Java并发编程问题是面试过程中很容易遇到的问题，提前准备是解决问题的最好办法，将试题总结起来，时常查看会有奇效。
现在有T1、T2、T3三个线程，你怎样保证T2在T1执行完后执行，T3在T2执行完后执行？
这个线程问题通常会在第一轮或电话面试阶段被问到，目的是检测你对”join”方法是否熟悉。这个多线程问题比较简单，可以用join方法实现。
核心：
thread.Join把指定的线程加入到当前线程，可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程。
比如在线程B中调用了线程A的Join()方法，直到线程A执行完毕后，才会继续执行线程B。
想要更深入了解，建议看一下join的源码，也很简单的，使用wait方法实现的。
t.join(); //调用join方法，等待线程t执行完毕
t.join(1000); //等待 t 线程，等待时间是1000毫秒。
代码实现：
public static void main(String[] args) {
method01();
method02();
}
/**
* 第一种实现方式，顺序写死在线程代码的内部了，有时候不方便
*/
private static void method01() {
Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override public void run() {
System.out.println("t1 is finished");
}
});
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override public void run() {
try {
t1.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("t2 is finished");
}
});
Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
@Override public void run() {
try {
t2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("t3 is finished");
}
});
t3.start();
t2.start();
t1.start();
}
/**
* 第二种实现方式，线程执行顺序可以在方法中调换
*/
private static void method02(){
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完成");
}
};
Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
Thread t2 = new Thread(runnable, "t2");
Thread t3 = new Thread(runnable, "t3");
try {
t1.start();
t1.join();
t2.start();
t2.join();
t3.start();
t3.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
在Java中Lock接口比synchronized块的优势是什么？你需要实现一个高效的缓存，它允许多个用户读，但只允许一个用户写，以此来保持它的完整性，你会怎样去实现它？
这个题的原答案我认为不是很全面。
Lock接口 和 ReadWriteLock接口 如下：
public interface Lock {
void lock();
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
boolean tryLock();
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
void unlock();
Condition newCondition();
}
public interface ReadWriteLock {
Lock readLock();
Lock writeLock();
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
整体上来说Lock是synchronized的扩展版，Lock提供了无条件的、可轮询的(tryLock方法)、定时的(tryLock带参方法)、可中断的(lockInterruptibly)、可多条件队列的(newCondition方法)锁操作。另外Lock的实现类基本都支持非公平锁(默认)和公平锁，synchronized只支持非公平锁，当然，在大部分情况下，非公平锁是高效的选择。
ReadWriteLock是对Lock的运用，具体的实现类是 ReentrantReadWriteLock ，下面用这个类来实现读写类型的高效缓存：
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;
/**
* 用ReadWriteLock读写锁来实现一个高效的Map缓存
* Created by LEO on 2017/10/30.
*/
public class ReaderAndWriter<K, V> {
private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
private final Lock readLock = lock.readLock();
private final Lock writeLock = lock.writeLock();
private final Map map;
public ReaderAndWriter(Map map) {
this.map = map;
}
/************* 这是用lock()方法写的 ********************/
/************* 这是用tryLock()方法写的 ********************/
public V put(K key, V value){
while (true){
if(writeLock.tryLock()){
try {
System.out.println("put "+ key +" = " + value);
return map.put(key, value);
}finally {
writeLock.unlock();
}
}
}
}
public V get(K key){
while (true){
if (readLock.tryLock()) {
try {
V v = map.get(key);
System.out.println("get "+ key +" = " + v);
return v;
} finally {
readLock.unlock();
}
}
}
}
/******************** 下面是测试区 *********************************/
