學習,內容越多、越雜的知識,越需要進行深刻的總結,這樣才能記憶深刻,將知識變成自己的。這篇文章主要是對多線程的問題進行總結的,因此羅列了自己整理的多線程的問題,都是自己覺得比較經典和一些大企業面試會問到的。這些多線程的問題,有些來源於各大網站、有些來源於自己的思考。可能有些問題網上有、可能有些問題對應的答案也有、也可能有些各位網友也都看過,
1多線程的幾種實現方式,什么是線程安全。
Java多線程實現方式主要有四種:繼承Thread類、實現Runnable接口、實現Callable接口通過FutureTask包裝器來創建Thread線程、使用ExecutorService、Callable、Future實現有返回結果的多線程。
其中前兩種方式線程執行完后都沒有返回值,后兩種是帶返回值的。
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2 volatile的原理,作用,能代替鎖么。
volatile 關鍵字的作用 保證內存的可見性 防止指令重排
注意:volatile 並不保證原子性
可見性原理
volatile 保證可見性的原理是在每次訪問變量時都會進行一次刷新,因此每次訪問都是主內存中最新的版本。所以 volatile 關鍵字的作用之一就是保證變量修改的實時可見性。
一個非常重要的問題,是每個學習、應用多線程的Java程序員都必須掌握的。理解volatile關鍵字的作用的前提是要理解Java內存模型,這里就不講Java內存模型了,可以參見第31點,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,一定是最新的數據
(2)代碼底層執行不像我們看到的高級語言----Java程序這么簡單,它的執行是Java代碼-->字節碼-->根據字節碼執行對應的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。
volatile 和 synchronized區別
1、 volatile 輕量級,只能修飾變量。synchronized重量級,還可修飾方法
2、volatile 只能保證數據的可見性,不能用來同步,因為多個線程並發訪問 volatile 修飾的變量不會 阻塞。
synchronized 不僅保證可見性,而且還保證原子性,因為,只有獲得了鎖的線程才能進入臨界區,從而保證臨界區中的所有語句都全部執行。多個線程爭搶 synchronized 鎖對象時,會出現阻塞。
volatile 並不能保證線程安全性。而 synchronized 則可實現線程的安全性
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3.sleep和wait的區別。
對於sleep()方法,我們首先要知道該方法是屬於Thread類中的。而wait()方法,則是屬於Object類中的。
sleep()方法導致了程序暫停執行指定的時間,讓出cpu該其他線程,但是他的監控狀態依然保持者,當指定的時間到了又會自動恢復運行狀態。
在調用sleep()方法的過程中,線程不會釋放對象鎖。
而當調用wait()方法的時候,線程會放棄對象鎖,進入等待此對象的等待鎖定池,只有針對此對象調用notify()方法后本線程才進入對象鎖定池准備
獲取對象鎖進入運行狀態。
這個問題常問,sleep方法和wait方法都可以用來放棄CPU一定的時間,不同點在於如果線程持有某個對象的監視器,sleep方法不會放棄這個對象的監視器,wait方法會放棄這個對象的監視器
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4 sleep和sleep(0)的區別。
Sleep 接口均帶有表示睡眠時間長度的參數 timeout。調用以上提到的 Sleep 接口,會有條件地將調用線程從當前處理器上移除,並且有可能將它從線程調度器的可運行隊列中移除。這個條件取決於調用 Sleep 時timeout 參數。
當 timeout = 0, 即 Sleep(0),如果線程調度器的可運行隊列中有大於或等於當前線程優先級的就緒線程存在,操作系統會將當前線程從處理器上移除,調度其他優先級高的就緒線程運行;如果可運行隊列中的沒有就緒線程或所有就緒線程的優先級均低於當前線程優先級,那么當前線程會繼續執行,就像沒有調用 Sleep(0)一樣。
當 timeout > 0 時,如:Sleep(1),會引發線程上下文切換:調用線程會從線程調度器的可運行隊列中被移除一段時間,這個時間段約等於 timeout 所指定的時間長度。為什么說約等於呢?是因為睡眠時間單位為毫秒,這與系統的時間精度有關。通常情況下,系統的時間精度為 10 ms,那么指定任意少於 10 ms但大於 0 ms 的睡眠時間,均會向上求值為 10 ms。
