executor 接口對(duì)象能執(zhí)行我們的線程任務(wù)袱吆。
ExecutorService 接口繼承了 Executor 接口并進(jìn)行了擴(kuò)展厌衙,提供了更多的方法我 們能獲得任務(wù)執(zhí)行的狀態(tài)并且可以獲取任務(wù)的返回值。
使用 ThreadPoolExecutor 可以創(chuàng)建自定義線程池绞绒。
Future 表示異步計(jì)算的結(jié)果婶希,他提供了檢查計(jì)算是否完成的方法,以等待計(jì)算的 完成蓬衡,并可以使用 get()方法獲取計(jì)算的結(jié)果喻杈。

如何在 Windows 和 Linux 上查找哪個(gè)線程使用的 CPU 時(shí) 間最長(zhǎng)?

什么是原子操作狰晚?在 Java Concurrency API 中有哪些原 子類(atomic classes)筒饰?

原子操作(atomic operation)意為”不可被中斷的一個(gè)或一系列操作” 。 處理器使用基于對(duì)緩存加鎖或總線加鎖的方式來實(shí)現(xiàn)多處理器之間的原子操作壁晒。 在 Java 中可以通過鎖和循環(huán) CAS 的方式來實(shí)現(xiàn)原子操作瓷们。 CAS 操作—— Compare & Set,或是 Compare & Swap秒咐,現(xiàn)在幾乎所有的 CPU 指令都支持 CAS 的原子操作谬晕。
原子操作是指一個(gè)不受其他操作影響的操作任務(wù)單元。原子操作是在多線程環(huán)境 下避免數(shù)據(jù)不一致必須的手段携取。

int++并不是一個(gè)原子操作攒钳,所以當(dāng)一個(gè)線程讀取它的值并加 1 時(shí),另外一個(gè)線程 有可能會(huì)讀到之前的值雷滋,這就會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤不撑。 為了解決這個(gè)問題,必須保證增加操作是原子的晤斩,在 JDK1.5 之前我們可以使用同 步技術(shù)來做到這一點(diǎn)燎孟。到 JDK1.5,java.util.concurrent.atomic 包提供了 int 和 long 類型的原子包裝類尸昧,它們可以自動(dòng)的保證對(duì)于他們的操作是原子的并且不需 要使用同步揩页。

java.util.concurrent 這個(gè)包里面提供了一組原子類。其基本的特性就是在多線程 環(huán)境下,當(dāng)有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行這些類的實(shí)例包含的方法時(shí)爆侣,具有排他性萍程,即當(dāng) 某個(gè)線程進(jìn)入方法,執(zhí)行其中的指令時(shí)兔仰,不會(huì)被其他線程打斷茫负,而別的線程就像 自旋鎖一樣,一直等到該方法執(zhí)行完成乎赴,才由 JVM 從等待隊(duì)列中選擇一個(gè)另一個(gè) 線程進(jìn)入忍法,這只是一種邏輯上的理解。

原子類:AtomicBoolean榕吼,AtomicInteger饿序,AtomicLong,AtomicReference 原子數(shù)組:AtomicIntegerArray羹蚣,AtomicLongArray原探,AtomicReferenceArray 原子屬性更新器:AtomicLongFieldUpdater,AtomicIntegerFieldUpdater顽素, AtomicReferenceFieldUpdater 解決 ABA 問題的原子類:AtomicMarkableReference(通過引入一個(gè) boolean 來反映中間有沒有變過)咽弦,AtomicStampedReference(通過引入一個(gè) int 來累 加來反映中間有沒有變過)

、Java Concurrency API 中的 Lock 接口(Lock interface) 是什么胁出?對(duì)比同步它有什么優(yōu)勢(shì)型型?

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。 他們?cè)试S更靈活的結(jié)構(gòu)全蝶,可以具有完全不同的性質(zhì)输莺,并且可以支持多個(gè)相關(guān)類的 條件對(duì)象。

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裸诽,并在無法獲取鎖的時(shí)候立即返回或者等待一段時(shí)間 可以在不同的范圍嫂用,以不同的順序獲取和釋放鎖整體上來說 Lock 是 synchronized 的擴(kuò)展版,Lock 提供了無條件的丈冬、可輪詢的 (tryLock 方法)嘱函、定時(shí)的(tryLock 帶參方法)、可中斷的(lockInterruptibly)埂蕊、可多 條件隊(duì)列的(newCondition 方法)鎖操作往弓。另外 Lock 的實(shí)現(xiàn)類基本都支持非公平 鎖(默認(rèn))和公平鎖,synchronized 只支持非公平鎖蓄氧,當(dāng)然恕汇,在大部分情況下咬扇,非 公平鎖是高效的選擇废离。

什么是 Executors 框架呻袭?

Executor 框架是一個(gè)根據(jù)一組執(zhí)行策略調(diào)用,調(diào)度,執(zhí)行和控制的異步任務(wù)的框 架蔑担。
無限制的創(chuàng)建線程會(huì)引起應(yīng)用程序內(nèi)存溢出牌废。所以創(chuàng)建一個(gè)線程池是個(gè)更好的的 解決方案,因?yàn)榭梢韵拗凭€程的數(shù)量并且可以回收再利用這些線程啤握。利用 Executors 框架可以非常方便的創(chuàng)建一個(gè)線程池鸟缕。

什么是阻塞隊(duì)列?阻塞隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)原理是什么排抬?如何使用 阻塞隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型懂从?

阻塞隊(duì)列(BlockingQueue)是一個(gè)支持兩個(gè)附加操作的隊(duì)列。
這兩個(gè)附加的操作是:在隊(duì)列為空時(shí)蹲蒲,獲取元素的線程會(huì)等待隊(duì)列變?yōu)榉强辗Α.?dāng) 隊(duì)列滿時(shí),存儲(chǔ)元素的線程會(huì)等待隊(duì)列可用悠鞍。
阻塞隊(duì)列常用于生產(chǎn)者和消費(fèi)者的場(chǎng)景,生產(chǎn)者是往隊(duì)列里添加元素的線程模燥,消 費(fèi)者是從隊(duì)列里拿元素的線程咖祭。阻塞隊(duì)列就是生產(chǎn)者存放元素的容器,而消費(fèi)者 也只從容器里拿元素蔫骂。

JDK7 提供了 7 個(gè)阻塞隊(duì)列么翰。分別是:

ArrayBlockingQueue :一個(gè)由數(shù)組結(jié)構(gòu)組成的有界阻塞隊(duì)列。 LinkedBlockingQueue :一個(gè)由鏈表結(jié)構(gòu)組成的有界阻塞隊(duì)列辽旋。 PriorityBlockingQueue :一個(gè)支持優(yōu)先級(jí)排序的無界阻塞隊(duì)列浩嫌。 DelayQueue:一個(gè)使用優(yōu)先級(jí)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)的無界阻塞隊(duì)列。 SynchronousQueue:一個(gè)不存儲(chǔ)元素的阻塞隊(duì)列补胚。 LinkedTransferQueue:一個(gè)由鏈表結(jié)構(gòu)組成的無界阻塞隊(duì)列码耐。 LinkedBlockingDeque:一個(gè)由鏈表結(jié)構(gòu)組成的雙向阻塞隊(duì)列。

Java 5 之前實(shí)現(xiàn)同步存取時(shí)溶其,可以使用普通的一個(gè)集合骚腥,然后在使用線程的協(xié)作 和線程同步可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者,消費(fèi)者模式瓶逃,主要的技術(shù)就是用好束铭, wait ,notify,notifyAll,sychronized 這些關(guān)鍵字。而在 java 5 之后厢绝,可以使用阻 塞隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)契沫,此方式大大簡(jiǎn)少了代碼量,使得多線程編程更加容易昔汉,安全方面 也有保障懈万。
BlockingQueue 接口是 Queue 的子接口,它的主要用途并不是作為容器,而是 作為線程同步的的工具钞速,因此他具有一個(gè)很明顯的特性贷掖,當(dāng)生產(chǎn)者線程試圖向 BlockingQueue 放入元素時(shí),如果隊(duì)列已滿渴语,則線程被阻塞苹威,當(dāng)消費(fèi)者線程試圖 從中取出一個(gè)元素時(shí),如果隊(duì)列為空驾凶,則該線程會(huì)被阻塞牙甫,正是因?yàn)樗哂羞@ 個(gè)特性,所以在程序中多個(gè)線程交替向 BlockingQueue 中放入元素调违,取出元素窟哺, 它可以很好的控制線程之間的通信。
阻塞隊(duì)列使用最經(jīng)典的場(chǎng)景就是 socket 客戶端數(shù)據(jù)的讀取和解析技肩,讀取數(shù)據(jù)的線 程不斷將數(shù)據(jù)放入隊(duì)列且轨,然后解析線程不斷從隊(duì)列取數(shù)據(jù)解析。

什么是 Callable 和 Future?

Callable 接口類似于 Runnable虚婿,從名字就可以看出來了旋奢,但是 Runnable 不會(huì)返 回結(jié)果,并且無法拋出返回結(jié)果的異常然痊,而 Callable 功能更強(qiáng)大一些至朗,被線程執(zhí) 行后,可以返回值剧浸,這個(gè)返回值可以被 Future 拿到锹引,也就是說,F(xiàn)uture 可以拿到 異步執(zhí)行任務(wù)的返回值唆香。
可以認(rèn)為是帶有回調(diào)的 Runnable嫌变。
Future 接口表示異步任務(wù),是還沒有完成的任務(wù)給出的未來結(jié)果躬它。所以說 Callable 用于產(chǎn)生結(jié)果初澎,F(xiàn)uture 用于獲取結(jié)果。

什么是 FutureTask?使用 ExecutorService 啟動(dòng)任務(wù)虑凛。

在 Java 并發(fā)程序中 FutureTask 表示一個(gè)可以取消的異步運(yùn)算碑宴。它有啟動(dòng)和取消 運(yùn)算、查詢運(yùn)算是否完成和取回運(yùn)算結(jié)果等方法桑谍。只有當(dāng)運(yùn)算完成的時(shí)候結(jié)果才 能取回延柠,如果運(yùn)算尚未完成 get 方法將會(huì)阻塞。一個(gè) FutureTask 對(duì)象可以對(duì)調(diào)用 了 Callable 和 Runnable 的對(duì)象進(jìn)行包裝锣披,由于 FutureTask 也是調(diào)用了 Runnable 接口所以它可以提交給 Executor 來執(zhí)行贞间。

什么是并發(fā)容器的實(shí)現(xiàn)贿条?

