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最近常問的99道Java多執行緒面試題 !

2020-10-28 14:21:14 後端開發

前言

今天給大家更新的是一篇關于多執行緒面試的文章,也是霸哥根據時下熱門的面試內容給大家進行總結的, 本篇文章屬于干貨內容! 請各位讀者朋友一定要堅持讀到最后,完整閱讀本文后相信你對多執行緒會有不一樣感悟,下次面試和面試官也能杠一杠相關內容了,

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1.什么是行程?

行程是系統中正在運行的一個程式,程式一旦運行就是行程,

行程可以看成程式執行的一個實體,行程是系統資源分配的獨立物體,每個行程都擁有獨立的地址空間,一個行程無法訪問另一個行程的變數和資料結構,如果想讓一個行程訪問另一個行程的資源,需要使用行程間通信,比如管道,檔案,套接字等,

2.什么是執行緒?

是作業系統能夠進行運算調度的最小單位,它被包含在行程之中,是行程中的實際運作單位,一條執行緒指的是行程中一個單一順序的控制流,一個行程中可以并發多個執行緒,每條執行緒并行執行不同的任務,

3.執行緒的實作方式?

1.繼承Thread類

2.實作Runnable介面

3.使用Callable和Future

4.Thread 類中的start() 和 run() 方法有什么區別?

1.start()方法來啟動執行緒,真正實作了多執行緒運行,這時無需等待run方法體代碼執行完畢,可以直接繼續執行下面的代碼;通過呼叫Thread類的start()方法來啟動一個執行緒, 這時此執行緒是處于就緒狀態, 并沒有運行, 然后通過此Thread類呼叫方法run()來完成其運行操作的, 這里方法run()稱為執行緒體,它包含了要執行的這個執行緒的內容, Run方法運行結束, 此執行緒終止,然后CPU再調度其它執行緒,
2.run()方法當作普通方法的方式呼叫,程式還是要順序執行,要等待run方法體執行完畢后,才可繼續執行下面的代碼; 程式中只有主執行緒——這一個執行緒, 其程式執行路徑還是只有一條, 這樣就沒有達到寫執行緒的目的,

5.執行緒NEW狀態

new創建一個Thread物件時,并沒處于執行狀態,因為沒有呼叫start方法啟動改執行緒,那么此時的狀態就是新建狀態,

6.執行緒RUNNABLE狀態

執行緒物件通過start方法進入runnable狀態,啟動的執行緒不一定會立即得到執行,執行緒的運行與否要看cpu的調度,我們把這個中間狀態叫可執行狀態(RUNNABLE),

7.執行緒的RUNNING狀態

一旦cpu通過輪詢貨其他方式從任務可以執行佇列中選中了執行緒,此時它才能真正的執行自己的邏輯代碼,

8.執行緒的BLOCKED狀態

執行緒正在等待獲取鎖,

  • 進入BLOCKED狀態,比如呼叫了sleep,或者wait方法
  • 進行某個阻塞的io操作,比如因網路資料的讀寫進入BLOCKED狀態
  • 獲取某個鎖資源,從而加入到該鎖的阻塞佇列中而進入BLOCKED狀態

9.執行緒的TERMINATED狀態

TERMINATED是一個執行緒的最終狀態,在該狀態下執行緒不會再切換到其他任何狀態了,代表整個生命周期都結束了,

下面幾種情況會進入TERMINATED狀態:

  • 執行緒運行正常結束,結束生命周期
  • 執行緒運行出錯意外結束
  • JVM Crash 導致所有的執行緒都結束

10.執行緒狀態轉化圖

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11.i–與System.out.println()的例外

示例代碼:

image.png

結果:

雖然println()方法在內部是同步的,但i——————的操作卻是在進入println()之前發生的,所以有發生非執行緒安全的概率,

println()原始碼:

12.如何知道代碼段被哪個執行緒呼叫?

   System.out.println(Thread.currentThread().getName());

13.執行緒活動狀態?

