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40道Java并发编程高频面试题,收藏等于精通

程序员的秃头之路 805

前言:

此刻兄弟们对“java银行转账并发问题”大体比较注意,同学们都想要分析一些“java银行转账并发问题”的相关文章。那么小编同时在网摘上收集了一些对于“java银行转账并发问题””的相关内容,希望咱们能喜欢,我们快快来学习一下吧!

为什么使用Executor框架?

使用Executor框架有以下几个优点:

提高程序性能:使用线程池来管理线程,可以减少线程的创建和销毁造成的消耗。避免资源耗尽:线程池可以限制并发线程数,从而避免资源耗尽的问题。提供异步编程:Executor框架提供了异步编程的支持,允许开发者在程序中同时执行多个任务,从而提高程序的响应能力和吞吐量。提供任务队列:Executor框架提供了任务队列的支持,可以将多个任务按照一定的规则放入任务队列中,然后由线程池按照一定的策略来取出任务并执行。提供统一的接口:Executor框架提供了一系列接口,可以让开发者方便地管理线程池和任务队列,从而减少代码的复杂性。

相比之下,每次执行任务创建线程 new Thread()有以下几个缺点:

消耗性能:创建一个线程是比较耗时、耗资源的。缺乏管理:调用 new Thread()创建的线程缺乏管理,被称为野线程,而且可以无限制的创建,线程之间的相互竞争会导致过多占用系统资源而导致系统瘫痪,还有线程之间的频繁交替也会消耗很多系统资源。不利于扩展:使用new Thread() 启动的线程不利于扩展,比如定时执行、定期执行、定时定期执行、线程中断等都不便实现。

因此,使用Executor框架是一种更好的选择,它可以让并发编程变得更加简单和高效。

什么是线程池?为什么要使用它?

线程池是一种管理多个线程的技术,它可以在程序启动时创建一定数量的线程,并将它们放在一个容器中,当有任务到来时,就从容器中取出一个空闲的线程来执行任务,当任务结束后,再将这个线程放回容器中,等待下一个任务。这样可以避免频繁地创建和销毁线程,提高程序的性能和稳定性。

使用线程池的主要优点有:

降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程,减少了线程创建和销毁造成的开销。提高响应速度。当任务到达时,可以不需要等待线程创建就能立即执行。提高线程的可管理性。线程池可以统一分配、调优和监控线程的状态,避免了线程数量过多导致的资源竞争和内存溢出问题。

使用线程池的主要缺点有:

线程池不适用于生命周期较长或较大的任务,因为这样会占用线程池中的资源,影响其他任务的执行。线程池不能对任务设置优先级,也不能标识线程的各个状态,如启动、终止等。线程池对于每个应用程序域只能有一个,如果想把线程放到不同的应用程序域中,就需要创建新的线程池。线程池所有的线程都处于多线程单元中,如果想把线程放到单线程单元中,就需要自己实现。

从JDK1.5开始,Java提供了Executor框架来支持不同类型的线程池,如固定大小、可缓存、定时、单例等。、可以根据不同的场景选择合适的线程池来执行任务。

Java中Executor、ExecutorService和Executors的区别?

在Java中,Executor、ExecutorService和Executors都是用于管理和控制线程的重要组件。

Executor 是一个接口,它定义了一个方法:execute(Runnable),该方法用于执行线程任务。它是Java中线程执行框架的基础,能够创建和管理线程池。ExecutorServiceExecutor 的子接口,它提供了更多用于任务执行和线程池管理的方法。其中包括:submit(Runnable)submit(Callable):这两个方法都可以用于执行任务,其中 Callable 任务执行后有返回值。这两个方法都会返回一个 Future 对象,可以用于获取任务执行的结果或者取消任务。invokeAll(Collection<Callable>)invokeAny(Collection<Callable>):这两个方法可以批量执行一组 Callable 任务,并分别返回一个包含所有 Future 的列表或者任一任务的结果。shutdown()shutdownNow():这两个方法用于关闭线程池,其中 shutdownNow() 方法会尝试取消正在执行的任务。Executors 是一个工具类,它提供了一系列的静态工厂方法用于创建不同类型的线程池,这些方法包括:newSingleThreadExecutor():创建一个只有单个线程的线程池。newFixedThreadPool(int nThreads):创建一个固定大小的线程池。newCachedThreadPool():创建一个可根据需要创建新线程或复用空闲线程的线程池。newScheduledThreadPool(int corePoolSize):创建一个支持定时及周期性任务执行的线程池。

总结来说,Executor 是定义线程任务执行基本方法的接口,ExecutorServiceExecutor 的扩展接口,提供了更多的任务执行和线程池管理功能,而 Executors 是一个工具类,提供了一系列创建不同类型线程池的方法。

什么是原子操作?在Java API中有哪些原子类(atomic classes)?

原子操作是指不可被中断的一个或一系列操作,它们可以保证在多线程环境下数据的一致性和安全性。原子操作可以通过处理器的缓存加锁或总线加锁,或者通过Java的锁和循环CAS(Compare And Set)的方式来实现。

在Java Concurrency API中,有一些原子类(atomic classes)可以提供原子操作的支持,它们位于java.util.concurrent.atomic包下。这些原子类有以下几种类型:

原子更新基本类型:AtomicBoolean,AtomicInteger,AtomicLong,AtomicReference原子更新数组:AtomicIntegerArray,AtomicLongArray,AtomicReferenceArray原子更新属性:AtomicLongFieldUpdater,AtomicIntegerFieldUpdater,AtomicReferenceFieldUpdater解决ABA问题的原子类:AtomicMarkableReference,AtomicStampedReference

这些原子类都提供了一些常用的方法,如get(),set(),getAndSet(),incrementAndGet(),getAndIncrement()等。使用这些原子类可以简化代码,提高性能,并保证线程安全。

线程与进程的区别?进程是操作系统分配资源的最小单元,线程是操作系统调度的最小单元。一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。线程共享本进程的地址空间和资源,而进程之间是独立的地址空间和资源。线程的创建和切换比进程的创建和切换更快,开销更小。线程之间的通信和同步比进程之间的通信和同步更容易。多线程可以提高程序的并发性,但也增加了复杂性和风险。线程受全局解释器锁(GIL)的限制,不能充分利用多核CPU,而多进程可以。java中有几种方法可以实现一个线程?

java中有四种方法可以实现一个线程,分别是:

