易云巢做营销型网站,中小学生在线做试卷的网站6,动漫制作专业的高职实训室,两个人做aj的视频教程最全BAT必考题答案系列 最全MySQL面试60题和答案 史上最全Spring面试71题与答案 史上最全Redis面试49题#xff08;含答案#xff09;:哨兵复制事务集群持久化等 分布式缓存RedisMemcached经典面试题和答案 最全Java锁详解#xff1a;独享锁/共享锁公平锁/非公平锁乐观锁… 最全BAT必考题答案系列 最全MySQL面试60题和答案 史上最全Spring面试71题与答案 史上最全Redis面试49题含答案:哨兵复制事务集群持久化等 分布式缓存RedisMemcached经典面试题和答案 最全Java锁详解独享锁/共享锁公平锁/非公平锁乐观锁/悲观锁 Java并发编程系列深入详解Synchronized同步锁的底层实现 高并发编程系列4种常用Java线程锁的特点性能比较、使用场景 高并发编程系列CountDownLatch、Semaphore等4大并发工具类详解 并发编程系列Java线程池的使用方式核心运行原理、以及注意事项 直通BAT必考题系列JVM性能调优的6大步骤及关键调优参数详解 高并发编程系列ConcurrentHashMap的实现原理JDK1.7和JDK1.8 直通BAT必考题系列7种JVM垃圾收集器特点优劣势、及使用场景 阿里P8架构师谈JVM的内存分配、运行原理、回收算法机制 直通BAT必考题系列JVM的4种垃圾回收算法、垃圾回收机制与总结 直通BAT必考题系列深入详解JVM内存模型与JVM参数详细配置 1、并发编程三要素 1原子性 原子性指的是一个或者多个操作要么全部执行并且在执行的过程中不被其他操作打断要么就全部都不执行。 2可见性 可见性指多个线程操作一个共享变量时其中一个线程对变量进行修改后其他线程可以立即看到修改的结果。 实现可见性的方法 synchronized或者Lock保证同一个时刻只有一个线程获取锁执行代码锁释放之前把最新的值刷新到主内存实现可见性。 3有序性 有序性即程序的执行顺序按照代码的先后顺序来执行。 2、多线程的价值 1发挥多核CPU的优势 多线程可以真正发挥出多核CPU的优势来达到充分利用CPU的目的采用多线程的方式去同时完成几件事情而不互相干扰。 2防止阻塞 从程序运行效率的角度来看单核CPU不但不会发挥出多线程的优势反而会因为在单核CPU上运行多线程导致线程上下文的切换而降低程序整体的效率。但是单核CPU我们还是要应用多线程就是为了防止阻塞。试想如果单核CPU使用单线程那么只要这个线程阻塞了比方说远程读取某个数据吧对端迟迟未返回又没有设置超时时间那么你的整个程序在数据返回回来之前就停止运行了。多线程可以防止这个问题多条线程同时运行哪怕一条线程的代码执行读取数据阻塞也不会影响其它任务的执行。 3便于建模 这是另外一个没有这么明显的优点了。假设有一个大的任务A单线程编程那么就要考虑很多建立整个程序模型比较麻烦。但是如果把这个大的任务A分解成几个小任务任务B、任务C、任务D分别建立程序模型并通过多线程分别运行这几个任务那就简单很多了。 3、创建线程的有哪些方式 1继承Thread类创建线程类 2通过Runnable接口创建线程类 3通过Callable和Future创建线程 4.创建线程的三种方式的对比 1采用实现Runnable、Callable接口的方式创建多线程。 优势是 线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口还可以继承其他类。 在这种方式下多个线程可以共享同一个target对象所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况从而可以将CPU、代码和数据分开形成清晰的模型较好地体现了面向对象的思想。 劣势是 编程稍微复杂如果要访问当前线程则必须使用Thread.currentThread方法。 2使用继承Thread类的方式创建多线程 优势是 编写简单如果需要访问当前线程则无需使用Thread.currentThread方法直接使用this即可获得当前线程。 劣势是 线程类已经继承了Thread类所以不能再继承其他父类。 3Runnable和Callable的区别 Callable规定重写的方法是callRunnable规定重写的方法是run。 Callable的任务执行后可返回值而Runnable的任务是不能返回值的。 Call方法可以抛出异常run方法不可以。 运行Callable任务可以拿到一个Future对象表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法以等待计算的完成并检索计算的结果。通过Future对象可以了解任务执行情况可取消任务的执行还可获取执行结果。 5、线程的状态流转图 线程的生命周期及五种基本状态 Java线程具有五中基本状态 1新建状态New当线程对象对创建后即进入了新建状态如Thread t new MyThread; 2就绪状态Runnable当调用线程对象的start方法t.start;线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程只是说明此线程已经做好了准备随时等待CPU调度执行并不是说执行了t.start此线程立即就会执行 3运行状态Running当CPU开始调度处于就绪状态的线程时此时线程才得以真正执行即进入到运行状态。