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Java程序員面試中的多線程問題
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)镴VM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)
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。
public class Common {
public synchronized void synchronizedMethod1() {
System.out.println("synchronizedMethod1 called");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("synchronizedMethod1 done");
}
public void method1() {
System.out.println("Method 1 called");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Method 1 done");
}
}
public class MyThread extends Thread {
private int id = 0;
private Common common;
public MyThread(String name, int no, Common object) {
super(name);
common = object;
id = no;
}
public void run() {
System.out.println("Running Thread" + this.getName());
try {
if (id == 0) {
common.synchronizedMethod1();
} else {
common.method1();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Common c = new Common();
MyThread t1 = new MyThread("MyThread-1", 0, c);
MyThread t2 = new MyThread("MyThread-2", 1, c);
t1.start();
t2.start();
}
}
這里是程序的輸出：
Running ThreadMyThread-1
synchronizedMethod1 called
Running ThreadMyThread-2
Method 1 called
synchronizedMethod1 done
Method 1 done
結(jié)果表明即使synchronizedMethod1()方法執(zhí)行了，method1()也會(huì)被調(diào)用。
9、 在一個(gè)對象上兩個(gè)線程可以調(diào)用兩個(gè)不同的同步實(shí)例方法嗎?
不能，因?yàn)橐粋�(gè)對象已經(jīng)同步了實(shí)例方法，線程獲取了對象的對象鎖。所以只有執(zhí)行完該方法釋放對象鎖后才能執(zhí)行其它同步方法。看下面代碼示例非常清晰：Common 類 有synchronizedMethod1()和synchronizedMethod2()方法，MyThread調(diào)用這兩個(gè)方法。
public class Common {
public synchronized void synchronizedMethod1() {
System.out.println("synchronizedMethod1 called");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("synchronizedMethod1 done");
}
public synchronized void synchronizedMethod2() {
System.out.println("synchronizedMethod2 called");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("synchronizedMethod2 done");
}
}
public class MyThread extends Thread {
private int id = 0;
private Common common;
public MyThread(String name, int no, Common object) {
super(name);
common = object;
id = no;
}
public void run() {
System.out.println("Running Thread" + this.getName());
try {
if (id == 0) {
common.synchronizedMethod1();
} else {
common.synchronizedMethod2();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
Common c = new Common();
MyThread t1 = new MyThread("MyThread-1", 0, c);
MyThread t2 = new MyThread("MyThread-2", 1, c);
t1.start();
t2.start();
}
}
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。
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