摘要:大多數(shù)待遇豐厚的開發(fā)職位都要求開發(fā)者精通多線程技術并且有豐富的程序開發(fā)調試優(yōu)化經驗,所以線程相關的問題在面試中經常會被提到。掌握了這些技巧,你就可以輕松應對多線程和并發(fā)面試了。進入等待通行準許時,所提供的對象。
最近看到網上流傳著,各種面試經驗及面試題,往往都是一大堆技術題目貼上去,而沒有答案。
不管你是新程序員還是老手,你一定在面試中遇到過有關線程的問題。Java語言一個重要的特點就是內置了對并發(fā)的支持,讓Java大受企業(yè)和程序員的歡迎。大多數(shù)待遇豐厚的Java開發(fā)職位都要求開發(fā)者精通多線程技術并且有豐富的Java程序開發(fā)、調試、優(yōu)化經驗,所以線程相關的問題在面試中經常會被提到。
在典型的Java面試中, 面試官會從線程的基本概念問起
如:為什么你需要使用線程, 如何創(chuàng)建線程,用什么方式創(chuàng)建線程比較好(比如:繼承thread類還是調用Runnable接口),然后逐漸問到并發(fā)問題像在Java并發(fā)編程的過程中遇到了什么挑戰(zhàn),Java內存模型,JDK1.5引入了哪些更高階的并發(fā)工具,并發(fā)編程常用的設計模式,經典多線程問題如生產者消費者,哲學家就餐,讀寫器或者簡單的有界緩沖區(qū)問題。僅僅知道線程的基本概念是遠遠不夠的, 你必須知道如何處理死鎖,競態(tài)條件,內存沖突和線程安全等并發(fā)問題。掌握了這些技巧,你就可以輕松應對多線程和并發(fā)面試了。
許多Java程序員在面試前才會去看面試題,這很正常。
因為收集面試題和練習很花時間,所以我從許多面試者那里收集了Java多線程和并發(fā)相關的50個熱門問題。
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【前25題】想進大廠?50個多線程面試題,你會多少?(一)前25題想進大廠?50個多線程面試題,你會多少?(一)
什么是線程?
什么是線程安全和線程不安全?
什么是自旋鎖?
什么是Java內存模型?
什么是CAS?
什么是樂觀鎖和悲觀鎖?
什么是AQS?
什么是原子操作?在Java Concurrency API中有哪些原子類(atomic classes)?
什么是Executors框架?
什么是阻塞隊列?如何使用阻塞隊列來實現(xiàn)生產者-消費者模型?
什么是Callable和Future?
什么是FutureTask?
什么是同步容器和并發(fā)容器的實現(xiàn)?
什么是多線程?優(yōu)缺點?
什么是多線程的上下文切換?
ThreadLocal的設計理念與作用?
ThreadPool(線程池)用法與優(yōu)勢?
Concurrent包里的其他東西:ArrayBlockingQueue、CountDownLatch等等。
synchronized和ReentrantLock的區(qū)別?
Semaphore有什么作用?
Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么?對比同步它有什么優(yōu)勢?
Hashtable的size()方法中明明只有一條語句”return count”,為什么還要做同步?
ConcurrentHashMap的并發(fā)度是什么?
ReentrantReadWriteLock讀寫鎖的使用?
CyclicBarrier和CountDownLatch的用法及區(qū)別?
LockSupport工具?
Condition接口及其實現(xiàn)原理?
Fork/Join框架的理解?
wait()和sleep()的區(qū)別?
線程的五個狀態(tài)(五種狀態(tài),創(chuàng)建、就緒、運行、阻塞和死亡)?
start()方法和run()方法的區(qū)別?
Runnable接口和Callable接口的區(qū)別?
volatile關鍵字的作用?
Java中如何獲取到線程dump文件?
線程和進程有什么區(qū)別?
線程實現(xiàn)的方式有幾種(四種)?
高并發(fā)、任務執(zhí)行時間短的業(yè)務怎樣使用線程池?并發(fā)不高、任務執(zhí)行時間長的業(yè)務怎樣使用線程池?并發(fā)高、業(yè)務執(zhí)行時間長的業(yè)務怎樣使用線程池?
如果你提交任務時,線程池隊列已滿,這時會發(fā)生什么?
鎖的等級:方法鎖、對象鎖、類鎖?
如果同步塊內的線程拋出異常會發(fā)生什么?
并發(fā)編程(concurrency)并行編程(parallellism)有什么區(qū)別?
如何保證多線程下 i++ 結果正確?
一個線程如果出現(xiàn)了運行時異常會怎么樣?
如何在兩個線程之間共享數(shù)據(jù)?
生產者消費者模型的作用是什么?
怎么喚醒一個阻塞的線程?
Java中用到的線程調度算法是什么
單例模式的線程安全性?
線程類的構造方法、靜態(tài)塊是被哪個線程調用的?
同步方法和同步塊,哪個是更好的選擇?
如何檢測死鎖?怎么預防死鎖?
