Java多线程Java面试题
Posted 北芳科技
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java多线程Java面试题相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
Java多线程【Java面试题】
一、创建线程的方式？
1、继承Thread类创建
通过继承Thread并且重写其run()，run方法中即线程执行任务。创建后的子类通过调用 start() 方法即可执行线程方法。
通过继承Thread实现的线程类，多个线程间无法共享线程类的实例变量。（需要创建不同Thread对象，自然不共享）
**
* 通过继承Thread实现线程
*/
public class ThreadTest extends Thread
private int i = 0 ;
@Override
public void run()
for(;i<50;i++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is running " + i );
public static void main(String[] args)
for(int j=0;j<50;j++)
if(j=20)
new ThreadTest().start() ;
new ThreadTest().start() ;
2、通过Runnable接口创建线程类
该方法需要先 定义一个类实现Runnable接口，
并重写该接口的 run() 方法，此run方法是线程执行体。
接着创建 Runnable实现类的对象，作为创建Thread对象的参数target，此Thread对象才是真正的线程对象。
通过实现Runnable接口的线程类，是互相共享资源的。
/**
* 通过实现Runnable接口实现的线程类
*/
public class RunnableTest implements Runnable
private int i ;
@Override
public void run()
for(;i<50;i++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -- " + i);
public static void main(String[] args)
for(int i=0;i<100;i++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " -- " + i);
if(i==20)
RunnableTest runnableTest = new RunnableTest() ;
new Thread(runnableTest,"线程1").start() ;
new Thread(runnableTest,"线程2").start() ;
3、使用Callable和Future创建线程
从继承Thread类和实现Runnable接口可以看出，上述两种方法都不能有返回值，且不能声明抛出异常。
而Callable接口则实现了此两点，Callable接口如同Runable接口的升级版，其提供的call()方法将作为线程的执行体，同时允许有返回值。
但是Callable对象不能直接作为Thread对象的target，因为Callable接口是 Java 5 新增的接口，不是Runnable接口的子接口。
对于这个问题的解决方案，就引入 Future接口，此接口可以接受call() 的返回值，RunnableFuture接口是Future接口和Runnable接口的子接口，可以作为Thread对象的target 。
并且， Future 接口提供了一个实现类：FutureTask 。
FutureTask实现了RunnableFuture接口，可以作为 Thread对象的target。
public class CallableTest
public static void main(String[] args)
CallableTest callableTest = new CallableTest() ;
//因为Callable接口是函数式接口，可以使用Lambda表达式
FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>((Callable<Integer>)()->
int i = 0 ;
for(;i<100;i++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "的循环变量i的值 ：" + i);
return i;
);
for(int i=0;i<100;i++)
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i ： + i");
if(i==20)
new Thread(task,"有返回值的线程").start();
try
System.out.println("子线程返回值 ： " + task.get());
catch (Exception e)
e.printStackTrace();
二、线程是状态
①初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
②运行(RUNNABLE)：Java线程中将就绪（ready）和运行中（running）两种状态笼统的成为“运行”。
线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。
该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取cpu 的使用权，此时处于就绪状态（ready）。
就绪状态的线程在获得cpu 时间片后变为运行中状态（running）。
③阻塞(BLOCKED)：表线程阻塞于锁。
④等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
⑤超时等待(TIME_WAITING)：该状态不同于WAITING，它可以在指定的时间内自行返回。
⑥终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕。
三、Java 多线程加锁的方式
-
synchronized关键字 -
Java.util.concurrent包中的lock接口和ReentrantLock实现类
这两种方式实现加锁。
1）Lock不是Java语言内置的，synchronized是Java语言的关键字，因此是内置特性。
Lock是一个类，通过这个类可以实现同步访问；
2）Lock和synchronized有一点非常大的不同，采用synchronized不需要用户去手动释放锁，当synchronized方法或者synchronized代码块执行完之后，系统会自动让线程释放对锁的占用；
而Lock则必须要用户去手动释放锁，如果没有主动释放锁，就有可能导致出现死锁现象。
总结来说，Lock和synchronized有以下几点不同：
1）Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现；
