JAVA 多线程 灵魂问答01

1、多线程有什么用?

1 )发挥多核 CPU 的优势
随着工业的进步,现在的笔记本、台式机乃至商用的应用服务器至少也都是双
核的, 4 核、 8 核甚至 16 核的也都不少见,如果是单线程的程序,那么在双
CPU 上就浪费了 50% ,在 4 CPU 上就浪费了 75% 单核 CPU 上所谓
的"多线程"那是假的多线程,同一时间处理器只会处理一段逻辑,只不过线
程之间切换得比较快,看着像多个线程"同时"运行罢了。 多核 CPU 上的多线
程才是真正的多线程,它能让你的多段逻辑同时工作,多线程,可以真正发挥
出多核 CPU 的优势来,达到充分利用 CPU 的目的。
2 )防止阻塞
从程序运行效率的角度来看,单核 CPU 不但不会发挥出多线程的优势,反而
会因为在单核 CPU 上运行多线程导致线程上下文的切换,而降低程序整体的
效率。但是单核 CPU 我们还是要应用多线程,就是为了防止阻塞。试想,如
果单核 CPU 使用单线程,那么只要这个线程阻塞了,比方说远程读取某个数
据吧,对端迟迟未返回又没有设置超时时间,那么你的整个程序在数据返回回
来之前就停止运行了。多线程可以防止这个问题,多条线程同时运行,哪怕一
条线程的代码执行读取数据阻塞,也不会影响其它任务的执行。
3 )便于建模
这是另外一个没有这么明显的优点了。假设有一个大的任务 A ,单线程编程,
那么就要考虑很多,建立整个程序模型比较麻烦。但是如果把这个大的任务 A
分解成几个小任务,任务 B 、任务 C 、任务 D ,分别建立程序模型,并通过多
线程分别运行这几个任务,那就简单很多了。

2、创建线程的方式

比较常见的一个问题了,一般就是两种:
1 )继承 Thread
2 )实现 Runnable 接口
至于哪个好,不用说肯定是后者好,因为实现接口的方式比继承类的方式更灵
活,也能减少程序之间的耦合度, 面向接口编程 也是设计模式 6 大原则的核心。
其实还有第 3 种,实现callable接口

3、start()方法和 run()方法的区别

只有调用了 start() 方法,才会表现出多线程的特性,不同线程的 run() 方法
里面的代码交替执行。如果只是调用 run() 方法,那么代码还是同步执行的,
必须等待一个线程的 run() 方法里面的代码全部执行完毕之后,另外一个线程
才可以执行其 run() 方法里面的代码。

4、Runnable 接口和 Callable 接口的区别

Runnable 接口中的 run() 方法的返回值是 void ,它做的事情只是纯粹地去执
run() 方法中的代码而已; Callable 接口中的 call() 方法是有返回值的,是
一个泛型,和 Future FutureTask 配合可以用来获取异步执行的结果。

5、CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的区别

两个类都在 java.util.concurrent 下,都可以用来表示代
码运行到某个点上,二者的区别在于:
1 CyclicBarrier 的某个线程运行到某个点上之后,该线程即停止运行,直到
所有的线程都到达了这个点,所有线程才重新运行; CountDownLatch 则不
是,某线程运行到某个点上之后,只是给某个数值 -1 而已,该线程继续运行。
2 CyclicBarrier 只能唤起一个任务, CountDownLatch 可以唤起多个任务。
3) CyclicBarrier 可重用, CountDownLatch
不可重用,计数值为 0
CountDownLatch 就不可再用了。

6、volatile 关键字的作用

1 )多线程主要围绕可见性和原子性两个特性而展开,使用
volatile 关键字修
饰的变量,保证了其在多线程之间的可见性,即每次读取到
volatile 变量,一
定是最新的数据。
2 )代码底层执行不像我们看到的高级语言 ----Java 程序这么简单,它的执行
Java 代 码 --> 字节码 --> 根据字节码执行对应的 C/C++ 代 码
-->C/C++代码被编译成汇编语言-->和硬件电路交互 现实中,为了获取
更好的性能 JVM 可能会对指令进行重排序,多线程下可能会出现一些意想不
到的问题。使用 volatile 则会对禁止语义重排序,当然这也一定程度上降低了
代码执行效率。
从实践角度而言, volatile 的一个重要作用就是和 CAS 结合,保证了原子性

7、什么是线程安全

线程安全也是有几个级别的
1 )不可变
String Integer Long 这些,都是 final 类型的类,任何一个线程都改变
不了它们的值,要改变除非新创建一个,因此这些不可变对象不需要任何同步
手段就可以直接在多线程环境下使用
2 )绝对线程安全
不管运行时环境如何,调用者都不需要额外的同步措施。要做到这一点通常需
要付出许多额外的代价, Java 中标注自己是线程安全的类,实际上绝大多数
都 不 是 线 程 安 全 的 , 不 过 绝 对 线 程 安 全 的 类 , Java 中 也 有 , 比 方 说
CopyOnWriteArrayList CopyOnWriteArraySet
3 )相对线程安全
相对线程安全也就是我们通常意义上所说的线程安全,像 Vector 这种, add
remove 方法都是原子操作,不会被打断,但也仅限于此,如果有个线程在遍
历某个 Vector 、有个线程同时在 add 这个 Vector 99% 的情况下都会出现
ConcurrentModificationException ,也就是 fail-fast 机制
4 )线程非安全
这个就没什么好说的了, ArrayList LinkedList HashMap 等都是线程非安
全的类

8、Java 中如何获取到线程 dump 文件

死循环、死锁、阻塞、页面打开慢等问题,打线程 dump 是最好的解决问题
的途径。所谓线程 dump 也就是线程堆栈,获取到线程堆栈有两步:
1 )获取到线程的 pid ,可以通过使用 jps 命令,在 Linux 环境下还可以使用
ps -ef | grep java
2 )打印线程堆栈,可以通过使用 jstack pid 命令,在 Linux 环境下还可以使
kill -3 pid
另外提一点, Thread 类提供了一个 getStackTrace() 方法也可以用于获取线
程堆栈。这是一个实例方法,因此此方法是和具体线程实例绑定的,每次获取
获取到的是具体某个线程当前运行的堆栈。

9、一个线程如果出现了运行时异常会怎么样

如果这个异常没有被捕获的话,这个线程就停止执行了。另外重要的一点是:
如果这个线程持有某个某个对象的监视器,那么这个对象监视器会被立即释放

10、如何在两个线程之间共享数据

通 过 在 线 程 之 间 共 享 对 象 就 可 以 了 , 然 后 通 过 wait/notify/notifyAll
await/signal/signalAll 进行唤起和等待,比方说阻塞队列 BlockingQueue
就是为线程之间共享数据而设计的

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