【前25題】想進大廠?50個多線程面試題,你會多少?(一)前25題 想進大廠?50個多線程面試題,你會多少?(一)
CyclicBarrier和CountDownLatch的用法及區(qū)別?CyclicBarrier和CountDownLatch 都位于java.util.concurrent 這個包下
CountDownLatch | CyclicBarrier |
---|---|
減計數(shù)方式 | 加計數(shù)方式 |
計算為0時釋放所有等待的線程 | 計數(shù)達到指定值時釋放所有等待線程 |
計數(shù)為0時,無法重置 | 計數(shù)達到指定值時,計數(shù)置為0重新開始 |
調用countDown()方法計數(shù)減一,調用await()方法只進行阻塞,對計數(shù)沒任何影響 | 調用await()方法計數(shù)加1,若加1后的值不等于構造方法的值,則線程阻塞 |
不可重復利用 | 可重復利用 |
CountDownLatch類只提供了一個構造器:
public CountDownLatch(int count) { }; //參數(shù)count為計數(shù)值
然后下面這3個方法是CountDownLatch類中最重要的方法:
public void await() throws InterruptedException { }; //調用await()方法的線程會被掛起,它會等待直到count值為0才繼續(xù)執(zhí)行 public boolean await(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException { }; //和await()類似,只不過等待一定的時間后count值還沒變?yōu)?的話就會繼續(xù)執(zhí)行 public void countDown() { }; //將count值減1
CountDownLatch, 一個同步輔助類,在完成一組正在其他線程中執(zhí)行的操作之前,它允許一個或多個線程一直等待。
下面舉個例子說明:
package main.java.CountDownLatch; import java.util.concurrent.CountDownLatch; /** * PROJECT_NAME:downLoad * Author:lucaifang * Date:2016/3/18 */ public class countDownlatchTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(5); for(int i=0;i<5;i++){ new Thread(new readNum(i,countDownLatch)).start(); } countDownLatch.await(); System.out.println("線程執(zhí)行結束。。。。"); } static class readNum implements Runnable{ private int id; private CountDownLatch latch; public readNum(int id,CountDownLatch latch){ this.id = id; this.latch = latch; } @Override public void run() { synchronized (this){ System.out.println("id:"+id); latch.countDown(); System.out.println("線程組任務"+id+"結束,其他任務繼續(xù)"); } } } }
輸出結果:
id:1 線程組任務1結束,其他任務繼續(xù) id:0 線程組任務0結束,其他任務繼續(xù) id:2 線程組任務2結束,其他任務繼續(xù) id:3 線程組任務3結束,其他任務繼續(xù) id:4 線程組任務4結束,其他任務繼續(xù) 線程執(zhí)行結束。。。。
線程在countDown()之后,會繼續(xù)執(zhí)行自己的任務
二、CyclicBarrier用法CyclicBarrier會在所有線程任務結束之后,才會進行后續(xù)任務,具體可以看下面例子。
CyclicBarrier提供2個構造器:
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) { } public CyclicBarrier(int parties) { }
參數(shù)parties指讓多少個線程或者任務等待至barrier狀態(tài);參數(shù)barrierAction為當這些線程都達到barrier狀態(tài)時會執(zhí)行的內容。
CyclicBarrier中最重要的方法就是await方法
//掛起當前線程,直至所有線程都到達barrier狀態(tài)再同時執(zhí)行后續(xù)任務; public int await() throws InterruptedException, BrokenBarrierException { }; //讓這些線程等待至一定的時間,如果還有線程沒有到達barrier狀態(tài)就直接讓到達barrier的線程執(zhí)行后續(xù)任務 public int await(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException,BrokenBarrierException,TimeoutException { };
舉例說明
package main.java.countOff; import java.util.concurrent.CyclicBarrier; /** * PROJECT_NAME:downLoad * Author:lucaifang * Date:2016/3/18 */ public class cyclicBarrierTest { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5, new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("線程組執(zhí)行結束"); } }); for (int i = 0; i < 5; i++) { new Thread(new readNum(i,cyclicBarrier)).start(); } //CyclicBarrier 可以重復利用, // 這個是CountDownLatch做不到的 // for (int i = 11; i < 16; i++) { // new Thread(new readNum(i,cyclicBarrier)).start(); // } } static class readNum implements Runnable{ private int id; private CyclicBarrier cyc; public readNum(int id,CyclicBarrier cyc){ this.id = id; this.cyc = cyc; } @Override public void run() { synchronized (this){ System.out.println("id:"+id); try { cyc.await(); System.out.println("線程組任務" + id + "結束,其他任務繼續(xù)"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } } }
輸出結果:
id:1 id:2 id:4 id:0 id:3 線程組執(zhí)行結束 線程組任務3結束,其他任務繼續(xù) 線程組任務1結束,其他任務繼續(xù) 線程組任務4結束,其他任務繼續(xù) 線程組任務0結束,其他任務繼續(xù) 線程組任務2結束,其他任務繼續(xù)
http://blog.csdn.net/tolcf/article/details/50925145
LockSupport工具?1、LockSupport基本介紹與基本使用
LockSupport是JDK中比較底層的類,用來創(chuàng)建鎖和其他同步工具類的基本線程阻塞。java鎖和同步器框架的核心 AQS: AbstractQueuedSynchronizer,就是通過調用 LockSupport .park()和 LockSupport .unpark()實現(xiàn)線程的阻塞和喚醒 的。
LockSupport 很類似于二元信號量(只有1個許可證可供使用),如果這個許可還沒有被占用,當前線程獲取許可并繼 續(xù) 執(zhí)行;如果許可已經被占用,當前線 程阻塞,等待獲取許可。
全部操作:park()/park(Object)
等待通行準許。
parkNanos(long)/parkNanos(Object, long)
在指定運行時間(即相對時間)內,等待通行準許。
parkUntil(long)/parkUntil(Object, long)
在指定到期時間(即絕對時間)內,等待通行準許。
unpark(Thread)
發(fā)放通行準許或提前發(fā)放。(注:不管提前發(fā)放多少次,只用于一次性使用。)
getBlocker(Thread)
進入等待通行準許時,所提供的對象。
主要用途:當前線程需要喚醒另一個線程,但是只確定它會進入阻塞,但不確定它是否已經進入阻塞,因此不管是否已經進入阻塞,還是準備進入阻塞,都將發(fā)放一個通行準許。
正確用法:把LockSupport視為一個sleep()來用,只是sleep()是定時喚醒,LockSupport既可以定時喚醒,也可以由其它線程喚醒。
public static void main(String[] args) { LockSupport.park(); System.out.println("block."); }
運行該代碼,可以發(fā)現(xiàn)主線程一直處于阻塞狀態(tài)。因為 許可默認是被占用的 ,調用park()時獲取不到許可,所以進入阻塞狀態(tài)。
如下代碼:先釋放許可,再獲取許可,主線程能夠正常終止。LockSupport許可的獲取和釋放,一般來說是對應的,如果多次unpark,只有一次park也不會出現(xiàn)什么問題,結果是許可處于可用狀態(tài)。
public static void main(String[] args) { Thread thread = Thread.currentThread(); LockSupport.unpark(thread);//釋放許可 LockSupport.park();// 獲取許可 System.out.println("b"); }
LockSupport是不可重入 的,如果一個線程連續(xù)2次調用 LockSupport .park(),那么該線程一定會一直阻塞下去。
public static void main(String[] args) throws Exception { Thread thread = Thread.currentThread(); LockSupport.unpark(thread); System.out.println("a"); LockSupport.park(); System.out.println("b"); LockSupport.park(); System.out.println("c"); }
這段代碼打印出a和b,不會打印c,因為第二次調用park的時候,線程無法獲取許可出現(xiàn)死鎖。
LockSupport基本介紹與基本使用
https://www.cnblogs.com/hvicen/p/6217303.html
LockSupport基本介紹與基本使用
http://www.tianshouzhi.com/api/tutorials/mutithread/303
Condition接口及其實現(xiàn)原理?在java.util.concurrent包中,有兩個很特殊的工具類,Condition和ReentrantLock,使用過的人都知道,ReentrantLock(重入鎖)是jdk的concurrent包提供的一種獨占鎖的實現(xiàn)
我們知道在線程的同步時可以使一個線程阻塞而等待一個信號,同時放棄鎖使其他線程可以能競爭到鎖
在synchronized中我們可以使用Object的wait()和notify方法實現(xiàn)這種等待和喚醒
但是在Lock中怎么實現(xiàn)這種wait和notify呢?
答案是Condition,學習Condition主要是為了方便以后學習blockqueue和concurrenthashmap的源碼,同時也進一步理解ReentrantLock。
ReentrantLock和Condition的使用方式通常是這樣的:
public static void main(String[] args) { final ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(); final Condition condition = reentrantLock.newCondition(); Thread thread = new Thread((Runnable) () -> { try { reentrantLock.lock(); System.out.println("我要等一個新信號" + this); condition.wait(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println("拿到一個信號!!" + this); reentrantLock.unlock(); }, "waitThread1"); thread.start(); Thread thread1 = new Thread((Runnable) () -> { reentrantLock.lock(); System.out.println("我拿到鎖了"); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } condition.signalAll(); System.out.println("我發(fā)了一個信號!!"); reentrantLock.unlock(); }, "signalThread"); thread1.start(); }
運行后,結果如下:
我要等一個新信號lock.ReentrantLockTest$1@a62fc3 我拿到鎖了 我發(fā)了一個信號!! 拿到一個信號!!