而調用 SwitchToThread() 方法,如果當前有其他就緒線程在線程調度器的可運行隊列中,始終會讓出一個時間切片給這些就緒線程,而不管就緒線程的優先級的高低與否。
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5 Lock與Synchronized的區別 。
兩者區別:
1.首先synchronized是java內置關鍵字,在jvm層面,Lock是個java類;
2.synchronized無法判斷是否獲取鎖的狀態,Lock可以判斷是否獲取到鎖;
3.synchronized會自動釋放鎖(a 線程執行完同步代碼會釋放鎖 ;b 線程執行過程中發生異常會釋放鎖),Lock需在finally中手工釋放鎖(unlock()方法釋放鎖),否則容易造成線程死鎖;
4.用synchronized關鍵字的兩個線程1和線程2,如果當前線程1獲得鎖,線程2線程等待。如果線程1阻塞,線程2則會一直等待下去,而Lock鎖就不一定會等待下去,如果嘗試獲取不到鎖,線程可以不用一直等待就結束了;
5.synchronized的鎖可重入、不可中斷、非公平,而Lock鎖可重入、可判斷、可公平(兩者皆可)
6.Lock鎖適合大量同步的代碼的同步問題,synchronized鎖適合代碼少量的同步問題。
synchronized是java中的一個關鍵字,也就是說是Java語言內置的特性。那么為什么會出現Lock呢?
如果一個代碼塊被synchronized修飾了,當一個線程獲取了對應的鎖,並執行該代碼塊時,其他線程便只能一直等待,等待獲取鎖的線程釋放鎖,而這里獲取鎖的線程釋放鎖只會有兩種情況:
1)獲取鎖的線程執行完了該代碼塊,然后線程釋放對鎖的占有;
2)線程執行發生異常,此時JVM會讓線程自動釋放鎖。
那么如果這個獲取鎖的線程由於要等待IO或者其他原因(比如調用sleep方法)被阻塞了,但是又沒有釋放鎖,其他線程便只能干巴巴地等待,試想一下,這多么影響程序執行效率。
因此就需要有一種機制可以不讓等待的線程一直無期限地等待下去(比如只等待一定的時間或者能夠響應中斷),通過Lock就可以辦到。
再舉個例子:當有多個線程讀寫文件時,讀操作和寫操作會發生沖突現象,寫操作和寫操作會發生沖突現象,但是讀操作和讀操作不會發生沖突現象。
但是采用synchronized關鍵字來實現同步的話,就會導致一個問題:
如果多個線程都只是進行讀操作,所以當一個線程在進行讀操作時,其他線程只能等待無法進行讀操作。
因此就需要一種機制來使得多個線程都只是進行讀操作時,線程之間不會發生沖突,通過Lock就可以辦到。
另外,通過Lock可以知道線程有沒有成功獲取到鎖。這個是synchronized無法辦到的。
總結一下,也就是說Lock提供了比synchronized更多的功能。但是要注意以下幾點:
1)Lock不是Java語言內置的,synchronized是Java語言的關鍵字,因此是內置特性。Lock是一個類,通過這個類可以實現同步訪問;
2)Lock和synchronized有一點非常大的不同,采用synchronized不需要用戶去手動釋放鎖,當synchronized方法或者synchronized代碼塊執行完之后,系統會自動讓線程釋放對鎖的占用;而Lock則必須要用戶去手動釋放鎖,如果沒有主動釋放鎖,就有可能導致出現死鎖現象。
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6 synchronized的原理是什么,一般用在什么地方(比如加在靜態方法和非靜態方法的區別,靜態方法和非靜態方法同時執行的時候會有影響嗎),解釋以下名詞:重排序,自旋鎖,偏向鎖,輕量級鎖,可重入鎖,公平鎖,非公平鎖,樂觀鎖,悲觀鎖。
使用獨占鎖機制來解決,是一種悲觀的並發策略,抱着一副“總有刁民想害朕”的態勢,每次操作數據的時候都認為別的線程會參與競爭修改,所以直接加鎖。同一刻只能有一個線程持有鎖,那其他線程就會阻塞。線程的掛起恢復會帶來很大的性能開銷,盡管jvm對於非競爭性的鎖的獲取和釋放做了很多優化,但是一旦有多個線程競爭鎖,頻繁的阻塞喚醒,還是會有很大的性能開銷的。所以,使用synchronized或其他重量級鎖來處理顯然不夠合
樂觀的解決方案,顧名思義,就是很大度樂觀,每次操作數據的時候,都認為別的線程不會參與競爭修改,也不加鎖。如果操作成功了那最好;如果失敗了,比如中途確有別的線程進入並修改了數據(依賴於沖突檢測),也不會阻塞,可以采取一些補償機制,一般的策略就是反復重試。很顯然,這種思想相比簡單粗暴利用鎖來保證同步要合理的多。
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- 線程安全的map有哪些,concurrenthashmap是如何實現線程安全的(jdk1.8大不同)?
