Java多執行緒面試問題
1. 行程和執行緒之間有什么不同？
一個行程是一個獨立(self contained)的運行環境，它可以被看作一個程式或者一個應用，而執行緒是在行程中執行的一個任務，Java運行環境是一個包含了不同的類和程式的單一行程，執行緒可以被稱為輕量級行程，執行緒需要較少的資源來創建和駐留在行程中，并且可以共享行程中的資源，
2. 多執行緒編程的好處是什么？
在多執行緒程式中，多個執行緒被并發的執行以提高程式的效率，CPU不會因為某個執行緒需要等待資源而進入空閑狀態，多個執行緒共享堆記憶體(heap memory)，因此創建多個執行緒去執行一些任務會比創建多個行程更好，舉個例子，Servlets比CGI更好，是因為Servlets支持多執行緒而CGI不支持，
3. 用戶執行緒和守護執行緒有什么區別？
當我們在Java程式中創建一個執行緒，它就被稱為用戶執行緒，一個守護執行緒是在后臺執行并且不會阻止JVM終止的執行緒，當沒有用戶執行緒在運行的時候，JVM關閉程式并且退出，一個守護執行緒創建的子執行緒依然是守護執行緒，
4. 我們如何創建一個執行緒？
有兩種創建執行緒的方法：一是實作Runnable介面，然后將它傳遞給Thread的建構式，創建一個Thread物件；二是直接繼承Thread類，
5. 有哪些不同的執行緒生命周期？
當我們在Java程式中新建一個執行緒時，它的狀態是New，當我們呼叫執行緒的start()方法時，狀態被改變為Runnable，執行緒調度器會為Runnable執行緒池中的執行緒分配CPU時間并且講它們的狀態改變為Running，其他的執行緒狀態還有Waiting，Blocked 和Dead，
6. 可以直接呼叫Thread類的run()方法么？
當然可以，但是如果我們呼叫了Thread的run()方法，它的行為就會和普通的方法一樣，為了在新的執行緒中執行我們的代碼，必須使用Thread.start()方法，
7. 如何讓正在運行的執行緒暫停一段時間？
我們可以使用Thread類的Sleep()方法讓執行緒暫停一段時間，需要注意的是，這并不會讓執行緒終止，一旦從休眠中喚醒執行緒，執行緒的狀態將會被改變為Runnable，并且根據執行緒調度，它將得到執行，
8. 你對執行緒優先級的理解是什么？
每一個執行緒都是有優先級的，一般來說，高優先級的執行緒在運行時會具有優先權，但這依賴于執行緒調度的實作，這個實作是和作業系統相關的(OS dependent)，我們可以定義執行緒的優先級，但是這并不能保證高優先級的執行緒會在低優先級的執行緒前執行，執行緒優先級是一個int變數(從1-10)，1代表最低優先級，10代表最高優先級，
9. 什么是執行緒調度器(Thread Scheduler)和時間分片(Time Slicing)？
執行緒調度器是一個作業系統服務，它負責為Runnable狀態的執行緒分配CPU時間，一旦我們創建一個執行緒并啟動它，它的執行便依賴于執行緒調度器的實作，時間分片是指將可用的CPU時間分配給可用的Runnable執行緒的程序，分配CPU時間可以基于執行緒優先級或者執行緒等待的時間，執行緒調度并不受到Java虛擬機控制，所以由應用程式來控制它是更好的選擇（也就是說不要讓你的程式依賴于執行緒的優先級），
10. 在多執行緒中，什么是背景關系切換(context-switching)？
背景關系切換是存盤和恢復CPU狀態的程序，它使得執行緒執行能夠從中斷點恢復執行，背景關系切換是多任務作業系統和多執行緒環境的基本特征，
11. 你如何確保main()方法所在的執行緒是Java程式最后結束的執行緒？
我們可以使用Thread類的joint()方法來確保所有程式創建的執行緒在main()方法退出前結束，
12.執行緒之間是如何通信的？
當執行緒間是可以共享資源時，執行緒間通信是協調它們的重要的手段，Object類中wait()\notify()\notifyAll()方法可以用于執行緒間通信關于資源的鎖的狀態，
13.為什么執行緒通信的方法wait(), notify()和notifyAll()被定義在Object類里？
Java的每個物件中都有一個鎖(monitor，也可以成為監視器) 并且wait()，notify()等方法用于等待物件的鎖或者通知其他執行緒物件的監視器可用，在Java的執行緒中并沒有可供任何物件使用的鎖和同步器，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執行緒間通信的基本方法
14. 為什么wait(), notify()和notifyAll()必須在同步方法或者同步塊中被呼叫？
當一個執行緒需要呼叫物件的wait()方法的時候，這個執行緒必須擁有該物件的鎖，接著它就會釋放這個物件鎖并進入等待狀態直到其他執行緒呼叫這個物件上的notify()方法，同樣的，當一個執行緒需要呼叫物件的notify()方法時，它會釋放這個物件的鎖，以便其他在等待的執行緒就可以得到這個物件鎖，由于所有的這些方法都需要執行緒持有物件的鎖，這樣就只能通過同步來實作，所以他們只能在同步方法或者同步塊中被呼叫，
