Java面试集锦：25道线程类相关面试题与答案（二）

接 Java面试集锦：25道线程类相关面试题与答案（一）

26. 并发编程三要素？

1）原子性 原子性指的是一个或者多个操做，要么所有执行而且在执行的过程当中不被其余操做打断，要么就所有都不执行。

2）可见性 可见性指多个线程操做一个共享变量时，其中一个线程对变量进行修改后，其余线程能够当即看到修改的结果。

3）有序性 有序性，即程序的执行顺序按照代码的前后顺序来执行。

27. Thread.sleep(0)的做用是什么？

因为Java采用抢占式的线程调度算法，所以可能会出现某条线程经常获取到CPU控制权的状况，为了让某些优先级比较低的线程也能获取到CPU控制权，可使用Thread.sleep(0)手动触发一次操做系统分配时间片的操做，这也是平衡CPU控制权的一种操做。

28. java中的++操做符线程安全么?？

不是线程安全的操做。它涉及到多个指令，如读取变量值，增长，而后存储回内存，这个过程可能会出现多个线程交差

29. Runnable和Callable有什么区别？

Callable规定（重写）的方法是call()，Runnable规定（重写）的方法是run()。 Callable的任务执行后可返回值，而Runnable的任务是不能返回值的。 Call方法能够抛出异常，run方法不能够。 运行Callable任务能够拿到一个Future对象，表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并检索计算的结果。经过Future对象能够了解任务执行状况，可取消任务的执行，还可获取执行结果。

30. 介绍一下线程中的五种基本状态：

1）新建状态（New）：当线程对象对建立后，即进入了新建状态，如：Thread t = new MyThread()；

2）就绪状态（Runnable）：当调用线程对象的start()方法（t.start();），线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程，只是说明此线程已经作好了准备，随时等待CPU调度执行，并非说执行了t.start()此线程当即就会执行；

3）运行状态（Running）：当CPU开始调度处于就绪状态的线程时，此时线程才得以真正执行，即进入到运行状态。注：就 绪状态是进入到运行状态的惟一入口，也就是说，线程要想进入运行状态执行，首先必须处于就绪状态中；

4）阻塞状态（Blocked）：处于运行状态中的线程因为某种缘由，暂时放弃对CPU的使用权，中止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才 有机会再次被CPU调用以进入到运行状态。

根据阻塞产生的缘由不一样，阻塞状态又能够分为三种：

a.等待阻塞：运行状态中的线程执行wait()方法，使本线程进入到等待阻塞状态；

b.同步阻塞 – 线程在获取synchronized同步锁失败(由于锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态；

c.其余阻塞 – 经过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程从新转入就绪状态。

5）死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

31. 线程池的优势？

1）重用存在的线程，减小对象建立销毁的开销。 2）可有效的控制最大并发线程数，提升系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。 3）提供定时执行、按期执行、单线程、并发数控制等功能。

32. 经常使用的并发工具类有哪些？

CountDownLatch CyclicBarrier Semaphore Exchanger

33. CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

1）CountDownLatch简单的说就是一个线程等待，直到他所等待的其余线程都执行完成而且调用countDown()方法发出通知后，当前线程才能够继续执行。 2）cyclicBarrier是全部线程都进行等待，直到全部线程都准备好进入await()方法以后，全部线程同时开始执行！ 3）CountDownLatch的计数器只能使用一次。而CyclicBarrier的计数器可使用reset() 方法重置。因此CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景，好比若是计算发生错误，能够重置计数器，并让线程们从新执行一次。 4）CyclicBarrier还提供其余有用的方法，好比getNumberWaiting方法能够得到CyclicBarrier阻塞的线程数量。isBroken方法用来知道阻塞的线程是否被中断。若是被中断返回true，不然返回false。

34. synchronized的做用？

在Java中，synchronized关键字是用来控制线程同步的，就是在多线程的环境下，控制synchronized代码段不被多个线程同时执行。 synchronized既能够加在一段代码上，也能够加在方法上。

35. volatile关键字的做用是什么？

对于可见性，Java提供了volatile关键字来保证可见性。 当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会当即被更新到主存，当有其余线程须要读取时，它会去内存中读取新值。 从实践角度而言，volatile的一个重要做用就是和CAS结合，保证了原子性，详细的能够参见java.util.concurrent.atomic包下的类，好比AtomicInteger。

36.什么是CAS？

CAS是compare and swap的缩写，即咱们所说的比较交换。 cas是一种基于锁的操做，并且是乐观锁。在java中锁分为乐观锁和悲观锁。悲观锁是将资源锁住，等一个以前得到锁的线程释放锁以后，下一个线程才能够访问。而乐观锁采起了一种宽泛的态度，经过某种方式不加锁来处理资源，好比经过给记录加version来获取数据，性能较悲观锁有很大的提升。 CAS 操做包含三个操做数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。若是内存地址里面的值和A的值是同样的，那么就将内存里面的值更新成B。CAS是经过无限循环来获取数据的，若果在第一轮循环中，a线程获取地址里面的值被b线程修改了，那么a线程须要自旋，到下次循环才有可能机会执行。 java.util.concurrent.atomic 包下的类大可能是使用CAS操做来实现的( AtomicInteger,AtomicBoolean,AtomicLong)。