继承 Thread 类,并重写 run () 方法。例如:

class PrimeThread extends Thread {  long minPrime;  PrimeThread (long minPrime) {    this.minPrime = minPrime;  }  public void run () {    // compute primes larger than minPrime    . . .  }}// 创建并启动线程PrimeThread p = new PrimeThread (143);p.start ();
实现 Runnable 接口,并实现 run () 方法。例如:
class PrimeRun implements Runnable {  long minPrime;  PrimeRun (long minPrime) {    this.minPrime = minPrime;  }  public void run () {    // compute primes larger than minPrime    . . .  }}// 创建并启动线程PrimeRun p = new PrimeRun (143);new Thread (p).start ();
使用匿名内部类,即在创建 Thread 对象时直接传入一个 Runnable 实例。例如:
new Thread(new Runnable() {  public void run() {    // do something    . . .  }}).start();
实现 Callable 接口,并实现 call () 方法。这种方法可以让线程返回一个结果,需要配合 FutureTask 使用。例如:
class PrimeCall implements Callable<Integer> {  long minPrime;  PrimeCall (long minPrime) {    this.minPrime = minPrime;  }  public Integer call() {    // compute and return the number of primes larger than minPrime    . . .  }}// 创建并启动线程PrimeCall p = new PrimeCall (143);FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(p);new Thread(task).start();// 获取线程的返回结果Integer result = task.get();

继承 Thread 类和实现 Runnable 接口的区别是,如果一个类已经继承了另一个类,就不能再继承 Thread 类,但是可以实现 Runnable 接口。实现 Callable 接口的区别是,它允许线程有返回值和抛出异常。

如何在两个线程间共享数据?

在两个线程间共享数据,有以下几种常用的方式:

将数据抽象成一个类,并将对这个数据的操作封装在类的方法中。这种方式只需要在方法上加synchronized关键字即可做到数据的同步。例如,卖票系统就可以用这种方式实现。将Runnable对象作为一个类的内部类,将共享数据作为这个类的成员变量。这种方式可以让不同的Runnable对象调用同一个类中的操作共享数据的方法。例如,银行转账系统就可以用这种方式实现。使用线程间通信的机制,如wait/notify或者BlockingQueue。这种方式可以让一个线程在等待另一个线程的操作结果,从而实现数据的共享。例如,生产者消费者问题就可以用这种方式实现。

一般来说,共享变量要求变量本身是线程安全的,然后在线程内使用的时候,如果有对共享变量的复合操作,那么也得保证复合操作的原子性

什么是阻塞队列?阻塞队列的实现原理是什么?如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型?

1、阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持线程安全的队列,它可以阻塞生产者线程或消费者线程,直到队列满足条件。 2、 阻塞队列的实现原理是基于锁和条件变量。当队列为空时,消费者线程会被阻塞在take()方法上,直到队列中有元素可用时才会被唤醒。当队列满时,生产者线程会被阻塞在put()方法上,直到队列中有空间可用时才会被唤醒。 3、 阻塞队列可以用于实现生产者-消费者模型。生产者线程将数据放入队列,消费者线程从队列中取出数据。生产者线程和消费者线程可以独立运行,而不必担心队列是否为空或满。

以下是如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型的示例:

// 生产者线程public class Producer implements Runnable {    private BlockingQueue<String> queue;    public Producer(BlockingQueue<String> queue) {        this.queue = queue;    }    @Override    public void run() {        try {            for (int i = 0; i < 10; i++) {                queue.put("data-" + i);                System.out.println("producer put data-" + i);                Thread.sleep(1000);            }        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }}// 消费者线程public class Consumer implements Runnable {    private BlockingQueue<String> queue;    public Consumer(BlockingQueue<String> queue) {        this.queue = queue;    }    @Override    public void run() {        try {            while (true) {                String data = queue.take();                System.out.println("consumer get data-" + data);                Thread.sleep(1000);            }        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }}

以上代码创建了两个线程,一个生产者线程和一个消费者线程。生产者线程将数据放入队列,消费者线程从队列中取出数据。生产者线程和消费者线程可以独立运行,而不必担心队列是否为空或满。

运行上述代码,可以看到生产者线程每隔1秒钟将一个数据放入队列,消费者线程每隔1秒钟从队列中取出一个数据。

什么是Callable和Future?

Callable接口和Runnable接口类似,都是用于封装要在另一个线程上运行的任务,但是Callable接口有以下几个不同点:

Callable接口是一个泛型接口,可以指定返回值的类型,而Runnable接口的run方法没有返回值(void)。Callable接口的call方法可以抛出异常,而Runnable接口的run方法不可以。Callable接口的任务执行后会返回一个Future对象,表示异步计算的结果,而Runnable接口没有。

Future接口表示一个异步计算的结果,它提供了一些方法来检查计算是否完成,等待计算完成,并获取计算的结果。Future接口有以下几个主要方法:

boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning):取消任务的执行,参数表示是否允许中断正在执行但未完成的任务。boolean isCancelled():判断任务是否被取消成功。boolean isDone():判断任务是否已经完成。V get() throws InterruptedException, ExecutionException:获取任务的结果,如果任务还没完成则会阻塞等待。V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException:获取任务的结果,如果在指定时间内任务还没完成则会抛出超时异常。

总之,可以认为Callable和Future是一对组合,Callable用于产生结果,Future用于获取结果。

示例代码:

// 创建一个Callable接口的实现类,重写call方法,返回一个字符串class MyCallable implements Callable<String> {    public String call() throws Exception {        // 模拟一个耗时操作        Thread.sleep(3000);        return "Hello Callable";    }}// 在主方法中,创建一个线程池对象ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);// 创建一个MyCallable对象MyCallable task = new MyCallable();// 使用线程池的submit方法提交任务,并接收返回的Future对象Future<String> future = executor.submit(task);// 做一些其他的事情System.out.println("主线程正在执行...");// 调用Future的get方法获取结果,如果任务还没完成,会阻塞等待String result = future.get();// 输出结果System.out.println("任务的结果是:" + result);// 关闭线程池executor.shutdown();
解释一下FutureTask

FutureTask是一个类,它实现了RunnableFuture接口,而RunnableFuture接口继承了Runnable和Future两个接口。因此,FutureTask既可以作为一个任务提交给线程池执行,也可以作为一个异步计算的结果返回给调用者。

FutureTask的构造方法可以接受一个Callable或者一个Runnable和一个结果对象作为参数。如果传入的是Callable,那么FutureTask的run方法会调用Callable的call方法,并将返回值设置为FutureTask的结果;如果传入的是Runnable和结果对象,那么FutureTask的run方法会调用Runnable的run方法,并将结果对象设置为FutureTask的结果。

FutureTask可以用来实现一些高效的并发场景,比如:

预加载数据:如果有一个耗时的数据加载操作,可以在程序启动时创建一个FutureTask来执行这个操作,然后在需要使用数据时调用FutureTask的get方法获取结果,这样可以利用空闲时间提前加载数据,提高程序的响应速度。缓存计算结果:如果有一个复杂的计算操作,而且可能会被多次调用,可以使用一个ConcurrentHashMap来缓存计算结果,键为输入参数,值为FutureTask对象。当有新的输入参数时,先检查缓存中是否有对应的FutureTask,如果没有就创建一个新的FutureTask并放入缓存,然后执行这个FutureTask并返回结果;如果有就直接返回这个FutureTask的结果。这样可以避免重复计算,提高程序的效率。

示例代码:

// 创建一个Callable接口的实现类,重写call方法,返回一个字符串class MyCallable implements Callable<String> {    public String call() throws Exception {        // 模拟一个耗时操作        Thread.sleep(3000);        return "Hello Callable";    }}// 在主方法中,创建一个FutureTask对象,传入MyCallable对象作为参数FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(new MyCallable());// 创建一个线程对象,传入FutureTask对象作为参数Thread thread = new Thread(futureTask);// 启动线程thread.start();// 做一些其他的事情System.out.println("主线程正在执行...");// 调用FutureTask的get方法获取结果,如果任务还没完成,会阻塞等待String result = futureTask.get();// 输出结果System.out.println("任务的结果是:" + result);
如何创建守护线程?

