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java線程面試題匯總
不管你是新程序員還是老手,你一定在面試中遇到過有關(guān)線程的問題。Java語言一個重要的特點就是內(nèi)置了對并發(fā)的支持,讓Java大受企業(yè)和程序員的歡迎。大多數(shù)待遇豐厚的Java開發(fā)職位都要求開發(fā)者精通多線程技術(shù)并且有豐富的Java程序開發(fā)、調(diào)試、優(yōu)化經(jīng)驗,所以線程相關(guān)的問題在面試中經(jīng)常會被提到。
在典型的Java面試中, 面試官會從線程的基本概念問起, 如:為什么你需要使用線程, 如何創(chuàng)建線程,用什么方式創(chuàng)建線程比較好(比如:繼承thread類還是調(diào)用Runnable接口),然后逐漸問到并發(fā)問題像在Java并發(fā)編程的過程中遇到了什么挑戰(zhàn),Java內(nèi)存模型,JDK1.5引入了哪些更高階的并發(fā)工具,并發(fā)編程常用的設(shè)計模式,經(jīng)典多線程問題如生產(chǎn)者消費(fèi)者,哲學(xué)家就餐,讀寫器或者簡單的有界緩沖區(qū)問題。僅僅知道線程的基本概念是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的, 你必須知道如何處理死鎖,競態(tài)條件,內(nèi)存沖突和線程安全等并發(fā)問題。掌握了這些技巧,你就可以輕松應(yīng)對多線程和并發(fā)面試了。
許多Java程序員在面試前才會去看面試題,這很正常。因為收集面試題和練習(xí)很花時間,所以我從許多面試者那里收集了Java多線程和并發(fā)相關(guān)的50個熱門問題。我只收集了比較新的面試題且沒有提供全部答案。想必聰明的你對這些問題早就心中有數(shù)了, 如果遇到不懂的問題,你可以用Google找到答案。若你實在找不到答案,可以在文章的評論中向我求助。你也可以在這找到一些答案Java線程問答Top 12。
50道Java線程面試題
下面是Java線程相關(guān)的熱門面試題,你可以用它來好好準(zhǔn)備面試。
1) 什么是線程?
線程是操作系統(tǒng)能夠進(jìn)行運(yùn)算調(diào)度的最小單位,它被包含在進(jìn)程之中,是進(jìn)程中的實際運(yùn)作單位。程序員可以通過它進(jìn)行多處理器編程,你可以使用多線程對運(yùn)算密集型任務(wù)提速。比如,如果一個線程完成一個任務(wù)要100毫秒,那么用十個線程完成改任務(wù)只需10毫秒。Java在語言層面對多線程提供了卓越的支持,它也是一個很好的賣點。欲了解更多詳細(xì)信息請點擊這里。
2) 線程和進(jìn)程有什么區(qū)別?
線程是進(jìn)程的子集,一個進(jìn)程可以有很多線程,每條線程并行執(zhí)行不同的任務(wù)。不同的進(jìn)程使用不同的內(nèi)存空間,而所有的線程共享一片相同的內(nèi)存空間。別把它和棧內(nèi)存搞混,每個線程都擁有單獨的棧內(nèi)存用來存儲本地數(shù)據(jù)。更多詳細(xì)信息請點擊這里。
3) 如何在Java中實現(xiàn)線程?
在語言層面有兩種方式。java.lang.Thread 類的實例就是一個線程但是它需要調(diào)用java.lang.Runnable接口來執(zhí)行,由于線程類本身就是調(diào)用的Runnable接口所以你可以繼承java.lang.Thread 類或者直接調(diào)用Runnable接口來重寫run()方法實現(xiàn)線程。更多詳細(xì)信息請點擊這里.
4) 用Runnable還是Thread?
這個問題是上題的后續(xù),大家都知道我們可以通過繼承Thread類或者調(diào)用Runnable接口來實現(xiàn)線程,問題是,那個方法更好呢?什么情況下使用它?這個問題很容易回答,如果你知道Java不支持類的多重繼承,但允許你調(diào)用多個接口。所以如果你要繼承其他類,當(dāng)然是調(diào)用Runnable接口好了。更多詳細(xì)信息請點擊這里。
6) Thread 類中的start() 和 run() 方法有什么區(qū)別?
