Java編程并發(fā)面試題及答案

更新時(shí)間：2019-12-24 13:47:03 來源：動(dòng)力節(jié)點(diǎn) 瀏覽2621次

1、在java中守護(hù)線程和本地線程區(qū)別?

　　java中的線程分為兩種：守護(hù)線程(Daemon)和用戶線程(User)。

　　任何線程都可以設(shè)置為守護(hù)線程和用戶線程，通過方法Thread.setDaemon(bool on);true則把該線程設(shè)置為守護(hù)線程，反之則為用戶線程。Thread.setDaemon()必須在Thread.start()之前調(diào)用，否則運(yùn)行時(shí)會拋出異常。

　　兩者的區(qū)別：

　　唯一的區(qū)別是判斷虛擬機(jī)(JVM)何時(shí)離開，Daemon是為其他線程提供服務(wù)，如果全部的User Thread已經(jīng)撤離，Daemon 沒有可服務(wù)的線程，JVM撤離。也可以理解為守護(hù)線程是JVM自動(dòng)創(chuàng)建的線程(但不一定)，用戶線程是程序創(chuàng)建的線程;比如JVM的垃圾回收線程是一個(gè)守護(hù)線程，當(dāng)所有線程已經(jīng)撤離，不再產(chǎn)生垃圾，守護(hù)線程自然就沒事可干了，當(dāng)垃圾回收線程是Java虛擬機(jī)上僅剩的線程時(shí)，Java虛擬機(jī)會自動(dòng)離開。

　　擴(kuò)展：Thread Dump打印出來的線程信息，含有daemon字樣的線程即為守護(hù)進(jìn)程，可能會有：服務(wù)守護(hù)進(jìn)程、編譯守護(hù)進(jìn)程、windows下的監(jiān)聽Ctrl+break的守護(hù)進(jìn)程、Finalizer守護(hù)進(jìn)程、引用處理守護(hù)進(jìn)程、GC守護(hù)進(jìn)程。

　　2、線程與進(jìn)程的區(qū)別?

　　進(jìn)程是操作系統(tǒng)分配資源的最小單元，線程是操作系統(tǒng)調(diào)度的最小單元。

　　一個(gè)程序至少有一個(gè)進(jìn)程,一個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)線程。

　　3、什么是多線程中的上下文切換?

　　多線程會共同使用一組計(jì)算機(jī)上的CPU，而線程數(shù)大于給程序分配的CPU數(shù)量時(shí)，為了讓各個(gè)線程都有執(zhí)行的機(jī)會，就需要輪轉(zhuǎn)使用CPU。不同的線程切換使用CPU發(fā)生的切換數(shù)據(jù)等就是上下文切換。

　　4、死鎖與活鎖的區(qū)別，死鎖與饑餓的區(qū)別?

　　死鎖：是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)程(或線程)在執(zhí)行過程中，因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象，若無外力作用，它們都將無法推進(jìn)下去。

　　產(chǎn)生死鎖的必要條件：

　　互斥條件：所謂互斥就是進(jìn)程在某一時(shí)間內(nèi)獨(dú)占資源。

　　請求與保持條件：一個(gè)進(jìn)程因請求資源而阻塞時(shí)，對已獲得的資源保持不放。

　　不剝奪條件:進(jìn)程已獲得資源，在末使用完之前，不能強(qiáng)行剝奪。

　　循環(huán)等待條件:若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。

　　活鎖：任務(wù)或者執(zhí)行者沒有被阻塞，由于某些條件沒有滿足，導(dǎo)致一直重復(fù)嘗試，失敗，嘗試，失敗。

　　活鎖和死鎖的區(qū)別在于，處于活鎖的實(shí)體是在不斷的改變狀態(tài)，所謂的“活”，而處于死鎖的實(shí)體表現(xiàn)為等待;活鎖有可能自行解開，死鎖則不能。

　　饑餓：一個(gè)或者多個(gè)線程因?yàn)榉N種原因無法獲得所需要的資源，導(dǎo)致一直無法執(zhí)行的狀態(tài)。

　　Java中導(dǎo)致饑餓的原因：

　　高優(yōu)先級線程吞噬所有的低優(yōu)先級線程的CPU時(shí)間。

　　線程被永久堵塞在一個(gè)等待進(jìn)入同步塊的狀態(tài)，因?yàn)槠渌€程總是能在它之前持續(xù)地對該同步塊進(jìn)行訪問。

　　線程在等待一個(gè)本身也處于永久等待完成的對象(比如調(diào)用這個(gè)對象的wait方法)，因?yàn)槠渌€程總是被持續(xù)地獲得喚醒。

　　5、Java中用到的線程調(diào)度算法是什么?

　　采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式。可以設(shè)置線程的優(yōu)先級，會映射到下層的系統(tǒng)上面的優(yōu)先級上，如非特別需要，盡量不要用，防止線程饑餓。

　　6、什么是線程組，為什么在Java中不推薦使用?