注就 绪状态是进入到运行状态的唯一入口也就是说线程要想进入运行状态执行首先必须处于就绪状态中 4阻塞状态Blocked处于运行状态中的线程由于某种原因暂时放弃对CPU的使用权停止执行此时进入阻塞状态直到其进入到就绪状态才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同阻塞状态又可以分为三种 1.等待阻塞运行状态中的线程执行wait方法使本线程进入到等待阻塞状态 2.同步阻塞 — 线程在获取synchronized同步锁失败因为锁被其它线程所占用它会进入同步阻塞状态 3.其他阻塞 — 通过调用线程的sleep或join或发出了I/O请求时线程会进入到阻塞状态。当sleep状态超时、join等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时线程重新转入就绪状态。 5死亡状态Dead线程执行完了或者因异常退出了run方法该线程结束生命周期。 6.什么是线程池 有哪几种创建方式 线程池就是提前创建若干个线程如果有任务需要处理线程池里的线程就会处理任务处理完之后线程并不会被销毁而是等待下一个任务。由于创建和销毁线程都是消耗系统资源的所以当你想要频繁的创建和销毁线程的时候就可以考虑使用线程池来提升系统的性能。 java 提供了一个 java.util.concurrent.Executor接口的实现用于创建线程池。 四种线程池的创建 1newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池 2newFixedThreadPool 创建一个定长线程池可控制线程最大并发数。 3newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池支持定时及周期性任务执行。 4newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池它只会用唯一的工作线程来执行任务。 7.线程池的优点 1重用存在的线程减少对象创建销毁的开销。 2可有效的控制最大并发线程数提高系统资源的使用率同时避免过多资源竞争避免堵塞。 3提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。 8.Java中的同步集合与并发集合有什么区别 同步集合类 Vector Stack HashTable Collections.synchronized方法生成 并发集合类 ConcurrentHashMap CopyOnWriteArrayList CopyOnWriteArraySet等 9.同步集合与并发集合的区别 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。同步集合比并发集合会慢得多主要原因是锁同步集合会对整个May或List加锁而并发集合例如ConcurrentHashMap 把整个Map 划分成几个片段只对相关的几个片段上锁同时允许多线程访问其他未上锁的片段JDK1.8版本底层加入了红黑树。 10.常用的并发工具类有哪些 CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore Exchanger 11.CyclicBarrier和CountDownLatch的应用场景 CountDownLatch : 一个线程或者多个 等待另外N个线程完成某个事情之后才能执行。 CyclicBarrier : N个线程相互等待任何一个线程完成之前所有的线程都必须等待。 CountDownLatch的使用场景 在一些应用场合中需要等待某个条件达到要求后才能做后面的事情同时当线程都完成后也会触发事件以便进行后面的操作, 这个时候就可以使用CountDownLatch。 CyclicBarrier 使用场景 CyclicBarrier可以用于多线程计算数据最后合并计算结果的应用场景。 12.CyclicBarrier和CountDownLatch的区别 1CountDownLatch简单的说就是一个线程等待直到他所等待的其他线程都执行完成并且调用countDown方法发出通知后当前线程才可以继续执行。 2cyclicBarrier是所有线程都进行等待直到所有线程都准备好进入await方法之后所有线程同时开始执行 3CountDownLatch的计数器只能使用一次。而CyclicBarrier的计数器可以使用reset 方法重置。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景比如如果计算发生错误可以重置计数器并让线程们重新执行一次。 