Java - 程序员面试笔记记录实现

Java - 程序员面试笔记记录实现 - Part3

4.1 线程与进程

线程是程序执行的最小单元，一个进程可以拥有多个线程，各个线程之间共享程序的内存空间以及一些进程级资源，但拥有自己的栈空间。

4.3 Java 多线程

方法一：继承 Thread 类，重写 run 方法；

方法二：实现 Runnable 接口，并实现 run 方法；

方法三：实现 Callable 接口，重写 call 方法；

方法四：使用线程池；

4.4 run 和 start 区别

start 方法启动线程后，线程为就绪状态，JVM通过调用线程的 run 方法完成实际的操作。run 方法结束后线程终止。

直接调用 run 方法只会作为普通的函数调用，程序中仍然只有主线程一个线程。

4.5 多线程同步

方法一：Synchronized 关键字，保证同一时间仅有一个线程访问；

方法二：JDK5 新增了 Lock 接口

4.6 Lock

ReentrantLock:重入锁，是指在同一线程中，外部方法获得锁后，内部方法仍然可以回去该锁，若锁不具有可重入性会导致死锁。其持有的是对象监视器。借助 Condition 可以实现等待 / 通知模型。

ReentrantReadWriteLock：将锁分为读锁和写锁，读锁可以在没有写锁的时候被多个线程持有，只有写锁是独占的。如果写锁被一个线程占用，其他线程无论是想要获取读锁还是写锁，都必须等待写锁被释放。

4.7 synchronized 与 lock 的异同

1. synchronized 是托管给 jvm 执行的，lock 的锁定是代码控制的。

2. 资源竞争不激烈的情况下 synchronized 性能更优；资源竞争激烈时 synchronized 性能降低较多。

3. Lock 需要手动控制锁的释放。

4. synchronized 修饰方法时，静态 static 方法持有的是类锁，非静态方法持有的是对象锁。

4.8 sleep 和 wait 的区别

1. sleep 是用来控制自身流程的，wait 用于线程间的通讯。

2. sleep 不释放锁；wait 释放锁；

4.8 补充 - yield

Thread.yield() 方法可以让当前线程放弃当前的CPU时间片，但这并不意味着当前线程会立即停止执行。实际上，yield 方法只是提示线程调度器（Thread Scheduler），当前线程愿意让出对CPU的使用，但是否真的会立即让出CPU时间片，取决于线程调度器的实现和当前的线程调度策略。

4.9 终止线程

stop()：释放线程已经锁定的资源，可能会导致程序执行的不确定性。

suspend()：由于不会释放锁容易发生死锁。

一般建议让线程自行结束。或者设置一个标记位结束（线程处于非运行状态可以触发异常来安全结束线程）

4.10 死锁

必要条件

1. 互斥：资源具有排他性。

2. 请求和保持：线程至少已经持有一个资源并申请新的资源。

3.不剥夺：已获得的资源未释放时不可被剥夺。

4.环路等待。

4.11 守护线程 Daemon

JVM 中只有守护线程在运行时，JVM会自动关闭。

4.12 Join

线程合并：调用该方法的线程执行完 run() 后再执行 join 后的代码。

4.13 线程抛出的异常

线程抛出的异常无法使用 try/catch 捕捉。JDK 5 提供了Thread.UncaughtExceptionHandler 来处理线程中未被捕获的异常。

4.14 线程池

ThreadPoolExecutor 是 ExecutorService 的一个实现。可以最大化利用线程空闲时间和空间。

处理任务的流程：

1. 线程池的线程数量小于 corePoolSize ，创建新线程执行任务。

2. 线程池的数量大于 corePoolSize，暂时把任务存到工作队列等待。

3. 工作队列也满了，线程数小于最大限制，创建新线程执行，若已经超过最大限制，执行拒绝策略。

newFixedThreadPool: 线程池大小固定。

newCachedThreadPool：线程池基本大小为 0，空闲线程会在60s内销毁。每个新任务都会有线程执行。适用于执行速度较快且较小的场景。线程池的大小完全依赖 JVM 能创建的最大线程大小。

newSingleThreadExecutor：单线程的线程池。

newScheduledThreadPool：可以按一定的周期执行任务。

4.15 ThreadLocal

threadLocal.get 获取到的值对每个线程是唯一的。

线程被创建时，线程的对象存储在堆中，栈中存放引用；ThreadLocal 对象被初始化时，存储在堆中的，同时栈中保存引用。当 ThreadLocal 的方法被调用时， JVM会根据引用找到实例，查看 ThreadLocalMap 实例是否被创建并初始化使用。即 ThreadLocal 会把指定值和当前线程绑定在一个 map 里。