這個問題經(jīng)常被問到,但還是能從此區(qū)分出面試者對Java線程模型的理解程度。start()方法被用來啟動新創(chuàng)建的線程,而且start()內(nèi)部調(diào)用了run()方法,這和直接調(diào)用run()方法的效果不一樣。當(dāng)你調(diào)用run()方法的時候,只會是在原來的線程中調(diào)用,沒有新的線程啟動,start()方法才會啟動新線程。更多討論請點擊這里
7) Java中Runnable和Callable有什么不同?
Runnable和Callable都代表那些要在不同的線程中執(zhí)行的任務(wù)。Runnable從JDK1.0開始就有了,Callable是在JDK1.5增加的。它們的主要區(qū)別是Callable的 call() 方法可以返回值和拋出異常,而Runnable的run()方法沒有這些功能。Callable可以返回裝載有計算結(jié)果的Future對象。我的博客有更詳細(xì)的說明。
8) Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什么不同?
CyclicBarrier 和 CountDownLatch 都可以用來讓一組線程等待其它線程。與 CyclicBarrier 不同的是,CountdownLatch 不能重新使用。點此查看更多信息和示例代碼。
9) Java內(nèi)存模型是什么?
Java內(nèi)存模型規(guī)定和指引Java程序在不同的內(nèi)存架構(gòu)、CPU和操作系統(tǒng)間有確定性地行為。它在多線程的情況下尤其重要。Java內(nèi)存模型對一個線程所做的變動能被其它線程可見提供了保證,它們之間是先行發(fā)生關(guān)系。這個關(guān)系定義了一些規(guī)則讓程序員在并發(fā)編程時思路更清晰。比如,先行發(fā)生關(guān)系確保了:
線程內(nèi)的代碼能夠按先后順序執(zhí)行,這被稱為程序次序規(guī)則。
對于同一個鎖,一個解鎖操作一定要發(fā)生在時間上后發(fā)生的另一個鎖定操作之前,也叫做管程鎖定規(guī)則。
前一個對volatile的寫操作在后一個volatile的讀操作之前,也叫volatile變量規(guī)則。
一個線程內(nèi)的任何操作必需在這個線程的start()調(diào)用之后,也叫作線程啟動規(guī)則。
一個線程的所有操作都會在線程終止之前,線程終止規(guī)則。
一個對象的終結(jié)操作必需在這個對象構(gòu)造完成之后,也叫對象終結(jié)規(guī)則。
可傳遞性
我強(qiáng)烈建議大家閱讀《Java并發(fā)編程實踐》第十六章來加深對Java內(nèi)存模型的理解。
10) Java中的volatile 變量是什么?
volatile是一個特殊的修飾符,只有成員變量才能使用它。在Java并發(fā)程序缺少同步類的情況下,多線程對成員變量的操作對其它線程是透明的。volatile變量可以保證下一個讀取操作會在前一個寫操作之后發(fā)生,就是上一題的volatile變量規(guī)則。點擊這里查看更多volatile的相關(guān)內(nèi)容。
11) 什么是線程安全?Vector是一個線程安全類嗎? (詳見這里)
如果你的代碼所在的進(jìn)程中有多個線程在同時運(yùn)行,而這些線程可能會同時運(yùn)行這段代碼。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的,而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的,就是線程安全的。一個線程安全的計數(shù)器類的同一個實例對象在被多個線程使用的情況下也不會出現(xiàn)計算失誤。很顯然你可以將集合類分成兩組,線程安全和非線程安全的。Vector 是用同步方法來實現(xiàn)線程安全的, 而和它相似的ArrayList不是線程安全的。
12) Java中什么是競態(tài)條件? 舉個例子說明。
競態(tài)條件會導(dǎo)致程序在并發(fā)情況下出現(xiàn)一些bugs。多線程對一些資源的競爭的時候就會產(chǎn)生競態(tài)條件,如果首先要執(zhí)行的程序競爭失敗排到后面執(zhí)行了,那么整個程序就會出現(xiàn)一些不確定的bugs。這種bugs很難發(fā)現(xiàn)而且會重復(fù)出現(xiàn),因為線程間的隨機(jī)競爭。一個例子就是無序處理,詳見答案。
13) Java中如何停止一個線程?