4CyclicBarrier还提供其他有用的方法比如getNumberWaiting方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量。isBroken方法用来知道阻塞的线程是否被中断。如果被中断返回true否则返回false。 13.synchronized的作用 在Java中synchronized关键字是用来控制线程同步的就是在多线程的环境下控制synchronized代码段不被多个线程同时执行。 synchronized既可以加在一段代码上也可以加在方法上。 14.volatile关键字的作用 对于可见性Java提供了volatile关键字来保证可见性。 当一个共享变量被volatile修饰时它会保证修改的值会立即被更新到主存当有其他线程需要读取时它会去内存中读取新值。 从实践角度而言volatile的一个重要作用就是和CAS结合保证了原子性详细的可以参见java.util.concurrent.atomic包下的类比如AtomicInteger。 15.什么是CAS CAS是compare and swap的缩写即我们所说的比较交换。 cas是一种基于锁的操作而且是乐观锁。在java中锁分为乐观锁和悲观锁。悲观锁是将资源锁住等一个之前获得锁的线程释放锁之后下一个线程才可以访问。而乐观锁采取了一种宽泛的态度通过某种方式不加锁来处理资源比如通过给记录加version来获取数据性能较悲观锁有很大的提高。 CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置V、预期原值A和新值B。如果内存地址里面的值和A的值是一样的那么就将内存里面的值更新成B。CAS是通过无限循环来获取数据的若果在第一轮循环中a线程获取地址里面的值被b线程修改了那么a线程需要自旋到下次循环才有可能机会执行。 java.util.concurrent.atomic 包下的类大多是使用CAS操作来实现的 AtomicInteger,AtomicBoolean,AtomicLong。 16. CAS的问题 1CAS容易造成ABA问题。一个线程a将数值改成了b接着又改成了a此时CAS认为是没有变化其实是已经变化过了而这个问题的解决方案可以使用版本号标识每操作一次version加1。在java5中已经提供了AtomicStampedReference来解决问题。 2 不能保证代码块的原子性 CAS机制所保证的知识一个变量的原子性操作而不能保证整个代码块的原子性。比如需要保证3个变量共同进行原子性的更新就不得不使用synchronized了。 3CAS造成CPU利用率增加。之前说过了CAS里面是一个循环判断的过程如果线程一直没有获取到状态cpu资源会一直被占用。 17.什么是Future 在并发编程中我们经常用到非阻塞的模型在之前的多线程的三种实现中不管是继承thread类还是实现runnable接口都无法保证获取到之前的执行结果。通过实现Callback接口并用Future可以来接收多线程的执行结果。 Future表示一个可能还没有完成的异步任务的结果针对这个结果可以添加Callback以便在任务执行成功或失败后作出相应的操作。 18.什么是AQS AQS是AbustactQueuedSynchronizer的简称它是一个Java提高的底层同步工具类用一个int类型的变量表示同步状态并提供了一系列的CAS操作来管理这个同步状态。 AQS是一个用来构建锁和同步器的框架使用AQS能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器比如我们提到的ReentrantLockSemaphore其他的诸如ReentrantReadWriteLockSynchronousQueueFutureTask等等皆是基于AQS的。 AQS支持两种同步方式 1.独占式 2.共享式 这样方便使用者实现不同类型的同步组件独占式如ReentrantLock共享式如SemaphoreCountDownLatch组合式的如ReentrantReadWriteLock。总之AQS为使用提供了底层支撑如何组装实现使用者可以自由发挥。 19.ReadWriteLock是什么 首先明确一下不是说ReentrantLock不好只是ReentrantLock某些时候有局限。如果使用ReentrantLock可能本身是为了防止线程A在写数据、线程B在读数据造成的数据不一致但这样如果线程C在读数据、线程D也在读数据读数据是不会改变数据的没有必要加锁但是还是加锁了降低了程序的性能。 因为这个才诞生了读写锁ReadWriteLock。ReadWriteLock是一个读写锁接口ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一个具体实现实现了读写的分离读锁是共享的写锁是独占的读和读之间不会互斥读和写、写和读、写和写之间才会互斥提升了读写的性能。 20.FutureTask是什么 这个其实前面有提到过FutureTask表示一个异步运算的任务。FutureTask里面可以传入一个Callable的具体实现类可以对这个异步运算的任务的结果进行等待获取、判断是否已经完成、取消任务等操作。