网站设计培训班哪家好,江西省赣州市信丰县,优化大师app下载安装,wordpress 上传图片自动命名目录 一、线程基础
1、进程与线程的区别#xff1f;#xff08;⭐⭐⭐#xff09;
2、并行和并发的区别#xff08;⭐#xff09;
3、创建线程的方式有哪些#xff1f;#xff08;⭐⭐⭐⭐#xff09;
runnable和Callable的区别#xff1a;
线程中的run()和 star…目录 一、线程基础
1、进程与线程的区别⭐⭐⭐
2、并行和并发的区别⭐
3、创建线程的方式有哪些⭐⭐⭐⭐
runnable和Callable的区别
线程中的run()和 start()的区别
4、线程的状态及其生命周期⭐⭐⭐⭐
5、新建 T1、T2、T3 三个线程如何保证按顺序执行⭐⭐⭐
6、notify()和 notifyAll()的区别⭐⭐
7、sleep() 方法和 wait() 方法的异同⭐⭐⭐
8、如何停止一个正在运行的线程⭐⭐
二、线程中的并发安全
9、synchronized关键字的底层原理⭐⭐⭐
synchronized的使用
10、谈谈 JMMJava 内存模型⭐⭐⭐
11、谈谈CAS⭐⭐⭐
悲观锁和乐观锁的区别
12、谈谈volatile⭐⭐⭐
13、谈谈AQS⭐⭐⭐
14.1、谈谈ReentrantLock⭐⭐⭐
14.2、CountDownLatch是什么什么场景下使用⭐⭐⭐⭐
14.3、谈谈Semaphore ⭐⭐⭐
15、synchronized和Lock有什么区别 ?⭐⭐⭐⭐
16、什么是线程死锁?如何避免死锁?⭐⭐⭐
17、谈谈ConcurrentHashMap ⭐⭐⭐⭐
18、Java中怎么保证多线程的执行安全⭐⭐⭐
三、线程池
19、什么是线程池为什么要用线程池
20、线程池的核心参数⭐⭐⭐⭐
21、线程池中有哪些常见的阻塞队列⭐⭐⭐
22、如何确定核心线程数⭐⭐⭐
23、如何创建线程池线程池有哪些种类⭐⭐⭐ 24、为什么不推荐使用内置线程池Executors⭐⭐⭐
25、Future 类有什么用
26、谈谈对ThreadLocal的理解⭐⭐⭐⭐
ThreadLocal是什么有什么用
ThreadLocal的原理
ThreadLocal 的内存泄露 一、线程基础
1、进程与线程的区别⭐⭐⭐
进程进程是程序的一次执行过程是操作系统资源分配的基本单位。程序由指令和数据组成指令要运行就得加载至CPU数据要读写就得加载至内存在指令运行过程中还需要用到磁盘、网络等设备。进程就是用来加载指令、管理内存以及IO 的。线程一个线程就是一个指令流是操作系统中最小的调度单位负责将指令流中的一条条指令以一定的顺序交给 CPU 执行。两者区别 关系进程是正在运行程序的实例进程中包含了线程每个线程执行不同的任务。内存不同的进程使用不同的内存空间同一进程下的所有线程共享内存空间。开销线程更轻量线程上下文切换开销要比进程上下文切换开销低。
2、并行和并发的区别⭐
并发两个及两个以上的作业在同一 时间段 内执行。并行两个及两个以上的作业在同一 时刻 执行。
3、创建线程的方式有哪些⭐⭐⭐⭐
继承Thread类实现runnable接口实现Callable接口线程池创建线程
runnable和Callable的区别 Runnable 接口 run 方法没有返回值 Callable 接口 call 方法有返回值是个泛型和Future 、 FutureTask 配合可以用来获取异步执行的结果。 Callalbe 接口支持返回执行结果需要调用 FutureTask.get() 得到此方法会阻塞主进程的继续往下执行如果不调用不会阻塞。 Callable接口的call()方法允许抛出异常而Runnable接口的run()方法的异常只能在内部使用try-catch消化不能继续上抛。
线程中的run()和 start()的区别
start():用来启动线程通过该线程调用run方法执行run方法中所定义的逻辑代码。start方法只能被调用一次。run():封装了要被线程执行的代码可以被调用多次。 调用 start() 方法方可启动线程并使线程进入就绪状态直接执行 run() 方法的话不会以多线程的方式执行会把 run() 方法当成一个 main 线程下的普通方法去执行。
4、线程的状态及其生命周期⭐⭐⭐⭐
新建状态(New)线程对象被创建出来但没有执行start()。可执行状态(RUNNABLE)线程调用start()方法转为可执行状态。阻塞状态(Blocked)没有获取锁则进入阻塞状态获得锁再切换为可执行状态。等待状态(wating)线程调用了wait()方法进入等待状态其他线程调用notify()唤醒后可切换为可执行状态。超时等待状态(TIME_WAITING)线程调用了sleep(50)方法进入计时等待状态到时间后可切换为可执行状态。终止状态(TERMINATED)该线程已经运行完毕。 5、新建 T1、T2、T3 三个线程如何保证按顺序执行⭐⭐⭐ 使用线程类的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。
如在t2线程里添加代码:t1.join(); 在t3线程里添加代码t2.join()
