1、線程與進(jìn)程的區(qū)別?
進(jìn)程是操作系統(tǒng)分配資源的最小單元,線程是操作系統(tǒng)調(diào)度的最小單元。
一個程序至少有一個進(jìn)程,一個進(jìn)程至少有一個線程。
2、什么是多線程中的上下文切換?
多線程會共同使用一組計算機上的CPU,而線程數(shù)大于給程序分配的CPU數(shù)量時,為了讓各個線程都有執(zhí)行的機會,就需要輪轉(zhuǎn)使用CPU。不同的線程切換使用CPU發(fā)生的切換數(shù)據(jù)等就是上下文切換。
3、死鎖與活鎖的區(qū)別,死鎖與饑餓的區(qū)別?
死鎖:是指兩個或兩個以上的進(jìn)程(或線程)在執(zhí)行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象,若無外力作用,它們都將無法推進(jìn)下去。
產(chǎn)生死鎖的必要條件:
互斥條件:所謂互斥就是進(jìn)程在某一時間內(nèi)獨占資源。
請求與保持條件:一個進(jìn)程因請求資源而阻塞時,對已獲得的資源保持不放。
不剝奪條件:進(jìn)程已獲得資源,在末使用完之前,不能強行剝奪。
循環(huán)等待條件:若干進(jìn)程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。
活鎖:任務(wù)或者執(zhí)行者沒有被阻塞,由于某些條件沒有滿足,導(dǎo)致一直重復(fù)嘗試,失敗,嘗試,失敗。
活鎖和死鎖的區(qū)別在于,處于活鎖的實體是在不斷的改變狀態(tài),所謂的“活”,而處于死鎖的實體表現(xiàn)為等待;活鎖有可能自行解開,死鎖則不能。
饑餓:一個或者多個線程因為種種原因無法獲得所需要的資源,導(dǎo)致一直無法執(zhí)行的狀態(tài)。
Java中導(dǎo)致饑餓的原因:
高優(yōu)先級線程吞噬所有的低優(yōu)先級線程的CPU時間。
線程被永久堵塞在一個等待進(jìn)入同步塊的狀態(tài),因為其他線程總是能在它之前持續(xù)地對該同步塊進(jìn)行訪問。
線程在等待一個本身也處于永久等待完成的對象(比如調(diào)用這個對象的wait方法),因為其他線程總是被持續(xù)地獲得喚醒。
4、什么是Executors框架?
Executor框架是一個根據(jù)一組執(zhí)行策略調(diào)用,調(diào)度,執(zhí)行和控制的異步任務(wù)的框架。
無限制的創(chuàng)建線程會引起應(yīng)用程序內(nèi)存溢出。所以創(chuàng)建一個線程池是個更好的的解決方案,因為可以限制線程的數(shù)量并且可以回收再利用這些線程。利用Executors框架可以非常方便的創(chuàng)建一個線程池。
5、什么是阻塞隊列?阻塞隊列的實現(xiàn)原理是什么?如何使用阻塞隊列來實現(xiàn)生產(chǎn)者-消費者模型?
阻塞隊列(BlockingQueue)是一個支持兩個附加操作的隊列。
這兩個附加的操作是:在隊列為空時,獲取元素的線程會等待隊列變?yōu)榉强铡.?dāng)隊列滿時,存儲元素的線程會等待隊列可用。
阻塞隊列常用于生產(chǎn)者和消費者的場景,生產(chǎn)者是往隊列里添加元素的線程,消費者是從隊列里拿元素的線程。阻塞隊列就是生產(chǎn)者存放元素的容器,而消費者也只從容器里拿元素。
JDK7提供了7個阻塞隊列。分別是:
ArrayBlockingQueue:一個由數(shù)組結(jié)構(gòu)組成的有界阻塞隊列。
linkedBlockingQueue:一個由鏈表結(jié)構(gòu)組成的有界阻塞隊列。
PriorityBlockingQueue:一個支持優(yōu)先級排序的無界阻塞隊列。
DelayQueue:一個使用優(yōu)先級隊列實現(xiàn)的無界阻塞隊列。
SynchronousQueue:一個不存儲元素的阻塞隊列。
linkedTransferQueue:一個由鏈表結(jié)構(gòu)組成的無界阻塞隊列。
linkedBlockingDeque:一個由鏈表結(jié)構(gòu)組成的雙向阻塞隊列。
Java5之前實現(xiàn)同步存取時,可以使用普通的一個集合,然后在使用線程的協(xié)作和線程同步可以實現(xiàn)生產(chǎn)者,消費者模式,主要的技術(shù)就是用好,wait,notify,notifyAll,sychronized這些關(guān)鍵字。而在java5之后,可以使用阻塞隊列來實現(xiàn),此方式大大簡少了代碼量,使得多線程編程更加容易,安全方面也有保障。
BlockingQueue接口是Queue的子接口,它的主要用途并不是作為容器,而是作為線程同步的的工具,因此他具有一個很明顯的特性,當(dāng)生產(chǎn)者線程試圖向BlockingQueue放入元素時,如果隊列已滿,則線程被阻塞,當(dāng)消費者線程試圖從中取出一個元素時,如果隊列為空,則該線程會被阻塞,正是因為它所具有這個特性,所以在程序中多個線程交替向BlockingQueue中放入元素,取出元素,它可以很好的控制線程之間的通信。
阻塞隊列使用最經(jīng)典的場景就是socket客戶端數(shù)據(jù)的讀取和解析,讀取數(shù)據(jù)的線程不斷將數(shù)據(jù)放入隊列,然后解析線程不斷從隊列取數(shù)據(jù)解析。
6、什么是Callable和Future?
