關(guān)于Java的并發(fā)編程

　　關(guān)于JAVA并發(fā)編程的那些事。

　　記錄一下自己在學(xué)習(xí)并發(fā)編程的時候遇到的一些問題。方便自己查閱。

　　1.實(shí)現(xiàn)Runnable接口好在哪里?

　　從代碼架構(gòu)角度：具體的任務(wù)(run方法)應(yīng)該和“創(chuàng)建和運(yùn)行線程的機(jī)制”(Thread類)相解耦。

　　使用繼承Thread類的方式的話，那么每次想新建一個任務(wù)，只能新建一個獨(dú)立的線程們這樣做的話損耗會比較大(比如重新創(chuàng)建一個線程，執(zhí)行完畢

　　以后再銷毀等。如果實(shí)際工作內(nèi)容，也就是run()函數(shù)里只是簡單的打印一行文字的話，那么可能線程的實(shí)際工作內(nèi)容還不如損耗來的大)。如果使用Runnable和線程池，就可以大大減少這樣的損耗。

　　繼承Thread類以后，由于Java語音不支持多繼承，這樣就無法再繼承其他的類，限制了可擴(kuò)展性。

　　2.“實(shí)現(xiàn)Runnable接口并傳入Thread類”和繼承Thread類，然后重寫run()方法的本質(zhì)對比?

　　在實(shí)現(xiàn)多線程的本質(zhì)上，并沒有區(qū)別，都是最終調(diào)用了start()方法來新建線程。這兩個方法最主要的區(qū)別是在于run()的了內(nèi)容來源。

　　//以下代碼在Thread類中，可以找到

　　@override

　　public void run(){

　　if(target!=null){

　　target.run();

　　}

　　}

　　實(shí)現(xiàn)Runnable接口最終調(diào)用target.run()。繼承Thread類，是整個run()方法都被重寫。

　　3.有幾種創(chuàng)建線程的方法?

　　從不同的角度看，會有不同的答案。

　　典型答案是兩種，分別是實(shí)現(xiàn)Runnable接口和繼承Thread類

　　但是我們看原理，其實(shí)Thread類實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，并且Thread類的run()方法，會發(fā)現(xiàn)其實(shí)哪兩種本質(zhì)是一樣的。兩種方式在實(shí)現(xiàn)多線程的本質(zhì)上，并沒有區(qū)別。

　　還有其他實(shí)現(xiàn)線程的方法，例如線程池等，他們也能新建線程，但是細(xì)看源碼，并沒有逃過本質(zhì)，也是實(shí)現(xiàn)Runnable接口和繼承Thread類。

　　結(jié)論：我們只能那個通過新建Thread類這一種方式來出創(chuàng)建線程，但是類里面的run方法有兩種方式實(shí)現(xiàn)，的一種是重寫run()方法，第二種是實(shí)現(xiàn)Runnable接口的run方法，然后再把該Runnable實(shí)例傳給Thread類。除此之外，從表面上看線程池、定時器等工具類也能創(chuàng)建線程，但是他們的本質(zhì)也是逃不過剛說的范圍。

　　4.start方法的執(zhí)行流程是什么?

　　檢查線程狀態(tài)，只有New狀態(tài)的線程才能繼續(xù)，否則會拋出IllegalThreadStateException。運(yùn)行或已經(jīng)結(jié)束的線程都不能再啟動。

　　(這里可引申面試題：一個線程調(diào)用兩次start()方法會出現(xiàn)什么情況?why?解題思路就是1異常2線程狀態(tài))

　　被加入線程組

　　調(diào)用start0()方法啟動線程。

　　Tips：start方法是被synchronized修飾的方法，可以保證線程安全。并且由JVM產(chǎn)檢的main方法和system組線程，并不會通過start來啟動。

　　5.Java中如何正確停止線程?

