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          Java程序員面試中的多線程問題

           很多核心Java面試題來源于多線程(Multi-Threading)和集合框架(Collections Framework),理解核心線程概念時(shí),嫻熟的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)是必需的。這篇文章收集了 Java 線程方面一些典型的問題,這些問題經(jīng)常被高級工程師所問到。

            0、Java 中多線程同步是什么?

            在多線程程序下,同步能控制對共享資源的訪問。如果沒有同步,當(dāng)一個(gè) Java 線程在修改一個(gè)共享變量時(shí),另外一個(gè)線程正在使用或者更新同一個(gè)變量,這樣容易導(dǎo)致程序出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié)果。

            1、解釋實(shí)現(xiàn)多線程的幾種方法?

            一 Java 線程可以實(shí)現(xiàn) Runnable 接口或者繼承 Thread 類來實(shí)現(xiàn),當(dāng)你打算多重繼承時(shí),優(yōu)先選擇實(shí)現(xiàn) Runnable。

            2、Thread.start ()與 Thread.run ()有什么區(qū)別?

            Thread.start ()方法(native)啟動(dòng)線程,使之進(jìn)入就緒狀態(tài),當(dāng) cpu 分配時(shí)間該線程時(shí),由 JVM 調(diào)度執(zhí)行 run ()方法。

            3、為什么需要 run ()和 start ()方法,我們可以只用 run ()方法來完成任務(wù)嗎?

            我們需要 run ()&start ()這兩個(gè)方法是因?yàn)?JVM 創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的線程不同于普通方法的調(diào)用,所以這項(xiàng)工作由線程的 start 方法來完成,start 由本地方法實(shí)現(xiàn),需要顯示地被調(diào)用,使用這倆個(gè)方法的另外一個(gè)好處是任何一個(gè)對象都可以作為線程運(yùn)行,只要實(shí)現(xiàn)了 Runnable 接口,這就避免因繼承了 Thread 類而造成的 Java 的多繼承問題。

            4、什么是 ThreadLocal 類,怎么使用它?

            ThreadLocal 是一個(gè)線程級別的局部變量,并非“本地線程”。ThreadLocal 為每個(gè)使用該變量的線程提供了一個(gè)獨(dú)立的變量副本,每個(gè)線程修改副本時(shí)不影響其它線程對象的副本(譯者注)。

            下面是線程局部變量(ThreadLocal variables)的關(guān)鍵點(diǎn):

            一個(gè)線程局部變量(ThreadLocal variables)為每個(gè)線程方便地提供了一個(gè)單獨(dú)的變量。

            ThreadLocal 實(shí)例通常作為靜態(tài)的私有的(private static)字段出現(xiàn)在一個(gè)類中,這個(gè)類用來關(guān)聯(lián)一個(gè)線程。

            當(dāng)多個(gè)線程訪問 ThreadLocal 實(shí)例時(shí),每個(gè)線程維護(hù) ThreadLocal 提供的獨(dú)立的變量副本。

            常用的使用可在 DAO 模式中見到,當(dāng) DAO 類作為一個(gè)單例類時(shí),數(shù)據(jù)庫鏈接(connection)被每一個(gè)線程獨(dú)立的維護(hù),互不影響。(基于線程的單例)

            ThreadLocal 難于理解,下面這些引用連接有助于你更好的理解它。

            《Good article on ThreadLocal on IBM DeveloperWorks 》、《理解 ThreadLocal》、《Managing data : Good example》、《Refer Java API Docs》

            5、什么時(shí)候拋出 InvalidMonitorStateException 異常,為什么?

             調(diào)用 wait ()/notify ()/notifyAll ()中的任何一個(gè)方法時(shí),如果當(dāng)前線程沒有獲得該對象的鎖,那么就會(huì)拋出 IllegalMonitorStateException 的異常(也就是說程序在沒有執(zhí)行對象的任何同步塊或者同步方法時(shí),仍然嘗試調(diào)用 wait ()/notify ()/notifyAll ()時(shí))。由于該異常是 RuntimeExcpetion 的子類,所以該異常不一定要捕獲(盡管你可以捕獲只要你愿意).作為 RuntimeException,此類異常不會(huì)在 wait (),notify (),notifyAll ()的方法簽名提及。

          6、Sleep ()、suspend ()和 wait ()之間有什么區(qū)別?

            Thread.sleep ()使當(dāng)前線程在指定的時(shí)間處于“非運(yùn)行”(Not Runnable)狀態(tài)。線程一直持有對象的監(jiān)視器。比如一個(gè)線程當(dāng)前在一個(gè)同步塊或同步方法中,其它線程不能進(jìn)入該塊或方法中。如果另一線程調(diào)用了 interrupt ()方法,它將喚醒那個(gè)“睡眠的”線程。

            注意:sleep ()是一個(gè)靜態(tài)方法。這意味著只對當(dāng)前線程有效,一個(gè)常見的錯(cuò)誤是調(diào)用t.sleep (),(這里的t是一個(gè)不同于當(dāng)前線程的線程)。即便是執(zhí)行t.sleep (),也是當(dāng)前線程進(jìn)入睡眠,而不是t線程。t.suspend ()是過時(shí)的方法,使用 suspend ()導(dǎo)致線程進(jìn)入停滯狀態(tài),該線程會(huì)一直持有對象的監(jiān)視器,suspend ()容易引起死鎖問題。

            object.wait ()使當(dāng)前線程出于“不可運(yùn)行”狀態(tài),和 sleep ()不同的是 wait 是 object 的方法而不是 thread。調(diào)用 object.wait ()時(shí),線程先要獲取這個(gè)對象的對象鎖,當(dāng)前線程必須在鎖對象保持同步,把當(dāng)前線程添加到等待隊(duì)列中,隨后另一線程可以同步同一個(gè)對象鎖來調(diào)用 object.notify (),這樣將喚醒原來等待中的線程,然后釋放該鎖。基本上 wait ()/notify ()與 sleep ()/interrupt ()類似,只是前者需要獲取對象鎖。

            7、在靜態(tài)方法上使用同步時(shí)會(huì)發(fā)生什么事?

