多线程面试题
1、现在有 T1、T2、T3 三个线程,你怎样保证 T2 在 T1 执行完后执行,T3 在 T2 执行完后执行?
这个线程问题通常会在第一轮或电话面试阶段被问到,目的是检测你对”join”方法是否熟悉。这个多线程问题比较简单,可以用 join 方法实现。
2、在 Java 中 Lock 接口比 synchronized 块的优势是什么?你需要实现一个高效的缓存,它允许多个用户读,但只允许一个用户写,以此来保持它的完整性,你会怎样去实现它?
lock 接口在多线程和并发编程中最大的优势是它们为读和写分别提供了锁,它能满足你写像 ConcurrentHashMap 这样的高性能数据结构和有条件的阻塞。Java 线程面试的问题越来越会根据面试者的回答来提问。我强烈建议在你去参加多线程的面试之前认真读一下Locks,因为当前其大量用于构建电子交易终统的客户端缓存和交易连接空间。
3、在 java 中 wait 和 sleep 方法的不同?
通常会在电话面试中经常被问到的 Java 线程面试问题。最大的不同是在等待时 wait 会释放锁,而 sleep 一直持有锁。Wait 通常被用于线程间交互,sleep 通常被用于暂停执行。
4、用 Java 实现阻塞队列。
这是一个相对艰难的多线程面试问题,它能达到很多的目的。第一,它可以检测侯选者是否能实际的用 Java 线程写程序;第二,可以检测侯选者对并发场景的理解,并且你可以根据这个问很多问题。如果他用 wait()和 notify()方法来实现阻塞队列,你可以要求他用最新的 Java 5 中的并发类来再写一次。
5、用 Java 写代码来解决生产者——消费者问题。
与上面的问题很类似,但这个问题更经典,有些时候面试都会问下面的问题。在 Java 中怎么解决生产者——消费者问题,当然有很多解决方法,我已经分享了一种用阻塞队列实现的方法—管程法和信号灯法。有些时候他们甚至会问怎么实现哲学家进餐问题。
6、用 Java 编程一个会导致死锁的程序,你将怎么解决?
这是我最喜欢的 Java 线程面试问题,因为即使死锁问题在写多线程并发程序时非常普遍,但是很多侯选者并不能写 deadlock free code(无死锁代码?),他们很挣扎。只要告诉他们,你有 N 个资源和 N 个线程,并且你需要所有的资源来完成一个操作。为了简单这里的n 可以替换为 2,越大的数据会使问题看起来更复杂。通过避免 Java 中的死锁来得到关于死锁的更多信息。
避免:不要在同一代码块中持有多个对象的锁 即锁套锁
7、什么是原子操作,Java 中的原子操作是什么?
非常简单的 java 线程面试问题,接下来的问题是你需要同步一个原子操作。
- “原子操作(atomic operation)是不需要synchronized”,所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作;这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch;
- java中一般事务管理里面用到原子操作。
- 原子操作可以是一个步骤,也可以是多个操作步骤,但是其顺序不可以被打乱,也不可以被切割而只执行其中的一部分,将整个操作视作一个整体是原子性的核心特征;
- 使用原子操作的好处:
⑴. 性能角度:它执行多次的所消耗的时间远远小于由于线程所挂起到恢复所消耗的时间,因此无锁的CAS操作在性能上要比同步锁高很多;
⑵. 业务需求:业务本身的需求上,无锁机制本身就可以满足我们绝不多数的需求,并且在性能上也可以大大的进行提升。
例子:我们使用的版本控制工具与之其实非常的相似,如果使用锁来同步,其实就意味着只能同时一个人对该文件进行修改,此时其他人就无法操作文件,如果生活中真正遇到这样的情况我们一定会觉得非常不方便,而现实中我们其实并不是这样,我们大家都可以修改这个文件,只是谁提交的早,那么他就把他的代码成功提交的版本控制服务器上,其实这一步就对应着一个原子操作,而后操作的人往往却因为冲突而导致提交失败,此时他必须重新更新代码进行再次修改,重新提交。
8、 Java 中的 volatile 关键是什么作用?怎样使用它?在 Java 中它跟 synchronized 方法有什么不同?
