秋招面试突击之-------Java并发篇

秋招面试突击之-------Java并发篇

一、Java如何开启线程？如何保证线程安全？

引申问题：进程和线程的区别：进程是操作系统分配资源的最小单位，线程是OS进行任务分配的最小单元，线程隶属于进程；

• 如可开启线程：
  • 继承Thread类，重写run方法，调用start方法
  • 实现Runnable接口。实现run方法
  • 实现callable接口，实现call方法；可以获得线程返回值，通过FutureTask创建一个线程，获取返回值
  • 线程池创建开启线程；必须很熟悉才能说

为什么设计这几种？：JDK考虑单继承多实现的机制，

• 如何保证线程安全： 加锁；

引申-----什么锁，如何加锁？-----synchronized 和 Lock；----引发出一系列锁的问题；

二、Volatile和synchornized区别？DCL单例模式为什么要加Volatile?

• volatile:两个点：只能保证可见性和防止指令重排；不保证原子性；

可见性：多个线程访问同一资源变量，该资源变量发生变化后，会触发总线嗅探机制，通过Cpu缓存一致性协议将线程中的内存副本中的缓存行变为失效状态，导致该线程主动重新到主内存load到变量副本中！从而保证可见性；—底层汇编lock指令；

**指令重排：**JVM优化代码的一种手段，通过volatile修饰的变量周围代码段不会发生指令重排，求其原理是底层通过Lock指令添加内存屏障；从而实现防止指令重排； 这也是单例模式加volatile的原因；通过防止 指令重排阻止其他线程读取到半初始化的对象！

指令重排遵从的原则：as-if-serial; happends-before

• Synchornized: 用来加锁，适用于一个线程写多个线程读。

三、Java线程锁机制？偏向锁、轻量级锁、重量级锁区别？锁机制的升级？

引申–synchornized关键字，通过资源的竞争触发的锁升级操作

锁操作：对象的对象头；锁对象的标记位；通过标记对象的markword；在其他线程读取该对象的markword就可知道该对象的锁状态！状态分为下面几种，无锁（001）

• 偏向锁（101）：少量线程有序访问共享资源，线程获取偏向锁，偏向锁其实没有上锁，只是标记该资源被某一线程占用，如果触发竞争了，竞争的线程获取锁失败，就会升级为轻量级锁；
• 轻量级锁（00）：所谓轻量级锁，就是线程在自旋等待锁的行为，自旋由cpu控制，因此自旋行为消耗cpu，正是因为这样，当自旋线程变多后，cpu的占用率升高，自此升级为重量级锁防止cpu处理这些大量的无意义的自旋行为；亦或者线程自旋次数超过某一个阈值也会膨胀为重量级锁，
• 重量级锁（10）：重量级锁不是JVM来控制，而是上报OS，来处理，OS的处理方式非常霸道，将所有等待线程挂起，将之挂起等待唤醒，从而又带来了CPU上下文切换的开销；效率比较低；在1.6之前都是以这种方式处理；

JVM底层优化机制: -XX:UseBiasedLocking : 是否打开偏向锁；默认不打开；等过了四秒之后new出的对象都加上了偏向锁；

四、AQS，AQS如何实现可重入锁

• AQS：JDK 提供的线程同步框架；李二狗开发；基于Lock接口实现锁机制； 核心：通过一个state信号量以及双向循环链表；线程排队，通过state信号量规范控制线程排队或放行；在不同的场景下有不同的意义；

• 可重入锁：同一个线程多次进入同一个加锁的代码段，state表示加锁次数，0表示无锁，加一次锁就+1，释放锁就-1；

五、如何保证多个线程同时执行、依次执行、有序交错执行？

考察并发工具；countdownlatch、cylicBarrier、Semaphore。

countDownlatch:线程同时执行,同一起跑线；（同时执行）

cylicBarrier：定义座位数，等座位站满了就走（同时执行）

Semaphore：给线程分配不同的重要性，定义信号数量，给线程定义权重，线程必须获得相应的信号数量才能执行；（依次执行，交错执行）

六、如何对一个字符串快速进行排序？

含义;考察fork/join框架，分而治之！其实就是归并排序，但是使用并发执行；

• 拆分Fork：也就是归并排序中的二分数组的过程，不断二分将任务提交到pool中；直到拆分成长度<= 2之后才是进行计算，
• 汇总Join：归并中的合并阶段，充分调用cpu资源并行实现合并操作！

七、线程池，拒绝策略

• 线程池创建 ：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue,  ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler)
    corePoolSize -- 核心线程容量
    maximumPoolSize -- 最大线程容量
    keepAliveTime -- 线程无任务的存活时间
    unit -- 时间
    workQueue -- 阻塞队列
    threadFactory -- 线程工厂
    handler -- 拒绝策略

• 执行流程 ： 主线程提交任务到线程池，线程池判断是否有核心线程，如果没有就创建，直到核心线程数到达corePoolSize，随后的任务会被放在workQueue阻塞队列中进行排队，核心线程执行完毕后会从队列中获取任务；如果提交任务时队列已经满了，就会创建非核心线程来执行任务，如果队列满了，线程数也满了，就会启动拒绝策略；
• 核心方法：addWorker方法