Java是一種可以撰寫(xiě)跨平臺(tái)應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。Java 技術(shù)具有卓越的通用性倍踪、高效性系宫、平臺(tái)移植性和安全性,廣泛應(yīng)用于PC建车、數(shù)據(jù)中心扩借、游戲控制臺(tái)、科學(xué)超級(jí)計(jì)算機(jī)缤至、移動(dòng)電話(huà)和互聯(lián)網(wǎng)往枷,同時(shí)擁有全球最大的開(kāi)發(fā)者專(zhuān)業(yè)社群。
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前言
這篇文章主要是對(duì)多線(xiàn)程的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)的,因此羅列了40個(gè)多線(xiàn)程的問(wèn)題错洁。
這些多線(xiàn)程的問(wèn)題秉宿,有些來(lái)源于各大網(wǎng)站、有些來(lái)源于自己的思考屯碴∶枘溃可能有些問(wèn)題網(wǎng)上有、可能有些問(wèn)題對(duì)應(yīng)的答案也有导而、也可能有些各位網(wǎng)友也都看過(guò)忱叭,但是本文寫(xiě)作的重心就是所有的問(wèn)題都會(huì)按照自己的理解回答一遍,不會(huì)去看網(wǎng)上的答案今艺,因此可能有些問(wèn)題講的不對(duì)韵丑,能指正的希望大家不吝指教。
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40個(gè)問(wèn)題匯總
1碗短、多線(xiàn)程有什么用?
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(xiàn)程就好了题涨,還管它有什么用偎谁?在我看來(lái),這個(gè)回答更扯淡纲堵。所謂”知其然知其所以然”巡雨,”會(huì)用”只是”知其然”,”為什么用”才是”知其所以然”婉支,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。OK澜建,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)步向挖,現(xiàn)在的筆記本、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炕舵,4核何之、8核甚至16核的也都不少見(jiàn),如果是單線(xiàn)程的程序咽筋,那么在雙核CPU上就浪費(fèi)了50%溶推,在4核CPU上就浪費(fèi)了75%。單核CPU上所謂的”多線(xiàn)程”那是假的多線(xiàn)程,同一時(shí)間處理器只會(huì)處理一段邏輯虱痕,只不過(guò)線(xiàn)程之間切換得比較快辐赞,看著像多個(gè)線(xiàn)程”同時(shí)”運(yùn)行罷了。多核CPU上的多線(xiàn)程才是真正的多線(xiàn)程响委,它能讓你的多段邏輯同時(shí)工作,多線(xiàn)程夹囚,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的目的邀窃。
(2)防止阻塞
從程序運(yùn)行效率的角度來(lái)看,單核CPU不但不會(huì)發(fā)揮出多線(xiàn)程的優(yōu)勢(shì)敲茄,反而會(huì)因?yàn)樵趩魏薈PU上運(yùn)行多線(xiàn)程導(dǎo)致線(xiàn)程上下文的切換山析,而降低程序整體的效率笋轨。但是單核CPU我們還是要應(yīng)用多線(xiàn)程爵政,就是為了防止阻塞钾挟。試想,如果單核CPU使用單線(xiàn)程徽千,那么只要這個(gè)線(xiàn)程阻塞了双抽,比方說(shuō)遠(yuǎn)程讀取某個(gè)數(shù)據(jù)吧牍汹,對(duì)端遲遲未返回又沒(méi)有設(shè)置超時(shí)時(shí)間慎菲,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)行了钧嘶。多線(xiàn)程可以防止這個(gè)問(wèn)題有决,多條線(xiàn)程同時(shí)運(yùn)行书幕,哪怕一條線(xiàn)程的代碼執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)阻塞台汇,也不會(huì)影響其它任務(wù)的執(zhí)行苟呐。
(3)便于建模
這是另外一個(gè)沒(méi)有這么明顯的優(yōu)點(diǎn)了牵素。假設(shè)有一個(gè)大的任務(wù)A笆呆,單線(xiàn)程編程,那么就要考慮很多俄精,建立整個(gè)程序模型比較麻煩竖慧。但是如果把這個(gè)大的任務(wù)A分解成幾個(gè)小任務(wù)圾旨,任務(wù)B碳胳、任務(wù)C挨约、任務(wù)D诫惭,分別建立程序模型夕土,并通過(guò)多線(xiàn)程分別運(yùn)行這幾個(gè)任務(wù)怨绣,那就簡(jiǎn)單很多了篮撑。
2赢笨、創(chuàng)建線(xiàn)程的方式
比較常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題了茧妒,一般就是兩種:
(1)繼承Thread類(lèi)
(2)實(shí)現(xiàn)Runnable接口
至于哪個(gè)好桐筏,不用說(shuō)肯定是后者好九昧,因?yàn)閷?shí)現(xiàn)接口的方式比繼承類(lèi)的方式更靈活铸鹰,也能減少程序之間的耦合度蹋笼,面向接口編程也是設(shè)計(jì)模式6大原則的核心剖毯。如果你想學(xué)習(xí)Java可以來(lái)這個(gè)群逊谋,首先是一二六胶滋,中間是五三四究恤,最后是五一九部宿,里面有大量的學(xué)習(xí)資料可以下載理张。