守护线程是一种为其他线程提供服务的线程,当所有非守护线程结束时,守护线程也会自动结束。例如,垃圾回收器就是一个守护线程。

要创建一个守护线程,可以使用Thread类的setDaemon(true)方法将一个普通线程设置为守护线程。这个方法必须在调用start()方法之前调用,否则会抛出IllegalThreadStateException异常。一旦线程开始运行,就不能改变它的守护状态。

示例代码如下:

// 创建一个普通线程Thread t = new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {        // do something    }});// 将其设置为守护线程t.setDaemon(true);// 启动线程t.start();
什么是Java Timer 类?如何创建一个有特定时间间隔的任务?

java.util.Timer是一个工具类,可以用于安排一个线程在未来的某个特定时间或者按照一定的周期执行某个任务。Timer类可以用来安排一次性任务或者重复性任务。 java.util.TimerTask是一个实现了Runnable接口的抽象类,我们需要继承这个类并重写run () 方法来创建我们自己的定时任务,并使用Timer的schedule () 或者 scheduleAtFixedRate () 方法来安排它的执行。 目前有开源的Quartz框架可以用来创建更复杂和灵活的定时任务。

要创建一个有特定时间间隔的任务,我们可以使用以下步骤:

创建一个Timer对象,可以选择是否将其设置为守护线程。创建一个TimerTask对象,继承TimerTask类并重写run () 方法,定义要执行的任务逻辑。调用Timer对象的schedule () 或者 scheduleAtFixedRate () 方法,传入TimerTask对象,指定首次执行时间和时间间隔。

例如,以下代码创建了一个每隔5秒打印当前时间的任务,并在3秒后开始执行:

import java.util.Timer;import java.util.TimerTask;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;public class TestTimer {    public static void main (String [] args) {        // 创建一个Timer对象,设置为守护线程        Timer timer = new Timer (true);        // 创建一个TimerTask对象,继承TimerTask类并重写run () 方法        TimerTask task = new TimerTask () {            @Override            public void run () {                // 定义要执行的任务逻辑,这里是打印当前时间                SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat ("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");                System.out.println ("当前时间:" + sdf.format (new Date ()));            }        };        // 调用Timer对象的schedule () 方法,传入TimerTask对象,指定首次执行时间和时间间隔        timer.schedule (task, 3000, 5000);    }}
Java中interrupted 和 isInterrupted方法的区别?

Java中interrupt(), interrupted(), 和 isInterrupted()方法都是线程中断的工具。它们在处理线程中断时有着不同的用途。

1、interrupt(): 这是一个实例方法,用于打断线程。当我们调用某个线程的 interrupt() 方法时,会设置该线程的中断标志为 true。此外,如果线程在 sleep(), wait(), join()等会引起线程阻塞的操作中,那么将会抛出InterruptedException,中断状态会被清除(即置为false)。

2、interrupted(): 这是一个静态方法,主要用于检测当前线程是否被打断。这个方法会返回当前线程的中断标志位,并且会清除中断标志位(即将其设为 false)。这是一个静态方法,因此通常被用在当前线程中,以检查当前线程是否被中断。

3、isInterrupted(): 这是一个实例方法,用于检测线程是否被打断。与 interrupted() 不同的是,这个方法不会改变线程的中断标志位。如果、只想检查中断状态而不改变它,那么就可以使用这个方法。

这三个方法通常用于处理线程中断。可能会在处理那些需要长时间运行的线程时,或者当需要提供一个可以取消线程操作的方式时使用这些方法。

下面的例子创建了一个线程,并使用了 interrupt(), interrupted(), 和 isInterrupted() 方法。

public class Main {    public static void main(String[] args) {        Thread thread = new Thread(() -> {            // 尝试运行5秒,但可能会被中断            for (int i = 0; i < 5; i++) {                System.out.println("Thread running for " + (i + 1) + " seconds");                try {                    Thread.sleep(1000);                } catch (InterruptedException e) {                    System.out.println("Thread was interrupted during sleep.");                    // 在捕获InterruptedException后,需要手动中断,因为catch InterruptedException会清除中断标志位                    Thread.currentThread().interrupt();                }                // 检查是否被中断                if (Thread.interrupted()) {                    System.out.println("Thread was interrupted. Exiting gracefully");                    return;                }            }        });        thread.start();        // 让主线程睡眠2秒,保证新线程能运行        try {            Thread.sleep(2000);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        // 中断线程        System.out.println("About to interrupt thread.");        thread.interrupt();        // 检查线程是否被中断        System.out.println("Is thread interrupted? : " + thread.isInterrupted());    }}

在这个例子中,我们首先创建了一个线程,并开始运行。然后我们在主线程中 sleep() 2秒钟,以确保新线程有机会开始运行。然后我们调用 interrupt() 来打断新线程。最后,我们使用 isInterrupted() 来检查新线程是否被打断。

在新线程中,我们使用 sleep() 来模拟一项需要持续一段时间的操作。然后我们捕获 InterruptedException ,并打印一条消息。然后我们使用 interrupted() 来检查线程是否被打断。如果是,我们退出线程。

Java线程池中submit() 和 execute()方法有什么区别?