当然由于FutureTask也是Runnable接口的实现类所以FutureTask也可以放入线程池中。 21.synchronized和ReentrantLock的区别 synchronized是和if、else、for、while一样的关键字ReentrantLock是类这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上 1ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置这样就避免了死锁 2ReentrantLock可以获取各种锁的信息 3ReentrantLock可以灵活地实现多路通知 另外二者的锁机制其实也是不一样的。ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁synchronized操作的应该是对象头中mark word这点我不能确定。 22.什么是乐观锁和悲观锁 1乐观锁就像它的名字一样对于并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态乐观锁认为竞争不总是会发生因此它不需要持有锁将比较-替换这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量如果失败则表示发生冲突那么就应该有相应的重试逻辑。 2悲观锁还是像它的名字一样对于并发间操作产生的线程安全问题持悲观状态悲观锁认为竞争总是会发生因此每次对某资源进行操作时都会持有一个独占的锁就像synchronized不管三七二十一直接上了锁就操作资源了。 23.线程B怎么知道线程A修改了变量 volatile修饰变量 synchronized修饰修改变量的方法 wait/notify while轮询 24.synchronized、volatile、CAS比较 synchronized是悲观锁属于抢占式会引起其他线程阻塞。 volatile提供多线程共享变量可见性和禁止指令重排序优化。 CAS是基于冲突检测的乐观锁非阻塞 25.sleep方法和wait方法有什么区别? 这个问题常问sleep方法和wait方法都可以用来放弃CPU一定的时间不同点在于如果线程持有某个对象的监视器sleep方法不会放弃这个对象的监视器wait方法会放弃这个对象的监视器 26.ThreadLocal是什么有什么用 ThreadLocal是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射各个线程之间的变量互不干扰在高并发场景下可以实现无状态的调用特别适用于各个线程依赖不通的变量值完成操作的场景。 简单说ThreadLocal就是一种以空间换时间的做法在每个Thread里面维护了一个以开地址法实现的ThreadLocal.ThreadLocalMap把数据进行隔离数据不共享自然就没有线程安全方面的问题了。 27.为什么wait方法和notify/notifyAll方法要在同步块中被调用 这是JDK强制的wait方法和notify/notifyAll方法在调用前都必须先获得对象的锁 28.多线程同步有哪几种方法 Synchronized关键字Lock锁实现分布式锁等。 29.线程的调度策略 线程调度器选择优先级最高的线程运行但是如果发生以下情况就会终止线程的运行 1线程体中调用了yield方法让出了对cpu的占用权利 2线程体中调用了sleep方法使线程进入睡眠状态 3线程由于IO操作受到阻塞 4另外一个更高优先级线程出现 5在支持时间片的系统中该线程的时间片用完 30.ConcurrentHashMap的并发度是什么 ConcurrentHashMap的并发度就是segment的大小默认为16这意味着最多同时可以有16条线程操作ConcurrentHashMap这也是ConcurrentHashMap对Hashtable的最大优势任何情况下Hashtable能同时有两条线程获取Hashtable中的数据吗 31.Java死锁以及如何避免 Java中的死锁是一种编程情况其中两个或多个线程被永久阻塞Java死锁情况出现至少两个线程和两个或更多资源。 Java发生死锁的根本原因是在申请锁时发生了交叉闭环申请。 死锁的原因 1是多个线程涉及到多个锁这些锁存在着交叉所以可能会导致了一个锁依赖的闭环。 例如线程在获得了锁A并且没有释放的情况下去申请锁B这时另一个线程已经获得了锁B在释放锁B之前又要先获得锁A因此闭环发生陷入死锁循环。 2默认的锁申请操作是阻塞的。 所以要避免死锁就要在一遇到多个对象锁交叉的情况就要仔细审查这几个对象的类中的所有方法是否存在着导致锁依赖的环路的可能性。 总之是尽量避免在一个同步方法中调用其它对象的延时方法和同步方法。 32.怎么唤醒一个阻塞的线程 如果线程是因为调用了wait、sleep或者join方法而导致的阻塞可以中断线程并且通过抛出InterruptedException来唤醒它如果线程遇到了IO阻塞无能为力因为IO是操作系统实现的Java代码并没有办法直接接触到操作系统。 33.