關於線程的面試題

1) 什麼是線程?
線程是操作系統能夠進行運算調度的最小單位,它被包含在進程之中,
是進程中的實際運作單位。程序員可以通過它進行多處理器編程,
你可以使用多線程對運算密集型任務提速。比如,如果一個線程完成一個任務要100毫秒,
那麼用十個線程完成改任務只需10毫秒。Java在語言層面對多線程提供了卓越的支持,它也是一個很好的賣點。


2) 線程和進程有什麼區別?
線程是進程的子集,一個進程可以有很多線程,
每條線程並行執行不同的任務。不同的進程使用不同的內存空間,
而所有的線程共享一片相同的內存空間。別把它和棧內存搞混,每個線程都擁有單獨的棧內存用來存儲本地數據。


3) 如何在Java中實現線程?
在語言層面有兩種方式。java.lang.Thread 類的實例就是一個線程但是它需要調用java.lang.Runnable接口來執行,
由於線程類本身就是調用的Runnable接口所以你可以繼承java.lang.Thread 類或者直接調用Runnable接口來重寫run()方法實現線程。


4) 用Runnable還是Thread?
這個問題是上題的後續,大家都知道我們可以通過繼承Thread類或者調用Runnable接口來實現線程,
問題是,那個方法更好呢?什麼情況下使用它?這個問題很容易回答,

如果你知道Java不支持類的多重繼承,但允許你調用多個接口。所以如果你要繼承其他類,

當然是調用Runnable接口好了。



5) Thread 類中的start() 和 run() 方法有什麼區別?
這個問題經常被問到,但還是能從此區分出面試者對Java線程模型的理解程度。
start()方法被用來啓動新創建的線程,而且start()內部調用了run()方法,這和直接調用run()方法的效果不一樣。

當你調用run()方法的時候,只會是在原來的線程中調用,沒有新的線程啓動,start()方法纔會啓動新線程。


6)sleep() 和 wait() 有什麼區別? 

    sleep是線程類(Thread)的方法,導致此線程暫停執行指定時間,給執行機會給其他線程,但是監控狀態依然保持,到時後會自動恢復。調用sleep不會釋放對象鎖。

wait是Object類的方法,對此對象調用wait方法導致本線程放棄對象鎖,進入等待此對象的等待鎖定池,只有針對此對象發出notify方法(或notifyAll)後本線程才進入對象鎖定池準備獲得對象鎖進入運行狀態。


7、Java中Runnable和Callable有什麼不同?
Runnable和Callable都代表那些要在不同的線程中執行的任務。Runnable從JDK1.0開始就有了,
Callable是在JDK1.5增加的。它們的主要區別是Callable的 call() 方法可以返回值和拋出異常,
而Runnable的run()方法沒有這些功能。Callable可以返回裝載有計算結果的Future對象。


8、Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什麼不同?
CyclicBarrier 和 CountDownLatch 都可以用來讓一組線程等待其它線程。
與 CyclicBarrier 不同的是,CountdownLatch 不能重新使用。


9、Java內存模型是什麼?

Java內存模型規定和指引Java程序在不同的內存架構、CPU和操作系統間有確定性地行爲。它在多線程的情況下尤其重要。
Java內存模型對一個線程所做的變動能被其它線程可見提供了保證,它們之間是先行發生關係。
這個關係定義了一些規則讓程序員在併發編程時思路更清晰。比如,先行發生關係確保了:
? 線程內的代碼能夠按先後順序執行,這被稱爲程序次序規則。
? 對於同一個鎖,一個解鎖操作一定要發生在時間上後發生的另一個鎖定操作之前,也叫做管程鎖定規則。
? 前一個對volatile的寫操作在後一個volatile的讀操作之前,也叫volatile變量規則。
? 一個線程內的任何操作必需在這個線程的start()調用之後,也叫作線程啓動規則。
? 一個線程的所有操作都會在線程終止之前,線程終止規則。
? 一個對象的終結操作必需在這個對象構造完成之後,也叫對象終結規則。
? 可傳遞性


10) Java中的volatile 變量是什麼?
volatile是一個特殊的修飾符,只有成員變量才能使用它。
在Java併發程序缺少同步類的情況下,多線程對成員變量的操作對其它線程是透明的。
volatile變量可以保證下一個讀取操作會在前一個寫操作之後發生,就是上一題的volatile變量規則。


11) 什麼是線程安全?Vector是一個線程安全類嗎?
如果你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行,而這些線程可能會同時運行這段代碼。
如果每次運行結果和單線程運行的結果是一樣的,而且其他的變量的值也和預期的是一樣的,就是線程安全的。
一個線程安全的計數器類的同一個實例對象在被多個線程使用的情況下也不會出現計算失誤。很顯然你可以將集合類分成兩組,
線程安全和非線程安全的。Vector 是用同步方法來實現線程安全的, 而和它相似的ArrayList不是線程安全的。


12、 Java中什麼是競態條件? 舉個例子說明。
競態條件會導致程序在併發情況下出現一些bugs。
多線程對一些資源的競爭的時候就會產生競態條件,如果首先要執行的程序競爭失敗排到後面執行了
,那麼整個程序就會出現一些不確定的bugs。這種bugs很難發現而且會重複出現,因爲線程間的隨機競爭。


13、Java中如何停止一個線程?
Java提供了很豐富的API但沒有爲停止線程提供API。
JDK 1.0本來有一些像stop(), suspend() 和 resume()的控制方法但是由於潛在的死鎖威脅因此在後續的JDK版本中他們被棄用了,
之後Java API的設計者就沒有提供一個兼容且線程安全的方法來停止一個線程。當run() 或者 call() 方法執行完的時候線程會自動結束,如果要手動結束一個線程,你可以用volatile 布爾變量來退出run()方法的循環或者是取消任務來中斷線程。


14、 一個線程運行時發生異常會怎樣?
這是我在一次面試中遇到的一個很刁鑽的Java面試題, 簡單的說,如果異常沒有被捕獲該線程將會停止執行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用於處理未捕獲異常造成線程突然中斷情況的一個內嵌接口。當一個未捕獲異常將造成線程中斷的時候JVM會使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()來查詢線程的UncaughtExceptionHandler並將線程和異常作爲參數傳遞給handler的uncaughtException()方法進行處理。


15、如何在兩個線程間共享數據?
你可以通過共享對象來實現這個目的,或者是使用像阻塞隊列這樣併發的數據結構。用wait和notify方法實現了生產者消費者模型。


16、 Java中notify 和 notifyAll有什麼區別?
這又是一個刁鑽的問題,因爲多線程可以等待單監控鎖,Java API 的設計人員提供了一些方法當等待條件改變的時候通知它們,但是這些方法沒有完全實現。notify()方法不能喚醒某個具體的線程,所以只有一個線程在等待的時候它纔有用武之地。而notifyAll()喚醒所有線程並允許他們爭奪鎖確保了至少有一個線程能繼續運行。


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