多线程
1 创建线程的方式
实现线程有哪几种方式?
(1)继承Thread类实现多线程
(2)实现Runnable接口方式实现多线程
(3)使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程
(4)通过线程池创建线程
Runnable接口和Callable接口的区别
Runnable接口中的run()方法的返回值是void,它做的事情只是纯粹地去执行run()方法中的代码而已;
Callable接口中的call()方法是有返回值的,是一个泛型,和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果。
Runnable 和 Thread 用哪个好?
- Java 不支持类的多重继承,但允许你实现多个接口。所以如果你要继承其他类,也为了减
少类之间的耦合性,Runnable 会更好。
2 启动线程方法start和run有什么区别?
只有调用了start方法,才会表现出多线程的特性,不同线程的run方法里面的代码交替执行。
如果只是调用run方法,那么代码还是同步执行的,必须等待一个线程的run方法里面的代码全部执行完毕之后,另外一个线程才可以执行其run方法里面的代码。
3 volatile关键字的作用
(1)多线程主要围绕可见性和原子性两个特性而展开,使用volatile关键字修饰的变量,保证了其在多线程之间的可见性,即每次读取到volatile变量,一定是最新的数据
(2)为了获取更好的性能JVM可能会对指令进行重排序。使用volatile则会对禁止语义重排序,当然这也一定程度上降低了代码执行效率
从实践角度而言
volatile的一个重要作用就是和CAS结合,保证了原子性.
保证"可见性"有哪几种方式?
- synchronized 和 viotatile
线程安全的集合:ArrayList、LinkedList、HashMap等都是线程非安全的类
4 如何在两个线程之间共享数据
通过在线程之间共享对象就可以了,然后通过wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll进行唤起和等待,比方说阻塞队列BlockingQueue就是为线程之间共享数据而设计的
5sleep方法和wait方法有什么区别
sleep方法和wait方法都可以用来放弃CPU一定的时间,不同点在于如果线程持有某个对象的监视器,sleep方法不会放弃这个对象的监视器,wait方法会放弃这个对象的监视器
6 为什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用
wait()方法和notify()/notifyAll()方法在调用前都必须先获得对象的锁
7 为什么要使用线程池
避免频繁地创建和销毁线程,达到线程对象的重用。
另外,使用线程池还可以根据项目灵活地控制并发的数目。
8 怎么检测一个线程是否持有对象监视器
Thread类提供了一个holdsLock(Object obj)方法,当且仅当对象obj的监视器被某条线程持有的时候才会返回true,注意这是一个static方法,这意味着**"某条线程"指的是当前线程**。
9 ConcurrentHashMap的并发度(线程安全)
ConcurrentHashMap的并发度就是segment的大小,默认为16,这意味着最多同时可以有16条线程操作ConcurrentHashMap
10 怎么唤醒一个阻塞的线程
如果线程是因为调用了wait()、sleep()或者join()方法而导致的阻塞,可以中断线程,并且通过抛出InterruptedException来唤醒它;
如果线程遇到了IO阻塞,无能为力,因为IO是操作系统实现的,Java代码并没有办法直接接触到操作系统。
11 什么是乐观锁和悲观锁
(1)乐观锁:就像它的名字一样,对于并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态,乐观锁认为竞争不总是会发生,因此它不需要持有锁,将比较-替换这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量,如果失败则表示发生冲突,那么就应该有相应的重试逻辑。
(2)悲观锁:还是像它的名字一样,对于并发间操作产生的线程安全问题持悲观状态,悲观锁认为竞争总是会发生,因此每次对某资源进行操作时,都会持有一个独占的锁,就像synchronized,不管三七二十一,直接上了锁就操作资源了。
12 单例模式的线程安全性
单例模式的线程安全意味着:某个类的实例在多线程环境下只会被创建一次出来
(1)饿汉式单例模式的写法:线程安全
(2)懒汉式单例模式的写法:非线程安全
(3)双检锁单例模式的写法:线程安全
13 Semaphore有什么作用
Semaphore就是一个信号量,它的作用是限制某段代码块的并发数。
Semaphore有一个构造函数,可以传入一个int型整数n,表示某段代码最多只有n个线程可以访问,如果超出了n,那么请等待,等到某个线程执行完毕这段代码块,下一个线程再进入。
由此可以看出如果Semaphore构造函数中传入的int型整数n=1,相当于变成了一个synchronized了。
14 常用的几种线程池并讲讲其中的工作原理。
- 什么是线程池?
- 很简单,简单看名字就知道是装有线程的池子,我们可以把要执行的多线程交给线程池来处理,和连接池的概念一样,通过维护一定数量的线程池来达到多个线程的复用。
- 线程池的好处
- 我们知道不用线程池的话,每个线程都要通过 new Thread(xxRunnable).start()的方式来创建并运行一个线程,线程少的话这不会是问题,而真实环境可能会开启多个线程让系统和程序达到最佳效率,当线程数达到一定数量就会耗尽系统的 CPU 和内存资源,也会造成 GC频繁收集和停顿,因为每次创建和销毁一个线程都是要消耗系统资源的,如果为每个任务都创建线程这无疑一个很大的性能瓶颈。所以,线程池中的线程复用极大节省了系统资源,当线程一段时间不再有任务处理时它也会自动销毁,而不会长驻内存。
- 线程池核心类
- 在 java.util.concurrent 包中我们能找到线程池的定义,其中 ThreadPoolExecutor 是我们线程池核心类,首先看看线程池类的主要参数有哪些。
- 如何提交线程
- 如可以先随便定义一个固定大小的线程池
- ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(3);
- 提交一个线程
- es.submit(xxRunnble);
- es.execute(xxRunnble);
- submit 和 execute 分别有什么区别呢?
- execute 没有返回值,如果不需要知道线程的结果就使用 execute 方法,性能会好很多。submit 返回一个 Future 对象,如果想知道线程结果就使用 submit 提交,而且它能在主线程中通过 Future 的 get 方法捕获线程中的异常。
- 如何关闭线程池
- es.shutdown();
- 不再接受新的任务,之前提交的任务等执行结束再关闭线程池。
- es.shutdownNow();
- 不再接受新的任务,试图停止池中的任务再关闭线程池,返回所有未处理的线程 list 列表。
提交任务时线程池队列已满会时发会生什么?
- 当线程数小于最大线程池数 maximumPoolSize 时就会创建新线程来处理,而线程数大于等于最大线程池数 maximumPoolSize 时就会执行拒绝策略
15 什么是原子性、可见性、有序性?
原子性:指一个线程的操作是不能被其他线程打断,同一时间只有一个线程对一个变量进行操作
可见性:指某个线程修改了某一个共享变量的值,而其他线程是否可以看见该共享变量修改后的值
有序性:程序是按代码顺序执行的,对于单线程来说确实是如此,但在多线程情况下就不是如此了。为了优化程序执行和提高 CPU 的处理性能,JVM 和操作系统都会对指令进行重排
16 Java 中堆和栈有什么不同
- 每个线程都有自己的栈内存,用于存储本地变量,方法参数和栈调用,一个线程中存储的变量对其它线程是不可见的。
- 而堆是所有线程共享的一片公用内存区域。对象都在堆里创建,为了提升效率线程会从堆中弄一个缓存到自己的栈,如果多个线程使用该变量就可能引发问题,这时 volatile 变量就可以发挥作用了,它要求线程从主存中读取变量的值。