学习线程需要了解的一些东西

1、说说进程,线程之间的区别

进程:

是程序运行和资源分配的基本单位,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存资源,减少切换次数,从而效率更高.

线程:

是进程的一个实体,是cpu调度和分派的基本单位,是比程序更小的能独立运行的基本单位.同一进程中的多个线程之间可以并发执行.

2、你了解守护线程吗?它和非守护线程有什么区别

程序运行完毕,jvm会等待非守护线程完成后关闭,但是jvm不会等待守护线程.守护线程最典型的例子就是GC线程

3、什么是多线程上下文切换

多线程的上下文切换是指CPU控制权由一个已经正在运行的线程切换到另外一个就绪并等待获取CPU执行权的线程的过程。

4、创建两种线程的方式?他们有什么区别?

方式:

(1)继承Thread 定义类继承Thread 重写run方法 把新线程要做的事写在run方法中 创建线程对象 开启新线程, 内部会自动执行run方法

(2)实现Runnable 定义类实现Runnable接口 实现run方法 把新线程要做的事写在run方法中 创建自定义的Runnable的子类对象 创建Thread对象, 传入Runnable 调用start()开启新线程, 内部会自动调用Runnable的run()方法

区别:

(1)Java不支持多继承.因此扩展Thread类就代表这个子类不能扩展其他类.而实现Runnable接口的类还可能扩展另一个类.

(2)类可能只要求可执行即可,因此继承整个Thread类的开销过大.

5、Thread类中的start()和run()方法有什么区别?

start()方法被用来启动新创建的线程,而且start()内部调用了run()方法,这和直接调用run()方法的效果不一样。当你调用run()方法的时候,只会是在原来的线程中调用,没有新的线程启动,start()方法才会启动新线程。

6、什么导致线程阻塞

阻塞:指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生(如资源就绪)

sleep();

指定以毫秒为单位的一段时间作为参数,它使得线程在指定的时间内进入阻塞状态,不能得到CPU时间(众所周知,操作系统是分时的),指定的时间一过,线程重新进入可执行状态。

典型的 sleep() 被用于等待某个资源就绪的情形,测试发现条件不满足后让线程阻塞一段时间后重新执行

suspend() 和 resume()

suspend() 使得线程进入阻塞状态,并且不会自动恢复,必须等resume()被调用时,才能使得线程重新进入可执行状态。

典型的suspend()  和 resume()被用于等待另一个线程产生结果的情形,测试发现结果没有产生,让线程阻塞,当另一个线程产生结果后,调用resume()使其恢复

yield();

使当前线程放弃当前已经分得的CPU时间,但不使当前线程阻塞,就是说当前线程还是可执行状态,随时可再次分得CPU时间。调用yield()的效果等价于调度程序认为该线程执行了足够的时间从而转到另一个线程

wait() 和 notify

wait()  使线程进入阻塞状态 有两种方式:一种以毫秒为单位的一段时间作为参数,另一种没有参数,前者当对应notify()被调用或者超出指定时间时线程重新进入可执行状态。后者必须对应的notify被调用才能使其重新进入可执行状态。

7、产生死锁的条件

互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。

请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。

不剥夺条件:  进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。

循环等待条件: 若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

8、wait()与sleep()的区别

sleep()来自Thread类,wait()来自Object类.调用sleep()方法的过程中,线程不会释放对象锁。而调用 wait 方法线程会释放对象锁

sleep()睡眠后不出让系统资源,wait让其他线程可以占用CPU

sleep(milliseconds)需要指定一个睡眠时间,时间一到会自动唤醒.而wait()需要配合notify()或者notifyAll()使用

9、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:

ReentrantLock  可以对获取锁的等待时间进行设置,这样就避免了死锁 

ReentrantLock  可以获取各种锁的信息

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.

10、为什么要使用线程池

为了减少创建和销毁线程的次数,让每个线程可以多次使用,可根据系统情况调整执行的线程数量,防止消耗过多内存,所以我们可以使用线程池.