HashTable ConcurrentHashMap
鏈表改成了紅黑樹,當鏈表中的結點達到一個閥值TREEIFY_THRESHOLD時,會將鏈表轉換為紅黑樹,查詢效率提從原來的O(n),提高為O(logn)
將每個segment的分段鎖ReentrantLock改為CAS+Synchronized
並發環境下為什么使用ConcurrentHashMap
1. HashMap在高並發的環境下,執行put操作會導致HashMap的Entry鏈表形成環形數據結構,從而導致Entry的next節點始終不為空,因此產生死循環獲取Entry
2. HashTable雖然是線程安全的,但是效率低下,當一個線程訪問HashTable的同步方法時,其他線程如果也訪問HashTable的同步方法,那么會進入阻塞或者輪訓狀態。
3. 在jdk1.6中ConcurrentHashMap使用鎖分段技術提高並發訪問效率。首先將數據分成一段一段地存儲,然后給每一段數據配一個鎖,當一個線程占用鎖訪問其中一段數據時,其他段的數據也能被其他線程訪問。然而在jdk1.8中的實現已經拋棄了Segment分段鎖機制,利用CAS+Synchronized來保證並發更新的安全,底層依然采用數組+鏈表+紅黑樹的存儲結構。
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8 鎖有哪幾種?
- 公平鎖/非公平鎖
- 可重入鎖
- 獨享鎖/共享鎖
- 互斥鎖/讀寫鎖
- 樂觀鎖/悲觀鎖
- 分段鎖
- 偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
- 自旋鎖
- 公平鎖和非公平鎖。
公平鎖:公平鎖是指多個線程按照申請鎖的順序來獲取鎖。
非公平所:非公平鎖是指多個線程獲取鎖的順序並不是按照申請鎖的順序,有可能后申請的線程比先申請的線程優先獲取鎖。有可能,會造成優先級反轉或者飢餓現象。
對於Java ReentrantLock而言,通過構造函數指定該鎖是否是公平鎖,默認是非公平鎖。非公平鎖的優點在於吞吐量比公平鎖大。
對於Synchronized而言,也是一種非公平鎖。由於其並不像ReentrantLock是通過AQS的來實現線程調度,所以並沒有任何辦法使其變成公平鎖。//默認是不公平鎖,傳入true為公平鎖,否則為非公平鎖
ReentrantLock reentrantLock = new ReetrantLock();
2 共享鎖和獨享鎖
獨享鎖:一次只能被一個線程所訪問
共享鎖:線程可以被多個線程所持有。
ReadWriteLock 讀鎖是共享鎖,寫鎖是獨享鎖。
對於Java ReentrantLock而言,其是獨享鎖。但是對於Lock的另一個實現類ReadWriteLock,其讀鎖是共享鎖,其寫鎖是獨享鎖。
讀鎖的共享鎖可保證並發讀是非常高效的,讀寫,寫讀 ,寫寫的過程是互斥的。
獨享鎖與共享鎖也是通過AQS來實現的,通過實現不同的方法,來實現獨享或者共享。
對於Synchronized而言,當然是獨享鎖。
3 樂觀鎖和悲觀鎖。
樂觀鎖:對於一個數據的操作並發,是不會發生修改的。在更新數據的時候,會嘗試采用更新,不斷重入的方式,更新數據。
悲觀鎖:對於同一個數據的並發操作,是一定會發生修改的。因此對於同一個數據的並發操作,悲觀鎖采用加鎖的形式。悲觀鎖認為,不加鎖的操作一定會出問題,
4 分段鎖
1.7及之前的concurrenthashmap。並發操作就是分段鎖,其思想就是讓鎖的粒度變小。
分段鎖其實是一種鎖的設計,並不是具體的一種鎖,對於ConcurrentHashMap而言,其並發的實現就是通過分段鎖的形式來實現高效的並發操作。