public static void main(String[] args) {
final ReaderAndWriter rw = new ReaderAndWriter<>(new HashMap<>());
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
exec.execute(new TestRunnable(rw));
}
exec.shutdown();
}
static class TestRunnable implements Runnable{
private final ReaderAndWriter rw;
private final String KEY = "x";
TestRunnable(ReaderAndWriter rw) {
this.rw = rw;
}
@Override
public void run() {
Random random = new Random();
int r = random.nextInt(100);
if (r < 30){
rw.put(KEY, r);
} else {
rw.get(KEY);
}
}
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
在java中wait和sleep方法的不同？
通常会在电话面试中经常被问到的Java线程面试问题。
最大的不同是在等待时wait会释放锁，而sleep一直持有锁。Wait通常被用于线程间交互，sleep通常被用于暂停执行。
此处我想理一下Java多线程的基础知识：
- Java的多线程锁是挂在对象上的，并不是在方法上的。即每个对象都有一个锁，当遇到类似synchronized的同步需要时，就会监视(monitor)每个想使用本对象的线程按照一定的规则来访问，规则也就是在同一时间内只能有一个线程能访问此对象。
- Java中获取锁的单位是线程。当线程A获取了对象B的锁，也就是对象B的持有标记上写的是线程A的唯一标识，在需要同步的情况下的话，只有线程A能访问对象B。
- Thread常用方法有：start/stop/yield/sleep/interrupt/join等，他们是线程级别的方法，所以并不会太关心锁的具体逻辑。
- Object的线程有关方法是：wait/wait(事件参数)/notify/notifyAll，他们是对象的方法，所以使用的时候就有点憋屈了，必须当前线程获取了本对象的锁才能使用，否则会报异常。但他们能更细粒度的控制锁，可以释放锁。
用Java实现阻塞队列。
这是一个相对艰难的多线程面试问题，它能达到很多的目的。第一，它可以检测侯选者是否能实际的用Java线程写程序；第二，可以检测侯选者对并发场景的理解，并且你可以根据这个问很多问题。如果他用wait()和notify()方法来实现阻塞队列，你可以要求他用最新的Java 5中的并发类来再写一次。
下面是实现了阻塞的take和put方法的阻塞队列（分别用synchronized 和 wait/notify 实现）：
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class MyBlocingQueue {
private final List list;
private final int limit;
public MyBlocingQueue(int limit) {
this.limit = limit;
this.list = new LinkedList();
}
public synchronized void put(E e){
while (list.size() == limit){
try {
wait();
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
}
System.out.println("list : " + list.toString());
System.out.println("put : " + e);
list.add(e);
notifyAll();
}
public synchronized E take() {
while (list.size() == 0){
try {
wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("list : " + list.toString());
E remove = (E) list.remove(0);
System.out.println("take : " + remove);
notifyAll();
return remove;
}
public static void main(String[] args) {
final MyBlocingQueue myBlocingQueue = new MyBlocingQueue(10);
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
exec.execute(new TestRunnable(myBlocingQueue));
}
exec.shutdown();
}
static class TestRunnable implements Runnable{
private final MyBlocingQueue myBlocingQueue;
TestRunnable(MyBlocingQueue myBlocingQueue) {
this.myBlocingQueue = myBlocingQueue;
}
@Override
public void run() {
Random random = new Random();
int r = random.nextInt(100);
if (r < 30){
myBlocingQueue.put(r);
} else {
myBlocingQueue.take();
}
}
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
BlockingQueue介绍：
Java5中提供了BlockingQueue的方法，并且有几个实现，在此介绍一下。
BlockingQueue 具有 4 组不同的方法用于插入、移除以及对队列中的元素进行检查。如果请求的操作不能得到立即执行的话，每个方法的表现也不同。这些方法如下：
| Throws exception |
Special value |
Blocks |
Times out |
| add(e) |
offer(e) |
put(e) |
offer(Object, long, TimeUnit) |
| remove() |
poll() |
take() |
poll(long, TimeUnit) |
| element() |
peek() |
|
|
- Throws exception 抛异常：如果试图的操作无法立即执行，抛一个异常。
- Special value 特定值：如果试图的操作无法立即执行，返回一个特定的值(常常是 true / false)
