40道经典java多线程面试题

时间：2021-05-25 14:20:37

40道经典java多线程面试题

题目来源

看完了java并发编程的艺术，自认为多线程“大成”，然后找了一些面试题，也发现了一些不足。

一下问题来源于网上的博客，答案均为本人个人见解，若有疑问或错误欢迎讨论。QQ:1807812486

1.什么是线程

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位，它被包含在进程当中，是进程的实际运作单位。

2.线程和进程的区别

一个进程是一个独立的运行环境，它可以被看做是一个程序或应用。线程是进程中执行的一个任务。线程是进程的子集，一个进程可以有多个线程。进程独占一片内存，进程共享内存。

3.CyclicBarrier和CountDownLatch有什么不同

CountDownLatch和CyclicBarrier都用于让线程等待，达到一定条件时再运行。CountDownlatch更加灵活可以在一个线程中多次使用，但是不能重置计数器。CyclicBarrier更加强大，可以重置计数器reset()，可以检查被阻塞的数目，可以检查被阻塞的线程是否被中断。

4.java内存模型是什么（JMM java Memory Model）

java内存模型规定和指引java程序在不同的内存架构，CPU,操作系统中有确定性的行为。JMM定义了线程与主存之间的关系，JMM控制一个线程的共享变量的写入何时对另一个线程可见。

5.happens-before原则

  • 程序顺序规则：一个线程中的任意操作happens-before该线程中的任意后续操作
  • 监视器锁原则：对于一个锁的解锁happens-before该锁的加锁。
  • volatile变量原则：volatile写happens-before volatile读
  • 传递性原则：A happens-before B B happens-before C A happens-before C.

A happens-before B 并不是 A比B先执行，而是A的执行结果对B可见。且 A按顺序排在B之前

6.Java中的volatile变量是什么

Volatile是成员变量的修饰符，能够保证该变量在多线程中的可见性。实现原理是将写缓存刷新到主存中，然后根据缓存一致性原则保证可见性。

7.什么是线程安全？Vector是一个安全类吗

在多线程中每一次读的数据和预期数据一样就是线程安全（此描述不够准确）

8.如何实现两个线程间共享数据

1.通过类变量直接将数据放到主存中
2.通过并发的数据结构来存储数据
3.使用volatile变量或者锁
4.调用atomic类

9.为什么wait（），notify（），notifyAll()在对象中，而不在Thread类中

java中锁的级别是对象级而不是线程级，每个对象都有锁，通过线程获得。如果wait（）方法在线程中，线程正在等待的是哪个锁就不明显了。

10.什么是ThreadLocal变量

ThreadLocal变量是一种特殊的变量，它可以将变量保存副本ThreadLocalMap*每个线程单独使用。
ThreadLocal 详细解析
1.ThreadLocal的结构
  成员变量： threadLocalHashCode   用来区分不同的ThreadLocal
  静态内部类：ThreadLocalMap       用来存储ThreadLocal
  方法set(): 通过获取当前线程t，然后获得一个threadlocalmap。第一次使用ThreadLocal时会初始化一个ThreadLocalMap,然后复制给当前线程。

11.什么是futureTask

RunnableFuture继承了Runnable接口和Future接口。它可以取消和启动一个线程的运行，当调用该类的线程未完成时调用get()会阻塞调用线程，当线程已经完成时会返回结果。futureTask的底层实现原理是AQS

12.java中interrupt(),interrupted()和isInterrupted()的区别

interrupt()是一个成员方法，调用时会改变中断状态，但是不会中断线程，只有catch后会中断线程。
interrupted()是一个静态方法，会中断线程，中断状态为true。
isInterrupted()是一个成员方法，会中断线程，中断状态为false。

    public static boolean interrupted() {
        return currentThread().isInterrupted(true);
    }

    public boolean isInterrupted() {
        return this.isInterrupted(false);
    }

    private native boolean isInterrupted(boolean var1);
    上面是源码，也就是说都调用的是本地方法，只是传入的参数不一样而已。

13.为什么wait和notify方法要在同步块中调用？

wait和notify都需要获得对象锁

14.为什么你应该在循环中检查等待条件?

代码

因为处于等待的线程可能会被假唤醒和错误警报，如果不在循环中等待可能会因为没有满足条件就退出等待。比如说，退出等待的条件是list（）不为空，有7个线程在等待。当list为空时7个都将被唤醒，删除元素会报错。

15.同步集合和并发集合有什么不一样

同步集合的锁用的是sychronized，比较武断。并发集合的锁用的是AQS,灵活性更高，扩展性更强。

16. 有三个线程T1，T2，T3，怎么确保它们按顺序执行（确保main()方法所在的线程是Java程序最后结束的线程）？

使用CountDownLatch()和ClclicBarrier方法都可以实现main()方法最后执行。在前一个线程调用后一个线程的join（）方法可以按顺序执行。

17.如果你提交任务时，线程池队列已满。会时发会生什么？

如果coreSize<maxSize 则会创建新的线程来执行任务。如果coreSize=MaxSize 会抛出一个RejectExecutionException.