14.sleep()方法

方法sleep()的作用是在指定的毫秒數內讓當前的“正在執行的執行緒”休眠(暫停執行),

15.如何優雅的設定睡眠時間?

jdk1.5 后,引入了一個列舉TimeUnit,對sleep方法提供了很好的封裝,

比如要表達2小時22分55秒899毫秒,

Thread.sleep(8575899L);
TimeUnit.HOURS.sleep(3);
TimeUnit.MINUTES.sleep(22);
TimeUnit.SECONDS.sleep(55);
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(899);

可以看到表達的含義更清晰,更優雅,

16.停止執行緒

run方法執行完成,自然終止,

stop()方法,suspend()以及resume()都是過期作廢方法,使用它們結果不可預期,

大多數停止一個執行緒的操作使用Thread.interrupt()等于說給執行緒打一個停止的標記, 此方法不回去終止一個正在運行的執行緒,需要加入一個判斷才能可以完成執行緒的停止,

17.interrupted 和 isInterrupted

interrupted : 判斷當前執行緒是否已經中斷,會清除狀態,

isInterrupted :判斷執行緒是否已經中斷,不會清除狀態,

18.yield

放棄當前cpu資源,將它讓給其他的任務占用cpu執行時間,但放棄的時間不確定,有可能剛剛放棄,馬上又獲得cpu時間片,

測驗代碼:(cpu獨占時間片)

結果:

用時 = 20 毫秒! 

加入yield,再來測驗,(cpu讓給其他資源導致速度變慢)

結果:

用時 = 38424 毫秒! 

19.執行緒的優先級

在作業系統中,執行緒可以劃分優先級,優先級較高的執行緒得到cpu資源比較多,也就是cpu有限執行優先級較高的執行緒物件中的任務,但是不能保證一定優先級高,就先執行,

Java的優先級分為1~10個等級,數字越大優先級越高,默認優先級大小為5,超出范圍則拋出:java.lang.IllegalArgumentException,

20.優先級繼承特性

執行緒的優先級具有繼承性,比如a執行緒啟動b執行緒,b執行緒與a優先級是一樣的,

21.誰跑的更快?

設定優先級高低兩個執行緒,累加數字,看誰跑的快,上代碼,


結果:

low  = 1193854568
high = 1204372373

22.執行緒種類

Java執行緒有兩種,一種是用戶執行緒,一種是守護執行緒,

23.守護執行緒的特點

守護執行緒是一個比較特殊的執行緒,主要被用做程式中后臺調度以及支持性作業,當Java虛擬機中不存在非守護執行緒時,守護執行緒才會隨著JVM一同結束作業,

24.Java中典型的守護執行緒

GC(垃圾回收器)

25.如何設定守護執行緒

Thread.setDaemon(true)

PS:Daemon屬性需要再啟動執行緒之前設定,不能再啟動后設定,

25.Java虛擬機退出時Daemon執行緒中的finally塊一定會執行?

Java虛擬機退出時Daemon執行緒中的finally塊并不一定會執行,

代碼示例:

結果:

沒有任何的輸出,說明沒有執行finally,

26.設定執行緒背景關系類加載器

? 獲取執行緒背景關系類加載器

public ClassLoader getContextClassLoader() 

? 設定執行緒類加載器(可以打破Java類加載器的父類委托機制)

public void setContextClassLoader(ClassLoader cl)

27.join

join是指把指定的執行緒加入到當前執行緒,比如join某個執行緒a,會讓當前執行緒b進入等待,直到a的生命周期結束,此期間b執行緒是處于blocked狀態,

28.什么是synchronized?

synchronized關鍵字可以時間一個簡單的策略來防止執行緒干擾和記憶體一致性錯誤,如果一個物件是對多個執行緒可見的,那么對該對想的所有讀寫都將通過同步的方式來進行,

29.synchronized包括哪兩個jvm重要的指令?

monitor enter 和 monitor exit

30.synchronized關鍵字用法?

可以用于對代碼塊或方法的修飾

31.synchronized鎖的是什么?

