创建线程的四种方式
难易程度:☆☆
出现频率:☆☆☆☆
共有四种方式可以创建线程,分别是:继承Thread类、实现runnable接口、实现Callable接口、线程池创建线程
详细创建方式参考下面代码:
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread...run...");
}
public static void main(String[] args) {
// 创建MyThread对象
MyThread t1 = new MyThread() ;
MyThread t2 = new MyThread() ;
// 调用start方法启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
public class MyRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyRunnable...run...");
}
public static void main(String[] args) {
// 创建MyRunnable对象
MyRunnable mr = new MyRunnable() ;
// 创建Thread对象
Thread t1 = new Thread(mr) ;
Thread t2 = new Thread(mr) ;
// 调用start方法启动线程
t1.start();
t2.start();
}
}
public class MyCallable implements Callable<String> {
@Override
public String call() throws Exception {
System.out.println("MyCallable...call...");
return "OK";
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
// 创建MyCallable对象
MyCallable mc = new MyCallable() ;
// 创建F
FutureTask<String> ft = new FutureTask<String>(mc) ;
// 创建Thread对象
Thread t1 = new Thread(ft) ;
Thread t2 = new Thread(ft) ;
// 调用start方法启动线程
t1.start();
// 调用ft的get方法获取执行结果
String result = ft.get();
// 输出
System.out.println(result);
}
}
public class MyExecutors implements Runnable{
@Override
public void run() {
System.out.println("MyRunnable...run...");
}
public static void main(String[] args) {
// 创建线程池对象
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
threadPool.submit(new MyExecutors()) ;
// 关闭线程池
threadPool.shutdown();
}
}
runnable 和 callable 有什么区别
难易程度:☆☆
出现频率:☆☆☆
参考回答
1.
Runnable 接口run方法没有返回值;Callable接口call方法有返回值,是个泛型,和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果
2.
Callalbe接口支持返回执行结果,需要调用FutureTask.get()得到,此方法会阻塞主进程的继续往下执行,如果不调用不会阻塞。
3.
Callable接口的call()方法允许抛出异常;而Runnable接口的run()方法的异常只能在内部消化,不能继续上抛
线程的 run()和 start()有什么区别?
难易程度:☆☆
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start(): 用来启动线程,通过该线程调用run方法执行run方法中所定义的逻辑代码。start方法只能被调用一次。
run(): 封装了要被线程执行的代码,可以被调用多次。
状态之间是如何变化的
阻塞
当获取锁失败后,由可运行进入 Monitor 的阻塞队列阻塞,此时不占用 cpu 时间
当持锁线程释放锁时,会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞线程,唤醒后的线程进入可运行状态
等待
当获取锁成功后,但由于条件不满足,调用了 wait() 方法,此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合等待,同样不占用 cpu 时间
当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法,会按照一定规则唤醒等待集合中的等待线程,恢复为可运行状态
参考回答
在JDK中的Thread类中的枚举State里面定义了6中线程的状态分别是:新建、可运行、终结、阻塞、等待和有时限等待六种。
关于线程的状态切换情况比较多。我分别介绍一下
当一个线程对象被创建,但还未调用 start 方法时处于新建状态,调用了 start 方法,就会由新建进入可运行状态。如果线程内代码已经执行完毕,由可运行进入终结状态。当然这些是一个线程正常执行情况。
如果线程获取锁失败后,由可运行进入 Monitor 的阻塞队列阻塞,只有当持锁线程释放锁时,会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞线程,唤醒后的线程进入可运行状态
如果线程获取锁成功后,但由于条件不满足,调用了 wait() 方法,此时从可运行状态释放锁等待状态,当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法,会恢复为可运行状态
还有一种情况是调用 sleep(long) 方法也会从可运行状态进入有时限等待状态,不需要主动唤醒,超时时间到自然恢复为可运行状态
notify()和 notifyAll()有什么区别?
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notifyAll:唤醒所有wait的线程
notify:只随机唤醒一个 wait 线程
java 中 wait 和 sleep 方法的不同?
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共同点
wait() ,wait(long) 和 sleep(long) 的效果都是让当前线程暂时放弃 CPU 的使用权,进入阻塞状态
不同点
方法归属不同
sleep(long) 是 Thread 的静态方法
而 wait(),wait(long) 都是 Object 的成员方法,每个对象都有
醒来时机不同
执行 sleep(long) 和 wait(long) 的线程都会在等待相应毫秒后醒来
wait(long) 和 wait() 还可以被 notify 唤醒,wait() 如果不唤醒就一直等下去
它们都可以被打断唤醒
锁特性不同(重点)
wait 方法的调用必须先获取 wait 对象的锁,而 sleep 则无此限制
wait 方法执行后会释放对象锁,允许其它线程获得该对象锁(我放弃 cpu,但你们还可以用)
而 sleep 如果在 synchronized 代码块中执行,并不会释放对象锁(我放弃 cpu,你们也用不了)
新建 T1、T2、T3 三个线程,如何保证它们按顺序执行?
参考回答
嗯~~,我思考一下 (适当的思考或想一下属于正常情况,脱口而出反而太假[背诵痕迹])
可以这么做,在多线程中有多种方法让线程按特定顺序执行,可以用线程类的join()方法在一个线程中启动另一个线程,另外一个线程完成该线程继续执行。
比如说:
使用join方法,T3调用T2,T2调用T1,这样就能确保T1就会先完成而T3最后完成
如何停止一个正在运行的线程?