3雾叭、start()方法和run()方法的區(qū)別
只有調(diào)用了start()方法拷况,才會(huì)表現(xiàn)出多線(xiàn)程的特性赚瘦,不同線(xiàn)程的run()方法里面的代碼交替執(zhí)行起意。如果只是調(diào)用run()方法揽咕,那么代碼還是同步執(zhí)行的亲善,必須等待一個(gè)線(xiàn)程的run()方法里面的代碼全部執(zhí)行完畢之后蛹头,另外一個(gè)線(xiàn)程才可以執(zhí)行其run()方法里面的代碼屠尊。
4讼昆、Runnable接口和Callable接口的區(qū)別
有點(diǎn)深的問(wèn)題了浸赫,也看出一個(gè)Java程序員學(xué)習(xí)知識(shí)的廣度掺炭。
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()方法中的代碼而已者冤;Callable接口中的call()方法是有返回值的涉枫,是一個(gè)泛型愿汰,和Future衬廷、FutureTask配合可以用來(lái)獲取異步執(zhí)行的結(jié)果。
這其實(shí)是很有用的一個(gè)特性跌宛,因?yàn)槎嗑€(xiàn)程相比單線(xiàn)程更難疆拘、更復(fù)雜的一個(gè)重要原因就是因?yàn)槎嗑€(xiàn)程充滿(mǎn)著未知性入问,某條線(xiàn)程是否執(zhí)行了芬失?某條線(xiàn)程執(zhí)行了多久棱烂?某條線(xiàn)程執(zhí)行的時(shí)候我們期望的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)賦值完畢颊糜?無(wú)法得知业筏,我們能做的只是等待這條多線(xiàn)程的任務(wù)執(zhí)行完畢而已蒜胖。而Callable+Future/FutureTask卻可以獲取多線(xiàn)程運(yùn)行的結(jié)果台谢,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(xiàn)程的任務(wù)朋沮,真的是非常有用樊拓。
5、CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別
兩個(gè)看上去有點(diǎn)像的類(lèi)叁丧,都在java.util.concurrent下拥娄,都可以用來(lái)表示代碼運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)上摊欠,二者的區(qū)別在于:
(1)CyclicBarrier的某個(gè)線(xiàn)程運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)上之后,該線(xiàn)程即停止運(yùn)行躺屁,直到所有的線(xiàn)程都到達(dá)了這個(gè)點(diǎn)余耽,所有線(xiàn)程才重新運(yùn)行杀餐;CountDownLatch則不是,某線(xiàn)程運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)上之后,只是給某個(gè)數(shù)值-1而已枯怖,該線(xiàn)程繼續(xù)運(yùn)行
(2)CyclicBarrier只能喚起一個(gè)任務(wù)蚂斤,CountDownLatch可以喚起多個(gè)任務(wù)
(3)CyclicBarrier可重用,CountDownLatch不可重用审孽,計(jì)數(shù)值為0該CountDownLatch就不可再用了
6漓滔、Volatile關(guān)鍵字的作用
一個(gè)非常重要的問(wèn)題石蔗,是每個(gè)學(xué)習(xí)耘纱、應(yīng)用多線(xiàn)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)存模型慌闭,這里就不講Java內(nèi)存模型了飒赃,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(xiàn)程主要圍繞可見(jiàn)性和原子性?xún)蓚€(gè)特性而展開(kāi),使用volatile關(guān)鍵字修飾的變量甩鳄,保證了其在多線(xiàn)程之間的可見(jiàn)性娩贷,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(jí)語(yǔ)言—-Java程序這么簡(jiǎn)單储笑,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–>和硬件電路交互突倍,現(xiàn)實(shí)中,為了獲取更好的性能JVM可能會(huì)對(duì)指令進(jìn)行重排序秕磷,多線(xiàn)程下可能會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的問(wèn)題澎嚣。使用volatile則會(huì)對(duì)禁止語(yǔ)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(shí)踐角度而言晤郑,volatile的一個(gè)重要作用就是和CAS結(jié)合,保證了原子性匹舞,詳細(xì)的可以參見(jiàn)java.util.concurrent.atomic包下的類(lèi)赐稽,比如AtomicInteger晰绎。
7荞下、什么是線(xiàn)程安全
又是一個(gè)理論的問(wèn)題,各式各樣的答案有很多抽诉,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(xiàn)程下執(zhí)行和在單線(xiàn)程下執(zhí)行永遠(yuǎn)都能獲得一樣的結(jié)果迹淌,那么你的代碼就是線(xiàn)程安全的。