普通同步方法 —————> 鎖的是當前實力物件,

靜態同步方法—————> 鎖的是當前類的Class物件,

同步方法快 —————> 鎖的是synchonized括號里配置的物件,

32.Java物件頭

synchronized用的鎖是存在Java物件頭里的,物件如果是陣列型別,虛擬機用3個字寬(Word)存盤物件頭,如果物件是非陣列型別,用2字寬存盤物件頭,

Tips:32位虛擬機中一個字寬等于4位元組,

33.Java物件頭長度

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34.Java物件頭的存盤結構

32位JVM的Mark Word 默認存盤結構

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35.Mark Word的狀態變化

Mark Word 存盤的資料會隨著鎖標志為的變化而變化,

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64位虛擬機下,Mark Word是64bit大小的

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36.鎖的升降級規則

Java SE 1.6 為了提高鎖的性能,引入了“偏向鎖”和輕量級鎖“,

Java SE 1.6 中鎖有4種狀態,級別從低到高依次是:無鎖狀態、偏向鎖狀態、輕量級鎖狀態、重量級鎖狀態,

鎖只能升級不能降級,

37.偏向鎖

大多數情況,鎖不僅不存在多執行緒競爭,而且總由同一執行緒多次獲得,當一個執行緒訪問同步塊并獲取鎖時,會在物件頭和堆疊幀中記錄存盤鎖偏向的執行緒ID,以后該執行緒在進入和退出同步塊時不需要進行 cas操作來加鎖和解鎖,只需測驗一下物件頭 Mark Word里是否存盤著指向當前執行緒的偏向鎖,如果測驗成功,表示執行緒已經獲得了鎖,如果失敗,則需要測驗下Mark Word中偏向鎖的標示是否已經設定成1(表示當前時偏向鎖),如果沒有設定,則使用cas競爭鎖,如果設定了,則嘗試使用cas將物件頭的偏向鎖只想當前執行緒,

38.關閉偏向鎖延遲

java6和7中默認啟用,但是會在程式啟動幾秒后才激活,如果需要關閉延遲,

-XX:BiasedLockingStartupDelay=0,

39.如何關閉偏向鎖

JVM引數關閉偏向鎖:-XX:-UseBiasedLocking=false,那么程式默認會進入輕量級鎖狀態,

Tips:如果你可以確定程式的所有鎖通常情況處于競態,則可以選擇關閉,

40.輕量級鎖

執行緒在執行同步塊,jvm會現在當前執行緒的堆疊幀中創建用于儲存鎖記錄的空間,并將物件頭中的Mark Word復制到鎖記錄中,然后執行緒嘗試使用cas將物件頭中的Mark Word替換為之鄉鎖記錄的指標,如果成功,當前執行緒獲得鎖,如果失敗,表示其他執行緒競爭鎖,當前執行緒便嘗試使用自旋來獲取鎖,

41.輕量鎖的解鎖

輕量鎖解鎖時,會使原子操作cas將 displaced Mark Word 替換回物件頭,如果成功則表示沒有競爭發生,如果失敗,表示存在競爭,此時鎖就會膨脹為重量級鎖,

42.鎖的優缺點對比

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43.什么是原子操作

不可被中斷的一個或一系列操作

44.Java如何實作原子操作

Java中通過鎖和回圈cas的方式來實作原子操作,JVM的CAS操作利用了處理器提供的CMPXCHG指令來實作的,自旋CAS實作的基本思路就是回圈進行CAS操作直到成功為止,

45.CAS實作原子操作的3大問題

ABA問題,回圈時間長消耗資源大,只能保證一個共享變數的原子操作

46.什么是ABA問題

問題:

因為cas需要在操作值的時候,檢查值有沒有變化,如果沒有變化則更新,如果一個值原來是A,變成了B,又變成了A,那么使用cas進行檢測時會發現發的值沒有發生變化,其實是變過的,

解決:

添加版本號,每次更新的時候追加版本號,A-B-A —> 1A-2B-3A,

從jdk1.5開始,Atomic包提供了一個類AtomicStampedReference來解決ABA的問題,

47.CAS回圈時間長占用資源大問題

如果jvm能支持處理器提供的pause指令,那么效率會有一定的提升,

一、它可以延遲流水線執行指令(de-pipeline),使cpu不會消耗過多的執行資源,延遲的時間取決于具體實作的版本,有些處理器延遲時間是0,

二、它可以避免在退出回圈的時候因記憶體順序沖突而引起的cpu流水線被清空,從而提高cpu執行效率,

48.CAS只能保證一個共享變數原子操作

一、對多個共享變數操作時,可以用鎖,

二、可以把多個共享變數合并成一個共享變數來操作,比如,x=1,k=a,合并xk=1a,然后用cas操作xk,

Tips:java 1.5開始,jdk提供了AtomicReference類來保證飲用物件之間的原子性,就可以把多個變數放在一個物件來進行cas操作,

49.volatile關鍵字

volatile 是輕量級的synchronized,它在多處理器開發中保證了共享變數的“可見性“,

Java語言規范第3版對volatile定義如下,Java允許執行緒訪問共享變數,為了保證共享變數能準確和一致的更新,執行緒應該確保排它鎖單獨獲得這個變數,如果一個欄位被宣告為volatile,Java執行緒記憶體模型所有執行緒看到這個變數的值是一致的,

50.等待/通知機制

一個執行緒修改了一個物件的值,而另一個執行緒感知到了變化,然后進行相應的操作,

51.wait

方法wait()的作用是使當前執行代碼的執行緒進行等待,wait()是Object類通用的方法,該方法用來將當前執行緒置入“預執行佇列”中,并在 wait()所在的代碼處停止執行,直到接到通知或中斷為止,

在呼叫wait之前執行緒需要獲得該物件的物件級別的鎖,代碼體現上,即只能是同步方法或同步代碼塊內,呼叫wait()后當前執行緒釋放鎖,

52.notify

notify()也是Object類的通用方法,也要在同步方法或同步代碼塊內呼叫,該方法用來通知哪些可能燈光該物件的物件鎖的其他執行緒,如果有多個執行緒等待,則隨機挑選出其中一個呈wait狀態的執行緒,對其發出 通知 notify,并讓它等待獲取該物件的物件鎖,

53.notify/notifyAll

notify等于說將等待佇列中的一個執行緒移動到同步佇列中,而notifyAll是將等待佇列中的所有執行緒全部移動到同步佇列中,

54.等待/通知經典范式

等待

通知

55.ThreadLocal

主要解決每一個執行緒想系結自己的值,存放執行緒的私有資料,

56.ThreadLocal使用

獲取當前的執行緒的值通過get(),設定set(T) 方式來設定值,

輸出:

未設定過值
Java小咖秀

Tips:默認值為null

57.解決get()回傳null問題

通過繼承重寫initialValue()方法即可,

代碼實作:

輸出結果:

Java小咖秀

58.Lock介面

鎖可以防止多個執行緒同時共享資源,Java5前程式是靠synchronized實作鎖功能,Java5之后,并發包新增Lock介面來實作鎖功能,

59.Lock介面提供 synchronized不具備的主要特性

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60.重入鎖 ReentrantLock

支持重進入的鎖,它表示該鎖能夠支持一個執行緒對資源的重復加鎖,除此之外,該鎖的還支持獲取鎖時的公平和非公平性選擇,

61.重進入是什么意思?

重進入是指任意執行緒在獲取到鎖之后能夠再次獲鎖而不被鎖阻塞,

該特性主要解決以下兩個問題:

一、鎖需要去識別獲取鎖的執行緒是否為當前占據鎖的執行緒,如果是則再次成功獲取,

二、所得最終釋放,執行緒重復n次是獲取了鎖,隨后在第n次釋放該鎖后,其他執行緒能夠獲取到該鎖,

62.ReentrantLock默認鎖?

