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多线程面试经典问答

多线程面试经典问答

多线程技术在互联网技术方面使用如此广泛,几乎所有的后端技术面试官都要在并发编程的使用和原理方面对小伙伴们进行各种刁难。作为一名在互联网技术行业打击过成百上千名【请允许我夸张一下】的资深技术面试官,看过了无数落寞的身影失望的离开,略感愧疚,故献上此文,希望各位读者以后面试势如破竹,永无失败!

觉得文章对你有帮助的话,可以点赞关注一下,给作者一点小鼓励。

多线程面试经典问答

什么是线程?

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位,它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位,可以使用多线程对进行运算提速。

比如,如果一个线程完成一个任务要100毫秒,那么用十个线程完成改任务只需10毫秒

多线程面试经典问答

什么是多线程?优缺点?

什么是多线程?

多线程:是指从软件或者硬件上实现多个线程的并发技术。

多线程的好处:

使用多线程可以把程序中占据时间长的任务放到后台去处理,如图片、视屏的下载

发挥多核处理器的优势,并发执行让系统运行的更快、更流畅,用户体验更好

多线程的缺点:

大量的线程降低代码的可读性;

更多的线程需要更多的内存空间

当多个线程对同一个资源出现争夺时候要注意线程安全的问题。

线程的五个状态(五种状态,创建、就绪、运行、阻塞和死亡)?

线程通常都有五种状态,创建、就绪、运行、阻塞和死亡。

第一是创建状态。在生成线程对象,并没有调用该对象的start方法,这是线程处于创建状态。

第二是就绪状态。当调用了线程对象的start方法之后,该线程就进入了就绪状态,但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程,此时处于就绪状态。在线程运行之后,从等待或者睡眠中回来之后,也会处于就绪状态。

第三是运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程,此时线程就进入了运行状态,开始运行run函数当中的代码。

第四是阻塞状态。线程正在运行的时候,被暂停,通常是为了等待某个时间的发生(比如说某项资源就绪)之后再继续运行。sleep,suspend,wait等方法都可以导致线程阻塞。

第五是死亡状态。如果一个线程的run方法执行结束或者调用stop方法后,该线程就会死亡。对于已经死亡的线程,无法再使用start方法令其进入就绪

什么是CAS?

CAS(compare and swap)的缩写,中文翻译成比较并交换。

CAS 不通过JVM,直接利用java本地方 JNI(Java NaTIve Interface为JAVA本地调用),直接调用CPU 的cmpxchg(是汇编指令)指令。

利用CPU的CAS指令,同时借助JNI来完成Java的非阻塞算法,实现原子操作。其它原子操作都是利用类似的特性完成的。

整个java.uTIl.concurrent都是建立在CAS之上的,因此对于synchronized阻塞算法,J.U.C在性能上有了很大的提升。

CAS是项乐观锁技术,当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时,只有其中一个线程能更新变量的值,而其它线程都失败,失败的线程并不会被挂起,而是被告知这次竞争中失败,并可以再次尝试。

CAS应用

CAS有3个操作数,内存值V,旧的预期值A,要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时,将内存值V修改为B,否则什么都不做。

CAS优点

确保对内存的读-改-写操作都是原子操作执行

CAS缺点

CAS虽然很高效的解决原子操作,但是CAS仍然存在三大问题。ABA问题,循环时间长开销大和只能保证一个共享变量的原子操作

什么是AQS?

AbstractQueuedSynchronizer简称AQS,是一个用于构建锁和同步容器的框架。事实上concurrent包内许多类都是基于AQS构建,例如ReentrantLock,Semaphore,CountDownLatch,ReentrantReadWriteLock,FutureTask等。AQS解决了在实现同步容器时设计的大量细节问题。

AQS使用一个FIFO的队列表示排队等待锁的线程,队列头节点称作“哨兵节点”或者“哑节点”,它不与任何线程关联。其他的节点与等待线程关联,每个节点维护一个等待状态waitStatus。

多线程面试经典问答

什么是乐观锁和悲观锁?

悲观锁

Java在JDK1.5之前都是靠synchronized关键字保证同步的,这种通过使用一致的锁定协议来协调对共享状态的访问,可以确保无论哪个线程持有共享变量的锁,都采用独占的方式来访问这些变量。独占锁其实就是一种悲观锁,所以可以说synchronized是悲观锁。

乐观锁

乐观锁( OpTImisTIc Locking)其实是一种思想。相对悲观锁而言,乐观锁假设认为数据一般情况下不会造成冲突,所以在数据进行提交更新的时候,才会正式对数据的冲突与否进行检测,如果发现冲突了,则让返回用户错误的信息,让用户决定如何去做。

并发编程(concurrency)并行编程(parallellism)有什么区别?

并发(concurrency)和并行(parallellism)是:

解释一:并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生;而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。

解释二:并行是在不同实体上的多个事件,并发是在同一实体上的多个事件。

解释三:在一台处理器上“同时”处理多个任务,在多台处理器上同时处理多个任务。如hadoop分布式集群

所以并发编程的目标是充分的利用处理器的每一个核,以达到最高的处理性能。

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多线程面试经典问答

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。

如何检测死锁?怎么预防死锁?

所谓死锁:是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁

通俗地讲就是两个或多个进程被无限期地阻塞、相互等待的一种状态

死锁产生的原因?

1.因竞争资源发生死锁 现象:系统中供多个进程共享的资源的数目不足以满足全部进程的需要时,就会引起对诸资源的竞争而发生死锁现象

2.进程推进顺序不当发生死锁

死锁的四个必要条件:

互斥条件:进程对所分配到的资源不允许其他进程进行访问,若其他进程访问该资源,只能等待,直至占有该资源的进程使用完成后释放该资源

请求和保持条件:进程获得一定的资源之后,又对其他资源发出请求,但是该资源可能被其他进程占有,此事请求阻塞,但又对自己获得的资源保持不放

不可剥夺条件:是指进程已获得的资源,在未完成使用之前,不可被剥夺,只能在使用完后自己释放

环路等待条件:是指进程发生死锁后,若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之

一不满足,就不会发生死锁。

检测死锁

有两个容器,一个用于保存线程正在请求的锁,一个用于保存线程已经持有的锁。每次加锁之前都会做如下检测:

检测当前正在请求的锁是否已经被其它线程持有,如果有,则把那些线程找出来

遍历第一步中返回的线程,检查自己持有的锁是否正被其中任何一个线程请求,如果第二步返回真,表示出现了死锁

死锁的解除与预防:

理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。

所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。

此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。因此,对资源的分配要给予合理的规划。

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总结

关于Java多线程面试技术点的一些总结已经写完了,受限于我的视野,所以可能写的不是很全面,大家要是有不同意见的,可以分享出来,一起交流,要是想深入了解多线程技术知识点的,可以加上面的群,希望可以帮助在这个行业发展的朋友和童鞋们,在论坛博客等地方少花些时间找资料,把有限的时间,真正花在学习上。
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