　　用interrupt來請求停止線程。(僅僅是通知到被終止的線程應(yīng)該停止運(yùn)行了，被停止的線程自身擁有決定權(quán)。這是一個協(xié)作機(jī)制。)

　　想要停止線程，需要請求方，被停止方，子方法被調(diào)用方相互配合才行：

　　– a.作為被停止方：每次循環(huán)或者適時檢測中斷信號，并且在可能拋出interruptedException的地方處理該中斷信號;

　　– b.請求方：發(fā)出中斷信號。

　　– c.子方法調(diào)用方：要注意優(yōu)先在方法拋出InterruptedException，或者在檢查到中斷信號時，再次設(shè)置中斷狀態(tài)。(Catch里會重置這個狀態(tài)，需要再次設(shè)置中斷狀態(tài)，否則就被吞了)

　　最后，錯誤的方法： stop、suspend方法已經(jīng)被廢棄(stop容易造成臟數(shù)據(jù))

　　volatile的boolean標(biāo)記，無法處理長時間阻塞的情況(例如，生產(chǎn)者消費(fèi)者模式中，就存在這樣的情況，生產(chǎn)者生產(chǎn)速度快，消費(fèi)者消費(fèi)速度慢，生產(chǎn)者隊列阻塞)

　　6.無法響應(yīng)中斷時如何停止線程?

　　如果線程阻塞是由于調(diào)用了wait()、sleep()或者join()方法，你可以中斷線程，通過拋出interruptedException異常來喚醒該線程，但是對于不能響應(yīng)InterruptedException的阻塞，并沒有一個通用的解決方案。但是我們可以利用特定的其他可以響應(yīng)中斷的方法，比如Reentrantlock.lockInterruptibly(),比如關(guān)閉套接字使線程立即返回等方法來達(dá)到目的。答案有很多種，因?yàn)橛泻芏嘣驎斐删€程阻塞，所以針對不同的情況，喚起的方法不同?？偨Y(jié)來說，如果不支持響應(yīng)中斷，就要用特定的方法來喚起。根據(jù)不同的類，調(diào)用不同的方法。

　　.可以響應(yīng)中斷而拋出InterruptedException的常見方法?

　　Object.wait()/wait(long)/wait(long,int)

　　Thread.sleep()/sleep(long,int)

　　Thread.join()/join(long)/join(long,int)

　　java.util.concurrent.BlockingQueue.take()/put(E)

　　java.util.concurrent.locks.Lock.lockInterruptibly()

　　java.util.concurrent.countDownLatch.await()

　　java.util.concurrent.cyclicBarrier.await()

　　java.uti.concurrent.Exchanger.exchange(V)

　　java.nio.channels.InterruptibleChannel相關(guān)方法

　　java.nio.channels.Selector相關(guān)方法

　　7.判斷線程是否被中斷的方法有哪些?

　　static boolean interrupted() //返回之后，清除標(biāo)記

　　boolean isInterrupted() //不清除

　　//Tip:注意Thread.intterupted()的目的對象時“當(dāng)前線程”,而不管本方法來自于哪個對象

　　8.線程都有哪幾個狀態(tài)?

　　6種狀態(tài)

　　New：已經(jīng)創(chuàng)建，但是還沒有執(zhí)行start方法

　　Runnable：一旦調(diào)用了start方法后，就一定會到Runnable，java中的Runnable對應(yīng)操作系統(tǒng)里的ready和running狀態(tài)

　　Blocked:當(dāng)一個線程進(jìn)入同步代碼塊(被Synchronized修飾)，該鎖被其他線程拿走了。線程變成Blocked。只有Synchronized才能rag線程進(jìn)入這個狀態(tài)。

　　Wating:等待

　　Time_waiting:計時等待

　　Terminated：死亡

　　9.線程相關(guān)方法

　　Thread類：

　　sleep相關(guān)、

　　join() ：等待其他線程執(zhí)行完畢

　　yield相關(guān) ：放棄已經(jīng)獲得的CPU資源

　　currentThread：獲取當(dāng)前線程的引用

　　start，run方法：啟動線程相關(guān)

　　interrupt相關(guān):：中斷線程

　　stop() suspend() resuem()相關(guān) ：已經(jīng)廢棄

　　Object類：

　　wait():讓線程短暫休息

　　notify/notifyAll 相關(guān) ：喚醒線程

　　10.wait/notify/notifyAll的作用和用法?

　　階段　　方法和作用

　　阻塞階段　　調(diào)用wait()方法

　　喚醒階段　　1、另一個線程調(diào)用這個對象的notify方法且剛好被喚醒的是本線程。2、另外一個線程調(diào)用這個對象的notifyAll方法。3、過了wait(long timeOut)的規(guī)定的超時時間，如果傳入0就是永久等待。4、線程自身調(diào)用了intterrupt()

　　遇到中斷　　wait階段遇到中斷會拋出異常，并且釋放掉鎖

　　11.wait、notify、notifyAll特點(diǎn)?性質(zhì)?

