Java并发编程的12道面试题(内含答案)


      今天来总结以下Java并发编程的几道常见面试题,希望可以帮助到大家;


  1、在Java中守护线程和本地线程区别?


  Java中的线程分为两种:守护线程(Daemon)和用户线程(User)。


  任何线程都可以设置为守护线程和用户线程,通过方法Thread.setDaemon(boolon);true则把该线程设置为守护线程,反之则为用户线程。Thread.setDaemon()必须在Thread.start()之前调用,否则运行时会抛出异常。


  两者的区别:


  唯一的区别是判断虚拟机(JVM)何时离开,Daemon是为其他线程提供服务,如果全部的UserThread已经撤离,Daemon没有可服务的线程,JVM撤离。也可以理解为守护线程是JVM自动创建的线程(但不一定),用户线程是程序创建的线程;比如JVM的垃圾回收线程是一个守护线程,当所有线程已经撤离,不再产生垃圾,守护线程自然就没事可干了,当垃圾回收线程是Java虚拟机上仅剩的线程时,Java虚拟机会自动离开。


  扩展:ThreadDump打印出来的线程信息,含有daemon字样的线程即为守护进程,可能会有:服务守护进程、编译守护进程、windows下的监听Ctrl+break的守护进程、Finalizer守护进程、引用处理守护进程、GC守护进程。


  2、什么是多线程中的上下文切换?


  多线程会共同使用一组计算机上的CPU,而线程数大于给程序分配的CPU数量时,为了让各个线程都有执行的机会,就需要轮转使用CPU。不同的线程切换使用CPU发生的切换数据等就是上下文切换。


  3、死锁与活锁的区别,死锁与饥饿的区别?


  死锁:是指两个或两个以上的进程(或线程)在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。


  产生死锁的必要条件:


  互斥条件:所谓互斥就是进程在某一时间内独占资源。


  请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。


  不剥夺条件:进程已获得资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。


  循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。


  活锁:任务或者执行者没有被阻塞,由于某些条件没有满足,导致一直重复尝试,失败,尝试,失败。


  活锁和死锁的区别在于,处于活锁的实体是在不断的改变状态,所谓的“活”,而处于死锁的实体表现为等待;活锁有可能自行解开,死锁则不能。


  饥饿:一个或者多个线程因为种种原因无法获得所需要的资源,导致一直无法执行的状态。


  Java中导致饥饿的原因:


  高优先级线程吞噬所有的低优先级线程的CPU时间。


  线程被永久堵塞在一个等待进入同步块的状态,因为其他线程总是能在它之前持续地对该同步块进行访问。


  线程在等待一个本身也处于永久等待完成的对象(比如调用这个对象的wait方法),因为其他线程总是被持续地获得唤醒。


  4、Java中用到的线程调度算法是什么?


  采用时间片轮转的方式。可以设置线程的优先级,会映射到下层的系统上面的优先级上,如非特别需要,尽量不要用,防止线程饥饿。


  5、什么是线程组,为什么在Java中不推荐使用?


  ThreadGroup类,可以把线程归属到某一个线程组中,线程组中可以有线程对象,也可以有线程组,组中还可以有线程,这样的组织结构有点类似于树的形式。


  为什么不推荐使用?因为使用有很多的安全隐患吧,没有具体追究,如果需要使用,推荐使用线程池。


  6、为什么使用Executor框架?


  每次执行任务创建线程newThread()比较消耗性能,创建一个线程是比较耗时、耗资源的。


  调用newThread()创建的线程缺乏管理,被称为野线程,而且可以无限制的创建,线程之间的相互竞争会导致过多占用系统资源而导致系统瘫痪,还有线程之间的频繁交替也会消耗很多系统资源。


  接使用newThread()启动的线程不利于扩展,比如定时执行、定期执行、定时定期执行、线程中断等都不便实现。


  7、JavaConcurrencyAPI中的Lock接口(Lockinterface)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


  整体上来说Lock是synchronized的扩展版,Lock提供了无条件的、可轮询的(tryLock方法)、定时的(tryLock带参方法)、可中断的(lockInterruptibly)、可多条件队列的(newCondition方法)锁操作。另外Lock的实现类基本都支持非公平锁(默认)和公平锁,synchronized只支持非公平锁,当然,在大部分情况下,非公平锁是高效的选择。


  8、什么是Callable和Future?