37. CAS会出现哪些问题？

1）CAS容易形成ABA问题 一个线程a将数值改为了b，接着又改为了a，此时CAS认为是没有变化，实际上是已经变化过了，而这个问题的解决方案可使用版本号标识，每操做一次version加1。在java5中，已经提供了AtomicStampedReference来解决问题。

2） 不能保证代码块的原子性 CAS机制所保证的知识一个变量的原子性操做，而不能保证整个代码块的原子性。好比须要保证3个变量共同进行原子性的更新，就不得不使用synchronized了。

3）CAS形成CPU利用率增长 以前说过了CAS里面是一个循环判断的过程，若是线程一直没有获取到状态，cpu资源会一直被占用。

38. 什么是Future？

在并发编程中，咱们常常用到非阻塞的模型，在以前的多线程的三种实现中，无论是继承thread类仍是实现runnable接口，都没法保证获取到以前的执行结果。经过实现Callback接口，并用Future能够来接收多线程的执行结果。 Future表示一个可能尚未完成的异步任务的结果，针对这个结果能够添加Callback以便在任务执行成功或失败后做出相应的操做。

39. 什么是AQS？

AQS是AbustactQueuedSynchronizer的简称，它是一个Java提升的底层同步工具类，用一个int类型的变量表示同步状态，并提供了一系列的CAS操做来管理这个同步状态。 AQS是一个用来构建锁和同步器的框架，使用AQS能简单且高效地构造出应用普遍的大量的同步器，好比咱们提到的ReentrantLock，Semaphore，其余的诸如ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue，FutureTask等等皆是基于AQS的。

40. AQS支持两种同步方式：

1）独占式 2）共享式

这样方便使用者实现不一样类型的同步组件，独占式如ReentrantLock，共享式如Semaphore，CountDownLatch，组合式的如ReentrantReadWriteLock。总之，AQS为使用提供了底层支撑，如何组装实现，使用者能够自由发挥。

41. ReadWriteLock是什么？

首先明确一下，不是说ReentrantLock很差，只是ReentrantLock某些时候有局限。若是使用ReentrantLock，可能自己是为了防止线程A在写数据、线程B在读数据形成的数据不一致，但这样，若是线程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，可是仍是加锁了，下降了程序的性能。 由于这个，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，提高了读写的性能。

42. 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里面能够传入一个Callable的具体实现类，能够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、取消任务等操做。固然，因为FutureTask也是Runnable接口的实现类，因此FutureTask也能够放入线程池中。

43. synchronized和ReentrantLock的区别？

synchronized是和if、else、for、while同样的关键字，ReentrantLock是类，这是两者的本质区别。既然ReentrantLock是类，那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性，能够被继承、能够有方法、能够有各类各样的类变量，ReentrantLock比synchronized的扩展性体如今几点上：

1）ReentrantLock能够对获取锁的等待时间进行设置，这样就避免了死锁 2）ReentrantLock能够获取各类锁的信息 3）ReentrantLock能够灵活地实现多路通知

另外，两者的锁机制其实也是不同的。ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁，synchronized操做的应该是对象头中mark word，这点我不能肯定。

44. synchronized、volatile、CAS比较

synchronized是悲观锁，属于抢占式，会引发其余线程阻塞。 volatile提供多线程共享变量可见性和禁止指令重排序优化。 CAS是基于冲突检测的乐观锁（非阻塞）

45. sleep方法和wait方法有什么区别?

这个问题常问，sleep方法和wait方法均可以用来放弃CPU必定的时间，不一样点在于若是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

46. ThreadLocal是什么？有什么用？

ThreadLocal是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象作一个映射，各个线程之间的变量互不干扰，在高并发场景下，能够实现无状态的调用，特别适用于各个线程依赖不通的变量值完成操做的场景。

简单说ThreadLocal就是一种以空间换时间的作法，在每一个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，天然就没有线程安全方面的问题了。

47.一个线程若是出现了运行时异常怎么办?

若是这个异常没有被捕获的话，这个线程就中止执行了。另外重要的一点是：若是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当即释放

48. 线程的调度策略

线程调度器选择优先级最高的线程运行，可是，若是发生如下状况，就会终止线程的运行：

1）线程体中调用了yield方法让出了对cpu的占用权利 2）线程体中调用了sleep方法使线程进入睡眠状态 3）线程因为IO操做受到阻塞 4）另一个更高优先级线程出现 5）在支持时间片的系统中，该线程的时间片用完

49. 怎么唤醒一个阻塞的线程?

若是线程是由于调用了wait()、sleep()或者join()方法而致使的阻塞，能够中断线程，而且经过抛出InterruptedException来唤醒它；若是线程遇到了IO阻塞，无能为力，由于IO是操做系统实现的，Java代码并无办法直接接触到操做系统。

50. 你有哪些多线程开发良好的实践?

• 给线程命名
• 最小化同步范围
• 优先使用volatile
• 尽量使用更高层次的并发工具而非wait和notify()来实现线程通讯,如BlockingQueue,Semeaphore
• 优先使用并发容器而非同步容器.
• 考虑使用线程池

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