Callable接口類似于Runnable,從名字就可以看出來了,但是Runnable不會返回結(jié)果,并且無法拋出返回結(jié)果的異常,而Callable功能更強大一些,被線程執(zhí)行后,可以返回值,這個返回值可以被Future拿到,也就是說,F(xiàn)uture可以拿到異步執(zhí)行任務(wù)的返回值。
可以認(rèn)為是帶有回調(diào)的Runnable。
Future接口表示異步任務(wù),是還沒有完成的任務(wù)給出的未來結(jié)果。所以說Callable用于產(chǎn)生結(jié)果,F(xiàn)uture用于獲取結(jié)果。
7、什么是FutureTask?
使用ExecutorService啟動任務(wù)。
在Java并發(fā)程序中FutureTask表示一個可以取消的異步運算。它有啟動和取消運算、查詢運算是否完成和取回運算結(jié)果等方法。只有當(dāng)運算完成的時候結(jié)果才能取回,如果運算尚未完成get方法將會阻塞。一個FutureTask對象可以對調(diào)用了Callable和Runnable的對象進(jìn)行包裝,由于FutureTask也是調(diào)用了Runnable接口所以它可以提交給Executor來執(zhí)行。
8、什么是競爭條件?你怎樣發(fā)現(xiàn)和解決競爭?
當(dāng)多個進(jìn)程都企圖對共享數(shù)據(jù)進(jìn)行某種處理,而最后的結(jié)果又取決于進(jìn)程運行的順序時,則我們認(rèn)為這發(fā)生了競爭條件(racecondition)。
9、為什么我們調(diào)用start()方法時會執(zhí)行run()方法,為什么我們不能直接調(diào)用run()方法?
當(dāng)你調(diào)用start()方法時你將創(chuàng)建新的線程,并且執(zhí)行在run()方法里的代碼。
但是如果你直接調(diào)用run()方法,它不會創(chuàng)建新的線程也不會執(zhí)行調(diào)用線程的代碼,只會把run方法當(dāng)作普通方法去執(zhí)行。
10、Java中你怎樣喚醒一個阻塞的線程?
在Java發(fā)展史上曾經(jīng)使用suspend()、resume()方法對于線程進(jìn)行阻塞喚醒,但隨之出現(xiàn)很多問題,比較典型的還是死鎖問題。
解決方案可以使用以對象為目標(biāo)的阻塞,即利用Object類的wait()和notify()方法實現(xiàn)線程阻塞。
首先,wait、notify方法是針對對象的,調(diào)用任意對象的wait()方法都將導(dǎo)致線程阻塞,阻塞的同時也將釋放該對象的鎖,相應(yīng)地,調(diào)用任意對象的notify()方法則將隨機解除該對象阻塞的線程,但它需要重新獲取改對象的鎖,直到獲取成功才能往下執(zhí)行;其次,wait、notify方法必須在synchronized塊或方法中被調(diào)用,并且要保證同步塊或方法的鎖對象與調(diào)用wait、notify方法的對象是同一個,如此一來在調(diào)用wait之前當(dāng)前線程就已經(jīng)成功獲取某對象的鎖,執(zhí)行wait阻塞后當(dāng)前線程就將之前獲取的對象鎖釋放。
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