自从 Java 5 和 Java 内存模型改变以后,基于 volatile 关键字的线程问题越来越流行。应该准备好回答关于 volatile 变量怎样在并发环境中确保可见性。
- 在访问 volatile 变量时不会执行加锁操作,因此也就不会使执行线程阻塞,因此 volatile 变量是一种比 sychronized 关键字更轻量级的同步机制。volatile 适合这种场景:一个变量被多个线程共
享,线程直接给这个变量赋值。 - 当对非 volatile 变量进行读写的时候,每个线程先从内存拷贝变量到 CPU 缓存中。如果计算机有多个 CPU,每个线程可能在不同的 CPU 上被处理,这意味着每个线程可以拷贝到不同的 CPUcache 中。而声明变量是 volatile 的,JVM 保证了每次读变量都从内存中读,跳过 CPU cache这一步。
9、什么是竞争条件?你怎样发现和解决竞争?
这是一道出现在多线程面试的高级阶段的问题。大多数的面试官会问最近你遇到的竞争条件,以及你是怎么解决的。有些时间他们会写简单的代码,然后让你检测出代码的竞争条件。可以参考我之前发布的关于 Java 竞争条件的文章。在我看来这是最好的 java 线程面试问题之一,它可以确切的检测候选者解决竞争条件的经验,or writing code which is free of data race or anyother race condition。关于这方面最好的书是《Concurrency practices in Java》。
10、你将如何使用 thread dump?你将如何分析 Thread dump?
在 UNIX 中你可以使用 kill -3,然后 thread dump 将会打印日志,在 windows 中你可以使用”CTRL+Break”。非常简单和专业的线程面试问题,但是如果他问你怎样分析它,就会很棘手。
11、为什么我们调用 start()方法时会执行 run()方法,为什么我们不能直接调用 run()方法?
这是另一个非常经典的 java 多线程面试问题。这也是我刚开始写线程程序时候的困惑。现在这个问题通常在电话面试或者是在初中级 Java 面试的第一轮被问到。这个问题的回答应该是这样的,当你调用 start()方法时你将创建新的线程,并且执行在 run()方法里的代码。但是如果你直接调用 run()方法,它不会创建新的线程也不会执行调用线程的代码,而是在当前线程执行该方法。阅读我之前写的《start 与 run 方法的区别》这篇文章来获得更多信息。
12、 Java 中你怎样唤醒一个阻塞的线程?
这是个关于线程和阻塞的棘手的问题,它有很多解决方法。如果线程遇到了 IO 阻塞,我并且不认为有一种方法可以中止线程。如果线程因为调用 wait()、sleep()、或者 join()方法而导致的阻塞,你可以中断线程,并且通过抛出 InterruptedException 来唤醒它。
13、在 Java 中 CycliBarriar 和 CountdownLatch 有什么区别?
这个线程问题主要用来检测你是否熟悉 JDK5 中的并发包。这两个的区别是 CyclicBarrier 可以重复使用已经通过的障碍,而 CountdownLatch 不能重复使用。
14、什么是不可变对象,它对写并发应用有什么帮助?
另一个多线程经典面试问题,并不直接跟线程有关,但间接帮助很多。这个 java 面试问题可以变的非常棘手,如果他要求你写一个不可变对象,或者问你为什么 String 是不可变的。
- 不可变对象(Immutable Objects)即对象一旦被创建它的状态(对象的数据,也即对象属性值)就不能改变,反之即为可变对象(Mutable Objects)。
不可变对象的类即为不可变类(Immutable Class)。Java 平台类库中包含许多不可变类,如 String、基本类型的包装类、BigInteger 和 BigDecimal 等。
不可变对象天生是线程安全的。它们的常量(域)是在构造函数中创建的。既然它们的状态无法修改,这些常量永远不会变。
不可变对象永远是线程安全的。
只有满足如下状态,一个对象才是不可变的;
它的状态不能在创建后再被修改;
所有域都是 final 类型;并且,它被正确创建(创建期间没有发生 this 引用的逸出)。
15、你在多线程环境中遇到的常见的问题是什么?你是怎么解决它的?
多线程和并发程序中常遇到的有 Memory-interface、竞争条件、死锁、活锁和饥饿。问题是没有止境的,如果你弄错了,将很难发现和调试。这是大多数基于面试的,而不是基于实际应用的 Java 线程问题。