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  • 稳了!Java并发编程71道面试题及答案(下)

    发布:51Code 时间: 2019-03-08 14:11

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           36、什么叫线程安全?servlet是线程安全吗?

    线程安全是编程中的术语,指某个函数、函数库在多线程环境中被调用时,能够正确地处理多个线程之间的共享变量,使程序功能正确完成。

    Servlet不是线程安全的,servlet是单?#36947;?#22810;线程的,当多个线程同时访问同一个方法,是不能保证共享变量的线程安全性的。

    Struts2的action是多?#36947;?#22810;线程的,是线程安全的,每个请求过来都会new一个新的action分配给这个请求,请求完成后销毁。

    SpringMVC的Controller是线程安全的吗?不是的,和Servlet类似的处理流程

    Struts2?#20040;?#26159;不用考虑线程安全问题;Servlet和SpringMVC需要考虑线程安全问题,但是性能可以提升不?#20040;?#29702;太多的gc,可以使用ThreadLocal来处理多线程的问题。

    37、volatile有什么用?能否用一句话说明下volatile的应用场景?

    volatile保证内存可见?#38498;?#31105;止指令重排。

    volatile用于多线程环境下的单次操作(单次读或者单次写)。

    38、为什么代码会重排序?

    在执行程序时,为了提供性能,处理器和编译器常常会对指令进行重排序,但是不能随意重排序,不是你想怎么排序就怎么排序,它需要满足以下两个条件:

    在单线程环境下不能改变程序运行的结果;

    存在数据依赖关系的不允许重排序

    需要注意的是:重排序不会影响单线程环境的执行结果,但是会破坏多线程的执行语义。

    39、在java中wait和sleep方法的不同?

    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。

    直接了解的深入一点吧:

    在Java中线程的状态一共?#29615;?#25104;6种:

    初始态:

    创建一个Thread对象,但还未调用start()启动线程时,线程处于初始态。

    运行态:

    在Java中,运行态包括就绪态和运行态。

    就绪态该状态下的线程已经获得执行所需的所有?#35797;矗?#21482;要CPU分配执行权就能运行。所有就绪态的线程存放在就绪队列中。

    运行态获得CPU执行权,正在执行的线程。由于一个CPU同一时刻只能执行一条线程,因此每个CPU每个时刻只有一条运行态的线程。

    阻塞态:

    当一条正在执行的线程请求某一?#35797;?#22833;败时,就会进入阻塞态。而在Java中,阻塞态专指请求锁失败时进入的状态。由一个阻塞队列存放所有阻塞态的线程。处于阻塞态的线程会不断请求?#35797;矗?#19968;旦请求成功,就会进入就绪队列,等待执行。PS:锁、IO、Socket等都?#35797;礎?/span>

    等待态:

    当前线程中调用wait、join、park函数时,当前线程就会进入等待态。也有一个等待队列存放所有等待态的线程。线程处于等待态表示它需要等待其他线程的指示才能继续运行。进入等待态的线程会释放CPU执行权,并释放?#35797;矗?#22914;:锁)

    超时等待态:

    当运行中的线程调用sleep(time)、wait、join、parkNanos、parkUntil时,就会进入该状态;它和等待态一样,并不是因为请求不到?#35797;矗?#32780;是主动进入,并且进入后需要其他线程?#21483;眩?#36827;入该状态后释放CPU执行权 和 占有的?#35797;礎?#19982;等待态的区别:到了超时时间后自动进入阻塞队列,开始竞争锁。

    终止态:

    线程执行结束后的状态。

    注意:

    wait()方法会释放CPU执行权和占有的锁。

    sleep(long)方法仅释放CPU使用权,锁仍然占用;线程?#29615;?#20837;超时等待队列,与yield相比,它会使线程较长时间得不到运行。

    yield()方法仅释放CPU执行权,锁仍然占用,线程会?#29615;?#20837;就绪队列,会在短时间内再次执行。

    wait和notify必须配套使用,即必须使用同一把锁调用;

    wait和notify必须放在一个同步块中调用wait和notify的对象必须是他们所处同步块的锁对象。

    40、一个线程运行时发生异常会怎样?

