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Java執行緒熱門面試題練習

計算機二級 閱讀(1.03W)

不管你是新程式設計師還是老手,你一定在面試中遇到過有關執行緒的問題。下面是本站小編為大家搜尋整理的關於Java執行緒熱門面試題練習,歡迎參考練習,希望你喜歡!想了解更多相關資訊請持續關注我們應屆畢業生考試網!

Java執行緒熱門面試題練習

Java語言一個重要的特點就是內建了對併發的支援,讓Java大受企業和程式設計師的歡迎。大多數待遇豐厚的Java開發職位都要求開發者精通多執行緒技術並且有豐富的Java程式開發、除錯、優化經驗,所以執行緒相關的問題在面試中經常會被提到。

1) 什麼是執行緒?

執行緒是作業系統能夠進行運算排程的最小單位,它被包含在程序之中,是程序中的實際運作單位。程式設計師可以通過它進行多處理器程式設計,你可以使用多執行緒對運算密集型任務提速。比如,如果一個執行緒完成一個任務要100毫秒,那麼用十個執行緒完成改任務只需10毫秒。Java在語言層面對多執行緒提供了卓越的支援,它也是一個很好的賣點。

2) 執行緒和程序有什麼區別?

執行緒是程序的子集,一個程序可以有很多執行緒,每條執行緒並行執行不同的任務。不同的程序使用不同的記憶體空間,而所有的執行緒共享一片相同的記憶體空間。別把它和棧記憶體搞混,每個執行緒都擁有單獨的棧記憶體用來儲存本地資料。

3) 如何在Java中實現執行緒?

在語言層面有兩種方式。ad 類的例項就是一個執行緒但是它需要呼叫able介面來執行,由於執行緒類本身就是呼叫的Runnable介面所以你可以繼承ad 類或者直接呼叫Runnable介面來重寫run方法實現執行緒。更多詳細資訊請點選這裡.

4) 用Runnable還是Thread?

這個問題是上題的後續,大家都知道我們可以通過繼承Thread類或者呼叫Runnable介面來實現執行緒,問題是,那個方法更好呢?什麼情況下使用它?這個問題很容易回答,如果你知道Java不支援類的多重繼承,但允許你呼叫多個介面。所以如果你要繼承其他類,當然是呼叫Runnable介面好了。

6) Thread 類中的start 和 run 方法有什麼區別?

這個問題經常被問到,但還是能從此區分出面試者對Java執行緒模型的理解程度。start方法被用來啟動新建立的執行緒,而且start內部呼叫了run方法,這和直接呼叫run方法的效果不一樣。當你呼叫run方法的時候,只會是在原來的執行緒中呼叫,沒有新的執行緒啟動,start方法才會啟動新執行緒。

7) Java中Runnable和Callable有什麼不同?

Runnable和Callable都代表那些要在不同的執行緒中執行的任務。Runnable從JDK1.0開始就有了,Callable是在JDK1.5增加的。它們的主要區別是Callable的 call 方法可以返回值和丟擲異常,而Runnable的run方法沒有這些功能。Callable可以返回裝載有計算結果的Future物件。

8) Java中CyclicBarrier 和 CountDownLatch有什麼不同?

CyclicBarrier 和 CountDownLatch 都可以用來讓一組執行緒等待其它執行緒。與 CyclicBarrier 不同的是,CountdownLatch 不能重新使用。

9) Java記憶體模型是什麼?

Java記憶體模型規定和指引Java程式在不同的記憶體架構、CPU和作業系統間有確定性地行為。它在多執行緒的情況下尤其重要。Java記憶體模型對一個執行緒所做的變動能被其它執行緒可見提供了保證,它們之間是先行發生了關係。這個關係定義了一些規則讓程式設計師在併發程式設計時思路更清晰。比如,先行發生了關係確保了:

執行緒內的程式碼能夠按先後順序執行,這被稱為程式次序規則。

對於同一個鎖,一個解鎖操作一定要發生在時間上後發生的另一個鎖定操作之前,也叫做管程鎖定規則。

前一個對volatile的寫操作在後一個volatile的讀操作之前,也叫volatile變數規則。

一個執行緒內的任何操作必需在這個執行緒的start呼叫之後,也叫作執行緒啟動規則。

一個執行緒的所有操作都會線上程終止之前,執行緒終止規則。

一個物件的終結操作必需在這個物件構造完成之後,也叫物件終結規則。

可傳遞性

我強烈建議大家閱讀《Java併發程式設計實踐》第十六章來加深對Java記憶體模型的理解。

10) Java中的volatile 變數是什麼?