两个方法都可以向线程池提交任务,但是它们之间还是有一些区别的,具体如下:

方法参数的不同:execute()方法的参数是一个实现了Runnable接口的任务,而submit()方法的参数可以是Runnable接口的实现类,也可以是Callable接口的实现类。Callable接口是可以返回执行结果的,而Runnable接口不能。方法返回值的不同:execute()方法没有返回值,而submit()方法有返回值,返回一个Future对象。Future对象可以用来获取任务的执行结果。异常处理的不同:execute()方法在执行任务出现异常时,会直接抛出异常,而submit()方法则会捕获异常并封装到Future对象中。我们可以通过调用Future对象的get()方法,来获取执行过程中的异常。对线程池的影响不同:execute()方法向线程池提交一个任务,如果线程池中的线程已满,它会直接抛出RejectedExecutionException异常。submit()方法向线程池提交任务时,如果线程池已满,会将任务放入阻塞队列中,等待有空闲的线程时再执行。

综上,两种方法适用的场景不同,我们需要根据自己的需求来选择使用哪个方法。如果需要获取执行结果或者需要捕获执行过程中的异常,就使用submit()方法,否则可以使用execute()方法。同时,需要注意线程池的阻塞队列的大小,以防止任务因为队列已满而丢失。

一些示例代码,来展示submit() 和 execute()的区别:

// 创建一个线程池ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);// 创建一个Runnable任务Runnable runnable = new Runnable() {    @Override    public void run() {        System.out.println("Runnable任务执行中...");        try {            Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("Runnable任务执行结束");    }};// 创建一个Callable任务Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {    @Override    public Integer call() throws Exception {        System.out.println("Callable任务执行中...");        try {            Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("Callable任务执行结束");        return 1 + 1; // 返回计算结果    }};// 使用execute方法提交Runnable任务,没有返回值pool.execute(runnable);// 使用submit方法提交Runnable任务,有返回值,但是为nullFuture<?> future1 = pool.submit(runnable);System.out.println("future1的结果:" + future1.get()); // 输出null// 使用submit方法提交Callable任务,有返回值,可以获取计算结果Future<Integer> future2 = pool.submit(callable);System.out.println("future2的结果:" + future2.get()); // 输出2// 关闭线程池pool.shutdown();
什么是代码重排序?

代码重排序是指在执行程序时,为了提高性能,编译器和处理器会对指令进行重新排序的一种优化手段。但是重排序并不是随意的,它需要遵循以下两个原则:

在单线程环境下不能改变程序运行的结果,这叫做as-if-serial语义;存在数据依赖关系的不允许重排序,即如果一个操作需要用到另一个操作的结果,那么这两个操作的顺序不能颠倒。

需要注意的是:重排序不会影响单线程环境的执行结果,但是会破坏多线程的执行语义,导致出现内存可见性问题。

代码重排序可以分为以下三种情况:

编译器重排序:编译器在不改变单线程程序语义的前提下,可以调整代码语句的顺序,以提高执行效率。例如,把对同一个变量的多次操作放到一起,减少寄存器的读写次数。指令重排序:处理器在执行时会利用指令级并行技术来重叠执行多条指令,如果不存在数据依赖性,处理器可以改变指令的执行顺序,以提高吞吐量。例如,在等待内存读取数据的时候,处理器可以先执行其他已准备好的指令。内存系统重排序:由于处理器有读、写缓存区,写缓存区没有及时刷新到内存,造成其他处理器读到的值不是最新的,使得处理器执行的读写操作与内存上反映出的顺序不一致。例如,在多线程环境下,一个线程修改了一个共享变量的值,但是另一个线程看不到这个修改,因为修改后的值还在写缓存区中没有同步到主存。

为了防止重排序带来的问题,我们需要使用一些手段来禁止或限制重排序:

阻止编译器重排序:使用volatile关键字来修饰共享变量,告诉编译器不要对这个变量进行重排序或优化。阻止指令重排序和内存系统重排序:使用内存屏障或Lock前缀指令来强制刷新缓存区,并保证指令按照顺序执行。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?

当、调用start()方法时,、将创建并启动一个新的线程,并且执行在run()方法里的代码。这时,线程处于就绪状态,一旦得到CPU时间片,就开始执行run()方法,这里的run()方法称为线程体,它包含了要执行的这个线程的内容。run()方法运行结束,此线程随即终止。

但是如果、直接调用run()方法,它不会创建并启动新的线程,也不会执行在就绪状态等待CPU调度,而是在主线程中直接执行run()方法里的代码。这样就相当于把run()方法当作普通方法去执行,并没有实现多线程的效果。

总之,调用start()方法是为了实现多线程的优点,让多个线程并发地执行。而调用run()方法只是在主线程中顺序地执行,并没有达到写线程的目的。

普通线程(非守护线程)和守护线程的区别

在Java中,普通线程(非守护线程)和守护线程的主要区别在于他们在程序结束时的行为。

普通线程: 普通线程是程序的主工作线程。当程序中只剩下守护线程,而没有任何活动的非守护线程时,JVM就会结束这个程序。也就是说,如果任何用户线程还在运行,JVM就不会停止。

守护线程: 守护线程主要用作支持性工作,提供服务给其他(用户)线程。例如,垃圾收集线程就是一种典型的守护线程。它的主要作用是在后台清理不再使用的内存,以供程序中的其他线程使用。当程序中所有的非守护线程都结束时,JVM会认为不再需要守护线程提供服务,于是JVM也就结束了,同时所有的守护线程也会随之被终止。

要注意的是,在创建线程的时候可以使用 Thread 类的 setDaemon(true) 方法将其设置为守护线程,但这必须在 start() 方法被调用之前完成。另外,默认情况下,线程继承其父线程的 "守护状态",也就是说,如果父线程是守护线程,那么子线程也是守护线程。

在Java中CyclicBarrier和CountdownLatch有什么区别?

CyclicBarrier和CountdownLatch都是并发包中提供的同步辅助类,它们可以用来协调多个线程之间的执行。但是它们有以下几点区别:

CyclicBarrier可以重复使用,而CountdownLatch不能重复使用。CyclicBarrier在释放等待线程后会自动重置计数器,所以可以循环使用。CountdownLatch的计数器只能使用一次,除非创建新的实例。CyclicBarrier的基本操作是await,当所有线程都调用了await方法后,会触发一个可选的屏障动作(barrier action),然后释放所有等待线程。CountdownLatch的基本操作是countDown和await,任何线程都可以调用countDown方法使计数器减一,而只有主线程才能调用await方法等待计数器归零。CyclicBarrier侧重于多个线程之间的互相等待,要求所有线程同时到达屏障点。CountdownLatch侧重于一个或多个线程等待其他一组线程完成操作,不要求所有线程同时到达。

举例来说,CyclicBarrier适合用于多个线程之间需要协作完成某个任务的场景,比如多人游戏中所有玩家都准备好后才开始游戏。CountdownLatch适合用于一个或多个线程需要等待其他一组线程完成某些操作后才继续执行的场景,比如主线程需要等待子线程完成查询订单和派送单后才进行对账。

下面是一些CyclicBarrier和CountdownLatch的代码示例:

CyclicBarrier的代码示例:

//创建一个CyclicBarrier,指定屏障点为5个线程,并设置一个屏障动作CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(5, () -> {    System.out.println("所有线程都到达屏障点,开始执行屏障动作");});//创建5个线程,模拟5个玩家准备游戏for (int i = 0; i < 5; i++) {    new Thread(() -> {        try {            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在准备游戏");            Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000)); //模拟准备时间            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "准备好了,等待其他玩家");            cyclicBarrier.await(); //等待其他线程到达屏障点            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始游戏");        } catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {            e.printStackTrace();        }    }).start();}

CountdownLatch的代码示例:

//创建一个CountDownLatch,指定计数器为2CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(2);//创建一个主线程,模拟对账操作new Thread(() -> {    try {        System.out.println("主线程等待子线程完成查询操作");        countDownLatch.await(); //等待计数器归零        System.out.println("主线程开始对账操作");    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    }}).start();//创建两个子线程,分别模拟查询订单和派送单的操作new Thread(() -> {    try {        System.out.println("子线程1查询订单");        Thread.sleep(5000); //模拟查询时间        System.out.println("子线程1查询订单完成");        countDownLatch.countDown(); //计数器减一    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    }}).start();new Thread(() -> {    try {        System.out.println("子线程2查询派送单");        Thread.sleep(3000); //模拟查询时间        System.out.println("子线程2查询派送单完成");        countDownLatch.countDown(); //计数器减一    } catch (InterruptedException e) {        e.printStackTrace();    }}).start();
什么是不可变对象,它对写并发应用有什么帮助?

