java面试线程必备知识点，怼死面试官，从我做起

Posted 2021-04-30 精讲JAVA

小海有话说

            快点看正文吧！

骚红系列面试题传送门

正文部分

|--多线程一定好么？

cpu密集不好 io密集好

|--如何减少上下文切换：

无锁并发（数据id根据Hash分段）、CAS、最少线程

|--java线程避免死锁：

避免一个线程同时有多个锁

避免一个锁占用多个资源

lock.tryLock代替内部锁

内存屏障：限制命令操作顺序，有LoadLoad、LoadStore、LoadStore、StroreStreo四种屏障

缓冲行：cpu缓存最小储存单位

写命中：缓存有，直接写入缓存

缓存一致性：主存改变，其他缓存改变(read、load、use绑定)

顺序一致性：单个线程内执行结果一定是不变的（但依然有指令重排，只是结果不受影响的重排）

|--八个CPU原子命令：

lock、unlock、read、load、use、assign、store、write

|--volatile做的事：

1.lock前缀指令使缓存行立即写入内存（assign、store、write绑定）

2.其他cpu缓存无效

3.加入内存屏障

使用前景：不依赖于上次数据

使用案例：i++：tmp = i;tmp=tmp+1;i = tmp;

64位机器跑32位jvm，long和double：2段分2次计算，不加volatile会导致结果前32位是一个线程结果，后32位一个线程结果

|--synchronized

对象加锁，Monitor对象，monitorenter和monitorexit命令实现

锁升级

|--ReentrantLock 可重入锁

通过CVS等实现，比synchronized效率略高，有公平锁非公平锁

锁可多次进入，并把拥有数++

lock(), 如果获取了锁立即返回，如果别的线程持有锁，当前线程则一直处于休眠状态，直到获取锁

tryLock(), 如果获取了锁立即返回true，如果别的线程正持有锁，立即返回false；

|--ReentrantReadWriteLock

read/write两把锁

写锁与ReetrantLock类似，只有写锁读锁都没被占用才获得锁

读锁拥有数是多个线程的，每个线程拥有数只能自己通过ThreadLocal记录

写锁结束降级读锁，避免可见性问题

|--Lock和synchronized区别

Lock是通过代码级实现，cvs

synchronized是通过jvm的monitor实现的

还多了 锁投票，定时锁等候和中断锁等候等特性

使用ReentrantLock，如果A不释放，可以使B在等待了足够长的时间以后，中断等待，而干别的事情

|--AQS（AbstractQueuedSynchronized）

有队列，有state、进入会先自旋再阻塞，默认非公平，队列唤醒了调用tryAcquire，不一定能获取锁

|--java对象头：

MarkWord 长度：32/64，存储hashCode或者锁信息

unsafe是通过操作系统实现（CMPXCHG指令），如果失败返回false；

|--CAS使用：自旋锁、自适应自旋锁

|--锁的升级

偏向锁(markword指向所在线程，代价低，两个线程则停安全点撤销)->轻量级线程（markword置换到拥有者线程，线程对象互指。两个线程则b线程自旋等待）->重量级锁（syn、reeentrantLock）

比较：

偏向锁：  加锁解锁消耗极少，锁竞争的安全点带来消耗。      适用于一个线程

轻量级锁：响应快，自旋消耗cpu                                          追求响应时间，同步块非常快

重量级：                                                                              追求吞吐量，同步块执行时间长

|--处理器实现原子性策略：

LOCK#信号是一个线程独占共享内存(通过锁住主内存总线，之后优化成缓存锁)

缓存锁保证原子性

|--java原子实现：

锁和CAS

CAS局限性：ABA问题（过程无感知）、循环时间开销大、一次保证一个变量

|--内存模型（对底层抽象）

线程通信方式:

内存模型（共享内存）

消息传递（A复制到主内存，再从主内存写到B）

管道：输入流输出流（PipedReader,PipedWriter,PipedInputstream,PipedOutputStream）

内存模型：本地内存（共享变量副本、局部变量）、主内存（共享变量）

指令重排序：编译优化重排、并行重排、内存重排

|--final域重写规则

构造函数内，final写入与被构造的对象引用赋值不能重排序（obj=this会引发逃逸，例如此时别的线程调用obj.i，final的i变量还没初始化）

初次读含final域对象与随后读final区域不能重排

|--单例模式问题

实例化分为：1.开辟空间memory 2.初始化对象 3.设置instance指向memory。

指令重排可能是：1->3->2 , 若2还未执行，B线程认为instance非空，直接调用instance，导致错误

解决方案：1.volatile禁止重排序 2.匿名内部类（连自己加锁都不用，类自带实例化锁）

|--为什么使用多线程

1.多处理器发挥功效

2.更快相应，一个下订单带来一系列操作如何快速成功：线程派发，分任务执行

|--java优先级

不一定有用，主要是靠操作系统底层实现

|--interrupt

interrupt不会真的终止，只是一种协作机制

interrupt()将会设置该线程的中断状态位，即设置为true

使用Thread.currentThread().isInterrupted()方法（因为它将线程中断标示位设置为true后，不会立刻清除中断标示位，即不会将中断标设置为false）

thread.interrupted()（该方法调用后会将中断标示位清除，即重新设置为false）

一个线程处于了等待状态（thread.sleep、thread.join、thread.wait），则在线程在检查中断标示时如果发现中断标示为true，则会在这些阻塞方法调用处抛出InterruptedException异常，并且在抛出异常后立即将线程的中断标示位清除，即重新设置为false。抛出异常是为了线程从阻塞状态醒过来，并在结束线程前让程序员有足够的时间来处理中断请求。

锁的情况下不会被中断影响

|--阻塞状态与等待区别

阻塞是进锁里，等待是wait、sleep。sleep设置时间状态叫做超时等待状态

|--线程的应用

1.等待之后超时

while(结果未返回 && 时间未到)

wait();

2.线程池

要有队列，状态

Worker实现Runnable接口，循环从jobs队列取任务执行，获取不到就wait();

execute(Job job)时，唤醒jobs

3.基于线程池Web服务器

思路：开一个Socket服务，每次accept后，把这个一对一服务放封装成job类，放到jobs队列里

|--LockSupport

工具类，有park、unpark阻塞唤醒线程

|--Condition

相当于Lock中的wait和notify,区别是wait等待队列只能有一个，Condition可以有多个

Condition队列类似于AQS队列

每个Condition下面有一个等待await的等待队列

Lock.newCondition()获取condition

Lock.await(); = wait

Lock.singal();=notify

|--ConcurrentHashMap

问题：HashMap线程不安全导致Entry链表编程环，引发死循环。

HashTable效率低

解决：Segment包含HashEntry数组

Segment是一种可重入锁（ReentrantLock）

实现：segment数量是2的n次方，默认16

每一个segment的容量=每个segment里HashEntry*负载因子

如何放入数据：再散列确保数据分散后放入segment

get方法：不加锁，而是用volatile

1.8更新：没有了segment，横向用Node链表替代，Node被调用取时就synchronize加锁。当没Node底下链表超过8个，将加锁

|--ConcurrentLinkedQueue

非阻塞

入队：定位尾节点，不成功cvs重试（为了减少CVS，控制尾节点更新频率）

出队：