這個(gè)問(wèn)題有值得一提的地方纹份,就是線(xiàn)程安全也是有幾個(gè)級(jí)別的:
(1)不可變
像String削咆、Integer拨齐、Long這些厦滤,都是final類(lèi)型的類(lèi)掏导,任何一個(gè)線(xiàn)程都改變不了它們的值添瓷,要改變除非新創(chuàng)建一個(gè)鳞贷,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(xiàn)程環(huán)境下使用
(2)絕對(duì)線(xiàn)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咱筛。要做到這一點(diǎn)通常需要付出許多額外的代價(jià),Java中標(biāo)注自己是線(xiàn)程安全的類(lèi)沙热,實(shí)際上絕大多數(shù)都不是線(xiàn)程安全的篙贸,不過(guò)絕對(duì)線(xiàn)程安全的類(lèi),Java中也有枫疆,比方說(shuō)CopyOnWriteArrayList爵川、CopyOnWriteArraySet
(3)相對(duì)線(xiàn)程安全
相對(duì)線(xiàn)程安全也就是我們通常意義上所說(shuō)的線(xiàn)程安全,像Vector這種息楔,add寝贡、remove方法都是原子操作,不會(huì)被打斷圃泡,但也僅限于此,如果有個(gè)線(xiàn)程在遍歷某個(gè)Vector愿险、有個(gè)線(xiàn)程同時(shí)在add這個(gè)Vector颇蜡,99%的情況下都會(huì)出現(xiàn)ConcurrentModificationException,也就是fail-fast機(jī)制辆亏。
(4)線(xiàn)程非安全
這個(gè)就沒(méi)什么好說(shuō)的了风秤,ArrayList、LinkedList扮叨、HashMap等都是線(xiàn)程非安全的類(lèi)
8缤弦、Java中如何獲取到線(xiàn)程dump文件
死循環(huán)、死鎖彻磁、阻塞碍沐、頁(yè)面打開(kāi)慢等問(wèn)題惦费,打線(xiàn)程dump是最好的解決問(wèn)題的途徑。所謂線(xiàn)程dump也就是線(xiàn)程堆棧抢韭,獲取到線(xiàn)程堆棧有兩步:
(1)獲取到線(xiàn)程的pid薪贫,可以通過(guò)使用jps命令,在Linux環(huán)境下還可以使用ps -ef | grep java
(2)打印線(xiàn)程堆棧刻恭,可以通過(guò)使用jstack pid命令瞧省,在Linux環(huán)境下還可以使用kill -3 pid
另外提一點(diǎn),Thread類(lèi)提供了一個(gè)getStackTrace()方法也可以用于獲取線(xiàn)程堆棧鳍贾。這是一個(gè)實(shí)例方法鞍匾,因此此方法是和具體線(xiàn)程實(shí)例綁定的,每次獲取獲取到的是具體某個(gè)線(xiàn)程當(dāng)前運(yùn)行的堆棧骑科,
9橡淑、一個(gè)線(xiàn)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(huà),這個(gè)線(xiàn)程就停止執(zhí)行了咆爽。另外重要的一點(diǎn)是:如果這個(gè)線(xiàn)程持有某個(gè)某個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器梁棠,那么這個(gè)對(duì)象監(jiān)視器會(huì)被立即釋放
10、如何在兩個(gè)線(xiàn)程之間共享數(shù)據(jù)
通過(guò)在線(xiàn)程之間共享對(duì)象就可以了斗埂,然后通過(guò)wait/notify/notifyAll符糊、await/signal/signalAll進(jìn)行喚起和等待,比方說(shuō)阻塞隊(duì)列BlockingQueue就是為線(xiàn)程之間共享數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的
11呛凶、sleep方法和wait方法有什么區(qū)別
這個(gè)問(wèn)題常問(wèn)男娄,sleep方法和wait方法都可以用來(lái)放棄CPU一定的時(shí)間,不同點(diǎn)在于如果線(xiàn)程持有某個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器漾稀,sleep方法不會(huì)放棄這個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器模闲,wait方法會(huì)放棄這個(gè)對(duì)象的監(jiān)視器
12、生產(chǎn)者消費(fèi)者模型的作用是什么
這個(gè)問(wèn)題很理論崭捍,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)行效率尸折,這是生產(chǎn)者消費(fèi)者模型最重要的作用
(2)解耦,這是生產(chǎn)者消費(fèi)者模型附帶的作用缕贡,解耦意味著生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間的聯(lián)系少翁授,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拣播、ThreadLocal有什么用
簡(jiǎn)單說(shuō)ThreadLocal就是一種以空間換時(shí)間的做法晾咪,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,把數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離贮配,數(shù)據(jù)不共享谍倦,自然就沒(méi)有線(xiàn)程安全方面的問(wèn)題了
