Java线程问题问答

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-02-19 04:51 130阅读 0赞

1、多线程的作用？

> 1.  发挥多核CPU的优势，提高效率
> 2.  防止阻塞
> 3.  便于建模：将一个任务拆分成多个子任务，分别建立程序模型

2：平时项目中使用锁和synchronized比较多，而很少使用volatile，难道就没有保证可见性？

> 锁和synchronized即可以保证原子性，也可以保证可见性。都是通过保证同一时间只有一个线程执行目标代码段来实现的。

3：锁和synchronized为何能保证可见性？

> 根据JDK 7的Java  
> doc中对concurrent包的说明，一个线程的写结果保证对另外线程的读操作可见，只要该写操作可以由happen-before原则推断出在读操作之前发生。

4：既然锁和synchronized即可保证原子性也可保证可见性，为何还需要volatile？

> synchronized和锁需要通过操作系统来仲裁谁获得锁，开销比较高，而volatile开销小很多。因此在只需要保证可见性的条件下，使用volatile的性能要比使用锁和synchronized高得多。

5：既然锁和synchronized可以保证原子性，为什么还需要AtomicInteger这种的类来保证原子操作？

> 锁和synchronized需要通过操作系统来仲裁谁获得锁，开销比较高，而AtomicInteger是通过CPU级的CAS操作来保证原子性，开销比较小。所以使用AtomicInteger的目的还是为了提高性能。

6：还有没有别的办法保证线程安全

> 有。尽可能避免引起非线程安全的条件——共享变量。如果能从设计上避免共享变量的使用，即可避免非线程安全的发生，也就无须通过锁或者synchronized以及volatile解决原子性、可见性和顺序性的问题。

7：synchronized即可修饰非静态方式，也可修饰静态方法，还可修饰代码块，有何区别

> synchronized修饰非静态同步方法时，锁住的是当前实例；synchronized修饰静态同步方法时，锁住的是该类的Class对象；synchronized修饰静态代码块时，锁住的是synchronized关键字后面括号内的对象。

8、CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

> 两个看上去有点像的类，都在java.util.concurrent下，都可以用来表示代码运行到某个点上，二者的区别在于：
> 
> 1.  CyclicBarrier的某个线程运行到某个点上之后，该线程即停止运行，直到所有的线程都到达了这个点，所有线程才重新运行；CountDownLatch则不是，某线程运行到某个点上之后，只是给某个数值-1而已，该线程继续运行
> 2.  CyclicBarrier只能唤起一个任务，CountDownLatch可以唤起多个任务
> 3.  clicBarrier可重用，CountDownLatch不可重用，计数值为0该CountDownLatch就不可再用了

9、Java中如何获取到线程dump文件

> 死循环、死锁、阻塞、页面打开慢等问题，打线程dump是最好的解决问题的途径。所谓线程dump也就是线程堆栈，获取到线程堆栈有两步：
> 
> 1.  获取到线程的pid，可以通过使用jps命令，在Linux环境下还可以使用ps -ef | grep java
> 2.  打印线程堆栈，可以通过使用jstack pid命令，在Linux环境下还可以使用kill -3 pid
> 
> 另外提一点，Thread类提供了一个getStackTrace()方法也可以用于获取线程堆栈。这是一个实例方法，因此此方法是和具体线程实例绑定的，每次获取获取到的是具体某个线程当前运行的堆栈

10、一个线程如果出现了运行时异常会怎么样

> 如果这个异常没有被捕获的话，这个线程就停止执行了。另外重要的一点是：如果这个线程持有某个某个对象的监视器，那么这个对象监视器会被立即释放

11、如何在两个线程之间共享数据

> 通过在线程之间共享对象就可以了，然后通过wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll进行唤起和等待，比方说阻塞队列BlockingQueue就是为线程之间共享数据而设计的

12、sleep方法和wait方法有什么区别

> 这个问题常问，sleep方法和wait方法都可以用来放弃CPU一定的时间，不同点在于如果线程持有某个对象的监视器，sleep方法不会放弃这个对象的监视器，wait方法会放弃这个对象的监视器

13、生产者消费者模型的作用是什么

> 这个问题很理论，但是很重要：
> 
> 1.  通过平衡生产者的生产能力和消费者的消费能力来提升整个系统的运行效率，这是生产者消费者模型最重要的作用
> 2.  解耦，这是生产者消费者模型附带的作用，解耦意味着生产者和消费者之间的联系少，联系越少越可以独自发展而不需要收到相互的制约

14、ThreadLocal有什么用

> 简单说ThreadLocal就是一种以空间换时间的做法，在每个Thread里面维护了一个以开地址法实现的ThreadLocal.ThreadLocalMap，把数据进行隔离，数据不共享，自然就没有线程安全方面的问题了

15、为什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用

> 这是JDK强制的，wait()方法和notify()/notifyAll()方法在调用前都必须先获得对象的锁

16、wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器时有什么区别

> wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器的时候的区别在于：wait()方法立即释放对象监视器，notify()/notifyAll()方法则会等待线程剩余代码执行完毕才会放弃对象监视器。

17、为什么要使用线程池

> 避免频繁地创建和销毁线程，达到线程对象的重用。另外，使用线程池还可以根据项目灵活地控制并发的数目。

18、怎么检测一个线程是否持有对象监视器

> 我也是在网上看到一道多线程面试题才知道有方法可以判断某个线程是否持有对象监视器：Thread类提供了一个holdsLock(Object  
> obj)方法，当且仅当对象obj的监视器被某条线程持有的时候才会返回true，注意这是一个static方法，这意味着“某条线程”指的是当前线程。