    如果异常没有被捕获该线程将会停止执行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用于处理未捕获异常造成线程突然中断情况的一个内嵌接口。当一个未捕获异常将造成线程中断的时候JVM会使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()来查询线程的UncaughtExceptionHandler并将线程和异常作为参数传递给handler的uncaughtException()方法进行处理。

    41、如何在两个线程间共享数据?

    在两个线程间共享变量即可实现共享。

    一般来说,共享变量要求变量本身是线程安全的,然后在线程内使用的时候,如果有对共享变量的复合操作,那么也得保证复合操作的线程安全性。

    42、Java中notify 和 notifyAll有什么区别?

    notify() 方法不能?#21483;?#26576;个具体的线程,所以只有一个线程在等待的时候它才有用武之地。而notifyAll()?#21483;?#25152;有线程并允许他们争夺锁确保了至少有一个线程能继续运行。

    43、为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面?

    一个很明显的原因是JAVA提供的锁是对象级的而不是线程级的,每个对象都有锁,通过线程获得。由于wait,notify和notifyAll都是锁级别的操作,所以把他们定义在Object类中因为锁属于对象。

    44、什么是ThreadLocal变量?

    ThreadLocal是Java里一种特殊的变量。每个线程都有一个ThreadLocal就是每个线程都拥有了自己独立的一个变量,竞争条件被彻底消除了。它是为创建代价高昂的对象获取线程安全的好方法,比如你可以用ThreadLocal让SimpleDateFormat变成线程安全的,因为那个类创建代价高昂且?#30475;?#35843;用都需要创建不同的?#36947;?#25152;以不值得在局部范围使用它,如果为每个线程提供一个自己独有的变量拷贝,将大大提高效率。首先,通过复用减少了代价高昂的对象的创建个数。其次,你在没有使用高代价的同步或者不变性的情况下获得了线程安全。

    45、Java中interrupted 和 isInterrupted方法的区别?

    interrupt方法用于中断线程。调用该方法的线程的状态为将被置为”中断”状态。 注意:线程中断仅仅是置线程的中断状态位,不会停止线程。需要用户自己去监视线程的状态为并做处理。支持线程中断的方法(也就是线程中断后会抛出interruptedException的方法)就是在监视线程的中断状态,一旦线程的中断状态被置为“中断状态”,就会抛出中断异常。

    interrupted查询当前线程的中断状态,并且清除原状态。如果一个线程被中断了,第一次调用interrupted则返回true,第二次和后面的就返回false了。

    isInterrupted仅仅是查询当前线程的中断状态

    46、为什么wait和notify方法要在同步块中调用?

    Java API强制要求这样做,如果你不这么做,会抛出IllegalMonitorStateException异常。还有一个原因是为了避免wait和notify之间产生竞态条件。

    47、为什么你应该在循环中检查等待条件?

    处于等待状态的线程可能会收到错误警报和?#34987;叫眩?#22914;果不在循环中检查等待条件,程序就会在没?#26032;?#36275;结束条件的情况下退出。

    48、Java中的同步集合与并发集合有什么区别?

    同步集合与并发集合都为多线程和并发提供了合适的线程安全的集合,不过并发集合的可扩展性更高。在Java1.5之前程序员们只有同步集合来用且在多线程并发的时候会导致争用,阻碍了系统的扩展性。

    Java5介绍了并发集合像ConcurrentHashMap,不仅提供线程安全还用锁分离和内部分区等现代技术提高了可扩展性。

    49、什么是线程池? 为什么要使用它?

    创建线程要花费昂贵的?#35797;?#21644;时间,如果任务来了才创建线程那么响应时间会变长,而且一个进程能创建的线程数有限。为了避免这些问题,在程序启动的时候就创建若干线程来响应处理,它们被称为线程池,里面的线程叫工作线程。从JDK1.5开始,Java API提供了Executor框架让你可以创建不同的线程池。

    50、怎么检测一个线程是否拥有锁?

