Java多线程

线程、多线程和线程池 一

2020-04-03  本文已影响0人  Fitz_e74a

1.开启线程的三种方式?

1.继承Thread类,并复写run方法,创建该类对象,调用start方法开启线程。
2.实现Runnable接口,复写run方法,创建Thread类对象,将Runnable子类对象传递给Thread类对象。调用start方法开启线程。
3.创建FutureTask对象,创建Callable子类对象,复写call(相当于run)方法,将其传递给FutureTask对象(相当于一个Runnable)。
创建Thread类对象,将FutureTask对象传递给Thread对象。调用start方法开启线程。这种方式可以获得线程执行完之后的返回值

2.进程与线程的区别

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
线程是进程的一个实体, 是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。
一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一个进程中的多个线程之间可以并发执行

3.thread类中start()和run()方法的区别

1,start()方法来启动线程,真正实现了多线程运行,这时无需等待。run方法体代码执行完毕而直接继续执行下面的代码: 通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程,这时此线程是处于就绪状态,并没有运行。
然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行操作的,这里方法run()称为线程体,它包含了要执行的这个线程的内容,Run方法运行结束,此线程终止,而CPU再运行其它线程。
2,run()方法当作普通方法的方式调用,程序还是要顺序执行,还是要等待run方法体执行完毕后才可继续执行下面的代码: 而如果直接用run方法,这只是调用一个方法而已,程序中依然只有主线程–这一个线程,其程序执行路径还是只有一条,这样就没有达到写线程的目的。
3,调用start方法方可启动线程,而run方法只是thread的一个普通方法调用,还是在主线程里执行。
这两个方法应该都比较熟悉,把需要并行处理的代码放在run()方法中,start()方法启动线程将自动调用 run()方法,这是由jvm的内存机制规定的。并且run()方法必须是public访问权限,返回值类型为void。
4,还有就是尽管线程的调度顺序是不固定的,但是如果有很多线程被阻塞等待运行,调度程序将会让优先级高的线程先执行,而优先级低的线程执行的频率会低一些

4. 如何控制某个方法允许并发访问线程的个数?

public class SemaphoreTestMain {

    static Semaphore sSemaphore = new Semaphore(6);

    public static void main(String[] args)  {

            final SemaphoreTestMain semaphoreTestMain = new SemaphoreTestMain();
            for (int i = 0 ; i < 1000;i++)
            {
               Thread myThread = new Thread()
                {
                    @Override
                    public void run() {
                        super.run();
                        try {
                            semaphoreTestMain.test();
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }

                    }
                };
               myThread.setName("threat index:" + i);
                myThread.start();

            }

    }

    public void test() throws InterruptedException {
        sSemaphore.acquire();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--in");
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--out" );
        sSemaphore.release();

    }

}

static Semaphore sSemaphore = new Semaphore(6) 表示该方法最多允许几个线程访问
sSemaphore.acquire():调用一次,允许进入方法的线程数量减一
sSemaphore.release():调用一次,允许进入方法的线程数量加1
当允许进入方法的线程数量减为0的时候其他线程就等待,直到允许的线程数量大于0
sSemaphore.availablePermits():可以获取当前允许进入方法的线程数量

5 在Java中wait和seelp方法的不同;

Java程序中wait 和 sleep都会造成某种形式的暂停,它们可以满足不同的需要。wait()方法用于线程间通信,如果等待条件为真且其它线程被唤醒时它会释放锁,而sleep()方法仅仅释放CPU资源或者让当前线程停止执行一段时间,但不会释放锁。

6、谈谈wait/notify关键字的理解

等待对象的同步锁,需要获得该对象的同步锁才可以调用这个方法,否则编译可以通过,但运行时会收到一个异常:IllegalMonitorStateException。

调用任意对象的 wait() 方法导致该线程阻塞,该线程不可继续执行,并且该对象上的锁被释放。

唤醒在等待该对象同步锁的线程(只唤醒一个,如果有多个在等待),注意的是在调用此方法的时候,并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程,而是由JVM确定唤醒哪个线程,而且不是按优先级。

调用任意对象的notify()方法则导致因调用该对象的 wait()方法而阻塞的线程中随机选择的一个解除阻塞(但要等到获得锁后才真正可执行)

7.什么导致线程阻塞?线程如何关闭?

阻塞式方法是指程序会一直等待该方法完成期间不做其他事情,ServerSocket的accept()方法就是一直等待客户端连接。这里的阻塞是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起,直到得到结果之后才会返回。此外,还有异步和非阻塞式方法在任务完成前就返回。
一种是调用它里面的stop()方法
另一种就是你自己设置一个停止线程的标记 (推荐这种)

8、什么导致线程阻塞?线程如何关闭?

阻塞式方法是指程序会一直等待该方法完成期间不做其他事情,ServerSocket的accept()方法就是一直等待客户端连接。这里的阻塞是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起,直到得到结果之后才会返回。此外,还有异步和非阻塞式方法在任务完成前就返回。

一种是调用它里面的stop()方法

另一种就是你自己设置一个停止线程的标记 (推荐这种)

9、如何保证线程安全?

1.synchronized;

2.Object方法中的wait,notify;

3.ThreadLocal机制 来实现的。

10、如何实现线程同步?

