【高并发】关于线程池,蚂蚁金服面试官问了我这些内容!!

写在前面

最近,一名读者去蚂蚁金服面试,面试官问了他关于乐观锁和悲观锁的问题,幸亏他看了我的【高并发专题】文章,结果是替这名读者高兴!现就部分面试题目总结成文,供小伙伴们参考。

小伙伴们可以关注 冰河技术 微信公众号来学习【高并发专题】,学习超硬核知识技能,跳槽大厂,升级加薪,指日可待!

面试汇总

Java中的线程池是如何实现的?

在Java中,所谓的线程池中的“线程”,其实是被抽象为了一个静态内部类Worker,它基于AQS实现,存放在线程池的HashSetworkers成员变量中;而需要执行的任务则存放在成员变量workQueue(BlockingQueueworkQueue)中。这样,整个线程池实现的基本思想就是、从workQueue中不断取出需要执行的任务,放在Workers中进行处理。

创建线程池的几个核心构造参数?

Java中的线程池的创建其实非常灵活,我们可以通过配置不同的参数,创建出行为不同的线程池,这几个参数包括:

  • corePoolSize:线程池的核心线程数。
  • maximumPoolSize:线程池允许的最大线程数。
  • keepAliveTime:超过核心线程数时闲置线程的存活时间。
  • workQueue:任务执行前保存任务的队列,保存由execute方法提交的Runnable任务。

线程池中的线程是怎么创建的?是一开始就随着线程池的启动创建好的吗?

显然不是的。线程池默认初始化后不启动Worker,等待有请求时才启动。每当我们调用execute()方法添加一个任务时,线程池会做如下判断:

如果正在运行的线程数量小于corePoolSize,那么马上创建线程运行这个任务;

如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize,那么将这个任务放入队列;

如果这时候队列满了,而且正在运行的线程数量小于maximumPoolSize,那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务;

如果队列满了,而且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize,那么线程池会抛出异常RejectExecutionException。

当一个线程完成任务时,它会从队列中取下一个任务来执行。当一个线程无事可做,超过一定的时间(keepAliveTime)时,线程池会判断。如果当前运行的线程数大于corePoolSize,那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后,它最终会收缩到corePoolSize的大小。

既然提到可以通过配置不同参数创建出不同的线程池,那么Java中默认实现好的线程池又有哪些呢?请比较它们的异同。

(1)SingleThreadExecutor线程池这个线程池只有一个核心线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

corePoolSize:1,只有一个核心线程在工作。
maximumPoolSize:1。
keepAliveTime:0L。
workQueue:newLinkedBlockingQueue<Runnable>(),其缓冲队列是无界的。

(2)FixedThreadPool线程池

FixedThreadPool是固定大小的线程池,只有核心线程。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程。FixedThreadPool多数针对一些很稳定很固定的正规并发线程,多用于服务器。

corePoolSize:nThreads
maximumPoolSize:nThreads
keepAliveTime:0L
workQueue:newLinkedBlockingQueue<Runnable>(),其缓冲队列是无界的。

(3)CachedThreadPool线程池CachedThreadPool是无界线程池,如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,那么就会回收部分空闲(60秒不执行任务)线程,当任务数增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。

线程池大小完全依赖于操作系统(或者说JVM)能够创建的最大线程大小。SynchronousQueue是一个是缓冲区为1的阻塞队列。
缓存型池子通常用于执行一些生存期很短的异步型任务,因此在一些面向连接的daemon型SERVER中用得不多。但对于生存期短的异步任务,它是Executor的首选。

corePoolSize:0
maximumPoolSize:Integer.MAX_VALUE
keepAliveTime:60L
workQueue:newSynchronousQueue<Runnable>(),一个是缓冲区为1的阻塞队列。

(4)ScheduledThreadPool线程池ScheduledThreadPool、核心线程池固定,大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。创建一个周期性执行任务的线程池。如果闲置,非核心线程池会在DEFAULT_KEEPALIVEMILLIS时间内回收。

corePoolSize:corePoolSize
maximumPoolSize:Integer.MAX_VALUE
keepAliveTime:DEFAULT_KEEPALIVE_MILLIS
workQueue:newDelayedWorkQueue()

5、如何在Java线程池中提交线程?

线程池最常用的提交任务的方法有两种:

  • execute()、ExecutorService.execute方法接收一个Runable实例,它用来执行一个任务。
  • submit()、ExecutorService.submit()方法返回的是Future对象。可以用isDone()来查询Future是否已经完成,当任务完成时,它具有一个结果,可以调用get()来获取结果。也可以不用isDone()进行检查就直接调用get(),在这种情况下,get()将阻塞,直至结果准备就绪。Java内存模型相关问题

什么是Java的内存模型,Java中各个线程是怎么彼此看到对方的变量的?

