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目录
第1集 多年开发经验的你是否知道线程+进程+协程的区别
第2集 多年开发经验的你是否可以清晰表达 并发、并行的区别
第3集 新版Java多线程的实现方式你知道多少《上》
第4集 新版Java多线程的实现方式你知道多少《下》
第5集 新版Java线程的状态你知道多少?
第6集 新版Java线程的常见方法你知道多少?
第7集 新版Java线程的状态转换流程图你会画不
第8集 新版Java并发编程核心知识点掌握多少《一》
第9集 新版Java并发编程核心知识点volatile掌握多少 《二》
第10集 新版Java并发编程 指令重排/happens-before 掌握多少《三》
干货文档
简介:是否掌握线程、进程、协程的区别
考点:是否掌握线程、进程、协程的区别
难度【***】
能否解释下什么是进程、线程、协程,他们之间的关系是怎样的
答案:
进程: 本质上是一个独立执行的程序,进程是操作系统进行资源分配和调度的基本概念,操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位
线程:是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位。一个进程中可以并发多个线程,每条线程执行不同的任务,切换受系统控制。
协程: 又称为微线程,是一种用户态的轻量级线程,协程不像线程和进程需要进行系统内核上的上下文切换,协程的上下文切换是由用户自己决定的,有自己的上下文,所以说是轻量级的线程,也称之为用户级别的线程就叫协程,一个线程可以多个协程,线程进程都是同步机制,而协程则是异步
Java的原生语法中并没有实现协程,目前python、Lua和GO等语言支持
关系:一个进程可以有多个线程,它允许计算机同时运行两个或多个程序。线程是进程的最小执行单位,CPU的调度切换的是进程和线程,进程和线程多了之后调度会消耗大量的CPU,CPU上真正运行的是线程,线程可以对应多个协程
协程对于多线程有什么优缺点吗
难度【***】
优点:
非常快速的上下文切换,不用系统内核的上下文切换,减小开销
单线程即可实现高并发,单核CPU可以支持上万的协程
由于只有一个线程,也不存在同时写变量的冲突,在协程中控制共享资源不需要加锁
缺点:
协程无法利用多核资源,本质也是个单线程
协程需要和进程配合才能运行在多CPU上
目前java没成熟的第三方库,存在风险
调试debug存在难度,不利于发现问题
简介:是否清晰表达并发+并行的区别
考点:计算机基础并发、并行概念
难度【**】
说下并发和并行的区别,举些例子说下
并发 concurrency:
一台处理器上同时处理任务, 这个同时实际上是交替处理多个任务,程序中可以同时拥有两个或者多个线程,当有多个线程在操作时,如果系统只有一个CPU,则它根本不可能真正同时进行一个以上的线程,它只能把CPU运行时间划分成若干个时间段,再将时间段分配给各个线程执行
并行 parallellism:
多个CPU上同时处理多个任务,一个CPU执行一个进程时,另一个CPU可以执行另一个进程,两个进程互不抢占CPU资源,可以同时进行
并发指在一段时间内宏观上去处理多个任务。 并行指同一个时刻,多个任务确实真的同时运行。
例子:
并发是一心多用,听课和看电影,但是CPU大脑只有一个,所以轮着来
并行:火影忍者中的影分身,有多个你出现,可以分别做不同的事情
一个项目经理A和3个程序B C D的故事
单线程
并发:A给B讲完需求,B自己去实现,期间A继续给C和D讲,不用等待某个程序员去完成,期间项目经理没空闲下来
并行:直接找3个项目经理分别分配给3个程序员
简介: Java多线程的实现方式和区别
考点:java多线程基础知识
难度:【***】
你知道java里面实现多线程有哪几种方式,有什么不同,比较常用哪种
继承Thread
继承Thread,重写里面run方法,创建实例,执行start
优点:代码编写最简单直接操作
缺点:没返回值,继承一个类后,没法继承其他的类,拓展性差
public class ThreadDemo1 extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("继承Thread实现多线程,名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
}
public static void main(String[] args) {
ThreadDemo1 threadDemo1 = new ThreadDemo1();
threadDemo1.setName("demo1");
threadDemo1.start();
System.out.println("主线程名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
实现Runnable
自定义类实现Runnable,实现里面run方法,创建Thread类,使用Runnable接口的实现对象作为参数传递给Thread对象,调用Strat方法
优点:线程类可以实现多个几接口,可以再继承一个类
缺点:没返回值,不能直接启动,需要通过构造一个Thread实例传递进去启动
public class ThreadDemo2 implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("通过Runnable实现多线程,名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
}
public static void main(String[] args) {
ThreadDemo2 threadDemo2 = new ThreadDemo2();
Thread thread = new Thread(threadDemo2);
thread.setName("demo2");
thread.start();