14、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)制的泪勒,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昼蛀、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)視器宴猾,notify()/notifyAll()方法則會(huì)等待線(xiàn)程剩余代碼執(zhí)行完畢才會(huì)放棄對(duì)象監(jiān)視器。
16叼旋、為什么要使用線(xiàn)程池
避免頻繁地創(chuàng)建和銷(xiāo)毀線(xiàn)程仇哆,達(dá)到線(xiàn)程對(duì)象的重用。另外夫植,使用線(xiàn)程池還可以根據(jù)項(xiàng)目靈活地控制并發(fā)的數(shù)目讹剔。
17、怎么檢測(cè)一個(gè)線(xiàn)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(xiàn)程面試題才知道有方法可以判斷某個(gè)線(xiàn)程是否持有對(duì)象監(jiān)視器:Thread類(lèi)提供了一個(gè)holdsLock(Object obj)方法详民,當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)象obj的監(jiān)視器被某條線(xiàn)程持有的時(shí)候才會(huì)返回true延欠,注意這是一個(gè)static方法,這意味著“某條線(xiàn)程”指的是當(dāng)前線(xiàn)程沈跨。
18由捎、synchronized和ReentrantLock的區(qū)別
synchronized是和if、else饿凛、for狞玛、while一樣的關(guān)鍵字,ReentrantLock是類(lèi)涧窒,這是二者的本質(zhì)區(qū)別为居。既然ReentrantLock是類(lèi),那么它就提供了比synchronized更多更靈活的特性杀狡,可以被繼承蒙畴、可以有方法、可以有各種各樣的類(lèi)變量呜象,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)置膳凝,這樣就避免了死鎖
(2)ReentrantLock可以獲取各種鎖的信息
(3)ReentrantLock可以靈活地實(shí)現(xiàn)多路通知
另外,二者的鎖機(jī)制其實(shí)也是不一樣的恭陡。ReentrantLock底層調(diào)用的是Unsafe的park方法加鎖蹬音,synchronized操作的應(yīng)該是對(duì)象頭中mark word,這點(diǎn)我不能確定休玩。
19著淆、ConcurrentHashMap的并發(fā)度是什么
ConcurrentHashMap的并發(fā)度就是segment的大小,默認(rèn)為16拴疤,這意味著最多同時(shí)可以有16條線(xiàn)程操作ConcurrentHashMap永部,這也是ConcurrentHashMap對(duì)Hashtable的最大優(yōu)勢(shì),任何情況下呐矾,Hashtable能同時(shí)有兩條線(xiàn)程獲取Hashtable中的數(shù)據(jù)嗎苔埋?
小編推薦一個(gè)學(xué)Java的學(xué)習(xí)裙【 六五零,五五四蜒犯,六零七 】组橄,無(wú)論你是大牛還是小白荞膘,是想轉(zhuǎn)行還是想入行都可以來(lái)了解一起進(jìn)步一起學(xué)習(xí)!裙內(nèi)有開(kāi)發(fā)工具玉工,很多干貨和技術(shù)資料分享羽资!
20、ReadWriteLock是什么
首先明確一下遵班,不是說(shuō)ReentrantLock不好削罩,只是ReentrantLock某些時(shí)候有局限。如果使用ReentrantLock费奸,可能本身是為了防止線(xiàn)程A在寫(xiě)數(shù)據(jù)弥激、線(xiàn)程B在讀數(shù)據(jù)造成的數(shù)據(jù)不一致,但這樣愿阐,如果線(xiàn)程C在讀數(shù)據(jù)微服、線(xiàn)程D也在讀數(shù)據(jù),讀數(shù)據(jù)是不會(huì)改變數(shù)據(jù)的缨历,沒(méi)有必要加鎖以蕴,但是還是加鎖了,降低了程序的性能辛孵。
因?yàn)檫@個(gè)丛肮,才誕生了讀寫(xiě)鎖ReadWriteLock。ReadWriteLock是一個(gè)讀寫(xiě)鎖接口魄缚,ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)宝与,實(shí)現(xiàn)了讀寫(xiě)的分離,讀鎖是共享的冶匹,寫(xiě)鎖是獨(dú)占的习劫,讀和讀之間不會(huì)互斥,讀和寫(xiě)嚼隘、寫(xiě)和讀诽里、寫(xiě)和寫(xiě)之間才會(huì)互斥,提升了讀寫(xiě)的性能飞蛹。
21谤狡、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)卧檐。FutureTask里面可以傳入一個(gè)Callable的具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)雇逞,可以對(duì)這個(gè)異步運(yùn)算的任務(wù)的結(jié)果進(jìn)行等待獲取损谦、判斷是否已經(jīng)完成伟件、取消任務(wù)等操作援奢。當(dāng)然呜袁,由于FutureTask也是Runnable接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi),所以FutureTask也可以放入線(xiàn)程池中镰惦。
