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  • 面试题:Java多线程必须掌握的十个问题 背1

    一、进程与线程?并行与并发?
    进程代表一个运行中的程序,是资源分配与调度的基本单位。进程有三大特性:
    1、独立性:独立的资源,私有的地址空间,进程间互不影响。
    2、动态性:进程具有生命周期。
    3、并发性:多进程可以在单核CPU上并发运行。
    线程代表进程中的一个顺序执行流,多线程就是一个进程中的多个顺序执行流。线程也被称为轻量级的进程,是系统运行的基本单位。
    多线程的优势(进程线程区别):
    1、进程之间不能共享内存,线程之间共享内存更容易,多线程可协作完成进程工作;
    2、创建进程进行资源分配的代价较创建线程要大得多,所以多线程在高并发环境中效率更高。

     
    并行与并发:
    并行是指:多核多CPU或多机器处理同一段处理逻辑的时候,同一时刻多个执行流共同执行。
    并发是指:通过CPU的调度算法,使用户感觉像是同时处理多个任务,但同一时刻只有一个执行流占用CPU执行。即使多核多CPU环境还是会使用并发,以提高处理效率。
    主要的CPU调度算法有如下两种:
    1、分时调度:每个线程轮流获取CPU使用权,各个线程平均CPU时间片。
    2、抢占式调度:Java虚拟机使用的就是这种调度模型。这种调度方式会根据线程优先级,先调度优先级高的线程,如果线程优先级相同,会随机选取线程执行

     

     
    三、Java创建线程的四种方式?
    1、继承Thread类,实现run()方法。
    2、实现Runnable接口,实现run()方法。Runnable实例对象作为Thread构造方法中的target参数传入,充当线程执行体。这种方式适用于多个线程共享资源的情况。
    3、实现Callable<Class>接口,实现call()方法。
     
    call()方法与run()方法的两个主要区别:
    1、call()方法可以有返回值,且返回值类型需要与声明接口时的泛型类型一致。
    2、call()方法可以抛出异常。
    使用这种方式,步骤较前两种方式比较复杂:
    1、在声明接口时就需要指定泛型类型,且call()方法的返回值类型要与泛型类型一致。
    2、使用FutureTask<Class>封装Callable实例对象,作为Thread构造方法中的target参数传入。
    3、在调用start()后,可使用FutureTask的get()方法获取返回值。
    4、实现java.util.concurrent.ThreadFactory接口,实现newThread(Runnable r)方法,自定义创建细节。

     
    四、Java终止线程的四种方式?(可参看博客http://blog.csdn.net/zhangliangzi/article/details/52484302
    1、自然终止,run()方法执行结束后,线程自动终止
    2、使用stop()方法,已经被弃用。
    3、使用volatile 标志位(其实就是外部控制的自然死亡)。
    4、使用interrupt()方法中断运行态和阻塞态线程。(关于interrupt(),调用interrupt()方法,立刻改变的是中断状态,但如果不是在阻塞态,就不会抛出异常;如果在进入阻塞态后,中断状态为已中断,就会立刻抛出异常。但是在获取synchronized锁的过程中不可被中断。详解可参看:http://blog.csdn.net/zhangliangzi/article/details/52485319
    注意:当线程抛出一个未被捕获的异常或错误时,线程会异常终止。

     
    五、sleep()方法与wait()方法区别是什么?wait()方法为什么属于Object类?
    它们的都是使线程“等待”一段时间,但是:
    sleep()方法是Thread类下的方法,控制线程休眠休眠过程中不会释放锁,sleep()时间到后进入就绪态等待调度
    wait()方法是Object类下的方法,控制线程等待等待过程会释放锁被notify()后会进入就绪态等待调度。
     
    至于wait()方法为什么属于Object类,而不是Thread类,是因为:
    wait()方法用于多个线程争用一把锁(一般为Synchronized锁住的对象)的情况,同一时刻只有一个线程能够获得锁,其他线程就要在线程队列等待。作用对象就是被锁住的对象,所以线程队列的维护工作应该交给Object。如果交给Thread,那么每个Thread都要知道其他Thread的状态,这并不合理。

     
    六、start()方法与run()方法区别?
    start()方法用于启动线程会把线程状态由新建态转为就绪态为线程分配线程私有的方法栈、程序计数器等资源,而start()方法会自动把run()方法作为线程执行体
    run()方法本身与普通方法并无二致,直接调用run()方法不会具有线程的意义。

     
    七、简述线程的生命周期
    1、新建态,通过上述几种方式创建了具有线程执行体的Thread对象,就进入了新建态。
    2、就绪态,调用Thread对象的start()方法,就会为线程分配线程私有的方法栈、程序计数器资源,如果得到CPU资源,线程就会由就绪态转为运行态。换句话说,就绪态的线程获得了除CPU之外的所有必须资源。
    3、运行态,就绪态线程得到CPU资源就会转为运行态,执行run()方法。当然,在调用yield()线程让步的情况,线程会由运行态转到就绪态,但这个过程可能是及其短暂的,如果当前线程拥有较高的优先级,即使让步后,它也会直接转为运行态。
    4、阻塞态,会导致阻塞态的方法主要有:sleep()方法、wait()方法、join()方法、等待获取锁、等待IO等情况。在这些情况被处理后,就会转为就绪态,等待调度。
    5、终止态,包括第四个问题所说的几种情况。

