java併發:簡單面試問題集錦

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多線程:Simultaneous Multithreading,簡稱SMT。 並行、併發 並行性(parallelism)指兩個或兩個以上的事件在同一時刻發生,在多道程式環境下,並行性使多個程式同一時刻可在不同CPU上同時執行。 併發的實質是一個物理CPU(也可以多個物理CPU) 在若幹道程式之間多 ...


多線程:Simultaneous Multithreading,簡稱SMT。

 

並行、併發

並行性(parallelism)指兩個或兩個以上的事件在同一時刻發生,在多道程式環境下,並行性使多個程式同一時刻可在不同CPU上同時執行。

併發的實質是一個物理CPU(也可以多個物理CPU) 在若幹道程式之間多路復用,談論併發的時候一定要加個單位時間,也就是說單位時間內併發量是多少,併發性是對有限物理資源強制行使多用戶共用以提高效率,離開了單位時間其實是沒有意義的。

 

Thread.start()與Thread.run()有什麼區別?

Thread.start()方法用於啟動線程,使之進入就緒狀態,當cpu分配時間到該線程時,由JVM調度執行run()方法。

 

為什麼需要run()和start()方法,我們可以只用run()方法來完成任務嗎?

  我們需要run()、start()這兩個方法是因為JVM創建一個單獨的線程不同於普通方法的調用,這項工作由線程的start方法來完成,start由本地方法實現,需要顯示地被調用,使用這兩個方法的另外一個好處是任何一個對象都可以作為線程運行,只要實現了Runnable介面,這就避免了因繼承Thread類而造成的Java多繼承問題。

 

Sleep()、wait()

Java程式中wait 和 sleep都會造成某種形式的暫停,它們可以滿足不同的需要。

sleep()是一個靜態方法,只對當前線程有效,一個常見的錯誤是調用t.sleep()(註:這裡的t是一個不同於當前線程的線程)。

wait()方法用於線程間通信,和sleep()不同的是wait()是Object的方法object.wait()使當前線程處於“不可運行”狀態。調用wait()方法時,線程先要獲取這個對象的對象鎖,當前線程必須對鎖對象保持同步,當前線程被添加到等待隊列中,隨後另一線程可以同步同一個對象鎖來調用notify()方法,這樣將喚醒原來等待中的線程,然後釋放該對象鎖,而sleep()方法僅僅釋放CPU資源或者讓當前線程停止執行一段時間,但不會釋放鎖。

 

為什麼wait和notify、notifyAll方法要在同步塊中調用?

wait、notify、notifyAll是Java中Object對象上的三個方法,在多線程中,可以把某個對象作為事件對象,通過這個對象的wait、notify和notifyAll方法來完成線程間狀態通知(也即線程間協同)。

notify和notifyAll都是喚醒調用某個對象的wait方法的線程,二者的區別在於,notify會喚醒一個等待線程,而notifyAll會喚醒所有的等待線程。

wait和notify、notifyAll方法要在同步塊中調用,跟上述問題相互補充,主要是因為Java API強制要求這樣做,如果你不這麼做,你的代碼會拋出IllegalMonitorStateException異常;還有一個原因是為了避免wait和notify之間產生競態條件。

wait()/notify()的使用方式如下:

基本上wait()/notify()與sleep()/interrupt()類似,只是前者需要獲取對象鎖。

 

為什麼應該在迴圈中檢查等待條件?

  處於等待狀態的線程可能會收到錯誤警報和偽喚醒,如果不在迴圈中檢查等待條件,程式就會在沒有滿足結束條件的情況下退出。也可以這麼說,在notify()方法調用之後和等待線程醒來之前這段時間,等待線程原來的等待狀態可能會改變,這就是在迴圈中使用wait()方法效果更好的原因。

 

在一個對象上,多個線程是否可以調用不同的同步實例方法?

不能,因為對象同步了實例方法,某個線程調用對象的同步實例方法時獲取了對象的對象鎖,只有當執行完該方法釋放對象鎖後才能執行其它同步方法;但是多個線程可以同時訪問不同實例的某個同步實例方法。

 

怎麼檢測一個線程是否擁有鎖?

在java.lang.Thread中有一個方法叫holdsLock(),當且僅當指定線程擁有某個具體對象的鎖時返回true。

 

何為基於共用容器協同的多線程模式以及基於事件協同的多線程模式?