不可变对象对多线程有什么帮助 前面有提到过的一个问题不可变对象保证了对象的内存可见性对不可变对象的读取不需要进行额外的同步手段提升了代码执行效率。 34.什么是多线程的上下文切换 多线程的上下文切换是指CPU控制权由一个已经正在运行的线程切换到另外一个就绪并等待获取CPU执行权的线程的过程。 35.如果你提交任务时线程池队列已满这时会发生什么 这里区分一下 如果使用的是无界队列LinkedBlockingQueue也就是无界队列的话没关系继续添加任务到阻塞队列中等待执行因为LinkedBlockingQueue可以近乎认为是一个无穷大的队列可以无限存放任务 如果使用的是有界队列比如ArrayBlockingQueue任务首先会被添加到ArrayBlockingQueue中ArrayBlockingQueue满了会根据maximumPoolSize的值增加线程数量如果增加了线程数量还是处理不过来ArrayBlockingQueue继续满那么则会使用拒绝策略RejectedExecutionHandler处理满了的任务默认是AbortPolicy 36.Java中用到的线程调度算法是什么 抢占式。一个线程用完CPU之后操作系统会根据线程优先级、线程饥饿情况等数据算出一个总的优先级并分配下一个时间片给某个线程执行。 37.什么是线程调度器Thread Scheduler和时间分片Time Slicing 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。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。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。 38.Java Concurrency API中的Lock接口Lock interface是什么对比同步它有什么优势 Lock接口比同步方法和同步块提供了更具扩展性的锁操作。他们允许更灵活的结构可以具有完全不同的性质并且可以支持多个相关类的条件对象。 它的优势有 可以使锁更公平 可以使线程在等待锁的时候响应中断 可以让线程尝试获取锁并在无法获取锁的时候立即返回或者等待一段时间 可以在不同的范围以不同的顺序获取和释放锁 39.单例模式的线程安全性 老生常谈的问题了首先要说的是单例模式的线程安全意味着某个类的实例在多线程环境下只会被创建一次出来。单例模式有很多种的写法我总结一下 1饿汉式单例模式的写法线程安全 2懒汉式单例模式的写法非线程安全 3双检锁单例模式的写法线程安全 40.Semaphore有什么作用 Semaphore就是一个信号量它的作用是限制某段代码块的并发数。Semaphore有一个构造函数可以传入一个int型整数n表示某段代码最多只有n个线程可以访问如果超出了n那么请等待等到某个线程执行完毕这段代码块下一个线程再进入。由此可以看出如果Semaphore构造函数中传入的int型整数n1相当于变成了一个synchronized了。 41.Executors类是什么 Executors为ExecutorExecutorServiceScheduledExecutorServiceThreadFactory和Callable类提供了一些工具方法。 Executors可以用于方便的创建线程池 42.线程类的构造方法、静态块是被哪个线程调用的 这是一个非常刁钻和狡猾的问题。请记住线程类的构造方法、静态块是被new这个线程类所在的线程所调用的而run方法里面的代码才是被线程自身所调用的。 如果说上面的说法让你感到困惑那么我举个例子假设Thread2中new了Thread1main函数中new了Thread2那么 1Thread2的构造方法、静态块是main线程调用的Thread2的run方法是Thread2自己调用的 2Thread1的构造方法、静态块是Thread2调用的Thread1的run方法是Thread1自己调用的 43.同步方法和同步块哪个是更好的选择 同步块这意味着同步块之外的代码是异步执行的这比同步整个方法更提升代码的效率。请知道一条原则同步的范围越小越好。 44.Java线程数过多会造成什么异常 1线程的生命周期开销非常高 2消耗过多的CPU资源 如果可运行的线程数量多于可用处理器的数量那么有线程将会被闲置。大量空闲的线程会占用许多内存给垃圾回收器带来压力而且大量的线程在竞争CPU资源时还将产生其他性能的开销。 3降低稳定性 JVM在可创建线程的数量上存在一个限制这个限制值将随着平台的不同而不同并且承受着多个因素制约包括JVM的启动参数、Thread构造函数中请求栈的大小以及底层操作系统对线程的限制等。如果破坏了这些限制那么可能抛出OutOfMemoryError异常。 你可能也喜欢: Java多线程与并发系列从0到1全部合集强烈建议收藏 Java多线程系列二线程的五大状态以及线程之间的通信与协作 Java多线程系列一最全面的Java多线程学习概述 最全多线程经典面试题和答案 Java多线程系列八ConcurrentHashMap的实现原理JDK1.7和JDK1.8 Java多线程系列三Java线程池的使用方式及核心运行原理