- Blocks 阻塞：如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行。
- Times out 超时：如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行，但等待时间不会超过给定值。返回一个特定值以告知该操作是否成功(典型的是true / false)。
BlockingQueue 的实现类
- ArrayBlockingQueue：ArrayBlockingQueue 是一个有界的阻塞队列，其内部实现是将对象放到一个数组里。有界也就意味着，它不能够存储无限多数量的元素。它有一个同一时间能够存储元素数量的上限。你可以在对其初始化的时候设定这个上限，但之后就无法对这个上限进行修改了(译者注：因为它是基于数组实现的，也就具有数组的特性：一旦初始化，大小就无法修改)。
- DelayQueue：DelayQueue 对元素进行持有直到一个特定的延迟到期。注入其中的元素必须实现 java.util.concurrent.Delayed 接口。
- LinkedBlockingQueue：LinkedBlockingQueue 内部以一个链式结构(链接节点)对其元素进行存储。如果需要的话，这一链式结构可以选择一个上限。如果没有定义上限，将使用 Integer.MAX_VALUE 作为上限。
- PriorityBlockingQueue：PriorityBlockingQueue 是一个无界的并发队列。它使用了和类 java.util.PriorityQueue 一样的排序规则。你无法向这个队列中插入 null 值。所有插入到 PriorityBlockingQueue 的元素必须实现 java.lang.Comparable 接口。因此该队列中元素的排序就取决于你自己的 Comparable 实现。
- SynchronousQueue：SynchronousQueue 是一个特殊的队列，它的内部同时只能够容纳单个元素。如果该队列已有一元素的话，试图向队列中插入一个新元素的线程将会阻塞，直到另一个线程将该元素从队列中抽走。同样，如果该队列为空，试图向队列中抽取一个元素的线程将会阻塞，直到另一个线程向队列中插入了一条新的元素。据此，把这个类称作一个队列显然是夸大其词了。它更多像是一个汇合点。
BlocingQueue的实现大多是通过 lock锁的多条件（condition）阻塞控制，下面我们自己写一个简单版：
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class MyBlocingQueue2 {
private final List list;
private final int limit;
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition notFull = lock.newCondition();
private final Condition notEmpty = lock.newCondition();
public MyBlocingQueue2(int limit) {
this.limit = limit;
this.list = new LinkedList();
}
public void put(E e) throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (list.size() == limit){
notFull.await();
}
list.add(e);
notEmpty.signalAll();
}finally {
lock.unlock();
}
}
public E take() throws InterruptedException {
lock.lock();
try {
while (list.size() == 0){
notEmpty.await();
}
E remove = (E) list.remove(0);
notFull.signalAll();
return remove;
}finally {
lock.unlock();
}
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
用Java写代码来解决生产者——消费者问题。
与上面的问题很类似，但这个问题更经典，有些时候面试都会问下面的问题。在Java中怎么解决生产者——消费者问题，当然有很多解决方法，我已经分享了一种用阻塞队列实现的方法。有些时候他们甚至会问怎么实现哲学家进餐问题。
生产者、消费者有很多的实现方法：
- 用wait() / notify()方法
- 用Lock的多Condition方法
- BlockingQueue阻塞队列方法
可以发现在上面实现阻塞队列题中，BlockingQueue的实现基本都用到了类似的实现，将BlockingQueue的实现方式稍微包装一下就成了一个生产者-消费者模式了。
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
public class ProduceAndConsumer {
public static void main(String[] args) {
final BlockingQueue list = new ArrayBlockingQueue(10);
Procude procude = new Procude(list);
Consumer consumer = new Consumer(list);
procude.start();
consumer.start();
}
static class Procude extends Thread{
private final BlockingQueue list;
Procude(BlockingQueue list) {
this.list = list;
}
@Override public void run() {
while(true){
try {
Integer take = list.take();
System.out.println("消费数据：" + take);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
static class Consumer extends Thread{
private final BlockingQueue list;
Consumer(BlockingQueue list) {
this.list = list;
}
@Override public void run() {
while (true){
try {
int i = new Random().nextInt(100);
list.put(i);
System.out.println("生产数据：" + i);
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