System.out.println("主线程名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
JDK8之后采用lambda表达式
public static void main(String[] args) {
Thread thread = new Thread(()->{
System.out.println("通过Runnable实现多线程,名称:"+Thread.currentThread().getName());
});
thread.setName("demo2");
thread.start();
System.out.println("主线程名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
简介: Java多线程的实现方式和区别
考点:java多线程基础知识
难度:【** **】
你知道java里面实现多线程有哪几种方式,有什么不同,比较常用哪种
通过Callable和FutureTask方式
创建callable接口的实现类,并实现call方法,结合FutureTask类包装Callable对象,实现多线程
优点:有返回值,拓展性也高
缺点:jdk5以后才支持,需要重写call方法,结合多个类比如FutureTask和Thread类
public class MyTask implements Callable
通过线程池创建线程
自定义Runnable接口,实现run方法,创建线程池,调用执行方法并传入对象
优点:安全高性能,复用线程
缺点: jdk5后才支持,需要结合Runnable进行使用
public class ThreadDemo4 implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("通过线程池+runnable实现多线程,名称:"+Thread.currentThread().getName());
}
}
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
for(int i=0;i<10;i++){
executorService.execute(new ThreadDemo4());
}
System.out.println("主线程名称:"+Thread.currentThread().getName());
//关闭线程池
executorService.shutdown();
}
简介:线程有几种状态有哪些,分别解释下
考点:是否掌握线程常见的状态
难度:【**】
java线程常见的基本状态有哪些,这些状态分别是做什么的
JDK的线程状态分6种,JVM里面9种,我们一般说JDK的线程状态
常见的5种状态
创建(NEW): 生成线程对象,但是并没有调用该对象start(), new Thread()
就绪(Runnable):当调用线程对象的start()方法,线程就进入就绪状态,但是此刻线程调度还没把该线程设置为当前线程,就是没获得CPU使用权。 如果线程运行后,从等待或者睡眠中回来之后,也会进入就绪状态
注意:有些文档把就绪和运行两种状态统一称为 “运行中”
运行(Running)
程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程,即获得CPU使用权,这个时候线程进入运行状态,开始运行run里面的逻辑
阻塞(Blocked)
等待阻塞:进入该状态的线程需要等待其他线程作出一定动作(通知或中断),这种状态的话CPU不会分配过来,他们需要被唤醒,可能也会无限等待下去。比如调用wait(状态就会变成WAITING状态),也可能通过调用sleep(状态就会变成TIMED_WAITING), join或者发出IO请求,阻塞结束后线程重新进入就绪状态
同步阻塞:线程在获取synchronized同步锁失败,即锁被其他线程占用,它就会进入同步阻塞状态
备注:相关资料会用细分下面的状态
等待(WAITING):进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作(通知或中断)。
超时等待(TIMED_WAITING):该状态不同于WAITING,它可以在指定的时间后自行返回
死亡(TERMINATED):一个线程run方法执行结束,该线程就死亡了,不能进入就绪状态
简介:线程有几种状态,他们转化关系是怎样的
考点:常见线程的api操作是否熟悉
难度:【**】
是否了解多线程开发里面常用的方法,sleep/yield/join wait/notify/notifyAll, 分别解释下
sleep
属于线程Thread的方法
让线程暂缓执行,等待预计时间之后再恢复
交出CPU使用权,不会释放锁
进入阻塞状态TIME_WAITGING,睡眠结束变为就绪Runnable
yield
属于线程Thread的方法
t1/t2/t3
暂停当前线程的对象,去执行其他线程
交出CPU使用权,不会释放锁,和sleep类似
作用:让相同优先级的线程轮流执行,但是不保证一定轮流
注意:不会让线程进入阻塞状态,直接变为就绪Runnable,只需要重新获得CPU使用权
join
属于线程Thread的方法
在主线程上运行调用该方法,会让主线程休眠,不会释放已经持有的对象锁
让调用join方法的线程先执行完毕,在执行其他线程
类似让救护车警车优先通过
wait
属于Object的方法
当前线程调用对象的wait方法,会释放锁,进入线程的等待队列
需要依靠notify或者notifyAll唤醒,或者wait(timeout)时间自动唤醒
notify
属于Object的方法
唤醒在对象监视器上等待的单个线程,选择是任意的
notifyAll
属于Object的方法
唤醒在对象监视器上等待的全部线程
简介:线程有几种状态和API,画出转换流程图
考点:常见线程状态和API结合考查
难度:【** **】
看来挺熟悉多线程的,那你画下线程的状态转换图和这些转换过程常用的api也标记下
简介:并发编程常见知识点考查
考点:并发编程常见知识点考查
难度:【***】
平时业务代码里面使用过多线程吗,能举例几个多线程的业务场景吗?
