Java日常練習題之排序與鎖的示例分析

這篇文章主要介紹Java日常練習題之排序與鎖的示例分析，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

1、對于A、B兩種排隊方式，說法正確的是

正確答案:C

A 方式A效率更高

B 方式B效率更高

C 當排隊的任務中有長耗時任務且比例較低時，方式B更具優(yōu)勢

D 都不正確

題解：
2、 把第一種模型理解為單任務的。如果我們遇到了一個需要等待的IO操作，可能會讓此進程阻塞，其他的進程得不到執(zhí)行。如果其他進程等待時間很長的話，可能會導致其他進程餓死。 把第二種模型理解為并發(fā)的。舉個例子，當我們設計一款類似于wps這樣的文字處理軟件的時候，我們可以開一個線程來與用戶進行交互，開第二個線程來對讀取進內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進行計算，當我們計算完了之后，可能需要把這些數(shù)據(jù)保存進磁盤中，這時候，我們可以開第三個線程來負責把數(shù)據(jù)寫入磁盤中，我們知道，對于磁盤的讀寫操作是毫秒級別的（而對于內(nèi)存的讀寫是納秒級別的。不要覺得毫秒級別的時間很短，對于計算機來說已經(jīng)很長了。對于大量數(shù)據(jù)排序都不一定需要毫秒），所以非常的慢，所以，如果我們把這個耗時比較長的操作專門交給一個線程來處理的話，就可以充分利用CPU。

2、Inter-process communication (IPC) is the transfer of data among processes. Which of the following is NOT a typical programming technique for IPC?

正確答案:A

A mutex

B pipe

C socket

D message queue

題解：
1、 要注意區(qū)分，mutex是互斥鎖，而不是信號量。
2、 題目問的是那種不是進程間通信的方式，A 鎖，用來保證在任一時刻，只能有一個線程訪問某個對象；B 管道，進程間可以通過管道進行通信；C “插座”，兩個程序中進程通過一個雙向的通信連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換；D 消息隊列，也可以實現(xiàn)進程之間信息交互。

3、設在內(nèi)存中有P1,P2,P3三道程序，并按照P1,P2,P3的優(yōu)先級次序運行，其中內(nèi)部計算和IO操作時間由下表給出（CPU計算和IO資源都只能同時由一個程序占用）： P1:計算60ms—》IO 80ms—》計算20ms P2:計算120ms—》IO 40ms—》計算40ms P3:計算40ms—》IO 80ms—》計算40ms 并行完成三道程序比單道運行節(jié)省的時間是（）

正確答案:C

A 80ms

B 120ms

C 160ms

D 200ms

題解：
1、 題意，CPU操作和IO操作可以并行，所以節(jié)約的時間就是二者平行的時間。

4、下列哪種操作可能帶來死鎖？

正確答案:C

A lock(m1) lock(m2) unlock(m1) unlock(m2)

B lock(m1) lock(m2) unlock(m2) lock(m2) unlock(m1) unlock(m2)

C lock(m1) lock(m2) unlock(m1) lock(m1) unlock(m2) unlock(m1)

D lock(m1) lock(m2) unlock(m1) unlock(m2) lock(m1) unlock(m1)

題解：
1、 假設有兩個線程，線程1執(zhí)行到lock(m1)
2、lock(m2)
3、unlock(m1)，此時線程1持有鎖m2
4、想要獲取鎖m1;線程2執(zhí)行到lock(m1)
5、此時線程2持有鎖m1
6、想要獲取鎖m2。兩個線程都拿著對方想要得到的鎖，造成死鎖。
7、 1 2 3 4 5 6 lock(m1) lock(m2) unlock(m1) lock(m1) unlock(m2) unlock(m1) 對于C選項：假設有A、B兩個線程并發(fā)執(zhí)行 當A執(zhí)行完3，占有m2時，申請m1. 當B執(zhí)行完1，占有m1，申請m2時 這時死鎖就發(fā)生了。

5、一個容器類數(shù)據(jù)結構，讀寫平均，使用鎖機制保證線程安全。如果要綜合提高該數(shù)據(jù)結構的訪問性能，最好的辦法是______。

正確答案:C

A 只對寫操作加鎖，不對讀操作加鎖

B 讀操作不加鎖，采用copyOnWrite的方式實現(xiàn)寫操作

C 分區(qū)段加鎖

D 無法做到

題解：
1、 臟數(shù)據(jù)：從目標中取出的數(shù)據(jù)已經(jīng)過期、錯誤或者沒有意義，這種數(shù)據(jù)就叫做臟數(shù)據(jù)。 臟讀：讀取出來臟數(shù)據(jù)就叫臟讀。
2、 讀寫平均？？

