1、多线程
同步:发送一个指令需要等待返回才能发送下一条(完成一件事才能做下一件)。
异步:发送一个请求不需要等待返回,随时可以再发下一条(一次进行多个事件)
线程不安全根本原因是异步,对一个资源多个线程同时操作。
1、什么是线程安全和线程不安全?
压力测试或并发测试,会经常遇到此问题。
举例:假设售票系统有100张票,若线程不安全,A和B同时买了一张票后显示还有999张票,这是错的,应该只有998张票。
线程安全:
安全指多个线程在执行同一段代码的时候采用加锁机制,使每次的执行结果和单线程执行的结构都一样。
线程不安全:
指不提供加锁机制保护,有可能会出现多个线程先后更改数据造成所得的数据是脏数据。
2、引起线程安全问题的原因:
1、线程安全问题都是有全局变量及静态变量引起的。
若每个线程中全局变量、静态变量只有读操作,而无写操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的。
若有多个线程同时执行写操作,一般都需要考虑线程同步,否则的话就可能影响线程安全。
2、解决多线程并发访问资源安全问题的方法:
(1)synchronize(只给一个线程执行,完成后才到下一个线程)
用来控制线程同步,保证我们的线程在多线程环境下,不被多个线程同时执行,确保数据完整性。使用方法加在方法上。
(2)lock
lock的引入让锁有了可操作性,是指我们在需要的时候手动获取锁和释放锁。
3、并发和并行有什么区别?
你吃饭到一半,电话来了,你一直吃完才去接,说明你不支持并发也不支持并行。
你吃饭迟到一半,电话来了,你停下来接电话,接完后继续吃饭,说明你支持并发。
你吃饭迟到一半,电话来了,你一边打电话一半吃饭,说明你支持并行。
并发:有处理多个任务的能力,不一定要同时进行。同一实体上多个事件。
并行:有同时处理多个任务的能力。不同实体上多个事件。
4、线程和进程的区别?
1、进程是程序运行和资源分配的基本单位。
2、进程拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存资源。
3、一个进程可以包含多个线程。
5、守护线程是什么?
守护线程(如:GC垃圾回收线程)是个服务线程,服务其他线程(如:用户线程即用户编写的线程)。
6、创建线程有哪几种方式?
1、继承Thread类
继承Thread类,重写run()方法。通过start()方法启动。
2、实现Runnable接口
定义Runnable接口的实现类,重run()方法,调用start()启动线程。
3、通过Callable和Future创建线程
Callable和Runnable很类似,主要区别在于Callable能返回运行结果,能抛出异常。
执行Callable方式,需要Future的实现类的支持,用于接收运算结果。FutureTask是Future接口的实现类。
public class TestCallable {
public static void main(String[] args) {
ThreadDemo td = new ThreadDemo();
//1.执行 Callable 方式,需要 FutureTask 实现类的支持,用于接收运算结果。
//参数里面放一个Callable的对象
FutureTask<Integer> result = new FutureTask<>(td);
new Thread(result).start();
//2.接收线程运算后的结果
try {
Integer sum = result.get(); //FutureTask 可用于 闭锁 类似于CountDownLatch的作用,在所有的线程没有执行完成之后这里是不会执行的
System.out.println(sum);
System.out.println("------------------------------------");
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class ThreadDemo implements Callable<Integer> {
@Override
public Integer call() throws Exception {
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100000; i++) {
sum += i;
}
return sum;
}
}
7、Runnable和Callable有什么区别?
1、Runnbale接run()方法返回值void,只是去实现没有返回。
2、Callable能返回结果,抛出异常。
8、线程有哪些状态?
1、创建状态
继承Thread类获实现Runnable得到线程类,new一个实例,进入初始化状态。
2、就绪状态
调用该对象的start()方法。该线程位于线程池中,等待被线程调度选中,获取cpu使用权。
3、运行状态
线程获得了cpu时间片,执行程序代码。
4、阻塞状态
指线程因某种原因放弃了cpu使用权,暂时停止运行。
5、死亡状态
线程run()、main()方法结束,或因一场退出run()方法。
9、sleep()和wait()有什么区别?
1、sleep():是线程类(Thread)静态方法,让线程进入睡眠状态,结束后进入就绪状态和其他线程竞争cpu执行时间。
2、wait():wait()是Object类的方法。让它进入到对象相关的等待池,同时释放对象的机锁,通过notify(),notifyAll()方法唤醒等待的线程。
10、notify()和notifyAll()有什么区别?
1、调用notifyAll()方法唤醒所有wait线程,notify()方法值随机唤醒一个wait线程。唤醒后进入对象锁池中竞争对象锁。
2、优先级高的线程竞争获得对象锁概率大。没有竞争到的留在锁池,只有再次调用wait()才能进入等待池。竞争到对象锁的线程则继续往下执行,直到执行完synchronize代码块,它会释放该对象锁。
11、线程run()方法和start()方法有什么区别?
每个线程通过特定的run()方法完成操作,成为线程体。
start()方法用来启动线程。
12、创建线程池有哪几种方式?