Java提供了很豐富的API但沒有為停止線程提供API。JDK 1.0本來有一些像stop(), suspend() 和 resume()的控制方法但是由于潛在的死鎖威脅因此在后續(xù)的JDK版本中他們被棄用了,之后Java API的設(shè)計者就沒有提供一個兼容且線程安全的方法來停止一個線程。當(dāng)run() 或者 call() 方法執(zhí)行完的時候線程會自動結(jié)束,如果要手動結(jié)束一個線程,你可以用volatile 布爾變量來退出run()方法的循環(huán)或者是取消任務(wù)來中斷線程。點擊這里查看示例代碼。
14) 一個線程運(yùn)行時發(fā)生異常會怎樣?
這是我在一次面試中遇到的一個很刁鉆的Java面試題, 簡單的說,如果異常沒有被捕獲該線程將會停止執(zhí)行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用于處理未捕獲異常造成線程突然中斷情況的一個內(nèi)嵌接口。當(dāng)一個未捕獲異常將造成線程中斷的時候JVM會使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()來查詢線程的UncaughtExceptionHandler并將線程和異常作為參數(shù)傳遞給handler的uncaughtException()方法進(jìn)行處理。
15) 如何在兩個線程間共享數(shù)據(jù)?
你可以通過共享對象來實現(xiàn)這個目的,或者是使用像阻塞隊列這樣并發(fā)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這篇教程《Java線程間通信》(涉及到在兩個線程間共享對象)用wait和notify方法實現(xiàn)了生產(chǎn)者消費(fèi)者模型。
16) Java中notify 和 notifyAll有什么區(qū)別?
這又是一個刁鉆的問題,因為多線程可以等待單監(jiān)控鎖,Java API 的設(shè)計人員提供了一些方法當(dāng)?shù)却龡l件改變的時候通知它們,但是這些方法沒有完全實現(xiàn)。notify()方法不能喚醒某個具體的線程,所以只有一個線程在等待的時候它才有用武之地。而notifyAll()喚醒所有線程并允許他們爭奪鎖確保了至少有一個線程能繼續(xù)運(yùn)行。我的博客有更詳細(xì)的資料和示例代碼。
17) 為什么wait, notify 和 notifyAll這些方法不在thread類里面?
這是個設(shè)計相關(guān)的問題,它考察的是面試者對現(xiàn)有系統(tǒng)和一些普遍存在但看起來不合理的事物的看法。回答這些問題的時候,你要說明為什么把這些方法放在Object類里是有意義的,還有不把它放在Thread類里的原因。一個很明顯的原因是JAVA提供的鎖是對象級的而不是線程級的,每個對象都有鎖,通過線程獲得。如果線程需要等待某些鎖那么調(diào)用對象中的wait()方法就有意義了。如果wait()方法定義在Thread類中,線程正在等待的是哪個鎖就不明顯了。簡單的說,由于wait,notify和notifyAll都是鎖級別的操作,所以把他們定義在Object類中因為鎖屬于對象。你也可以查看這篇文章了解更多。
18) 什么是ThreadLocal變量?
ThreadLocal是Java里一種特殊的變量。每個線程都有一個ThreadLocal就是每個線程都擁有了自己獨立的一個變量,競爭條件被徹底消除了。它是為創(chuàng)建代價高昂的對象獲取線程安全的好方法,比如你可以用ThreadLocal讓SimpleDateFormat變成線程安全的,因為那個類創(chuàng)建代價高昂且每次調(diào)用都需要創(chuàng)建不同的實例所以不值得在局部范圍使用它,如果為每個線程提供一個自己獨有的變量拷貝,將大大提高效率。首先,通過復(fù)用減少了代價高昂的對象的創(chuàng)建個數(shù)。其次,你在沒有使用高代價的同步或者不變性的情況下獲得了線程安全。線程局部變量的另一個不錯的例子是ThreadLocalRandom類,它在多線程環(huán)境中減少了創(chuàng)建代價高昂的Random對象的個數(shù)。查看答案了解更多。
19) 什么是FutureTask?