何為同步容器:可以簡(jiǎn)單地理解為通過 synchronized 來實(shí)現(xiàn)同步的容器,如果有 多個(gè)線程調(diào)用同步容器的方法增热,它們將會(huì)串行執(zhí)行整以。比如 Vector,Hashtable峻仇, 以及 Collections.synchronizedSet公黑,synchronizedList 等方法返回的容器。
可以通過查看 Vector摄咆,Hashtable 等這些同步容器的實(shí)現(xiàn)代碼凡蚜,可以看到這些容 器實(shí)現(xiàn)線程安全的方式就是將它們的狀態(tài)封裝起來,并在需要同步的方法上加上 關(guān)鍵字 synchronized吭从。
并發(fā)容器使用了與同步容器完全不同的加鎖策略來提供更高的并發(fā)性和伸縮性朝蜘, 例如在 ConcurrentHashMap 中采用了一種粒度更細(xì)的加鎖機(jī)制,可以稱為分段 鎖涩金,在這種鎖機(jī)制下谱醇,允許任意數(shù)量的讀線程并發(fā)地訪問 map,并且執(zhí)行讀操作 的線程和寫操作的線程也可以并發(fā)的訪問 map步做,同時(shí)允許一定數(shù)量的寫操作線程 并發(fā)地修改 map副渴,所以它可以在并發(fā)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量。

多線程同步和互斥有幾種實(shí)現(xiàn)方法辆床,都是什么佳晶?

線程同步是指線程之間所具有的一種制約關(guān)系桅狠,一個(gè)線程的執(zhí)行依賴另一個(gè)線程 的消息讼载,當(dāng)它沒有得到另一個(gè)線程的消息時(shí)應(yīng)等待,直到消息到達(dá)時(shí)才被喚醒中跌。 線程互斥是指對(duì)于共享的進(jìn)程系統(tǒng)資源咨堤,在各單個(gè)線程訪問時(shí)的排它性。當(dāng)有若 干個(gè)線程都要使用某一共享資源時(shí)漩符,任何時(shí)刻最多只允許一個(gè)線程去使用一喘,其它 要使用該資源的線程必須等待,直到占用資源者釋放該資源嗜暴。線程互斥可以看成 是一種特殊的線程同步凸克。
線程間的同步方法大體可分為兩類:用戶模式和內(nèi)核模式。顧名思義闷沥,內(nèi)核模式 就是指利用系統(tǒng)內(nèi)核對(duì)象的單一性來進(jìn)行同步萎战,使用時(shí)需要切換內(nèi)核態(tài)與用戶態(tài), 而用戶模式就是不需要切換到內(nèi)核態(tài)舆逃,只在用戶態(tài)完成操作蚂维。 用戶模式下的方法有:原子操作(例如一個(gè)單一的全局變量)戳粒,臨界區(qū)。內(nèi)核模 式下的方法有:事件虫啥,信號(hào)量蔚约,互斥量。

什么是競(jìng)爭(zhēng)條件涂籽?你怎樣發(fā)現(xiàn)和解決競(jìng)爭(zhēng)苹祟?

當(dāng)多個(gè)進(jìn)程都企圖對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行某種處理,而最后的結(jié)果又取決于進(jìn)程運(yùn)行的 順序時(shí)又活,則我們認(rèn)為這發(fā)生了競(jìng)爭(zhēng)條件(race condition)苔咪。

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):


Java 線程具有五中基本狀態(tài)

新建狀態(tài)(New)

當(dāng)線程對(duì)象對(duì)創(chuàng)建后,即進(jìn)入了新建狀態(tài)柳骄, 用 new 語句創(chuàng)建的線程處于新建狀態(tài)团赏,此時(shí)它和其他 Java 對(duì)象一樣,僅僅在堆區(qū) 中被分配了內(nèi)存耐薯。如:Thread t = new MyThread()舔清;

就緒狀態(tài)(Runnable)

當(dāng)一個(gè)線程對(duì)象創(chuàng)建后,其他線程調(diào)用它的start()方法曲初,該線程就進(jìn)入就緒狀態(tài)体谒,處于就緒狀態(tài)的線程,只是說明此線程已經(jīng)做好了準(zhǔn)備臼婆,隨時(shí)等待 CPU 調(diào)度執(zhí)行抒痒,并不是說執(zhí)行了t.start()此線程立即就會(huì)執(zhí)行,處于這個(gè)狀態(tài)的線程位于可運(yùn)行池中颁褂,等待獲得 CPU 的使用權(quán)故响。

運(yùn)行狀態(tài)(Running)

當(dāng) CPU 開始調(diào)度處于就緒狀態(tài)的線程時(shí),此時(shí)線程才得以真正執(zhí)行颁独,即進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)彩届。注:就緒狀態(tài)是進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)的唯一入 口,也就是說誓酒,線程要想進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)執(zhí)行樟蠕,首先必須處于就緒狀態(tài)中;

阻塞狀態(tài)(Blocked)

處于運(yùn)行狀態(tài)中的線程由于某種原因靠柑,暫時(shí)放棄對(duì) CPU 的使用權(quán)寨辩。當(dāng)線程處于阻塞狀態(tài)時(shí),Java 虛擬機(jī)不會(huì)給線程分配 CPU歼冰。直到線程重新進(jìn)入就緒狀態(tài)靡狞,才有機(jī)會(huì)再次被 CPU 調(diào)用以進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)。

阻塞狀態(tài)可分為以下 3 種:
位于對(duì)象等待池中的阻塞狀態(tài)(Blocked in object’s wait pool):

當(dāng)線程處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)停巷,如果執(zhí)行了某個(gè)對(duì)象的 wait()方法耍攘,Java 虛擬機(jī)就會(huì)把 線程放到這個(gè)對(duì)象的等待池中榕栏,這涉及到“線程通信”的內(nèi)容。

位于對(duì)象鎖池中的阻塞狀態(tài)(Blocked in object’s lock pool):

當(dāng)線程處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)蕾各,試圖獲得某個(gè)對(duì)象的獲取 synchronized 同步鎖扒磁,如果該對(duì)象的同步鎖已經(jīng)被其他線程占用,Java 虛擬機(jī)就會(huì)把這個(gè)線程放到這個(gè)對(duì)象的鎖池中式曲,它會(huì)進(jìn)入同步阻塞狀態(tài)妨托;

其他阻塞狀態(tài)(Otherwise Blocked):

當(dāng)前線程執(zhí)行了 sleep()方法,或者調(diào)用了其他線程的 join()方法吝羞,或者發(fā)出了 I/O 請(qǐng)求時(shí)兰伤,就會(huì)進(jìn)入這個(gè)狀態(tài)。

死亡狀態(tài)(Dead)

當(dāng)線程退出 run()方法時(shí)钧排,就進(jìn)入死亡狀態(tài)敦腔,該線程結(jié)束生命周期。

為什么我們調(diào)用 start()方法時(shí)會(huì)執(zhí)行 run()方法恨溜,為什么 我們不能直接調(diào)用 run()方法符衔?

當(dāng)你調(diào)用 start()方法時(shí)你將創(chuàng)建新的線程,并且執(zhí)行在 run()方法里的代碼糟袁。 但是如果你直接調(diào)用 run()方法判族,它不會(huì)創(chuàng)建新的線程也不會(huì)執(zhí)行調(diào)用線程的代碼, 只會(huì)把 run 方法當(dāng)作普通方法去執(zhí)行项戴。

Java 中你怎樣喚醒一個(gè)阻塞的線程形帮?

在 Java 發(fā)展史上曾經(jīng)使用 suspend()、resume()方法對(duì)于線程進(jìn)行阻塞喚醒周叮,但 隨之出現(xiàn)很多問題辩撑,比較典型的還是死鎖問題。
解決方案可以使用以對(duì)象為目標(biāo)的阻塞则吟,即利用 Object 類的 wait()和 notify()方 法實(shí)現(xiàn)線程阻塞槐臀。
首先锄蹂,wait氓仲、notify 方法是針對(duì)對(duì)象的,調(diào)用任意對(duì)象的 wait()方法都將導(dǎo)致線程 阻塞得糜,阻塞的同時(shí)也將釋放該對(duì)象的鎖敬扛,相應(yīng)地,調(diào)用任意對(duì)象的 notify()方法則 將隨機(jī)解除該對(duì)象阻塞的線程朝抖,但它需要重新獲取改對(duì)象的鎖啥箭,直到獲取成功才 能往下執(zhí)行;其次治宣,wait急侥、notify 方法必須在 synchronized 塊或方法中被調(diào)用砌滞, 并且要保證同步塊或方法的鎖對(duì)象與調(diào)用 wait、notify 方法的對(duì)象是同一個(gè)坏怪,如 此一來在調(diào)用 wait 之前當(dāng)前線程就已經(jīng)成功獲取某對(duì)象的鎖贝润,執(zhí)行 wait 阻塞后當(dāng) 前線程就將之前獲取的對(duì)象鎖釋放。

在 Java 中 CycliBarriar 和 CountdownLatch 有什么區(qū) 別铝宵?

CyclicBarrier 可以重復(fù)使用打掘,而 CountdownLatch 不能重復(fù)使用。
Java 的 concurrent 包里面的 CountDownLatch 其實(shí)可以把它看作一個(gè)計(jì)數(shù)器鹏秋, 只不過這個(gè)計(jì)數(shù)器的操作是原子操作尊蚁,同時(shí)只能有一個(gè)線程去操作這個(gè)計(jì)數(shù)器, 也就是同時(shí)只能有一個(gè)線程去減這個(gè)計(jì)數(shù)器里面的值侣夷。
你可以向 CountDownLatch 對(duì)象設(shè)置一個(gè)初始的數(shù)字作為計(jì)數(shù)值横朋,任何調(diào)用這個(gè) 對(duì)象上的 await()方法都會(huì)阻塞,直到這個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值被其他的線程減為 0 為 止百拓。
所以在當(dāng)前計(jì)數(shù)到達(dá)零之前叶撒,await 方法會(huì)一直受阻塞。之后耐版,會(huì)釋放所有等待 的線程祠够,await 的所有后續(xù)調(diào)用都將立即返回。這種現(xiàn)象只出現(xiàn)一次——計(jì)數(shù)無法 被重置粪牲。如果需要重置計(jì)數(shù)古瓤,請(qǐng)考慮使用 CyclicBarrier。
CountDownLatch 的一個(gè)非常典型的應(yīng)用場(chǎng)景是:有一個(gè)任務(wù)想要往下執(zhí)行腺阳,但 必須要等到其他的任務(wù)執(zhí)行完畢后才可以繼續(xù)往下執(zhí)行落君。假如我們這個(gè)想要繼續(xù) 往下執(zhí)行的任務(wù)調(diào)用一個(gè) CountDownLatch 對(duì)象的 await()方法,其他的任務(wù)執(zhí) 行完自己的任務(wù)后調(diào)用同一個(gè) CountDownLatch 對(duì)象上的 countDown()方法亭引, 這個(gè)調(diào)用 await()方法的任務(wù)將一直阻塞等待绎速,直到這個(gè) CountDownLatch 對(duì)象 的計(jì)數(shù)值減到 0 為止。
CyclicBarrier 一個(gè)同步輔助類焙蚓,它允許一組線程互相等待纹冤,直到到達(dá)某個(gè)公共屏 障點(diǎn) (common barrier point)。在涉及一組固定大小的線程的程序中购公,這些線程 必須不時(shí)地互相等待萌京,此時(shí) CyclicBarrier 很有用。因?yàn)樵?barrier 在釋放等待 線程后可以重用宏浩,所以稱它為循環(huán) 的 barrier知残。

什么是不可變對(duì)象,它對(duì)寫并發(fā)應(yīng)用有什么幫助比庄?