1、synchronized关键字修改的方法。2、synchronized关键字修饰的语句块3、使用特殊域变量(volatile)实现线程同步

11.、谈谈对Synchronized关键字,类锁,方法锁,重入锁的理解

java的对象锁和类锁:java的对象锁和类锁在锁的概念上基本上和内置锁是一致的,但是,两个锁实际是有很大的区别的,对象锁是用于对象实例方法,或者一个对象实例上的,类锁是用于类的静态方法或者一个类的class对象上的。我们知道,类的对象实例可以有很多个,但是每个类只有一个class对象,所以不同对象实例的对象锁是互不干扰的,但是每个类只有一个类锁。但是有一点必须注意的是,其实类锁只是一个概念上的东西,并不是真实存在的,它只是用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的

12、synchronized 和volatile 关键字的区别

1.volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器(工作内存)中的值是不确定的,需要从主存中读取;synchronized则是锁定当前变量,只有当前线程可以访问该变量,其他线程被阻塞住。

2.volatile仅能使用在变量级别;synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的

3.volatile仅能实现变量的修改可见性,不能保证原子性;而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性

4.volatile不会造成线程的阻塞;synchronized可能会造成线程的阻塞。

5.volatile标记的变量不会被编译器优化;synchronized标记的变量可以被编译器优化

13、死锁的四个必要条件?

死锁产生的原因

  1. 系统资源的竞争

系统资源的竞争导致系统资源不足,以及资源分配不当,导致死锁。

  1. 进程运行推进顺序不合适

互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用,即在一段时间内某 资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源,则请求进程只能等待。

请求与保持条件:进程已经保持了至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源 已被其他进程占有,此时请求进程被阻塞,但对自己已获得的资源保持不放。

不可剥夺条件:进程所获得的资源在未使用完毕之前,不能被其他进程强行夺走,即只能 由获得该资源的进程自己来释放(只能是主动释放)。

循环等待条件: 若干进程间形成首尾相接循环等待资源的关系

这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之一不满足,就不会发生死锁。

死锁的避免与预防:

死锁避免的基本思想:

系统对进程发出每一个系统能够满足的资源申请进行动态检查,并根据检查结果决定是否分配资源,如果分配后系统可能发生死锁,则不予分配,否则予以分配。这是一种保证系统不进入死锁状态的动态策略。

理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何让这四个必要条件不成立,如何确定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。因此,对资源的分配要给予合理的规划。

死锁避免和死锁预防的区别:

死锁预防是设法至少破坏产生死锁的四个必要条件之一,严格的防止死锁的出现,而死锁避免则不那么严格的限制产生死锁的必要条件的存在,因为即使死锁的必要条件存在,也不一定发生死锁。死锁避免是在系统运行过程中注意避免死锁的最终发生。

14、什么是线程池,如何使用?

创建线程要花费昂贵的资源和时间,如果任务来了才创建线程那么响应时间会变长,而且一个进程能创建的线程数有限。为了避免这些问题,在程序启动的时候就创建若干线程来响应处理,它们被称为线程池,里面的线程叫工作线程。从JDK1.5开始,Java API提供了Executor框架让你可以创建不同的线程池。比如单线程池,每次处理一个任务;数目固定的线程池或者是缓存线程池(一个适合很多生存期短的任务的程序的可扩展线程池)。

15.Synchronized与ReentrantLock区别总结(简单粗暴,一目了然)

原创奋力奔跑的蜗牛 最后发布于2018-10-22 11:45:13 阅读数 24757 收藏
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这篇文章是关于这两个同步锁的简单总结比较,关于底层源码实现原理没有过多涉及,后面会有关于这两个同步锁的底层原理篇幅去介绍。

相似点:
这两种同步方式有很多相似之处,它们都是加锁方式同步,而且都是阻塞式的同步,也就是说当如果一个线程获得了对象锁,进入了同步块,其他访问该同步块的线程都必须阻塞在同步块外面等待,而进行线程阻塞和唤醒的代价是比较高的(操作系统需要在用户态与内核态之间来回切换,代价很高,不过可以通过对锁优化进行改善)。

功能区别:
这两种方式最大区别就是对于Synchronized来说,它是java语言的关键字,是原生语法层面的互斥,需要jvm实现。而ReentrantLock它是JDK 1.5之后提供的API层面的互斥锁,需要lock()和unlock()方法配合try/finally语句块来完成

便利性:很明显Synchronized的使用比较方便简洁,并且由编译器去保证锁的加锁和释放,而ReenTrantLock需要手工声明来加锁和释放锁,为了避免忘记手工释放锁造成死锁,所以最好在finally中声明释放锁。

锁的细粒度和灵活度:很明显ReenTrantLock优于Synchronized

性能的区别:
在Synchronized优化以前,synchronized的性能是比ReenTrantLock差很多的,但是自从Synchronized引入了偏向锁,轻量级锁(自旋锁)后,两者的性能就差不多了,在两种方法都可用的情况下,官方甚至建议使用synchronized,其实synchronized的优化我感觉就借鉴了ReenTrantLock中的CAS技术。都是试图在用户态就把加锁问题解决,避免进入内核态的线程阻塞。

16、Java中堆和栈有什么不同?

为什么把这个问题归类在多线程和并发面试题里?因为栈是一块和线程紧密相关的内存区域。每个线程都有自己的栈内存,用于存储本地变量,方法参数和栈调用,一个线程中存储的变量对其它线程是不可见的。而堆是所有线程共享的一片公用内存区域。对象都在堆里创建,为了提升效率线程会从堆中弄一个缓存到自己的栈,如果多个线程使用该变量就可能引发问题,这时volatile 变量就可以发挥作用了,它要求线程从主存中读取变量的值。

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