我們以ConcurrentHashMap來說一下分段鎖的含義以及設計思想,ConcurrentHashMap中的分段鎖稱為Segment,它即類似於HashMap(JDK7與JDK8中HashMap的實現)的結構,即內部擁有一個Entry數組,數組中的每個元素又是一個鏈表;同時又是一個ReentrantLock(Segment繼承了ReentrantLock)。
當需要put元素的時候,並不是對整個hashmap進行加鎖,而是先通過hashcode來知道他要放在那一個分段中,然后對這個分段進行加鎖,所以當多線程put的時候,只要不是放在一個分段中,就實現了真正的並行的插入。
但是,在統計size的時候,可就是獲取hashmap全局信息的時候,就需要獲取所有的分段鎖才能統計。
分段鎖的設計目的是細化鎖的粒度,當操作不需要更新整個數組的時候,就僅僅針對數組中的一項進行加鎖操作。
5 偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖
偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個線程所訪問,那么該線程會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價 這三種鎖是指鎖的狀態,並且是針對Synchronized。在Java 5通過引入鎖升級的機制來實現高效Synchronized。這三種鎖的狀態是通過對象監視器在對象頭中的字段來表明的。
偏向鎖是指一段同步代碼一直被一個線程所訪問,那么該線程會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價。
輕量級鎖 是指當鎖是偏向鎖的時候,被另一個線程所訪問,偏向鎖就會升級為輕量級鎖,其他線程會通過自旋的形式嘗試獲取鎖,不會阻塞,提高性能。
重量級鎖是指當鎖為輕量級鎖的時候,另一個線程雖然是自旋,但自旋不會一直持續下去,當自旋一定次數的時候,還沒有獲取到鎖,就會進入阻塞,該鎖膨脹為重量級鎖。重量級鎖會讓其他申請的線程進入阻塞,性能降低。
6自旋鎖
在Java中,自旋鎖是指嘗試獲取鎖的線程不會立即阻塞,而是采用循環的方式去嘗試獲取鎖,這樣的好處是減少線程上下文切換的消耗,缺點是循環會消耗CPU。
很多synchronized里面的代碼只是一些很簡單的代碼,執行時間非常快,此時等待的線程都加鎖可能是一種不太值得的操作,因為線程阻塞涉及到用戶態和內核態切換的問題。既然synchronized里面的代碼執行得非常快,不妨讓等待鎖的線程不要被阻塞,而是在synchronized的邊界做忙循環,這就是自旋。如果做了多次忙循環發現還沒有獲得鎖,再阻塞,這樣可能是一種更好的策略。
7可重入鎖
可重入鎖又名遞歸鎖,是指在同一個線程在外層方法獲取鎖的時候,在進入內層方法會自動獲取鎖。說的有點抽象,下面會有一個代碼的示例。
對於Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一個可重入鎖,其名字是Re entrant Lock重新進入鎖。
對於Synchronized而言,也是一個可重入鎖。可重入鎖的一個好處是可一定程度避免死鎖。
synchronized void setA() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
setB();
}
synchronized void setB() throws Exception{
Thread.sleep(1000);
}
上面的代碼就是一個可重入鎖的一個特點,如果不是可重入鎖的話,setB可能不會被當前線程執行,可能造成死鎖。
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9 公平鎖,讀寫鎖等如何實現?
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10 synchronize能加在哪些地方?什么區別?