19、synchronized和ReentrantLock的区别

> synchronized是和if、else、for、while一样的关键字，ReentrantLock是类，这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类，那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性，可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量，ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上：
> 
> 1.  ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置，这样就避免了死锁
> 2.  ReentrantLock可以获取各种锁的信息
> 3.  ReentrantLock可以灵活地实现多路通知
> 
> 另外，二者的锁机制其实也是不一样的。ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁，synchronized操作的应该是对象头中mark  
> word，这点我不能确定。

20、ConcurrentHashMap的并发度是什么

> ConcurrentHashMap的并发度就是segment的大小，默认为16，这意味着最多同时可以有16条线程操作ConcurrentHashMap，这也是ConcurrentHashMap对Hashtable的最大优势，任何情况下，Hashtable能同时有两条线程获取Hashtable中的数据吗？

21、ReadWriteLock是什么

> 首先明确一下，不是说ReentrantLock不好，只是ReentrantLock某些时候有局限。如果使用ReentrantLock，可能本身是为了防止线程A在写数据、线程B在读数据造成的数据不一致，但这样，如果线程C在读数据、线程D也在读数据，读数据是不会改变数据的，没有必要加锁，但是还是加锁了，降低了程序的性能。
> 
> 因为这个，才诞生了读写锁ReadWriteLock。ReadWriteLock是一个读写锁接口，ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一个具体实现，实现了读写的分离，读锁是共享的，写锁是独占的，读和读之间不会互斥，读和写、写和读、写和写之间才会互斥，提升了读写的性能。

22、FutureTask是什么

> 这个其实前面有提到过，FutureTask表示一个异步运算的任务。FutureTask里面可以传入一个Callable的具体实现类，可以对这个异步运算的任务的结果进行等待获取、判断是否已经完成、取消任务等操作。当然，由于FutureTask也是Runnable接口的实现类，所以FutureTask也可以放入线程池中。

23、Linux环境下如何查找哪个线程使用CPU最长

> 这是一个比较偏实践的问题，这种问题我觉得挺有意义的。可以这么做：
> 
> 1.  获取项目的pid，jps或者ps -ef | grep java
> 2.  top -H -p pid，顺序不能改变
> 
> 使用”top -H -p pid”+”jps  
> pid”可以很容易地找到某条占用CPU高的线程的线程堆栈，从而定位占用CPU高的原因，一般是因为不当的代码操作导致了死循环。
> 
> 最后提一点，”top -H -p pid”打出来的LWP是十进制的，”jps  
> pid”打出来的本地线程号是十六进制的，转换一下，就能定位到占用CPU高的线程的当前线程堆栈了。

24、怎么唤醒一个阻塞的线程

> 如果线程是因为调用了wait()、sleep()或者join()方法而导致的阻塞，可以中断线程，并且通过抛出InterruptedException来唤醒它；如果线程遇到了IO阻塞，无能为力，因为IO是操作系统实现的，Java代码并没有办法直接接触到操作系统。

25、Thread.sleep(0)的作用是什么

> 这个问题和上面那个问题是相关的，我就连在一起了。由于Java采用抢占式的线程调度算法，因此可能会出现某条线程常常获取到CPU控制权的情况，为了让某些优先级比较低的线程也能获取到CPU控制权，可以使用Thread.sleep(0)手动触发一次操作系统分配时间片的操作，这也是平衡CPU控制权的一种操作。

26、什么是自旋

> 很多synchronized里面的代码只是一些很简单的代码，执行时间非常快，此时等待的线程都加锁可能是一种不太值得的操作，因为线程阻塞涉及到用户态和内核态切换的问题。既然synchronized里面的代码执行地非常快，不妨让等待锁的线程不要被阻塞，而是在synchronized的边界做忙循环，这就是自旋。如果做了多次忙循环发现还没有获得锁，再阻塞，这样可能是一种更好的策略。

27、什么是AQS

> 简单说一下AQS，AQS全称为AbstractQueuedSychronizer，翻译过来应该是抽象队列同步器。
> 
> 如果说java.util.concurrent的基础是CAS的话，那么AQS就是整个Java并发包的核心了，ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等等都用到了它。AQS实际上以双向队列的形式连接所有的Entry，比方说ReentrantLock，所有等待的线程都被放在一个Entry中并连成双向队列，前面一个线程使用ReentrantLock好了，则双向队列实际上的第一个Entry开始运行。
> 
> AQS定义了对双向队列所有的操作，而只开放了tryLock和tryRelease方法给开发者使用，开发者可以根据自己的实现重写tryLock和tryRelease方法，以实现自己的并发功能。

28、Semaphore有什么作用

> Semaphore就是一个信号量，它的作用是限制某段代码块的并发数。Semaphore有一个构造函数，可以传入一个int型整数n，表示某段代码最多只有n个线程可以访问，如果超出了n，那么请等待，等到某个线程执行完毕这段代码块，下一个线程再进入。由此可以看出如果Semaphore构造函数中传入的int型整数n=1，相当于变成了一个synchronized了。

29、为什么wait、notify定义在Object类里，而不是Thread类里？

> 因为wait、notify依赖于对象锁（monitor），而对象锁是每个对象所拥有的，而不是线程独有的。因此，定义在Object里