在Java并發(fā)程序中FutureTask表示一個可以取消的異步運(yùn)算。它有啟動和取消運(yùn)算、查詢運(yùn)算是否完成和取回運(yùn)算結(jié)果等方法。只有當(dāng)運(yùn)算完成的時候結(jié)果才能取回,如果運(yùn)算尚未完成get方法將會阻塞。一個FutureTask對象可以對調(diào)用了Callable和Runnable的對象進(jìn)行包裝,由于FutureTask也是調(diào)用了Runnable接口所以它可以提交給Executor來執(zhí)行。
20) Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的區(qū)別?
interrupted() 和 isInterrupted()的主要區(qū)別是前者會將中斷狀態(tài)清除而后者不會。Java多線程的中斷機(jī)制是用內(nèi)部標(biāo)識來實現(xiàn)的,調(diào)用Thread.interrupt()來中斷一個線程就會設(shè)置中斷標(biāo)識為true。當(dāng)中斷線程調(diào)用靜態(tài)方法Thread.interrupted()來檢查中斷狀態(tài)時,中斷狀態(tài)會被清零。而非靜態(tài)方法isInterrupted()用來查詢其它線程的中斷狀態(tài)且不會改變中斷狀態(tài)標(biāo)識。簡單的說就是任何拋出InterruptedException異常的方法都會將中斷狀態(tài)清零。無論如何,一個線程的中斷狀態(tài)有有可能被其它線程調(diào)用中斷來改變。
21) 為什么wait和notify方法要在同步塊中調(diào)用?
主要是因為Java API強(qiáng)制要求這樣做,如果你不這么做,你的代碼會拋出IllegalMonitorStateException異常。還有一個原因是為了避免wait和notify之間產(chǎn)生競態(tài)條件。
22) 為什么你應(yīng)該在循環(huán)中檢查等待條件?
處于等待狀態(tài)的線程可能會收到錯誤警報和偽喚醒,如果不在循環(huán)中檢查等待條件,程序就會在沒有滿足結(jié)束條件的情況下退出。因此,當(dāng)一個等待線程醒來時,不能認(rèn)為它原來的等待狀態(tài)仍然是有效的,在notify()方法調(diào)用之后和等待線程醒來之前這段時間它可能會改變。這就是在循環(huán)中使用wait()方法效果更好的原因,你可以在Eclipse中創(chuàng)建模板調(diào)用wait和notify試一試。如果你想了解更多關(guān)于這個問題的內(nèi)容,我推薦你閱讀《Effective Java》這本書中的線程和同步章節(jié)。
23) Java中的同步集合與并發(fā)集合有什么區(qū)別?
同步集合與并發(fā)集合都為多線程和并發(fā)提供了合適的線程安全的集合,不過并發(fā)集合的可擴(kuò)展性更高。在Java1.5之前程序員們只有同步集合來用且在多線程并發(fā)的時候會導(dǎo)致爭用,阻礙了系統(tǒng)的擴(kuò)展性。Java5介紹了并發(fā)集合像ConcurrentHashMap,不僅提供線程安全還用鎖分離和內(nèi)部分區(qū)等現(xiàn)代技術(shù)提高了可擴(kuò)展性。更多內(nèi)容詳見答案。
24) Java中堆和棧有什么不同?
為什么把這個問題歸類在多線程和并發(fā)面試題里?因為棧是一塊和線程緊密相關(guān)的內(nèi)存區(qū)域。每個線程都有自己的棧內(nèi)存,用于存儲本地變量,方法參數(shù)和棧調(diào)用,一個線程中存儲的變量對其它線程是不可見的。而堆是所有線程共享的一片公用內(nèi)存區(qū)域。對象都在堆里創(chuàng)建,為了提升效率線程會從堆中弄一個緩存到自己的棧,如果多個線程使用該變量就可能引發(fā)問題,這時volatile 變量就可以發(fā)揮作用了,它要求線程從主存中讀取變量的值。
更多內(nèi)容詳見答案。
25) 什么是線程池? 為什么要使用它?
創(chuàng)建線程要花費(fèi)昂貴的資源和時間,如果任務(wù)來了才創(chuàng)建線程那么響應(yīng)時間會變長,而且一個進(jìn)程能創(chuàng)建的線程數(shù)有限。為了避免這些問題,在程序啟動的時候就創(chuàng)建若干線程來響應(yīng)處理,它們被稱為線程池,里面的線程叫工作線程。從JDK1.5開始,Java API提供了Executor框架讓你可以創(chuàng)建不同的線程池。比如單線程池,每次處理一個任務(wù);數(shù)目固定的線程池或者是緩存線程池(一個適合很多生存期短的任務(wù)的程序的可擴(kuò)展線程池)。更多內(nèi)容詳見這篇文章。
26) 如何寫代碼來解決生產(chǎn)者消費(fèi)者問題?