Java的内存模型定义了程序中各个变量的访问规则,即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中取出这样的底层细节。此处的变量包括实例字段、静态字段和构成数组对象的元素,但是不包括局部变量和方法参数,因为这些是线程私有的,不会被共享,所以不存在竞争问题。

Java中各个线程是怎么彼此看到对方的变量的呢?
Java中定义了主内存与工作内存的概念、所有的变量都存储在主内存,每条线程还有自己的工作内存,保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝。

线程对变量的所有操作(读取、赋值)都必须在工作内存中进行,不能直接读写主内存的变量。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存的变量,线程间变量值的传递需要通过主内存。

请谈谈volatile有什么特点,为什么它能保证变量对所有线程的可见性?

关键字volatile是Java虚拟机提供的最轻量级的同步机制。当一个变量被定义成volatile之后,具备两种特性、

(1)保证此变量对所有线程的可见性。当一条线程修改了这个变量的值,新值对于其他线程是可以立即得知的。而普通变量做不到这一点。
(2)禁止指令重排序优化。普通变量仅仅能保证在该方法执行过程中,得到正确结果,但是不保证程序代码的执行顺序。Java的内存模型定义了8种内存间操作、lock和unlock把一个变量标识为一条线程独占的状态。把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放之后的变量才能被其他线程锁定。read和write把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存,以便load。把store操作从工作内存得到的变量的值,放入主内存的变量中。

load和store把read操作从主内存得到的变量值放入工作内存的变量副本中。把工作内存的变量值传送到主内存,以便write。use和assgin把工作内存变量值传递给执行引擎。将执行引擎值传递给工作内存变量值。volatile的实现基于这8种内存间操作,保证了一个线程对某个volatile变量的修改,一定会被另一个线程看见,即保证了可见性。

既然volatile能够保证线程间的变量可见性,是不是就意味着基于volatile变量的运算就是并发安全的?

显然不是的。基于volatile变量的运算在并发下不一定是安全的。volatile变量在各个线程的工作内存,不存在一致性问题(各个线程的工作内存中volatile变量,每次使用前都要刷新到主内存)。但是Java里面的运算并非原子操作,导致volatile变量的运算在并发下一样是不安全的。

请对比下volatile对比Synchronized的异同。

Synchronized既能保证可见性,又能保证原子性,而volatile只能保证可见性,无法保证原子性。

ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问,防止任务在共享资源上产生冲突。但是ThreadLocal与Synchronized有本质的区别。

Synchronized用于实现同步机制,是利用锁的机制使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问,是一种“以时间换空间”的方式。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本,使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象,根除了对变量的共享,是一种“以空间换时间”的方式。

请谈谈ThreadLocal是怎么解决并发安全的?

ThreadLocal这是Java提供的一种保存线程私有信息的机制,因为其在整个线程生命周期内有效,所以可以方便地在一个线程关联的不同业务模块之间传递信息,比如事务ID、Cookie等上下文相关信息。ThreadLocal为每一个线程维护变量的副本,把共享数据的可见范围限制在同一个线程之内,其实现原理是,在ThreadLocal中有一个Map,用于存储每一个线程的变量的副本。

很多人都说要慎用ThreadLocal,谈谈你的理解,使用ThreadLocal需要注意些什么?

使用ThreadLocal要注意remove!ThreadLocal的实现是基于一个所谓的ThreadLocalMap,在ThreadLocalMap中,它的key是一个弱引用。通常弱引用都会和引用队列配合清理机制使用,但是ThreadLocal是个例外,它并没有这么做。这意味着,废弃项目的回收依赖于显式地触发,否则就要等待线程结束,进而回收相应ThreadLocalMap!这就是很多OOM的来源,所以通常都会建议,应用一定要自己负责remove,并且不要和线程池配

重磅福利

关注「 冰河技术 」微信公众号,后台回复 “设计模式” 关键字领取《深入浅出Java 23种设计模式》PDF文档。回复“Java8”关键字领取《Java8新特性教程》PDF文档。两本PDF均是由冰河原创并整理的超硬核教程,面试必备!!

好了,今天就聊到这儿吧!别忘了点个赞,给个在看和转发,让更多的人看到,一起学习,一起进步!!

写在最后

如果你觉得冰河写的还不错,请微信搜索并关注「 冰河技术 」微信公众号,跟冰河学习高并发、分布式、微服务、大数据、互联网和云原生技术,「 冰河技术 」微信公众号更新了大量技术专题,每一篇技术文章干货满满!不少读者已经通过阅读「 冰河技术 」微信公众号文章,吊打面试官,成功跳槽到大厂;也有不少读者实现了技术上的飞跃,成为公司的技术骨干!如果你也想像他们一样提升自己的能力,实现技术能力的飞跃,进大厂,升职加薪,那就关注「 冰河技术 」微信公众号吧,每天更新超硬核技术干货,让你对如何提升技术能力不再迷茫!

【高并发】关于线程池,蚂蚁金服面试官问了我这些内容!!_第1张图片

你可能感兴趣的:(高并发专题,线程池,面试,蚂蚁金服,面试官,跳槽)