Java面試題-多線程篇十三__Java

                                     Java面試題-多線程篇十三 121，什麼是線程。

        線程是作業系統能夠進行運算調度的最小單位，它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位。程式員可以通過它進行多處理器編程，你可以使用多線程對運算密集型任務提速。比如，如果一個線程完成一個任務要100毫秒，那麼用十個線程完成改任務只需10毫秒。

122，線程和進程有什麼區別。

        線程是進程的子集，一個進程可以有很多線程，每條線程並存執行不同的任務。不同的進程使用不同的記憶體空間，而所有的線程共用一片相同的記憶體空間。每個線程都擁有單獨的棧記憶體用來儲存本機資料。

123，如何在Java中實現線程。

        兩種方式：java.lang.Thread 類的執行個體就是一個線程但是它需要調用java.lang.Runnable介面來執行，由於線程類本身就是調用的Runnable介面所以你可以繼承java.lang.Thread 類或者直接調用Runnable介面來重寫run()方法實現線程。

124，Java 關鍵字volatile 與 synchronized 作用與區別。

    1，volatile
    它所修飾的變數不保留拷貝，直接存取主記憶體中的。
           在Java記憶體模型中，有main memory，每個線程也有自己的memory (例如寄存器)。為了效能，一個線程會在自己的memory中保持要訪問的變數的副本。這樣就會出現同一個變 量在某個瞬間，在一個線程的memory中的值可能與另外一個線程memory中的值，或者main memory中的值不一致的情況。 一個變數聲明為volatile，就意味著這個變數是隨時會被其他線程修改的，因此不能將它cache線上程memory中。
    2，synchronized

    當它用來修飾一個方法或者一個代碼塊的時候，能夠保證在同一時刻最多隻有一個線程執行該段代碼。

         一、當兩個並發線程訪問同一個對象object中的這個synchronized(this)同步代碼塊時，一個時間內只能有一個線程得到執行。另一個線程必須等待當前線程執行完這個代碼塊以後才能執行該代碼塊。

         二、然而，當一個線程訪問object的一個synchronized(this)同步代碼塊時，另一個線程仍然可以訪問該object中的非synchronized(this)同步代碼塊。

         三、尤其關鍵的是，當一個線程訪問object的一個synchronized(this)同步代碼塊時，其他線程對object中所有其它synchronized(this)同步代碼塊的訪問將被阻塞。

         四、當一個線程訪問object的一個synchronized(this)同步代碼塊時，它就獲得了這個object的對象鎖。結果，其它線程對該object對象所有同步代碼部分的訪問都被暫時阻塞。

         五、以上規則對其它對象鎖同樣適用.

125，有哪些不同的線程生命週期。

        當我們在Java程式中建立一個線程時，它的狀態是New。當我們調用線程的start()方法時，狀態被改變為Runnable。線程調度器會為Runnable線程池中的線程分配CPU時間並且講它們的狀態改變為Running。其他的線程狀態還有Waiting，Blocked 和Dead。

         126，你對線程優先順序的理解是什麼。

        每一個線程都是有優先順序的，一般來說，高優先順序的線程在運行時會具有優先權，但這依賴於線程調度的實現，這個實現是和作業系統相關的(OS dependent)。我們可以定義線程的優先順序，但是這並不能保證高優先順序的線程會在低優先順序的線程前執行。線程優先順序是一個int變數(從1-10)，1代表最低優先順序，10代表最高優先順序。

127，什麼是死結(Deadlock)。如何分析和避免死結。

        死結是指兩個以上的線程永遠阻塞的情況，這種情況產生至少需要兩個以上的線程和兩個以上的資源。

        分析死結，我們需要查看Java應用程式的線程轉儲。我們需要找出那些狀態為BLOCKED的線程和他們等待的資源。每個資源都有一個唯一的id，用這個id我們可以找出哪些線程已經擁有了它的對象鎖。

        避免嵌套鎖，只在需要的地方使用鎖和避免無限期等待是避免死結的通常辦法。

128，什麼是安全執行緒。Vector是一個安全執行緒類嗎。 

        如果你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行，而這些線程可能會同時運行這段代碼。如果每次運行結果和單線程啟動並執行結果是一樣的，而且其他的變數的值也和預期的是一樣的，就是安全執行緒的。一個安全執行緒的計數器類的同一個執行個體對象在被多個線程使用的情況下也不會出現計算失誤。很顯然你可以將集合類分成兩組，安全執行緒和非安全執行緒的。Vector 是用同步方法來實現安全執行緒的, 而和它相似的ArrayList不是安全執行緒的。

129，Java中如何停止一個線程。

        Java提供了很豐富的API但沒有為停止線程提供API。JDK 1.0本來有一些像stop(), suspend() 和 resume()的控制方法但是由於潛在的死結威脅因此在後續的JDK版本中他們被棄用了，之後Java API的設計者就沒有提供一個相容且安全執行緒的方法來停止一個線程。當run() 或者 call() 方法執行完的時候線程會自動結束,如果要手動結束一個線程，你可以用volatile 布爾變數來退出run()方法的迴圈或者是取消任務來中斷線程

130，什麼是ThreadLocal?

