Java面試集錦：25道線程類相關面試題與答案（二）

時間 2019-11-21

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26. 併發編程三要素？

1）原子性原子性指的是一個或者多個操做，要麼所有執行而且在執行的過程當中不被其餘操做打斷，要麼就所有都不執行。git

2）可見性可見性指多個線程操做一個共享變量時，其中一個線程對變量進行修改後，其餘線程能夠當即看到修改的結果。github

3）有序性有序性，即程序的執行順序按照代碼的前後順序來執行。面試

27. Thread.sleep(0)的做用是什麼？

因爲Java採用搶佔式的線程調度算法，所以可能會出現某條線程經常獲取到CPU控制權的狀況，爲了讓某些優先級比較低的線程也能獲取到CPU控制權，可使用Thread.sleep(0)手動觸發一次操做系統分配時間片的操做，這也是平衡CPU控制權的一種操做。算法

28. java中的++操做符線程安全麼?？

不是線程安全的操做。它涉及到多個指令，如讀取變量值，增長，而後存儲回內存，這個過程可能會出現多個線程交差編程

29. Runnable和Callable有什麼區別？

Callable規定（重寫）的方法是call()，Runnable規定（重寫）的方法是run()。 Callable的任務執行後可返回值，而Runnable的任務是不能返回值的。 Call方法能夠拋出異常，run方法不能夠。運行Callable任務能夠拿到一個Future對象，表示異步計算的結果。它提供了檢查計算是否完成的方法，以等待計算的完成，並檢索計算的結果。經過Future對象能夠了解任務執行狀況，可取消任務的執行，還可獲取執行結果。安全

30. 介紹一下線程中的五種基本狀態：

1）新建狀態（New）：當線程對象對建立後，即進入了新建狀態，如：Thread t = new MyThread()；微信

2）就緒狀態（Runnable）：當調用線程對象的start()方法（t.start();），線程即進入就緒狀態。處於就緒狀態的線程，只是說明此線程已經作好了準備，隨時等待CPU調度執行，並非說執行了t.start()此線程當即就會執行；數據結構

3）運行狀態（Running）：當CPU開始調度處於就緒狀態的線程時，此時線程才得以真正執行，即進入到運行狀態。注：就緒狀態是進入到運行狀態的惟一入口，也就是說，線程要想進入運行狀態執行，首先必須處於就緒狀態中；多線程

4）阻塞狀態（Blocked）：處於運行狀態中的線程因爲某種緣由，暫時放棄對CPU的使用權，中止執行，此時進入阻塞狀態，直到其進入到就緒狀態，才有機會再次被CPU調用以進入到運行狀態。

根據阻塞產生的緣由不一樣，阻塞狀態又能夠分爲三種：

a.等待阻塞：運行狀態中的線程執行wait()方法，使本線程進入到等待阻塞狀態；

b.同步阻塞 – 線程在獲取synchronized同步鎖失敗(由於鎖被其它線程所佔用)，它會進入同步阻塞狀態；

c.其餘阻塞 – 經過調用線程的sleep()或join()或發出了I/O請求時，線程會進入到阻塞狀態。當sleep()狀態超時、join()等待線程終止或者超時、或者I/O處理完畢時，線程從新轉入就緒狀態。

5）死亡狀態（Dead）：線程執行完了或者因異常退出了run()方法，該線程結束生命週期。

31. 線程池的優勢？

1）重用存在的線程，減小對象建立銷燬的開銷。 2）可有效的控制最大併發線程數，提升系統資源的使用率，同時避免過多資源競爭，避免堵塞。 3）提供定時執行、按期執行、單線程、併發數控制等功能。

32. 經常使用的併發工具類有哪些？

CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore Exchanger

33. CyclicBarrier和CountDownLatch的區別

1）CountDownLatch簡單的說就是一個線程等待，直到他所等待的其餘線程都執行完成而且調用countDown()方法發出通知後，當前線程才能夠繼續執行。 2）cyclicBarrier是全部線程都進行等待，直到全部線程都準備好進入await()方法以後，全部線程同時開始執行！ 3）CountDownLatch的計數器只能使用一次。而CyclicBarrier的計數器可使用reset() 方法重置。因此CyclicBarrier能處理更爲複雜的業務場景，好比若是計算髮生錯誤，能夠重置計數器，並讓線程們從新執行一次。 4）CyclicBarrier還提供其餘有用的方法，好比getNumberWaiting方法能夠得到CyclicBarrier阻塞的線程數量。isBroken方法用來知道阻塞的線程是否被中斷。若是被中斷返回true，不然返回false。