不可变对象(Immutable Objects)是指对象一旦被创建,它的状态(对象的数据,也即对象属性值)就不能改变,反之即为可变对象(Mutable Objects)。

不可变对象的类即为不可变类(Immutable Class)。Java平台类库中包含许多不可变类,如String、基本类型的包装类、BigInteger和BigDecimal等。

不可变对象有很多优点:

不可变对象天生是线程安全的。它们的常量(域)是在构造函数中创建的。既然它们的状态无法修改,这些常量永远不会变。这样就避免了多线程并发访问时的同步问题。不可变对象可以增强语义,提高代码可读性。阅读代码时,一看就能把常量和只读变量和其他可变变量区别开。不可变对象可以作为Map的键和Set的元素,因为它们通常不会在创建后改变。不可变对象可以使得编写、使用和推理代码更容易。类不变式是在创建后就建立并保持不变的。不可变对象可以使得并行化程序更容易,因为它们之间没有冲突。不可变对象可以保持程序的内部状态一致,即使有异常发生。不可变对象的引用可以被缓存,因为它们不会改变。(例如,在哈希表中提供快速操作)。

不可变对象的缺点是:

每次需要修改对象的值时,都必须创建一个新的对象。这会增加对象创建的开销,以及垃圾回收的负担。如果对象包含了对其他可变对象的引用,那么这些引用可能会被修改,从而破坏了不可变性。

要创建一个不可变类,需要满足以下条件:

类本身被声明为final,不能被继承。所有的域都被声明为final和private,不能被修改和访问。对于任何可变组件的访问,都要通过防御性复制来实现。在构造函数中不要泄露this引用,避免被其他线程提前访问。什么是线程组,为什么在Java中不推荐使用?

线程组是一个线程的集合,它可以对一批线程进行分类管理。Java中使用ThreadGroup类来表示线程组,它提供了一些方法来设置线程组的属性,获取线程组的信息,处理线程组内的未捕获异常等。线程组是以树形结构存在的,每个线程都属于一个线程组,每个线程组又有一个父线程组,直到根线程组system。默认情况下,所有的线程都属于主线程组main。

线程组和线程池是两个不同的概念,他们的作用完全不同。线程组是为了方便线程的管理,而线程池是为了管理线程的生命周期,复用线程,减少创建销毁线程的开销。在Java中不推荐使用线程组的原因有以下几点:

线程组的API设计不完善,有些方法已经被废弃,有些方法没有实现预期的功能。线程组不能阻止非法访问,一个线程可以访问和修改其他线程组中的任何线程。线程组没有提供额外的功能,可以用其他方式替代。例如,可以用Thread类的setUncaughtExceptionHandler方法来处理未捕获异常,可以用Executor框架来管理和复用线程。

综上所述,线程组是一个过时且低效的概念,在Java中不建议使用。

什么是Daemon线程?它有什么意义?

Daemon线程,也叫守护线程,是一种在程序运行时在后台提供一种通用服务的线程,它并不属于程序中不可或缺的部分。因此,当所有的非Daemon线程结束时,程序也就终止了,同时会杀死进程中的所有Daemon线程。

反过来说,只要有任何非Daemon线程还在运行,程序就不会终止。必须在线程启动之前调用setDaemon(true)方法,才能把它设置为Daemon线程。注意:Daemon线程在不执行finally子句的情况下就会终止其run()方法。

Daemon线程的作用是为其他线程提供便利服务,比如垃圾回收线程、Finalizer线程、定时器线程等。它们通常具有较低的优先级,并且不需要用户的交互。它们可以在后台执行一些周期性的任务,或者等待一些特定的事件发生。

Daemon线程的优点是可以减轻主线程的负担,提高程序的性能和稳定性。它们的缺点是不能保证执行完整内容,可能会导致一些资源无法释放或清理。因此,在使用Daemon线程时要注意以下几点:

不要依赖Daemon线程来完成重要的或需要持久化的工作。不要在Daemon线程中操作可能会被中断的资源,比如文件、数据库等。在退出程序之前,尽量让Daemon线程完成当前的任务或者保存状态。如何使用thread dump?、将如何分析Thread dump?

Thread dump 是一种用于分析 Java 应用程序的工具,可以在命令行中输入 jstack 命令,然后指定应用程序的进程 ID。 例如,jstack 1234。 这将生成一个包含所有线程状态信息的文本文件,可以使用文本编辑器或其他工具进行分析。

Thread dump 可以帮助我们诊断 Java 应用程序的性能问题,如内存泄漏,死锁,线程竞争等。 Thread dump 的信息包括线程的名称,类型,优先级,状态,堆栈跟踪等。 我们可以根据线程的状态和堆栈跟踪来判断线程在做什么,是否有资源争用或等待,是否有死循环或递归调用等。

分析 Thread dump 的方法有很多,一般需要结合应用程序的业务逻辑和代码来进行。 一些常用的步骤和技巧如下:

首先查看线程的总数和状态分布,看是否有异常或不正常的情况,如线程数过多,阻塞或等待的线程过多等。然后查看各个线程的堆栈跟踪,找出热点线程或关键线程,看它们在执行什么方法,是否有耗时或阻塞的操作,是否有锁竞争或死锁的情况等。接着比较多次抓取的 Thread dump ,看线程的状态和堆栈是否有变化,是否有进展或停滞的现象,是否有重复或相似的模式等。最后根据分析结果,定位问题的原因和解决方案,如优化代码逻辑,调整参数配置,增加资源等。java如何实现多线程之间的通讯和协作?

