Java程序員面試中的多線程問題
0、java中多線程同步是什么?
在多線程程序下，同步能控制對共享資源的訪問。如果沒有同步，當(dāng)一個java線程在修改一個共享變量時，另外一個線程正在使用或者更新同一個變量，這樣容易導(dǎo)致程序出現(xiàn)錯誤的結(jié)果。
1、解釋實(shí)現(xiàn)多線程的幾種方法?
一java線程可以實(shí)現(xiàn)runnable接口或者繼承thread類來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)你打算多重繼承時，優(yōu)先選擇實(shí)現(xiàn)runnable。
2、thread.start()與thread.run()有什么區(qū)別?
thread.start()方法(native)啟動線程，使之進(jìn)入就緒狀態(tài)，當(dāng)cpu分配時間該線程時，由jvm調(diào)度執(zhí)行run()方法。
3、為什么需要run()和start()方法，我們可以只用run()方法來完成任務(wù)嗎?
我們需要run()&start()這兩個方法是因?yàn)閖vm創(chuàng)建一個單獨(dú)的線程不同于普通方法的調(diào)用，所以這項(xiàng)工作由線程的start方法來完成，start由本地方法實(shí)現(xiàn)，需要顯示地被調(diào)用，使用這倆個方法的另外一個好處是任何一個對象都可以作為線程運(yùn)行，只要實(shí)現(xiàn)了runnable接口，這就避免因繼承了thread類而造成的java的多繼承問題。
4、什么是threadlocal類，怎么使用它?
threadlocal是一個線程級別的局部變量，并非“本地線程”。threadlocal為每個使用該變量的線程提供了一個獨(dú)立的變量副本，每個線程修改副本時不影響其它線程對象的副本(譯者注)。
下面是線程局部變量(threadlocal variables)的關(guān)鍵點(diǎn)：
一個線程局部變量(threadlocal variables)為每個線程方便地提供了一個單獨(dú)的變量。
threadlocal實(shí)例通常作為靜態(tài)的私有的(private static)字段出現(xiàn)在一個類中，這個類用來關(guān)聯(lián)一個線程。
當(dāng)多個線程訪問threadlocal實(shí)例時，每個線程維護(hù)threadlocal提供的獨(dú)立的變量副本。
常用的使用可在dao模式中見到，當(dāng)dao類作為一個單例類時，數(shù)據(jù)庫鏈接(connection)被每一個線程獨(dú)立的維護(hù)，互不影響。(基于線程的單例)
5、什么時候拋出invalidmonitorstateexception異常，為什么?
調(diào)用wait()/notify()/notifyall()中的任何一個方法時，如果當(dāng)前線程沒有獲得該對象的鎖，那么就會拋出illegalmonitorstateexception的異常(也就是說程序在沒有執(zhí)行對象的任何同步塊或者同步方法時，仍然嘗試調(diào)用wait()/notify()/notifyall()時)。由于該異常是runtimeexcpetion的子類，所以該異常不一定要捕獲(盡管你可以捕獲只要你愿意).作為runtimeexception，此類異常不會在wait(),notify(),notifyall()的方法簽名提及。
6、sleep()、suspend()和wait()之間有什么區(qū)別?
thread.sleep()使當(dāng)前線程在指定的時間處于“非運(yùn)行”(not runnable)狀態(tài)。線程一直持有對象的監(jiān)視器。比如一個線程當(dāng)前在一個同步塊或同步方法中，其它線程不能進(jìn)入該塊或方法中。如果另一線程調(diào)用了 interrupt()方法，它將喚醒那個“睡眠的”線程。
注意：sleep()是一個靜態(tài)方法。這意味著只對當(dāng)前線程有效，一個常見的錯誤是調(diào)用t.sleep()，(這里的t是一個不同于當(dāng)前線程的線程)。即便是執(zhí)行t.sleep()，也是當(dāng)前線程進(jìn)入睡眠，而不是t線程。t.suspend()是過時的方法，使用suspend()導(dǎo)致線程進(jìn)入停滯狀態(tài)，該線程會一直持有對象的監(jiān)視器，suspend()容易引起死鎖問題。
object.wait()使當(dāng)前線程出于“不可運(yùn)行”狀態(tài)，和sleep()不同的是wait是object的方法而不是thread。調(diào)用 object.wait()時，線程先要獲取這個對象的對象鎖，當(dāng)前線程必須在鎖對象保持同步，把當(dāng)前線程添加到等待隊(duì)列中，隨后另一線程可以同步同一個對象鎖來調(diào)用object.notify()，這樣將喚醒原來等待中的線程，然后釋放該鎖。基本上wait()/notify()與sleep() /interrupt()類似，只是前者需要獲取對象鎖。
7、在靜態(tài)方法上使用同步時會發(fā)生什么事?
同步靜態(tài)方法時會獲取該類的“class”對象，所以當(dāng)一個線程進(jìn)入同步的靜態(tài)方法中時，線程監(jiān)視器獲取類本身的對象鎖，其它線程不能進(jìn)入這個類的任何靜態(tài)同步方法。它不像實(shí)例方法，因?yàn)槎鄠�線程可以同時訪問不同實(shí)例同步實(shí)例方法。
8、當(dāng)一個同步方法已經(jīng)執(zhí)行，線程能夠調(diào)用對象上的非同步實(shí)例方法嗎?