2）synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生，而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；
3）Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断； （I/O和Synchronized都能相应中断，即不需要处理interruptionException异常）
4）通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。
5）Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。
在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。
所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。
1.可重入锁
如果锁具备可重入性，则称作为可重入锁。
像synchronized和ReentrantLock都是可重入锁，可重入性在我看来实际上表明了锁的分配机制：
基于线程的分配，而不是基于方法调用的分配。
举个简单的例子，当一个线程执行到某个synchronized方法时，比如说method1，而在method1中会调用另外一个synchronized方法method2，此时线程不必重新去申请锁，而是可以直接执行方法method2。
class MyClass
public synchronized void method1()
method2();
public synchronized void method2()
上述代码中的两个方法method1和method2都用synchronized修饰了，假如某一时刻，
线程A执行到了method1，此时线程A获取了这个对象的锁，而由于method2也是synchronized方法，假如synchronized不具备可重入性，此时线程A需要重新申请锁。
但是这就会造成一个问题，因为线程A已经持有了该对象的锁，而又在申请获取该对象的锁，这样就会线程A一直等待永远不会获取到的锁。
2.可中断锁
可中断锁：顾名思义，就是可以相应中断的锁。
在Java中，synchronized就不是可中断锁，而Lock是可中断锁。
如果某一线程A正在执行锁中的代码，另一线程B正在等待获取该锁，可能由于等待时间过长，线程B不想等待了，想先处理其他事情，我们可以让它中断自己或者在别的线程中中断它，这种就是可中断锁。
在前面演示lockInterruptibly()的用法时已经体现了Lock的可中断性。
3.公平锁
公平锁即尽量以请求锁的顺序来获取锁。
比如同是有多个线程在等待一个锁，当这个锁被释放时，等待时间最久的线程（最先请求的线程）会获得该所，这种就是公平锁。
非公平锁即无法保证锁的获取是按照请求锁的顺序进行的。
这样就可能导致某个或者一些线程永远获取不到锁。
在Java中，synchronized就是非公平锁，它无法保证等待的线程获取锁的顺序。
而对于ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock，它默认情况下是非公平锁，但是可以设置为公平锁。
另外在ReentrantLock类中定义了很多方法，比如：
isFair() //判断锁是否是公平锁
isLocked() //判断锁是否被任何线程获取了
isHeldByCurrentThread() //判断锁是否被当前线程获取了
hasQueuedThreads() //判断是否有线程在等待该锁
在ReentrantReadWriteLock中也有类似的方法，同样也可以设置为公平锁和非公平锁。
不过要记住，ReentrantReadWriteLock并未实现Lock接口，它实现的是ReadWriteLock接口。
4.读写锁
读写锁将对一个资源（比如文件）的访问分成了2个锁，一个读锁和一个写锁。
正因为有了读写锁，才使得多个线程之间的读操作不会发生冲突。
ReadWriteLock就是读写锁，它是一个接口，ReentrantReadWriteLock实现了这个接口。
可以通过readLock()获取读锁，通过writeLock()获取写锁。
ReadWriteLock， ReadWriteLock也是一个接口，在它里面只定义了两个方法：
四、DeplayQueue延时无界阻塞队列
在谈到DelayQueue的使用和原理的时候，我们首先介绍一下DelayQueue，
DelayQueue是一个无界阻塞队列，只有在延迟期满时才能从中提取元素。
该队列的头部是延迟期满后保存时间最长的Delayed元素。
DelayQueue阻塞队列在我们系统开发中也常常会用到，
例如：缓存系统的设计，缓存中的对象，超过了空闲时间，需要从缓存中移出；
任务调度系统，能够准确的把握任务的执行时间。
我们可能需要通过线程处理很多时间上要求很严格的数据，如果使用普通的线程，
我们就需要遍历所有的对象，一个一个的检查看数据是否过期等，
首先这样在执行上的效率不会太高，其次就是这种设计的风格也大大的影响了数据的精度。
一个需要12：00点执行的任务可能12：01才执行，
这样对数据要求很高的系统有更大的弊端。由此我们可以使用DelayQueue。
下面将会对DelayQueue做一个介绍，然后举个例子。
并且提供一个Delayed接口的实现和Sample代码。
DelayQueue是一个BlockingQueue，其特化的参数是Delayed。
（不了解BlockingQueue的同学，先去了解BlockingQueue再看本文）
Delayed扩展了Comparable接口，比较的基准为延时的时间值，Delayed接口的实现类getDelay的返回值应为固定值（final）。
DelayQueue内部是使用PriorityQueue实现的。
DelayQueue=BlockingQueue+PriorityQueue+Delayed
DelayQueue的关键元素BlockingQueue、PriorityQueue、Delayed。
可以这么说，DelayQueue是一个使用优先队列（PriorityQueue）实现的BlockingQueue，优先队列的比较基准值是时间。
他们的基本定义如下
public interface Comparable<T>
public int compareTo(T o);
public interface Delayed extends Comparable<Delayed>
long getDelay(TimeUnit unit);
public class DelayQueue<E extends Delayed> implements BlockingQueue<E>
private final PriorityQueue<E> q = new PriorityQueue<E>();
DelayQueue 内部的实现使用了一个优先队列。
当调用 DelayQueue 的 offer 方法时，把 Delayed 对象加入到优先队列 q 中。如下：
public boolean offer(E e)
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lock();
try