不可變對(duì)象(Immutable Objects)即對(duì)象一旦被創(chuàng)建它的狀態(tài)(對(duì)象的數(shù)據(jù)求妹,也即 對(duì)象屬性值)就不能改變乏盐,反之即為可變對(duì)象(Mutable Objects)。
不可變對(duì)象的類即為不可變類(Immutable Class)制恍。Java 平臺(tái)類庫中包含許多不可 變類丑勤,如 String、基本類型的包裝類吧趣、BigInteger 和 BigDecimal 等法竞。
不可變對(duì)象天生是線程安全的。它們的常量(域)是在構(gòu)造函數(shù)中創(chuàng)建的强挫。既然 它們的狀態(tài)無法修改岔霸,這些常量永遠(yuǎn)不會(huì)變。
不可變對(duì)象永遠(yuǎn)是線程安全的俯渤。
只有滿足如下狀態(tài)呆细,一個(gè)對(duì)象才是不可變的;
它的狀態(tài)不能在創(chuàng)建后再被修改八匠;
所有域都是 final 類型絮爷;
并且, 它被正確創(chuàng)建(創(chuàng)建期間沒有發(fā)生 this 引用的逸出)梨树。

什么是多線程中的上下文切換坑夯?

在上下文切換過程中,CPU 會(huì)停止處理當(dāng)前運(yùn)行的程序抡四,并保存當(dāng)前程序運(yùn)行的 具體位置以便之后繼續(xù)運(yùn)行柜蜈。從這個(gè)角度來看,上下文切換有點(diǎn)像我們同時(shí)閱讀 幾本書指巡,在來回切換書本的同時(shí)我們需要記住每本書當(dāng)前讀到的頁碼淑履。在程序中, 上下文切換過程中的“頁碼”信息是保存在進(jìn)程控制塊(PCB)中的藻雪。PCB 還經(jīng) 常被稱作“切換楨”(switchframe)秘噪。“頁碼”信息會(huì)一直保存到 CPU 的內(nèi)存 中勉耀,直到他們被再次使用指煎。
上下文切換是存儲(chǔ)和恢復(fù) CPU 狀態(tài)的過程,它使得線程執(zhí)行能夠從中斷點(diǎn)恢復(fù)執(zhí) 行瑰排。上下文切換是多任務(wù)操作系統(tǒng)和多線程環(huán)境的基本特征贯要。

Java 中用到的線程調(diào)度算法是什么暖侨?

計(jì)算機(jī)通常只有一個(gè) CPU,在任意時(shí)刻只能執(zhí)行一條機(jī)器指令,每個(gè)線程只有獲得 CPU 的使用權(quán)才能執(zhí)行指令.所謂多線程的并發(fā)運(yùn)行,其實(shí)是指從宏觀上看,各個(gè)線 程輪流獲得 CPU 的使用權(quán),分別執(zhí)行各自的任務(wù).在運(yùn)行池中,會(huì)有多個(gè)處于就緒狀 態(tài)的線程在等待 CPU,JAVA 虛擬機(jī)的一項(xiàng)任務(wù)就是負(fù)責(zé)線程的調(diào)度,線程調(diào)度是指 按照特定機(jī)制為多個(gè)線程分配 CPU 的使用權(quán).

有兩種調(diào)度模型:

分時(shí)調(diào)度模型和搶占式調(diào)度模型椭住。 分時(shí)調(diào)度模型是指讓所有的線程輪流獲得 cpu 的使用權(quán),并且平均分配每個(gè)線程占 用的 CPU 的時(shí)間片這個(gè)也比較好理解。
java 虛擬機(jī)采用搶占式調(diào)度模型字逗,是指優(yōu)先讓可運(yùn)行池中優(yōu)先級(jí)高的線程占用 CPU京郑,如果可運(yùn)行池中的線程優(yōu)先級(jí)相同宅广,那么就隨機(jī)選擇一個(gè)線程,使其占用 CPU些举。處于運(yùn)行狀態(tài)的線程會(huì)一直運(yùn)行跟狱,直至它不得不放棄 CPU。

什么是線程組户魏,為什么在 Java 中不推薦使用驶臊?

線程組和線程池是兩個(gè)不同的概念,他們的作用完全不同叼丑,前者是為了方便線程的管理关翎,后者是為了管理線程的生命周期,復(fù)用線程鸠信,減少創(chuàng)建銷毀線程的開銷纵寝。

為什么使用 Executor 框架比使用應(yīng)用創(chuàng)建和管理線程好?

為什么要使用 Executor 線程池框架

  • 1星立、每次執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建線程 new Thread()比較消耗性能爽茴,創(chuàng)建一個(gè)線程是比較耗 時(shí)、耗資源的绰垂。
  • 2室奏、調(diào)用 new Thread()創(chuàng)建的線程缺乏管理,被稱為野線程劲装,而且可以無限制的 創(chuàng)建窍奋,線程之間的相互競(jìng)爭(zhēng)會(huì)導(dǎo)致過多占用系統(tǒng)資源而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓,還有線程 之間的頻繁交替也會(huì)消耗很多系統(tǒng)資源酱畅。
  • 3琳袄、直接使用 new Thread() 啟動(dòng)的線程不利于擴(kuò)展,比如定時(shí)執(zhí)行纺酸、定期執(zhí)行窖逗、 定時(shí)定期執(zhí)行乐严、線程中斷等都不便實(shí)現(xiàn)
使用 Executor 線程池框架的優(yōu)點(diǎn)
  • 1碳竟、能復(fù)用已存在并空閑的線程從而減少線程對(duì)象的創(chuàng)建從而減少了消亡線程的開 銷疫鹊。
  • 2背蟆、可有效控制最大并發(fā)線程數(shù)霉旗,提高系統(tǒng)資源使用率咬最,同時(shí)避免過多資源競(jìng)爭(zhēng)戒努。
  • 3千扶、框架中已經(jīng)有定時(shí)词爬、定期秃嗜、單線程、并發(fā)數(shù)控制等功能。 綜上所述使用線程池框架 Executor 能更好的管理線程锅锨、提供系統(tǒng)資源使用率叽赊。

java 中有幾種方法可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程?

繼承 Thread 類
實(shí)現(xiàn) Runnable 接口
實(shí)現(xiàn) Callable 接口必搞,需要實(shí)現(xiàn)的是 call() 方法
線程池創(chuàng)建

什么是線程池必指?有哪幾種創(chuàng)建方式?

線程池就是提前創(chuàng)建若干個(gè)線程恕洲,如果有任務(wù)需要處理塔橡,線程池里的線程就會(huì)處 理任務(wù),處理完之后線程并不會(huì)被銷毀霜第,而是等待下一個(gè)任務(wù)谱邪。由于創(chuàng)建和銷毀 線程都是消耗系統(tǒng)資源的,所以當(dāng)你想要頻繁的創(chuàng)建和銷毀線程的時(shí)候就可以考 慮使用線程池來提升系統(tǒng)的性能庶诡。
java 提供了一個(gè) java.util.concurrent.Executor 接口的實(shí)現(xiàn)用于創(chuàng)建線程池惦银。

四種線程池的創(chuàng)建:

  • 1、newCachedThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程池
  • 2末誓、newFixedThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池扯俱,可控制線程最大并發(fā)數(shù)。
  • 3喇澡、newScheduledThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池迅栅,支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí) 行。
  • 4晴玖、newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個(gè)單線程化的線程池读存,它只會(huì)用唯一的工 作線程來執(zhí)行任務(wù)。

常用的并發(fā)工具類有哪些呕屎?

  • 1让簿、CountDownLatch
  • 2、CyclicBarrier
  • 3秀睛、Semaphore
  • 4尔当、Exchanger

CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的區(qū)別

  • 1、CountDownLatch 簡(jiǎn)單的說就是一個(gè)線程等待蹂安,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)出通知后椭迎,當(dāng)前線程才可以繼續(xù)執(zhí)行。
  • 2田盈、cyclicBarrier 是所有線程都進(jìn)行等待畜号,直到所有線程都準(zhǔn)備好進(jìn)入 await()方 法之后,所有線程同時(shí)開始執(zhí)行允瞧!
  • 3简软、CountDownLatch 的計(jì)數(shù)器只能使用一次蛮拔。而 CyclicBarrier 的計(jì)數(shù)器可以使 用 reset() 方法重置。所以 CyclicBarrier 能處理更為復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景替饿,比如如果 計(jì)算發(fā)生錯(cuò)誤语泽,可以重置計(jì)數(shù)器贸典,并讓線程們重新執(zhí)行一次视卢。
  • 4、CyclicBarrier 還提供其他有用的方法廊驼,比如 getNumberWaiting 方法可以獲 得 CyclicBarrier 阻塞的線程數(shù)量据过。isBroken 方法用來知道阻塞的線程是否被中斷。 如果被中斷返回 true妒挎,否則返回 false绳锅。

線程池的優(yōu)點(diǎn)?

  • 1酝掩、重用存在的線程鳞芙,減少對(duì)象創(chuàng)建銷毀的開銷。
  • 2期虾、可有效的控制最大并發(fā)線程數(shù)原朝,提高系統(tǒng)資源的使用率,同時(shí)避免過多資源競(jìng) 爭(zhēng)镶苞,避免堵塞喳坠。
  • 3、提供定時(shí)執(zhí)行茂蚓、定期執(zhí)行壕鹉、單線程、并發(fā)數(shù)控制等功能聋涨。

如何停止一個(gè)正在運(yùn)行的線程晾浴?

使用共享變量的方式 在這種方式中,之所以引入共享變量牍白,是因?yàn)樵撟兞靠梢员欢鄠€(gè)執(zhí)行相同任務(wù)的線程用來作為是否中斷的信號(hào)怠肋,通知中斷線程的執(zhí)行。

使用 interrupt 方法終止線程

如果一個(gè)線程由于等待某些事件的發(fā)生而被阻塞淹朋,又該怎樣停止該線程呢笙各?這種 情況經(jīng)常會(huì)發(fā)生,比如當(dāng)一個(gè)線程由于需要等候鍵盤輸入而被阻塞础芍,或者調(diào)用 Thread.join()方法杈抢,或者 Thread.sleep()方法,在網(wǎng)絡(luò)中調(diào)用 ServerSocket.accept()方法仑性,或者調(diào)用了 DatagramSocket.receive()方法時(shí)惶楼,都 有可能導(dǎo)致線程阻塞,使線程處于處于不可運(yùn)行狀態(tài)時(shí),即使主程序中將該線程 的共享變量設(shè)置為 true歼捐,但該線程此時(shí)根本無法檢查循環(huán)標(biāo)志何陆,當(dāng)然也就無法立 即中斷。這里我們給出的建議是豹储,不要使用 stop()方法贷盲,而是使用 Thread 提供的 interrupt()方法,因?yàn)樵摲椒m然不會(huì)中斷一個(gè)正在運(yùn)行的線程剥扣,但是它可以使一 個(gè)被阻塞的線程拋出一個(gè)中斷異常巩剖,從而使線程提前結(jié)束阻塞狀態(tài),退出堵塞代 碼钠怯。

notify()和 notifyAll()有什么區(qū)別佳魔?

