java面试线程必备知识点,怼死面试官,从我做起

正文部分

|--多线程一定好么?

cpu密集不好 io密集好

|--如何减少上下文切换:

无锁并发(数据id根据Hash分段)、CAS、最少线程

|--java线程避免死锁:

避免一个线程同时有多个锁

避免一个锁占用多个资源

lock.tryLock代替内部锁

内存屏障:限制命令操作顺序,有LoadLoad、LoadStore、LoadStore、StroreStreo四种屏障

缓冲行:cpu缓存最小储存单位

写命中:缓存有,直接写入缓存

缓存一致性:主存改变,其他缓存改变(read、load、use绑定)

顺序一致性:单个线程内执行结果一定是不变的(但依然有指令重排,只是结果不受影响的重排)

|--八个CPU原子命令:

lock、unlock、read、load、use、assign、store、write

|--volatile做的事:

1.lock前缀指令使缓存行立即写入内存(assign、store、write绑定)

2.其他cpu缓存无效

3.加入内存屏障

使用前景:不依赖于上次数据

使用案例:i++:tmp = i;tmp=tmp+1;i = tmp;

64位机器跑32位jvm,long和double:2段分2次计算,不加volatile会导致结果前32位是一个线程结果,后32位一个线程结果

|--synchronized

对象加锁,Monitor对象,monitorenter和monitorexit命令实现

锁升级

|--ReentrantLock 可重入锁

通过CVS等实现,比synchronized效率略高,有公平锁非公平锁

锁可多次进入,并把拥有数++

lock(), 如果获取了锁立即返回,如果别的线程持有锁,当前线程则一直处于休眠状态,直到获取锁

tryLock(), 如果获取了锁立即返回true,如果别的线程正持有锁,立即返回false;

|--ReentrantReadWriteLock

read/write两把锁

写锁与ReetrantLock类似,只有写锁读锁都没被占用才获得锁

读锁拥有数是多个线程的,每个线程拥有数只能自己通过ThreadLocal记录

写锁结束降级读锁,避免可见性问题

|--Lock和synchronized区别

Lock是通过代码级实现,cvs

synchronized是通过jvm的monitor实现的

还多了 锁投票,定时锁等候和中断锁等候等特性

使用ReentrantLock,如果A不释放,可以使B在等待了足够长的时间以后,中断等待,而干别的事情

|--AQS(AbstractQueuedSynchronized)

有队列,有state、进入会先自旋再阻塞,默认非公平,队列唤醒了调用tryAcquire,不一定能获取锁

|--java对象头:

MarkWord 长度:32/64,存储hashCode或者锁信息

|--CAS unsafe.compareAndSwap(对象地址,原来值,要修改值)

unsafe是通过操作系统实现(CMPXCHG指令),如果失败返回false;

|--CAS使用:自旋锁、自适应自旋锁

|--锁的升级

偏向锁(markword指向所在线程,代价低,两个线程则停安全点撤销)->轻量级线程(markword置换到拥有者线程,线程对象互指。两个线程则b线程自旋等待)->重量级锁(syn、reeentrantLock)

比较:

偏向锁: 加锁解锁消耗极少,锁竞争的安全点带来消耗。 适用于一个线程

轻量级锁:响应快,自旋消耗cpu 追求响应时间,同步块非常快

重量级: 追求吞吐量,同步块执行时间长

|--处理器实现原子性策略:

LOCK#信号是一个线程独占共享内存(通过锁住主内存总线,之后优化成缓存锁)

缓存锁保证原子性

|--java原子实现:

锁和CAS

CAS局限性:ABA问题(过程无感知)、循环时间开销大、一次保证一个变量

|--内存模型(对底层抽象)

线程通信方式:

内存模型(共享内存)

消息传递(A复制到主内存,再从主内存写到B)

管道:输入流输出流(PipedReader,PipedWriter,PipedInputstream,PipedOutputStream)

内存模型:本地内存(共享变量副本、局部变量)、主内存(共享变量)

指令重排序:编译优化重排、并行重排、内存重排

|--final域重写规则

构造函数内,final写入与被构造的对象引用赋值不能重排序(obj=this会引发逃逸,例如此时别的线程调用obj.i,final的i变量还没初始化)

初次读含final域对象与随后读final区域不能重排

|--单例模式问题

实例化分为:1.开辟空间memory 2.初始化对象 3.设置instance指向memory。

指令重排可能是:1->3->2 , 若2还未执行,B线程认为instance非空,直接调用instance,导致错误

解决方案:1.volatile禁止重排序 2.匿名内部类(连自己加锁都不用,类自带实例化锁)

|--为什么使用多线程

1.多处理器发挥功效

2.更快相应,一个下订单带来一系列操作如何快速成功:线程派发,分任务执行

|--java优先级

不一定有用,主要是靠操作系统底层实现

|--interrupt

interrupt不会真的终止,只是一种协作机制

interrupt()将会设置该线程的中断状态位,即设置为true

使用Thread.currentThread().isInterrupted()方法(因为它将线程中断标示位设置为true后,不会立刻清除中断标示位,即不会将中断标设置为false)

thread.interrupted()(该方法调用后会将中断标示位清除,即重新设置为false)

一个线程处于了等待状态(thread.sleep、thread.join、thread.wait),则在线程在检查中断标示时如果发现中断标示为true,则会在这些阻塞方法调用处抛出InterruptedException异常,并且在抛出异常后立即将线程的中断标示位清除,即重新设置为false。抛出异常是为了线程从阻塞状态醒过来,并在结束线程前让程序员有足够的时间来处理中断请求。

锁的情况下不会被中断影响

|--阻塞状态与等待区别

阻塞是进锁里,等待是wait、sleep。sleep设置时间状态叫做超时等待状态

|--线程的应用

1.等待之后超时

while(结果未返回 && 时间未到)

wait();

2.线程池

要有队列,状态

Worker实现Runnable接口,循环从jobs队列取任务执行,获取不到就wait();

execute(Job job)时,唤醒jobs

3.基于线程池Web服务器

思路:开一个Socket服务,每次accept后,把这个一对一服务放封装成job类,放到jobs队列里

|--LockSupport

工具类,有park、unpark阻塞唤醒线程

|--Condition

相当于Lock中的wait和notify,区别是wait等待队列只能有一个,Condition可以有多个

Condition队列类似于AQS队列

每个Condition下面有一个等待await的等待队列

Lock.newCondition()获取condition

Lock.await(); = wait

Lock.singal();=notify

|--ConcurrentHashMap

问题:HashMap线程不安全导致Entry链表编程环,引发死循环。

HashTable效率低

解决:Segment包含HashEntry数组

Segment是一种可重入锁(ReentrantLock)

实现:segment数量是2的n次方,默认16

每一个segment的容量=每个segment里HashEntry*负载因子

如何放入数据:再散列确保数据分散后放入segment

get方法:不加锁,而是用volatile

1.8更新:没有了segment,横向用Node链表替代,Node被调用取时就synchronize加锁。当没Node底下链表超过8个,将加锁

|--ConcurrentLinkedQueue

非阻塞

入队:定位尾节点,不成功cvs重试(为了减少CVS,控制尾节点更新频率)

出队:

原文发布于微信公众号 - 精讲JAVA(toooooooozi)

原文发表时间:2018-09-11

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