可以看到
Condition的執(zhí)行方式,是當在線程1中調用await方法后,線程1將釋放鎖,并且將自己沉睡,等待喚醒,
線程2獲取到鎖后,開始做事,完畢后,調用Condition的signal方法,喚醒線程1,線程1恢復執(zhí)行。
以上說明Condition是一個多線程間協(xié)調通信的工具類,使得某個,或者某些線程一起等待某個條件(Condition),只有當該條件具備( signal 或者 signalAll方法被帶調用)時 ,這些等待線程才會被喚醒,從而重新爭奪鎖。
Condition自己也維護了一個隊列,該隊列的作用是維護一個等待signal信號的隊列,兩個隊列的作用是不同,事實上,每個線程也僅僅會同時存在以上兩個隊列中的一個,流程是這樣的
線程1調用reentrantLock.lock時,線程被加入到AQS的等待隊列中。
線程1調用await方法被調用時,該線程從AQS中移除,對應操作是鎖的釋放。
接著馬上被加入到Condition的等待隊列中,以為著該線程需要signal信號。
線程2,因為線程1釋放鎖的關系,被喚醒,并判斷可以獲取鎖,于是線程2獲取鎖,并被加入到AQS的等待隊列中。
線程2調用signal方法,這個時候Condition的等待隊列中只有線程1一個節(jié)點,于是它被取出來,并被加入到AQS的等待隊列中。 注意,這個時候,線程1 并沒有被喚醒。
signal方法執(zhí)行完畢,線程2調用reentrantLock.unLock()方法,釋放鎖。這個時候因為AQS中只有線程1,于是,AQS釋放鎖后按從頭到尾的順序喚醒線程時,線程1被喚醒,于是線程1回復執(zhí)行。
直到釋放所整個過程執(zhí)行完畢。
可以看到,整個協(xié)作過程是靠結點在AQS的等待隊列和Condition的等待隊列中來回移動實現(xiàn)的,Condition作為一個條件類,很好的自己維護了一個等待信號的隊列,并在適時的時候將結點加入到AQS的等待隊列中來實現(xiàn)的喚醒操作。
怎么理解Condition
http://www.importnew.com/9281.html
深入理解Condition
https://www.jianshu.com/p/6b5aa7b7684c
Fork/Join框架的理解? Fork/Join是什么Oracle的官方給出的定義是:Fork/Join框架是一個實現(xiàn)了ExecutorService接口的多線程處理器。它可以把一個大的任務劃分為若干個小的任務并發(fā)執(zhí)行,充分利用可用的資源,進而提高應用的執(zhí)行效率。
我們再通過Fork和Join這兩個單詞來理解下Fork/Join框架,F(xiàn)ork就是把一個大任務切分為若干子任務并行的執(zhí)行,Join就是合并這些子任務的執(zhí)行結果,最后得到這個大任務的結果。
比如計算1+2+。。+10000,可以分割成10個子任務,每個子任務分別對1000個數(shù)進行求和,最終匯總這10個子任務的結果。
工作竊取算法工作竊取算法是指線程從其他任務隊列中竊取任務執(zhí)行(可能你會很詫異,這個算法有什么用。待會你就知道了)。考慮下面這種場景:有一個很大的計算任務,為了減少線程的競爭,會將這些大任務切分為小任務并分在不同的隊列等待執(zhí)行,然后為每個任務隊列創(chuàng)建一個線程執(zhí)行隊列的任務。那么問題來了,有的線程可能很快就執(zhí)行完了,而其他線程還有任務沒執(zhí)行完,執(zhí)行完的線程與其空閑下來不如幫助其他線程執(zhí)行任務,這樣也能加快執(zhí)行進程。所以,執(zhí)行完的空閑線程從其他隊列的尾部竊取任務執(zhí)行,而被竊取任務的線程則從隊列的頭部取任務執(zhí)行(這里使用了雙端隊列,既不影響被竊取任務的執(zhí)行過程又能加快執(zhí)行進度)。
從以上的介紹中,能夠發(fā)現(xiàn)工作竊取算法的優(yōu)點是充分利用線程提高并行執(zhí)行的進度。當然缺點是在某些情況下仍然存在競爭,比如雙端隊列只有任務需要執(zhí)行的時候
使用Fork/Join框架分為兩步:分割任務:首先需要創(chuàng)建一個ForkJoin任務,執(zhí)行該類的fork方法可以對任務不斷切割,直到分割的子任務足夠小
合并任務執(zhí)行結果:子任務執(zhí)行的結果同一放在一個隊列中,通過啟動一個線程從隊列中取執(zhí)行結果。
Fork/Join實現(xiàn)了ExecutorService,所以它的任務也需要放在線程池中執(zhí)行。它的不同在于它使用了工作竊取算法,空閑的線程可以從滿負荷的線程中竊取任務來幫忙執(zhí)行。
shitong下面是計算1+2+3+4為例演示如何使用使用Fork/Join框架:
package com.rhwayfun.concurrency.r0406; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.ForkJoinPool; import java.util.concurrent.ForkJoinTask; import java.util.concurrent.RecursiveTask; /** * Created by rhwayfun on 16-4-6. */ public class CountTask extends RecursiveTask{ //閾值 private static final int THRESHOLD = 2; //起始值 private int start; //結束值 private int end; public CountTask(int start, int end) { this.start = start; this.end = end; } @Override protected Integer compute() { boolean compute = (end - start) <= THRESHOLD; int res = 0; if (compute){ for (int i = start; i <= end; i++){ res += i; } }else { //如果長度大于閾值,則分割為小任務 int mid = (start + end) / 2; CountTask task1 = new CountTask(start,mid); CountTask task2 = new CountTask(mid + 1, end); //計算小任務的值 task1.fork(); task2.fork(); //得到兩個小任務的值 int task1Res = task1.join(); int task2Res = task2.join(); res = task1Res + task2Res; } return res; } public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException { ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(); CountTask task = new CountTask(1,5); ForkJoinTask submit = pool.submit(task); System.out.println("Final result:" + submit.get()); } }