有三种方式可以停止线程
使用退出标志,使线程正常退出,也就是当run方法完成后线程终止
使用stop方法强行终止(不推荐,方法已作废)
使用interrupt方法中断线程
讲一下synchronized关键字的底层原理
讲一下sysynchronized 底层使用的JVM级别中的Monitor 来决定当前线程是否获得了锁,如果某一个线程获得了锁,在没有释放锁之前,其他线程是不能或得到锁的。synchronized 属于悲观锁。
synchronized 因为需要依赖于JVM级别的Monitor ,相对性能也比较低。
monitor对象存在于每个Java对象的对象头中,synchronized 锁便是通过这种方式获取锁的,也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因
monitor内部维护了三个变量
WaitSet:保存处于Waiting状态的线程
EntryList:保存处于Blocked状态的线程
Owner:持有锁的线程
只有一个线程获取到的标志就是在monitor中设置成功了Owner,一个monitor中只能有一个Owner
在上锁的过程中,如果有其他线程也来抢锁,则进入EntryList 进行阻塞,当获得锁的线程执行完了,释放了锁,就会唤醒EntryList 中等待的线程竞争锁,竞争的时候是非公平的。
怎么使用 synchronized 关键字
修饰非静态方法, 锁的是this(当前对象), 也就是一个对象用一把锁
修饰静态方法, 锁的是 类.class , 也就是类的所有对象公用一把锁
修饰代码块.
尽量不要使用 synchronized(String a) 因为JVM中,字 符串常量池具有缓存功能
轻量级锁
如果没有发生锁竞争的话就用轻量级锁
在很多的情况下,在Java程序运行时,同步块中的代码都是不存在竞争的,不同的线程交替的执行同步块中的代码。这种情况下,用重量级锁是没必要的。因此JVM引入了轻量级锁的概念
Java中的synchronized有偏向锁、轻量级锁、重量级锁三种形式,分别对应了锁只被一个线程持有、不同线程交替持有锁、多线程竞争锁三种情况。
重量级锁:底层使用的Monitor实现,里面涉及到了用户态和内核态的切换、进程的上下文切换,成本较高,性能比较低。
轻量级锁:线程加锁的时间是错开的(也就是没有竞争),可以使用轻量级锁来优化。轻量级修改了对象头的锁标志,相对重量级锁性能提升很多。每次修改都是CAS操作,保证原子性
偏向锁:一段很长的时间内都只被一个线程使用锁,可以使用了偏向锁,在第一次获得锁时,会有一个CAS操作,之后该线程再获取锁,只需要判断mark word中是否是自己的线程id即可,而不是开销相对较大的CAS命令
一旦锁发生了竞争,都会升级为重量级锁
CAS了解么?
CAS的全称是: Compare And Swap(比较再交换),它体现的一种乐观锁的思想,在无锁情况下保证线程操作共享数据的原子性
CAS是一种乐观锁,它抱着乐观的态度认为自己一定可以成功。
当多个线程同时使用CAS操作一个变量时,只有一个会胜出,并成功更新,其余均会失败
失败的线程不会被挂起,仅是被告知失败,并且允许再次尝试,当然也允许失败的线程放弃操作
cas算法的过程是这样的,cas包括有三个值: v表示要更新的变量
e表示预期值,就是旧的值
n表示新值
更新时,判断只有e的值等于v变量的当前旧值时,才会将n新值赋给v,更新为新值。 否则,则认为已经有其他线程更新过了,则当前线程更新失败
CAS 底层实现
CAS 底层依赖于一个 Unsafe 类来直接调用操作系统底层的 CAS 指令
CAS的全称是: Compare And Swap(比较再交换);它体现的一种乐观锁的思想,在无锁状态下保证线程操作数据的原子性。
CAS使用到的地方很多:AQS框架、AtomicXXX类
在操作共享变量的时候使用的自旋锁,效率上更高一些
CAS的底层是调用的Unsafe类中的方法,都是操作系统提供的,其他语言实现
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原子类的底层就是调用了unsafe类, unsafe类来做CAS操作. unsafe类中的compareAndSwap, 调用了native修饰的方法,
其底层是使用了汇 编指令cmpxchg(如果是x86的话), 它能够实现指令级的原子操作. (这里的原子操 作是由硬件保证的)
乐观锁存在哪些问题?
1、 自旋CAS的方式如果长时间不成功,会给CPU带来很大的开销
2、一次性只能保证一个共享变量的原子性 (多个可以通过AtomicReference来处理或 者使用锁synchronized实现)
3、ABA问题, ABA的问题大部分场景下都不影响并发的最终效果 (AtomicStampedReference来解决这个问题)
CAS 是基于乐观锁的思想:最乐观的估计,不怕别的线程来修改共享变量,就算改了也没关系,我吃亏点再重试呗。
synchronized 是基于悲观锁的思想:最悲观的估计,得防着其它线程来修改共享变量,我上了锁你们都别想改,我改完了解开锁,你们才有机会。
请谈谈你对 volatile 的理解
volatile 是一个关键字,可以修饰类的成员变量、类的静态成员变量,主要有两个功能
第一:保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性,即一个线程修改了某个变量的值,这新值对其他线程来说是立即可见的,volatile关键字会强制将修改的值立即写入主存。
第二: 禁止进行指令重排序,可以保证代码执行有序性。底层实现原理是,添加了一个内存屏障,通过插入内存屏障禁止在内存屏障前后的指令执行重排序优化 , 读写操作的时候会加屏障,其他线程读写的时候无法越过这个屏障,禁止进行指令重排序