    在java.lang.Thread中有一个方法叫holdsLock(),它返回true如果当且仅当当前线程拥有某个具体对象的锁。

    51、JVM中哪个参数是用来控制线程的栈堆栈小的?

    -Xss 每个线程的栈大小

    52、Thread类中的yield方法有什么作用?

    使当前线程从执行状态(运行状态)变为可执行态(就绪状态)。

    当前线程到了就绪状态,那么接下来哪个线程会从就绪状态变成执行状态呢?可能是当前线程,也可能是其他线程,看系统的分配了。

    53、Java中ConcurrentHashMap的并发度是什么?

    ConcurrentHashMap把实际map划分成若干部分来实现它的可扩展?#38498;?#32447;程安全。这种划分是使用并发度获得的,它是ConcurrentHashMap类构造函数的一个可选参数,默?#29616;?#20026;16,这样在多线程情况下就能避免争用。

    在JDK8后,它摒弃了Segment(锁段)的概念,而是启用了一种全新的方式实现,利用CAS算法。同时加入了更多的辅助变量来提高并发度,具体内容还是查看源码吧。

    54、Java中Semaphore是什么?

    Java中的Semaphore是一?#20013;?#30340;同步类,它是一个计数信号。从概念上讲,从概念上讲,信号量维护了一个许可集合。如有必要,在许可可用前会阻塞每一个 acquire(),然后再获取该许可。每个 release()添加一个许可,从而可能释放一个正在阻塞的获取者。但是,不使用实际的许可对象,Semaphore只对可用许可的号码进行计数,并采取相应的行动。信号量常常用于多线程的代码中,比如数据库连接池。

    55、Java线程池中submit() 和 execute()方法有什么区别?

    两个方法都可以向线程池提交任务,execute()方法的返回类型是void,它定义在Executor接口中。

    而submit()方法可以返回持有计算结果的Future对象,它定义在ExecutorService接口中,它扩展了Executor接口,其它线程池类像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有这些方法。

    56、什么是阻塞式方法?

    阻塞式方法是指程序会一直等待该方法完成期间不做其他?#34385;椋琒erverSocket的accept()方法就是一直等待?#31361;?#31471;连接。这里的阻塞是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起,直到得到结果之后才会返回。此外,还有异步和非阻塞式方法在任务完成前就返回。

    57、Java中的ReadWriteLock是什么?

    读写锁是用来提升并发程序性能的锁分离技术的成果。

    58、volatile 变量和 atomic 变量有什么不同?

    Volatile变量可以确保先行关系,即写操作会发生在后续的读操作之前, 但它并不能保证原子性。例如用volatile修饰count变量那么 count++ 操作就不是原子性的。

    而AtomicInteger类提供的atomic方法可以让这种操作具?#24615;?#23376;性如getAndIncrement()方法会原子性的进?#24615;?#37327;操作?#35757;?#21069;值加一,其它数据类型和引用变量也可以进行相似操作。

    59、可以直接调用Thread类的run ()方法么?

    当然可以。但是如果我们调用了Thread的run()方法,它的行为就会和普通的方法一样,会在当前线程中执行。为了在新的线程中执行我们的代码,必须使用Thread.start()方法。

    60、如?#31283;?#27491;在运行的线程暂停一段时间?

    我们可以使用Thread类的Sleep()方法让线程暂停一段时间。需要注意的是,这并不会让线程终止,一旦?#26377;?#30496;中?#21483;?#32447;程,线程的状态将会被改变为Runnable,并且根据线程调度,它将得到执行。

    61、你对线程优先级的理解是什么?

    每一个线程都是有优先级的,一般来说,高优先级的线程在运行?#34987;?#20855;有优先权,但这依赖于线程调度的实现,这个实现是和操作系统相关的(OS dependent)。我们可以定义线程的优先级,但是这并不能保证高优先级的线程会在低优先级的线程前执行。线程优先级是一个int变量(从1-10),1代表最低优先级,10代表最高优先级。

    java的线程优先级调度会委托给操作系统去处理,所以与具体的操作系统优先级有关,如非特别需要,一般无需设置线程优先级。

    62、什么是线程调度器和时间分片?