在現(xiàn)實中你解決的許多線程問題都屬于生產(chǎn)者消費(fèi)者模型,就是一個線程生產(chǎn)任務(wù)供其它線程進(jìn)行消費(fèi),你必須知道怎么進(jìn)行線程間通信來解決這個問題。比較低級的辦法是用wait和notify來解決這個問題,比較贊的辦法是用Semaphore 或者 BlockingQueue來實現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者模型,這篇教程有實現(xiàn)它。
27) 如何避免死鎖?
deadlock in Java
Java多線程中的死鎖
死鎖是指兩個或兩個以上的進(jìn)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。這是一個嚴(yán)重的問題,因為死鎖會讓你的程序掛起無法完成任務(wù),死鎖的發(fā)生必須滿足以下四個條件:
互斥條件:一個資源每次只能被一個進(jìn)程使用。
請求與保持條件:一個進(jìn)程因請求資源而阻塞時,對已獲得的資源保持不放。
不剝奪條件:進(jìn)程已獲得的資源,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。
避免死鎖最簡單的方法就是阻止循環(huán)等待條件,將系統(tǒng)中所有的資源設(shè)置標(biāo)志位、排序,規(guī)定所有的進(jìn)程申請資源必須以一定的順序(升序或降序)做操作來避免死鎖。這篇教程有代碼示例和避免死鎖的討論細(xì)節(jié)。
28) Java中活鎖和死鎖有什么區(qū)別?
這是上題的擴(kuò)展,活鎖和死鎖類似,不同之處在于處于活鎖的線程或進(jìn)程的狀態(tài)是不斷改變的,活鎖可以認(rèn)為是一種特殊的饑餓。一個現(xiàn)實的活鎖例子是兩個人在狹小的走廊碰到,兩個人都試著避讓對方好讓彼此通過,但是因為避讓的方向都一樣導(dǎo)致最后誰都不能通過走廊。簡單的說就是,活鎖和死鎖的主要區(qū)別是前者進(jìn)程的狀態(tài)可以改變但是卻不能繼續(xù)執(zhí)行。
29) 怎么檢測一個線程是否擁有鎖?
我一直不知道我們竟然可以檢測一個線程是否擁有鎖,直到我參加了一次電話面試。在java.lang.Thread中有一個方法叫holdsLock(),它返回true如果當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)前線程擁有某個具體對象的鎖。你可以查看這篇文章了解更多。
30) 你如何在Java中獲取線程堆棧?
對于不同的操作系統(tǒng),有多種方法來獲得Java進(jìn)程的線程堆棧。當(dāng)你獲取線程堆棧時,JVM會把所有線程的狀態(tài)存到日志文件或者輸出到控制臺。在Windows你可以使用Ctrl + Break組合鍵來獲取線程堆棧,Linux下用kill -3命令。你也可以用jstack這個工具來獲取,它對線程id進(jìn)行操作,你可以用jps這個工具找到id。
31) JVM中哪個參數(shù)是用來控制線程的棧堆棧小的
這個問題很簡單, -Xss參數(shù)用來控制線程的堆棧大小。你可以查看JVM配置列表來了解這個參數(shù)的更多信息。
32) Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同?
Java在過去很長一段時間只能通過synchronized關(guān)鍵字來實現(xiàn)互斥,它有一些缺點。比如你不能擴(kuò)展鎖之外的方法或者塊邊界,嘗試獲取鎖時不能中途取消等。Java 5 通過Lock接口提供了更復(fù)雜的控制來解決這些問題。 ReentrantLock 類實現(xiàn)了 Lock,它擁有與 synchronized 相同的并發(fā)性和內(nèi)存語義且它還具有可擴(kuò)展性。你可以查看這篇文章了解更多
33) 有三個線程T1,T2,T3,怎么確保它們按順序執(zhí)行?
在多線程中有多種方法讓線程按特定順序執(zhí)行,你可以用線程類的join()方法在一個線程中啟動另一個線程,另外一個線程完成該線程繼續(xù)執(zhí)行。為了確保三個線程的順序你應(yīng)該先啟動最后一個(T3調(diào)用T2,T2調(diào)用T1),這樣T1就會先完成而T3最后完成。你可以查看這篇文章了解更多。
34) Thread類中的yield方法有什么作用?