22垒在、Linux環(huán)境下如何查找哪個(gè)線(xiàn)程使用CPU最長(zhǎng)
這是一個(gè)比較偏實(shí)踐的問(wèn)題,這種問(wèn)題我覺(jué)得挺有意義的暖呕⌒弊觯可以這么做:
(1)獲取項(xiàng)目的pid,jps或者ps -ef | grep java湾揽,這個(gè)前面有講過(guò)
(2)top -H -p pid瓤逼,順序不能改變
這樣就可以打印出當(dāng)前的項(xiàng)目,每條線(xiàn)程占用CPU時(shí)間的百分比库物。注意這里打出的是LWP霸旗,也就是操作系統(tǒng)原生線(xiàn)程的線(xiàn)程號(hào),我筆記本山?jīng)]有部署Linux環(huán)境下的Java工程戚揭,因此沒(méi)有辦法截圖演示诱告,網(wǎng)友朋友們?nèi)绻臼鞘褂肔inux環(huán)境部署項(xiàng)目的話(huà),可以嘗試一下民晒。
使用”top -H -p pid”+”jps pid”可以很容易地找到某條占用CPU高的線(xiàn)程的線(xiàn)程堆棧精居,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)潜必。
最后提一點(diǎn)靴姿,”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(xiàn)程號(hào)是十六進(jìn)制的磁滚,轉(zhuǎn)換一下佛吓,就能定位到占用CPU高的線(xiàn)程的當(dāng)前線(xiàn)程堆棧了。
23垂攘、Java編程寫(xiě)一個(gè)會(huì)導(dǎo)致死鎖的程序
第一次看到這個(gè)題目辈毯,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(xiàn)程A和線(xiàn)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)下去搜贤。當(dāng)然也僅限于此了谆沃,問(wèn)一下怎么寫(xiě)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仪芒,懂一個(gè)理論就完事兒了唁影,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掂名,這個(gè)問(wèn)題其實(shí)不難据沈,幾個(gè)步驟:
(1)兩個(gè)線(xiàn)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饺蔑;
(2)線(xiàn)程1的run()方法中同步代碼塊先獲取lock1的對(duì)象鎖锌介,Thread.sleep(xxx),時(shí)間不需要太多,50毫秒差不多了孔祸,然后接著獲取lock2的對(duì)象鎖隆敢。這么做主要是為了防止線(xiàn)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(xiàn)程2的run)(方法中同步代碼塊先獲取lock2的對(duì)象鎖,接著獲取lock1的對(duì)象鎖崔慧,當(dāng)然這時(shí)lock1的對(duì)象鎖已經(jīng)被線(xiàn)程1鎖持有拂蝎,線(xiàn)程2肯定是要等待線(xiàn)程1釋放lock1的對(duì)象鎖的
這樣,線(xiàn)程1″睡覺(jué)”睡完惶室,線(xiàn)程2已經(jīng)獲取了lock2的對(duì)象鎖了温自,線(xiàn)程1此時(shí)嘗試獲取lock2的對(duì)象鎖,便被阻塞皇钞,此時(shí)一個(gè)死鎖就形成了悼泌。代碼就不寫(xiě)了,占的篇幅有點(diǎn)多夹界,Java多線(xiàn)程7:死鎖這篇文章里面有馆里,就是上面步驟的代碼實(shí)現(xiàn)。
24掉盅、怎么喚醒一個(gè)阻塞的線(xiàn)程
如果線(xiàn)程是因?yàn)檎{(diào)用了wait()也拜、sleep()或者join()方法而導(dǎo)致的阻塞,可以中斷線(xiàn)程趾痘,并且通過(guò)拋出InterruptedException來(lái)喚醒它慢哈;如果線(xiàn)程遇到了IO阻塞,無(wú)能為力永票,因?yàn)镮O是操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的卵贱,Java代碼并沒(méi)有辦法直接接觸到操作系統(tǒng)。
25侣集、不可變對(duì)象對(duì)多線(xiàn)程有什么幫助
前面有提到過(guò)的一個(gè)問(wèn)題键俱,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)行額外的同步手段世分,提升了代碼執(zhí)行效率编振。
26、什么是多線(xiàn)程的上下文切換
多線(xiàn)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(xiàn)程切換到另外一個(gè)就緒并等待獲取CPU執(zhí)行權(quán)的線(xiàn)程的過(guò)程臭埋。
27踪央、如果你提交任務(wù)時(shí),線(xiàn)程池隊(duì)列已滿(mǎn)瓢阴,這時(shí)會(huì)發(fā)生什么
如果你使用的LinkedBlockingQueue畅蹂,也就是無(wú)界隊(duì)列的話(huà),沒(méi)關(guān)系荣恐,繼續(xù)添加任務(wù)到阻塞隊(duì)列中等待執(zhí)行液斜,因?yàn)長(zhǎng)inkedBlockingQueue可以近乎認(rèn)為是一個(gè)無(wú)窮大的隊(duì)列累贤,可以無(wú)限存放任務(wù);如果你使用的是有界隊(duì)列比方說(shuō)ArrayBlockingQueue的話(huà)少漆,任務(wù)首先會(huì)被添加到ArrayBlockingQueue中臼膏,ArrayBlockingQueue滿(mǎn)了,則會(huì)使用拒絕策略RejectedExecutionHandler處理滿(mǎn)了的任務(wù)检疫,默認(rèn)是AbortPolicy讶请。