java提供了多种方式实现多线程之间的通讯和协作,包括:

wait ()、notify () 和 notifyAll () 方法:这些方法是 Object 类中的方法,可以用于实现线程之间的通讯和协作。wait () 方法会使当前线程进入等待状态,直到其他线程调用 notify () 或 notifyAll () 方法唤醒它;notify () 方法会随机唤醒一个等待的线程,而 notifyAll () 方法会唤醒所有等待的线程。Lock 和 Condition 接口:Lock 接口提供了比 synchronized 更加灵活的线程同步机制,它可以实现更细粒度的锁定和更高效的并发控制。Condition 接口则提供了类似 wait () 和 notify () 的方法,可以用于实现线程之间的通讯和协作。CountDownLatch 类:CountDownLatch 类可以用于实现线程之间的协作,它允许一个或多个线程等待其他线程完成某些操作后再继续执行。当计数器减为 0 时,所有等待的线程都会被唤醒。CyclicBarrier 类:CyclicBarrier 类也可以用于实现线程之间的协作,它允许一组线程相互等待,直到所有线程都到达某个屏障点后再继续执行。当所有线程都到达屏障点后,屏障会自动解除,所有线程可以继续执行。Semaphore 类:Semaphore 类可以用于控制同时访问某个资源的线程数量,它可以限制同时访问某个资源的线程数量,从而避免资源竞争和死锁问题。Semaphore 类的 acquire () 方法可以用于获取资源,release () 方法可以用于释放资源。

除了以上方法外,java还支持以下方式实现多线程之间的通讯和协作:

中断和共享变量:中断是一种简单但低效的方式,它可以使一个线程向另一个线程发送一个信号,表示要求它停止正在做的事情。共享变量是一种常见但容易出错的方式,它可以使多个线程通过读写一个共享数据来实现通信,但需要保证数据的可见性和原子性。管道流:管道流是一种基于字节流或字符流的通信方式,它可以连接两个运行在同一个JVM中的线程,使一个线程向另一个线程发送数据。管道流有两种类型:PipedInputStream 和 PipedOutputStream(字节流),PipedReader 和 PipedWriter(字符流)。消息队列:消息队列是一种基于消息传递的通信方式,它可以连接运行在同一个或不同JVM中的多个线程或进程,使它们通过发送和接收消息来实现通信。消息队列有多种实现方式,如 JMS、ActiveMQ、RabbitMQ 等。一个线程运行时发生异常会怎样?

如果一个线程运行时发生了未捕获的异常,它将会终止执行,并释放它占用的所有资源。为了处理这种情况,Java提供了一个内嵌接口Thread.UncaughtExceptionHandler,它可以在线程因为未捕获的异常而终止时被调用。当这种情况发生时,JVM会先调用Thread.getUncaughtExceptionHandler()方法,获取线程的UncaughtExceptionHandler对象,然后将线程对象和异常对象作为参数传递给该对象的uncaughtException()方法,由它来处理异常。

Thread类中的yield方法有什么作用?

yield是一个静态方法,可以在任何地方被调用,而不仅仅局限于Thread类或者它的子类。yield可以让当前线程主动放弃CPU的使用权,暂停自己的执行,并转入就绪状态,等待再次被调度。yield只是影响了具有相同优先级的线程,对于高优先级或者低优先级的线程并没有影响。

重要的是明白,yield方法只是一个"建议"给线程调度器,表示当前线程愿意放弃当前的CPU使用权。但是线程调度器可以完全忽略这个"建议"。具体的行为取决于JVM实现以及操作系统。另外,yield不会导致线程阻塞,即线程在调用yield之后,还是处于可运行状态,所以在某些情况下,可能会发生这样的情况:线程执行了yield方法后,线程调度器又将其调度出来重新执行。

在多线程编程中,yield方法常常被用来调试,它可以帮助我们理解和演示线程调度器的工作原理。然而,yield并不常被用在实际的生产环境,因为它的行为在不同的JVM和操作系统下可能会有很大的差异,这就使得它在跨平台的Java应用中变得难以预测和控制。更常见的做法是使用更高级的线程控制结构,如synchronized关键字和wait/notify机制,以及java.util.concurrent包中的工具类。

Java中Semaphore是什么?

Java中的Semaphore是一种同步类,它可以用来控制对某些资源的并发访问。从概念上讲,信号量维护了一组许可证。每个线程在访问资源之前,需要调用acquire()方法来获取一个许可证,如果没有可用的许可证,线程会被阻塞,直到有其他线程释放许可证。每个线程在使用完资源之后,需要调用release()方法来归还一个许可证,从而可能唤醒等待的线程。但是,信号量并不使用实际的许可证对象,它只是对可用许可证的数量进行计数,并根据计数值来执行相应的操作。

信号量常常用于限制可以同时访问某个(物理或逻辑)资源的线程数量。例如,下面是一个使用信号量来控制用户登录数量的类:

class LoginQueueUsingSemaphore {  private Semaphore semaphore; // 定义一个信号量对象  public LoginQueueUsingSemaphore(int slotLimit) { // 构造方法,指定最大的登录数量    semaphore = new Semaphore(slotLimit); // 初始化信号量  }  boolean tryLogin() { // 尝试登录的方法    return semaphore.tryAcquire(); // 调用信号量的tryAcquire()方法,如果有可用的许可证,返回true并获取该许可证,否则返回false  }  void logout() { // 登出的方法    semaphore.release(); // 调用信号量的release()方法,归还一个许可证  }  int availableSlots() { // 获取当前可用的登录数量    return semaphore.availablePermits(); // 调用信号量的availablePermits()方法,返回当前可用的许可证数量  }}

除了tryAcquire()方法外,信号量还提供了其他几种获取许可证的方法:

acquire():获取一个许可证,如果没有可用的许可证,会一直阻塞直到有其他线程释放许可证。acquire(int permits):获取指定数量的许可证,如果没有足够的可用许可证,会一直阻塞直到有其他线程释放足够数量的许可证。acquireUninterruptibly():获取一个许可证,如果没有可用的许可证,会一直阻塞直到有其他线程释放许可证,并且不响应中断。acquireUninterruptibly(int permits):获取指定数量的许可证,如果没有足够的可用许可证,会一直阻塞直到有其他线程释放足够数量的许可证,并且不响应中断。tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit):尝试在指定时间内获取一个许可证,如果在指定时间内有其他线程释放了一个许可证,则返回true并获取该许可证;否则返回false。tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit):尝试在指定时间内获取指定数量的许可证,如果在指定时间内有其他线程释放了足够数量的许可证,则返回true并获取这些许可证;否则返回false。

当初始化信号量时,可以选择传入一个公平性参数。当设置为true时,信号量会保证按照线程请求许可证的顺序来分配许可证,从而避免线程饥饿。当设置为false时,信号量不会保证任何顺序,可能会导致某些线程优先获取许可证,而某些线程长时间等待。

信号量还可以用来实现互斥锁的功能。如果初始化信号量时指定只有一个许可证,那么只有一个线程可以获取该许可证,从而实现对资源的独占访问。这种情况下的信号量也称为二元信号量,因为它只有两种状态:有一个许可证或没有许可证。与锁不同的是,二元信号量可以被任何线程释放,而不一定是获取它的线程(因为信号量没有所有权的概念)。这在一些特殊的场景下可能有用,例如死锁恢复。

什么是阻塞式方法?

