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多线程常见问题

线程基础

1、进程和线程的,并行和并发的区别

  线程是计算机进行运算调用的最小单元,包含在进程内。例如:一个微信在计算机后台属于一个进程,发送一句话是由一个线程完成的,同时要保存聊天的内容,是由另一个线程完成,所以在进程中有多个线程。   简单的说就是一个个执行,还是多个一起执行。发送消息和保存聊天记录,在我们看起来是同时完成,只是宏观上看来。微观上是单个CPU将时间分成多个时间段,交替执行。只有在多个CPU处理器才会真正存在并行的操作。

2、为什么要用多线程

1、防止阻塞,线程在执行i/o操作时线程会等待。这时可以在创建一个任务继续执行下面的操作。 2、提高效率,单线程在多核CPU上,只会在一个上面执行,另外的资源就会浪费掉。

3、创建线程的四种方式

1、extends Thread 2、Implement Runnable 3、使用Callable 和Future创建 4、使用线程池,例如 new ThreadPoolExecutor创建

4、终止线程的四种方式

1、使用共享变量volatile boolean flag 2、使用Thread的interrupt()和isInterrupted() 3、使用Thread的interrupt()和InterruptionException 注: 不建议使用stop()

5、start()和run()的区别

start() 启动一个线程,等待分配时间片;run()线程执行的方法体。

           Thread t = new Thread() {
                public void run() {
                }
            };
            t.start();

6、sleep()和wait()区别

1、sleep是Thread静态方法,wait是Object成员方法 2、sleep不会释放对象锁,wait会释放对象锁进入等待队列。 3、wait必须在同步代码块或者同步方法中执行(源码方法注释:The current thread must own this object's monitor) 4、sleep需要捕获InterruptedException

7、线程的生命周期

线程有五种状态: 初始(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)、结束(Dead)

线程的生命周期

8、守护线程的作用

守护线程顾名思义,守护用户线程的线程。常见的GC回收线程 守护线程拥有自动结束生命周期的特性

9、Runnable和Callable接口的区别

1、Runnable需要实现run方法,Callable需要实现call方法,call方法有返回值,和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果 2、Callable可以抛出check exception

10、Volatile关键字的作用

1、保证不同线程对volatile变量操作的可见性 2、实现有序性

11、线程之间如何通信

多个线程在操作同一份数据时, 避免对同一共享变量的争夺,利用wait()、notify()来帮助解决线程之间对同一个变量的使用或操作

线程安全

1、什么是线程安全

在多线程处理中,能够正常的按照程序设计访问共享数据。 线程不安全的要素:1、多个线程并发执行 2、共享数据 3、存在写操作 通常使用线程安全的方式,避免共享数据: 1、ThreadLocal 2、使用不可变对象 加条件来保证执行顺序: 1、互斥锁 2、CAS原子操作

2、Synchronized和Lock的区别

1、Synchronized是一个关键字;Lock是一个类 2、Synchronized会自动释放锁,Lock需要在finally手动释放 3、Synchronized无法判断是否获取锁,Lock可以判断是否获取到锁 4、Synchronized可重入、不可中断、非公平,Lock可重入、可中断 可公平(两种皆可) 5、Synchronized是悲观锁,Lock是CAS实现的乐观锁

3、什么是线程八锁

线程八锁只是描述八种不同情况,静态方法和非静态方法锁的对象。 普通方法锁的是当前this,静态方法锁的是当前Class。

4、死锁怎么发生,如何避免

死锁是两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象。 避免死锁的三种方式 1、加锁顺序,保持一直 2、加锁时限,加timeout 3、死锁检测

5、什么是乐观锁和悲观锁

悲观锁:假设最坏的情况,每次拿数据都会做修改,所以在拿到数据的时候都会上锁,别人在访问时就会一直等待。 乐观锁:总是假设别人拿到数据不会修改,所以不会上锁,但是在此期间更新的时候会判断别人有没有对这个数据做过更新,常用版本号和CAS算法实现。 在高并发的场景中,不一定说哪种好,针对写多读少用悲观锁,读多写少建议用乐观锁,避免写多产生冲突,上次应用一直retry。