默認非公平鎖

代碼為證:

63.公平鎖和非公平鎖的區別

公平性與否針對獲取鎖來說的,如果一個鎖是公平的,那么鎖的獲取順序就應該符合請求的絕對時間順序,也就是FIFO,

64.讀寫鎖

讀寫鎖允許同一時刻多個讀執行緒訪問,但是寫執行緒和其他寫執行緒均被阻塞,讀寫鎖維護一個讀鎖一個寫鎖,讀寫分離,并發性得到了提升,

Java中提供讀寫鎖的實作類是ReentrantReadWriteLock,

65.LockSupport工具

定義了一組公共靜態方法,提供了最基本的執行緒阻塞和喚醒功能,

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66.Condition介面

提供了類似Object監視器方法,與 Lock配合使用實作等待/通知模式,

67.Condition使用

代碼示例:

68.ArrayBlockingQueue?

一個由資料支持的有界阻塞佇列,此佇列FIFO原則對元素進行排序,佇列頭部在佇列中存在的時間最長,佇列尾部存在時間最短,

69.PriorityBlockingQueue?

一個支持優先級排序的無界阻塞佇列,但它不會阻塞資料生產者,而只會在沒有可消費的資料時,阻塞資料的消費者,

70.DelayQueue?

是一個支持延時獲取元素的使用優先級佇列的實作的無界阻塞佇列,佇列中的元素必須實作Delayed介面和 Comparable介面,在創建元素時可以指定多久才能從佇列中獲取當前元素,

71.Java并發容器,你知道幾個?

ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList 、CopyOnWriteArraySet 、ConcurrentLinkedQueue、

ConcurrentLinkedDeque、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet、ArrayBlockingQueue、

LinkedBlockingQueue、LinkedBlockingDeque、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue、

LinkedTransferQueue、DelayQueue

72.ConcurrentHashMap

并發安全版HashMap,java7中采用分段鎖技術來提高并發效率,默認分16段,Java8放棄了分段鎖,采用CAS,同時當哈希沖突時,當鏈表的長度到8時,會轉化成紅黑樹,(如需了解細節,見jdk中代碼)

73.ConcurrentLinkedQueue

基于鏈接節點的無界執行緒安全佇列,它采用先進先出的規則對節點進行排序,當我們添加一個元素的時候,它會添加到佇列的尾部,當我們獲取一個元素時,它會回傳佇列頭部的元素,它采用cas演算法來實作,(如需了解細節,見jdk中代碼)

74.什么是阻塞佇列?

阻塞佇列是一個支持兩個附加操作的佇列,這兩個附加操作支持阻塞的插入和移除方法,

1、支持阻塞的插入方法:當佇列滿時,佇列會阻塞插入元素的執行緒,直到佇列不滿,

2、支持阻塞的移除方法:當佇列空時,獲取元素的執行緒會等待佇列變為非空,

75.阻塞佇列常用的應用場景?

常用于生產者和消費者場景,生產者是往佇列里添加元素的執行緒,消費者是從佇列里取元素的執行緒,阻塞佇列正好是生產者存放、消費者來獲取的容器,

76.Java里的阻塞的佇列

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77.Fork/Join

java7提供的一個用于并行執行任務的框架,把一個大任務分割成若干個小任務,最侄訓總每個小任務結果的后得到大任務結果的框架,

78.作業竊取演算法

是指某個執行緒從其他佇列里竊取任務來執行,當大任務被分割成小任務時,有的執行緒可能提前完成任務,此時閑著不如去幫其他沒完成作業執行緒,此時可以去其他佇列竊取任務,為了減少競爭,通常使用雙端佇列,被竊取的執行緒從頭部拿,竊取的執行緒從尾部拿任務執行,

79.作業竊取演算法的有缺點

優點:充分利用執行緒進行并行計算,減少了執行緒間的競爭,

缺點:有些情況下還是存在競爭,比如雙端佇列中只有一個任務,這樣就消耗了更多資源,

80.Java中原子操作更新基本型別,Atomic包提供了哪幾個類?

AtomicBoolean:原子更新布爾型別

AtomicInteger:原子更新整形

AtomicLong:原子更新長整形

81.Java中原子操作更新陣列,Atomic包提供了哪幾個類?

AtomicIntegerArray: 原子更新整形資料里的元素

AtomicLongArray: 原子更新長整形陣列里的元素

AtomicReferenceArray: 原子更新飲用型別陣列里的元素

AtomicIntegerArray: 主要提供原子方式更新陣列里的整形

82.Java中原子操作更新參考型別,Atomic包提供了哪幾個類?