此处不再详细地写另外几种实现方式了：wait() / notify()方法、Lock的多Condition方法、信号量等，甚至可以考虑用CyclicBarrier、CountDownLatch也可以实现生产者-消费者的，难易程度、效率不一样罢了。
用Java写一个会导致死锁的程序，你将怎么解决？
这是我最喜欢的Java线程面试问题，因为即使死锁问题在写多线程并发程序时非常普遍，但是很多侯选者并不能写deadlock free code（无死锁代码？），他们很挣扎。只要告诉他们，你有N个资源和N个线程，并且你需要所有的资源来完成一个操作。为了简单这里的n可以替换为2，越大的数据会使问题看起来更复杂。通过避免Java中的死锁来得到关于死锁的更多信息。
/**
* 简单死锁程序
* lockA、lockB分别是两个资源，线程A、B必须同是拿到才能工作
* 但A线程先拿lockA、再拿lockB
* 线程先拿lockB、再拿lockA
* @author xuexiaolei
* @version 2017年11月01日
*/
public class SimpleDeadLock {
public static void main(String[] args) {
Object lockA = new Object();
Object lockB = new Object();
A a = new A(lockA, lockB);
B b = new B(lockA, lockB);
a.start();
b.start();
}
static class A extends Thread{
private final Object lockA;
private final Object lockB;
A(Object lockA, Object lockB) {
this.lockA = lockA;
this.lockB = lockB;
}
@Override public void run() {
synchronized (lockA){
try {
Thread.sleep(1000);
synchronized (lockB){
System.out.println("Hello A");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
static class B extends Thread{
private final Object lockA;
private final Object lockB;
B(Object lockA, Object lockB) {
this.lockA = lockA;
this.lockB = lockB;
}
@Override public void run() {
synchronized (lockB){
try {
Thread.sleep(1000);
synchronized (lockA){
System.out.println("Hello B");
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
产生死锁的四个必要条件：
- 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
- 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。
- 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
- 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。
如何避免死锁？
- 从死锁的四个必要条件来看，破坏其中的任意一个条件就可以避免死锁。但互斥条件是由资源本身决定的，不剥夺条件一般无法破坏，要实现的话得自己写更多的逻辑。
- 避免无限期的等待：用Lock.tryLock(),wait/notify等方法写出请求一定时间后，放弃已经拥有的锁的程序。
- 注意锁的顺序：以固定的顺序获取锁，可以避免死锁。
- 开放调用：即只对有请求的进行封锁。你应当只想你要运行的资源获取封锁，比如在上述程序中我在封锁的完全的对象资源。但是如果我们只对它所属领域中的一个感兴趣，那我们应当封锁住那个特殊的领域而并非完全的对象。
- 最后，如果能避免使用多个锁，甚至写出无锁的线程安全程序是再好不过了。
什么是原子操作，Java中的原子操作是什么？
非常简单的java线程面试问题，接下来的问题是你是否需要同步一个原子操作。
原子操作是不可分割的操作，一个原子操作中间是不会被其他线程打断的，所以不需要同步一个原子操作。
多个原子操作合并起来后就不是一个原子操作了，就需要同步了。
i++不是一个原子操作，它包含 读取-修改-写入 操作，在多线程状态下是不安全的。
另外，java内存模型允许将64位的读操作或写操作分解为2个32位的操作，所以对long和double类型的单次读写操作并不是原子的，注意使用volitile使他们成为原子操作。
Java中的volatile关键是什么作用？怎样使用它？在Java中它跟synchronized方法有什么不同？
自从Java 5和Java内存模型改变以后，基于volatile关键字的线程问题越来越流行。应该准备好回答关于volatile变量怎样在并发环境中确保可见性。
volatile关键字的作用是：保证变量的可见性。
在java内存结构中，每个线程都是有自己独立的内存空间(此处指的线程栈)。当需要对一个共享变量操作时，线程会将这个数据从主存空间复制到自己的独立空间内进行操作，然后在某个时刻将修改后的值刷新到主存空间。这个中间时间就会发生许多奇奇怪怪的线程安全问题了，volatile就出来了，它保证读取数据时只从主存空间读取，修改数据直接修改到主存空间中去，这样就保证了这个变量对多个操作线程的可见性了。换句话说，被volatile修饰的变量，能保证该变量的 单次读或者单次写 操作是原子的。
但是线程安全是两方面需要的 原子性(指的是多条操作)和可见性。volatile只能保证可见性，synchronized是两个均保证的。
volatile轻量级，只能修饰变量；synchronized重量级，还可修饰方法。
volatile不会造成线程的阻塞，而synchronized可能会造成线程的阻塞。
什么是竞争条件(race condition)？你怎样发现和解决的？
这是一道出现在多线程面试的高级阶段的问题。大多数的面试官会问最近你遇到的竞争条件，以及你是怎么解决的。有些时间他们会写简单的代码，然后让你检测出代码的竞争条件。可以参考我之前发布的关于Java竞争条件的文章。在我看来这是最好的java线程面试问题之一，它可以确切的检测候选者解决竞争条件的经验。关于这方面最好的书是《java并发编程实战》。
竞争条件，在《java并发编程实战》叫做竞态条件：指设备或系统出现不恰当的执行时序，而得到不正确的结果。
下面是个最简单的例子，是一个单例模式实现的错误示范：
@NotThreadSafe
public class LazyInitRace {
private ExpensiveObject instance = null;
public ExpensiveObject getInstance() {