Yield方法可以暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的線程對象,讓其它有相同優(yōu)先級的線程執(zhí)行。它是一個靜態(tài)方法而且只保證當(dāng)前線程放棄CPU占用而不能保證使其它線程一定能占用CPU,執(zhí)行yield()的線程有可能在進(jìn)入到暫停狀態(tài)后馬上又被執(zhí)行。點擊這里查看更多yield方法的相關(guān)內(nèi)容。
35) Java中ConcurrentHashMap的并發(fā)度是什么?
ConcurrentHashMap把實際map劃分成若干部分來實現(xiàn)它的可擴(kuò)展性和線程安全。這種劃分是使用并發(fā)度獲得的,它是ConcurrentHashMap類構(gòu)造函數(shù)的一個可選參數(shù),默認(rèn)值為16,這樣在多線程情況下就能避免爭用。欲了解更多并發(fā)度和內(nèi)部大小調(diào)整請閱讀我的文章How ConcurrentHashMap works in Java。
36) Java中Semaphore是什么?
Java中的Semaphore是一種新的同步類,它是一個計數(shù)信號。從概念上講,從概念上講,信號量維護(hù)了一個許可集合。如有必要,在許可可用前會阻塞每一個 acquire(),然后再獲取該許可。每個 release()添加一個許可,從而可能釋放一個正在阻塞的獲取者。但是,不使用實際的許可對象,Semaphore只對可用許可的號碼進(jìn)行計數(shù),并采取相應(yīng)的行動。信號量常常用于多線程的代碼中,比如數(shù)據(jù)庫連接池。更多詳細(xì)信息請點擊這里。
37)如果你提交任務(wù)時,線程池隊列已滿。會時發(fā)會生什么?
這個問題問得很狡猾,許多程序員會認(rèn)為該任務(wù)會阻塞直到線程池隊列有空位。事實上如果一個任務(wù)不能被調(diào)度執(zhí)行那么ThreadPoolExecutor’s submit()方法將會拋出一個RejectedExecutionException異常。
38) Java線程池中submit() 和 execute()方法有什么區(qū)別?
兩個方法都可以向線程池提交任務(wù),execute()方法的返回類型是void,它定義在Executor接口中, 而submit()方法可以返回持有計算結(jié)果的Future對象,它定義在ExecutorService接口中,它擴(kuò)展了Executor接口,其它線程池類像ThreadPoolExecutor和ScheduledThreadPoolExecutor都有這些方法。更多詳細(xì)信息請點擊這里。
39) 什么是阻塞式方法?
阻塞式方法是指程序會一直等待該方法完成期間不做其他事情,ServerSocket的accept()方法就是一直等待客戶端連接。這里的阻塞是指調(diào)用結(jié)果返回之前,當(dāng)前線程會被掛起,直到得到結(jié)果之后才會返回。此外,還有異步和非阻塞式方法在任務(wù)完成前就返回。更多詳細(xì)信息請點擊這里。
40) Swing是線程安全的嗎? 為什么?
你可以很肯定的給出回答,Swing不是線程安全的,但是你應(yīng)該解釋這么回答的原因即便面試官沒有問你為什么。當(dāng)我們說swing不是線程安全的常常提到它的組件,這些組件不能在多線程中進(jìn)行修改,所有對GUI組件的更新都要在AWT線程中完成,而Swing提供了同步和異步兩種回調(diào)方法來進(jìn)行更新。點擊這里查看更多swing和線程安全的相關(guān)內(nèi)容。
41) Java中invokeAndWait 和 invokeLater有什么區(qū)別?
這兩個方法是Swing API 提供給Java開發(fā)者用來從當(dāng)前線程而不是事件派發(fā)線程更新GUI組件用的。InvokeAndWait()同步更新GUI組件,比如一個進(jìn)度條,一旦進(jìn)度更新了,進(jìn)度條也要做出相應(yīng)改變。如果進(jìn)度被多個線程跟蹤,那么就調(diào)用invokeAndWait()方法請求事件派發(fā)線程對組件進(jìn)行相應(yīng)更新。而invokeLater()方法是異步調(diào)用更新組件的。更多詳細(xì)信息請點擊這里。
42) Swing API中那些方法是線程安全的?
這個問題又提到了swing和線程安全,雖然組件不是線程安全的但是有一些方法是可以被多線程安全調(diào)用的,比如repaint(), revalidate()。 JTextComponent的setText()方法和JTextArea的insert() 和 append() 方法也是線程安全的。
43) 如何在Java中創(chuàng)建Immutable對象?