- synchronized 在方法上,所有這個類的加了 synchronized 的方法,在執行時,會獲得一個該類的唯一的同步鎖,當這個鎖被占用時,其他的加了 synchronized 的方法就必須等待
2.加在對象上的話,就是以這個對象為鎖,其他也以這個對象為鎖的代碼段,在這個鎖被占用時,就必須等待
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11 原子數據對象的原理?
以AtomicInteger為例 AtomicInteger是對int類型的一個封裝,提供原子性的訪問和更新操作,其原子性操作的實現是基於CAS(compare-and-swap)技術。
所謂CAS,表現為一組指令,當利用CAS執行試圖進行一些更新操作時。會首先比較當前數值,如果數值未變,代表沒有其它線程進行並發修改,則成功更新。如果數值改變,則可能出現不同的選擇,要么進行重試,要么就返回是否成功。也就是所謂的“樂觀鎖”。
從AtomicInteger的內部屬性可以看出,它依賴於Unsafe提供的一些底層能力,進行底層操作;以volatile的value字段,記錄數值,以保證可見性。
private static final jdk.internal.misc.Unsafe U = jdk.internal.misc.Unsafe.getUnsafe();
private static final long VALUE = U.objectFieldOffset(AtomicInteger.class, "value");
private volatile int value;
具體的原子操作細節,可以參考任意一個原子更新方法,比如下面的getAndIncrement。Unsafe會利用value字段的內存地址偏移,直接完成操作。
public final int getAndIncrement() {
return U.getAndAddInt(this, VALUE, 1);
}
因為getAndIncrement需要返回數值,所以需要添加失敗重試邏輯。
public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
int v;
do {
v = getIntVolatile(o, offset);
} while (!weakCompareAndSetInt(o, offset, v, v + delta));
return v;
}
而類似compareAndSet這種返回boolean類型的函數,因為其返回值表現的就是是否成功與否,所以不需要重試。
public final boolean compareAndSet(int expectedValue, int newValue)
CAS是Java並發中所謂lock-free機制的基礎。
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12 reentrantlock相關知識,condition如何使用?(很重要的知識點,強烈推薦閱讀ArrayBlockingQueue源碼,教科書般)
ReentrantLock
ReentrantLock可以等同於synchronized使用。是一個可重入的互斥鎖,它具有與使用synchronized方法和語句所訪問的隱式監視器鎖相同的一些基本行為和語義,但功能更強大。
ReentrantLock 類實現了Lock ,它擁有與 synchronized 相同的並發性和內存語義,但是添加了類似鎖投票、定時鎖等候和可中斷鎖等候的一些特性。此外,它還提供了在激烈爭用情況下更佳的性能。(換句話說,當許多線程都想訪問共享資源時,JVM 可以花更少的時候來調度線程,把更多時間用在執行線程上。
Condition
線程之間的通信。Condition 將 Object 監視器方法(wait、notify 和 notifyAll)分解成截然不同的對象,以便通過將這些對象與任意 Lock 實現組合使用。
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13 CyclicBarrier和CountDownLatch的區別
兩個看上去有點像的類,都在java.util.concurrent下,都可以用來表示代碼運行到某個點上,二者的區別在於:
(1)CyclicBarrier的某個線程運行到某個點上之后,該線程即停止運行,直到所有的線程都到達了這個點,所有線程才重新運行;CountDownLatch則不是,某線程運行到某個點上之后,只是給某個數值-1而已,該線程繼續運行
(2)CyclicBarrier只能喚起一個任務,CountDownLatch可以喚起多個任務
(3)CyclicBarrier可重用,CountDownLatch不可重用,計數值為0該CountDownLatch就不可再用了
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14 volatile的相關知識(內存屏障,重排)
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15 ThreadLocal原理和使用?(超級有用的知識點,工作中使用很多,讓代碼漂亮很多)
簡單說ThreadLocal就是一種以空間換時間的做法,在每個Thread里面維護了一個以開地址法實現的ThreadLocal.ThreadLocalMap,把數據進行隔離,數據不共享,自然就沒有線程安全方面的問題了
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16、為什么要使用線程池
避免頻繁地創建和銷毀線程,達到線程對象的重用。另外,使用線程池還可以根據項目靈活地控制並發的數目。
