2019年Java面试题(五) 线程 2019-04-27

1. 线程同步以及线程调度相关的方法

- wait():使一个线程处于等待(阻塞)状态,并且释放所持有的对象的锁;

- sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态,是一个静态方法,调用此方法要处理InterruptedException异常;

- notify():唤醒一个处于等待状态的线程,当然在调用此方法的时候,并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程,而是由JVM确定唤醒哪个线程,而且与优先级无关;

- notityAll():唤醒所有处于等待状态的线程,该方法并不是将对象的锁给所有线程,而是让它们竞争,只有获得锁的线程才能进入就绪状态;

2. 进程和线程的区别

进程是执行着的应用程序,而线程是进程内部的一个执行序列。一个进程可以有多个线程。

另一种回答:

线程是进程的一个单元,也是进程内的可调度实体。区别就是:1、进程内的线程共享地址空间,进程则自己独立的地址空间。2、进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程资源。3、线程是处理器调度的基本单位。4、两者均可并发执行。

3. 实现线程有哪几种方式?启动线程调用什么方法?

Java中实现线程有两种方式:第一种是继承Thread,第二种是实现Runnable接口。启动线程用start()方法。

4. 请说出你所知道的线程同步的方法。

wait():使一个线程处于等待状态,并且释放所持有的对象的lock。

sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态,是一个静态方法,调用此方法要捕捉InterruptedException异常。

notify():唤醒一个处于等待状态的线程,注意的是在调用此方法的时候,并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程,而是由JVM确定唤醒哪个线程,而且不是按优先级。

notityAll():唤醒所有处入等待状态的线程,注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁,而是让它们竞争。

5. sleep() 和wait() 有什么区别?

sleep是线程类(Thread)的方法,导致此线程暂停执行指定时间,把执行机会给其他线程,但是监控状态依然保持,到时后会自动恢复。调用sleep不会释放对象锁。

    wait是Object类的方法,对此对象调用wait方法导致本线程放弃对象锁,进入等待此对象的等待锁定池,只有针对此对象发出notify方法(或notifyAll)后本线程才进入对象锁定池准备获得对象锁进入运行状态。

6. 创建线程有几种方式

创建线程有以下几种方式:

• 继承Thread类

• 实现Runnable接口

• 应用程序可以使用Executor框架来创建线程池

实现Runnable接口这种方式更受欢迎,因为这不需要继承Thread类。在已经继承了别的类的情况下,这需要多继承(而Java不支持多继承),只能实现接口。同时,线程池也是非常高效的,很容易实现和使用。

7. synchronized关键字的用法,优缺点

  答:java关键字,当它用来修饰一个方法或者代码块的时候,能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该代码段的代码;

    synchronized修饰的方法或者对象,只能以同步的方式执行,会引起性能问题;无法中断一个正在等候获得锁的线程,也无法通过投票获得锁;一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置,引起性能风险;

8. 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。

9. Java中的volatile 变量是什么?

volatile是一个特殊的修饰符,只有成员变量才能使用它。在Java并发程序缺少同步类的情况下,多线程对成员变量的操作对其它线程是透明的。volatile变量可以保证下一个读取操作会在前一个写操作之后发生,就是上一题的volatile变量规则。

10. Java中notify 和 notifyAll有什么区别?

这又是一个刁钻的问题,因为多线程可以等待单监控锁,Java API 的设计人员提供了一些方法当等待条件改变的时候通知它们,但是这些方法没有完全实现。notify()方法不能唤醒某个具体的线程,所以只有一个线程在等 待的时候它才有用武之地。而notifyAll()唤醒所有线程并允许他们争夺锁确保了至少有一个线程能继续运行。

11. 为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面?

JAVA提供的锁是对象级的而不是线程级的,每个对象都有锁,通 过线程获得。如果线程需要等待某些锁那么调用对象中的wait()方法就有意义了。如果wait()方法定义在Thread类中,线程正在等待的是哪个锁 就不明显了。简单的说,

由于wait,notify和notifyAll都是锁级别的操作,所以把他们定义在Object类中因为锁属于对象。

12. 为什么wait和notify方法要在同步块中调用?

主要是因为Java API强制要求这样做,如果你不这么做,你的代码会抛出IllegalMonitorStateException异常。还有一个原因是为了避免wait和notify之间产生竞态条件。

13. Java中的同步集合与并发集合有什么区别?

同步集合与并发集合都为多线程和并发提供了合适的线程安全的集合,不过并发集合的可扩展性更高。在Java1.5之前程序员们只有同步集合来用且在 多线程并发的时候会导致争用,阻碍了系统的扩展性。Java5介绍了并发集合像ConcurrentHashMap,不仅提供线程安全还用锁分离和内部分 区等现代技术提高了可扩展性。

14. Java中堆和栈有什么不同?

栈是一种线形集合,其添加和删除元素的操作应在同一段完成。栈按照后进先出的方式进行处理。

堆是栈的一个组成元素

15. 什么是线程池? 为什么要使用它?

创建线程要花费昂贵的资源和时间,如果任务来了才创建线程那么响应时间会变长,而且一个进程能创建的线程数有限。为了避免这些问题,在程序启动的时 候就创建若干线程来响应处理,它们被称为线程池,里面的线程叫工作线程。从JDK1.5开始,Java API提供了Executor框架让你可以创建不同的线程池。比如单线程池,每次处理一个任务;数目固定的线程池或者是缓存线程池(一个适合很多生存期短 的任务的程序的可扩展线程池)。

16. Java多线程中调用wait() 和 sleep()方法有什么不同?

Java程序中wait 和 sleep都会造成某种形式的暂停,它们可以满足不同的需要。wait()方法用于线程间通信,如果等待条件为真且其它线程被唤醒时它会释放锁,而 sleep()方法仅仅释放CPU资源或者让当前线程停止执行一段时间,但不会释放锁。

17. 同步方法和同步代码块的区别是什么?

同步方法就是在方法前加关键字synchronized,然后被同步的方法一次只能有一个线程进入,其他线程等待。

而同步代码块则是在方法内部使用大括号使得一个代码块得到同步。同步块会有一个锁定的“对象”。同步代码块的同步范围更加准确。

18. 同步和异步有何异同,在什么情况下分别使用他们?举例说明。

如果数据将在线程间共享。例如正在写的数据以后可能被另一个线程读到,或者正在读的数据可能已经被另一个线程写过了,那么这些数据就是共享数据,必须进行同步存取。

当应用程序在对象上调用了一个需要花费很长时间来执行的方法,并且不希望让程序等待方法的返回时,就应该使用异步编程,在很多情况下采用异步途径往往更有效率。

19. 什么是Java优先级队列(Priority Queue)?

PriorityQueue是一个基于优先级堆的无界队列,它的元素是按照自然顺序(natural order)排序的。在创建的时候,我们可以给它提供一个负责给元素排序的比较器。PriorityQueue不允许null值,因为他们没有自然顺序,或者说他们没有任何的相关联的比较器。最后,PriorityQueue不是线程安全的,入队和出队的时间复杂度是O(log(n))。

20. 什么是同步?

同步用来控制共享资源在多个线程间的访问,以保证同一时间内只有一个线程能访问到这个资源。在非同步保护的多线程程序里面,一个线程正在修改一个共享变量的时候,可能有另一个线程也在使用或者更新它的值。同步避免了脏数据的产生。

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