這個問題看起來和多線程沒什么關(guān)系, 但不變性有助于簡化已經(jīng)很復(fù)雜的并發(fā)程序。Immutable對象可以在沒有同步的情況下共享,降低了對該對象進(jìn)行并發(fā)訪問時的同步化開銷。可是Java沒有@Immutable這個注解符,要創(chuàng)建不可變類,要實現(xiàn)下面幾個步驟:通過構(gòu)造方法初始化所有成員、對變量不要提供setter方法、將所有的成員聲明為私有的,這樣就不允許直接訪問這些成員、在getter方法中,不要直接返回對象本身,而是克隆對象,并返回對象的拷貝。我的文章how to make an object Immutable in Java有詳細(xì)的教程,看完你可以充滿自信。
44) Java中的ReadWriteLock是什么?
一般而言,讀寫鎖是用來提升并發(fā)程序性能的鎖分離技術(shù)的成果。Java中的ReadWriteLock是Java 5 中新增的一個接口,一個ReadWriteLock維護(hù)一對關(guān)聯(lián)的鎖,一個用于只讀操作一個用于寫。在沒有寫線程的情況下一個讀鎖可能會同時被多個讀線程持有。寫鎖是獨占的,你可以使用JDK中的ReentrantReadWriteLock來實現(xiàn)這個規(guī)則,它最多支持65535個寫鎖和65535個讀鎖。
45) 多線程中的忙循環(huán)是什么?
忙循環(huán)就是程序員用循環(huán)讓一個線程等待,不像傳統(tǒng)方法wait(), sleep() 或 yield() 它們都放棄了CPU控制,而忙循環(huán)不會放棄CPU,它就是在運(yùn)行一個空循環(huán)。這么做的目的是為了保留CPU緩存,在多核系統(tǒng)中,一個等待線程醒來的時候可能會在另一個內(nèi)核運(yùn)行,這樣會重建緩存。為了避免重建緩存和減少等待重建的時間就可以使用它了。你可以查看這篇文章獲得更多信息。
46)volatile 變量和 atomic 變量有什么不同?
這是個有趣的問題。首先,volatile 變量和 atomic 變量看起來很像,但功能卻不一樣。Volatile變量可以確保先行關(guān)系,即寫操作會發(fā)生在后續(xù)的讀操作之前, 但它并不能保證原子性。例如用volatile修飾count變量那么 count++ 操作就不是原子性的。而AtomicInteger類提供的atomic方法可以讓這種操作具有原子性如getAndIncrement()方法會原子性的進(jìn)行增量操作把當(dāng)前值加一,其它數(shù)據(jù)類型和引用變量也可以進(jìn)行相似操作。
47) 如果同步塊內(nèi)的線程拋出異常會發(fā)生什么?
這個問題坑了很多Java程序員,若你能想到鎖是否釋放這條線索來回答還有點希望答對。無論你的同步塊是正常還是異常退出的,里面的線程都會釋放鎖,所以對比鎖接口我更喜歡同步塊,因為它不用我花費(fèi)精力去釋放鎖,該功能可以在finally block里釋放鎖實現(xiàn)。
48) 單例模式的雙檢鎖是什么?
這個問題在Java面試中經(jīng)常被問到,但是面試官對回答此問題的滿意度僅為50%。一半的人寫不出雙檢鎖還有一半的人說不出它的隱患和Java1.5是如何對它修正的。它其實是一個用來創(chuàng)建線程安全的單例的老方法,當(dāng)單例實例第一次被創(chuàng)建時它試圖用單個鎖進(jìn)行性能優(yōu)化,但是由于太過于復(fù)雜在JDK1.4中它是失敗的,我個人也不喜歡它。無論如何,即便你也不喜歡它但是還是要了解一下,因為它經(jīng)常被問到。你可以查看how double checked locking on Singleton works這篇文章獲得更多信息。
49) 如何在Java中創(chuàng)建線程安全的Singleton?
