Java面试多线程

Posted 2021-03-08 shine-rainbow

1. 进程和线程的区别？

   • 进程是一个‘执行中的程序’,是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
   • 线程是进程的一个实体，一个进程一般拥有多个线程。线程之间共享地址空间和其他资源（所以通讯和同步等操作，线程比进程更容易）
   • 线程一般不拥有系统资源，但是也有一些必不可少的资源（使用ThreadLocal存储）
   • 线程的上下文切换比进程的上下文切换要快得多<如何理解这句话？>
     • 进程切换时，涉及到当前进程CPU环境的保存和新被调度运行进程的CPU环境的设置
     • 线程切换时，仅需要保存和设置少量寄存器内容，不涉及存储管理方面的操作。

2. 线程可以拥有属于自己独立的资源嘛？

   答：可以的,通过ThreadLocal可以存储线程的特有对象，也就是属于当前线程的资源。

3. 进程之间常见的通讯方式？

   • 通过使用套接字Socket来实现不同机器间的进程通讯

     • 通过映射一段可以被多个进程访问的共享内存来进行通讯
     • 通过写进程和读进程利用管道进行通讯

4. 线程的状态有哪些？

   • NEW
   • RUNNABLE
   • BLOCKED
   • WAITING
   • TIMED_WAITING
   • TERMINATED

5. sleep和wait的区别？

   sleep方法是Thread类的静态方法，当前线程将睡眠n毫秒，线程进入阻塞状态，当睡眠时间到了，会解除阻塞，进入可运行状态，等待CPU的到来。睡眠不释放锁

   wait方法是Object的方法，必须与synchronized关键字一起使用，线程进入阻塞状态，当notify或者notifyall被调用后，会解除阻塞。但是，置于重新占用互斥锁之后才能进入可运行状态。睡眠时，会释放互斥锁。

6. join和yield方法？

   join方法：当前线程调用，则其他线程全部停止，等待当前线程执行完毕，接着执行。

   yield方法：该方法是的线程放弃当前分到的CPU时间，但是不是线程阻塞，即线程扔处于可执行状态，随时可能再次分的CPU时间。

7. 线程死锁的问题：死锁是最常见的一种线程活性故障。死锁的起因是多个线程之间相互等待对方而被永远暂停（处于非Runnable）。死锁产生的四个必要条件。

   1. 资源互斥：一个资源每次只能被一个线程使用
   2. 请求与保持条件：一个线程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放
   3. 不剥夺条件：线程已经获得的资源，在未使用完之前，不能强行剥夺。
   4. 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。

8. 如何避免死锁的发生？

   1. 粗锁法：使用一个粗粒度的锁来消除“请求与保持条件”，缺点是会明显降低程序的并发性能会导致资源的浪费
   2. 锁指定法：（必须回答出来的点）指定获取锁的顺序，比如某个线程只能获得A锁和B锁，才能对某个资源进行操作，在多线程条件下，如何避免死锁? - ->通过指定锁的获取顺序，比如规定，只有获得A锁的线程才有资格获得B锁，按顺序获取锁就可以避免死锁。这通常被认为是解决死锁很好的一种方式。
   3. 使用显式锁中的ReentrantLock.try(Long,Timeunit)来申请锁。

9. 谈一谈对Synchronized关键字的理解

   答：synchronized是Java的一个关键字，是一个内部锁。他可以使用在方法上和方法块上。表示同步方法和同步方法块。在多线程环境下，同步方法或者同步代码块在同一时刻只允许有一个线程在执行，其余的线程都在等待获取锁，也就是实现了整体并发中的局部串行。

10. 谈一谈内部锁底层的实现？

    • 进入时，执行monitorEnter，将计数器+1，释放锁monitorExit时，计数器-1
    • 当一个线程判断到计数器为0时，则当前锁空闲，可以占用。反之，当前线程进入等待状态。

11. 谈一谈你对Volatile关键字的理解？

    答：volatile关键字是一个轻量级的锁，可以保证可见性和有序性，但是不保证原子性

    解析：

    • volatile可以保证主内存和工作内存直接产生交互，进行读写操作，保证可见性
    • volatile技能保证变量写操作的原子性，不可以保证读操作的原子性
    • volatile可以禁止指令重排序（通过插入内存屏障），典型的案例是在单例模式中使用

12. ReentrantLock和synchronized的区别？

    答：synchronized 是可重入的排它锁，和 ReentrantLock 锁功能相似，任何使用 synchronized 的地方，几乎都可以使用 ReentrantLock 来代替，两者最大的相似点就是：可重入 + 排它锁，两者的区别主要有这些：

    1. ReentrantLock 的功能更加丰富，比如提供了 Condition，可以打断的加锁 API、能满足锁 + 队列的复杂场景等等；
    2. ReentrantLock 有公平锁和非公平锁之分，而 synchronized 都是非公平锁；
    3. 两者的使用姿势也不同，ReentrantLock 需要申明，有加锁和释放锁的 API，而 synchronized 会自动对代码块进行加锁释放锁的操作，synchronized 使用起来更加方便。

13. JVM对资源进行调度方式分为公平调度和非公平调度。

    公平调度方式：按照申请的先后顺序授权资源的独占权

    非公平调度方式：新来的线程（活跃线程）可以先被授予该资源的独占权。

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