28祷嘶、Java中用到的線(xiàn)程調(diào)度算法是什么
搶占式屎媳。一個(gè)線(xiàn)程用完CPU之后,操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)论巍、線(xiàn)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(xiàn)程執(zhí)行烛谊。
29、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)的嘉汰,我就連在一起了丹禀。由于Java采用搶占式的線(xiàn)程調(diào)度算法,因此可能會(huì)出現(xiàn)某條線(xiàn)程常常獲取到CPU控制權(quán)的情況鞋怀,為了讓某些優(yōu)先級(jí)比較低的線(xiàn)程也能獲取到CPU控制權(quán)双泪,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,這也是平衡CPU控制權(quán)的一種操作密似。
30焙矛、什么是自旋
很多synchronized里面的代碼只是一些很簡(jiǎn)單的代碼,執(zhí)行時(shí)間非巢须纾快村斟,此時(shí)等待的線(xiàn)程都加鎖可能是一種不太值得的操作,因?yàn)榫€(xiàn)程阻塞涉及到用戶(hù)態(tài)和內(nèi)核態(tài)切換的問(wèn)題抛猫。既然synchronized里面的代碼執(zhí)行地非丑№铮快,不妨讓等待鎖的線(xiàn)程不要被阻塞闺金,而是在synchronized的邊界做忙循環(huán)逾滥,這就是自旋。如果做了多次忙循環(huán)發(fā)現(xiàn)還沒(méi)有獲得鎖败匹,再阻塞寨昙,這樣可能是一種更好的策略。
31哎壳、什么是Java內(nèi)存模型
Java內(nèi)存模型定義了一種多線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)Java內(nèi)存的規(guī)范毅待。Java內(nèi)存模型要完整講不是這里幾句話(huà)能說(shuō)清楚的,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)存归榕。類(lèi)的狀態(tài)尸红,也就是類(lèi)之間共享的變量,是存儲(chǔ)在主內(nèi)存中的,每次Java線(xiàn)程用到這些主內(nèi)存中的變量的時(shí)候外里,會(huì)讀一次主內(nèi)存中的變量怎爵,并讓這些內(nèi)存在自己的工作內(nèi)存中有一份拷貝,運(yùn)行自己線(xiàn)程代碼的時(shí)候盅蝗,用到這些變量鳖链,操作的都是自己工作內(nèi)存中的那一份。在線(xiàn)程代碼執(zhí)行完畢之后墩莫,會(huì)將最新的值更新到主內(nèi)存中去
(2)定義了幾個(gè)原子操作芙委,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)生原則狂秦,定義了操作A必然先行發(fā)生于操作B的一些規(guī)則灌侣,比如在同一個(gè)線(xiàn)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(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)作等等裂问,只要符合這些規(guī)則侧啼,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)則堪簿,則這段代碼一定是線(xiàn)程非安全的
32痊乾、什么是CAS
CAS,全稱(chēng)為Compare and Set椭更,即比較-設(shè)置哪审。假設(shè)有三個(gè)操作數(shù):內(nèi)存值V、舊的預(yù)期值A(chǔ)甜孤、要修改的值B协饲,當(dāng)且僅當(dāng)預(yù)期值A(chǔ)和內(nèi)存值V相同時(shí),才會(huì)將內(nèi)存值修改為B并返回true缴川,否則什么都不做并返回false茉稠。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(gè)值把夸,否則舊的預(yù)期值A(chǔ)對(duì)某條線(xiàn)程來(lái)說(shuō)而线,永遠(yuǎn)是一個(gè)不會(huì)變的值A(chǔ),只要某次CAS操作失敗恋日,永遠(yuǎn)都不可能成功膀篮。
33、什么是樂(lè)觀(guān)鎖和悲觀(guān)鎖
(1)樂(lè)觀(guān)鎖:就像它的名字一樣岂膳,對(duì)于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線(xiàn)程安全問(wèn)題持樂(lè)觀(guān)狀態(tài)誓竿,樂(lè)觀(guān)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谈截,將比較-設(shè)置這兩個(gè)動(dòng)作作為一個(gè)原子操作嘗試去修改內(nèi)存中的變量筷屡,如果失敗則表示發(fā)生沖突涧偷,那么就應(yīng)該有相應(yīng)的重試邏輯。
