java多線程,併發面試題

用戶線程和守護線程有什麼區別?

當我們在Java程序中創建一個線程,它就被稱爲用戶線程。一個守護線程是在後臺執行並且不會阻止JVM終止的線程。當沒有用戶線程在運行的時候,JVM關閉程序並且退出。一個守護線程創建的子線程依然是守護線程。

我們如何創建一個線程?

有兩種創建線程的方法:一是實現Runnable接口,然後將它傳遞給Thread的構造函數,創建一個Thread對象;二是直接繼承Thread類

線程生命週期?

這裏寫圖片描述

對線程優先級的理解是什麼?

每一個線程都是有優先級的,一般來說,高優先級的線程在運行時會具有優先權,但這依賴於線程調度的實現,這個實現是和操作系統相關的(OS dependent)。我們可以定義線程的優先級,但是這並不能保證高優先級的線程會在低優先級的線程前執行。線程優先級是一個int變量(從 1-10),1代表最低優先級,10代表最高優先級

什麼是線程調度器(Thread Scheduler)和時間分片(Time Slicing)?

線程調度器是一個操作系統服務,它負責爲Runnable狀態的線程分配CPU時間。一旦我們創建一個線程並啓動它,它的執行便依賴於線程調度器的實現。時間分片是指將可用的CPU時間分配給可用的Runnable線程的過程。分配CPU時間可以基於線程優先級或者線程等待的時間。線程調度並不受到Java虛擬機控制,所以由應用程序來控制它是更好的選擇(也就是說不要讓你的程序依賴於線程的優先級)。

在多線程中,什麼是上下文切換(context-switching)?

上下文切換是存儲和恢復CPU狀態的過程,它使得線程執行能夠從中斷點恢復執行。上下文切換是多任務操作系統和多線程環境的基本特徵。

如何確保main()方法所在的線程是Java程序最後結束的線程?

可以使用Thread類的join()方法來確保所有程序創建的線程在main()方法退出前結束。

爲什麼線程通信的方法wait(), notify()和notifyAll()被定義在Object類裏?

Java的每個對象中都有一個鎖(monitor,也可以成爲監視器) 並且wait(),notify()等方法用於等待對象的鎖或者通知其他線程對象的監視器可用。在J**ava的線程中並沒有可供任何對象使用的鎖和同步器。 這就是爲什麼這些方法是Object類的一部分,這樣**Java的每一個類都有用於線程間通信的基本方法

爲什麼wait(), notify()和notifyAll()必須在同步方法或者同步塊中被調用?

當一個線程需要調用對象的wait()方法的時候,這個線程必須擁有該對象的鎖,接着它就會釋放這個對象鎖並進入等待狀態直到其他線程調用這個對象上的 notify()方法。同樣的,當一個線程需要調用對象的notify()方法時,它會釋放這個對象的鎖,以便其他在等待的線程就可以得到這個對象鎖。由 於所有的這些方法都需要線程持有對象的鎖,這樣就只能通過同步來實現,所以他們只能在同步方法或者同步塊中被調用。

爲什麼Thread類的sleep()和yield()方法是靜態的?

Thread類的sleep()和yield()方法將在當前正在執行的線程上運行。所以在其他處於等待狀態的線程上調用這些方法是沒有意義的。這就是爲 什麼這些方法是靜態的。它們可以在當前正在執行的線程中工作,並避免程序員錯誤的認爲可以在其他非運行線程調用這些方法。

什麼是ThreadLocal?

ThreadLocal用於創建線程的本地變量,我們知道一個對象的所有線程會共享它的全局變量,所以這些變量不是線程安全的,我們可以使用同步技術。但是當我們不想使用同步的時候,我們可以選擇ThreadLocal變量。
每個線程都會擁有他們自己的Thread變量,它們可以使用get()\set()方法去獲取他們的默認值或者在線程內部改變他們的值。ThreadLocal實例通常是希望它們同線程狀態關聯起來是private static屬性。

什麼是Java線程轉儲(Thread Dump),如何得到它?