if (instance == null)
instance = new ExpensiveObject();
return instance;
}
}
在上述例子中，表现一种很常见的竞态条件类型:“先检查后执行”。根据某个检查结果来执行进一步的操作，但很有可能这个检查结果是失效的！还有很常见的竞态条件“读取-修改-写入”三连，在多线程条件下，三个小操作并不一定会放在一起执行的。
如何对待竞态条件？
首先，警惕复合操作，当多个原子操作合在一起的时候，并不一定仍然是一个原子操作，此时需要用同步的手段来保证原子性。
另外，使用本身是线程安全的类，这样在很大程度上避免了未知的风险。
你将如何使用thread dump？你将如何分析Thread dump？
在UNIX中你可以使用kill -3，然后thread dump将会打印日志，在windows中你可以使用”CTRL+Break”。非常简单和专业的线程面试问题，但是如果他问你怎样分析它，就会很棘手。
SIGQUIT（kill -3 pid）用来打印Java进程trace，并不会影响程序运行，不用担心他把程序杀死了；SIGUSR1（kill -10 pid）可触发进程进行一次强制GC。
java线程的状态转换介绍
后续分析要用到，所以此处穿插一下这个点：
- 新建状态（New）
用new语句创建的线程处于新建状态，此时它和其他Java对象一样，仅仅在堆区中被分配了内存。
- 就绪状态（Runnable）
当一个线程对象创建后，其他线程调用它的start()方法，该线程就进入就绪状态，Java虚拟机会为它创建方法调用栈和程序计数器。处于这个状态的线程位于可运行池中，等待获得CPU的使用权。
- 运行状态（Running）
处于这个状态的线程占用CPU，执行程序代码。只有处于就绪状态的线程才有机会转到运行状态。
- 阻塞状态（Blocked）
阻塞状态是指线程因为某些原因放弃CPU，暂时停止运行。当线程处于阻塞状态时，Java虚拟机不会给线程分配CPU。直到线程重新进入就绪状态，它才有机会转到运行状态。
阻塞状态可分为以下3种：
- 位于对象等待池中的阻塞状态（Blocked in object’s wait pool）：当线程处于运行状态时，如果执行了某个对象的wait()方法，Java虚拟机就会把线程放到这个对象的等待池中，这涉及到“线程通信”的内容。
- 位于对象锁池中的阻塞状态（Blocked in object’s lock pool）：当线程处于运行状态时，试图获得某个对象的同步锁时，如果该对象的同步锁已经被其他线程占用，Java虚拟机就会把这个线程放到这个对象的锁池中，这涉及到“线程同步”的内容。
- 其他阻塞状态（Otherwise Blocked）：当前线程执行了sleep()方法，或者调用了其他线程的join()方法，或者发出了I/O请求时，就会进入这个状态。
- 死亡状态（Dead）
当线程退出run()方法时，就进入死亡状态，该线程结束生命周期。
我们运行之前的那个死锁代码SimpleDeadLock.java，然后尝试输出信息(/*这是注释，作者自己加的*/)：
2017-11-01 17:36:28
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.144-b01 mixed mode):
"DestroyJavaVM" #13 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000001c88800 nid=0x1c18 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Thread-1" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018d49000 nid=0x17b8 waiting for monitor entry [0x0000000019d7f000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at com.leo.interview.SimpleDeadLock$B.run(SimpleDeadLock.java:56)
- waiting to lock <0x00000000d629b4d8> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000000d629b4e8> (a java.lang.Object)
"Thread-0" #11 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018d44000 nid=0x1ebc waiting for monitor entry [0x000000001907f000]
java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
at com.leo.interview.SimpleDeadLock$A.run(SimpleDeadLock.java:34)
- waiting to lock <0x00000000d629b4e8> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000000d629b4d8> (a java.lang.Object)
"Service Thread" #10 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x0000000018ca5000 nid=0x1264 runnable [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"C1 CompilerThread2" #9 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018c46000 nid=0xb8c waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"C2 CompilerThread1" #8 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018be4800 nid=0x1db4 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"C2 CompilerThread0" #7 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018be3800 nid=0x810 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Monitor Ctrl-Break" #6 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018bcc800 nid=0x1c24 runnable [0x00000000193ce000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171)