　　ThreadGroup類，可以把線程歸屬到某一個(gè)線程組中，線程組中可以有線程對象，也可以有線程組，組中還可以有線程，這樣的組織結(jié)構(gòu)有點(diǎn)類似于樹的形式。

　　為什么不推薦使用?因?yàn)槭褂糜泻芏嗟陌踩[患吧，沒有具體追究，如果需要使用，推薦使用線程池。

　　7、為什么使用Executor框架?

　　每次執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建線程 new Thread()比較消耗性能，創(chuàng)建一個(gè)線程是比較耗時(shí)、耗資源的。

　　調(diào)用 new Thread()創(chuàng)建的線程缺乏管理，被稱為野線程，而且可以無限制的創(chuàng)建，線程之間的相互競爭會導(dǎo)致過多占用系統(tǒng)資源而導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，還有線程之間的頻繁交替也會消耗很多系統(tǒng)資源。

　　接使用new Thread() 啟動(dòng)的線程不利于擴(kuò)展，比如定時(shí)執(zhí)行、定期執(zhí)行、定時(shí)定期執(zhí)行、線程中斷等都不便實(shí)現(xiàn)。

　　8、在Java中Executor和Executors的區(qū)別?

　　Executors 工具類的不同方法按照我們的需求創(chuàng)建了不同的線程池，來滿足業(yè)務(wù)的需求。

　　Executor 接口對象能執(zhí)行我們的線程任務(wù)。

　　ExecutorService接口繼承了Executor接口并進(jìn)行了擴(kuò)展，提供了更多的方法我們能獲得任務(wù)執(zhí)行的狀態(tài)并且可以獲取任務(wù)的返回值。

　　使用ThreadPoolExecutor 可以創(chuàng)建自定義線程池。

　　Future 表示異步計(jì)算的結(jié)果，他提供了檢查計(jì)算是否完成的方法，以等待計(jì)算的完成，并可以使用get()方法獲取計(jì)算的結(jié)果。

　　9、什么是原子操作?在Java Concurrency API中有哪些原子類(atomic classes)?

　　原子操作(atomic operation)意為”不可被中斷的一個(gè)或一系列操作” 。

　　處理器使用基于對緩存加鎖或總線加鎖的方式來實(shí)現(xiàn)多處理器之間的原子操作。

　　在Java中可以通過鎖和循環(huán)CAS的方式來實(shí)現(xiàn)原子操作。 CAS操作——Compare & Set，或是 Compare & Swap，現(xiàn)在幾乎所有的CPU指令都支持CAS的原子操作。

　　原子操作是指一個(gè)不受其他操作影響的操作任務(wù)單元。原子操作是在多線程環(huán)境下避免數(shù)據(jù)不一致必須的手段。

　　int++并不是一個(gè)原子操作，所以當(dāng)一個(gè)線程讀取它的值并加1時(shí)，另外一個(gè)線程有可能會讀到之前的值，這就會引發(fā)錯(cuò)誤。

　　為了解決這個(gè)問題，必須保證增加操作是原子的，在JDK1.5之前我們可以使用同步技術(shù)來做到這一點(diǎn)。到JDK1.5，java.util.concurrent.atomic包提供了int和long類型的原子包裝類，它們可以自動(dòng)的保證對于他們的操作是原子的并且不需要使用同步。

　　java.util.concurrent這個(gè)包里面提供了一組原子類。其基本的特性就是在多線程環(huán)境下，當(dāng)有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行這些類的實(shí)例包含的方法時(shí)，具有排他性，即當(dāng)某個(gè)線程進(jìn)入方法，執(zhí)行其中的指令時(shí)，不會被其他線程打斷，而別的線程就像自旋鎖一樣，一直等到該方法執(zhí)行完成，才由JVM從等待隊(duì)列中選擇一個(gè)另一個(gè)線程進(jìn)入，這只是一種邏輯上的理解。

　　原子類：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference

　　原子數(shù)組：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray

　　原子屬性更新器：AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater

　　解決ABA問題的原子類：AtomicMarkableReference(通過引入一個(gè)boolean來反映中間有沒有變過)，AtomicStampedReference(通過引入一個(gè)int來累加來反映中間有沒有變過)

　　10、Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么?對比同步它有什么優(yōu)勢?

　　Lock接口比同步方法和同步塊提供了更具擴(kuò)展性的鎖操作。

　　他們允許更靈活的結(jié)構(gòu)，可以具有完全不同的性質(zhì)，并且可以支持多個(gè)相關(guān)類的條件對象。

　　它的優(yōu)勢有：

　　可以使鎖更公平

　　可以使線程在等待鎖的時(shí)候響應(yīng)中斷

　　可以讓線程嘗試獲取鎖，并在無法獲取鎖的時(shí)候立即返回或者等待一段時(shí)間

　　可以在不同的范圍，以不同的順序獲取和釋放鎖

　　整體上來說Lock是synchronized的擴(kuò)展版，Lock提供了無條件的、可輪詢的(tryLock方法)、定時(shí)的(tryLock帶參方法)、可中斷的(lockInterruptibly)、可多條件隊(duì)列的(newCondition方法)鎖操作。另外Lock的實(shí)現(xiàn)類基本都支持非公平鎖(默認(rèn))和公平鎖，synchronized只支持非公平鎖，當(dāng)然，在大部分情況下，非公平鎖是高效的選擇。

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