　　用必須先擁有monitor鎖。(Synchronized)

　　notify只能喚醒一個線程。

　　屬于Object類，是所有對象的父類，所以任何對象都能調(diào)用，并且都是native final的。

　　類似Condition的功能

　　同時持有多個鎖的情況。釋放鎖，只能釋放現(xiàn)在wait所對應(yīng)的對象的那把鎖。

　　12.用wait/notify方法實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者生產(chǎn)者模式?

　　package com.yue.consumer;

　　import java.util.Date;

　　import java.util.LinkedList;

　　//使用wait notify實(shí)現(xiàn)一個生產(chǎn)者消費(fèi)者模式

　　public class ProducerConsumerModel {

　　public static void main(String[] args) {

　　EventStorage storage = new EventStorage();

　　Producer producer = new Producer(storage);

　　Consumer consumer =new Consumer(storage);

　　new Thread(producer).start();

　　new Thread(consumer).start();

　　}

　　}

　　class Producer implements Runnable{

　　private EventStorage storage;

　　public Producer(EventStorage storage) {

　　this.storage = storage;

　　}

　　public void run() {

　　for (int i= 0;i<100;i++){

　　storage.put();

　　}

　　}

　　}

　　class Consumer implements Runnable{

　　private EventStorage storage;

　　public Consumer(EventStorage storage) {

　　this.storage = storage;

　　}

　　public void run() {

　　for (int i=0;i<100;i++){

　　storage.take();

　　}

　　}

　　}

　　class EventStorage{

　　private int maxSize;

　　private LinkedList storage;

　　public EventStorage() {

　　this.maxSize = 10;

　　this.storage = new LinkedList();

　　}

　　public synchronized void put(){

　　while(storage.size() == maxSize){

　　try {

　　wait();

　　}catch (InterruptedException e){

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}

　　storage.add(new Date());

　　System.out.println("倉庫里有了"+storage.size()+"個產(chǎn)品");

　　notify();

　　}

　　public synchronized void take(){

　　while(storage.size()==0){

　　try {

　　wait();

　　} catch (InterruptedException e) {

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}鄭州婦科在線醫(yī)生 http://www.zzkdfk120.com/

　　System.out.println("拿到了"+storage.poll()+",現(xiàn)在倉庫還剩下"+storage.size());

　　notify();

　　}

　　}

　　13.為什么wait需要在同步代碼塊中使用，而sleep不需要?

　　為了讓線程之間的通信更加可靠，防止死鎖或者永久等待。如果不放在synchronized中的話，那么久有可能在線程執(zhí)行到一個wait之前，切換到另外一個線程。而另外一個線程執(zhí)行完notify后，切換回來。這樣就沒有線程去喚醒它了。而sleep是針對自己線程的，和其他線程的關(guān)系不大。

　　14.為什么wait、notify和notifyAll定義在object類中，sleep定義在Thread類中?

　　因?yàn)樵贘ava中，這三個操作都是所級別的操作，而鎖是針對對象的。鎖是綁定到對象中，而不是綁定到線程。

　　15.wait是屬于Object對象的，那調(diào)用Thread.wait()會出現(xiàn)什么情況?

　　會導(dǎo)致流程問題。因?yàn)樵诰€程退出的時候，會自動執(zhí)行一個notify

　　16.sleep方法的作用?

　　作用：讓線程在預(yù)期執(zhí)行，其他時候不占用CPU資源

　　特點(diǎn)：Sleep方法可以讓線程進(jìn)入waiting狀態(tài)，并且不占用CPU資源，但是不釋放鎖(包含synchronized和lock)，直到規(guī)定時間之后在執(zhí)行。休眠期內(nèi)如果被中斷，會拋出異常并清除中斷狀態(tài)。

　　Tips:

　　//這兩種方式其實(shí)都是一樣的，但是第一種比較優(yōu)雅

　　TimeUnit.SECONDS.sleep()

　　Thread.sleep()

　　17.wait和sleep方法的異同?

