Java并发之常见问题

Posted 2022-10-16 狗哥狗弟齐头并进

这里写目录标题

• 1 Java中守护线程跟本地线程有什么区别?
• 2 线程和进程的区别？
• 3 什么是多线程的上下文切换
• 4 什么是死锁？如何防止死锁？
• 5 Java中用到的线程调度算法？
• 6 为什么使用Executor框架？
• 7 Executor和Executors的区别？
• 8 原子操作类？
• 9 Lock接口是什么？对比同步有什么优势？
• 10 什么是阻塞队列？阻塞队列的实现原理是什么？如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型？
• 11 什么是Callable和Future?
• 11 什么是FutureTask？使用ExecutorService启动任务。
• 12 CycliBarriar和CountdownLatch有什么区别？
• 13 join方法可以使得一个线程在另一个线程执行完之后再去执行。
• 14 lock 中的api

1 Java中守护线程跟本地线程有什么区别?

任何线程都可以设置为守护线程和用户线程,通过Thread.setDaemon（true）为守护线程，false为用户线程。但是注意得是：这个操作必须要在Thread.start()方法之前。
他俩得区别就是：当虚拟机中只剩垃圾守护线程得时候，jvm就会离开。守护线程是为用户线程服务的。用户线程是由程序创建的。

2 线程和进程的区别？

共享资源： 线程之间共享同一个进程下的地址空间以及资源，而进程之间为单独的地址空间。且进程之间的资源是相互独立的。

执行： 线程不能单独执行，必须依赖于进程。进程可以单独执行。
并发：都支持并发。

切换：进程之间进行上下文切换的时候，耗费的资源大。当涉及到频繁的切换时，使用线程要好一点.

3 什么是多线程的上下文切换

cpu执行程序是按cpu时间片来分配调度时间的，一个进程中包含了多个线程，每个时间片上最多只能运行一个线程，操作系统通过调度cpu时间片，让多个线程并发的执行，外界看起来好像多个线程是同时执行的。在每个cpu之间涉及到的切换，也就是线程之间的切换，即为上下文切换。为了让线程都有执行的机会，必须调度。
java中上下文切换的时候主要使用程序计数器来保存线程执行到哪一步，以便切换回来的时候可以继续执行，而不出错。

4 什么是死锁？如何防止死锁？

死锁就是互相占有对方的资源不放手，死锁造成的原因有四种：

• 互斥条件：同一个资源在同一时刻只能被一个线程所持有。
• 请求于保持条件：当占有锁的线程去请求其他资源的时候，对已经获取的资源不放手。
• 不被剥夺条件：获取资源的线程，只要不主动释放， 就不会被剥夺。
• 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。

防止死锁就破坏后三个条件。
破坏请求与保持条件: 一次性请求多个资源。
破坏循环等待：获取锁和释放锁按顺序进行。
破坏不被剥夺条件：如果请求其他资源请求不到，可以主动释放。

5 Java中用到的线程调度算法？

计算机通常只有一个CPU，在任意时刻只能执行一条机器指令，每个线程只有获得cpu的使用权才能执行指令，所谓的多线程的并发与逆行其实是指从宏观上看，各个线程轮流获得cpu的使用权，分别执行各自的任务。在运行池中，回有多个处于就绪状态的线程在等待CPU，Java虚拟机的一项任务就是负责线程的调度。
有两种调度模型： 分时调度模型和抢占式调度模型
分时调度模型是指让所有的线程轮流获得cpu的使用权，并且平均分配每个线程占用的cpu的时间片这个也比较好理解。
Java虚拟机采用抢占式调度模型，是指优先让可运行池中优先级高的线程占用CPU，如果可运行池中的线程优先级相同，那么就随机选择一个线程，使其占用CPU。处于运行状态的线程一直运行，不得不放弃CPU。

6 为什么使用Executor框架？

• 每次执行任务都new Thread（）会比较耗费系统性能，创建一个线程是比较耗时耗资源的。
• new的线程缺乏管理，线程之间的上下文切换很野。可以无限制的创建，可能会导致系统的瘫痪。
• 使用Thread（）不利于扩展

7 Executor和Executors的区别？

• Executor是用来执行线程任务的。
• Executors是用来创建不同的线程池的，以便满足不同的需求。

8 原子操作类？

AtomicInteger、atomicLong、Atomicboolean、AtomicReference
AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray
AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater
解决ABA问题的原子类：
AtomicMarkableReference：通过引入一个boolean来反映中间有没有变过。
AtomicStampedReference：通过引入一个int来累加来反应中间有没有变过。

9 Lock接口是什么？对比同步有什么优势？

Lock接口比同步方法和同比代码块更具有扩展性。
Lock提供了无条件的、可轮询的（tryLock）、定时的（trylock带参数）、可中断的、可多田间队列的所操作。Lock的实现类基本都支持公平锁和非公平锁。当然大部分情况下，非公平锁是高效的选择。

10 什么是阻塞队列？阻塞队列的实现原理是什么？如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型？

阻塞队列是一个支持两个附加操作的队列。
① 在队列为空时，获取元素的线程会等待阻塞队列非空。
⑥ 当队列满时，存储元素的线程会等待队列可用。
LinkedBlockingDeque 链表实现的双向阻塞队列
Queue是单向，Dequeue是双向。

11 什么是Callable和Future?

Callable是创建线程的一个方式，只不过callable带有异常以及返回值。
这个返回值可以被Future拿到。
Futur接口表示异步任务，是还没有完成的任务给出的未来结果。Callable用来产生结果，Future接受结果。

11 什么是FutureTask？使用ExecutorService启动任务。

FutureTask表示一个可以取消的异步任务。可以交给Executors执行。

12 CycliBarriar和CountdownLatch有什么区别？

CyclicBarrier可以重复使用，而CountdownLatch不能重复使用
java的concurrent包里面的CoutDownLatch其实可以把它看作一个计数器，只不过这个计数器的操作是原子操作，同时只能有一个线程去减这个计数器里面的值。你可以向CountDownLatch对象设置一个数字作为计数值。然后又两个方法 await() 调用方法一直阻塞，知道计数为0、countdown()方法会将计数值减1.

13 join方法可以使得一个线程在另一个线程执行完之后再去执行。

public class thread1 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
        tt t1 = new tt();
        tt t2= new tt();
        tt t3= new tt();
        t1.start();
        t1.join();
        t2.start();
        t2.join();
        t3.start();
        t3.join();

    
    static class tt extends  Thread
        @Override
        public void run() 
            for (int i = 0; i < 100; i++) 
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :" + i);
            
        
    

14 lock 中的api

lock： lock是正常的获取锁，获取不到锁就等待
trylock：与lock一样 获取成功返回true，获取失败返回false
trylock(参数1，参数2)：获取锁获取失败会等待指定的时间
interupt：线程获取不到锁，进入等待状态，可以调用线程的interupt中断线程的等待。