at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141)
at sun.nio.cs.StreamDecoder.readBytes(StreamDecoder.java:284)
at sun.nio.cs.StreamDecoder.implRead(StreamDecoder.java:326)
at sun.nio.cs.StreamDecoder.read(StreamDecoder.java:178)
- locked <0x00000000d632b928> (a java.io.InputStreamReader)
at java.io.InputStreamReader.read(InputStreamReader.java:184)
at java.io.BufferedReader.fill(BufferedReader.java:161)
at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:324)
- locked <0x00000000d632b928> (a java.io.InputStreamReader)
at java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:389)
at com.intellij.rt.execution.application.AppMainV2$1.run(AppMainV2.java:64)
"Attach Listener" #5 daemon prio=5 os_prio=2 tid=0x0000000017781800 nid=0x524 runnable [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Signal Dispatcher" #4 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x000000001778f800 nid=0x1b08 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
"Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=1 tid=0x000000001776a800 nid=0xdac in Object.wait() [0x0000000018b6f000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000000d6108ec8> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:143)
- locked <0x00000000d6108ec8> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:164)
at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)
"Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=2 tid=0x0000000017723800 nid=0x1670 in Object.wait() [0x00000000189ef000]
java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0x00000000d6106b68> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)
- locked <0x00000000d6106b68> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)
"VM Thread" os_prio=2 tid=0x000000001771b800 nid=0x604 runnable
"GC task thread#0 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000001c9d800 nid=0x9f0 runnable
"GC task thread#1 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000001c9f000 nid=0x154c runnable
"GC task thread#2 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000001ca0800 nid=0xcd0 runnable
"GC task thread#3 (ParallelGC)" os_prio=0 tid=0x0000000001ca2000 nid=0x1e58 runnable
"VM Periodic Task Thread" os_prio=2 tid=0x0000000018c5a000 nid=0x1b58 waiting on condition
JNI global references: 33
Found one Java-level deadlock:
=============================
"Thread-1":
waiting to lock monitor 0x0000000017729fc8 (object 0x00000000d629b4d8, a java.lang.Object),
which is held by "Thread-0"
"Thread-0":
waiting to lock monitor 0x0000000017727738 (object 0x00000000d629b4e8, a java.lang.Object),
which is held by "Thread-1"
Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"Thread-1":
at com.leo.interview.SimpleDeadLock$B.run(SimpleDeadLock.java:56)
- waiting to lock <0x00000000d629b4d8> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000000d629b4e8> (a java.lang.Object)
"Thread-0":
at com.leo.interview.SimpleDeadLock$A.run(SimpleDeadLock.java:34)
- waiting to lock <0x00000000d629b4e8> (a java.lang.Object)
- locked <0x00000000d629b4d8> (a java.lang.Object)
Found 1 deadlock.