(2)悲觀(guān)鎖:還是像它的名字一樣毙死,對(duì)于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線(xiàn)程安全問(wèn)題持悲觀(guān)狀態(tài)燎潮,悲觀(guān)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)扼倘,都會(huì)持有一個(gè)獨(dú)占的鎖确封,就像synchronized,不管三七二十一再菊,直接上了鎖就操作資源了爪喘。
34、什么是AQS
簡(jiǎn)單說(shuō)一下AQS袄简,AQS全稱(chēng)為AbstractQueuedSychronizer腥放,翻譯過(guò)來(lái)應(yīng)該是抽象隊(duì)列同步器泛啸。
如果說(shuō)java.util.concurrent的基礎(chǔ)是CAS的話(huà)绿语,那么AQS就是整個(gè)Java并發(fā)包的核心了,ReentrantLock候址、CountDownLatch吕粹、Semaphore等等都用到了它。AQS實(shí)際上以雙向隊(duì)列的形式連接所有的Entry岗仑,比方說(shuō)ReentrantLock匹耕,所有等待的線(xiàn)程都被放在一個(gè)Entry中并連成雙向隊(duì)列,前面一個(gè)線(xiàn)程使用ReentrantLock好了荠雕,則雙向隊(duì)列實(shí)際上的第一個(gè)Entry開(kāi)始運(yùn)行稳其。
AQS定義了對(duì)雙向隊(duì)列所有的操作,而只開(kāi)放了tryLock和tryRelease方法給開(kāi)發(fā)者使用炸卑,開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)自己的實(shí)現(xiàn)重寫(xiě)tryLock和tryRelease方法既鞠,以實(shí)現(xiàn)自己的并發(fā)功能。
35盖文、單例模式的線(xiàn)程安全性
老生常談的問(wèn)題了嘱蛋,首先要說(shuō)的是單例模式的線(xiàn)程安全意味著:某個(gè)類(lèi)的實(shí)例在多線(xiàn)程環(huán)境下只會(huì)被創(chuàng)建一次出來(lái)。單例模式有很多種的寫(xiě)法五续,我總結(jié)一下:
(1)餓漢式單例模式的寫(xiě)法:線(xiàn)程安全
(2)懶漢式單例模式的寫(xiě)法:非線(xiàn)程安全
(3)雙檢鎖單例模式的寫(xiě)法:線(xiàn)程安全
36洒敏、Semaphore有什么作用
Semaphore就是一個(gè)信號(hào)量,它的作用是限制某段代碼塊的并發(fā)數(shù)疙驾。Semaphore有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)凶伙,可以傳入一個(gè)int型整數(shù)n,表示某段代碼最多只有n個(gè)線(xiàn)程可以訪(fǎng)問(wèn)它碎,如果超出了n函荣,那么請(qǐng)等待铣卡,等到某個(gè)線(xiàn)程執(zhí)行完畢這段代碼塊,下一個(gè)線(xiàn)程再進(jìn)入偏竟。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煮落,相當(dāng)于變成了一個(gè)synchronized了。
37踊谋、Hashtable的size()方法中明明只有一條語(yǔ)句”return count”蝉仇,為什么還要做同步?
這是我之前的一個(gè)困惑殖蚕,不知道大家有沒(méi)有想過(guò)這個(gè)問(wèn)題轿衔。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(lèi)變量睦疫,那么在多線(xiàn)程環(huán)境下不加鎖害驹,勢(shì)必會(huì)引發(fā)線(xiàn)程安全問(wèn)題,這很好理解蛤育,但是size()方法明明只有一條語(yǔ)句宛官,為什么還要加鎖?
關(guān)于這個(gè)問(wèn)題瓦糕,在慢慢地工作底洗、學(xué)習(xí)中,有了理解咕娄,主要原因有兩點(diǎn):
(1)同一時(shí)間只能有一條線(xiàn)程執(zhí)行固定類(lèi)的同步方法亥揖,但是對(duì)于類(lèi)的非同步方法,可以多條線(xiàn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)圣勒。所以费变,這樣就有問(wèn)題了,可能線(xiàn)程A在執(zhí)行Hashtable的put方法添加數(shù)據(jù)圣贸,線(xiàn)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)挚歧,那讀取到的值可能不是最新的,可能線(xiàn)程A添加了完了數(shù)據(jù)旁趟,但是沒(méi)有對(duì)size++昼激,線(xiàn)程B就已經(jīng)讀取size了,那么對(duì)于線(xiàn)程B來(lái)說(shuō)讀取到的size一定是不準(zhǔn)確的锡搜。而給size()方法加了同步之后橙困,意味著線(xiàn)程B調(diào)用size()方法只有在線(xiàn)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(xiàn)程安全性
(2)CPU執(zhí)行代碼耕餐,執(zhí)行的不是Java代碼凡傅,這點(diǎn)很關(guān)鍵,一定得記住肠缔。Java代碼最終是被翻譯成匯編代碼執(zhí)行的夏跷,匯編代碼才是真正可以和硬件電路交互的代碼哼转。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)碼也只有一行槽华,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)壹蔓。一句”return count”假設(shè)被翻譯成了三句匯編語(yǔ)句執(zhí)行,完全可能執(zhí)行完第一句猫态,線(xiàn)程就切換了佣蓉。