        ThreadLocal用於建立線程的本地變數，我們知道一個對象的所有線程會共用它的全域變數，所以這些變數不是安全執行緒的，我們可以使用同步技術。但是當我們不想使用同步的時候，我們可以選擇ThreadLocal變數。

        每個線程都會擁有他們自己的Thread變數，它們可以使用get()\set()方法去擷取他們的預設值或者線上程內部改變他們的值。ThreadLocal執行個體通常是希望它們同線程狀態關聯起來是private static屬性。

131，Sleep()、suspend()和wait()之間有什麼區別。

        Thread.sleep()使當前線程在指定的時間處於“非運行”（Not Runnable）狀態。線程一直持有對象的監視器。比如一個線程當前在一個同步塊或同步方法中，其它線程不能進入該塊或方法中。如果另一線程調用了interrupt()方法，它將喚醒那個“睡眠的”線程。

        注意：sleep()是一個靜態方法。這意味著只對當前線程有效，一個常見的錯誤是調用t.sleep()，（這裡的t是一個不同於當前線程的線程）。即便是執行t.sleep()，也是當前線程進入睡眠，而不是t線程。t.suspend()是過時的方法，使用suspend()導致線程進入停滯狀態，該線程會一直持有對象的監視器，suspend()容易引起死結問題。

        object.wait()使當前線程出於“不可運行”狀態，和sleep()不同的是wait是object的方法而不是thread。調用object.wait()時，線程先要擷取這個對象的對象鎖，當前線程必須在鎖對象保持同步，把當前線程添加到等待隊列中，隨後另一線程可以同步同一個對象鎖來調用object.notify()，這樣將喚醒原來等待中的線程，然後釋放該鎖。基本上wait()/notify()與sleep()/interrupt()類似，只是前者需要擷取對象鎖。

132，什麼是線程餓死，什麼是活鎖。

        當所有線程阻塞，或者由於需要的資源無效而不能處理，不存在非阻塞線程使資源可用。JavaAPI中線程活鎖可能發生在以下情形：

        1，當所有線程在程式中執行Object.wait(0)，參數為0的wait方法。程式將發生活鎖直到在相應的對象上有線程調用Object.notify()或者Object.notifyAll()。

        2，當所有線程卡在無限迴圈中。

133，什麼是Java Timer類。如何建立一個有特定時間間隔的任務。

        java.util.Timer是一個工具類，可以用於安排一個線程在未來的某個特定時間執行。Timer類可以用安排一次性任務或者周期任務。

        java.util.TimerTask是一個實現了Runnable介面的抽象類別，我們需要去繼承這個類來建立我們自己的定時任務並使用Timer去安排它的執行。

134，Java中的同步集合與並發集合有什麼區別。

        同步集合與並發集合都為多線程和並發提供了合適的安全執行緒的集合，不過並發集合的可擴充性更高。

        在Java1.5之前程式員們只有同步集合來用且在多線程並發的時候會導致爭用，阻礙了系統的擴充性。

        Java5介紹了並發集合像ConcurrentHashMap，不僅提供安全執行緒還用鎖分離和    內部分區等現代技術提高了可擴充性。

135，同步方法和同步塊，哪個是更好的選擇。

        同步塊是更好的選擇，因為它不會鎖住整個對象（當然你也可以讓它鎖住整個對象）。同步方法會鎖住整個對象，哪怕這個類中有多個不相關聯的同步塊，這通常會導致他們停止執行並需要等待獲得這個對象上的鎖。

136，什麼是線程池。 為什麼要使用它。

        建立線程要花費昂貴的資源和時間，如果任務來了才建立線程那麼回應時間會變長，而且一個進程能建立的線程數有限。

        為了避免這些問題，在程式啟動的時候就建立若干線程來響應處理，它們被稱為線程池，裡面的線程叫背景工作執行緒。

        從JDK1.5開始，Java API提供了Executor架構讓你可以建立不同的線程池。比如單線程池，每次處理一個任務；數目固定的線程池或者是緩衝線程池（一個適合很多生存期短的任務的程式的可擴充線程池）。

137，Java中invokeAndWait 和 invokeLater有什麼區別。

        這兩個方法是Swing API 提供給Java開發人員用來從當前線程而不是事件派發線程更新GUI組件用的。InvokeAndWait()同步更新GUI組件，比如一個進度條，一旦進度更新了，進度條也要做出相應改變。如果進度被多個線程跟蹤，那麼就調用invokeAndWait()方法請求事件派發線程對組件進行相應更新。而invokeLater()方法是非同步呼叫更新群組件的。

138，多線程中的忙迴圈是什麼?

        忙迴圈就是程式員用迴圈讓一個線程等待，不像傳統方法wait(), sleep() 或 yield() 它們都放棄了CPU控制，而忙迴圈不會放棄CPU，它就是在運行一個空迴圈。這麼做的目的是為了保留CPU緩衝。

        在多核系統中，一個等待線程醒來的時候可能會在另一個核心運行，這樣會重建緩衝。為了避免重建緩衝和減少等待重建的時間就可以使用它了。

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