如果原子需要更新多個變數,就需要用參考型別了,

AtomicReference : 原子更新參考型別

AtomicReferenceFieldUpdater: 原子更新參考型別里的欄位,

AtomicMarkableReference: 原子更新帶有標記位的參考型別,標記位用boolean型別表示,構造方法時AtomicMarkableReference(V initialRef,boolean initialMark)

83.Java中原子操作更新欄位類,Atomic包提供了哪幾個類?

AtomiceIntegerFieldUpdater: 原子更新整形欄位的更新器

AtomiceLongFieldUpdater: 原子更新長整形欄位的更新器

AtomiceStampedFieldUpdater: 原子更新帶有版本號的參考型別,將整數值

84.JDK并發包中提供了哪幾個比較常見的處理并發的工具類?

提供并發控制手段: CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore

執行緒間資料交換: Exchanger

85.CountDownLatch

允許一個或多個執行緒等待其他執行緒完成操作,

CountDownLatch的建構式接受一個int型別的引數作為計數器,你想等待n個點完成,就傳入n,

兩個重要的方法:

countDown() : 呼叫時,n會減1,

await() : 呼叫會阻塞當前執行緒,直到n變成0,

await(long time,TimeUnit unit) : 等待特定時間后,就不會繼續阻塞當前執行緒,

tips:計數器必須大于等于0,當為0時,await就不會阻塞當前執行緒,

不提供重新初始化或修改內部計數器的值的功能,

86.CyclicBarrier

可回圈使用的屏障,

讓一組執行緒到達一個屏障(也可以叫同步點)時被阻塞,直到最后一個執行緒到達屏障時,屏障才會開門,所有被屏障攔截的執行緒才會繼續運行,

CyclicBarrier默認構造放時CyclicBarrier(int parities) ,其引數表示屏障攔截的執行緒數量,每個執行緒呼叫await方法告訴CyclicBarrier我已經到達屏障,然后當前執行緒被阻塞,

87.CountDownLatch與CyclicBarrier區別

CountDownLatch:

計數器:計數器只能使用一次,

等待: 一個執行緒或多個等待另外n個執行緒完成之后才能執行,

CyclicBarrier:

計數器:計數器可以重置(通過reset()方法),

等待: n個執行緒相互等待,任何一個執行緒完成之前,所有的執行緒都必須等待,

88.Semaphore

用來控制同時訪問資源的執行緒數量,通過協調各個執行緒,來保證合理的公共資源的訪問,

應用場景:流量控制,特別是公共資源有限的應用場景,比如資料鏈接,限流等,

89.Exchanger

Exchanger是一個用于執行緒間協作的工具類,它提供一個同步點,在這個同步點上,兩個執行緒可以交換彼此的資料,比如第一個執行緒執行exchange()方法,它會一直等待第二個執行緒也執行exchange,當兩個執行緒都到同步點,就可以交換資料了,

一般來說為了避免一直等待的情況,可以使用exchange(V x,long timeout,TimeUnit unit),設定最大等待時間,

Exchanger可以用于遺傳演算法,

90.為什么使用執行緒池

幾乎所有需要異步或者并發執行任務的程式都可以使用執行緒池,合理使用會給我們帶來以下好處,

  • 降低系統消耗:重復利用已經創建的執行緒降低執行緒創建和銷毀造成的資源消耗,
  • 提高回應速度: 當任務到達時,任務不需要等到執行緒創建就可以立即執行,
  • 提供執行緒可以管理性: 可以通過設定合理分配、調優、監控,

91.執行緒池作業流程

1、判斷核心執行緒池里的執行緒是否都有在執行任務,否->創建一個新作業執行緒來執行任務,是->走下個流程,

2、判斷作業佇列是否已滿,否->新任務存盤在這個作業佇列里,是->走下個流程,

3、判斷執行緒池里的執行緒是否都在作業狀態,否->創建一個新的作業執行緒來執行任務,

是->走下個流程,

4、按照設定的策略來處理無法執行的任務,

92.創建執行緒池引數有哪些,作用?