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15 多個線程同步等待?(CountDownLatch,CyclicBarrier,Semaphore信號量很多語言都有,實際上使用不是很多,線程池就可以實現大部分等待功能)
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16線程池?(種類,重要的方法,這個一般是使用層面,簡單)
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17、Java中如何獲取到線程dump文件
死循環、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()方法也可以用於獲取線程堆棧。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
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18、一個線程如果出現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視器,那么這個對象監視器會被立即釋放
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19、如何在兩個線程之間共享數據(線程同步)
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據而設計的
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20、ReadWriteLock是什么
首先明確一下,不是說ReentrantLock不好,只是ReentrantLock某些時候有局限。如果使用ReentrantLock,可能本身是為了防止線程A在寫數據、線程B在讀數據造成的數據不一致,但這樣,如果線程C在讀數據、線程D也在讀數據,讀數據是不會改變數據的,沒有必要加鎖,但是還是加鎖了,降低了程序的性能。
因為這個,才誕生了讀寫鎖ReadWriteLock。ReadWriteLock是一個讀寫鎖接口,ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一個具體實現,實現了讀寫的分離,讀鎖是共享的,寫鎖是獨占的,讀和讀之間不會互斥,讀和寫、寫和讀、寫和寫之間才會互斥,提升了讀寫的性能。
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21、FutureTask是什么
這個其實前面有提到過,FutureTask表示一個異步運算的任務。FutureTask里面可以傳入一個Callable的具體實現類,可以對這個異步運算的任務的結果進行等待獲取、判斷是否已經完成、取消任務等操作。當然,由於FutureTask也是Runnable接口的實現類,所以FutureTask也可以放入線程池中。
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22、Linux環境下如何查找哪個線程使用CPU最長
這是一個比較偏實踐的問題,這種問題我覺得挺有意義的。可以這么做:
(1)獲取項目的pid,jps或者ps -ef | grep java,這個前面有講過
(2)top -H -p pid,順序不能改變
這樣就可以打印出當前的項目,每條線程占用CPU時間的百分比。注意這里打出的是LWP,也就是操作系統原生線程的線程號,我筆記本山沒有部署Linux環境下的Java工程,因此沒有辦法截圖演示,網友朋友們如果公司是使用Linux環境部署項目的話,可以嘗試一下。
使用"top -H -p pid"+"jps pid"可以很容易地找到某條占用CPU高的線程的線程堆棧,從而定位占用CPU高的原因,一般是因為不當的代碼操作導致了死循環。
最后提一點,"top -H -p pid"打出來的LWP是十進制的,"jps pid"打出來的本地線程號是十六進制的,轉換一下,就能定位到占用CPU高的線程的當前線程堆棧了。
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23、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,並且通過拋出InterruptedException來喚醒它;如果線程遇到了IO阻塞,無能為力,因為IO是操作系統實現的,Java代碼並沒有辦法直接接觸到操作系統。
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24、如果你提交任務時,線程池隊列已滿,這時會發生什么
這里區分一下:
1如果使用的是無界隊列LinkedBlockingQueue,也就是無界隊列的話,沒關系,繼續添加任務到阻塞隊列中等待執行,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
2 如果使用的是有界隊列比如ArrayBlockingQueue,任務首先會被添加到ArrayBlockingQueue中,ArrayBlockingQueue滿了,會根據maximumPoolSize的值增加線程數量,如果增加了線程數量還是處理不過來,ArrayBlockingQueue繼續滿,那么則會使用拒絕策略RejectedExecutionHandler處理滿了的任務,默認是AbortPolicy
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26、什么是CAS什么是AQS
CAS,全稱為Compare and Swap,即比較-替換。假設有三個操作數:內存值V、舊的預期值A、要修改的值B,當且僅當預期值A和內存值V相同時,才會將內存值修改為B並返回true,否則什么都不做並返回false。當然CAS一定要volatile變量配合,這樣才能保證每次拿到的變量是主內存中最新的那個值,否則舊的預期值A對某條線程來說,永遠是一個不會變的值A,只要某次CAS操作失敗,永遠都不可能成功。