6、notify()和 notifyAll()的区别⭐⭐
notifyAll唤醒所有wait的线程 notify随机唤醒一个 wait 线程
7、sleep() 方法和 wait() 方法的异同⭐⭐⭐
相同点都可以让线程进入阻塞状态。不同点 方法归属sleep是Thread的静态本地方法wait()是Object类的本地方法。醒来时机sleep执行完线程会自动苏醒wait需要其他线程调用notify或notifyAll。锁特性调用wait方法需要获取对象锁唤醒后会释放锁调用sleep不需要获取锁也不会释放锁。
8、如何停止一个正在运行的线程⭐⭐
使用退出标志使线程正常退出也就是当run方法完成后线程终止。使用stop方法强行终止不推荐方法已作废。使用interrupt方法中断线程。 二、线程中的并发安全
9、synchronized关键字的底层原理⭐⭐⭐
synchronized用于解决多线程的并发安全问题可以保证被它修饰的方法或者代码块在任意时刻只能有一个线程执行。synchronized底层是由monitor实现的在线程获取锁成功过后需要和monitor对象进行关联即将对象头的mark word字段存储monitor的地址并将monitor的owner字段指向该线程。由于monitor是操作系统级别的对象在实现线程之间的切换时需要从用户态转换到内核态成本较高因此synchronized属于 重量级锁效率低下。 jdk1.6之后引入了锁升级减少了锁的开销如轻量级锁、偏向锁等。 monitor有三个字段 Owner存储当前获取锁的线程的只能有一个线程可以获取。EntryList关联没有抢到锁的线程处于Blocked状态的线程。WaitSet关联调用了wait方法的线程处于Waiting状态的线程 。对象头有两个字段 Mark word如下图。Klass word对象的类。 synchronized的使用
修饰实例方法修饰代码块修饰静态方法
10、谈谈 JMMJava 内存模型⭐⭐⭐ 首先搞清楚java内存区域和java内存模型的区别
java内存区域定义的是jvm在运行时如何如何分区存储程序数据。java内存模型和java并发编程相关描述了Java程序中各种变量(线程共享变量)的访问规则 目的是为了简化多线程编程。 所有的共享变量都存储于主内存这里所说的变量指的是实例变量和类变量。不包含局部变量因为局部变量是线程私有的因此不存在竞争问题。每一个线程还存在自己的工作内存线程的工作内存保留了被线程使用的变量的工作副本。线程对变量的所有操作(读写)都必须在工作内存中完成而不能直接读写主内存中的变量不同线程之间也不能直接访问对方工作内存中的变量线程之间交互需要通过主内存完成。
11、谈谈CAS⭐⭐⭐ CAS全称是 Compare And Swap(比较再交换)它体现的是一种乐观锁的思想 在无锁情况下保证多线程操作共享数据的原子性。 具体实现如下图 当线程A对共享变量a进行操作时需要将a读入工作内存执行操作再进行CAS操作发现旧数据A和共享数据V相等 于是修改成功将新值写入主内存 而线程B想进行- -操作再进行CAS操作时发现不相等于是开始重复这个过程(自旋操作)。
悲观锁和乐观锁的区别
悲观锁悲观锁总是假设最坏的情况认为共享资源每次被访问的时候就会出现并发安全问题所以每次在获取资源操作的时候都会上锁这样其他线程想拿到这个资源就会阻塞直到锁被上一个持有者释放。也就是说共享资源每次只给一个线程使用其它线程阻塞用完后再把资源转让给其它线程。 如synchronized。乐观锁乐观锁总是假设最好的情况认为共享资源每次被访问的时候不会出现问题线程可以不停地执行无需加锁也无需等待只是在提交修改的时候去验证对应的数据是否被其它线程修改了。 如CAS。
12、谈谈volatile⭐⭐⭐ 当一个共享变量类的成员变量、类的静态成员变量被volatile修饰之后那么就具备了两层语义
保证线程间的可见性一个线程修改了某个变量的值该新值对其他线程来说是立即可见的。 volatile关键字可以保证变量的可见性如果我们将变量声明为 volatile这就指示 JVM这个变量是共享且不稳定的每次使用它都到主存中进行读取。禁止指令重排序用 volatile 修饰共享变量会在读、写共享变量时加入不同的屏障阻止其他读写操作越过屏障从而达到阻止重排序的效果。
13、谈谈AQS⭐⭐⭐ AQS全称AbstractQueuedSynchronizer即抽象队列同步器。它是构建锁或者其他同步组件的基础框架常见的实现类有ReentrantLock(阻塞式锁)、Semaphore(信号量)、CountDownLatch(倒计时锁)。AQS与Synchronized的区别如下图 AQS的实现
AQS内部维护了一个先进先出的双向队列队列中存储的排队的线程。AQS内部还维护了一个属性state相当于资源默认为0(无锁状态)。当有线程修改了state为1则该线程获取了资源。使用CAS操作保证各线程对state修改的原子性。 14.1、谈谈ReentrantLock⭐⭐⭐