volatile是一個特殊的修飾符,只有成員變數才能使用它。在Java併發程式缺少同步類的情況下,多執行緒對成員變數的操作對其它執行緒是透明的。volatile變數可以保證下一個讀取操作會在前一個寫操作之後發生,就是上一題的volatile變數規則。

11) 什麼是執行緒安全?Vector是一個執行緒安全類嗎? (詳見這裡)

如果你的程式碼所在的程序中有多個執行緒在同時執行,而這些執行緒可能會同時執行這段程式碼。如果每次執行結果和單執行緒執行的結果是一樣的,而且其他的變數的值也和預期的是一樣的,就是執行緒安全的。一個執行緒安全的計數器類的同一個例項物件在被多個執行緒使用的情況下也不會出現計算失誤。很顯然你可以將集合類分成兩組,執行緒安全和非執行緒安全的。Vector 是用同步方法來實現執行緒安全的, 而和它相似的ArrayList不是執行緒安全的。

12) Java中什麼是競態條件? 舉個例子說明。

競態條件會導致程式在併發情況下出現一些bugs。多執行緒對一些資源的競爭的時候就會產生競態條件,如果首先要執行的程式競爭失敗排到後面執行了,那麼整個程式就會出現一些不確定的bugs。這種bugs很難發現而且會重複出現,因為執行緒間的隨機競爭。一個例子就是無序處理,詳見答案。

13) Java中如何停止一個執行緒?

Java提供了很豐富的API但沒有為停止執行緒提供API。JDK 1.0本來有一些像stop, suspend 和 resume的控制方法但是由於潛在的死鎖威脅因此在後續的JDK版本中他們被棄用了,之後Java API的設計者就沒有提供一個相容且執行緒安全的方法來停止一個執行緒。當run 或者 call 方法執行完的時候執行緒會自動結束,如果要手動結束一個執行緒,你可以用volatile 布林變數來退出run方法的迴圈或者是取消任務來中斷執行緒。點選這裡檢視示例程式碼。

14) 一個執行緒執行時發生異常會怎樣?

這是我在一次面試中遇到的一個很刁鑽的Java面試題, 簡單的說,如果異常沒有被捕獲該執行緒將會停止執行。ughtExceptionHandler是用於處理未捕獲異常造成執行緒突然中斷情況的一個內嵌介面。當一個未捕獲異常將造成執行緒中斷的時候JVM會使用ncaughtExceptionHandler來查詢執行緒的UncaughtExceptionHandler並將執行緒和異常作為引數傳遞給handler的uncaughtException方法進行處理。

15) 如何在兩個執行緒間共享資料?

你可以通過共享物件來實現這個目的,或者是使用像阻塞佇列這樣併發的資料結構。這篇教程《Java執行緒間通訊》(涉及到在兩個執行緒間共享物件)用wait和notify方法實現了生產者消費者模型。

16) Java中notify 和 notifyAll有什麼區別?

這又是一個刁鑽的問題,因為多執行緒可以等待單監控鎖,Java API 的設計人員提供了一些方法當等待條件改變的時候通知它們,但是這些方法沒有完全實現。notify方法不能喚醒某個具體的執行緒,所以只有一個執行緒在等待的時候它才有用武之地。而notifyAll喚醒所有執行緒並允許他們爭奪鎖確保了至少有一個執行緒能繼續執行。

17) 為什麼wait, notify 和 notifyAll這些方法不在thread類裡面?

這是個設計相關的問題,它考察的是面試者對現有系統和一些普遍存在但看起來不合理的事物的看法。回答這些問題的時候,你要說明為什麼把這些方法放在Object類裡是有意義的,還有不把它放在Thread類裡的原因。一個很明顯的原因是JAVA提供的鎖是物件級的而不是執行緒級的,每個物件都有鎖,通過執行緒獲得。如果執行緒需要等待某些鎖那麼呼叫物件中的wait方法就有意義了。如果wait方法定義在Thread類中,執行緒正在等待的是哪個鎖就不明顯了。簡單的說,由於wait,notify和notifyAll都是鎖級別的操作,所以把他們定義在Object類中因為鎖屬於物件。

18) 什麼是ThreadLocal變數?