     
    八、后台线程是什么?有什么应用?  守护线程
    后台线程如其名,就是在后台工作的线程,它的任务是为其他线程提供服务,也叫做“守护线程”与“精灵线程”。通过在start()方法调用前调用setDeamon(true)方法,将线程设置为后台线程。后台线程会在前台线程死亡后由JVM通知死亡
    后台线程最大的应用就是垃圾回收线程,它是一个典型的后台线程。

     
    九、Java常见的锁类型有哪些?请简述其特点。
    1、synchronized对象同步锁:synchronized是对对象加锁,可作用于对象、方法(相当于对this对象加锁)、静态方法(相当于对Class实例对象加锁,锁住的该类的所有对象)以保证并发环境的线程安全。同一时刻只有一个线程可以获得锁。
    其底层实现是通过使用对象监视器Monitor,每个对象都有一个监视器,当线程试图获取Synchronized锁定的对象时,就会去请求对象监视器(Monitor.Enter()方法),如果监视器空闲,则请求成功,会获取执行锁定代码的权利;如果监视器已被其他线程持有,线程进入同步队列等待。
    2、Lock同步锁:与synchronized功能类似,可从Lock与synchronized区别进行分析
    1、Lock可以通过tryLock()方法非阻塞地获取锁而。如果获取了锁即立刻返回true,否则立刻返回false。这个方法还有加上定时等待的重载方法tryLock(long time, TimeUnit unit)方法,在定时期间内,如果获取了锁立刻返回true,否则在定时结束后返回false。在定时等待期间可以被中断,抛出InterruptException异常。而Synchronized在获得锁的过程中是不可被中断的。
    2、Lock可以通过lockInterrupt()方法可中断的获取锁,与lock()方法不同的是等待时可以响应中断,抛出InterruptException异常。
    3、Synchronized是隐式的加锁解锁,而Lock必须显示的加锁解锁,而且解锁应放到finnally中,保证一定会被解锁,而Synchronized在出现异常时也会自动解锁。但也因为这样,Lock更加灵活
    4、Synchronized是JVM层面上的设计,对对象加锁,基于对象监视器。Lock是代码实现的。
    3、可重入锁ReentrantLock与Synchronized都是可重入锁可重入意味着,获得锁的线程可递归的再次获取锁。当所有锁释放后,其他线程才可以获取锁。
    4、公平锁与非公平锁:“公平性”是指是否等待最久的线程就会获得资源。如果获得锁的顺序是顺序的,那么就是公平的。不公平锁一般效率高于公平锁。ReentrantLock可以通过构造函数参数控制锁是否公平。
    5、ReentrantReadWriteLock读写锁:是一种非排它锁, 一般的锁都是排他锁,就是同一时刻只有一个线程可以访问,比如Synchronized和Lock。读写锁就多个线程可以同时获取读锁读资源,当有写操作的时候,获取写锁,写操作之后的读写操作都将被阻塞,直到写锁释放。读写锁适合写操作较多的场景,效率较高。
    6、乐观锁与悲观锁:在Java中的实际应用类并不多,大多用在数据库锁上,可参看:http://blog.csdn.net/sdyy321/article/details/6183412
    7、死锁:是当两个线程互相等待获取对方的对象监视器时就会发生死锁。一旦出现死锁,整个程序既不会出现异常也不会有提示,但所有线程都处于阻塞状态。死锁一般出现于多个同步监视器的情况。

     
    十、volatile与automicInteger是什么?如何使用?
    在并发环境中有三个因素需要慎重考量,原子性、可见性、有序性。
    volatile主要用于解决可见性,它修饰变量,相当于对当前语句前后加上了“内存栅栏”。使当前代码之前的代码不会被重排到当前代码之后,当前代码之后的指令不会被重排到当前代码之前,一定程度保证了有序性。而volatile最主要的作用是使修改volatile修饰的变量值时会使所有线程中的缓存失效,并强制写入公共主存,保证了各个线程的一致。可以看做是轻量级的Synchronized。详情可参看:http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html
    automicXXX主要用于解决原子性,有一个很经典的问题:i++是原子性的操作码?答案是不是,它其实是两步操作,一步是取i的值,一步是++。在取值之后如果有另外的线程去修改这个值,那么当前线程的i值就是旧数据,会影响最后的运算结果。使用automicXXX就可以非阻塞、保证原子性的对数据进行增减操作。详情可参看:http://ifeve.com/java-atomic/
     
    注:在此列举的只是Java多线程最基础的知识,也是面试官最常问到的,先打牢基础,再去探讨底层原理或者高级用法,除了这十个问题,在此再推荐一些其他的资料:
    JVM底层又是如何实现synchronized的:http://www.open-open.com/lib/view/open1352431526366.html
    ConcurrentHashMap原理分析:http://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3948786.html
    Java阻塞队列详解:http://ifeve.com/java-blocking-queue/
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/shan1393/p/8999366.html
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