ReentrantLock表示可重入锁同一线程可多次获取锁。ReentrantLock主要利用CASAQS队列来实现。ReentrantLock支持公平锁和非公平锁在提供的构造器的中无参默认是非公平锁也可以传参设置为公平锁。
14.2、CountDownLatch是什么什么场景下使用⭐⭐⭐⭐ CountDownLatch允许 count 个线程阻塞在一个地方直至所有线程的任务都执行完毕。 CountDownLatch(倒计时锁)是AQS的实现类之一默认构造 AQS 的 state 值为 count。当线程使用 countDown() 方法时,即以 CAS 的操作来减少 state,直至 state 为 0 。当调用 await() 方法的时候如果 state 不为 0即任务还没有执行完毕await() 方法就会一直阻塞直到state 值被减为 0该线程才会从阻塞中被唤醒await() 方法之后的语句得到执行。 使用场景项目中有一个使用多线程读取多个文件处理的场景用到了 CountDownLatch。 我们要读取处理 6 个文件这 6 个任务都是没有执行顺序依赖的任务但是我们需要返回给用户的时候将这几个文件的处理的结果进行统计整理。 为此我们定义了一个线程池和 count 为 6 的 CountDownLatch 对象 。使用线程池处理读取任务每一个线程处理完之后就将 count-1调用CountDownLatch 对象的 await()方法直到所有文件读取完之后才会接着执行后面的逻辑。 伪代码如下
public class CountDownLatchExample1 {// 处理文件的数量private static final int threadCount 6;public static void main(String[] args) throws InterruptedException {// 创建一个具有固定线程数量的线程池对象推荐使用构造方法创建ExecutorService threadPool Executors.newFixedThreadPool(10);final CountDownLatch countDownLatch new CountDownLatch(threadCount);for (int i 0; i threadCount; i) {final int threadnum i;threadPool.execute(() - {try {//处理文件的业务操作//......} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {//表示一个文件已经被完成countDownLatch.countDown();}});}countDownLatch.await();threadPool.shutdown();System.out.println(finish);}
}14.3、谈谈Semaphore ⭐⭐⭐ synchronized 和 ReentrantLock都是一次只允许一个线程访问某个资源Semaphore (信号量)可以控制同时访问特定资源的线程数量通常用于那些资源有明确访问数量限制的场景比如限流。 Semaphore 的使用假设有 N个线程来获取 Semaphore 中的共享资源以下代码表示同一时刻 只有N 个线程能获取到共享资源其他线程都会阻塞。直到有线程释放了共享资源其他阻塞的线程才能获取到资源。
// 初始共享资源数量
final Semaphore semaphore new Semaphore(5);
// 获取1个许可
semaphore.acquire();
// 释放1个许可
semaphore.release();Semaphore 有两种模式
公平模式 调用 acquire() 方法的顺序遵循 FIFO非公平模式 抢占式的。
15、synchronized和Lock有什么区别 ?⭐⭐⭐⭐
语法层面 synchronized是关键字用 c 语言实现 。Lock是接口用 java 语言实现。使用synchronized 时退出同步代码块锁会自动释放而使用 Lock 时需要手动调用 unlock 方法释放锁。功能层面 二者均属于悲观锁、都具备基本的互斥、同步、锁重入功能。LOCK提供了许多 synchronized 不具备的功能例如获取等待状态、公平锁、可打断、可超时、多条件变量。LOCK有适合不同场景的实现如 ReentrantLockReentrantReadWriteLock性能层面 在没有竞争时synchronized 做了很多优化如偏向锁、轻量级锁性能不赖。在竞争激烈时Lock 的实现通常会提供更好的性能。
16、什么是线程死锁?如何避免死锁?⭐⭐⭐ 线程死锁多个线程同时被阻塞它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞因此程序不能正常终止。
产生死锁的必要条件
互斥条件该资源任意一个时刻只由一个线程占用。请求与保持条件一个线程因请求资源而阻塞时同时对已获得的资源保持不放。不剥夺条件线程保持的资源需要等待使用完才能释放不能被其他线程剥夺。循环等待条件若干线程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