Heap
PSYoungGen total 37888K, used 4590K [0x00000000d6100000, 0x00000000d8b00000, 0x0000000100000000)
eden space 32768K, 14% used [0x00000000d6100000,0x00000000d657b968,0x00000000d8100000)
from space 5120K, 0% used [0x00000000d8600000,0x00000000d8600000,0x00000000d8b00000)
to space 5120K, 0% used [0x00000000d8100000,0x00000000d8100000,0x00000000d8600000)
ParOldGen total 86016K, used 0K [0x0000000082200000, 0x0000000087600000, 0x00000000d6100000)
object space 86016K, 0% used [0x0000000082200000,0x0000000082200000,0x0000000087600000)
Metaspace used 3474K, capacity 4500K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space used 382K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- 118
- 119
- 120
- 121
- 122
- 123
- 124
- 125
- 126
- 127
- 128
- 129
- 130
- 131
- 132
为什么我们调用start()方法时会执行run()方法，为什么我们不能直接调用run()方法？
这是另一个非常经典的java多线程面试问题。这也是我刚开始写线程程序时候的困惑。现在这个问题通常在电话面试或者是在初中级Java面试的第一轮被问到。这个问题的回答应该是这样的，当你调用start()方法时你将创建新的线程，并且执行在run()方法里的代码。但是如果你直接调用run()方法，它不会创建新的线程也不会执行调用线程的代码。
简单点来说：
new一个Thread，线程进入了新建状态;调用start()方法，线程进入了就绪状态，当分配到时间片后就可以开始运行了。
start()会执行线程的相应准备工作，然后自动执行run()方法的内容。是真正的多线程工作。
而直接执行run()方法，会把run方法当成一个mian线程下的普通方法去执行，并不会在某个线程中执行它，这并不是多线程工作。
Java中你怎样唤醒一个阻塞的线程？
这是个关于线程和阻塞的棘手的问题，它有很多解决方法。如果线程遇到了IO阻塞，我并且不认为有一种方法可以中止线程。如果线程因为调用wait()、sleep()、或者join()方法而导致的阻塞，你可以中断线程，并且通过抛出InterruptedException来唤醒它。我之前写的《How to deal with blocking methods in java》有很多关于处理线程阻塞的信息。
这个我们先简单粗暴地对某些阻塞方法进行分类：
- 会抛出InterruptedException的方法：wait、sleep、join、Lock.lockInterruptibly等，针对这类方法，我们在线程内部处理好异常(要不完全内部处理，要不把这个异常抛出去)，然后就可以实现唤醒。
- 不会抛InterruptedException的方法：Socket的I/O,同步I/O，Lock.lock等。对于I/O类型，我们可以关闭他们底层的通道，比如Socket的I/O，关闭底层套接字，然后抛出异常处理就好了;比如同步I/O，关闭底层Channel然后处理异常。对于Lock.lock方法，我们可以改造成Lock.lockInterruptibly方法去实现。
在Java中CycliBarriar和CountdownLatch有什么区别？
这个线程问题主要用来检测你是否熟悉JDK5中的并发包。这两个的区别是CyclicBarrier可以重复使用已经通过的障碍，而CountdownLatch不能重复使用。
还要注意一点的区别：
CountDownLatch : 一个线程(或者多个)， 等待另外N个线程完成某个事情之后才能执行。
CyclicBarrier : N个线程相互等待，任何一个线程完成之前，所有的线程都必须等待。
这样应该就清楚一点了，对于CountDownLatch来说，重点是那个“一个线程”, 是它在等待，而另外那N的线程在把“某个事情”做完之后可以继续等待，可以终止。而对于CyclicBarrier来说，重点是那N个线程，他们之间任何一个没有完成，所有的线程都必须等待。
从api上理解就是CountdownLatch有主要配合使用两个方法countDown()和await()，countDown()是做事的线程用的方法，await()是等待事情完成的线程用个方法，这两种线程是可以分开的(下面例子:CountdownLatchTest2)，当然也可以是同一组线程(下面例子:CountdownLatchTest);CyclicBarrier只有一个方法await(),指的是做事线程必须大家同时等待，必须是同一组线程的工作。
CountdownLatch例子：
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* 线程都准备完成后一起执行的例子
* @author xuexiaolei
* @version 2017年11月02日
*/
public class CountdownLatchTest {
private final static int THREAD_NUM = 10;
public static void main(String[] args) {
CountDownLatch lock = new CountDownLatch(THREAD_NUM);
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
exec.submit(new CountdownLatchTask(lock, "Thread-"+i));
}
exec.shutdown();
}
static class CountdownLatchTask implements Runnable{
private final CountDownLatch lock;
private final String threadName;
CountdownLatchTask(CountDownLatch lock, String threadName) {
this.lock = lock;
this.threadName = threadName;
}
@Override public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(threadName + " 准备完成");
lock.countDown();
try {
lock.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(threadName + " 执行完成");
}
}