6、CAS算法的实现

CAS是一种无锁算法,比较与交换compare and swap 的缩写。有三个值:内存值V,旧的预算值O,要更新的值N。当且仅当V==O的时候将内存值修改成N。 CAS的缺点:1、ABA 问题 2、循环时间长 3、只能保证一个共享变量的原子操作 1、ABA 问题:假设账户余额100元,交话费扣50。有两个线程去扣余额,A 扣50,这时别人给账户转了50。B扣款时余额还是100,所以B也扣了50.这样就导致A、B都扣了50。 解决方式:加版本号。 2、自循环长时间执行不成功,消耗大。解决方式:java8的LongAdder,使用了分段CAS和自动分段迁移来解决空循环和自循环等待问题。 3、解决方式:AtomicReference类将多个共享变量合并成一个共享变量

线程池

1、什么是线程池

在java面向对象的编程中,创建对象和销毁对象都浪费时间。线程也是,所以就有了池化的概念,就是预先创建一批线程放在池中,使用的时候从池里取,空闲的时候在放回去。

2、线程池参数作用

1、corePoolSize:核心线程数量 2、maximumPoolSize:最大线程数 3、ThreadFactory 4、keepAliveTime:非空闲线程超时时间 5、unit:时间单位 6、rejectHander:拒绝策略 针对队列中线程满的情况 Abort:直接丢弃并抛出异常 Discard:直接丢弃不抛异常 DiscardOldest:丢弃最前面的任务,重新尝试执行当前任务(循环执行) CallerRuns:由调用线程处理该任务 7、workQueue:任务队列 SynchronousQueue队列中的任务直接交给线程不处理 LinkedBlockingQueue当前线程数小于核心线程数,创建一个线程来处理,否则放在队列中 ArrayBlockingQueue指定大小,当前线程数小于核心线程数,创建一个线程来处理,否则创建一个非核心线程。当前线程数大于maximumPoolSize抛出异常 DelayQueue达到指定时间执行该任务

3、Executors工具

静态创建方法 1、newSingleThreadExecutors:创建一个单线程的线程池。单线程有序处理,如果当前线程处理异常,重新创建一个线程代替。 2、newFixedThreadPool:创建一个固定大小的线程池 3、newCachedThreadPool:创建一个可缓存的线程池,核心线程数0,最大为Integer.MAX_VALUE,keepAlive为60即所有线程超时时间60s,队列为SynchronousQueue 4、newScheduledThreadPool:创建一个支持定时和周期性执行任务的线程池,核心数固定大小,最大线程为Integer.MAX_VALUE,队列为DelayQueue。 5、newSingleThreadScheduledExecutor:创建一个单线程支持定时和周期性执行任务的线程池

4、线程池工作流程

线程池工作流程

JUC并发包

1、CyclicBarrier和CountDownLatch区别

CountDownLatch:一个线程(多个)等待另外N个线程处理完之后在执行。内部实现了AQS,初始化的时候调用Sync的构造方法将count赋值给state,调用countDown的时候利用CAS递减state;调用await的线程会放在AQS中,等待计数器为0,重新唤起该线程。 CyclicBarrier:N个线程在任何一个线程没有完成之间都要等待。是由ReentrantLock和Condition实现

2、ConcurrentHashMap的实现机制(1.8)

ConcurrentHashMap针对HashMap线程不安全,hashTable效率低的问题作出的解决方案。1.7采用的分段锁机制,1.8使用CAS+Synchronized保证线程安全。 put: 1、初始化table 2、计算hash如果当前下标为null,cas操作插入该节点 3、如果当前table在扩容,就帮助其进行扩容 4、synchronized 当前节点 ,根据链表和树转换原则(6-8)选择不同存储结构 5、当前容量加1 get:读数据时没有加锁,而是使用volatile保证多线程之间数据的可见性。

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