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Java多线程面试题①

分类: 文章 • 2024-01-13 09:12:04

说点什么

小编最近通过面试发现，几乎每个面试官都热衷于问多线程方面的知识点，不管是出于项目的需求，还是作为Java基础，多线程是每个程序员应该要掌握的东西。小编整理了一些多线程方面的面试题，一方面是记录下常见的面试问题，也希望对正在面试的你有所帮助吧。
废话不多说了，开始看题吧。

进入正题

1、进程和线程的区别？
  • 进程是系统资源分配的基本单位，线程是CPU分配资源的基本单位。
  • 进程间是相互独立的，同一个进程内的多个线程是可以共享的。
  • 进程切换比线程切换对系统的开销大，线程切换得快。
    注意：进程开销大线程开销小的原因：每个进程都有独立的代码和数据空间（即程序上下文）；而同一类线程共享代码和数据空间（即程序上下文），每个线程都有独立的运行栈和程序计数器。
2、线程创建的几种方式？

线程创建有以下4种方式：

  • 继承Thread类。（重写run()，创建子类的实例，通过start()启动该线程）
  • 实现Runnable接口。（重写run(),创建实现类的实例作为参数，创建Thread对象，通过start()启动线程）
  • 实现callable接口。（重写call()并有返回值可抛异常，创建实现类的实例作为FutureTask类的包装对象，使用FutureTask对象作为参数创建Thread对象，通过start()启动线程，通过FutureTask对象的get()可获取子线程德返回值）
  • 使用通过Executor提供的线程池。
3、线程池的种类有哪些？运行流程是怎样的？使用线程池有何优势？

线程池的种类有4种：

  • 单线程化的线程池（newSingleThreadExecutor ）：保证池中只有一个线程执行任务。
  • 定长的线程池（newFixedThreadPool ）：创建固定数目线程，超出的线程会在队列等待。
  • 调度型的线程池（newScheduledThreadPool ）：指定调度规则，可定时和周期性的执行。
  • 可缓存的线程池（newCachedThreadPool）：超过长度，先判断有无空闲的线程，有则回收，无则新建。

线程池的运行流程如下图：
Java多线程面试题①
线程池的优点：

  • 降低了资源的消耗
  • 提高响应速度
  • 便于管理，高效使用
4、简要说一下线程的基本状态及其状态间的关系？

如下图所示：
Java多线程面试题①

5、线程同步和调度的方法有哪些？说一下各自的功能和区别？

Thread类：

  • start()：启动新创建的线程。
  • run()：执行任务代码。
  • sleep()：使正在运行的线程休眠，不会释放锁。
  • yield()：放弃CPU的使用权，退出运行状态，进入可运行状态。
  • join()：让后面的某个线程在当前线程前面先执行，再执行当前线程。

Object类：

  • wait()：使当前运行的线程进入阻塞状态，会释放对象锁，会抛异常。
  • notify()：唤醒处于阻塞状态的线程，但不确定是哪个，由JVM决定。
  • notifyAll（）：唤醒所有处于阻塞状态的线程，让它们竞争，只有获取锁的线程才能进入可运行状态。

Lock类：

  • lock()：获取锁（互斥锁）。
  • unlock()：释放锁。
  • tryLock()：判断是否获取了锁。
  • newCondition()：创建与Lock对象关联的Condition对象。

Condition类：

  • await()：同wait()。
  • signal()：同notify()。
  • signalAll()：同notifyAll()。
6、同步方法和同步代码块的区别？

为什么要同步？
Java允许多线程并发控制，多个线程操作同一个资源变量时，会出现数据不准确，互相冲突等现象。加入同步锁可以避免线程不安全的情况，保证变量的准确性和唯一性。
语法上：
同步方法是在方法上加入synchronized关键字，而同步代码块是synchronized(){}。
锁使用：
同步方法用this（非静态方法）或当前类的class对象（静态方法）作为锁，同步代码块的粒度比同步方法更细。

7、synchronized与Lock类的区别？

Lock类和java内置的synchronized关键字的目的都是为了解决多线程同步问题，处理资源争夺技术。而是还是有些区别的（解决synchronized无法实现的）：

  • synchronized无法控制加锁和释放锁，Lock类必须手动释放锁。
  • Lock类可以实现并发读文件操作。
  • synchronized无法知道是否获取了锁，Lock类通过tryLock()可以判断。
  • 结合Condition类使用。性能更好，可以实现等待通知的功能。

ps：顺带总结下Lock经常使用的场景

  • 通过ReentrantLock实现线程同步
  • 通过Condition实现等待通知的功能
  • 通过ReentrantReadWriteLock实现读写锁
8、死锁的必要条件是什么及怎么避免死锁？

死锁：多个线程在竞争资源的过程中出现相互等待的情况，无外力作用，无法推进下去。
死锁四个条件：

  • 互斥使用
  • 不可抢夺
  • 保持和请求
  • 循环等待
    避免死锁的技术：
  • 顺序加锁
  • 限时加锁
  • 死锁检测
9、悲观锁和乐观锁的区别?

悲观锁：认为每次拿数据都会被修改，在操作数据之前都会加把锁。常见的数据库中的行锁，表锁，读锁等，就是操作前都会先上锁。synchronized和ReentrantLock也是基于这种思想实现的。
乐观锁：认为每次拿数据都不会被修改，不会加锁。适用于多读场景，提高吞吐量，通常使用版本号机制和cas算法实现。

10、高级多线程控制中经常用到原子类，对原子类进行一些简单的总结？

java.util.concurrent.atomic包中的类及其方法
该包有12个类，原子更新方式有4种：

  • 基本类型（AtomicBoolean/AtomicLong/AtomicInteger）
  • 数组（AtomicLongArray/AtomicIntegerArray/AtomicReferenceArray）
  • 引用（AtomicReference/AtomicReferenceFieldUpdater/AtomicMarkableReference）
  • 字段(AtomicIntegerFieldUpdater/AtomicLongFieldUpdater/AtomicStampedReference)
    注意：一般常用的AtomicInteger、AtomicReference和AtomicStampedReference。
    以AtomicInteger类为例，说一下它里面有哪些常用的方法？
  • boolean compareAndSet(int e,int n)：比较预期值与修改值，相等则设置修改值
  • int addAndGet(int delta)：将输入值与实例的值想加，返回结果
  • int getAndIncrement()：实现当前值加1，返回自增前的值
  • int getAndSet(int newValue)：设置新值，返回旧值
  • void lazySet(int newValue)：最终设置为新的值
    i++问题
    对于这种复合类的操作，可以使用并发包下的原子操作类通过循环CAS方式保证原子性。
    cas以及ABA问题
    cas：一种乐观锁，实现思路是内存值v,预期值e,修改值n,当v等于e时，说明其他线程没有修改该内存值，将n赋给v。
    乐观锁不足的地方：出现ABA问题。
    解决方法：使用带版本号的引用类型：AtomicStampedReference

结尾

理解多线程的面试题，需要做到循环渐进，先把基础的问题搞清楚了才是最重要的。像Thread类、Lock类、原子类等都是多线程开发中需要知道的，还有些锁相关的问题了解其设计思想和区别更不用多说了。
以上整理的内容，如有不妥或错误，敬请指正。请继续期待下一篇面试题，一起学习~

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