1、newFixedThreadPool(int nThreads):固定线程池
创建固定长度的线程池,每当提交一个任务就创建一个线程,知道达到线程池的最大数量,这是线程规模将不再变化,当线程发生为预期的错误而结束时,线程池会补充一个新的线程。
/**
* @author fangshixiang@vipkid.com.cn
* @description
* @date 2018-11-04 10:13
*/
public class Main {
//创建一个固定线程池
private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
//向kafka里推送消费
public static void push2Kafka(Object msg) {
executor.execute(() -> {
try {
//模拟 占用的内存大小
Byte[] bytes = new Byte[1024 * 1000 * 1000];
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-->任务放到线程池:" + msg);
TimeUnit.MINUTES.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
}
public static void main(String[] args) {
//模拟高并发环境下 一直向线程池里面不停的塞任务
for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
System.out.println("塞任务start..." + i);
push2Kafka(i);
System.out.println("塞任务end..." + i);
}
}
}
2、newCachedThreadPool():缓存线程池
创建一个缓存的线程池,当线程池规模超过处理需求,将自动回收空闲线程,需求增加是自动添加新线程,不存在任何限制。
3、newSingleThreadExecutor():单线程执行
单线程的Executor,创建单个线程执行任务,这个线程结束,会创建新的来代替它。
4、newScheduledThreadPool(intcorePoolSize)
创建固定长度线程池,且延迟或定时的方式执行任务。
13、线程池包含哪些状态?
1、RUNNING:
线程池一旦创建就处于这个状态,能接收新任务,对已排队任务进行处理。
2、SHUTDOWN:
调用shutdown()方法,线程有running转变为shutdown,不接收任务,但能处理已排队任务。
3、STOP:
调用shutdownNow()方法,线程池有(running或shutdown)转变为stop状态。不接收新任务,不处理已排队任务。
4、TIDYING:
1、SHUTDOWN状态下,任务数为0,任务终止,线程池转变为TIDYING状态。
2、SHUTDOWN状态,任务队列为空,线程池转变为TIDYING 状态
3、STOP状态,任务为空。
5、TERMINATED:
terminated状态下线程彻底终止。
14、java中怎么保证多线程的运行安全?
线程的安全性问题体现在:
1、原子性:一个或多个操作cpu执行过程中不被中断的特性。(atomic、aynchronized、lock)
2、可见性:一个线程对共享变量的修改。(synchronized、volatitle、lock)
3、有序性:程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。(happers-before原则)
15、什么是死锁?
指两个或两个以上进程竞争资源造成的一种阻塞现象。
16、怎么防止死锁?
死锁的四个必要条件:
1、互斥条件:进程分配到的资源不允许其他进程访问,若其他进程访问资源,只能等待,直至占有该资源的进程使用完成。
2、请求和保持条件:进程获取资源后,又对其他资源发出请求,但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。
3、不可剥夺条件:已获得的资源,不可被剥夺。
4、环路等待条件: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。
只要上述条件之一不满足就不会发生死锁。
17、ThreadLocal是什么?有哪些使用场景?
ThreadLocal是线程本地存储,在每个线程中都创建了一个ThreadLocalMap对象,每个线程可以访问自己内部ThreadLocalMap对象内的value。能避免资源在多线程键共享。
使用场景:经典的场景是为每个线程分配一个 JDBC 连接 Connection。这样就能保证每个线程都在各自的 Connection 上进行数据库的操作。还有 session 管理等问题
public class TestThreadLocal {
//线程本地存储变量
private static final ThreadLocal<Integer> THREAD_LOCAL_NUM = new ThreadLocal<Integer>() {
@Override
protected Integer initialValue() {
return 0;
}
};
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i <3; i++) {//启动三个线程
Thread t = new Thread() {
@Override
public void run() {
add10ByThreadLocal();
}
};
t.start();
}
}
/**
* 线程本地存储变量加 5
*/
private static void add10ByThreadLocal() {
for (int i = 0; i <5; i++) {
Integer n = THREAD_LOCAL_NUM.get();
n += 1;
THREAD_LOCAL_NUM.set(n);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : ThreadLocal num=" + n);
}
}
}
打印结果:启动了 3 个线程,每个线程最后都打印到 "ThreadLocal num=5",而不是 num 一直在累加直到值等于 15
Thread-0 : ThreadLocal num=1
Thread-1 : ThreadLocal num=1
Thread-0 : ThreadLocal num=2
Thread-0 : ThreadLocal num=3
Thread-1 : ThreadLocal num=2
Thread-2 : ThreadLocal num=1
Thread-0 : ThreadLocal num=4
Thread-2 : ThreadLocal num=2
Thread-1 : ThreadLocal num=3
Thread-1 : ThreadLocal num=4
Thread-2 : ThreadLocal num=3
Thread-0 : ThreadLocal num=5
Thread-2 : ThreadLocal num=4
Thread-2 : ThreadLocal num=5
Thread-1 : ThreadLocal num=5
18、说一下synchronized底层原理?
synchronized可以保证方法或者代码块在运行时,同一时刻只有一个方法可以进入临界区。保证共享变量的内存可见性。
java中每一个对象都可以作为锁,这是synchronized实现同步的基础:
- 普通同步方法,锁是当前实例对象
- 静态同步方法,锁是当前类的class对象
- 同步方法块,锁是括号里面的对象
19、synchronized和volatile的区别是什么?
volatile是一个很老的关键字,jdk诞生时它就有了。作用是内存可见性和防止指令重排序。
- volatile本质是告诉jvm当前变量在寄存器(工作内存)中的值不确定,需要从主存中读取。synchronized是锁当前变量,只有当前线程可以访问该变量。
- volatile仅能使用在变量级别,synchronized则可以使用在变量、方法和类。
- volatile实现修改可见性,但不能保证原子性。而synchronized可以修改可见性和原子性。
- volatile不会造成线程阻塞,synchronized可能会造成线程阻塞。
- volatile标记变量不会被编译器优化,synchronized标记变量可以被编译器优化。
20、synchronized和Lock有什么区别?
1、synchronized是java内置关键字,在jvm层面,lock是个java类。
2、synchronized无法判断是否获取锁的状态,lock可以判断是否获取锁;
3、synchronized自动释放锁,lock手动释放锁。
原文地址:https://blog.csdn.net/sufu1065/article/details/88051083