Java就業(yè)指導丨多線程和并發(fā)基礎面試問答
多線程和并發(fā)問題是Java技術面試中面試官比較喜歡問的問題之一。在這里,從面試的角度列出了大部分重要的問題,但是你仍然應該牢固的掌握Java多線程基礎知識來對應日后碰到的問題。
Java多線程面試問題
1、進程和線程之間有什么不同?
一個進程是一個獨立(self contained)的運行環(huán)境,它可以被看作一個程序或者一個應用。而線程是在進程中執(zhí)行的一個任務。Java運行環(huán)境是一個包含了不同的類和程序的單一進程。線程可以被稱為輕量級進程。線程需要較少的資源來創(chuàng)建和駐留在進程中,并且可以共享進程中的資源。
2、多線程編程的好處是什么?
在多線程程序中,多個線程被并發(fā)的執(zhí)行以提高程序的效率,CPU不會因為某個線程需要等待資源而進入空閑狀態(tài)。多個線程共享堆內存(heap memory),因此創(chuàng)建多個線程去執(zhí)行一些任務會比創(chuàng)建多個進程更好。舉個例子,Servlets比CGI更好,是因為Servlets支持多線程而CGI不支持。
3、用戶線程和守護線程有什么區(qū)別?
當我們在Java程序中創(chuàng)建一個線程,它就被稱為用戶線程。一個守護線程是在后臺執(zhí)行并且不會阻止JVM終止的線程。當沒有用戶線程在運行的時候,JVM關閉程序并且退出。一個守護線程創(chuàng)建的子線程依然是守護線程。
4、我們如何創(chuàng)建一個線程?
有兩種創(chuàng)建線程的方法:一是實現(xiàn)Runnable接口,然后將它傳遞給Thread的構造函數(shù),創(chuàng)建一個Thread對象;二是直接繼承Thread類。若想了解更多可以閱讀這篇關于如何在Java中創(chuàng)建線程的文章。
5、有哪些不同的線程生命周期?
當我們在Java程序中新建一個線程時,它的狀態(tài)是New。當我們調用線程的start()方法時,狀態(tài)被改變?yōu)镽unnable。線程調度器會為Runnable線程池中的線程分配CPU時間并且講它們的狀態(tài)改變?yōu)镽unning。其他的線程狀態(tài)還有Waiting,Blocked和Dead。讀這篇文章可以了解更多關于線程生命周期的知識。
6、可調用Thread類的run()方法么?
當然可以,但是如果我們調用了Thread的run()方法,它的行為就會和普通的方法一樣,為了在新的線程中執(zhí)行我們的代碼,必須使用Thread.start()方法。
7、如何讓正在運行的線程暫停一段時間?
我們可以使用Thread類的Sleep()方法讓線程暫停一段時間。需要注意的是,這并不會讓線程終止,一旦從休眠中喚醒線程,線程的狀態(tài)將會被改變?yōu)镽unnable,并且根據(jù)線程調度,它將得到執(zhí)行。
8、你對線程優(yōu)先級的理解是什么?
每一個線程都是有優(yōu)先級的,一般來說,高優(yōu)先級的線程在運行時會具有優(yōu)先權,但這依賴于線程調度的實現(xiàn),這個實現(xiàn)是和操作系統(tǒng)相關的(OS dependent)。我們可以定義線程的優(yōu)先級,但是這并不能保證高優(yōu)先級的線程會在低優(yōu)先級的線程前執(zhí)行。線程優(yōu)先級是一個int變量(從1-10),1代表最低優(yōu)先級,10代表最高優(yōu)先級。
9、什么是線程調度器和時間分片?
線程調度器是一個操作系統(tǒng)服務,它負責為Runnable狀態(tài)的線程分配CPU時間。一旦我們創(chuàng)建一個線程并啟動它,它的執(zhí)行便依賴于線程調度器的實現(xiàn)。時間分片是指將可用的CPU時間分配給可用的Runnable線程的過程。分配CPU時間可以基于線程優(yōu)先級或者線程等待的時間。線程調度并不受到Java虛擬機控制,所以由應用程序來控制它是更好的選擇(也就是說不要讓你的程序依賴于線程的優(yōu)先級)。
10、在多線程中,什么是上下文切換?
上下文切換是存儲和恢復CPU狀態(tài)的過程,它使得線程執(zhí)行能夠從中斷點恢復執(zhí)行。上下文切換是多任務操作系統(tǒng)和多線程環(huán)境的基本特征。
11、你如何確保main()方法所在的線程是Java程序最后結束的線程?
我們可以使用Thread類的joint()方法來確保所有程序創(chuàng)建的線程在main()方法退出前結束。這里有一篇文章關于Thread類的joint()方法。
12、線程之間是如何通信的?
當線程間是可以共享資源時,線程間通信是協(xié)調它們的重要的手段。Object類中wait()notify()notifyAll()方法可以用于線程間通信關于資源的鎖的狀態(tài)。點擊這里有更多關于線程wait, notify和notifyAll.
13、如何確保main()方法所在線程是Java程序最后結束的線程?
Java的每個對象中都有一個鎖(monitor,也可以成為監(jiān)視器) 并且wait(),notify()等方法用于等待對象的鎖或者通知其他線程對象的監(jiān)視器可用。在Java的線程中并沒有可供任何對象使用的鎖和同步器。這就是為什么這些方法是Object類的一部分,這樣Java的每一個類都有用于線程間通信的基本方法
14、為什么wait(), notify()和notifyAll()必須在同步方法中被調用?
當一個線程需要調用對象的wait()方法的時候,這個線程必須擁有該對象的鎖,接著它就會釋放這個對象鎖并進入等待狀態(tài)直到其他線程調用這個對象上的notify()方法。同樣的,當一個線程需要調用對象的notify()方法時,它會釋放這個對象的鎖,以便其他在等待的線程就可以得到這個對象鎖。由于所有的這些方法都需要線程持有對象的鎖,這樣就只能通過同步來實現(xiàn),所以他們只能在同步方法或者同步塊中被調用。
15、為什么Thread類的sleep()和yield()方法是靜態(tài)的?
Thread類的sleep()和yield()方法將在當前正在執(zhí)行的線程上運行。所以在其他處于等待狀態(tài)的線程上調用這些方法是沒有意義的。這就是為什么這些方法是靜態(tài)的。它們可以在當前正在執(zhí)行的線程中工作,并避免程序員錯誤的認為可以在其他非運行線程調用這些方法。
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