代碼執(zhí)行結果為:
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代碼中使用了FokJoinTask,其與一般任務的區(qū)別在于它需要實現(xiàn)compute方法,在方法需要判斷任務是否在閾值區(qū)間內,如果不是則需要把任務切分到足夠小,直到能夠進行計算。
每個被切分的子任務又會重新進入compute方法,再繼續(xù)判斷是否需要繼續(xù)切分,如果不需要則直接得到子任務執(zhí)行的結果,如果需要的話則繼續(xù)切分,如此循環(huán),直到調用join方法得到最終的結果。
**
可以發(fā)現(xiàn)Fork/Join框架的需要把提交給ForkJoinPool,F(xiàn)orkJoinPool由ForkJoinTask數(shù)組和ForkJoinWorkerThread數(shù)組組成,前者負責將存放程序提交給ForkJoinPool的任務,后者則負責執(zhí)行這些任務。關鍵在于在于fork方法與join方法**
Java并發(fā)編程系列之二十:Fork/Join框架
http://blog.csdn.net/u011116672/article/details/51073683
wait()和sleep()的區(qū)別?sleep()
方法是線程類(Thread)的靜態(tài)方法,讓調用線程進入睡眠狀態(tài),讓出執(zhí)行機會給其他線程,等到休眠時間結束后,線程進入就緒狀態(tài)和其他線程一起競爭cpu的執(zhí)行時間。
因為sleep() 是static靜態(tài)的方法,他不能改變對象的機鎖,當一個synchronized塊中調用了sleep() 方法,線程雖然進入休眠,但是對象的機鎖沒有被釋放,其他線程依然無法訪問這個對象。
wait()
wait()是Object類的方法,當一個線程執(zhí)行到wait方法時,它就進入到一個和該對象相關的等待池,同時釋放對象的機鎖,使得其他線程能夠訪問,可以通過notify,notifyAll方法來喚醒等待的線程
線程的五個狀態(tài)(五種狀態(tài),創(chuàng)建、就緒、運行、阻塞和死亡)?線程通常都有五種狀態(tài),創(chuàng)建、就緒、運行、阻塞和死亡。
第一是創(chuàng)建狀態(tài)。在生成線程對象,并沒有調用該對象的start方法,這是線程處于創(chuàng)建狀態(tài)。
第二是就緒狀態(tài)。當調用了線程對象的start方法之后,該線程就進入了就緒狀態(tài),但是此時線程調度程序還沒有把該線程設置為當前線程,此時處于就緒狀態(tài)。在線程運行之后,從等待或者睡眠中回來之后,也會處于就緒狀態(tài)。
第三是運行狀態(tài)。線程調度程序將處于就緒狀態(tài)的線程設置為當前線程,此時線程就進入了運行狀態(tài),開始運行run函數(shù)當中的代碼。
第四是阻塞狀態(tài)。線程正在運行的時候,被暫停,通常是為了等待某個時間的發(fā)生(比如說某項資源就緒)之后再繼續(xù)運行。sleep,suspend,wait等方法都可以導致線程阻塞。
第五是死亡狀態(tài)。如果一個線程的run方法執(zhí)行結束或者調用stop方法后,該線程就會死亡。對于已經死亡的線程,無法再使用start方法令其進入就緒
start()方法和run()方法的區(qū)別?
每個線程都是通過某個特定Thread對象所對應的方法run()來完成其操作的,方法run()稱為線程體。通過調用Thread類的start()方法來啟動一個線程。
start()方法來啟動一個線程,真正實現(xiàn)了多線程運行。這時無需等待run方法體代碼執(zhí)行完畢,可以直接繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼;
這時此線程是處于就緒狀態(tài), 并沒有運行。 然后通過此Thread類調用方法run()來完成其運行狀態(tài), 這里方法run()稱為線程體,它包含了要執(zhí)行的這個線程的內容, Run方法運行結束, 此線程終止。然后CPU再調度其它線程。
run()方法是在本線程里的,只是線程里的一個函數(shù),而不是多線程的。
如果直接調用run(),其實就相當于是調用了一個普通函數(shù)而已,直接待用run()方法必須等待run()方法執(zhí)行完畢才能執(zhí)行下面的代碼,所以執(zhí)行路徑還是只有一條,根本就沒有線程的特征,所以在多線程執(zhí)行時要使用start()方法而不是run()方法。
有點深的問題了,也看出一個Java程序員學習知識的廣度。
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;
Callable接口中的call()方法是有返回值的,是一個泛型,和Future、FutureTask配合可以用來獲取異步執(zhí)行的結果。
這其實是很有用的一個特性,因為多線程相比單線程更難、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?某條線程執(zhí)行了多久?某條線程執(zhí)行的時候我們期望的數(shù)據(jù)是否已經賦值完畢?無法得知,我們能做的只是等待這條多線程的任務執(zhí)行完畢而已。而Callable+Future/FutureTask卻可以獲取多線程運行的結果,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,真的是非常有用。
volatile關鍵字的作用?volatile關鍵字的作用主要有兩個:
(1)多線程主要圍繞可見性和原子性兩個特性而展開,使用volatile關鍵字修飾的變量,保證了其在多線程之間的可見性,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語言—-Java程序這么簡單,它的執(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,現(xiàn)實中,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。使用volatile則會對禁止語義重排序,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,volatile的一個重要作用就是和CAS結合,保證了原子性,詳細的可以參見java.util.concurrent.atomic包下的類,比如AtomicInteger。
Java中如何獲取到線程dump文件?死循環(huán)、死鎖、阻塞、頁面打開慢等問題,打線程dump是最好的解決問題的途徑。所謂線程dump也就是線程堆棧,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,在Linux環(huán)境下還可以使用ps -ef | grep java
(2)打印線程堆棧,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,Thread類提供了一個getStackTrace()方法也可以用于獲取線程堆棧。這是一個實例方法,因此此方法是和具體線程實例綁定的,每次獲取獲取到的是具體某個線程當前運行的堆棧,
虛擬機性能監(jiān)控與故障處理工具 詳解
http://www.ymq.io/2017/08/01/jvm-4/
線程和進程有什么區(qū)別?進程是系統(tǒng)進行資源分配的基本單位,有獨立的內存地址空間
線程是CPU獨立運行和獨立調度的基本單位,沒有多帶帶地址空間,有獨立的棧,局部變量,寄存器, 程序計數(shù)器等。
創(chuàng)建進程的開銷大,包括創(chuàng)建虛擬地址空間等需要大量系統(tǒng)資源
創(chuàng)建線程開銷小,基本上只有一個內核對象和一個堆棧。
一個進程無法直接訪問另一個進程的資源;同一進程內的多個線程共享進程的資源。
進程切換開銷大,線程切換開銷小;進程間通信開銷大,線程間通信開銷小。
線程屬于進程,不能獨立執(zhí)行。每個進程至少要有一個線程,成為主線程
線程實現(xiàn)的方式有幾種(四種)?繼承Thread類,重寫run方法
實現(xiàn)Runnable接口,重寫run方法,實現(xiàn)Runnable接口的實現(xiàn)類的實例對象作為Thread構造函數(shù)的target
實現(xiàn)Callable接口通過FutureTask包裝器來創(chuàng)建Thread線程
通過線程池創(chuàng)建線程
前面兩種可以歸結為一類:無返回值,原因很簡單,通過重寫run方法,run方式的返回值是void,所以沒有辦法返回結果
后面兩種可以歸結成一類:有返回值,通過Callable接口,就要實現(xiàn)call方法,這個方法的返回值是Object,所以返回的結果可以放在Object對象中
線程實現(xiàn)方式3:通過Callable和FutureTask創(chuàng)建線程創(chuàng)建Callable接口的實現(xiàn)類 ,并實現(xiàn)Call方法
創(chuàng)建Callable實現(xiàn)類的實現(xiàn),使用FutureTask類包裝Callable對象,該FutureTask對象封裝了Callable對象的Call方法的返回值
使用FutureTask對象作為Thread對象的target創(chuàng)建并啟動線程
調用FutureTask對象的get()來獲取子線程執(zhí)行結束的返回值
public class ThreadDemo03 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Callable
程序運行結果:
main
Thread-0–>我是通過實現(xiàn)Callable接口通過FutureTask包裝器來實現(xiàn)的線程
public class ThreadDemo05{ private static int POOL_NUM = 10; //線程池數(shù)量 public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // TODO Auto-generated method stub ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); for(int i = 0; i程序運行結果:
通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-3 通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-4 通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-1 通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-5 通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-2 通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-5 通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-1 通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-4 通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-3 通過線程池方式創(chuàng)建的線程:pool-1-thread-2ExecutorService、Callable都是屬于Executor框架。返回結果的線程是在JDK1.5中引入的新特征,還有Future接口也是屬于這個框架,有了這種特征得到返回值就很方便了。
通過分析可以知道,他同樣也是實現(xiàn)了Callable接口,實現(xiàn)了Call方法,所以有返回值。這也就是正好符合了前面所說的兩種分類執(zhí)行Callable任務后,可以獲取一個Future的對象,在該對象上調用get就可以獲取到Callable任務返回的Object了。get方法是阻塞的,即:線程無返回結果,get方法會一直等待。