1.corePoolSize:核心執行緒池大小,當提交一個任務時,執行緒池會創建一個執行緒來執行任務,即使其他空閑的核心執行緒能夠執行新任務也會創建,等待需要執行的任務數大于執行緒核心大小就不會繼續創建,

2.maximumPoolSize:執行緒池最大數,允許創建的最大執行緒數,如果佇列滿了,并且已經創建的執行緒數小于最大執行緒數,則會創建新的執行緒執行任務,如果是無界佇列,這個引數基本沒用,

3.keepAliveTime: 執行緒保持活動時間,執行緒池作業執行緒空閑后,保持存活的時間,所以如果任務很多,并且每個任務執行時間較短,可以調大時間,提高執行緒利用率,

4.unit: 執行緒保持活動時間單位,天(DAYS)、小時(HOURS)、分鐘(MINUTES、毫秒MILLISECONDS)、微秒(MICROSECONDS)、納秒(NANOSECONDS)

5.workQueue: 任務佇列,保存等待執行的任務的阻塞佇列,

一般來說可以選擇如下阻塞佇列:

ArrayBlockingQueue:基于陣列的有界阻塞佇列,

LinkedBlockingQueue:基于鏈表的阻塞佇列,

SynchronizedQueue:一個不存盤元素的阻塞佇列,

PriorityBlockingQueue:一個具有優先級的阻塞佇列,

6.threadFactory:設定創建執行緒的工廠,可以通過執行緒工廠給每個創建出來的執行緒設定更有意義的名字,

  1. handler: 飽和策略也叫拒絕策略,當佇列和執行緒池都滿了,即達到飽和狀態,所以需要采取策略來處理新的任務,默認策略是AbortPolicy,

    AbortPolicy:直接拋出例外,

    CallerRunsPolicy: 呼叫者所在的執行緒來運行任務,

    DiscardOldestPolicy:丟棄佇列里最近的一個任務,并執行當前任務,

    DiscardPolicy:不處理,直接丟掉,

    當然可以根據自己的應用場景,實作RejectedExecutionHandler介面自定義策略,

93.向執行緒池提交任務

可以使用execute()和submit() 兩種方式提交任務,

execute():無回傳值,所以無法判斷任務是否被執行成功,

submit():用于提交需要有回傳值的任務,執行緒池回傳一個future型別的物件,通過這個future物件可以判斷任務是否執行成功,并且可以通過future的get()來獲取回傳值,get()方法會阻塞當前執行緒知道任務完成,get(long timeout,TimeUnit unit)可以設定超市時間,

94.關閉執行緒池

可以通過shutdown()或shutdownNow()來關閉執行緒池,它們的原理是遍歷執行緒池中的作業執行緒,然后逐個呼叫執行緒的interrupt來中斷執行緒,所以無法回應終端的任務可以能永遠無法停止,

shutdownNow首先將執行緒池狀態設定成STOP,然后嘗試停止所有的正在執行或者暫停的執行緒,并回傳等待執行任務的串列,

shutdown只是將執行緒池的狀態設定成shutdown狀態,然后中斷所有沒有正在執行任務的執行緒,

只要呼叫兩者之一,isShutdown就會回傳true,當所有任務都已關閉,isTerminaed就會回傳true,

一般來說呼叫shutdown方法來關閉執行緒池,如果任務不一定要執行完,可以直接呼叫shutdownNow方法,

95.執行緒池如何合理設定

配置執行緒池可以從以下幾個方面考慮,

  • 任務是cpu密集型、IO密集型或者混合型

  • 任務優先級,高中低,

  • 任務時間執行長短,

  • 任務依賴性:是否依賴其他系統資源,

    cpu密集型可以配置可能小的執行緒,比如 n + 1個執行緒,

    io密集型可以配置較多的執行緒,如 2n個執行緒,

    混合型可以拆成io密集型任務和cpu密集型任務,

    如果兩個任務執行時間相差大,否->分解后執行吞吐量將高于串行執行吞吐量,

    否->沒必要分解,

    可以通過Runtime.getRuntime().availableProcessors()來獲取cpu個數,

    建議使用有界佇列,增加系統的預警能力和穩定性,

96.Executor

從JDK5開始,把作業單元和執行機制分開,作業單元包括Runnable和Callable,而執行機制由Executor框架提供,

97.Executor框架的主要成員

ThreadPoolExecutor :可以通過工廠類Executors來創建,

可以創建3種型別的ThreadPoolExecutor:SingleThreadExecutor、FixedThreadPool、CachedThreadPool,

