面试题-线程池和原子变量

前言

Java多线程部分的题目，是我根据Java Guide的面试突击版本V3.0再整理出来的，其中，我选择了一些比较重要的问题，并重新做出相应回答，并添加了一些比较重要的问题，希望对大家起到一定的帮助。

系列文章：

面试题-Java基础

面试题-Java集合

面试题-Java多线程基础、实现工具和可见性保证

Java多线程

线程池原理部分

1. 为什么要使用线程池？

   • 降低频繁创建和销毁线程带来的资源消耗

   • 提前创建好线程，在有任务到来时，可以提高任务的响应速度

   • 线程池可以统一对线程进行分配监控，提高了线程的可管理性

2. 线程池有哪些运行状态？

   • 线程池的运行状态有5种：

     • Running：可以接受新任务，也能处理阻塞队列中的任务

     • Shutdown：不接受新任务，但可以继续处理阻塞队列中的任务

     • Stop：不接受新任务，无法处理阻塞队列中的任务，会中断正在处理任务的线程

     • Tidying：所有的任务都终止了，并且有效线程数为0

     • Terminated：调用Terminated方法之后进入该状态

   • 生命周期转换图如下：

   • 

3. 线程池中任务的调度机制能具体说说吗？（任务调度决定了一个任务是被拒绝、被新线程执行还是被缓冲到队列中）

   • 如果线程的运行状态不是Running，直接拒绝

   • 如果有效线程数小于核心线程数，则创建新线程来执行

   • 如果有效线程数大于等于核心线程数，小于最大线程数，且阻塞队列未满，则将任务添加到阻塞队列

   • 如果有效线程数大于等于核心线程数，小于最大线程数，且阻塞队列已满，则启动新线程执行任务

   • 如果有效线程数大于最大线程数，无论是否可以入队，都会抛出异常来拒绝任务

4. 任务拒绝机制

   JDK提供了四种默认的拒绝机制

   • 直接丢弃抛异常：当子系统无法处理的时候，通过异常及时发现问题

   • 直接丢弃不抛异常：适合处理一些不关键的业务

   • 丢弃队列中最前面的任务：需要根据具体业务场景分析

   • 由调用者线程处理：多线程只是增大吞吐量的手段，但最终需要让所有任务都执行完毕

   使用者也可以自定义拒绝机制，通过实现RejectedExecutionHandler接口即可。

5. 线程是如何维持住的，线程又是如何被回收的?

   核心线程会一直从阻塞队列中尝试获取任务，如果获取不到就阻塞住。

   非核心线程会带着超时时间尝试从阻塞队列中获取任务，如果获取不到，run方法就结束了，系统回收该线程。

   相关资料

6. AQS的原理简单说说

   • AQS的作用：AQS是java并发包下很多锁实际加锁和释放锁的关键性核心组件。

   • AQS的内部原理：

     • 核心变量：volatile变量state，代表了加锁的状态；另外还有一个关键变量，记录了当前加锁的哪个线程。
     • 加锁成功：加锁过程实际是用CAS实现的，第一次加锁，就会把state从0变成1，可重入锁是通过不断地加state来实现的。
     • 加锁失败的处理：加锁失败的线程会进入等待队列等待唤醒；如果是公平锁，会判断是否是对头线程；非公平锁就是没有这个限制条件，谁加锁成功，谁就可以执行。

   • 相关资料

7. 线上如何检测死锁？

   MySQL本身是支持死锁检测的，我之前研究过MySQL死锁检测的算法，其实也可以应用在业务层。

   死锁的问题其实就是有向图中判断是否有环的问题。再具体的需要再研究，我本身对图的数据结构不太熟悉，还需要再深入学习。

线程池实践部分

1. 如何创建线程池？

   目前创建线程池，可以选择两种方式：

   • 通过ThreadPoolExecutor构造函数创建，可以指定核心线程数、最大线程数、空闲线程存活时间、拒绝策略、阻塞队列，线程工厂

   • 通过Executors工具类提供的静态方法创建。（阿里巴巴开发手册不建议使用这种方式）

     • Fixed和SingleThread，阻塞队列使用的是LinkedBlockingQueue，可能导致OOM

     • Cached线程数可以无限创建，从而导致OOM

2. 实现Runnable接⼝和Callable接⼝的区别

   • 不需要任务返回结果的使用Runnable；需要任务返回结果的使用Callable

3. 执⾏execute()⽅法和submit()⽅法的区别是什么呢？

   • execute方法用于提交不需要返回值的任务

   • submit方法会返回一个Future，可以通过Future获取结果

原子类

1. 简单说说原子类的原理

   原子类中使用了CAS和volatile变量来保证线程安全的更新。

   • CAS：由CPU实现的原语，可以保证原子性

   • volatile变量：保证线程修改的最新值对其他线程可见。

2. ABA问题你了解吗？
   A线程希望把值从1更新到2，B线程先把值从1变2，然后由更新回1。
   这样对A线程来说，是不知道B线程的更新操作的。