面试题：线程安全3问

Posted 2021-06-27 格子衫111

一、一共有哪 3 类线程安全问题？

什么是线程安全：

当多个线程访问一个对象时，不需要考虑不能同时写入或者读写不能并行的问题，也不需要做额外的同步操作，那么就说这个对象是线程安全的。

1）运行结果错误：如两个线程同时访问共享变量i，执行1000次 i++操作，未加同步操作；

2）发布和初始化引发的线程安全问题：如子线程还未给一个对象初始化，主线程就去访问，得到的是null；

3）活跃性问题，

死锁：如两个线程各拿到对方的锁不愿意释放；

活锁：如消息队列中报错的消息被重复放到队列头进行执行；

饥饿：如某个线程优先级被设置很低（1最低），导致一直获取不到CPU资源无法运行。

二、哪些场景需要额外注意线程安全问题？

1）访问共享变量或缓存时：如两个线程同时对全局变量进行i++操作;

2）依赖时序的操作：如单例对象懒汉式创建时的双重校验;

3）不同数据之间存在绑定关系：如IP和端口号，需要绑定在一起成为一个原子操作;

4）访问了线程不安全的对象：如ArrayList。

三、为什么多线程会带来性能问题？

什么是性能问题：

比如服务器的响应慢、吞吐量低、内存占用过多就属于性能问题。

线程调度开销：

上下文切换:

操作系统会按照一定的调度算法，给每个线程分配时间片，上下文切换会挂起当前线程，寻找下一处即将恢复的代码。假如执行的任务比较简单，可能导致线程调度的开销比实际执行的内容还要大。

缓存失效：

当前一个任务缓存好内容后，切换到另外一个线程，随后再切换回来，刚刚缓存的内容不见啦，又得重新计算，这就是线程调度所带来的缓存失效。

ps：为了避免频繁进行上下文切换，线程调度器会给被调度的线程设置最小执行时间。

线程协作开销：

多线程协作时，往往为了线程安全，可能会禁止编译器或者CPU指令重排序（如violate），为了数据的内存可见性，可能会在线程工作内存和主存中来回反复flash，带来性能开销。