Java多线程与并发库高级应用-面试题
第一题：现有的程序代码模拟产生了16个日志对象，并且需要运行16秒才能打印完这些日志，请在程序中增加4个线程去调用parseLog()方法来分头打印这16个日志对象，程序只需要运行4秒即可打印完这些日志对象。原始代码如下：
package read; public class Test { public static void main(String[] args){ System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000)); /*模拟处理16行日志，下面的代码产生了16个日志对象，当前代码需要运行16秒才能打印完这些日志。 修改程序代码，开四个线程让这16个对象在4秒钟打完。 */ for(int i=0;i<16;i++){ //这行代码不能改动 final String log = ""+(i+1);//这行代码不能改动 { Test.parseLog(log); } } } //parseLog方法内部的代码不能改动 public static void parseLog(String log){ System.out.println(log+":"+(System.currentTimeMillis()/1000)); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
使用阻塞队列可以解决此问题
public class Test { public static void main(String[] args){ //使用阻塞队列可以解决此问题，() 中的参数可以为 1 final BlockingQueue queue = new ArrayBlockingQueue<>(16); for(int i = 0;i<4;i++){ new Thread(new Runnable(){ @Override public void run() { while(true){ try { String log = (String)queue.take(); parseLog(log); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }).start(); } System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000)); /*模拟处理16行日志，下面的代码产生了16个日志对象，当前代码需要运行16秒才能打印完这些日志。 修改程序代码，开四个线程让这16个对象在4秒钟打完。 */ for(int i=0;i<16;i++){ //这行代码不能改动 final String log = ""+(i+1);//这行代码不能改动 { try { queue.put(log); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // Test.parseLog(log); } } } //parseLog方法内部的代码不能改动 public static void parseLog(String log){ System.out.println(log+":"+(System.currentTimeMillis()/1000)); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }
第二题：现成程序中的Test类中的代码在不断地产生数据，然后交给TestDo.doSome()方法去处理，就好像生产者在不断地产生数据，消费者在不断消费数据。请将程序改造成有10个线程来消费生成者产生的数据，这些消费者都调用TestDo.doSome()方法去进行处理，故每个消费者都需要一秒才能处理完，程序应保证这些消费者线程依次有序地消费数据，只有上一个消费者消费完后，下一个消费者才能消费数据，下一个消费者是谁都可以，但要保证这些消费者线程拿到的数据是有顺序的。原始代码如下：
package queue; public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000)); for(int i=0;i<10;i++){ //这行不能改动 String input = i+""; //这行不能改动 String output = TestDo.doSome(input); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + output); } } } //不能改动此TestDo类 class TestDo { public static String doSome(String input){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } String output = input + ":"+ (System.currentTimeMillis() / 1000); return output; } }
使用 SychronousQueue（同步队列）来解决问题
public class Test { public static void main(String[] args) { //同步队列，检测到有线程等待取数据时，才会往queue中放入数据 final SynchronousQueue queue = new SynchronousQueue(); //这里使用个数为1信号灯，保证一次只有一个线程取数据，目的是为了同步，也可以使用Lock final Semaphore semaphore = new Semaphore(1); for(int i = 0;i<10;i++){ new Thread(new Runnable(){ public void run(){ try { semaphore.acquire(); String input = (String)queue.take(); String output = TestDo.doSome(input); System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + output); semaphore.release(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } }).start(); } System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000)); for(int i=0;i<10;i++){ //这行不能改动 String input = i+""; //这行不能改动 try { queue.put(input); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } } //不能改动此TestDo类 class TestDo { public static String doSome(String input){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } String output = input + ":"+ (System.currentTimeMillis() / 1000); return output; } }
第三题：现有程序同时启动了4个线程去调用TestDo.doSome(key, value)方法，由于TestDo.doSome(key, value)方法内的代码是先暂停1秒，然后再输出以秒为单位的当前时间值，所以，会打印出4个相同的时间值，如下所示：
4:4:1258199615
1:1:1258199615
3:3:1258199615
1:2:1258199615
请修改代码，如果有几个线程调用TestDo.doSome(key, value)方法时，传递进去的key相等（equals比较为true），则这几个线程应互斥排队输出结果，即当有两个线程的key都是"1"时，它们中的一个要比另外其他线程晚1秒输出结果，如下所示：
4:4:1258199615
1:1:1258199615
3:3:1258199615
1:2:1258199616
总之，当每个线程中指定的key相等时，这些相等key的线程应每隔一秒依次输出时间值（要用互斥），如果key不同，则并行执行（相互之间不互斥）。原始代码如下：
package syn; //不能改动此Test类 public class Test extends Thread{ private TestDo testDo; private String key; private String value; public Test(String key,String key2,String value){ this.testDo = TestDo.getInstance(); /*常量"1"和"1"是同一个对象，下面这行代码就是要用"1"+""的方式产生新的对象， 以实现内容没有改变，仍然相等（都还为"1"），但对象却不再是同一个的效果*/ this.key = key+key2; this.value = value; } public static void main(String[] args) throws InterruptedException{ Test a = new Test("1","","1"); Test b = new Test("1","","2"); Test c = new Test("3","","3"); Test d = new Test("4","","4"); System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000)); a.start(); b.start(); c.start(); d.start(); } public void run(){ testDo.doSome(key, value); } } class TestDo { private TestDo() {} private static TestDo _instance = new TestDo(); public static TestDo getInstance() { return _instance; } public void doSome(Object key, String value) { // 以大括号内的是需要局部同步的代码，不能改动! { try { Thread.sleep(1000); System.out.println(key+":"+value + ":" + (System.currentTimeMillis() / 1000)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
主要是线程的互斥
//不能改动此Test类 public class Test extends Thread { private TestDo testDo; private String key; private String value; public Test(String key, String key2, String value) { this.testDo = TestDo.getInstance(); /* * 常量"1"和"1"是同一个对象，下面这行代码就是要用"1"+""的方式产生新的对象， * 以实现内容没有改变，仍然相等（都还为"1"），但对象却不再是同一个的效果 */ /* * a = "1"+""; b = "1"+""; a, b是同一个对象编译器会自动优化常量，但是key1+key2编译器无法自动进行优化 * 所以this.key不是同一个对象 */ this.key = key + key2; this.value = value; } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Test a = new Test("1", "", "1"); Test b = new Test("1", "", "2"); Test c = new Test("3", "", "3"); Test d = new Test("4", "", "4"); System.out.println("begin:" + (System.currentTimeMillis() / 1000)); a.start(); b.start(); c.start(); d.start(); } public void run() { testDo.doSome(key, value); } } class TestDo { private TestDo() { } private static TestDo _instance = new TestDo(); public static TestDo getInstance() { return _instance; } // 因为对集合记性迭代的时候不能修改集合，所以这里使用 CopyOnWriteArrayList private CopyOnWriteArrayList list = new CopyOnWriteArrayList(); public void doSome(Object key, String value) { Object o = key; if (!list.contains(o)) { list.add(o); } else { for (Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext();) { try { Thread.sleep(20); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } if (iter.next().equals(key)) { o = iter.next(); } } } synchronized (o) // 以大括号内的是需要局部同步的代码，不能改动! { try { Thread.sleep(1000); System.out.println(key + ":" + value + ":" + (System.currentTimeMillis() / 1000)); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