18.你对线程优先级的理解是什么？

多线程其实是对CPU的轮询执行，只是CPU处理的速度太快了感觉不到上下文的切换。优先级就是CPU轮询线程的概率，优先级越高概率越高，优先级越低概率越低。

19.什么是线程池

线程池是管理多线程的一种工具，一个进程可以创建的线程数量是有限的，通过线程池创建的线程执行完成一个任务后不会立即关闭，而是继续执行阻塞队列中的线程直到阻塞线程为空。

20.有那些阻塞队列

ArrayBlockingQueue       一个由数组构成的有界阻塞队列
LinkedBlockingQueue      一个由链表构成的有界阻塞队列
PriorityBlockingQueue    一个支持优先级排序的*阻塞队列
DelayQueue               一个使用优先队列实现的*阻塞队列。
SynchroniouQueue         一个不储存元素的阻塞队列
LinkedTransferQueue      一个由链表结构组成的*阻塞队列
LinkedBlockingDeque      一个由链表结构组成的双向阻塞队列

21.Java中synchronized 和 ReentrantLock 有什么不同？

synchronized是一个隐式的重入锁，比较笨重，实现方式是锁主存和缓存一致性。
reentrantLock是一个显示的重入锁，比较灵活，可以扩展为分段锁，实现方式是AQS.

22.如何避免死锁？

死锁发生的条件是
1.存在循环等待
2.存在资源竞争
3.不剥夺条件，已经获得的资源不会被剥夺
4.请求与保持，一个线程因请求资源被阻塞时，拥有资源的线程的状态不会改变。
避免死锁只需要破环其中的一个条件就可以了。

23. 怎么检测一个线程是否拥有锁？

Thread中有一个holdLock()方法，当且仅当当前线程拥有某个具体的对象锁时返回true

24.JVM中哪个参数是用来控制线程的栈堆栈小的

-Xss

25. Thread类中的yield方法有什么作用？

它会会通知cpu在此处可以更换切片，更不更换由cpu自己决定。（yield可以暂停当前正在执行的线程对象，让其他有线程执行）

26.Java中ConcurrentHashMap的并发度是什么？

并发度就是segment的个数，通常是2的N次方。默认是16

27.java中的Semaphore是什么

它是一个新的同步类，是一个计数信号。比如在数据库连接池中，假设我们只能获得10个数据库连接，20大小的线程池。此时我们就可以用一个Semaphore来表示数据库连接池的数目，当需要使用时就accquire()取得许可，使用完毕就release()添加一个许可。

28. 什么是线程调度器(Thread Scheduler)和时间分片(Time Slicing)？

线程调度器是一种操作系统服务，它负责给线程任务分配CPU处理的时间。时间分片指的是CPU一次性处理的一个任务的片段，分配CPU时间可以基于线程优先级或者线程等待时间，但是线程调度并不收到JVM的控制。

29.在多线程中，什么是上下文切换(context-switching)？

上线文切换是指CPU存储和恢复状态的过程，它使得线程能够从中断状态恢复继续运行。

30.如何在Java中创建Immutable对象？

将类和成员变量都设置为final，且成员为私有，成员的初始化通过构造参数初始化。不提供setter()方法。immutable的好处是在没有同步的情况下是线程安全的。

31. Java中的ReadWriteLock是什么？

它的名称是读写锁，实现原理是AQS.它将32位的 state状态变量分为前16位和后16位，前16位状态表示为读的状态，后16位状态表示为写的状态。也就是说读写锁有两把锁，一把控制读，一把控制写。写锁和写锁互斥，写锁和读锁互斥，读锁和互锁相容，写锁可以降级为读锁。

32.多线程中的忙循环是什么?

忙循环是指程序员用循环来代替wait()方法让线程进入等待，它的好处是可以占用CPU,不放弃缓存可以减少将数据读入缓存的时间。

33.volatile 变量和 atomic 变量有什么不同？

volatile的实现方式是将缓存中的值刷新到主存中，本生具有可见性和原子性但是volatile++不具有原子性。
atomic的实现方式是CAS.本质有点类似，也是缓存一致性原则。

34.单例模式的双检锁是什么？

当实例为空时，加锁再判断是否为空。如果为空则创建一个新的实例。
安全吗？不安全
原因：在创建一个对象的时候会分为三个步骤   1.为对象分配内存    2.在内存中初始化一个对象  3.将对象指配给使用者。步骤2依赖于1，所以不会被重排序。步骤3和步骤2没有依赖可能会被重排序。所以当另外一个线程在此时调用单例可能会获得一个空的实例。

35.如何在java中创建线程安全的Singleton

1.先加锁，再判断。
2.用一个volatile变量进行标识。
3.反射

36. 写出3条你遵循的多线程最佳实践

  • 多用同步类，少用wait，notify
  • 少用锁，应当缩小同步范围
  • 给线程一个自己的名字
  • 多用并发集合少用同步集合

37.如何强制启动一个线程？

我觉得没有方法强制启动，就像垃圾回收一样，即使调用了System.gc也不会马上就gc。因为java中的一个线程和操作系统中的一个线程是一一对应的。操作系统的线程什么时候在cpu上轮询由操作系统决定，jvm没有权限就像优先级一样。

38.java中的fork/join框架是什么

它是jdk7中的一款高效并发编程工具，它利用工作窃取算法将一个大任务划分为若干个子任务，然后将子任务结果合并起来，从而提高了并发编程的效率。

39.线程调度策略？

1.抢占式调度策略
  处于就绪态的线程，根据优先级抢占进入运行态。
2.时间片轮转调度策略
  所有处于就绪状态的线程中选择优先级最高的线程分配一定的CPU时间运行，该时间过后再选择其他线程运行。

40.在线程中你怎么处理不可捕捉异常？

hread.UncaughtExceptionHandler是java SE5中的新接口，它允许我们在每一个Thread对象上添加一个异常处理器。
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