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
/**
* 各个线程执行完成后，主线程做总结性工作的例子
* @author xuexiaolei
* @version 2017年11月02日
*/
public class CountdownLatchTest2 {
private final static int THREAD_NUM = 10;
public static void main(String[] args) {
CountDownLatch lock = new CountDownLatch(THREAD_NUM);
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
exec.submit(new CountdownLatchTask(lock, "Thread-"+i));
}
try {
lock.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("大家都执行完成了，做总结性工作");
exec.shutdown();
}
static class CountdownLatchTask implements Runnable{
private final CountDownLatch lock;
private final String threadName;
CountdownLatchTask(CountDownLatch lock, String threadName) {
this.lock = lock;
this.threadName = threadName;
}
@Override public void run() {
System.out.println(threadName + " 执行完成");
lock.countDown();
}
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
CyclicBarrier例子：
import java.util.concurrent.*;
/**
*
* @author xuexiaolei
* @version 2017年11月02日
*/
public class CyclicBarrierTest {
private final static int THREAD_NUM = 10;
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier lock = new CyclicBarrier(THREAD_NUM, new Runnable() {
@Override public void run() {
System.out.println("大家都准备完成了");
}
});
ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) {
exec.submit(new CountdownLatchTask(lock, "Thread-"+i));
}
exec.shutdown();
}
static class CountdownLatchTask implements Runnable{
private final CyclicBarrier lock;
private final String threadName;
CountdownLatchTask(CyclicBarrier lock, String threadName) {
this.lock = lock;
this.threadName = threadName;
}
@Override public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(threadName + " 准备完成");
try {
lock.await();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(threadName + " 执行完成");
}
}
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
什么是不可变对象，它对写并发应用有什么帮助？
另一个多线程经典面试问题，并不直接跟线程有关，但间接帮助很多。这个java面试问题可以变的非常棘手，如果他要求你写一个不可变对象，或者问你为什么String是不可变的。
immutable Objects(不可变对象)就是那些一旦被创建，它们的状态就不能被改变的Objects，每次对他们的改变都是产生了新的immutable的对象，而mutable Objects(可变对象)就是那些创建后，状态可以被改变的Objects.
如何在Java中写出Immutable的类？
1. immutable对象的状态在创建之后就不能发生改变，任何对它的改变都应该产生一个新的对象。
2. immutable类的所有的属性都应该是final的。
3. 对象必须被正确的创建，比如：对象引用在对象创建过程中不能泄露(leak)。
4. 对象应该是final的，以此来限制子类继承父类，以避免子类改变了父类的immutable特性。
5. 如果类中包含mutable类对象，那么返回给客户端的时候，返回该对象的一个拷贝，而不是该对象本身（该条可以归为第一条中的一个特例）
使用Immutable类的好处：
1. Immutable对象是线程安全的，可以不用被synchronize就在并发环境中共享
2.Immutable对象简化了程序开发，因为它无需使用额外的锁机制就可以在线程间共享
3. Immutable对象提高了程序的性能，因为它减少了synchroinzed的使用
4. Immutable对象是可以被重复使用的，你可以将它们缓存起来重复使用，就像字符串字面量和整型数字一样。你可以使用静态工厂方法来提供类似于valueOf（）这样的方法，它可以从缓存中返回一个已经存在的Immutable对象，而不是重新创建一个。
/**
* 不可变对象
* @author xuexiaolei
* @version 2017年11月03日
*/
public class ImmutableObjectPerson {
private final String name;
private final String sex;
public ImmutableObjectPerson(String name, String sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
}
public String getName() {
return name;
}
public String getSex() {
return sex;
}
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
你在多线程环境中遇到的常见的问题是什么？你是怎么解决它的？
多线程和并发程序中常遇到的有Memory-interface、竞争条件、死锁、活锁和饥饿。问题是没有止境的，如果你弄错了，将很难发现和调试。这是大多数基于面试的，而不是基于实际应用的Java线程问题。
此类问题请大家面试的时候提前准备，方便交流，如果实在找不出来，可以想想自己平时解决问题的思路，总结下来告诉考官。
