面试之 Java 并发编程(一)

tech2022-08-12  124

1、在java 中守护线程和本地线程区别? java 中的线程分为两种: 守护线程( Daemon) 和用户线程( User)。

学过Unix开发但是没有细致学习Java的同学们会疑惑了,操作系统里面是没有所谓的守护线程的概念,只有守护进程一说,但是Java语言机制是构建在JVM的基础之上的,意思是Java平台把操作系统的底层给屏蔽起来,所以它可以在它自己的虚拟的平台里面构造出对自己有利的机制,而语言或者说平台的设计者多多少少是收到Unix思想的影响

任何线程都可以设置为守护线程和用户线程,通过方法 Thread.setDaemon(bool on); 默认为false,  传true 则把该线程设置为守护线程,反之则为用户线程。Thread.setDaemon() 必须在 Thread.start()之前调用, 否则运行时会抛出异常。 两者的区别: 唯一的区别是判断虚拟机(JVM)何时离开,Daemon 是为其他线程提供服务,如果全部的 User Thread 已经撤离, Daemon 没有可服务的线程, JVM 撤离。也可以理解为守护线 程是 JVM 自动创建的线程( 但不一定), 用户线程是程序创建的线程; 比如 JVM 的垃 圾回收线程是一个守护线程, 当所有线程已经撤离, 不再产生垃圾, 守护线程自然就没 事可干了, 当垃圾回收线程是 Java 虚拟机上仅剩的线程时, Java 虚拟机会自动离开。 扩展: Thread Dump 打印出来的线程信息, 含有 daemon 字样的线程即为守护进程, 可能会有:服务守护进程、编译守护进程、windows 下的监听 Ctrl+break 的守护进程、 Finalizer 守护进程、引用处理守护进程、GC 守护进程

有几点需要注意:

1)、thread.setDaemon(true)必须在thread.start()之前设置,否则会跑出一个IllegalThreadStateException异常。你不能把正在运行的常规线程设置为守护线程。  (备注:这点与守护进程有着明显的区别,守护进程是创建后,让进程摆脱原会话的控制+让进程摆脱原进程组的控制+让进程摆脱原控制终端的控制;所以说寄托于虚拟机的语言机制跟系统级语言有着本质上面的区别)

2)、 在Daemon线程中产生的新线程也是Daemon的。  (这一点又是与守护线程有着本质的区别了:守护进程fork()出来的子进程不再是守护进程,尽管它把父进程的进程相关信息复制过去了,但是子进程的进程的父进程不是init进程,所谓的守护进程本质上说就是“父进程挂掉,init收养,然后文件0,1,2都是/dev/null,当前目录到/”)

3)、不是所有的应用都可以分配给Daemon线程来进行服务,比如读写操作或者计算逻辑。因为在Daemon Thread还没来的及进行操作时,虚拟机可能已经退出了。

2、线程与进程的区别?

进程是操作系统分配资源的最小单元, 线程是操作系统调度的最小单元。一个程序 至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。

 

3、什么是多线程中的上下文切换?

java支持多线程,那么为什么要设计多线程: 

单任务:

任务1执行10秒,10秒之后,再可以执行任务2.任务2必须等待任务1执行完成后,才可以执行,系统运行效率大大降低单任务的特点就是排队执行,也就是同步执行

多任务多线程:

cpu就可以在任务1 和任务2 之间来回切换,任务2 就不必等待10秒之后执行系统运行效率大大提高使用多线程也就是使用异步

注意

多线程是异步的,所以千万不要把编译器里代码的顺序当成线程执行顺序,线程被调用的时机是随机的

多线程会共同使用一组计算机上的 CPU,而线程数大于给程序分配的 CPU 数量时, 为了让各个线程都有执行的机会,就需要轮转使用 CPU。不同的线程切换使用 CPU 发生的切换数据等就是上下文切换。

 

4、死锁与活锁的区别,死锁与饥饿的区别? '

死锁: 是指两个或两个以上的进程( 或线程) 在执行过程中, 因争夺资源而造成的一 种互相等待的现象, 若无外力作用, 它们都将无法推进下去。

产生死锁的必要条件: 1、互斥条件: 所谓互斥就是进程在某一时间内独占资源。 2、请求与保持条件: 一个进程因请求资源而阻塞时, 对已获得的资源保持不放。 3、不剥夺条件:进程已获得资源, 在末使用完之前, 不能强行剥夺。 4、循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

活锁: 任务或者执行者没有被阻塞, 由于某些条件没有满足, 导致一直重复尝试, 失 败, 尝试, 失败。 活锁和死锁的区别在于,处于活锁的实体是在不断的改变状态,所谓的“ 活”, 而处于 死锁的实体表现为等待; 活锁有可能自行解开, 死锁则不能。

饥饿: 一个或者多个线程因为种种原因无法获得所需要的资源, 导致一直无法执行的状 态。

Java 中导致饥饿的原因: 1、高优先级线程吞噬所有的低优先级线程的 CPU 时间。 2、线程被永久堵塞在一个等待进入同步块的状态,因为其他线程总是能在它之前 持续地对 该同步块进行访问。 3、线程在等待一个本身也处于永久等待完成的对象(比如调用这个对象的 wait 方法), 因 为其他线程总是被持续地获得唤醒。

 

5、Java 中用到的线程调度算法是什么?

单 CPU计算机而已,在任意时刻只能执行一条机器指令,每个线程只有获得

CPU 的使用权才能执行指令.所谓多线程的并发运行,其实是指从宏观上看,各个线

程轮流获得 CPU 的使用权,分别执行各自的任务.在运行池中,会有多个处于就绪状

态的线程在等待 CPU,JAVA 虚拟机的一项任务就是负责线程的调度,线程调度是指

按照特定机制为多个线程分配 CPU 的使用权.

有两种调度模型:分时调度模型和抢占式调度模型。

分时调度模型是指让所有的线程轮流获得 cpu 的使用权,并且平均分配每个线程占用的 CPU 的时间片这个也比较好理解。

java 虚拟机采用抢占式调度模型,是指优先让可运行池中优先级高的线程占用CPU,如果可运行池中的线程优先级相同,那么就随机选择一个线程,使其占用CPU。处于运行状态的线程会一直运行,直至它不得不放弃 CPU。

采用时间片轮转的方式。可以设置线程的优先级, 会映射到下层的系统上面的优先级上, 如非特别需要, 尽量不要用, 防止线程饥饿

6、什么是线程组,为什么在Java 中不推荐使用?

ThreadGroup 类,可以把线程归属到某一个线程组中,线程组中可以有线程对象, 也可以 有线程组, 组中还可以有线程, 这样的组织结构有点类似于树的形式。 为什么不推荐使用? 因为使用有很多的安全隐患吧, 没有具体追究, 如果需要使用, 推荐使用线程池。

 

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