11、java中用到的线程调度算法是什么

抢占式。一个线程用完CPU之后,操作系统会根据线程优先级、线程饥饿情况等数据算出一个总的优先级并分配下一个时间片给某个线程执行。

12、Thread.sleep(0)的作用是什么

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。

13、什么是乐观锁和悲观锁

乐观并发控制(乐观锁)和悲观并发控制(悲观锁)是并发控制主要采用的技术手段。

乐观锁:乐观锁认为竞争不总是会发生,因此它不需要持有锁,将比较-替换这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量,如果失败则表示发生冲突,那么就应该有相应的重试逻辑。

SQL中的乐观锁:

如一个金融系统,当某个操作员读取用户的数据,并在读出的用户数据的基础上进行修改时(如更改用户帐户余额),如果采用悲观锁机制,也就意味着整个操作过程中(从操作员读出数据、开始修改直至提交修改结果的全过程,甚至还包括操作员中途去煮咖啡的时间),数据库记录始终处于加锁状态,可以想见,如果面对几百上千个并发,这样的情况将导致怎样的后果。乐观锁机制在一定程度上解决了这个问题。乐观锁,大多是基于数据版本(Version)记录机制实现。何谓数据版本?即为数据增加一个版本标识,在基于数据库表的版本解决方案中,一般是通过为数据库表增加一个“version”字段来实现。读取出数据时,将此版本号一同读出,之后更新时,对此版本号加一。此时,将提交数据的版本数据与数据库表对应记录的当前版本信息进行比对,如果提交的数据版本号大于数据库表当前版本号,则予以更新,否则认为是过期数据。对于上面修改用户帐户信息的例子而言,假设数据库中帐户信息表中有一个version字段,当前值为1;而当前帐户余额字段(balance)为$100。

1 操作员A 此时将其读出(version=1),并从其帐户余额中扣除$50($100-$50)。

2 在操作员A操作的过程中,操作员B也读入此用户信息(version=1),并从其帐户余额中扣除$(20($100-$20)。

3 操作员A完成了修改工作,将数据版本号加一(version=2),连同帐户扣除后余额(balance=$50),提交至数据库更新,此时由于提交数据版本大于数据库记录当前版本,数据被更新,数据库记录version更新为2。

4 操作员B完成了操作,也将版本号加一(version=2)试图向数据库提交数据(balance=$80),但此时比对数据库记录版本时发现,操作员B提交的数据版本号为2,数据库记录当前版本也为2,不满足“提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新“的乐观锁策略,因此,操作员B 的提交被驳回。这样,就避免了操作员B 用基于version=1 的旧数据修改的结果覆盖操作员A的操作结果的可能。从上面的例子可以看出,乐观锁机制避免了长事务中的数据库加锁开销(操作员A和操作员B操作过程中,都没有对数据库数据加锁),大大提升了大并发量下的系统整体性能表现。

悲观锁:悲观锁认为竞争总是会发生,因此每次对某资源进行操作时,都会持有一个独占的锁,就像synchronized,不管三七二十一,直接上了锁就操作资源了。

SQL中的悲观锁:

select * from table where id = 1 for update

14、线程间如何通信,进程间如何通信?

多线程间的通信:

1). 共享变量;

2),wait, notify;

3)Lock/Condition机制; 

4).管道机制,创建管道输出流PipedOutputStream pos和管道输入流PipedInputStream  pis,将pos和pis匹配,pos.connect(pis),将pos赋给信息输入线程,pis赋给信息获取线程,就可以实现线程间的通讯了.

进程间通信:

(1)管道(Pipe):管道可用于具有亲缘关系进程间的通信,允许一个进程和另一个与它有共同祖先的进程之间进行通信。

(2)命名管道(named pipe):命名管道克服了管道没有名字的限制,因此,除具有管道所具有的功能外,它还允许无亲缘关 系 进程间的通信。命名管道在文件系统中有对应的文件名。命名管道通过命令mkfifo或系统调用mkfifo来创建。

(3)信号(Signal):信号是比较复杂的通信方式,用于通知接受进程有某种事件发生,除了用于进程间通信外,进程还可以发送  信号给进程本身;linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外,还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction(实际上,该函数是基于BSD的,BSD为了实现可靠信号机制,又能够统一对外接口,用sigaction函数重新实现了signal函数)。

(4)消息(Message)队列:消息队列是消息的链接表,包括Posix消息队列system  V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息,被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少,管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺

(5)共享内存:使得多个进程可以访问同一块内存空间,是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制,如信号量结合使用,来达到进程间的同步及互斥。

(6)内存映射(mapped memory):内存映射允许任何多个进程间通信,每一个使用该机制的进程通过把一个共享的文件映射到自己的进程地址空间来实现它。

(7)信号量(semaphore):主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。

(8)套接口(Socket):更为一般的进程间通信机制,可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的,但现在一般可以移植到其它类Unix系统上:Linux和System V的变种都支持套接字。

15、有三个线程T1,T2,T3,怎么确保它们按顺序执行?

在多线程中有多种方法让线程按特定顺序执行,你可以用线程类的join()方法在一个线程中启动另一个线程,另外一个线程完成该线程继续执行。为了确保三个线程的顺序你应该先启动最后一个(T3调用T2,T2调用T1),这样T1就会先完成而T3最后完成。

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