ScheduledThreadPoolExecutor :可以通過工廠類Executors來創建,

可以創建2中型別的ScheduledThreadPoolExecutor:ScheduledThreadPoolExecutor、SingleThreadScheduledExecutor

Future介面:Future和實作Future介面的FutureTask類來表示異步計算的結果,

Runnable和Callable:它們的介面實作類都可以被ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor執行,Runnable不能回傳結果,Callable可以回傳結果,

98.FixedThreadPool

可重用固定執行緒數的執行緒池,

查看原始碼:

corePoolSize 和maxPoolSize都被設定成我們設定的nThreads,

當執行緒池中的執行緒數大于corePoolSize ,keepAliveTime為多余的空閑執行緒等待新任務的最長時間,超過這個時間后多余的執行緒將被終止,如果設為0,表示多余的空閑執行緒會立即終止,

作業流程:

1.當前執行緒少于corePoolSize,創建新執行緒執行任務,

2.當前運行執行緒等于corePoolSize,將任務加入LinkedBlockingQueue,

3.執行緒執行完1中的任務,會回圈反復從LinkedBlockingQueue獲取任務來執行,

LinkedBlockingQueue作為執行緒池作業佇列(默認容量Integer.MAX_VALUE),因此可能會造成如下贏下,

1.當執行緒數等于corePoolSize時,新任務將在佇列中等待,因為執行緒池中的執行緒不會超過corePoolSize,

2.maxnumPoolSize等于說是一個無效引數,

3.keepAliveTime等于說也是一個無效引數,

4.運行中的FixedThreadPool(未執行shundown或shundownNow))則不會呼叫拒絕策略,

5.由于任務可以不停的加到佇列,當任務越來越多時很容易造成OOM,

99.CachedThreadPool

根據需要創建新執行緒的執行緒池,

查看原始碼:

corePoolSize設定為0,maxmumPoolSize為Integer.MAX_VALUE,keepAliveTime為60秒,

作業流程:

1.首先執行SynchronousQueue.offer (Runnable task),如果當前maximumPool 中有空閑執行緒正在執行S ynchronousQueue.poll(keepAliveTIme,TimeUnit.NANOSECONDS),那么主執行緒執行offer操作與空閑執行緒執行的poll操作配對成功,主執行緒把任務交給空閑執行緒執行,execute方 法執行完成;否則執行下面的步驟2,

  1. 當初始maximumPool為慷訓者maximumPool中當前沒有空閑執行緒時,將沒有執行緒執行 SynchronousQueue.poll (keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS),這種情況下,步驟 1將失 敗,此時CachedThreadPool會創建一個新執行緒執行任務,execute()方法執行完成,

3.在步驟2中新創建的執行緒將任務執行完后,會執行SynchronousQueue.poll (keepAliveTime,TimeUnit.NANOSECONDS),這個poll操作會讓空閑執行緒最多在SynchronousQueue中等待60秒鐘,如果60秒鐘內主執行緒提交了一個新任務(主執行緒執行步驟1),那么這個空閑執行緒將執行主執行緒提交的新任務;否則,這個空閑執行緒將終止,由于空閑60秒的空閑執行緒會被終止,因此長時間保持空閑的CachedThreadPool不會使用任何資源,

一般來說它適合處理時間短、大量的任務,

原文鏈接:https://www.jianshu.com/p/3e88a5fe75f0

最后

本次面試分享就到此結束了,于哥在這里還給大家準備了后續全套的筆試、面試真題!

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