當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入 wait 之后,就必須等其他線程 notify/notifyall,使用 notifyall,可 以喚醒所有處于 wait 狀態(tài)的線程晦炊,使其重新進(jìn)入鎖的爭(zhēng)奪隊(duì)列中鞠鲜,而 notify 只能 喚醒一個(gè)。
如果沒把握断国,建議 notifyAll贤姆,防止 notigy 因?yàn)樾盘?hào)丟失而造成程序異常。

什么是 Daemon 線程并思?它有什么意義庐氮?

所謂后臺(tái)(daemon)線程,是指在程序運(yùn)行的時(shí)候在后臺(tái)提供一種通用服務(wù)的線 程宋彼,并且這個(gè)線程并不屬于程序中不可或缺的部分弄砍。因此,當(dāng)所有的非后臺(tái)線程 結(jié)束時(shí)输涕,程序也就終止了音婶,同時(shí)會(huì)殺死進(jìn)程中的所有后臺(tái)線程。反過來說莱坎, 只要有任何非后臺(tái)線程還在運(yùn)行衣式,程序就不會(huì)終止。必須在線程啟動(dòng)之前調(diào)用 setDaemon()方法檐什,才能把它設(shè)置為后臺(tái)線程碴卧。注意:后臺(tái)進(jìn)程在不執(zhí)行 finally 子句的情況下就會(huì)終止其 run()方法。
比如:JVM 的垃圾回收線程就是 Daemon 線程乃正,F(xiàn)inalizer 也是守護(hù)線程住册。

java 如何實(shí)現(xiàn)多線程之間的通訊和協(xié)作?

中斷 和 共享變量

什么是可重入鎖(ReentrantLock)瓮具?

舉例來說明鎖的可重入性

public class UnReentrant{ 
Lock lock = new Lock(); 
public void outer(){
lock.lock(); 
inner(); 
lock.unlock(); 
}
public void inner(){ 
lock.lock();
//do something lock.unlock(); 
}
}

outer 中調(diào)用了 inner荧飞,outer 先鎖住了 lock凡人,這樣 inner 就不能再獲取 lock。其 實(shí)調(diào)用 outer 的線程已經(jīng)獲取了 lock 鎖叹阔,但是不能在 inner 中重復(fù)利用已經(jīng)獲取 的鎖資源挠轴,這種鎖即稱之為 不可重入可重入就意味著:線程可以進(jìn)入任何一個(gè)它 已經(jīng)擁有的鎖所同步著的代碼塊。
synchronized耳幢、ReentrantLock 都是可重入的鎖岸晦,可重入鎖相對(duì)來說簡(jiǎn)化了并發(fā) 編程的開發(fā)。

當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入某個(gè)對(duì)象的一個(gè) synchronized 的實(shí)例方 法后帅掘,其它線程是否可進(jìn)入此對(duì)象的其它方法委煤?

如果其他方法沒有 synchronized 的話堂油,其他線程是可以進(jìn)入的修档。
所以要開放一個(gè)線程安全的對(duì)象時(shí),得保證每個(gè)方法都是線程安全的府框。

樂觀鎖和悲觀鎖的理解及如何實(shí)現(xiàn)吱窝,有哪些實(shí)現(xiàn)方式?

悲觀鎖:

總是假設(shè)最壞的情況迫靖,每次去拿數(shù)據(jù)的時(shí)候都認(rèn)為別人會(huì)修改院峡,所以每 次在拿數(shù)據(jù)的時(shí)候都會(huì)上鎖,這樣別人想拿這個(gè)數(shù)據(jù)就會(huì)阻塞直到它拿到鎖系宜。傳 統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫里邊就用到了很多這種鎖機(jī)制照激,比如行鎖,表鎖等盹牧,讀鎖俩垃,寫 鎖等,都是在做操作之前先上鎖汰寓。再比如 Java 里面的同步原語 synchronized 關(guān) 鍵字的實(shí)現(xiàn)也是悲觀鎖口柳。

樂觀鎖:

顧名思義,就是很樂觀有滑,每次去拿數(shù)據(jù)的時(shí)候都認(rèn)為別人不會(huì)修改跃闹,所 以不會(huì)上鎖,但是在更新的時(shí)候會(huì)判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個(gè)數(shù)據(jù)毛好, 可以使用版本號(hào)等機(jī)制望艺。樂觀鎖適用于多讀的應(yīng)用類型,這樣可以提高吞吐量肌访, 像數(shù)據(jù)庫提供的類似于 write_condition 機(jī)制找默,其實(shí)都是提供的樂觀鎖。在 Java 中 java.util.concurrent.atomic 包下面的原子變量類就是使用了樂觀鎖的一種實(shí) 現(xiàn)方式 CAS 實(shí)現(xiàn)的场靴。

樂觀鎖的實(shí)現(xiàn)方式:

1啡莉、使用版本標(biāo)識(shí)來確定讀到的數(shù)據(jù)與提交時(shí)的數(shù)據(jù)是否一致港准。提交后修改版本標(biāo) 識(shí),不一致時(shí)可以采取丟棄和再次嘗試的策略咧欣。
2浅缸、java 中的 Compare and Swap 即 CAS ,當(dāng)多個(gè)線程嘗試使用 CAS 同時(shí)更新 同一個(gè)變量時(shí)魄咕,只有其中一個(gè)線程能更新變量的值衩椒,而其它線程都失敗,失敗的 線程并不會(huì)被掛起哮兰,而是被告知這次競(jìng)爭(zhēng)中失敗毛萌,并可以再次嘗試。 CAS 操作 中包含三個(gè)操作數(shù) —— 需要讀寫的內(nèi)存位置(V)喝滞、進(jìn)行比較的預(yù)期原值(A) 和擬寫入的新值(B)阁将。如果內(nèi)存位置 V 的值與預(yù)期原值 A 相匹配,那么處理器會(huì)自 動(dòng)將該位置值更新為新值 B右遭。否則處理器不做任何操作做盅。

CAS 缺點(diǎn):
1、ABA 問題:

比如說一個(gè)線程 one 從內(nèi)存位置 V 中取出 A窘哈,這時(shí)候另一個(gè)線程 two 也從內(nèi)存中 取出 A吹榴,并且 two 進(jìn)行了一些操作變成了 B,然后 two 又將 V 位置的數(shù)據(jù)變成 A滚婉, 這時(shí)候線程 one 進(jìn)行 CAS 操作發(fā)現(xiàn)內(nèi)存中仍然是 A图筹,然后 one 操作成功。盡管線 程 one 的 CAS 操作成功让腹,但可能存在潛藏的問題远剩。從 Java1.5 開始 JDK 的 atomic 包里提供了一個(gè)類 AtomicStampedReference 來解決 ABA 問題。

2哨鸭、循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)開銷大:

對(duì)于資源競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重(線程沖突嚴(yán)重)的情況民宿,CAS 自旋的概率會(huì)比較大,從而浪 費(fèi)更多的 CPU 資源像鸡,效率低于 synchronized活鹰。

3、只能保證一個(gè)共享變量的原子操作:

當(dāng)對(duì)一個(gè)共享變量執(zhí)行操作時(shí)只估,我們可以使用循環(huán) CAS 的方式來保證原子操作志群, 但是對(duì)多個(gè)共享變量操作時(shí),循環(huán) CAS 就無法保證操作的原子性蛔钙,這個(gè)時(shí)候就可 以用鎖锌云。

SynchronizedMap 和 ConcurrentHashMap 有什么區(qū)別?

SynchronizedMap 一次鎖住整張表來保證線程安全吁脱,所以每次只能有一個(gè)線程來 訪為 map桑涎。
ConcurrentHashMap 使用分段鎖來保證在多線程下的性能彬向。
ConcurrentHashMap 中則是一次鎖住一個(gè)桶。ConcurrentHashMap 默認(rèn)將 hash 表分為 16 個(gè)桶攻冷,諸如 get,put,remove 等常用操作只鎖當(dāng)前需要用到的桶娃胆。 這樣,原來只能一個(gè)線程進(jìn)入等曼,現(xiàn)在卻能同時(shí)有 16 個(gè)寫線程執(zhí)行里烦,并發(fā)性能的提 升是顯而易見的。
另外 ConcurrentHashMap 使用了一種不同的迭代方式禁谦。在這種迭代方式中胁黑,當(dāng) iterator 被創(chuàng)建后集合再發(fā)生改變就不再是拋出 ConcurrentModificationException,取而代之的是在改變時(shí) new 新的數(shù)據(jù)從而 不影響原有的數(shù)據(jù) 州泊,iterator 完成后再將頭指針替換為新的數(shù)據(jù) 丧蘸,這樣 iterator 線程可以使用原來老的數(shù)據(jù),而寫線程也可以并發(fā)的完成改變拥诡。

CopyOnWriteArrayList 可以用于什么應(yīng)用場(chǎng)景触趴?

CopyOnWriteArrayList(免鎖容器)的好處之一是當(dāng)多個(gè)迭代器同時(shí)遍歷和修改這 個(gè)列表時(shí)氮发,不會(huì)拋出 ConcurrentModificationException渴肉。在 CopyOnWriteArrayList 中,寫入將導(dǎo)致創(chuàng)建整個(gè)底層數(shù)組的副本爽冕,而源數(shù)組將保 留在原地仇祭,使得復(fù)制的數(shù)組在被修改時(shí),讀取操作可以安全地執(zhí)行颈畸。

  • 1乌奇、由于寫操作的時(shí)候,需要拷貝數(shù)組眯娱,會(huì)消耗內(nèi)存礁苗,如果原數(shù)組的內(nèi)容比較多的 情況下,可能導(dǎo)致 young gc 或者 full gc徙缴;
  • 2试伙、不能用于實(shí)時(shí)讀的場(chǎng)景,像拷貝數(shù)組于样、新增元素都需要時(shí)間疏叨,所以調(diào)用一個(gè) set 操作后,讀取到數(shù)據(jù)可能還是舊的,雖然 CopyOnWriteArrayList 能做到最終一致 性,但是還是沒法滿足實(shí)時(shí)性要求穿剖;
CopyOnWriteArrayList 透露的思想
  • 1蚤蔓、讀寫分離,讀和寫分開
  • 2糊余、最終一致性
  • 3秀又、使用另外開辟空間的思路单寂,來解決并發(fā)沖突

什么叫線程安全?servlet 是線程安全嗎?

線程安全是編程中的術(shù)語吐辙,指某個(gè)函數(shù)凄贩、函數(shù)庫在多線程環(huán)境中被調(diào)用時(shí),能夠 正確地處理多個(gè)線程之間的共享變量袱讹,使程序功能正確完成疲扎。
Servlet 不是線程安全的,servlet 是單實(shí)例多線程的捷雕,當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)訪問同一個(gè) 方法椒丧,是不能保證共享變量的線程安全性的。
Struts2 的 action 是多實(shí)例多線程的救巷,是線程安全的壶熏,每個(gè)請(qǐng)求過來都會(huì) new 一 個(gè)新的 action 分配給這個(gè)請(qǐng)求,請(qǐng)求完成后銷毀浦译。
SpringMVC 的 Controller 是線程安全的嗎棒假?不是的,和 Servlet 類似的處理流程精盅。
Struts2 好處是不用考慮線程安全問題帽哑;Servlet 和 SpringMVC 需要考慮線程安 全問題,但是性能可以提升不用處理太多的 gc叹俏,可以使用 ThreadLocal 來處理多 線程的問題妻枕。

volatile 有什么用?能否用一句話說明下 volatile 的應(yīng)用場(chǎng)景粘驰?

volatile 保證內(nèi)存可見性和禁止指令重排屡谐。
volatile 用于多線程環(huán)境下的單次操作(單次讀或者單次寫)。

為什么代碼會(huì)重排序蝌数?