可以，一個非同步方法總是可以被調(diào)用而不會有任何問題。實(shí)際上，java沒有為非同步方法做任何檢查，鎖對象僅僅在同步方法或者同步代碼塊中檢查。如果一個方法沒有聲明為同步，即使你在使用共享數(shù)據(jù)java照樣會調(diào)用，而不會做檢查是否安全，所以在這種情況下要特別小心。一個方法是否聲明為同步取決于臨界區(qū)訪問(critial section access),如果方法不訪問臨界區(qū)(共享資源或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))就沒必要聲明為同步的。
下面有一個示例說明：common類有兩個方法synchronizedmethod1()和method1()，mythread類在獨(dú)立的線程中調(diào)用這兩個方法。
public class common {
public synchronized void synchronizedmethod1() {
system.out.println("synchronizedmethod1 called");
try {
thread.sleep(1000);
} catch (interruptedexception e) {
e.printstacktrace();
}
system.out.println("synchronizedmethod1 done");
}
public void method1() {
system.out.println("method 1 called");
try {
thread.sleep(1000);
} catch (interruptedexception e) {
e.printstacktrace();
}
system.out.println("method 1 done");
}
}
public class mythread extends thread {
private int id = 0;
private common common;
public mythread(string name, int no, common object) {
super(name);
common = object;
id = no;
}
public void run() {
system.out.println("running thread" + this.getname());
try {
if (id == 0) {
common.synchronizedmethod1();
} else {
common.method1();
}
} catch (exception e) {
e.printstacktrace();
}
}
public static void main(string[] args) {
common c = new common();
mythread t1 = new mythread("mythread-1", 0, c);
mythread t2 = new mythread("mythread-2", 1, c);
t1.start();
t2.start();
}
}
這里是程序的輸出：
running threadmythread-1
synchronizedmethod1 called
running threadmythread-2
method 1 called
synchronizedmethod1 done
method 1 done
結(jié)果表明即使synchronizedmethod1()方法執(zhí)行了，method1()也會被調(diào)用。
9、 在一個對象上兩個線程可以調(diào)用兩個不同的同步實(shí)例方法嗎?
不能，因?yàn)橐粋�對象已經(jīng)同步了實(shí)例方法，線程獲取了對象的對象鎖。所以只有執(zhí)行完該方法釋放對象鎖后才能執(zhí)行其它同步方法。看下面代碼示例非常清晰：common 類 有synchronizedmethod1()和synchronizedmethod2()方法，mythread調(diào)用這兩個方法。
public class common {
public synchronized void synchronizedmethod1() {
system.out.println("synchronizedmethod1 called");
try {
thread.sleep(1000);
} catch (interruptedexception e) {
e.printstacktrace();
}
system.out.println("synchronizedmethod1 done");
}
public synchronized void synchronizedmethod2() {
system.out.println("synchronizedmethod2 called");
try {
thread.sleep(1000);
} catch (interruptedexception e) {
e.printstacktrace();
}
system.out.println("synchronizedmethod2 done");
}
}
public class mythread extends thread {
private int id = 0;
private common common;
public mythread(string name, int no, common object) {
super(name);
common = object;
id = no;
}
public void run() {
system.out.println("running thread" + this.getname());
try {
if (id == 0) {
common.synchronizedmethod1();
} else {
common.synchronizedmethod2();
}
} catch (exception e) {
e.printstacktrace();
}
}
public static void main(string[] args) {
common c = new common();
mythread t1 = new mythread("mythread-1", 0, c);
mythread t2 = new mythread("mythread-2", 1, c);
t1.start();
t2.start();
}
}
10、 什么是死鎖
死鎖就是兩個或兩個以上的線程被無限的阻塞，線程之間相互等待所需資源。這種情況可能發(fā)生在當(dāng)兩個線程嘗試獲取其它資源的鎖，而每個線程又陷入無限等待其它資源鎖的釋放，除非一個用戶進(jìn)程被終止。就javaapi而言，線程死鎖可能發(fā)生在一下情況。
●當(dāng)兩個線程相互調(diào)用thread.join()
●當(dāng)兩個線程使用嵌套的同步塊，一個線程占用了另外一個線程必需的鎖，互相等待時被阻塞就有可能出現(xiàn)死鎖。
11、什么是線程餓死，什么是活鎖?
線程餓死和活鎖雖然不想是死鎖一樣的常見問題，但是對于并發(fā)編程的設(shè)計(jì)者來說就像一次邂逅一樣。
當(dāng)所有線程阻塞，或者由于需要的資源無效而不能處理，不存在非阻塞線程使資源可用。javaapi中線程活鎖可能發(fā)生在以下情形：
●當(dāng)所有線程在程序中執(zhí)行object.wait(0)，參數(shù)為0的wait方法。程序?qū)l(fā)生活鎖直到在相應(yīng)的對象上有線程調(diào)用object.notify()或者object.notifyall()。
●當(dāng)所有線程卡在無限循環(huán)中。