阻塞式方法是指程序在调用某个方法时,必须等待该方法执行完毕并返回结果,期间不能执行其他任务。例如,ServerSocket的accept()方法会一直等待客户端的连接请求,直到建立连接或者超时为止。阻塞式方法的特点是在得到结果之前,当前线程会被挂起,无法响应其他事件。与之相对的是异步和非阻塞式方法,它们可以在任务完成之前就返回,不会影响线程的执行。

如何让正在运行的线程暂停一段时间?

我们可以使用Thread类的sleep()方法让线程暂停一段时间。这个方法有两个重载版本,一个接受一个参数,表示以毫秒为单位的暂停时间;另一个接受两个参数,表示以毫秒和纳秒为单位的暂停时间。需要注意的是,这两个参数都不能为负数,否则会抛出IllegalArgumentException。调用sleep()方法并不会让线程终止,而是让线程进入阻塞状态,等待指定的时间后,线程的状态将会被改变为就绪状态,并且根据线程调度器的安排,它将得到执行。但是,实际的暂停时间并不一定精确等于指定的时间,因为它受到操作系统的线程调度器和系统定时器的影响。另外,任何其他线程都可以中断正在睡眠的线程,这时会抛出InterruptedException。调用sleep()方法时,线程不会释放任何已经持有的监视器或锁。

如何确保main()方法所在的线程是Java 程序最后结束的线程?

我们可以使用Thread类的join()方法来确保所有程序创建的线程在main()方法退出前结束。join()方法的作用是让调用该方法的线程(例如主线程)等待被调用的线程(例如子线程)执行完毕后再继续执行。这样,我们可以在main()方法中对所有创建的子线程调用join()方法,使得主线程在所有子线程都结束后才退出。例如:

public class JoinDemo {    public static void main(String[] args) {        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                System.out.println("t1 is running");            }        });        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                System.out.println("t2 is running");            }        });        t1.start();        t2.start();        try {            // 主线程等待t1和t2执行完毕            t1.join();            t2.join();        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("main thread is finished");    }}

输出结果:

t1 is runningt2 is runningmain thread is finished

如果没有调用join()方法,主线程可能会在子线程执行完毕之前就退出,导致程序不完整或不正确。

谈谈什么是零拷贝?

零拷贝(Zero-copy)是一种计算机程序设计技术,它的主要目标是减少数据复制的数量,从而提高系统性能和效率。当数据需要从一个系统部件传递到另一个部件(例如从硬盘到内存,或从内存到网络)时,如果没有使用零拷贝技术,数据可能需要被多次复制。这种数据复制会消耗CPU资源和内存带宽,并可能影响到程序的性能。零拷贝技术通过避免数据复制来解决这个问题。

以下是零拷贝的三种主要实现方式:

1、直接内存访问(DMA): DMA是一种让硬件设备直接访问内存的技术,不需要通过CPU。硬件设备可以直接读写内存,从而避免了数据复制。这是一种常见的在硬件层面实现零拷贝的技术。

2、内存映射(Memory-mapped IO): 通过将文件或其他资源映射到进程的地址空间,可以避免读或写操作的数据复制。这是一种在操作系统层面实现零拷贝的技术。

3、发送文件(sendfile): sendfile是Linux和其他一些操作系统提供的一个系统调用,它可以在内核中直接将数据从一个文件描述符传送到另一个文件描述符,避免了数据复制。这是一种在系统调用层面实现零拷贝的技术。

这些技术在许多应用中都得到了广泛应用,如文件系统、网络协议栈和数据库等。使用零拷贝可以显著提高系统的性能和效率。

Future 实现阻塞等待获取结果的原理是什么?

java.util.concurrent.Future接口在Java中提供了异步计算的结果的方式。Future任务在提交到ExecutorService时将启动新线程运行任务,任务完成后,、可以使用Future的get()方法来获取结果。如果计算尚未完成,则get()方法将阻塞直到结果可用。

那么,Future是如何实现这种阻塞等待获取结果的原理呢?我们可以从java.util.concurrent.FutureTask的实现中来理解这个问题。FutureTaskFuture的一个基础实现类,它实现了Runnable和Future接口,因此它既可以作为Runnable被线程执行,也可以作为Future获取计算结果。

1、FutureTask的实现:

FutureTask中,有一个内部类Sync,这个类继承了AbstractQueuedSynchronizer,这是一个用来构建锁和同步组件的框架,Sync使用AbstractQueuedSynchronizeracquireSharedInterruptibly(int)方法在任务没有完成时,让线程等待,任务完成后再唤醒线程。

2、源码解析:

主要关注FutureTask中的get()方法和set()方法。

get()方法主要是通过SyncacquireSharedInterruptibly(int)方法实现阻塞,具体源码如下:

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {    int s = sync.innerGetState();    if (s <= COMPLETING)        s = sync.acquireSharedInterruptibly(0);    return sync.innerGet();}

set()方法主要是用来设置计算结果并唤醒等待的线程,源码如下:

protected void set(V v) {    sync.innerSet(v);}

Sync内部类中:

protected int tryAcquireShared(int ignore) {    return innerIsDone() ? 1 : -1;}protected boolean tryReleaseShared(int ignore) {    setState(RUNNING);    return true;}

tryAcquireShared(int)方法中,如果任务已经完成(innerIsDone()返回true),那么方法返回1,否则返回-1。返回1表示当前共享锁已经释放,返回-1则表示共享锁尚未释放,线程需要等待。

在任务计算完成后,set()方法会被调用,此时会调用tryReleaseShared(int)方法来唤醒因调用get()方法而在等待的线程。

这样,就实现了Future的阻塞等待获取结果的功能。

B+树聊一下?B+树是不是有序?B+树和 B-树的主要区别?B+树索引,一次查找过程?

B+树是一个n叉树,每个节点可以有多于2个子节点。它是一种自平衡的搜索树,用于存储排序数据并进行高效插入、删除和搜索操作。这使得B+树成为各种数据库和文件系统的首选数据结构。

是的,B+树是有序的。具体来说,所有的值都存储在叶子节点,并按照排序顺序链接。这使得B+树非常适合对大范围的数据进行顺序访问。

B+树与B-树的主要区别在于:

1、在B+树中,所有记录节点都是叶子节点,而在B-树中,记录可以存储在任何节点中。 2、在B+树中,所有叶子节点都通过指针连接,这使得范围查询更高效。然而,在B-树中,叶子节点并不互相链接。 3、在B+树中,每个非叶子节点的子节点数等于关键字数,而在B-树中,子节点数等于关键字数+1。

B+树索引的一次查找过程如下:

1、首先,从根节点开始。 2、使用二分搜索或线性搜索找到关键字所在的区间。 3、进入相应的子节点,然后在这个子节点中重复步骤2。 4、继续这个过程,直到到达叶子节点。在叶子节点中,查找最终的关键字。 5、如果找到了关键字,那么返回它的关联值。否则,关键字不在树中。