再介紹Executors類: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,可靈活回收空閑線程,若無可回收,則新建線程。
newFixedThreadPool 創(chuàng)建一個定長線程池,可控制線程最大并發(fā)數(shù),超出的線程會在隊列中等待。
newScheduledThreadPool 創(chuàng)建一個定長線程池,支持定時及周期性任務執(zhí)行。
newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個單線程化的線程池,它只會用唯一的工作線程來執(zhí)行任務,保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級)執(zhí)行。
Java多線程實現(xiàn)的四種方式
http://blog.csdn.net/u011480603/article/details/75332435
高并發(fā)、任務執(zhí)行時間短的業(yè)務怎樣使用線程池?并發(fā)不高、任務執(zhí)行時間長的業(yè)務怎樣使用線程池?并發(fā)高、業(yè)務執(zhí)行時間長的業(yè)務怎樣使用線程池?這是我在并發(fā)編程網上看到的一個問題,把這個問題放在最后一個,希望每個人都能看到并且思考一下,因為這個問題非常好、非常實際、非常專業(yè)。關于這個問題,個人看法是:
(1)高并發(fā)、任務執(zhí)行時間短的業(yè)務,線程池線程數(shù)可以設置為CPU核數(shù)+1,減少線程上下文的切換
(2)并發(fā)不高、任務執(zhí)行時間長的業(yè)務要區(qū)分開看:
a)假如是業(yè)務時間長集中在IO操作上,也就是IO密集型的任務,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,讓CPU處理更多的業(yè)務
b)假如是業(yè)務時間長集中在計算操作上,也就是計算密集型任務,這個就沒辦法了,和(1)一樣吧,線程池中的線程數(shù)設置得少一些,減少線程上下文的切換
(3)并發(fā)高、業(yè)務執(zhí)行時間長,解決這種類型任務的關鍵不在于線程池而在于整體架構的設計,看看這些業(yè)務里面某些數(shù)據(jù)是否能做緩存是第一步,增加服務器是第二步,至于線程池的設置,設置參考(2)。最后,業(yè)務執(zhí)行時間長的問題,也可能需要分析一下,看看能不能使用中間件對任務進行拆分和解耦。
如果你提交任務時,線程池隊列已滿,這時會發(fā)生什么?如果你使用的LinkedBlockingQueue,也就是無界隊列的話,沒關系,繼續(xù)添加任務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,可以無限存放任務;如果你使用的是有界隊列比方說ArrayBlockingQueue的話,任務首先會被添加到ArrayBlockingQueue中,ArrayBlockingQueue滿了,則會使用拒絕策略RejectedExecutionHandler處理滿了的任務,默認是AbortPolicy。
鎖的等級:方法鎖、對象鎖、類鎖?方法鎖(synchronized修飾方法時)
通過在方法聲明中加入 synchronized關鍵字來聲明 synchronized 方法。
synchronized 方法控制對類成員變量的訪問:
每個類實例對應一把鎖,每個 synchronized 方法都必須獲得調用該方法的類實例的鎖方能執(zhí)行,否則所屬線程阻塞,方法一旦執(zhí)行,就獨占該鎖,直到從該方法返回時才將鎖釋放,此后被阻塞的線程方能獲得該鎖,重新進入可執(zhí)行狀態(tài)。這種機制確保了同一時刻對于每一個類實例,其所有聲明為 synchronized 的成員函數(shù)中至多只有一個處于可執(zhí)行狀態(tài),從而有效避免了類成員變量的訪問沖突。對象鎖(synchronized修飾方法或代碼塊)
當一個對象中有synchronized method或synchronized block的時候調用此對象的同步方法或進入其同步區(qū)域時,就必須先獲得對象鎖。如果此對象的對象鎖已被其他調用者占用,則需要等待此鎖被釋放。(方法鎖也是對象鎖)
java的所有對象都含有1個互斥鎖,這個鎖由JVM自動獲取和釋放。線程進入synchronized方法的時候獲取該對象的鎖,當然如果已經有線程獲取了這個對象的鎖,那么當前線程會等待;synchronized方法正常返回或者拋異常而終止,JVM會自動釋放對象鎖。這里也體現(xiàn)了用synchronized來加鎖的1個好處,方法拋異常的時候,鎖仍然可以由JVM來自動釋放。
類鎖(synchronized 修飾靜態(tài)的方法或代碼塊)
由于一個class不論被實例化多少次,其中的靜態(tài)方法和靜態(tài)變量在內存中都只有一份。所以,一旦一個靜態(tài)的方法被申明為synchronized。此類所有的實例化對象在調用此方法,共用同一把鎖,我們稱之為類鎖。
對象鎖是用來控制實例方法之間的同步,類鎖是用來控制靜態(tài)方法(或靜態(tài)變量互斥體)之間的同步
如果同步塊內的線程拋出異常會發(fā)生什么?這個問題坑了很多Java程序員,若你能想到鎖是否釋放這條線索來回答還有點希望答對。無論你的同步塊是正常還是異常退出的,里面的線程都會釋放鎖,所以對比鎖接口我更喜歡同步塊,因為它不用我花費精力去釋放鎖,該功能可以在finally block里釋放鎖實現(xiàn)。
并發(fā)編程(concurrency)并行編程(parallellism)有什么區(qū)別?并發(fā)(concurrency)和并行(parallellism)是:
解釋一:并行是指兩個或者多個事件在同一時刻發(fā)生;而并發(fā)是指兩個或多個事件在同一時間間隔發(fā)生。
解釋二:并行是在不同實體上的多個事件,并發(fā)是在同一實體上的多個事件。
解釋三:在一臺處理器上“同時”處理多個任務,在多臺處理器上同時處理多個任務。如hadoop分布式集群
所以并發(fā)編程的目標是充分的利用處理器的每一個核,以達到最高的處理性能。
如何保證多線程下 i++ 結果正確?根據(jù)volatile特性來用1000個線程不斷的累加數(shù)字,每次累加1個,到最后值確不是1000.