在執(zhí)行程序時(shí)愕掏,為了提供性能,處理器和編譯器常常會(huì)對(duì)指令進(jìn)行重排序顶伞,但是 不能隨意重排序饵撑,不是你想怎么排序就怎么排序,它需要滿足以下兩個(gè)條件:
在單線程環(huán)境下不能改變程序運(yùn)行的結(jié)果枝哄;
存在數(shù)據(jù)依賴關(guān)系的不允許重排序
需要注意的是:重排序不會(huì)影響單線程環(huán)境的執(zhí)行結(jié)果肄梨,但是會(huì)破壞多線程的執(zhí) 行語義

在 java 中 wait 和 sleep 方法的不同?

最大的不同是在等待時(shí) wait 會(huì)釋放鎖挠锥,而 sleep 一直持有鎖众羡。Wait 通常被用于線 程間交互,sleep 通常被用于暫停執(zhí)行蓖租。
直接了解的深入一點(diǎn)吧:

在 Java 中線程的狀態(tài)一共被分成 6 種:
初始態(tài):NEW

創(chuàng)建一個(gè) Thread 對(duì)象粱侣,但還未調(diào)用 start()啟動(dòng)線程時(shí)羊壹,線程處于初始態(tài)。
運(yùn)行態(tài):RUNNABLE在 Java 中齐婴,運(yùn)行態(tài)包括就緒態(tài) 和 運(yùn)行態(tài)油猫。
就緒態(tài) 該狀態(tài)下的線程已經(jīng)獲得執(zhí)行所需的所有資源,只要 CPU 分配執(zhí)行權(quán)就 能運(yùn)行柠偶。所有就緒態(tài)的線程存放在就緒隊(duì)列中情妖。
運(yùn)行態(tài) 獲得 CPU 執(zhí)行權(quán),正在執(zhí)行的線程诱担。由于一個(gè) CPU 同一時(shí)刻只能執(zhí)行一 條線程毡证,因此每個(gè) CPU 每個(gè)時(shí)刻只有一條運(yùn)行態(tài)的線程。

阻塞態(tài)

當(dāng)一條正在執(zhí)行的線程請(qǐng)求某一資源失敗時(shí)蔫仙,就會(huì)進(jìn)入阻塞態(tài)料睛。而在 Java 中,阻 塞態(tài)專指請(qǐng)求鎖失敗時(shí)進(jìn)入的狀態(tài)摇邦。由一個(gè)阻塞隊(duì)列存放所有阻塞態(tài)的線程恤煞。處 于阻塞態(tài)的線程會(huì)不斷請(qǐng)求資源,一旦請(qǐng)求成功施籍,就會(huì)進(jìn)入就緒隊(duì)列居扒,等待執(zhí)行。 PS:鎖法梯、IO苔货、Socket 等都資源。

等待態(tài)

當(dāng)前線程中調(diào)用 wait立哑、join、park 函數(shù)時(shí)姻灶,當(dāng)前線程就會(huì)進(jìn)入等待態(tài)铛绰。也有一個(gè) 等待隊(duì)列存放所有等待態(tài)的線程。線程處于等待態(tài)表示它需要等待其他線程的指 示才能繼續(xù)運(yùn)行产喉。進(jìn)入等待態(tài)的線程會(huì)釋放 CPU 執(zhí)行權(quán)捂掰,并釋放資源(如:鎖)

超時(shí)等待態(tài)

當(dāng)運(yùn)行中的線程調(diào)用 sleep(time)、wait曾沈、join这嚣、parkNanos、parkUntil 時(shí)塞俱,就 會(huì)進(jìn)入該狀態(tài)姐帚;它和等待態(tài)一樣,并不是因?yàn)檎?qǐng)求不到資源障涯,而是主動(dòng)進(jìn)入罐旗,并 且進(jìn)入后需要其他線程喚醒膳汪;進(jìn)入該狀態(tài)后釋放 CPU 執(zhí)行權(quán) 和 占有的資源。與 等待態(tài)的區(qū)別:到了超時(shí)時(shí)間后自動(dòng)進(jìn)入阻塞隊(duì)列九秀,開始競(jìng)爭(zhēng)鎖遗嗽。

終止態(tài)

線程執(zhí)行結(jié)束后的狀態(tài)。

注意:

wait()方法會(huì)釋放 CPU 執(zhí)行權(quán) 和 占有的鎖鼓蜒。
sleep(long)方法僅釋放 CPU 使用權(quán)痹换,鎖仍然占用;線程被放入超時(shí)等待隊(duì)列都弹,與 yield 相比晴音,它會(huì)使線程較長(zhǎng)時(shí)間得不到運(yùn)行羹饰。
yield()方法僅釋放 CPU 執(zhí)行權(quán)夺姑,鎖仍然占用,線程會(huì)被放入就緒隊(duì)列狼讨,會(huì)在短時(shí) 間內(nèi)再次執(zhí)行或详。
wait 和 notify 必須配套使用系羞,即必須使用同一把鎖調(diào)用;
wait 和 notify 必須放在一個(gè)同步塊中調(diào)用 wait 和 notify 的對(duì)象必須是他們所處 同步塊的鎖對(duì)象霸琴。

用 Java 實(shí)現(xiàn)阻塞隊(duì)列

[參考 java 中的阻塞隊(duì)列] (http://www.infoq.com/cn/articles/java-blocking-queue)

一個(gè)線程運(yùn)行時(shí)發(fā)生異常會(huì)怎樣椒振?

如果異常沒有被捕獲該線程將會(huì)停止執(zhí)行。Thread.UncaughtExceptionHandler 是用于處理未捕獲異常造成線程突然中斷情況的一個(gè)內(nèi)嵌接口梧乘。當(dāng)一個(gè)未捕獲異 常將造成線程中斷的時(shí)候 JVM 會(huì)使用 Thread.getUncaughtExceptionHandler() 來查詢線程的 UncaughtExceptionHandler 并將線程和異常作為參數(shù)傳遞給 handler 的 uncaughtException()方法進(jìn)行處理澎迎。

如何在兩個(gè)線程間共享數(shù)據(jù)?

在兩個(gè)線程間共享變量即可實(shí)現(xiàn)共享选调。
一般來說夹供,共享變量要求變量本身是線程安全的,然后在線程內(nèi)使用的時(shí)候仁堪,如 果有對(duì)共享變量的復(fù)合操作哮洽,那么也得保證復(fù)合操作的線程安全性。

Java 中 notify 和 notifyAll 有什么區(qū)別弦聂?

notify() 方法不能喚醒某個(gè)具體的線程鸟辅,所以只有一個(gè)線程在等待的時(shí)候它才有用武之地。
notifyAll()喚醒所有線程并允許他們爭(zhēng)奪鎖確保了至少有一個(gè)線程 能繼續(xù)運(yùn)行莺葫。

為什么 wait, notify 和 notifyAll 這些方法不在 thread 類里面匪凉?

一個(gè)很明顯的原因是 JAVA 提供的鎖是對(duì)象級(jí)的而不是線程級(jí)的,每個(gè)對(duì)象都有鎖捺檬,通過線程獲得再层。由于 wait,notify 和 notifyAll 都是鎖級(jí)別的操作,所以把他 們定義在 Object 類中因?yàn)殒i屬于對(duì)象树绩。

什么是 ThreadLocal 變量萨脑?

ThreadLocal 是 Java 里一種特殊的變量。每個(gè)線程都有一個(gè) ThreadLocal 就是每 個(gè)線程都擁有了自己獨(dú)立的一個(gè)變量饺饭,競(jìng)爭(zhēng)條件被徹底消除了渤早。它是為創(chuàng)建代價(jià) 高昂的對(duì)象獲取線程安全的好方法,比如你可以用 ThreadLocal 讓 SimpleDateFormat 變成線程安全的瘫俊,因?yàn)槟莻€(gè)類創(chuàng)建代價(jià)高昂且每次調(diào)用都需 要?jiǎng)?chuàng)建不同的實(shí)例所以不值得在局部范圍使用它鹊杖,如果為每個(gè)線程提供一個(gè)自己獨(dú)有的變量拷貝,將大大提高效率扛芽。首先骂蓖,通過復(fù)用減少了代價(jià)高昂的對(duì)象的創(chuàng) 建個(gè)數(shù)。其次川尖,你在沒有使用高代價(jià)的同步或者不變性的情況下獲得了線程安全登下。

Java 中 interrupted 和 isInterrupted 方法的區(qū)別?

interrupt

interrupt 方法用于中斷線程叮喳。調(diào)用該方法的線程的狀態(tài)為將被置為”中斷”狀態(tài)被芳。 注意:線程中斷僅僅是置線程的中斷狀態(tài)位,不會(huì)停止線程馍悟。需要用戶自己去監(jiān) 視線程的狀態(tài)為并做處理畔濒。支持線程中斷的方法(也就是線程中斷后會(huì)拋出 interruptedException 的方法)就是在監(jiān)視線程的中斷狀態(tài),一旦線程的中斷狀 態(tài)被置為“中斷狀態(tài)”锣咒,就會(huì)拋出中斷異常侵状。

interrupted

查詢當(dāng)前線程的中斷狀態(tài),并且清除原狀態(tài)毅整。如果一個(gè)線程被中斷了趣兄,第一次調(diào) 用 interrupted 則返回 true,第二次和后面的就返回 false 了毛嫉。

isInterrupted

僅僅是查詢當(dāng)前線程的中斷狀態(tài)

為什么 wait 和 notify 方法要在同步塊中調(diào)用诽俯?

Java API 強(qiáng)制要求這樣做,如果你不這么做承粤,你的代碼會(huì)拋出 IllegalMonitorStateException 異常。還有一個(gè)原因是為了避免 wait 和 notify 之間產(chǎn)生競(jìng)態(tài)條件闯团。

為什么你應(yīng)該在循環(huán)中檢查等待條件?

處于等待狀態(tài)的線程可能會(huì)收到錯(cuò)誤警報(bào)和偽喚醒辛臊,如果不在循環(huán)中檢查等待條 件,程序就會(huì)在沒有滿足結(jié)束條件的情況下退出房交。

Java 中的同步集合與并發(fā)集合有什么區(qū)別彻舰?

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,不過并發(fā) 集合的可擴(kuò)展性更高。在 Java1.5 之前程序員們只有同步集合來用且在多線程并發(fā) 的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致爭(zhēng)用刃唤,阻礙了系統(tǒng)的擴(kuò)展性隔心。Java5 介紹了并發(fā)集合像 ConcurrentHashMap,不僅提供線程安全還用鎖分離和內(nèi)部分區(qū)等現(xiàn)代技術(shù)提高 了可擴(kuò)展性尚胞。

什么是線程池硬霍? 為什么要使用它?