这种查找过程是非常高效的,因为B+树的高度通常比较低(尤其是相比二叉搜索树),所以步骤数通常非常少。

Runnable接口和Callable接口的区别

RunnableCallable接口在Java中都被用来实现线程,但是它们有以下主要的区别:

1、返回值Runnable接口的run()方法没有返回值,而Callable接口的call()方法则是有返回值的。这就意味着如果、在执行线程时需要获取一些计算结果,、应该使用Callable接口。

2、异常处理Runnable.run()方法不能抛出任何受检异常,只能抛出非受检异常。然而,Callable.call()方法可以抛出任何类型的异常。

3、使用场景Runnable接口通常与Thread类一起使用,而Callable通常与ExecutorService一起使用,可以返回一个Future对象以处理异步计算的结果。

4、功能性:由于Callable接口可以返回结果,并且可以抛出异常,因此Callable接口比Runnable接口更为强大和灵活。

总的来说,Callable接口提供了比Runnable接口更强大和灵活的线程执行机制。然而,如果、不需要返回值,并且不需要处理受检异常,那么使用Runnable接口就足够了。

Linux环境下如何查找哪个线程使用CPU最长?

在Linux环境下,查找哪个线程使用CPU最长的步骤如下:

1、使用ps或者jps命令来获取Java进程的pid。例如:

ps -ef | grep java

或者

jps

2、使用top -H -p pid命令来显示该进程的所有线程及其CPU使用率。这里的pid是在上一步骤中获得的Java进程的pid。例如,如果Java进程的pid是1234,、可以运行:

top -H -p 1234

在这个命令的输出中,、可以看到哪个线程的CPU使用率最高。这个命令显示的线程ID是操作系统级别的线程ID,也就是LWP(Light-Weight Process,轻量级进程)。

3、如果、需要查找这个线程在Java内的线程ID,、需要将LWP的十进制值转换成十六进制,因为Java的线程dump中的线程ID是十六进制表示的。你可以使用printf命令来进行这个转换。例如,如果LWP是12345678,你可以运行:

printf "%x\n" 12345678

这个命令会输出该数字的十六进制表示。

4、然后,你可以获取Java的线程dump来查找该线程在Java中的堆栈跟踪。你可以使用jstack命令来获取线程dump。例如,如果Java进程的pid是1234,你可以运行:

jstack 1234

在这个命令的输出中,你可以使用上一步骤中获得的十六进制线程ID来查找对应的线程。

这个过程会帮助你找到使用CPU最长的线程,并且获取该线程在Java中的堆栈跟踪,这样你可以进一步分析该线程的行为,例如查找是否有死循环或者其他导致CPU使用高的原因。

什么是阻塞队列?阻塞队列常用的应用场景?

阻塞队列是一种线程安全的队列,它在数据结构中的操作是阻塞的,即当队列为空的时候,如果有线程试图从队列中取出元素,那么这个线程将会被阻塞,直到队列中有新的元素可取。同样的,当队列已满的时候,如果有线程试图向队列中添加元素,那么这个线程将会被阻塞,直到队列中有空余的位置。通过这种方式,阻塞队列可以在多线程环境中安全有效地处理并发数据。

阻塞队列的应用场景广泛,常用的包括生产者消费者模型、线程池等。生产者消费者模型,这是一个经典的并发编程模型,生产者负责生成数据放入队列,而消费者则负责从队列中取出数据进行处理。阻塞队列在这里起到了缓冲的作用,能够在生产者和消费者之间提供一个平衡,防止生产者生成数据的速度过快或者消费者处理数据的速度过慢导致数据丢失或者过载。

另一个常见的应用场景是线程池,线程池使用阻塞队列来存储待执行的任务。线程池中的线程从阻塞队列中取出任务来执行,当队列为空时,线程会阻塞等待,直到队列中有新的任务。同样地,如果队列已满,提交新任务的线程会阻塞,直到队列中有空位。

还有其他一些应用场景,比如在网络编程中,阻塞队列常用于存放待发送或待接收的消息等等。总的来说,阻塞队列在处理并发问题时是一个非常有用的工具。

有三个线程T1,T2,T3,如何保证顺序执行?

线程的 join() 方法确实能够用于保证线程的顺序执行。实际上,join() 方法的作用就是让调用这个方法的线程等待,直到该方法所属的线程完成执行,才能继续执行调用者线程。

下面是一个示例的Java代码,该代码将会确保 T1, T2, 和 T3 线程按顺序执行。

public class Main {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                System.out.println("Thread 1 is running.");            }        });        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                System.out.println("Thread 2 is running.");            }        });        Thread t3 = new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                System.out.println("Thread 3 is running.");            }        });        t1.start();        t1.join();        t2.start();        t2.join();        t3.start();        t3.join();    }}

在这个示例中,我们先启动了线程T1,并且在主线程中调用了 t1.join(),让主线程等待T1线程执行完成。同样的方法也被应用到了T2和T3线程上,从而确保了线程的顺序执行。

然而需要注意的是,这种方法虽然能保证线程的执行顺序,但是同时也限制了线程的并发执行,因此可能无法充分利用多核心的优势。因此,除非你有特殊的需求,否则通常我们更倾向于让线程并行执行。

如何停止一个正在运行的线程?

1)使用退出标志,使线程正常退出,也就是当run方法完成后线程终止。这种方法是最友好,最安全的方法。例如,你可以在线程类里设置一个volatile类型的boolean变量,通过改变这个变量的值来控制线程的运行和停止。

public class MyRunnable implements Runnable {    private volatile boolean exit = false;    public void run() {        while(!exit) {            // your code        }    }    public void stop() {        exit = true;    }}

2)使用stop方法强行终止,但是不推荐这个方法,因为stop和suspend及resume一样都是过期作废的方法。这些方法被弃用是因为它们是不安全的,可能导致对象处于不一致的状态。

3)使用interrupt方法中断线程。当线程处于阻塞状态时(如等待,睡眠,或者输入/输出操作),这种方法很有效。这会抛出InterruptedException,然后你可以在catch块中结束线程。但是如果线程当前并未处于阻塞状态,那么该中断信号就会被忽略,所以需要你自己在代码中周期性的检查线程是否被中断,例如使用Thread.interrupted()。

public class MyRunnable implements Runnable {    public void run() {        while(!Thread.interrupted()) {            // your code        }    }}// elsewhere in codeMyRunnable myRunnable = new MyRunnable();Thread myThread = new Thread(myRunnable);myThread.start();// when you want to stop the threadmyThread.interrupt();

4)使用Thread的destroy()方法。但是这个方法在Java中并未实现,并且可能会被Oracle在未来的JDK版本中删除。所以不建议使用。

总的来说,最好的方式是设计线程能够响应中断,或者通过一个退出标志自行结束。

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