    线程调度器是一个操作系统服务,它负责为Runnable状态的线程分配CPU时间。一旦我们创建一个线程并启动它,它的执行便依赖于线程调度器的实现。 同上一个问题,线程调度并不受到Java虚拟机控制,所以由应用程序来控制它是更好的选择(也就是说不要让你的程序依赖于线程的优先级)。

    时间分片是指将可用的CPU时间分配给可用的Runnable线程的过程。分配CPU时间可以基于线程优先级或者线程等待的时间。

    63、你如?#31283;?#20445;main()方法所在的线程是Java 程序最后结束的线程?

    我们可以使用Thread类的join()方法来确保所有程序创建的线程在main()方法退出前结束。

    64、线程之间是如何通信的?

    当线程间是可以共享?#35797;?#26102;,线程间通信是协调它们的重要的手段。Object类中wait()、notify()、notifyAll()方法可以用于线程间通信关于?#35797;?#30340;锁的状态。

    65、为什么线程通信的方法wait()、notify()和notifyAll()被定义在Object 类里?

    Java的每个对象中都有一个锁(monitor,也可以成为监视器) 并且wait(),notify()?#30830;?#27861;用于等待对象的锁或者通知其他线程对象的监视器可用。在Java的线程中并没有可供任何对象使用的锁和同步器。这就是为什么这些方法是Object类的一部分,这样Java的每一个类都有用于线程间通信的基本方法。

    66、为什么wait()、notify()和notifyAll ()必须在同步方法或者同步块中被调用?

    当一个线程需要调用对象的wait()方法的时候,这个线程必须拥有该对象的锁,接着它就会释放这个对象锁并进入等待状态直到其他线程调用这个对象上的notify()方法。同样的,当一个线程需要调用对象的notify()方法时,它会释放这个对象的锁,以便其他在等待的线程就可以得到这个对象锁。由于所有的这些方法都需要线程持有对象的锁,这样就只能通过同步来实现,所以他们只能在同步方法或者同步块中被调用。

    67、为什么Thread类的sleep()和yield ()方法是静态的?

    Thread类的sleep()和yield()方法将在当前正在执行的线程上运行。所以在其他处于等待状态的线程上调用这些方法是没有意义的。这就是为什么这些方法是静态的。它们可以在当前正在执行的线程中工作,并避免程序?#36125;?#35823;的认为可以在其他非运行线程调用这些方法。

    68、如?#31283;?#20445;线程安全?

    在Java中可以有很多方法来保证线程安全——同步,使用原子类实现并发锁,使用volatile关键字,使用不变类和线程安全类。

    69、同步方法和同步块,哪个是更好的选择?

    同步块是更好的选择,因为它不会锁住整个对象(当然可以让它锁住整个对象)。同步方法会锁住整个对象,哪怕这个类中有多个不相关联的同步块,这通常会导致他们停止执行并需要等待获得这个对象上的锁。

    同步块更要符合开放调用的原则,只在需要锁住的代码块锁住相应的对象,这样从侧面来说也可以避免死锁。

    70、如何创建守护线程?

    使用Thread类的setDaemon(true)方法可以将线程设置为守护线程,需要注意的是,需要在调用start()方法前调用这个方法,否则会抛出IllegalThreadStateException异常。

    71、什么是Java Timer 类?如何创建一个有特定时间间隔的任务?

    java.util.Timer是一个工具类,可以用于安排一个线程在未来的某个特定时间执行。Timer类可以用安排一次性任务或者周期任务。

    java.util.TimerTask是一个实现了Runnable接口的抽象类,我们需要去继承这个类来创建我们自己的定时任务并使用Timer去安排它的执行。

    目前有开源的Qurtz可以用来创建定时任务。

    文章作者?#20309;?#26541; 版权归原作者所有
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