如何预防死锁破坏死锁的产生的必要条件即可
破坏请求与保持条件一次性申请所有的资源。破坏不剥夺条件占用部分资源的线程因请求资源时阻塞时主动释放占用的资源。破坏循环等待条件按某一顺序申请资源释放资源则反序释放。
如何避免死锁 使用银行家算法对资源分配进行计算评估使其进入安全状态。
17、谈谈ConcurrentHashMap ⭐⭐⭐⭐
底层数据结构 JDK1.7及之前之前采用 分段数组(segment) 链表实现。JDK1.8开始底层的数据结构和JDK1.8HashMap一样采用数组链表/红黑树实现。加锁方式 JDK1.7采用Segment分段锁底层使用的是ReentrantLock。JDK1.8放弃了Segment分段锁的设计采用 CAS synchronized 保证线程安全锁粒度更细。CAS控制数组节点的添加synchronized只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点只要hash不冲突就不会产生并发安全问题。
jdk1.7 jdk1.8 18、Java中怎么保证多线程的执行安全⭐⭐⭐ 满足Java并发编程的三大特性
原子性一段程序执行是不可分割的要么全部执行成功要么全部失败。 可以使用synchronized和lock保证程序的原子性。可见性一个线程对共享变量的修改对另一个线程可见。 可以使用volatile(推荐)保证可见性synchronized、Lock也可以。有序性在Java内存模型中允许编译器和处理器对指令进行重排序但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行却会影响到多线程并发执行的正确性。 可以通过volatile关键字来保证一定的“有序性”synchronized和Lock也可以。 三、线程池
19、什么是线程池为什么要用线程池 线程池就是管理一系列线程的资源池。当有任务要处理时直接从线程池中获取线程来处理处理完之后线程并不会立即被销毁而是等待下一个任务。池化技术的好处
降低资源消耗。重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。提高响应速度。当有任务时可以不需要等待线程的创建就能立即执行。
20、线程池的核心参数⭐⭐⭐⭐
线程池有七个参数
corePoolSize核心线程数目maximumPoolSize最大线程数目 核心线程 临时线程的最大数目workQueue当没有空闲核心线程时新来任务会加入到此队列排队当队列满时会创建临时线程执行任务keepAliveTime临时线程的生存时间若生存时间内没有新任务此线程资源会释放unit临时线程生存时间的单位threadFactory线程工厂可以定制线程对象的创建如设置线程名字、是否是守护线程等handler拒绝策略 - 当所有线程都在繁忙队列也放满时会触发拒绝策略 1.AbortPolicy直接抛出异常默认策略 2.CallerRunsPolicy用调用者所在的线程来执行任务 3.DiscardOldestPolicy丢弃阻塞队列中靠最前的任务并执行当前任务 4.DiscardPolicy直接丢弃任务 工作流程图 21、线程池中有哪些常见的阻塞队列⭐⭐⭐
ArrayBlockingQueue基于数组结构的有界阻塞队列FIFO。LinkedBlockingQueue基于链表结构的有界阻塞队列FIFO。DelayedWorkQueue 是一个优先级队列它可以保证每次出队的任务都是当前队列中执行时间最靠前的。SynchronousQueue不存储元素的阻塞队列每个插入操作都必须等待一个移出操作。
ArrayBlockingQueue的LinkedBlockingQueue区别
LinkedBlockingQueue默认无界支持有界ArrayBlockingQueue强制有界。LinkedBlockingQueue底层是单向链表实现ArrayBlockingQueue基于数组实现。 LinkedBlockingQueue头尾各一把锁效率较高ArrayBlockingQueue只有一把锁。
22、如何确定核心线程数⭐⭐⭐
CPU密集型任务这类任务消耗的主要是 CPU 资源可以将线程核心数设置为 NCPU 核心数1。 多出来的一个核心线程是为了防止各种原因导致任务暂停而带来的影响。一旦任务暂停CPU 就会处于空闲状态而在这种情况下多出来的线程可以充分利用 CPU 的空闲时间。 I/O密集型任务这类任务系统会将大部分时间用在I/O交互上这段时间CPU是空闲的可以交给其他线程使用因此可以多配置一些线程常用的值为2NCPU核心数。
23、如何创建线程池线程池有哪些种类⭐⭐⭐
方式一使用ThreadPoolExecutor构造函数来创建。 方式二使用Executors工具类来创建。 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。newSingleThreadExecutor创建一个单线程的线程池若多余的任务被提交到该线程池其会被保存在一个任务队列中待线程空闲按先入先出的顺序执行队列中的任务。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。newScheduledThreadPool可执行延迟任务的线程池支持定时及周期性任务执行。 24、为什么不推荐使用内置线程池Executors⭐⭐⭐