6、產(chǎn)生系統(tǒng)死鎖的原因是由于（）

正確答案:C

A 進程釋放資源

B 一個進程進入死循環(huán)

C 多個進程競爭，資源出現(xiàn)循環(huán)等待

D 多個進程競爭共享型設備

題解：
1、 C 產(chǎn)生死鎖的原因主要是： （1） 因為系統(tǒng)資源不足。 （2） 進程運行推進的順序不合適。 （3） 資源分配不當?shù)取?如果系統(tǒng)資源充足，進程的資源請求都能夠得到滿足，死鎖出現(xiàn)的可能性就很低，否則 就會因爭奪有限的資源而陷入死鎖。其次，進程運行推進順序與速度不同，也可能產(chǎn)生死鎖。 產(chǎn)生死鎖的四個必要條件： （1） 互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。 （2） 請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。 （3） 不剝奪條件:進程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。 （4） 循環(huán)等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關系。 這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之 一不滿足，就不會發(fā)生死鎖。 D選項：共享型設備是指在一段時間內(nèi)允許多個進程同時訪問的設備
2、 D選項：共享型設備是指在一段時間內(nèi)允許多個進程同時訪問的設備

7、競選條件(race condition)的情況下，兩線程執(zhí)行如下代碼段，其中count為共享變量，線程1執(zhí)行代碼段A，線程2指向代碼段B，那么變量count的值可能為 int count = 10; 代碼段A： Thread_1()

{

//do something

count++;

}

代碼段B： Thread_2()

{

//do something

count–;

}

正確答案:ABC

A 9

B 10

C 11

D 12

題解：
1、 ABC ++和–并非原子操作，存在被打斷的可能性。 A：線程1先執(zhí)行，++后數(shù)據(jù)未及時寫入內(nèi)存便被線程2打斷，執(zhí)行完線程2，數(shù)據(jù)已被更改，輸出9 B：順序正常執(zhí)行 C：線程2先執(zhí)行，–后數(shù)據(jù)未及時寫入內(nèi)存便被線程1打斷，執(zhí)行完線程1，數(shù)據(jù)已被更改，輸出11
2、 要么先執(zhí)行線程1，要么先執(zhí)行線程2，然后根據(jù)自增自減運算符得出數(shù)來，除了12，其他數(shù)都有可能。

8、數(shù)據(jù)庫以及線程發(fā)生死鎖的必要條件是什么？

正確答案:ABCD

A 互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用

B 請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。

C 不剝奪條件:進程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。

D 循環(huán)等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關系。

題解：
1、 產(chǎn)生死鎖的原因主要是： （1） 因為系統(tǒng)資源不足。 （2） 進程運行推進的順序不合適。 （3） 資源分配不當?shù)取?產(chǎn)生死鎖的四個必要條件： （1） 互斥條件：一個資源每次只能被一個進程使用。 （2） 請求與保持條件：一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放。 （3） 不剝奪條件:進程已獲得的資源，在末使用完之前，不能強行剝奪。 （4） 循環(huán)等待條件:若干進程之間形成一種頭尾相接的循環(huán)等待資源關系。
2、 1.互斥 2.占有等待 3.非剝奪 4.循環(huán)等待