34. synchronized的做用？

在Java中，synchronized關鍵字是用來控制線程同步的，就是在多線程的環境下，控制synchronized代碼段不被多個線程同時執行。 synchronized既能夠加在一段代碼上，也能夠加在方法上。

35. volatile關鍵字的做用是什麼？

對於可見性，Java提供了volatile關鍵字來保證可見性。當一個共享變量被volatile修飾時，它會保證修改的值會當即被更新到主存，當有其餘線程須要讀取時，它會去內存中讀取新值。從實踐角度而言，volatile的一個重要做用就是和CAS結合，保證了原子性，詳細的能夠參見java.util.concurrent.atomic包下的類，好比AtomicInteger。

36.什麼是CAS？

CAS是compare and swap的縮寫，即咱們所說的比較交換。 cas是一種基於鎖的操做，並且是樂觀鎖。在java中鎖分爲樂觀鎖和悲觀鎖。悲觀鎖是將資源鎖住，等一個以前得到鎖的線程釋放鎖以後，下一個線程才能夠訪問。而樂觀鎖採起了一種寬泛的態度，經過某種方式不加鎖來處理資源，好比經過給記錄加version來獲取數據，性能較悲觀鎖有很大的提升。 CAS 操做包含三個操做數 —— 內存位置（V）、預期原值（A）和新值(B)。若是內存地址裏面的值和A的值是同樣的，那麼就將內存裏面的值更新成B。CAS是經過無限循環來獲取數據的，若果在第一輪循環中，a線程獲取地址裏面的值被b線程修改了，那麼a線程須要自旋，到下次循環纔有可能機會執行。 java.util.concurrent.atomic 包下的類大可能是使用CAS操做來實現的( AtomicInteger,AtomicBoolean,AtomicLong)。

37. CAS會出現哪些問題？

1）CAS容易形成ABA問題一個線程a將數值改爲了b，接着又改爲了a，此時CAS認爲是沒有變化，實際上是已經變化過了，而這個問題的解決方案可使用版本號標識，每操做一次version加1。在java5中，已經提供了AtomicStampedReference來解決問題。

2）不能保證代碼塊的原子性 CAS機制所保證的知識一個變量的原子性操做，而不能保證整個代碼塊的原子性。好比須要保證3個變量共同進行原子性的更新，就不得不使用synchronized了。

3）CAS形成CPU利用率增長以前說過了CAS裏面是一個循環判斷的過程，若是線程一直沒有獲取到狀態，cpu資源會一直被佔用。

38. 什麼是Future？

在併發編程中，咱們常常用到非阻塞的模型，在以前的多線程的三種實現中，無論是繼承thread類仍是實現runnable接口，都沒法保證獲取到以前的執行結果。經過實現Callback接口，並用Future能夠來接收多線程的執行結果。 Future表示一個可能尚未完成的異步任務的結果，針對這個結果能夠添加Callback以便在任務執行成功或失敗後做出相應的操做。

39. 什麼是AQS？

AQS是AbustactQueuedSynchronizer的簡稱，它是一個Java提升的底層同步工具類，用一個int類型的變量表示同步狀態，並提供了一系列的CAS操做來管理這個同步狀態。 AQS是一個用來構建鎖和同步器的框架，使用AQS能簡單且高效地構造出應用普遍的大量的同步器，好比咱們提到的ReentrantLock，Semaphore，其餘的諸如ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue，FutureTask等等皆是基於AQS的。

40. AQS支持兩種同步方式：

1）獨佔式 2）共享式

這樣方便使用者實現不一樣類型的同步組件，獨佔式如ReentrantLock，共享式如Semaphore，CountDownLatch，組合式的如ReentrantReadWriteLock。總之，AQS爲使用提供了底層支撐，如何組裝實現，使用者能夠自由發揮。