38、線(xiàn)程類(lèi)的構(gòu)造方法亲雪、靜態(tài)塊是被哪個(gè)線(xiàn)程調(diào)用的
這是一個(gè)非常刁鉆和狡猾的問(wèn)題勇凭。請(qǐng)記住:線(xiàn)程類(lèi)的構(gòu)造方法义辕、靜態(tài)塊是被new這個(gè)線(xiàn)程類(lèi)所在的線(xiàn)程所調(diào)用的虾标,而run方法里面的代碼才是被線(xiàn)程自身所調(diào)用的。
如果說(shuō)上面的說(shuō)法讓你感到困惑灌砖,那么我舉個(gè)例子璧函,假設(shè)Thread2中new了Thread1,main函數(shù)中new了Thread2周崭,那么:
(1)Thread2的構(gòu)造方法柳譬、靜態(tài)塊是main線(xiàn)程調(diào)用的,Thread2的run()方法是Thread2自己調(diào)用的
(2)Thread1的構(gòu)造方法续镇、靜態(tài)塊是Thread2調(diào)用的,Thread1的run()方法是Thread1自己調(diào)用的
39销部、同步方法和同步塊摸航,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)行的舅桩,這比同步整個(gè)方法更提升代碼的效率酱虎。請(qǐng)知道一條原則:同步的范圍越少越好。
借著這一條擂涛,我額外提一點(diǎn)读串,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)化方法撒妈,這種方法就是把同步范圍變大恢暖。這是有用的,比方說(shuō)StringBuffer狰右,它是一個(gè)線(xiàn)程安全的類(lèi)杰捂,自然最常用的append()方法是一個(gè)同步方法,我們寫(xiě)代碼的時(shí)候會(huì)反復(fù)append字符串棋蚌,這意味著要進(jìn)行反復(fù)的加鎖->解鎖嫁佳,這對(duì)性能不利挨队,因?yàn)檫@意味著Java虛擬機(jī)在這條線(xiàn)程上要反復(fù)地在內(nèi)核態(tài)和用戶(hù)態(tài)之間進(jìn)行切換,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)鎖粗化的操作蒿往,將多次的append的操作擴(kuò)展到append方法的頭尾盛垦,變成一個(gè)大的同步塊,這樣就減少了加鎖–>解鎖的次數(shù)瓤漏,有效地提升了代碼執(zhí)行的效率情臭。
40、高并發(fā)赌蔑、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間短的業(yè)務(wù)怎樣使用線(xiàn)程池俯在?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(xiàn)程池娃惯?并發(fā)高跷乐、業(yè)務(wù)執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)的業(yè)務(wù)怎樣使用線(xiàn)程池?
小編推薦一個(gè)學(xué)Java的學(xué)習(xí)裙【 六五零趾浅,五五四愕提,六零七 】,無(wú)論你是大牛還是小白皿哨,是想轉(zhuǎn)行還是想入行都可以來(lái)了解一起進(jìn)步一起學(xué)習(xí)浅侨!裙內(nèi)有開(kāi)發(fā)工具,很多干貨和技術(shù)資料分享证膨!
這是我在并發(fā)編程網(wǎng)上看到的一個(gè)問(wèn)題如输,把這個(gè)問(wèn)題放在最后一個(gè),希望每個(gè)人都能看到并且思考一下央勒,因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題非常好不见、非常實(shí)際、非常專(zhuān)業(yè)崔步。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題稳吮,個(gè)人看法是:
(1)高并發(fā)、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間短的業(yè)務(wù)井濒,線(xiàn)程池線(xiàn)程數(shù)可以設(shè)置為CPU核數(shù)+1灶似,減少線(xiàn)程上下文的切換
(2)并發(fā)不高、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操作上瑞你,也就是IO密集型的任務(wù)酪惭,因?yàn)镮O操作并不占用CPU,所以不要讓所有的CPU閑下來(lái)捏悬,可以加大線(xiàn)程池中的線(xiàn)程數(shù)目撞蚕,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,也就是計(jì)算密集型任務(wù)过牙,這個(gè)就沒(méi)辦法了甥厦,和(1)一樣吧纺铭,線(xiàn)程池中的線(xiàn)程數(shù)設(shè)置得少一些,減少線(xiàn)程上下文的切換
(3)并發(fā)高刀疙、業(yè)務(wù)執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)舶赔,解決這種類(lèi)型任務(wù)的關(guān)鍵不在于線(xiàn)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谦秧,增加服務(wù)器是第二步竟纳,至于線(xiàn)程池的設(shè)置,設(shè)置參考(2)疚鲤。最后锥累,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集歇,看看能不能使用中間件對(duì)任務(wù)進(jìn)行拆分和解耦桶略。