E first = q.peek();
q.offer(e);
if (first == null || e.compareTo(first) < 0)
available.signalAll();
return true;
finally
lock.unlock();
DelayQueue 的 take 方法，把优先队列 q 的 first 拿出来（peek），如果没有达到延时阀值，则进行 await处理。如下：
public E take() throws InterruptedException
final ReentrantLock lock = this.lock;
lock.lockInterruptibly();
try
for (; ; )
E first = q.peek();
if (first == null)
available.await();
else
long delay = first.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
if (delay > 0)
long tl = available.awaitNanos(delay);
else
E x = q.poll();
assert x != null;
if (q.size() != 0)
available.signalAll(); //wake up other takers return x;
finally
lock.unlock();
● DelayQueue 实例应用
Ps：为了具有调用行为，存放到 DelayDeque 的元素必须继承 Delayed 接口。Delayed 接口使对象成为延迟对象，它使存放在 DelayQueue 类中的对象具有了激活日期。
该接口强制执行下列两个方法。
一下将使用 Delay 做一个缓存的实现。
其中共包括三个类Pair、DelayItem、Cache
● Pair 类：
public class Pair<K, V>
public K first;
public V second;
public Pair()
public Pair(K first, V second)
this.first = first;
this.second = second;
以下是对 Delay 接口的实现：
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
public class DelayItem<T> implements Delayed
/**
* Base of nanosecond timings， to avoid wrapping
*/
private static final long NANO_ORIGIN = System.nanoTime();
/**
* Returns nanosecond time offset by origin
*/
final static long now()
return System.nanoTime() - NANO_ORIGIN;
/**
* Sequence number to break scheduling ties， and in turn to guarantee FIFO order among tied
* entries.
*/
private static final AtomicLong sequencer = new AtomicLong(0);
/**
* Sequence number to break ties FIFO
*/
private final long sequenceNumber;
/**
* The time the task is enabled to execute in nanoTime units
*/
private final long time;
private final T item;
public DelayItem(T submit， long timeout)
this.time = now() + timeout;
this.item = submit;
this.sequenceNumber = sequencer.getAndIncrement();
public T getItem()
return this.item;
public long getDelay(TimeUnit unit)
long d = unit.convert(time - now()， TimeUnit.NANOSECONDS); return d;
public int compareTo(Delayed other)
if (other == this) // compare zero ONLY if same object return 0;
if (other instanceof DelayItem)
DelayItem x = (DelayItem) other;
long diff = time - x.time;
if (diff < 0) return -1;
else if (diff > 0) return 1;
else if (sequenceNumber < x.sequenceNumber) return -1;
else
return 1;
long d = (getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) - other.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS));
return (d == 0) ?0 :((d < 0) ?-1 :1);
以下是 Cache 的实现，包括了 put 和 get 方法
import javafx.util.Pair;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;
public class Cache<K, V>
private static final Logger LOG = Logger.getLogger(Cache.class.getName());
private ConcurrentMap<K, V> cacheObjMap = new ConcurrentHashMap<K, V>();
private DelayQueue<DelayItem<Pair<K, V>>> q = new DelayQueue<DelayItem<Pair<K, V>>>();
private Thread daemonThread;
public Cache()
Runnable daemonTask = new Runnable()
public void run()
daemonCheck();
;
daemonThread = new Thread(daemonTask);
daemonThread.setDaemon(true);
daemonThread.setName("Cache Daemon");
daemonThread.start();
private void daemonC以上是关于Java多线程Java面试题的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章