volatile只能保證你數(shù)據(jù)的可見性(獲取到的是最新的數(shù)據(jù),不能保證原子性,說白了,volatile跟原子性沒關系
import java.util.concurrent.CountDownLatch; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class Counter { public static AtomicInteger count = new AtomicInteger();//原子操作 public static CountDownLatch latch= new CountDownLatch(1000);//線程協(xié)作處理 public static volatile int countNum = 0;//volatile 只能保證可見性,不能保證原子性 public static int synNum = 0;//同步處理計算 public static void inc() { try { Thread.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { } countNum++; int c = count.addAndGet(1); add(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "------>" + c); } public static synchronized void add(){ synNum++; } public static void main(String[] args) { //同時啟動1000個線程,去進行i++計算,看看實際結果 for (int i = 0; i < 1000; i++) { new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { Counter.inc(); latch.countDown(); } },"thread" + i).start(); } try { latch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(Thread.currentThread().getName()); System.out.println("運行結果:Counter.count=" + count.get() + ",,," + countNum + ",,," + synNum); }count.get()是AtomicInteger的值;
count是用volatile修飾的變量的值;
synNum是用synchronized修飾的值;
用synchronized和AtomicInteger能保證是你想要的數(shù)據(jù),volatile并不能保證。
第一次運行結果:
main
運行結果:Counter.count=1000,,,991,,,1000第二次運行結果:
main
運行結果:Counter.count=1000,,,998,,,1000第三次運行結果:
main
運行結果:Counter.count=1000,,,993,,,1000可見,就算用了volatile,也不能保證數(shù)據(jù)是你想要的數(shù)據(jù),volatile只能保證你數(shù)據(jù)的可見性(獲取到的是最新的數(shù)據(jù),不能保證原子性,說白了,volatile跟原子性沒關系)
要保證原子性,對數(shù)據(jù)的累加,可以用AtomicInteger類;
也可以用synchronized來保證數(shù)據(jù)的一致性
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,這個線程就停止執(zhí)行了。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
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,然后通過wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll進行喚起和等待,比方說阻塞隊列BlockingQueue就是為線程之間共享數(shù)據(jù)而設計的
生產者消費者模型的作用是什么?這個問題很理論,但是很重要:
(1)通過平衡生產者的生產能力和消費者的消費能力來提升整個系統(tǒng)的運行效率,這是生產者消費者模型最重要的作用
(2)解耦,這是生產者消費者模型附帶的作用,解耦意味著生產者和消費者之間的聯(lián)系少,聯(lián)系越少越可以獨自發(fā)展而不需要收到相互的制約
怎么喚醒一個阻塞的線程?如果線程是因為調用了wait()、sleep()或者join()方法而導致的阻塞,可以中斷線程,并且通過拋出InterruptedException來喚醒它;如果線程遇到了IO阻塞,無能為力,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)。
Java中用到的線程調度算法是什么?搶占式。一個線程用完CPU之后,操作系統(tǒng)會根據(jù)線程優(yōu)先級、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。
單例模式的線程安全性?老生常談的問題了,首先要說的是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。單例模式有很多種的寫法,我總結一下:
(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
線程類的構造方法、靜態(tài)塊是被哪個線程調用的?這是一個非常刁鉆和狡猾的問題。請記住:線程類的構造方法、靜態(tài)塊是被new這個線程類所在的線程所調用的,而run方法里面的代碼才是被線程自身所調用的。
如果說上面的說法讓你感到困惑,那么我舉個例子,假設Thread2中new了Thread1,main函數(shù)中new了Thread2,那么:
(1)Thread2的構造方法、靜態(tài)塊是main線程調用的,Thread2的run()方法是Thread2自己調用的
(2)Thread1的構造方法、靜態(tài)塊是Thread2調用的,Thread1的run()方法是Thread1自己調用的
同步方法和同步塊,哪個是更好的選擇?同步塊是更好的選擇,因為它不會鎖住整個對象(當然也可以讓它鎖住整個對象)。同步方法會鎖住整個對象,哪怕這個類中有多個不相關聯(lián)的同步塊,這通常會導致他們停止執(zhí)行并需要等待獲得這個對象上的鎖。
public class SynObj{
public synchronized void showA(){ System.out.println("showA.."); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } public void showB(){ synchronized (this) { System.out.println("showB.."); } }}
如何檢測死鎖?怎么預防死鎖?所謂死鎖:是指兩個或兩個以上的進程在執(zhí)行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象,若無外力作用,它們都將無法推進下去。此時稱系統(tǒng)處于死鎖
通俗地講就是兩個或多個進程被無限期地阻塞、相互等待的一種狀態(tài)
死鎖產生的原因?
1.因競爭資源發(fā)生死鎖 現(xiàn)象:系統(tǒng)中供多個進程共享的資源的數(shù)目不足以滿足全部進程的需要時,就會引起對諸資源的競爭而發(fā)生死鎖現(xiàn)象
2.進程推進順序不當發(fā)生死鎖
死鎖的四個必要條件:
互斥條件:進程對所分配到的資源不允許其他進程進行訪問,若其他進程訪問該資源,只能等待,直至占有該資源的進程使用完成后釋放該資源
請求和保持條件:進程獲得一定的資源之后,又對其他資源發(fā)出請求,但是該資源可能被其他進程占有,此事請求阻塞,但又對自己獲得的資源保持不放
不可剝奪條件:是指進程已獲得的資源,在未完成使用之前,不可被剝奪,只能在使用完后自己釋放
環(huán)路等待條件:是指進程發(fā)生死鎖后,若干進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關系
這四個條件是死鎖的必要條件,只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖,這些條件必然成立,而只要上述條件之
一不滿足,就不會發(fā)生死鎖。檢測死鎖
有兩個容器,一個用于保存線程正在請求的鎖,一個用于保存線程已經持有的鎖。每次加鎖之前都會做如下檢測:
檢測當前正在請求的鎖是否已經被其它線程持有,如果有,則把那些線程找出來
遍歷第一步中返回的線程,檢查自己持有的鎖是否正被其中任何一個線程請求,如果第二步返回真,表示出現(xiàn)了死鎖
死鎖的解除與預防:
理解了死鎖的原因,尤其是產生死鎖的四個必要條件,就可以最大可能地避免、預防和
解除死鎖。所以,在系統(tǒng)設計、進程調度等方面注意如何不讓這四個必要條件成立,如何確
定資源的合理分配算法,避免進程永久占據(jù)系統(tǒng)資源。此外,也要防止進程在處于等待狀態(tài)的情況下占用資源。因此,對資源的分配要給予合理的規(guī)劃。
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