創(chuàng)建線程要花費(fèi)昂貴的資源和時(shí)間笼裳,如果任務(wù)來了才創(chuàng)建線程那么響應(yīng)時(shí)間會(huì)變 長(zhǎng)唯卖,而且一個(gè)進(jìn)程能創(chuàng)建的線程數(shù)有限。為了避免這些問題躬柬,在程序啟動(dòng)的時(shí)候 就創(chuàng)建若干線程來響應(yīng)處理拜轨,它們被稱為線程池,里面的線程叫工作線程允青。從 JDK1.5 開始橄碾,Java API 提供了 Executor 框架讓你可以創(chuàng)建不同的線程池。

怎么檢測(cè)一個(gè)線程是否擁有鎖颠锉?

在 java.lang.Thread 中有一個(gè)方法叫 holdsLock()法牲,它返回 true 如果當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng) 前線程擁有某個(gè)具體對(duì)象的鎖。

你如何在 Java 中獲取線程堆棧木柬?

kill -3 [java pid]
不會(huì)在當(dāng)前終端輸出皆串,它會(huì)輸出到代碼執(zhí)行的或指定的地方去。比如眉枕,kill -3 tomcat pid, 輸出堆棧到 log 目錄下恶复。
Jstack [java pid]
這個(gè)比較簡(jiǎn)單,在當(dāng)前終端顯示速挑,也可以重定向到指定文件中谤牡。
-JvisualVM:Thread Dump
不做說明,打開 JvisualVM 后姥宝,都是界面操作翅萤,過程還是很簡(jiǎn)單的。

JVM 中哪個(gè)參數(shù)是用來控制線程的棧堆棧小的?

-Xss 每個(gè)線程的棧大小

Thread 類中的 yield 方法有什么作用腊满?

使當(dāng)前線程從執(zhí)行狀態(tài)(運(yùn)行狀態(tài))變?yōu)榭蓤?zhí)行態(tài)(就緒狀態(tài))套么。
當(dāng)前線程到了就緒狀態(tài),那么接下來哪個(gè)線程會(huì)從就緒狀態(tài)變成執(zhí)行狀態(tài)呢碳蛋?可 能是當(dāng)前線程胚泌,也可能是其他線程,看系統(tǒng)的分配了肃弟。

Java 中 ConcurrentHashMap 的并發(fā)度是什么玷室?

ConcurrentHashMap 把實(shí)際 map 劃分成若干部分來實(shí)現(xiàn)它的可擴(kuò)展性和線程安 全零蓉。這種劃分是使用并發(fā)度獲得的,它是 ConcurrentHashMap 類構(gòu)造函數(shù)的一 個(gè)可選參數(shù)穷缤,默認(rèn)值為 16敌蜂,這樣在多線程情況下就能避免爭(zhēng)用。
在 JDK8 后津肛,它摒棄了 Segment(鎖段)的概念章喉,而是啟用了一種全新的方式實(shí) 現(xiàn),利用 CAS 算法。同時(shí)加入了更多的輔助變量來提高并發(fā)度快耿,具體內(nèi)容還是查看 源碼吧囊陡。

Java 中 Semaphore 是什么?

Java 中的 Semaphore 是一種新的同步類掀亥,它是一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)撞反。從概念上講,從 概念上講搪花,信號(hào)量維護(hù)了一個(gè)許可集合遏片。如有必要,在許可可用前會(huì)阻塞每一個(gè) acquire()撮竿,然后再獲取該許可吮便。每個(gè) release()添加一個(gè)許可,從而可能釋放一個(gè) 正在阻塞的獲取者幢踏。但是髓需,不使用實(shí)際的許可對(duì)象,Semaphore 只對(duì)可用許可的 號(hào)碼進(jìn)行計(jì)數(shù)房蝉,并采取相應(yīng)的行動(dòng)僚匆。信號(hào)量常常用于多線程的代碼中,比如數(shù)據(jù) 庫連接池搭幻。

Java 線程池中 submit() 和 execute()方法有什么區(qū)別咧擂?

兩個(gè)方法都可以向線程池提交任務(wù),execute()方法的返回類型是 void檀蹋,它定義在 Executor 接口中松申。.

而 submit()方法可以返回持有計(jì)算結(jié)果的 Future 對(duì)象,它定義在 ExecutorService 接口中俯逾,它擴(kuò)展了 Executor 接口贸桶,其它線程池類像 ThreadPoolExecutor 和 ScheduledThreadPoolExecutor 都有這些方法。

什么是阻塞式方法桌肴?

阻塞式方法是指程序會(huì)一直等待該方法完成期間不做其他事情刨啸,ServerSocket 的 accept()方法就是一直等待客戶端連接。這里的阻塞是指調(diào)用結(jié)果返回之前识脆,當(dāng)前 線程會(huì)被掛起,直到得到結(jié)果之后才會(huì)返回。此外灼捂,還有異步和非阻塞式方法在 任務(wù)完成前就返回离例。

Java 中的 ReadWriteLock 是什么?

讀寫鎖是用來提升并發(fā)程序性能的鎖分離技術(shù)的成果悉稠。

volatile 變量和 atomic 變量有什么不同宫蛆?

Volatile 變量可以確保先行關(guān)系,即寫操作會(huì)發(fā)生在后續(xù)的讀操作之前, 但它并不 能保證原子性的猛。例如用 volatile 修飾 count 變量那么 count++ 操作就不是原子 性的耀盗。
而 AtomicInteger 類提供的 atomic 方法可以讓這種操作具有原子性如 getAndIncrement()方法會(huì)原子性的進(jìn)行增量操作把當(dāng)前值加一,其它數(shù)據(jù)類型 和引用變量也可以進(jìn)行相似操作卦尊。

可以直接調(diào)用 Thread 類的 run ()方法么叛拷?

當(dāng)然可以。但是如果我們調(diào)用了 Thread 的 run()方法岂却,它的行為就會(huì)和普通的方 法一樣忿薇,會(huì)在當(dāng)前線程中執(zhí)行。為了在新的線程中執(zhí)行我們的代碼躏哩,必須使用 Thread.start()方法署浩。

如何讓正在運(yùn)行的線程暫停一段時(shí)間?

我們可以使用 Thread 類的 Sleep()方法讓線程暫停一段時(shí)間扫尺。需要注意的是筋栋,這 并不會(huì)讓線程終止,一旦從休眠中喚醒線程正驻,線程的狀態(tài)將會(huì)被改變?yōu)?Runnable弊攘, 并且根據(jù)線程調(diào)度,它將得到執(zhí)行拨拓。

你對(duì)線程優(yōu)先級(jí)的理解是什么肴颊?

每一個(gè)線程都是有優(yōu)先級(jí)的,一般來說渣磷,高優(yōu)先級(jí)的線程在運(yùn)行時(shí)會(huì)具有優(yōu)先權(quán)婿着, 但這依賴于線程調(diào)度的實(shí)現(xiàn),這個(gè)實(shí)現(xiàn)是和操作系統(tǒng)相關(guān)的(OS dependent)醋界。我 們可以定義線程的優(yōu)先級(jí)竟宋,但是這并不能保證高優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)在低優(yōu)先級(jí)的線 程前執(zhí)行。線程優(yōu)先級(jí)是一個(gè) int 變量(從 1-10)形纺,1 代表最低優(yōu)先級(jí)丘侠,10 代表最 高優(yōu)先級(jí)。
java 的線程優(yōu)先級(jí)調(diào)度會(huì)委托給操作系統(tǒng)去處理逐样,所以與具體的操作系統(tǒng)優(yōu)先級(jí) 有關(guān)蜗字,如非特別需要打肝,一般無需設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)。

什么是線程調(diào)度器(Thread Scheduler)和時(shí)間分片(Time Slicing )挪捕?

線程調(diào)度器是一個(gè)操作系統(tǒng)服務(wù)粗梭,它負(fù)責(zé)為 Runnable 狀態(tài)的線程分配 CPU 時(shí)間。 一旦我們創(chuàng)建一個(gè)線程并啟動(dòng)它级零,它的執(zhí)行便依賴于線程調(diào)度器的實(shí)現(xiàn)断医。
同上一個(gè)問題,線程調(diào)度并不受到 Java 虛擬機(jī)控制奏纪,所以由應(yīng)用程序來控制它是 更好的選擇(也就是說不要讓你的程序依賴于線程的優(yōu)先級(jí))鉴嗤。
時(shí)間分片是指將可用的 CPU 時(shí)間分配給可用的 Runnable 線程的過程。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)間序调。

你如何確保 main()方法所在的線程是 Java 程序最后結(jié)束 的線程醉锅?

我們可以使用 Thread 類的 join()方法來確保所有程序創(chuàng)建的線程在 main()方法退 出前結(jié)束。

線程之間是如何通信的炕置?

當(dāng)線程間是可以共享資源時(shí)荣挨,線程間通信是協(xié)調(diào)它們的重要的手段。Object 類中 wait()\notify()\notifyAll()方法可以用于線程間通信關(guān)于資源的鎖的狀態(tài)朴摊。

為什么線程通信的方法 wait(), notify()和 notifyAll()被定 義在 Object 類里默垄?

Java 的每個(gè)對(duì)象中都有一個(gè)鎖(monitor,也可以成為監(jiān)視器) 并且 wait()甚纲,notify() 等方法用于等待對(duì)象的鎖或者通知其他線程對(duì)象的監(jiān)視器可用口锭。在 Java 的線程中 并沒有可供任何對(duì)象使用的鎖和同步器。這就是為什么這些方法是 Object 類的一 部分介杆,這樣 Java 的每一個(gè)類都有用于線程間通信的基本方法鹃操。

為什么 wait(), notify()和 notifyAll ()必須在同步方法或 者同步塊中被調(diào)用?

當(dāng)一個(gè)線程需要調(diào)用對(duì)象的wait()方法的時(shí)候春哨,這個(gè)線程必須擁有該對(duì)象的鎖荆隘,接 著它就會(huì)釋放這個(gè)對(duì)象鎖并進(jìn)入等待狀態(tài)直到其他線程調(diào)用這個(gè)對(duì)象上的 notify() 方法。同樣的赴背,當(dāng)一個(gè)線程需要調(diào)用對(duì)象的 notify()方法時(shí)椰拒,它會(huì)釋放這個(gè)對(duì)象的 鎖,以便其他在等待的線程就可以得到這個(gè)對(duì)象鎖凰荚。由于所有的這些方法都需要 線程持有對(duì)象的鎖燃观,這樣就只能通過同步來實(shí)現(xiàn),所以他們只能在同步方法或者 同步塊中被調(diào)用便瑟。

為什么 Thread 類的 sleep()和 yield ()方法是靜態(tài)的缆毁?