15. 為什么Thread類的sleep()和yield()方法是靜態的？
Thread類的sleep()和yield()方法將在當前正在執行的執行緒上運行，所以在其他處于等待狀態的執行緒上呼叫這些方法是沒有意義的，這就是為什么這些方法是靜態的，它們可以在當前正在執行的執行緒中作業，并避免程式員錯誤的認為可以在其他非運行執行緒呼叫這些方法，
16.如何確保執行緒安全？
在Java中可以有很多方法來保證執行緒安全——同步，使用原子類(atomic concurrent classes)，實作并發鎖，使用volatile關鍵字，使用不變類和執行緒安全類，
17. volatile關鍵字在Java中有什么作用？
當我們使用volatile關鍵字去修飾變數的時候，所以執行緒都會直接讀取該變數并且不快取它，這就確保了執行緒讀取到的變數是同記憶體中是一致的，
18. 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物件（當然你也可以讓它鎖住整個物件），同步方法會鎖住整個物件，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并需要等待獲得這個物件上的鎖，
19.如何創建守護執行緒？
使用Thread類的setDaemon(true)方法可以將執行緒設定為守護執行緒，需要注意的是，需要在呼叫start()方法前呼叫這個方法，否則會拋出IllegalThreadStateException例外，
20. 什么是ThreadLocal?
ThreadLocal用于創建執行緒的本地變數，我們知道一個物件的所有執行緒會共享它的全域變數，所以這些變數不是執行緒安全的，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，
每個執行緒都會擁有他們自己的Thread變數，它們可以使用get()\set()方法去獲取他們的默認值或者在執行緒內部改變他們的值，ThreadLocal實體通常是希望它們同執行緒狀態關聯起來是private static屬性，
21. 什么是Thread Group？為什么建議使用它？
ThreadGroup是一個類，它的目的是提供關于執行緒組的資訊，
ThreadGroup API比較薄弱，它并沒有比Thread提供了更多的功能，它有兩個主要的功能：一是獲取執行緒組中處于活躍狀態執行緒的串列；二是設定為執行緒設定未捕獲例外處理器(ncaught exception handler)，但在Java 1.5中Thread類也添加了setUncaughtExceptionHandler(UncaughtExceptionHandler eh) 方法，所以ThreadGroup是已經過時的，不建議繼續使用，
t1.setUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler(){
@Override
public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
System.out.println("exception occured:"+e.getMessage());
}
});
22. 什么是Java執行緒轉儲(Thread Dump)，如何得到它？
執行緒轉儲是一個JVM活動執行緒的串列，它對于分析系統瓶頸和死鎖非常有用，有很多方法可以獲取執行緒轉儲——使用Profiler，Kill -3命令，jstack工具等等，我更喜歡jstack工具，因為它容易使用并且是JDK自帶的，由于它是一個基于終端的工具，所以我們可以撰寫一些腳本去定時的產生執行緒轉儲以待分析，
23. 什么是死鎖(Deadlock)？如何分析和避免死鎖？
死鎖是指兩個以上的執行緒永遠阻塞的情況，這種情況產生至少需要兩個以上的執行緒和兩個以上的資源，
分析死鎖，我們需要查看Java應用程式的執行緒轉儲，我們需要找出那些狀態為BLOCKED的執行緒和他們等待的資源，每個資源都有一個唯一的id，用這個id我們可以找出哪些執行緒已經擁有了它的物件鎖，
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鎖的通常辦法，
24. 什么是Java Timer類？如何創建一個有特定時間間隔的任務？
java.util.Timer是一個工具類，可以用于安排一個執行緒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是一個實作了Runnable介面的抽象類，我們需要去繼承這個類來創建我們自己的定時任務并使用Timer去安排它的執行，
25. 什么是執行緒池？如何創建一個Java執行緒池？