在一些場景中我們需要在多個線程之間對共用的數據進行處理,例如經典的生產者-消費者模式,此即基於共用容器協同的多線程模式;

若一場景中有A、B兩個線程,B線程需要等到某個狀態或事件發生後才能繼續自己的工作,而這個狀態改變或者事件產生與A線程有關,此場景即基於事件協同的多線程模式

 

在靜態方法上使用同步會發生什麼事?

  同步靜態方法會獲取該類的“Class”對象,所以當一個線程進入同步的靜態方法中時,線程監視器獲取類本身的對象鎖,其它線程不能進入這個類的任何靜態同步方法。它不像實例方法,因為多個線程可以同時訪問不同實例的某個同步實例方法。

 

一個線程運行時發生異常會怎樣?

  如果異常沒有被捕獲,該線程將會停止執行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用於處理未捕獲異常造成線程突然中斷情況的一個內嵌介面。當一個未捕獲異常將造成線程中斷的時候,JVM會使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()來查詢線程的UncaughtExceptionHandler,並將線程和異常作為參數傳遞給handler的uncaughtException()方法進行處理。

 

假設有三個線程T1,T2,T3,怎麼確保它們按順序執行?

  在多線程中有多種方法可以讓線程按特定順序執行,如你可以用線程類的join()方法在一個線程中啟動另一個線程T,線程T執行完成後原線程繼續執行。為了確保三個線程的順序,你應該先啟動最後一個(T3調用T2,T2調用T1),這樣T1就會先完成而T3最後完成。

 

Thread類中的yield方法有什麼作用?

  Yield方法可以暫停當前正在執行的線程對象,讓其它有相同優先順序的線程執行。它是一個靜態方法,而且只保證當前線程放棄CPU占用,不能保證使其它線程一定能占用CPU,執行yield()的線程有可能在進入到暫停狀態後馬上又被執行。 

 

Java線程池中submit() 和 execute()方法有什麼區別?

  兩個方法都可以向線程池提交任務,execute()方法的返回類型是void,它定義在Executor介面中, 而submit()方法可以返回持有計算結果的Future對象,它定義在ExecutorService介面中,它擴展了Executor介面,其它線程池類(如:ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor)都有這些方法。

 

如果你提交任務時,線程池隊列已滿發會生什麼?

事實上如果一個任務不能被調度執行,那麼ThreadPoolExecutor.submit()方法將會拋出一個RejectedExecutionException異常。

 

如何在Java中創建Immutable對象?

  Immutable對象可以在沒有同步的情況下共用,降低了對某個對象進行併發訪問時的同步化開銷。這個問題看起來與多線程沒有什麼關係, 但不變性有助於簡化已經很複雜的併發程式。Java沒有@Immutable這樣的註解符,要創建不可變類,要實現下麵幾個步驟:將所有的成員聲明為私有的、對變數不提供setter方法(這樣就不允許直接訪問這些成員)、通過構造方法初始化所有成員、在getter方法中不要直接返回對象本身而是克隆對象並返回對象的拷貝。

 

什麼是線程組

  在java的多線程處理中有線程組ThreadGroup的概念,ThreadGroup是為了方便線程管理出現的。我們可以統一設定線程組的一些屬性,比如設置未捕獲異常的處理方法,設置統一的安全策略等,也可以通過線程組方便地獲得線程的一些信息。

  每一個ThreadGroup都可以包含一組子線程和一組子線程組,在一個進程中線程組是以樹的方式存在,通常情況下根線程組是system線程組,system線程組下是main線程組,預設情況下第一級應用的線程組是通過main線程組創建出來的,也就是說system線程組是所有線程最頂級的父線程組。

Thread.currentThread().getThreadGroup();//可以獲得當前線程的線程組

 

線程組與線程池的區別:

線程組和線程池是兩個不同的概念,他們的作用完全不同,前者是為了方便線程的管理,後者是為了管理線程的生命周期,復用線程,減少創建銷毀線程的開銷。

 

JVM中哪個參數是用來控制線程的棧堆棧小的?

-Xss參數是用來控制線程的堆棧大小的。

 

你如何在Java中獲取線程堆棧?

  對於不同的操作系統,有多種方法來獲得Java的線程堆棧。當你獲取線程堆棧時,JVM會把所有線程的狀態存到日誌文件或者輸出到控制台。在Windows你可以使用Ctrl+ Break組合鍵來獲取線程堆棧,Linux下用kill -3命令。你也可以用jstack這個工具來獲取,它對線程id進行操作,你可以用jps這個工具找到id。


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