参考阿里巴巴开发手册 25、Future 类有什么用 Future 类是异步思想的典型运用主要用在一些需要执行耗时任务的场景。具体来说当我们执行某一耗时的任务时可以将这个耗时任务交给一个子线程去异步执行同时我们可以执行其他任务不用傻傻等待耗时任务执行完成。等我们的事情干完后我们再通过 Future 类获取到耗时任务的执行结果。以此提高程序的执行效率。 在 Java 中Future 类只是一个泛型接口内部实现了以下四种功能
取消任务判断任务是否被取消;判断任务是否已经执行完成;获取任务执行结果。
// V 代表了Future执行的任务返回值的类型
public interface FutureV {// 取消任务执行// 成功取消返回 true否则返回 falseboolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);// 判断任务是否被取消boolean isCancelled();// 判断任务是否已经执行完成boolean isDone();// 获取任务执行结果V get() throws InterruptedException, ExecutionException;// 指定时间内没有返回计算结果就抛出 TimeOutException 异常V get(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutExceptio}26、谈谈对ThreadLocal的理解⭐⭐⭐⭐
ThreadLocal是什么有什么用 ThreadLocal本地线程变量ThreadLocal可以让每个线程绑定自己的变量该变量对其他线程而言是封闭且隔离的。 ThreadLocal 的简单使用
public class ThreadLocal_demo {public static void main(String[] args) {ThreadLocalObject local new ThreadLocal();IntStream.range(0,10).forEach(i-new Thread(()-{local.set(Thread.currentThread().getName() : i);System.out.println(线程 Thread.currentThread().getName() local: local.get());}).start());}
}
运行结果表明每个线程都能保存私有的值 ThreadLocal的原理
ThreadLocal的set方法源码
public void set(T value) {//获取当前请求的线程Thread t Thread.currentThread();//取出 Thread 类内部的 threadLocals 变量(哈希表结构)ThreadLocalMap map getMap(t);if (map ! null)// 将需要存储的值放入到这个哈希表中map.set(this, value);elsecreateMap(t, value);
}ThrealLocal 类中可以通过Thread.currentThread()获取到当前线程对象后直接通过getMap(Thread t)可以访问到该线程的ThreadLocalMap对象。 每个Thread中都具备一个ThreadLocalMap而ThreadLocalMap可以存储以ThreadLocal为 key Object 对象为 value 的键值对。
ThreadLocal的get方法源码 private T get(Thread t) {ThreadLocalMap map getMap(t);if (map ! null) {ThreadLocalMap.Entry e map.getEntry(this);if (e ! null) {SuppressWarnings(unchecked)T result (T) e.value;return result;}}return setInitialValue(t);}private Entry getEntry(ThreadLocal? key) {int i key.threadLocalHashCode (table.length - 1);Entry e table[i];if (e ! null e.refersTo(key))return e;elsereturn getEntryAfterMiss(key, i, e);}
ThreadLocal 的内存泄露 ThreadLocalMap中使用的key是弱引用value是强引用这就导致在垃圾回收时key会被清理而value还保留着造成内存泄漏问题。 为了避免内存泄漏问题使用完 ThreadLocal 方法后最好手动调用remove()方法。