Thread 類的 sleep()和 yield()方法將在當(dāng)前正在執(zhí)行的線程上運(yùn)行。所以在其他 處于等待狀態(tài)的線程上調(diào)用這些方法是沒有意義的到涂。這就是為什么這些方法是靜 態(tài)的脊框。它們可以在當(dāng)前正在執(zhí)行的線程中工作颁督,并避免程序員錯(cuò)誤的認(rèn)為可以在 其他非運(yùn)行線程調(diào)用這些方法。

如何確保線程安全缚陷?

在 Java 中可以有很多方法來保證線程安全——同步适篙,使用原子類(atomic concurrent classes),實(shí)現(xiàn)并發(fā)鎖箫爷,使用 volatile 關(guān)鍵字,使用不變類和線程安 全類聂儒。

同步方法和同步塊虎锚,哪個(gè)是更好的選擇?

同步塊是更好的選擇衩婚,因?yàn)樗粫?huì)鎖住整個(gè)對(duì)象(當(dāng)然你也可以讓它鎖住整個(gè)對(duì) 象)窜护。同步方法會(huì)鎖住整個(gè)對(duì)象,哪怕這個(gè)類中有多個(gè)不相關(guān)聯(lián)的同步塊非春,這通 常會(huì)導(dǎo)致他們停止執(zhí)行并需要等待獲得這個(gè)對(duì)象上的鎖柱徙。
同步塊更要符合開放調(diào)用的原則,只在需要鎖住的代碼塊鎖住相應(yīng)的對(duì)象奇昙,這樣 從側(cè)面來說也可以避免死鎖护侮。

如何創(chuàng)建守護(hù)線程?

使用 Thread 類的 setDaemon(true)方法可以將線程設(shè)置為守護(hù)線程储耐,需要注意 的是羊初,需要在調(diào)用 start()方法前調(diào)用這個(gè)方法,否則會(huì)拋出 IllegalThreadStateException 異常什湘。

什么是 Java Timer 類长赞?如何創(chuàng)建一個(gè)有特定時(shí)間間隔的 任務(wù)?

java.util.Timer 是一個(gè)工具類闽撤,可以用于安排一個(gè)線程在未來的某個(gè)特定時(shí)間執(zhí) 行得哆。Timer 類可以用安排一次性任務(wù)或者周期任務(wù)。
java.util.TimerTask 是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了 Runnable 接口的抽象類哟旗,我們需要去繼承這 個(gè)類來創(chuàng)建我們自己的定時(shí)任務(wù)并使用 Timer 去安排它的執(zhí)行贩据。

volatile 關(guān)鍵字的作用

對(duì)于可見性,Java 提供了 volatile 關(guān)鍵字來保證可見性热幔。
當(dāng)一個(gè)共享變量被 volatile 修飾時(shí)乐设,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)绎巨,它會(huì)去內(nèi)存中讀取新值近尚。
從實(shí)踐角度而言,volatile 的一個(gè)重要作用就是和 CAS 結(jié)合场勤,保證了原子性戈锻,詳 細(xì)的可以參見 java.util.concurrent.atomic 包下的類歼跟,比如 AtomicInteger。

什么是 CAS

CAS 是 compare and swap 的縮寫格遭,即我們所說的比較交換哈街。
CAS 是一種基于鎖的操作,而且是樂觀鎖拒迅。在 java 中鎖分為樂觀鎖和悲觀鎖骚秦。悲 觀鎖是將資源鎖住,等一個(gè)之前獲得鎖的線程釋放鎖之后璧微,下一個(gè)線程才可以訪問作箍。而樂觀鎖采取了一種寬泛的態(tài)度,通過某種方式不加鎖來處理資源前硫,比如通 過給記錄加 version 來獲取數(shù)據(jù)胞得,性能較悲觀鎖有很大的提高。
CAS 操作包含三個(gè)操作數(shù) —— 內(nèi)存位置(V)屹电、預(yù)期原值(A)和新值(B)阶剑。如 果內(nèi)存地址里面的值和 A 的值是一樣的,那么就將內(nèi)存里面的值更新成 B危号。CAS 是通過無限循環(huán)來獲取數(shù)據(jù)的牧愁,若果在第一輪循環(huán)中,a 線程獲取地址里面的值被 b 線程修改了葱色,那么 a 線程需要自旋递宅,到下次循環(huán)才有可能機(jī)會(huì)執(zhí)行。
java.util.concurrent.atomic 包下的類大多是使用 CAS 操作來實(shí)現(xiàn)的 ( AtomicInteger,AtomicBoolean,AtomicLong)苍狰。

CAS 的問題

1办龄、CAS 容易造成 ABA 問題

一個(gè)線程 a 將數(shù)值改成了 b,接著又改成了 a淋昭,此時(shí) CAS 認(rèn)為是沒有變化俐填,其實(shí) 是已經(jīng)變化過了,而這個(gè)問題的解決方案可以使用版本號(hào)標(biāo)識(shí)翔忽,每操作一次 version 加 1英融。在 java5 中,已經(jīng)提供了 AtomicStampedReference 來解決問題歇式。

2驶悟、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)代碼塊的原子性材失。 比如需要保證 3 個(gè)變量共同進(jìn)行原子性的更新痕鳍,就不得不使用 synchronized 了。

3、CAS 造成 CPU 利用率增加

之前說過了 CAS 里面是一個(gè)循環(huán)判斷的過程笼呆,如果線程一直沒有獲取到狀態(tài)熊响,cpu 資源會(huì)一直被占用。

什么是 Future诗赌?

在并發(fā)編程中汗茄,我們經(jīng)常用到非阻塞的模型奥喻,在之前的多線程的三種實(shí)現(xiàn)中冷离,不 管是繼承 thread 類還是實(shí)現(xiàn) runnable 接口瞭空,都無法保證獲取到之前的執(zhí)行結(jié)果旧找。 通過實(shí)現(xiàn) Callback 接口魏颓,并用 Future 可以來接收多線程的執(zhí)行結(jié)果柜候。
Future 表示一個(gè)可能還沒有完成的異步任務(wù)的結(jié)果辅柴,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。

什么是 AQS

AQS 是 AbustactQueuedSynchronizer 的簡(jiǎn)稱,它是一個(gè) Java 提高的底層同步 工具類烹棉,用一個(gè) int 類型的變量表示同步狀態(tài)伏社,并提供了一系列的 CAS 操作來管 理這個(gè)同步狀態(tài)第焰。
AQS 是一個(gè)用來構(gòu)建鎖和同步器的框架湘纵,使用 AQS 能簡(jiǎn)單且高效地構(gòu)造出應(yīng)用廣 泛的大量的同步器铺敌,比如我們提到的 ReentrantLock,Semaphore匾嘱,其他的諸如 ReentrantReadWriteLock斤斧,SynchronousQueue,F(xiàn)utureTask 等等皆是基于 AQS 的霎烙。

AQS 支持兩種同步方式:

1撬讽、獨(dú)占式
2、共享式
這樣方便使用者實(shí)現(xiàn)不同類型的同步組件悬垃,獨(dú)占式如 ReentrantLock锐秦,共享式如 Semaphore,CountDownLatch盗忱,組合式的如 ReentrantReadWriteLock⊙蛘裕總之趟佃, AQS 為使用提供了底層支撐,如何組裝實(shí)現(xiàn)昧捷,使用者可以自由發(fā)揮闲昭。

ReadWriteLock 是什么

首先明確一下,不是說 ReentrantLock 不好靡挥,只是 ReentrantLock 某些時(shí)候有局 限序矩。如果使用 ReentrantLock,可能本身是為了防止線程 A 在寫數(shù)據(jù)跋破、線程 B 在 讀數(shù)據(jù)造成的數(shù)據(jù)不一致簸淀,但這樣,如果線程 C 在讀數(shù)據(jù)毒返、線程 D 也在讀數(shù)據(jù)租幕, 讀數(shù)據(jù)是不會(huì)改變數(shù)據(jù)的,沒有必要加鎖拧簸,但是還是加鎖了劲绪,降低了程序的性能。 因?yàn)檫@個(gè),才誕生了讀寫鎖 ReadWriteLock贾富。ReadWriteLock 是一個(gè)讀寫鎖接口歉眷, ReentrantReadWriteLock 是 ReadWriteLock 接口的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了讀寫的分離颤枪,讀鎖是共享的汗捡,寫鎖是獨(dú)占的,讀和讀之間不會(huì)互斥汇鞭,讀和寫凉唐、寫和讀、 寫和寫之間才會(huì)互斥霍骄,提升了讀寫的性能台囱。

FutureTask 是什么

這個(gè)其實(shí)前面有提到過,F(xiàn)utureTask 表示一個(gè)異步運(yùn)算的任務(wù)读整。FutureTask 里面 可以傳入一個(gè) Callable 的具體實(shí)現(xiàn)類簿训,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)完成米间、取消任務(wù)等操作强品。當(dāng)然,由于 FutureTask 也是 Runnable 接口的實(shí)現(xiàn)類屈糊,所以 FutureTask 也可以放入線程池中的榛。

synchronized 和 ReentrantLock 的區(qū)別

synchronized 是和 if、else逻锐、for伸辟、while 一樣的關(guān)鍵字败砂,ReentrantLock 是類纲岭, 這是二者的本質(zhì)區(qū)別潭辈。既然 ReentrantLock 是類,那么它就提供了比 synchronized 更多更靈活的特性盏档,可以被繼承凶掰、可以有方法、可以有各種各樣的 類變量蜈亩,ReentrantLock 比 synchronized 的擴(kuò)展性體現(xiàn)在幾點(diǎn)上
synchronized 的擴(kuò)展性體現(xiàn)在幾點(diǎn)上:
1懦窘、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勺拣、ReentrantLock 可以獲取各種鎖的信息
3奶赠、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)也是不一樣的药有。ReentrantLock 底層調(diào)用的是 Unsafe 的 park 方法加鎖毅戈,synchronized 操作的應(yīng)該是對(duì)象頭中 mark word苹丸,這點(diǎn)我不能 確定

什么是樂觀鎖和悲觀鎖

1、樂觀鎖:

就像它的名字一樣苇经,對(duì)于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線程安全問題持樂觀狀態(tài)赘理, 樂觀鎖認(rèn)為競(jìng)爭(zhēng)不總是會(huì)發(fā)生,因此它不需要持有鎖扇单,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)存中的變量商模,如果失敗則表示發(fā)生沖突,那么就應(yīng) 該有相應(yīng)的重試邏輯蜘澜。

2施流、悲觀鎖:

還是像它的名字一樣,對(duì)于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線程安全問題持悲觀狀 態(tài)鄙信,悲觀鎖認(rèn)為競(jìng)爭(zhēng)總是會(huì)發(fā)生瞪醋,因此每次對(duì)某資源進(jìn)行操作時(shí),都會(huì)持有一個(gè) 獨(dú)占的鎖装诡,就像 synchronized银受,不管三七二十一,直接上了鎖就操作資源了鸦采。

線程 B 怎么知道線程 A 修改了變量

  • 1宾巍、volatile 修飾變量
  • 2、synchronized 修飾修改變量的方法
  • 3渔伯、wait/notify
  • 4顶霞、while 輪詢

synchronized、volatile锣吼、CAS 比較

  • 1确丢、synchronized 是悲觀鎖,屬于搶占式吐限,會(huì)引起其他線程阻塞。
  • 2褂始、volatile 提供多線程共享變量可見性和禁止指令重排序優(yōu)化诸典。
  • 3、CAS 是基于沖突檢測(cè)的樂觀鎖(非阻塞)

sleep 方法和 wait 方法有什么區(qū)別?