這是上面那個問題的后續(xù),如果你不喜歡雙檢鎖而面試官問了創(chuàng)建Singleton類的替代方法,你可以利用JVM的類加載和靜態(tài)變量初始化特征來創(chuàng)建Singleton實例,或者是利用枚舉類型來創(chuàng)建Singleton,我很喜歡用這種方法。你可以查看這篇文章獲得更多信息。
50) 寫出3條你遵循的多線程最佳實踐
這種問題我最喜歡了,我相信你在寫并發(fā)代碼來提升性能的時候也會遵循某些最佳實踐。以下三條最佳實踐我覺得大多數(shù)Java程序員都應(yīng)該遵循:
給你的線程起個有意義的名字。
這樣可以方便找bug或追蹤。OrderProcessor, QuoteProcessor or TradeProcessor 這種名字比 Thread-1. Thread-2 and Thread-3 好多了,給線程起一個和它要完成的任務(wù)相關(guān)的名字,所有的主要框架甚至JDK都遵循這個最佳實踐。
避免鎖定和縮小同步的范圍
鎖花費(fèi)的代價高昂且上下文切換更耗費(fèi)時間空間,試試最低限度的使用同步和鎖,縮小臨界區(qū)。因此相對于同步方法我更喜歡同步塊,它給我擁有對鎖的絕對控制權(quán)。
多用同步類少用wait 和 notify
首先,CountDownLatch, Semaphore, CyclicBarrier 和 Exchanger 這些同步類簡化了編碼操作,而用wait和notify很難實現(xiàn)對復(fù)雜控制流的控制。其次,這些類是由最好的企業(yè)編寫和維護(hù)在后續(xù)的JDK中它們還會不斷優(yōu)化和完善,使用這些更高等級的同步工具你的程序可以不費(fèi)吹灰之力獲得優(yōu)化。
多用并發(fā)集合少用同步集合
這是另外一個容易遵循且受益巨大的最佳實踐,并發(fā)集合比同步集合的可擴(kuò)展性更好,所以在并發(fā)編程時使用并發(fā)集合效果更好。如果下一次你需要用到map,你應(yīng)該首先想到用ConcurrentHashMap。我的文章Java并發(fā)集合有更詳細(xì)的說明。
51) 如何強(qiáng)制啟動一個線程?
這個問題就像是如何強(qiáng)制進(jìn)行Java垃圾回收,目前還沒有覺得方法,雖然你可以使用System.gc()來進(jìn)行垃圾回收,但是不保證能成功。在Java里面沒有辦法強(qiáng)制啟動一個線程,它是被線程調(diào)度器控制著且Java沒有公布相關(guān)的API。
52) Java中的fork join框架是什么?
fork join框架是JDK7中出現(xiàn)的一款高效的工具,Java開發(fā)人員可以通過它充分利用現(xiàn)代服務(wù)器上的多處理器。它是專門為了那些可以遞歸劃分成許多子模塊設(shè)計的,目的是將所有可用的處理能力用來提升程序的性能。fork join框架一個巨大的優(yōu)勢是它使用了工作竊取算法,可以完成更多任務(wù)的工作線程可以從其它線程中竊取任務(wù)來執(zhí)行。你可以查看這篇文章獲得更多信息。
53) Java多線程中調(diào)用wait() 和 sleep()方法有什么不同?
Java程序中wait 和 sleep都會造成某種形式的暫停,它們可以滿足不同的需要。wait()方法用于線程間通信,如果等待條件為真且其它線程被喚醒時它會釋放鎖,而sleep()方法僅僅釋放CPU資源或者讓當(dāng)前線程停止執(zhí)行一段時間,但不會釋放鎖。你可以查看這篇文章獲得更多信息。
以上就是50道熱門Java多線程和并發(fā)面試題啦。我沒有分享所有題的答案但給未來的閱讀者提供了足夠的提示和線索來尋找答案。如果你真的找不到某題的答案,聯(lián)系我吧,我會加上去的。這篇文章不僅可以用來準(zhǔn)備面試,還能檢查你對多線程、并發(fā)、設(shè)計模式和競態(tài)條件、死鎖和線程安全等線程問題的理解。我打算把這篇文章的問題弄成所有Java多線程問題的大合集,但是沒有你的幫助恐怖是不能完成的,你也可以跟我分享其它任何問題,包括那些你被問到卻還沒有找到答案的問題。這篇文章對初學(xué)者或者是經(jīng)驗豐富的Java開發(fā)人員都很有用,過兩三年甚至五六年你再讀它也會受益匪淺。它可以擴(kuò)展初學(xué)者尤其有用因為這個可以擴(kuò)展他們的知識面,我會不斷更新這些題,大家可以在文章后面的評論中提問,分享和回答問題一起把這篇面試題完善。
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