异步任务:用户注册、记录日志
定时任务:定期备份日志、备份数据库
分布式计算:Hadoop处理任务mapreduce,master-wark(单机单进程)
服务器编程:Socket网络编程,一个连接一个线程
能举几个不是线程安全的数据结构吗?
HashMap、ArrayList、LinkedList
在Java中可以有哪些方法来保证线程安全
加锁,比如synchronize/ReentrantLock
使用volatile声明变量,轻量级同步,不能保证原子性(需要解释)
使用线程安全类(原子类AtomicXXX,并发容器,同步容器 CopyOnWriteArrayList/ConcurrentHashMap等
ThreadLocal本地私有变量/信号量Semaphore等
简介:并发编程常见知识点考查:volatile
考点:并发编程常见知识点考查
难度:【***】
了解volatile关键字不?能否解释下,然后这和synchronized有什么大的区别
volatile是轻量级的synchronized,保证了共享变量的可见性,被volatile关键字修饰的变量,如果值发生了变化,其他线程立刻可见,避免出现脏读现象
volatile:保证可见性,但是不能保证原子性
synchronized:保证可见性,也保证原子性
使用场景
1、不能修饰写入操作依赖当前值的变量,比如num++、num=num+1,不是原子操作,肉眼看起来是,但是JVM字节码层面不止一步
2、由于禁止了指令重排,所以JVM相关的优化没了,效率会偏弱
为什么会出现脏读?
JAVA内存模型简称 JMM
JMM规定所有的变量存在在主内存,每个线程有自己的工作内存,线程对变量的操作都在工作内存中进行,不能直接对主内存就行操作
使用volatile修饰变量
每次读取前必须从主内存属性最新的值
每次写入需要立刻写到主内存中
volatile关键字修修饰的变量随时看到的自己的最新值,假如线程1对变量v进行修改,那么线程2是可以马上看见
简介:并发编程常见知识点考查:指令重排、happens-before
考点:并发编程常见知识点考查
难度:【***】
你说volatile可以避免指令重排,能否解释下什么是指令重排
指令重排序分两类 编译器重排序和运行时重排序
JVM在编译java代码或者CPU执行JVM字节码时,对现有的指令进行重新排序,主要目的是优化运行效率(不改变程序结果的前提)
int a = 3 //1
int b = 4 //2
int c =5 //3
int h = a*b*c //4
定义顺序 1,2,3,4
计算顺序 1,3,2,4 和 2,1,3,4 结果都是一样
虽然指令重排序可以提高执行效率,但是多线程上可能会影响结果,有什么解决办法?
解决办法:内存屏障
解释:内存屏障是屏障指令,使CPU对屏障指令之前和之后的内存操作执行结果的一种约束
知道 happens-before吗,能否简单解释下?
先行发生原则,volatile的内存可见性就提现了该原则之一
例子:
//线程A操作
int k = 1;
//线程B操作
int j = k;
//线程C操作
int k = 2
分析:
假设线程A中的操作“k=1”先行发生于线程B的操作“j=k”,那确定在线程B的操作执行后,变量j的值一定等于1,依据有两个:一是先行发生原则,“k=1”的结果可以被观察到;二是第三者线程C还没出现,线程A操作结束之后没有其他线程会修改变量k的值。
但是考虑线程C出现了,保持线程A和线程B之间的先行发生关系,线程C出现在线程A和线程B的操作之间,但是线程C与线程B没有先行发生关系,那j的值会是多少?答案是1和2都有可能,因为线程C对变量k的影响可能会被线程B观察到,也可能不会,所以线程B就存在读取到不符合预期数据的风险,不具备多线程安全性
八大原则(对这个不理解,一定要去补充相关博文知识)
1、程序次序规则
2、管程锁定规则
3、volatile变量规则
4、线程启动规则
5、线程中断规则
6、线程终止规则
7、对象终结规则
8、传递性