簡單說一下AQS,AQS全稱為AbstractQueuedSychronizer,翻譯過來應該是抽象隊列同步器。
如果說java.util.concurrent的基礎是CAS的話,那么AQS就是整個Java並發包的核心了,ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等等都用到了它。AQS實際上以雙向隊列的形式連接所有的Entry,比方說ReentrantLock,所有等待的線程都被放在一個Entry中並連成雙向隊列,前面一個線程使用ReentrantLock好了,則雙向隊列實際上的第一個Entry開始運行。
AQS定義了對雙向隊列所有的操作,而只開放了tryLock和tryRelease方法給開發者使用,開發者可以根據自己的實現重寫tryLock和tryRelease方法,以實現自己的並發功能。
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27、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着:某個類的實例在多線程環境下只會被創建一次出來。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
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28、Semaphore有什么作用
Semaphore就是一個信號量,它的作用是限制某段代碼塊的並發數。Semaphore有一個構造函數,可以傳入一個int型整數n,表示某段代碼最多只有n個線程可以訪問,如果超出了n,那么請等待,等到某個線程執行完畢這段代碼塊,下一個線程再進入。由此可以看出如果Semaphore構造函數中傳入的int型整數n=1,相當於變成了一個synchronized了。
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29、Hashtable的size()方法中明明只有一條語句"return count",為什么還要做同步?
主要原因有兩點:
(1)同一時間只能有一條線程執行固定類的同步方法,但是對於類的非同步方法,可以多條線程同時訪問。所以,這樣就有問題了,可能線程A在執行Hashtable的put方法添加數據,線程B則可以正常調用size()方法讀取Hashtable中當前元素的個數,那讀取到的值可能不是最新的,可能線程A添加了完了數據,但是沒有對size++,線程B就已經讀取size了,那么對於線程B來說讀取到的size一定是不准確的。而給size()方法加了同步之后,意味着線程B調用size()方法只有在線程A調用put方法完畢之后才可以調用,這樣就保證了線程安全性
(2)CPU執行代碼,執行的不是Java代碼,這點很關鍵,一定得記住。Java代碼最終是被翻譯成機器碼執行的,機器碼才是真正可以和硬件電路交互的代碼。即使你看到Java代碼只有一行,甚至你看到Java代碼編譯之后生成的字節碼也只有一行,也不意味着對於底層來說這句語句的操作只有一個。一句"return count"假設被翻譯成了三句匯編語句執行,一句匯編語句和其機器碼做對應,完全可能執行完第一句,線程就切換了。
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30、高並發、任務執行時間短的業務怎樣使用線程池?並發不高、任務執行時間長的業務怎樣使用線程池?並發高、業務執行時間長的業務怎樣使用線程池?
這是我在並發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並且思考一下,因為這個問題非常好、非常實際、非常專業。關於這個問題,個人看法是:
(1)高並發、任務執行時間短的業務,線程池線程數可以設置為CPU核數+1,減少線程上下文的切換
(2)並發不高、任務執行時間長的業務要區分開看:
a)假如是業務時間長集中在IO操作上,也就是IO密集型的任務,因為IO操作並不占用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目,讓CPU處理更多的業務
b)假如是業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,線程池中的線程數設置得少一些,減少線程上下文的切換
(3)並發高、業務執行時間長,解決這種類型任務的關鍵不在於線程池而在於整體架構的設計,看看這些業務里面某些數據是否能做緩存是第一步,增加服務器是第二步,至於線程池的設置,設置參考(2)。最后,業務執行時間長的問題,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。
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31、怎么檢測一個線程是否持有對象監視器
我也是在網上看到一道多線程面試題才知道有方法可以判斷某個線程是否持有對象監視器:Thread類提供了一個holdsLock(Object obj)方法,當且僅當對象obj的監視器被某條線程持有的時候才會返回true,注意這是一個static方法,這意味着"某條線程"指的是當前線程。
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32、ConcurrentHashMap的並發度是什么
ConcurrentHashMap的並發度就是segment的大小,默認為16,這意味着最多同時可以有16條線程操作ConcurrentHashMap,這也是ConcurrentHashMap對Hashtable的最大優勢,任何情況下,Hashtable能同時有兩條線程獲取Hashtable中的數據嗎?
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