線程轉儲是一個JVM活動線程的列表,它對於分析系統瓶頸和死鎖非常有用。
有很多方法可以獲取線程轉儲——使用Profiler,Kill -3命令,jstack工具等等。我更喜歡jstack工具,因爲它容易使用並且是JDK自帶的。由於它是一個基於終端的工具,所以我們可以編寫一些腳本去定時的產生線程轉儲以待分析。

什麼是死鎖(Deadlock)?如何分析和避免死鎖?

死鎖是指兩個以上的線程永遠阻塞的情況,這種情況產生至少需要兩個以上的線程和兩個以上的資源。
分析死鎖,我們需要查看Java應用程序的線程轉儲。我們需要找出那些狀態爲BLOCKED的線程和他們等待的資源。每個資源都有一個唯一的id,用這個id我們可以找出哪些線程已經擁有了它的對象鎖。
避免嵌套鎖,只在需要的地方使用鎖和避免無限期等待是避免死鎖的通常辦法,

什麼是Java Timer類?如何創建一個有特定時間間隔的任務?

java.util.Timer是一個工具類,可以用於安排一個線程在未來的某個特定時間執行。Timer類可以用安排一次性任務或者週期任務。
java.util.TimerTask是一個實現了Runnable接口的抽象類,我們需要去繼承這個類來創建我們自己的定時任務並使用Timer去安排它的執行。

什麼是線程池?如何創建一個Java線程池?

一個線程池管理了一組工作線程,同時它還包括了一個用於放置等待執行的任務的隊列。
java.util.concurrent.Executors提供了一個 java.util.concurrent.Executor接口的實現用於創建線程池。

什麼是原子操作?在Java Concurrency API中有哪些原子類(atomic classes)?

原子操作是指一個不受其他操作影響的操作任務單元。原子操作是在多線程環境下避免數據不一致必須的手段。
在JDK1.5之前我們可以使用同步技術來做到這一點。到JDK1.5,java.util.concurrent.atomic包提供了int和long類型的裝類,它們可以自動的保證對於他們的操作是原子的並且不需要使用同步。

Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什麼?對比同步它有什麼優勢?

它的優勢有:
• 可以使鎖更公平
• 可以使線程在等待鎖的時候響應中斷
• 可以讓線程嘗試獲取鎖,並在無法獲取鎖的時候立即返回或者等待一段時間
• 可以在不同的範圍,以不同的順序獲取和釋放鎖

什麼是Callable和Future?

java.util.concurrent.Callable 接口,它和Runnable接口很相似,但它可以返回一個對象或者拋出一個異常。
Callable接口使用泛型去定義它的返回類型。Executors類提供了一些有用的方法去在線程池中執行Callable內的任務。由於 Callable任務是並行的,我們必須等待它返回的結果。java.util.concurrent.Future對象爲我們解決了這個問題。在線程池 提交Callable任務後返回了一個Future對象,使用它我們可以知道Callable任務的狀態和得到Callable返回的執行結果。 Future提供了get()方法讓我們可以等待Callable結束並獲取它的執行結果。

什麼是FutureTask?

FutureTask是Future的一個基礎實現,我們可以將它同Executors使用處理異步任務。通常我們不需要使用FutureTask類,單 當我們打算重寫Future接口的一些方法並保持原來基礎的實現是,它就變得非常有用。我們可以僅僅繼承於它並重寫我們需要的方法

什麼是併發容器的實現

Java集合類都是快速失敗的,這就意味着當集合被改變且一個線程在使用迭代器遍歷集合的時候,迭代器的next()方法將拋出ConcurrentModificationException異常。
併發容器支持併發的遍歷和併發的更新。
主要的類有ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList 和CopyOnWriteArraySet,

Executors類是什麼?

Executors爲Executor,ExecutorService,ScheduledExecutorService,ThreadFactory和Callable類提供了一些工具方法

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