9、有兩個線程，最初 n=0，一個線程執(zhí)行 n++; n++; 另一個執(zhí)行 n+=2; 問，最后可能的 n 值？

正確答案:BCD

A 1

B 2

C 3

D 4

題解：
1、大家要知道 C語言中的 ++ 和 += 并不是原子操作，而是通過多條微程序組成的，因此 ++ 和 += 在執(zhí)行過程中可能被中斷的 第一種可能情況：現(xiàn)在假設兩個線程沒有并行順序執(zhí)行的那么結果顯然是 4。 第二種可能情況：再假設現(xiàn)在第一個n++ 已經(jīng)執(zhí)行完了 但是結果還沒有寫回內(nèi)存 這個時候 n+=2 已經(jīng)全部執(zhí)行完 2 寫進了內(nèi)存 結束 然后回到n++的寫回操作 這個時候內(nèi)存就從2被改回1了，后面再來一次n++ 結果就為2。 第三種可能情況： 第n+=2 先讀取n的值到寄存器 即0入寄存器 這個時候被中斷 第一個n++開始執(zhí)行 并直到結束 內(nèi)存被改成了1 ，然后 n+=2 繼續(xù)執(zhí)行 結束后內(nèi)存變?yōu)? 第二個n++再執(zhí)行 結果就是3了
2、 如前面大佬@琥珀大川說的2-4 可能的原因，我嘗試說一下1 為啥不行 一進程執(zhí)行兩次n++， 二進程 n+=2； 無論如何，兩個進程都會進行一次讀取n的數(shù)值，和寫回操作。且兩個進程都會要運行完自己的程序塊。 二進程每次都是+2，不會出現(xiàn)1 一進程雖然兩次分開+1，但是只要運行完進程結果就是2，除非運行完第一個n++寫回后，n的數(shù)值被改回0。顯然不會出現(xiàn)這種情況
3、 // ++ 和 += 都不是原子操作，所有都可能被中斷，結果就是 2 ~ 4 都可以

10、無鎖化編程有哪些常見方法？

正確答案:ABCD

A 針對計數(shù)器，可以使用原子加

B 只有一個生產(chǎn)者和一個消費者，那么就可以做到免鎖訪問環(huán)形緩沖區(qū)（Ring Buffer）

C RCU（Read-Copy-Update），新舊副本切換機制，對于舊副本可以采用延遲釋放的做法

D CAS（Compare-and-Swap），如無鎖棧，無鎖隊列等待

題解：
1、這阿里的題目真不白給。。都不知道四個選項說的是啥
2、 A 原子操作是匯編級別支持的指令lock xadd，如c++中的interlockIncrement，java中有AutomicInteger都是對其的封裝。簡單變量的線程同步用這種方式效率最高。 B 多個生產(chǎn)者和多個消費者，一樣可以做到免鎖訪問，但要使用原子操作。這里的意思應該是不用原子操作級別的免鎖，理由也很簡單，生產(chǎn)者和消費者需要修改的位置是分開的（生產(chǎn)者加在尾部，消費者從頭部消費），且只有一個讀一個寫，不會發(fā)生沖突。所以只有一點需要關注，就是尾部指針和頭部指針每次需要比較以避免生產(chǎn)溢出或者過度消費，而簡單變量的讀操作都是原子的。 C 類似的一個概念叫CopyOnWrite，復制一份，修改完后，替換回去時只需替換一個指針或引用，鎖住的粒度非常小。但有可能還有線程持有的是舊的指針，因此舊的副本需要延遲釋放。 D 匯編級別支持的指令cmpxchg，鎖定內(nèi)存地址，比較地址中修改前的內(nèi)容是否與修改時的值一致，如果不一致就說明有其他線程改動，需要重新做。如，內(nèi)存地址0x123456中原來存放的是10101010，但CPU執(zhí)行到cmpxchg指令時，發(fā)現(xiàn)內(nèi)存中變成了11111111，那么就認為其他線程已經(jīng)修改了這個地址的值，需要重新讀取0x123456中的值11111111，再做一次cmpxchg，如果這次發(fā)現(xiàn)內(nèi)存中仍然是11111111，那么cmpxchg就會把新的值寫入到0x123456中去。這里面有個ABA問題，就是有線程改了2次從11111111 -> 10111111 -> 11111111，那么CAS操作是識別不了的，需要從業(yè)務層去避免，如果直接在0x123456再放一個地址值，而地址值如果不先釋放再重新申請內(nèi)存，就不會出現(xiàn)重復值。
3、 ABCD JAVA對應： A：AtomicInteger B：http://ifeve.com/the-disruptor-lock-free-publishing/ C：CopyOnWriteArrayList D：Unsafe

答案匯總：

1、正確答案:C

2、正確答案:A

3、正確答案:C

4、正確答案:C

5、正確答案:C

6、正確答案:C

7、正確答案:ABC

8、正確答案:ABCD

9、正確答案:BCD

10、正確答案:ABCD

以上是“Java日常練習題之排序與鎖的示例分析”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！希望分享的內(nèi)容對大家有幫助，更多相關知識，歡迎關注億速云行業(yè)資訊頻道！