一個執行緒池管理了一組作業執行緒，同時它還包括了一個用于放置等待執行的任務的佇列，
java.util.concurrent.Executors提供了一個 java.util.concurrent.Executor介面的實作用于創建執行緒池，
Java并發面試問題
1. 什么是原子操作？在Java Concurrency API中有哪些原子類(atomic classes)？
原子操作是指一個不受其他操作影響的操作任務單元，原子操作是在多執行緒環境下避免資料不一致必須的手段，
int++并不是一個原子操作，所以當一個執行緒讀取它的值并加1時，另外一個執行緒有可能會讀到之前的值，這就會引發錯誤，
為了解決這個問題，必須保證增加操作是原子的，在JDK1.5之前我們可以使用同步技術來做到這一點，到JDK1.5，java.util.concurrent.atomic包提供了int和long型別的裝類，它們可以自動的保證對于他們的操作是原子的并且不需要使用同步，
2. Java Concurrency API中的Lock介面(Lock interface)是什么？對比同步它有什么優勢？
Lock介面比同步方法和同步塊提供了更具擴展性的鎖操作，他們允許更靈活的結構，可以具有完全不同的性質，并且可以支持多個相關類的條件物件，
它的優勢有：
可以使鎖更公平
可以使執行緒在等待鎖的時候回應中斷
可以讓執行緒嘗試獲取鎖，并在無法獲取鎖的時候立即回傳或者等待一段時間
可以在不同的范圍，以不同的順序獲取和釋放鎖
3. 什么是Executors框架？
Executor框架同java.util.concurrent.Executor 介面在Java 5中被引入，Executor框架是一個根據一組執行策略呼叫，調度，執行和控制的異步任務的框架，
無限制的創建執行緒會引起應用程式記憶體溢位，所以創建一個執行緒池是個更好的的解決方案，因為可以限制執行緒的數量并且可以回收再利用這些執行緒，利用Executors框架可以非常方便的創建一個執行緒池，
4. 什么是阻塞佇列？如何使用阻塞佇列來實作生產者-消費者模型？
java.util.concurrent.BlockingQueue的特性是：當佇列是空的時，從佇列中獲取或洗掉元素的操作將會被阻塞，或者當佇列是滿時，往佇列里添加元素的操作會被阻塞，
阻塞佇列不接受空值，當你嘗試向佇列中添加空值的時候，它會拋出NullPointerException，
阻塞佇列的實作都是執行緒安全的，所有的查詢方法都是原子的并且使用了內部鎖或者其他形式的并發控制，
BlockingQueue 介面是java collections框架的一部分，它主要用于實作生產者-消費者問題，
5. 什么是Callable和Future?
Java 5在concurrency包中引入了java.util.concurrent.Callable 介面，它和Runnable介面很相似，但它可以回傳一個物件或者拋出一個例外，
Callable介面使用泛型去定義它的回傳型別，Executors類提供了一些有用的方法去在執行緒池中執行Callable內的任務，由于Callable任務是并行的，我們必須等待它回傳的結果，java.util.concurrent.Future物件為我們解決了這個問題，在執行緒池提交Callable任務后回傳了一個Future物件，使用它我們可以知道Callable任務的狀態和得到Callable回傳的執行結果，Future提供了get()方法讓我們可以等待Callable結束并獲取它的執行結果，
6. 什么是FutureTask?
FutureTask是Future的一個基礎實作，我們可以將它同Executors使用處理異步任務，通常我們不需要使用FutureTask類，單當我們打算重寫Future介面的一些方法并保持原來基礎的實作是，它就變得非常有用，我們可以僅僅繼承于它并重寫我們需要的方法，
7.什么是并發容器的實作？
Java集合類都是快速失敗的，這就意味著當集合被改變且一個執行緒在使用迭代器遍歷集合的時候，迭代器的next()方法將拋出ConcurrentModificationException例外，
并發容器支持并發的遍歷和并發的更新，
主要的類有ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList 和CopyOnWriteArraySet，
8. Executors類是什么？
Executors為Executor，ExecutorService，ScheduledExecutorService，ThreadFactory和Callable類提供了一些工具方法，
Executors可以用于方便的創建執行緒池，
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/178805.html
標籤：Java
上一篇：面向物件（2）