　　相同：

　　Wait和sleep方法都可以使線程阻塞，對應(yīng)線程狀態(tài)是Waiting或Time_Waiting。

　　wait和sleep方法都可以響應(yīng)中斷Thread.interrupt()。

　　不同點(diǎn)：

　　wait方法的執(zhí)行必須在同步方法中進(jìn)行，而sleep則不需要。

　　在同步方法里執(zhí)行sleep方法時，不會釋放monitor鎖，但是wait方法會釋放monitor鎖。

　　sleep方法短暫休眠之后會主動退出阻塞，而沒有指定時間的 wait方法則需要被其他線程中斷后才能退出阻塞。

　　wait()和notify(),notifyAll()是Object類的方法，sleep()和yield()是Thread類的方法

　　TIps:Java設(shè)計的時候把對象都當(dāng)成一把鎖，對象頭中都有鎖的狀態(tài)

　　18. join()方法的作用?

　　作用：因?yàn)樾戮€程加入我們，所以得等他執(zhí)行完再出發(fā);通常是，主線程等待子線程，而不是子線程等待主線程。例如一般是main等thread1執(zhí)行完。join遇到中斷時候是主線程被中斷，是主線程拋出異常;在join期間狀態(tài)是waiting

　　Tips：CountDownLatch或CyclicBarrier類封裝了join。建議使用封裝好的工具

　　源碼：

　　調(diào)用了thread.wait方法，而這方法會在thread執(zhí)行結(jié)束后悔自動調(diào)用notify。這也是為什么不要使用這個的原因。

　　19.yield()方法的作用?

　　作用：釋放cpu時間片，線程狀態(tài)是runnable，而不是bolcked，也不是waiting。常用于并發(fā)包中。

　　yield 和 sleep：

　　sleep期間屬于被阻塞，yield不是阻塞，隨時是runable狀態(tài)。而且JVM是不保證遵循的。

　　20.線程都有哪些屬性?

　　編號(ID)：每個編程都有自己的ID，用于標(biāo)識不同的線程。

　　名稱(Name)：作用是讓用戶或者程序員在開發(fā)、調(diào)試或運(yùn)行過程中，更容易區(qū)分每個不同的線程，定位問題等。

　　是否是守護(hù)線程(isDeamon) :true代表該線程是守護(hù)線程，false代表線程是非守護(hù)線程，也就是用戶線程。

　　– 作用：給用戶線程提供服務(wù)。例如垃圾處理器。

　　– 特性：線程類型默認(rèn)繼承自父線程。被誰啟動，一般都是JVM啟動的，(main)。不影響JVM退出。

　　– 區(qū)別：整體無區(qū)別。唯一區(qū)別在于是否影響JVM退出。

　　優(yōu)先級(Priority):優(yōu)先級這個屬性的目的是告訴線程調(diào)度器，用戶希望哪些線程相對多運(yùn)行，哪些少運(yùn)行。

　　– 10個優(yōu)先級，默認(rèn)5.

　　– 程序的設(shè)計不應(yīng)該優(yōu)先級

　　21.實(shí)際工作中，如何全局處理異常?為什么要全局處理?不處理行不行?

　　主線程可以啟動發(fā)現(xiàn)異常，子線程卻不行。比如主線程操作非常多，子線程雖然報異常，但是日志太多，不好發(fā)覺。并且在子線程發(fā)現(xiàn)問題后，并沒有停止執(zhí)行。

　　子線程異常無法用傳統(tǒng)方法捕獲。

　　不能直接捕獲的后果，可能線程掛掉打印堆棧。用了全局處理之后提高健壯性，可以在發(fā)生未知異常后，重啟線程或者通知程序員等。

　　22.關(guān)于線程異常的兩種處理方法?

　　方案一：手動在每個run()方法里進(jìn)行try catch (不推薦)

　　方案二：利用UncaughtExceptionHanler接口

　　– void uncaughtException (Thread t,Throwable e)

　　– 異常處理器的調(diào)用策略：首先會檢查父線程，一直往上找，查找是否有人能夠處理。

　　– 實(shí)現(xiàn):

　　首先，自定義一個類實(shí)現(xiàn)Thread.UncaughtExceptionHandler。重寫內(nèi)置方法uncaughtException(Thread t,Throwable e)方法，里面寫自己的邏輯。(Tips：可以通過構(gòu)造方法來傳模塊名字)

　　然后，在需要配置的類中setDefaultUncaughtExceptionHandler(new HandlerInstance);