            同步靜態(tài)方法時(shí)會(huì)獲取該類的“Class”對象,所以當(dāng)一個(gè)線程進(jìn)入同步的靜態(tài)方法中時(shí),線程監(jiān)視器獲取類本身的對象鎖,其它線程不能進(jìn)入這個(gè)類的任何靜態(tài)同步方法。它不像實(shí)例方法,因?yàn)槎鄠€(gè)線程可以同時(shí)訪問不同實(shí)例同步實(shí)例方法。

            8、當(dāng)一個(gè)同步方法已經(jīng)執(zhí)行,線程能夠調(diào)用對象上的非同步實(shí)例方法嗎?

            可以,一個(gè)非同步方法總是可以被調(diào)用而不會(huì)有任何問題。實(shí)際上,Java 沒有為非同步方法做任何檢查,鎖對象僅僅在同步方法或者同步代碼塊中檢查。如果一個(gè)方法沒有聲明為同步,即使你在使用共享數(shù)據(jù) Java 照樣會(huì)調(diào)用,而不會(huì)做檢查是否安全,所以在這種情況下要特別小心。一個(gè)方法是否聲明為同步取決于臨界區(qū)訪問(critial section access),如果方法不訪問臨界區(qū)(共享資源或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))就沒必要聲明為同步的。

            下面有一個(gè)示例說明:Common 類有兩個(gè)方法 synchronizedMethod1()和 method1(),MyThread 類在獨(dú)立的線程中調(diào)用這兩個(gè)方法。

          1. public class Common {  
          2.    
          3. public synchronized void synchronizedMethod1() {  
          4. System.out.println ("synchronizedMethod1 called");  
          5. try {  
          6. Thread.sleep (1000);  
          7. } catch (InterruptedException e) {  
          8. e.printStackTrace ();  
          9. }  
          10. System.out.println ("synchronizedMethod1 done");  
          11. }  
          12. public void method1() {  
          13. System.out.println ("Method 1 called");  
          14. try {  
          15. Thread.sleep (1000);  
          16. } catch (InterruptedException e) {  
          17. e.printStackTrace ();  
          18. }  
          19. System.out.println ("Method 1 done");  
          20. }  
          21. }

          1. public class MyThread extends Thread {  
          2. private int id = 0;  
          3. private Common common;  
          4.    
          5. public MyThread (String name, int no, Common object) {  
          6. super(name);  
          7. common = object;  
          8. id = no;  
          9. }  
          10.    
          11. public void run () {  
          12. System.out.println ("Running Thread" + this.getName ());  
          13. try {  
          14. if (id == 0) {  
          15. common.synchronizedMethod1();  
          16. } else {  
          17. common.method1();  
          18. }  
          19. } catch (Exception e) {  
          20. e.printStackTrace ();  
          21. }  
          22. }  
          23.    
          24. public static void main (String[] args) {  
          25. Common c = new Common ();  
          26. MyThread t1 = new MyThread ("MyThread-1", 0, c);  
          27. MyThread t2 = new MyThread ("MyThread-2", 1, c);  
          28. t1.start ();  
          29. t2.start ();  
          30. }  
          31. }

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            10、什么是死鎖

            死鎖就是兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程被無限的阻塞,線程之間相互等待所需資源。這種情況可能發(fā)生在當(dāng)兩個(gè)線程嘗試獲取其它資源的鎖,而每個(gè)線程又陷入無限等待其它資源鎖的釋放,除非一個(gè)用戶進(jìn)程被終止。就 JavaAPI 而言,線程死鎖可能發(fā)生在一下情況。

            ● 當(dāng)兩個(gè)線程相互調(diào)用 Thread.join()

            ● 當(dāng)兩個(gè)線程使用嵌套的同步塊,一個(gè)線程占用了另外一個(gè)線程必需的鎖,互相等待時(shí)被阻塞就有可能出現(xiàn)死鎖。

            11、什么是線程餓死,什么是活鎖?

            線程餓死和活鎖雖然不想是死鎖一樣的常見問題,但是對于并發(fā)編程的設(shè)計(jì)者來說就像一次邂逅一樣。

            當(dāng)所有線程阻塞,或者由于需要的資源無效而不能處理,不存在非阻塞線程使資源可用。JavaAPI 中線程活鎖可能發(fā)生在以下情形:

            ● 當(dāng)所有線程在程序中執(zhí)行 Object.wait(0),參數(shù)為 0 的 wait 方法。程序?qū)l(fā)生活鎖直到在相應(yīng)的對象上有線程調(diào)用 Object.notify()或者 Object.notifyAll()。

            ● 當(dāng)所有線程卡在無限循環(huán)中。

            這里的問題并不詳盡,我相信還有很多重要的問題并未提及,您認(rèn)為還有哪些問題應(yīng)該包括在上面呢?歡迎在評論中分享任何形式的問題與建議。

          相關(guān)鏈接:

          Java程序員集合框架面試題

          posted on 2012-05-30 10:51 順其自然EVO 閱讀(191) 評論(0)  編輯  收藏


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