  Callable接口类似于Runnable,从名字就可以看出来了,但是Runnable不会返回结果,并且无法抛出返回结果的异常,而Callable功能更强大一些,被线程执行后,可以返回值,这个返回值可以被Future拿到,也就是说,Future可以拿到异步执行任务的返回值。


  可以认为是带有回调的Runnable。


  Future接口表示异步任务,是还没有完成的任务给出的未来结果。所以说Callable用于产生结果,Future用于获取结果。


  9、什么是FutureTask?使用ExecutorService启动任务。


  在Java并发程序中FutureTask表示一个可以取消的异步运算。它有启动和取消运算、查询运算是否完成和取回运算结果等方法。只有当运算完成的时候结果才能取回,如果运算尚未完成get方法将会阻塞。一个FutureTask对象可以对调用了Callable和Runnable的对象进行包装,由于FutureTask也是调用了Runnable接口所以它可以提交给Executor来执行。


  10、什么是并发容器的实现?


  何为同步容器:可以简单地理解为通过synchronized来实现同步的容器,如果有多个线程调用同步容器的方法,它们将会串行执行。比如Vector,Hashtable,以及Collections.synchronizedSet,synchronizedList等方法返回的容器。


  可以通过查看Vector,Hashtable等这些同步容器的实现代码,可以看到这些容器实现线程安全的方式就是将它们的状态封装起来,并在需要同步的方法上加上关键字synchronized。


  并发容器使用了与同步容器完全不同的加锁策略来提供更高的并发性和伸缩性,例如在ConcurrentHashMap中采用了一种粒度更细的加锁机制,可以称为分段锁,在这种锁机制下,允许任意数量的读线程并发地访问map,并且执行读操作的线程和写操作的线程也可以并发的访问map,同时允许一定数量的写操作线程并发地修改map,所以它可以在并发环境下实现更高的吞吐量。


  11、如何停止一个正在运行的线程?


  使用共享变量的方式


  在这种方式中,之所以引入共享变量,是因为该变量可以被多个执行相同任务的线程用来作为是否中断的信号,通知中断线程的执行。


  使用interrupt方法终止线程


  如果一个线程由于等待某些事件的发生而被阻塞,又该怎样停止该线程呢?这种情况经常会发生,比如当一个线程由于需要等候键盘输入而被阻塞,或者调用Thread.join()方法,或者Thread.sleep()方法,在网络中调用ServerSocket.accept()方法,或者调用了DatagramSocket.receive()方法时,都有可能导致线程阻塞,使线程处于处于不可运行状态时,即使主程序中将该线程的共享变量设置为true,但该线程此时根本无法检查循环标志,当然也就无法立即中断。这里我们给出的建议是,不要使用stop()方法,而是使用Thread提供的interrupt()方法,因为该方法虽然不会中断一个正在运行的线程,但是它可以使一个被阻塞的线程抛出一个中断异常,从而使线程提前结束阻塞状态,退出堵塞代码。


  12、什么是Daemon线程?它有什么意义?


  所谓后台(daemon)线程,是指在程序运行的时候在后台提供一种通用服务的线程,并且这个线程并不属于程序中不可或缺的部分。因此,当所有的非后台线程结束时,程序也就终止了,同时会杀死进程中的所有后台线程。


  反过来说,只要有任何非后台线程还在运行,程序就不会终止。必须在线程启动之前调用setDaemon()方法,才能把它设置为后台线程。注意:后台进程在不执行finally子句的情况下就会终止其run()方法。


  比如:JVM的垃圾回收线程就是Daemon线程,Finalizer也是守护线程。


  


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