ThreadLocal是Java裡一種特殊的變數。每個執行緒都有一個ThreadLocal就是每個執行緒都擁有了自己獨立的一個變數,競爭條件被徹底消除了。它是為建立代價高昂的物件獲取執行緒安全的好方法,比如你可以用ThreadLocal讓SimpleDateFormat變成執行緒安全的,因為那個類建立代價高昂且每次呼叫都需要建立不同的例項所以不值得在區域性範圍使用它,如果為每個執行緒提供一個自己獨有的變數拷貝,將大大提高效率。首先,通過複用減少了代價高昂的物件的建立個數。其次,你在沒有使用高代價的同步或者不變性的情況下獲得了執行緒安全。執行緒區域性變數的另一個不錯的例子是ThreadLocalRandom類,它在多執行緒環境中減少了建立代價高昂的Random物件的個數。

19) 什麼是FutureTask?

在Java併發程式中FutureTask表示一個可以取消的非同步運算。它有啟動和取消運算、查詢運算是否完成和取回運算結果等方法。只有當運算完成的時候結果才能取回,如果運算尚未完成get方法將會阻塞。一個FutureTask物件可以對呼叫了Callable和Runnable的物件進行包裝,由於FutureTask也是呼叫了Runnable介面所以它可以提交給Executor來執行。

20) Java中interrupted 和 isInterruptedd方法的區別?

interrupted和isInterrupted的主要區別是前者會將中斷狀態清除而後者不會。Java多執行緒的中斷機制是用內部標識來實現的,呼叫rrupt來中斷一個執行緒就會設定中斷標識為true。當中斷執行緒呼叫靜態方法rrupted來檢查中斷狀態時,中斷狀態會被清零。而非靜態方法isInterrupted用來查詢其它執行緒的中斷狀態且不會改變中斷狀態標識。簡單的說就是任何丟擲InterruptedException異常的方法都會將中斷狀態清零。無論如何,一個執行緒的中斷狀態有有可能被其它執行緒呼叫中斷來改變。

21) 為什麼wait和notify方法要在同步塊中呼叫?

主要是因為Java API強制要求這樣做,如果你不這麼做,你的程式碼會丟擲IllegalMonitorStateException異常。還有一個原因是為了避免wait和notify之間產生競態條件。

22) 為什麼你應該在迴圈中檢查等待條件?

處於等待狀態的執行緒可能會收到錯誤警報和偽喚醒,如果不在迴圈中檢查等待條件,程式就會在沒有滿足結束條件的'情況下退出。因此,當一個等待執行緒醒來時,不能認為它原來的等待狀態仍然是有效的,在notify方法呼叫之後和等待執行緒醒來之前這段時間它可能會改變。這就是在迴圈中使用wait方法效果更好的原因,你可以在Eclipse中建立模板呼叫wait和notify試一試。如果你想了解更多關於這個問題的內容,我推薦你閱讀《Effective Java》這本書中的執行緒和同步章節。

23) Java中的同步集合與併發集合有什麼區別?

同步集合與併發集合都為多執行緒和併發提供了合適的執行緒安全的集合,不過併發集合的可擴充套件性更高。在Java1.5之前程式設計師們只有同步集合來用且在多執行緒併發的時候會導致爭用,阻礙了系統的擴充套件性。Java5介紹了併發集合像ConcurrentHashMap,不僅提供執行緒安全還用鎖分離和內部分割槽等現代技術提高了可擴充套件性。

24) Java中堆和棧有什麼不同?

為什麼把這個問題歸類在多執行緒和併發面試題裡?因為棧是一塊和執行緒緊密相關的記憶體區域。每個執行緒都有自己的棧記憶體,用於儲存本地變數,方法引數和棧呼叫,一個執行緒中儲存的變數對其它執行緒是不可見的。而堆是所有執行緒共享的一片公用記憶體區域。物件都在堆裡建立,為了提升效率執行緒會從堆中弄一個快取到自己的棧,如果多個執行緒使用該變數就可能引發問題,這時volatile 變數就可以發揮作用了,它要求執行緒從主存中讀取變數的值。

25) 什麼是執行緒池? 為什麼要使用它?

建立執行緒要花費昂貴的資源和時間,如果任務來了才建立執行緒那麼響應時間會變長,而且一個程序能建立的執行緒數有限。為了避免這些問題,在程式啟動的時候就建立若干執行緒來響應處理,它們被稱為執行緒池,裡面的執行緒叫工作執行緒。從JDK1.5開始,Java API提供了Executor框架讓你可以建立不同的執行緒池。比如單執行緒池,每次處理一個任務;數目固定的執行緒池或者是快取執行緒池(一個適合很多生存期短的任務的程式的可擴充套件執行緒池)。