Java之多线程开发常见问题总结(二)

1、什么是死锁?如何避免死锁?

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,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。这是一个严重的问题,因为死锁会让你的程序挂起无法完成任务,死锁的发生必须满足以下四个条件:

  • 互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
  • 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:进程已获得的资源,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。

避免死锁最简单的方法就是阻止循环等待条件,将系统中所有的资源设置标志位、排序,规定所有的进程申请资源必须以一定的顺序(升序或降序)做操作来避免死锁。

2、Java中活锁和死锁有什么区别?

活锁和死锁类似,不同之处在于处于活锁的线程或进程的状态是不断改变的,活锁可以认为是一种特殊的饥饿。一个现实的活锁例子是两个人在狭小的走廊碰到,两个人都试着避让对方好让彼此通过,但是因为避让的方向都一样导致最后谁都不能通过走廊。简单的说就是,活锁和死锁的主要区别是前者进程的状态可以改变但是却不能继续执行。

3、同步中的四种锁synchronized、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock、StampedLock

https://blog.csdn.net/soundslow/article/details/79970478

4、什么是CAS(无锁技术)?

CAS(Compare and Swap),即比较并替换,实现并发算法时常用到的一种技术,CAS是通过unsafe类的compareAndSwap方法实现的。
CAS的思想:三个参数,一个当前内存值V、旧的预期值A、即将更新的值B,当且仅当预期值A和内存值V相同时,将内存值修改为B并返回true,否则什么都不做,并返回false。

5、怎么检测一个线程是否拥有锁?

在java.lang.Thread中有一个方法叫holdsLock(),它返回true如果当且仅当当前线程拥有某个具体对象的锁。

6、怎么唤醒一个阻塞的线程?
如果线程是因为调用了 wait()、sleep()或者 join()方法而导致的阻塞,可以中断线程,并且通过抛出 InterruptedException 来唤醒它;如果线程遇到了 IO 阻塞,无能为力,因为 IO是操作系统实现的,Java 代码并没有办法直接接触到操作系统。

7、有三个线程T1,T2,T3,怎么确保它们按顺序执行?

在多线程中有多种方法让线程按特定顺序执行,你可以用线程类的join()方法在一个线程中启动另一个线程,另外一个线程完成该线程继续执行。为了确保三个线程的顺序你应该先启动最后一个(T3调用T2,T2调用T1),这样T1就会先完成而T3最后完成。

8、什么是ThreadLocal变量?

ThreadLocal一般称为线程本地变量,它是一种特殊的线程绑定机制,将变量与线程绑定在一起,为每一个线程维护一个独立的变量副本。通过ThreadLocal可以将对象的可见范围限制在同一个线程内。

9、多线程上下文切换是什么意思?
多线程的上下文切换是指 CPU 控制权由一个已经正在运行的线程切换到另外一个就绪并等待获取 CPU 执行权的线程的过程。

10、Java 中用到了什么线程调度算法?
抢占式。一个线程用完 CPU 之后,操作系统会根据线程优先级、线程饥饿情况等数据算出一个总的优先级并分配下一个时间片给某个线程执行。

11、Thread.sleep(0)的作用是什么?
由于 Java 采用抢占式的线程。调度算法,因此可能会出现某条线程常常获取到 CPU控制权的情况,为了让某些优先级比较低的线程也能获取到 CPU 控制权,可以使用 Thread.sleep(0)手动触发一次操作系统分配时间片的操作,这也是平衡 CPU 控制权的一种操作。

12、Java中堆和栈有什么不同?

因为栈是一块和线程紧密相关的内存区域。每个线程都有自己的栈内存,用于存储本地变量,方法参数和栈调用,一个线程中存储的变量对其它线程是不可见的。而堆是所有线程共享的一片公用内存区域。对象都在堆里创建,为了提升效率线程会从堆中弄一个缓存到自己的栈,如果多个线程使用该变量就可能引发问题,这时volatile 变量就可以发挥作用了,它要求线程从主存中读取变量的值。

 13、什么是线程池? 为什么要使用它?

创建线程要花费昂贵的资源和时间,如果任务来了才创建线程那么响应时间会变长,而且一个进程能创建的线程数有限。为了避免这些问题,在程序启动的时候就创建若干线程来响应处理,它们被称为线程池,里面的线程叫工作线程。从JDK1.5开始,Java API提供了Executor框架让你可以创建不同的线程池。比如单线程池,每次处理一个任务;数目固定的线程池或者是缓存线程池(一个适合很多生存期短的任务的程序的可扩展线程池)。

14、创建线程池的4种方式

Java通过Executors提供四种线程池,分别为:
newCachedThreadPool:创建一个可缓存线程池,如果线程池长度超过处理需要,可灵活回收空闲线程,若无可回收,则新建线程。

newFixedThreadPool :创建一个定长线程池,可控制线程最大并发数,超出的线程会在队列中等待。

newScheduledThreadPool :创建一个定长线程池,支持定时及周期性任务执行。

newSingleThreadExecutor :创建一个单线程化的线程池,它只会用唯一的工作线程来执行任务,保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

15、ThreadPoolExecutor的内部工作原理

原文地址:https://blog.csdn.net/u010723709/article/details/50372322

16、分布式环境下,怎么保证线程安全

原文地址:https://blog.csdn.net/cutesource/article/details/5791350

17、如果你提交任务时,线程池队列已满。会时发会生什么?

当线程数小于最大线程池数 maximumPoolSize 时就会创建新线程来处理,而线程数大于等于最大线程池数 maximumPoolSize 时就会执行拒绝策略。如果一个任务不能被调度执行那么ThreadPoolExecutor’s submit()方法将会抛出一个RejectedExecutionException异常。

18、Java线程池中submit() 和 execute()方法有什么区别?

a、对返回值的处理不同:execute方法不关心返回值,submit方法有返回值,Future;
b、对异常的处理不同:excute方法会抛出异常,sumbit方法不会抛出异常。除非你调用Future.get();

19、什么是阻塞式方法?

阻塞式方法是指程序会一直等待该方法完成期间不做其他事情,ServerSocket的accept()方法就是一直等待客户端连接。这里的阻塞是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起,直到得到结果之后才会返回。此外,还有异步和非阻塞式方法在任务完成前就返回。

20、写出3条你遵循的多线程最佳实践

(1)给你的线程起个有意义的名字

 这样可以方便找bug或追踪。OrderProcessor, QuoteProcessor or TradeProcessor 这种名字比 Thread-1. Thread-2 and Thread-3 好多了,给线程起一个和它要完成的任务相关的名字,所有的主要框架甚至JDK都遵循这个最佳实践。

(2)避免锁定和缩小同步的范围
锁花费的代价高昂且上下文切换更耗费时间空间,试试最低限度的使用同步和锁,缩小临界区。因此相对于同步方法我更喜欢同步块,它给我拥有对锁的绝对控制权。

(3)多用同步类少用wait 和 notify
首先,CountDownLatch, Semaphore, CyclicBarrier 和 Exchanger 这些同步类简化了编码操作,而用wait和notify很难实现对复杂控制流的控制。其次,这些类是由最好的企业编写和维护在后续的JDK中它们还会不断优化和完善,使用这些更高等级的同步工具你的程序可以不费吹灰之力获得优化。

(4)多用并发集合少用同步集合
这是另外一个容易遵循且受益巨大的最佳实践,并发集合比同步集合的可扩展性更好,所以在并发编程时使用并发集合效果更好。如果下一次你需要用到map,你应该首先想到用ConcurrentHashMap。

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