41. ReadWriteLock是什麼？

首先明確一下，不是說ReentrantLock很差，只是ReentrantLock某些時候有侷限。若是使用ReentrantLock，可能自己是爲了防止線程A在寫數據、線程B在讀數據形成的數據不一致，但這樣，若是線程C在讀數據、線程D也在讀數據，讀數據是不會改變數據的，沒有必要加鎖，可是仍是加鎖了，下降了程序的性能。由於這個，才誕生了讀寫鎖ReadWriteLock。ReadWriteLock是一個讀寫鎖接口，ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一個具體實現，實現了讀寫的分離，讀鎖是共享的，寫鎖是獨佔的，讀和讀之間不會互斥，讀和寫、寫和讀、寫和寫之間纔會互斥，提高了讀寫的性能。

42. FutureTask是什麼

這個其實前面有提到過，FutureTask表示一個異步運算的任務。FutureTask裏面能夠傳入一個Callable的具體實現類，能夠對這個異步運算的任務的結果進行等待獲取、判斷是否已經完成、取消任務等操做。固然，因爲FutureTask也是Runnable接口的實現類，因此FutureTask也能夠放入線程池中。

43. synchronized和ReentrantLock的區別？

synchronized是和if、else、for、while同樣的關鍵字，ReentrantLock是類，這是兩者的本質區別。既然ReentrantLock是類，那麼它就提供了比synchronized更多更靈活的特性，能夠被繼承、能夠有方法、能夠有各類各樣的類變量，ReentrantLock比synchronized的擴展性體如今幾點上：

1）ReentrantLock能夠對獲取鎖的等待時間進行設置，這樣就避免了死鎖 2）ReentrantLock能夠獲取各類鎖的信息 3）ReentrantLock能夠靈活地實現多路通知

另外，兩者的鎖機制其實也是不同的。ReentrantLock底層調用的是Unsafe的park方法加鎖，synchronized操做的應該是對象頭中mark word，這點我不能肯定。

44. synchronized、volatile、CAS比較

synchronized是悲觀鎖，屬於搶佔式，會引發其餘線程阻塞。 volatile提供多線程共享變量可見性和禁止指令重排序優化。 CAS是基於衝突檢測的樂觀鎖（非阻塞）

45. sleep方法和wait方法有什麼區別?

這個問題常問，sleep方法和wait方法均可以用來放棄CPU必定的時間，不一樣點在於若是線程持有某個對象的監視器，sleep方法不會放棄這個對象的監視器，wait方法會放棄這個對象的監視器

46. ThreadLocal是什麼？有什麼用？

ThreadLocal是一個本地線程副本變量工具類。主要用於將私有線程和該線程存放的副本對象作一個映射，各個線程之間的變量互不干擾，在高併發場景下，能夠實現無狀態的調用，特別適用於各個線程依賴不通的變量值完成操做的場景。

簡單說ThreadLocal就是一種以空間換時間的作法，在每一個Thread裏面維護了一個以開地址法實現的ThreadLocal.ThreadLocalMap，把數據進行隔離，數據不共享，天然就沒有線程安全方面的問題了。

47.一個線程若是出現了運行時異常怎麼辦?

若是這個異常沒有被捕獲的話，這個線程就中止執行了。另外重要的一點是：若是這個線程持有某個某個對象的監視器，那麼這個對象監視器會被當即釋放

48. 線程的調度策略

線程調度器選擇優先級最高的線程運行，可是，若是發生如下狀況，就會終止線程的運行：

1）線程體中調用了yield方法讓出了對cpu的佔用權利 2）線程體中調用了sleep方法使線程進入睡眠狀態 3）線程因爲IO操做受到阻塞 4）另一個更高優先級線程出現 5）在支持時間片的系統中，該線程的時間片用完

49. 怎麼喚醒一個阻塞的線程?

若是線程是由於調用了wait()、sleep()或者join()方法而致使的阻塞，能夠中斷線程，而且經過拋出InterruptedException來喚醒它；若是線程遇到了IO阻塞，無能爲力，由於IO是操做系統實現的，Java代碼並無辦法直接接觸到操做系統。

50. 你有哪些多線程開發良好的實踐?

給線程命名
最小化同步範圍
優先使用volatile
儘量使用更高層次的併發工具而非wait和notify()來實現線程通訊,如BlockingQueue,Semeaphore
優先使用併發容器而非同步容器.
考慮使用線程池

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