這個(gè)問題常問崎苗,sleep 方法和 wait 方法都可以用來放棄 CPU 一定的時(shí)間狐粱,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)視器胆数, wait 方法會(huì)放棄這個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器

ThreadLocal 是什么肌蜻?有什么用?

ThreadLocal 是一個(gè)本地線程副本變量工具類必尼。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)映射蒋搜,各個(gè)線程之間的變量互不干擾篡撵,在高并發(fā)場(chǎng)景下,可 以實(shí)現(xiàn)無狀態(tài)的調(diào)用豆挽,特別適用于各個(gè)線程依賴不通的變量值完成操作的場(chǎng)景育谬。 簡(jiǎn)單說 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)以開地址法實(shí)現(xiàn)的 ThreadLocal.ThreadLocalMap帮哈,把數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離膛檀,數(shù)據(jù) 不共享,自然就沒有線程安全方面的問題了娘侍。

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)制的咖刃,wait()方法和 notify()/notifyAll()方法在調(diào)用前都必須先獲得對(duì) 象的鎖

多線程同步有哪幾種方法?

  • Synchronized 關(guān)鍵字
  • Lock 鎖實(shí)現(xiàn)
  • 分布式鎖等

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)行憾筏,但是嚎杨,如果發(fā)生以下情況,就會(huì)終止線 程的運(yùn)行:

  • 1踩叭、線程體中調(diào)用了 yield 方法讓出了對(duì) cpu 的占用權(quán)利
  • 2磕潮、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容贝、另外一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)線程出現(xiàn)
  • 5自脯、在支持時(shí)間片的系統(tǒng)中,該線程的時(shí)間片用完

ConcurrentHashMap 的并發(fā)度是什么

ConcurrentHashMap 的并發(fā)度就是 segment 的大小斤富,默認(rèn)為 16膏潮,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)满力,任何情況下焕参,Hashtable 能同 時(shí)有兩條線程獲取 Hashtable 中的數(shù)據(jù)嗎?

Linux 環(huán)境下如何查找哪個(gè)線程使用 CPU 最長(zhǎng)

1油额、獲取項(xiàng)目的 pid叠纷,jps 或者 ps -ef | grep java,這個(gè)前面有講過
2潦嘶、top -H -p pid涩嚣,順序不能改變

Java 死鎖以及如何避免?

Java 中的死鎖是一種編程情況掂僵,其中兩個(gè)或多個(gè)線程被永久阻塞航厚,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)锰蓬。

死鎖的原因

1幔睬、是多個(gè)線程涉及到多個(gè)鎖,這些鎖存在著交叉芹扭,所以可能會(huì)導(dǎo)致了一個(gè)鎖依賴 的閉環(huán)麻顶。

例如:線程在獲得了鎖 A 并且沒有釋放的情況下去申請(qǐng)鎖 B赦抖,這時(shí),另一個(gè)線程 已經(jīng)獲得了鎖 B澈蚌,在釋放鎖 B 之前又要先獲得鎖 A摹芙,因此閉環(huán)發(fā)生,陷入死鎖循環(huán)宛瞄。

2浮禾、默認(rèn)的鎖申請(qǐng)操作是阻塞的。

所以要避免死鎖份汗,就要在一遇到多個(gè)對(duì)象鎖交叉的情況盈电,就要仔細(xì)審查這幾個(gè)對(duì) 象的類中的所有方法,是否存在著導(dǎo)致鎖依賴的環(huán)路的可能性杯活〈抑悖總之是盡量避免 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。

怎么喚醒一個(gè)阻塞的線程

如果線程是因?yàn)檎{(diào)用了 wait()旁钧、sleep()或者 join()方法而導(dǎo)致的阻塞吸重,可以中斷線 程,并且通過拋出 InterruptedException 來喚醒它歪今;如果線程遇到了 IO 阻塞嚎幸, 無能為力,因?yàn)?IO 是操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的寄猩,Java 代碼并沒有辦法直接接觸到操作系統(tǒng)嫉晶。

不可變對(duì)象對(duì)多線程有什么幫助

前面有提到過的一個(gè)問題,不可變對(duì)象保證了對(duì)象的內(nèi)存可見性田篇,對(duì)不可變對(duì)象 的讀取不需要進(jìn)行額外的同步手段替废,提升了代碼執(zhí)行效率。

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)的線程的過程泊柬。

如果你提交任務(wù)時(shí)椎镣,線程池隊(duì)列已滿,這時(shí)會(huì)發(fā)生什么

這里區(qū)分一下:

  • 1兽赁、如果使用的是無界隊(duì)列 LinkedBlockingQueue衣陶,也就是無界隊(duì)列的話,沒關(guān) 系闸氮,繼續(xù)添加任務(wù)到阻塞隊(duì)列中等待執(zhí)行,因?yàn)?LinkedBlockingQueue 可以近乎 認(rèn)為是一個(gè)無窮大的隊(duì)列教沾,可以無限存放任務(wù)
  • 2蒲跨、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 中授翻,ArrayBlockingQueue 滿了或悲,會(huì)根據(jù) maximumPoolSize 的值增加線程數(shù)量孙咪,如果增加了線程數(shù)量還是處理不過來, ArrayBlockingQueue 繼續(xù)滿巡语,那么則會(huì)使用拒絕策略 RejectedExecutionHandler 處理滿了的任務(wù)翎蹈,默認(rèn)是 AbortPolicy

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 之后男公,操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)線程優(yōu)先級(jí)荤堪、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。

什么是線程調(diào)度器(Thread Scheduler)和時(shí)間分片(Time Slicing)枢赔?

線程調(diào)度器是一個(gè)操作系統(tǒng)服務(wù)澄阳,它負(fù)責(zé)為 Runnable 狀態(tài)的線程分配 CPU 時(shí)間。 一旦我們創(chuàng)建一個(gè)線程并啟動(dòng)它踏拜,它的執(zhí)行便依賴于線程調(diào)度器的實(shí)現(xiàn)碎赢。時(shí)間分 片是指將可用的 CPU 時(shí)間分配給可用的 Runnable 線程的過程。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)間速梗。線程調(diào)度并不受到 Java 虛擬機(jī)控制肮塞,所 以由應(yīng)用程序來控制它是更好的選擇(也就是說不要讓你的程序依賴于線程的優(yōu) 先級(jí))。

什么是自旋

很多 synchronized 里面的代碼只是一些很簡(jiǎn)單的代碼姻锁,執(zhí)行時(shí)間非痴碚裕快,此時(shí)等 待的線程都加鎖可能是一種不太值得的操作屋摔,因?yàn)榫€程阻塞涉及到用戶態(tài)和內(nèi)核 態(tài)切換的問題烁设。既然 synchronized 里面的代碼執(zhí)行得非常快钓试,不妨讓等待鎖的線程不要被阻塞装黑,而是在 synchronized 的邊界做忙循環(huán),這就是自旋弓熏。如果做了多 次忙循環(huán)發(fā)現(xiàn)還沒有獲得鎖恋谭,再阻塞,這樣可能是一種更好的策略挽鞠。

Java Concurrency API 中的 Lock 接口(Lock interface) 是什么疚颊?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)展性的鎖操作信认。他們?cè)试S更靈活的結(jié) 構(gòu)材义,可以具有完全不同的性質(zhì),并且可以支持多個(gè)相關(guān)類的條件對(duì)象嫁赏。

它的優(yōu)勢(shì)有:
  • 1其掂、可以使鎖更公平
  • 2、可以使線程在等待鎖的時(shí)候響應(yīng)中斷
  • 3潦蝇、可以讓線程嘗試獲取鎖款熬,并在無法獲取鎖的時(shí)候立即返回或者等待一段時(shí)間
  • 4深寥、可以在不同的范圍,以不同的順序獲取和釋放鎖

單例模式的線程安全性

老生常談的問題了贤牛,首先要說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)建一次出來惋鹅。單例模式有很多種的寫法,

我總結(jié)一下:
  • 1殉簸、餓漢式單例模式的寫法:線程安全
  • 2闰集、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

Semaphore 有什么作用

Semaphore 就是一個(gè)信號(hào)量喂链,它的作用是限制某段代碼塊的并發(fā)數(shù)返十。Semaphore 有一個(gè)構(gòu)造函數(shù),可以傳入一個(gè) int 型整數(shù) n椭微,表示某段代碼最多只有 n 個(gè)線程可 以訪問洞坑,如果超出了 n,那么請(qǐng)等待蝇率,等到某個(gè)線程執(zhí)行完畢這段代碼塊迟杂,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本慕, 相當(dāng)于變成了一個(gè) synchronized 了排拷。

Executors 類是什么?

Executors 為 Executor锅尘,ExecutorService监氢,ScheduledExecutorService, ThreadFactory 和 Callable 類提供了一些工具方法藤违。 Executors 可以用于方便的創(chuàng)建線程池

線程類的構(gòu)造方法浪腐、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題。請(qǐng)記锥倨埂:線程類的構(gòu)造方法议街、靜態(tài)塊是被 new 這個(gè)線程類所在的線程所調(diào)用的,而 run 方法里面的代碼才是被線程自身所調(diào)用 的璧榄。
如果說上面的說法讓你感到困惑特漩,那么我舉個(gè)例子,假設(shè) Thread2 中 new 了 Thread1骨杂,main 函數(shù)中 new 了 Thread2涂身,那么:

  • 1、Thread2 的構(gòu)造方法搓蚪、靜態(tài)塊是 main 線程調(diào)用的蛤售,Thread2 的 run()方法是 Thread2 自己調(diào)用的
  • 2、Thread1 的構(gòu)造方法、靜態(tài)塊是 Thread2 調(diào)用的悍抑,Thread1 的 run()方法是 Thread1 自己調(diào)用的

同步方法和同步塊,哪個(gè)是更好的選擇?

同步塊杜耙,這意味著同步塊之外的代碼是異步執(zhí)行的搜骡,這比同步整個(gè)方法更提升代 碼的效率。請(qǐng)知道一條原則:同步的范圍越小越好佑女。

Java 線程數(shù)過多會(huì)造成什么異常记靡?

1、線程的生命周期開銷非常高
2团驱、消耗過多的 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)量摸吠,那么有線程將會(huì)被閑置。大量空 閑的線程會(huì)占用許多內(nèi)存嚎花,給垃圾回收器帶來壓力寸痢,而且大量的線程在競(jìng)爭(zhēng) CPU 資源時(shí)還將產(chǎn)生其他性能的開銷。

3紊选、降低穩(wěn)定性

JVM 在可創(chuàng)建線程的數(shù)量上存在一個(gè)限制啼止,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)因素制約兵罢,包括 JVM 的啟動(dòng)參數(shù)献烦、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)線程的限制等卖词。如果破壞了這些限制巩那,那么可能拋出 OutOfMemoryError 異常。

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