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之前为了准备面试#xff0c;收集整理了一些面试题。 本篇文章更新时间2023年12月27日。 最新的内容可以看我的原文#xff1a;https://www.yuque.com/wfzx/ninzck/cbf0cxkrr6s1kniv
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进程与线程的区别
线程属于进程#xff0c;进程可以拥有多个线程。进程独享…前言
之前为了准备面试收集整理了一些面试题。 本篇文章更新时间2023年12月27日。 最新的内容可以看我的原文https://www.yuque.com/wfzx/ninzck/cbf0cxkrr6s1kniv
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进程与线程的区别
线程属于进程进程可以拥有多个线程。进程独享内存线程之间共享进程的内存。进程是资源分配调度的最小单位线程是CPU调度的最小单位。进程的创建、销毁如分配、销毁内存、I/O设备等以及上下文切换的开销更大。同一进程中多线程之间的通信可以通过相同的空间地址方便的通信。进程编程调试简单可靠但是创建销毁开销大线程开销小但是编程调试相对复杂。进程间不会相互影响线程挂掉可导致进程挂掉。进程适应于多核多机分布线程适合用于多核。
单核 CPU 上运行多个线程效率一定会高吗
取决于任务类型IO密集型还是CPU密集型。
说说线程的生命周期和状态?
初始New、就绪Ready、运行Runnable、等待Waiting、有限等待Timed_Waiting、阻塞Blocked、终止Terminated。
为什么JVM不区分Runnable、Ready两种状态
JVM层面只看到Runnable状态。这是因为 多任务操作系统通常用“时间分片”方式进行抢占式轮转调用。 时间片通常很小线程用完时间片之后马上放回调度队列末尾 由于时间片小、线程切换得快所以区分这两种状态没有意义。
什么是上下文
线程是CPU资源调度的基本单位CPU的执行需要线程的状态数据比如寄存器信息、程序计数器等这些信息称为上下文信息。 程序计数器存储了指令的内存地址。 指令寄存器寄存器的一种存储了将要执行的指令指令来自程序计数器中内存地址指向的值CPU会对指令进行分析交由对应的目标逻辑运算单元或控制单元去执行 什么是上下文切换
CPU在处理新任务前将上下文信息存储到系统内核并加载新任务的上下文到寄存器和程序计数器。
上下文切换的原因
● 进程结束 ● 时间片耗尽 ● 进程所需资源没有得到满足时被挂起 ● 让优先级更高的进程先执行时被挂起 ● 硬件中断程序。
为什么频繁的上下文切换会影响性能
上下文的保存、恢复由CPU处理相对于CPU的处理速度来说上下文切换操作是比较耗时的。
创建线程的方式
继承 Thread 类实现 Runnable 接口实现 Callbale 接口。
Java 中用到的线程调度算法是什么
分时调度模型和抢占式调度模型。
请你说一说synchronized和volatile的原理与区别
volatile原理 原理是依靠计算机的基本屏障指令来实现。 synchronized原理 通过获取屏障、释放屏障包装线程安全。 区别 volatile常被称为轻量级锁跟synchronized相比volate只能保证变量单个操作的原子性不具备排他性也不会引起上下文切换。
什么是死锁
产生死锁要满足四个必要条件请求保持、互斥性、不可剥夺、循环等待。
如何避免死锁
破坏除互斥性之外的死锁条件。
请求保持可以一次性申请所有资源不可剥夺当申请不够资源时可以主动释放占有的资源循环等待设置合理的顺序预防。
sleep() 方法和 wait() 方法对比
都可以暂停线程。 区别sleep不释放锁wait需要通过notify唤醒线程sleep是Thread的静态方法、wait是Object的方法。
什么是JMM
是java语言规范的一部分定义了final、volate、synchronized关键字的行为确保做了同步的java代码正确运行在不同架构的处理器上。 对于开发人员来说它为我们解答了三个问题
原子性问题规定了除long、double以外的基本数据类型、引用类型的读、写操作具有原子性规定被volate修饰的long、double共享变量具有原子性。可见性、有序性方面它通过happens-before来解答。
什么是happens-before规则?
JMM定义了一些动作如锁的申请、释放变量读、写Thread.join等如果动作A和动作B具有 happens-before 关系称 A happens-before BJMM会保证A的结果对B可见并且是有序的。
其中一条关于volate变量的规则对volatile变量的写操作 happens-before 后续的针对该变量的读操作。注意的是要有时间上的先后顺序。
volate如何保证变量的可见性
禁用CPU高速缓存线程对此共享变量的操作是在主存进行而不是在线程私有的数据副本。
volate如何 保证变量的有序性/禁止重排序
基于内存屏障保证。 一般来说处理器支持那种内存重排序就会提供相应的禁止重排序的指令比如说LoadLoad
sleep(0)的意义
本质上是触发系统重新进行一次CPU竞争。因为在CPU竞争采用抢占式的系统中线程需要进行抢占CPU资源抢到之后会霸占CPU。 其它方面可以埋入一个安全点让GC线程进行工作。 如果“可数循环”for(int)太长需要等循环结束才达到安全点这会推迟GC回收工作。 Java 6 之后synchronized的优化
自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化、轻量级锁。
synchronized 底层原理
通过监视器保证线程安全。在代码块前后插入监视器线程要获取监视器的持有权才能
synchronized锁升级过程
无锁状态 - 没有线程获取锁,synchronized块直接进入。偏向锁 - 锁偏向于第一个获得它的线程,如果线程没有改变则不需要撤销偏向。轻量级锁 - 如果有另一个线程试图获得偏向锁,则会膨胀为轻量级锁,会有点 CAS 操作。重量级锁 - 当竞争加剧,CAS操作无法 resolved 时,会进一步升级为重量级锁,会进入互斥区,性能降低。批量重入锁 - 如果一个线程多次进入同步块,可以使用批量重入避免多次加锁。
synchronized锁降级过程
synchronized 和 volatile 有什么区别
性能上volate更好对原子性的保证有些差别volate只保证单个共享变量读写操作的原子性如i1。synchronized可以保证多个操作的原子性。
ReentrantReadWriteLock 适合什么场景
需要线程安全、读多写少的场景。
线程持有读锁还能获取写锁吗
不能。反之可以即持有写锁可以获取读锁。
ThreadLocal 有什么用?
每个线程多有自己的本地变量避免了多线程操作共享变量从而避免了线程安全问题。
ThreadLocal 原理了解吗
ThreadLocal内部有一个静态类ThreadLocalMap这个类是基于数组实现的hash表数组元素继承了弱引用类元素中包含key和value其中key是弱引用。 每个Thread都拥有一个独立的ThreadLocalMap实例这样就达到了封闭的效果。
ThreadLocal中Map的key为什么要使用弱引用
key引用指向的是ThreadLocal使用弱引用可以保证线程销毁的时候ThreadLocal能及时被回收。
ThreadLocal为什么需要手动回收value
如果线程一直运行那么就一直持有ThreadLocalMap的实例的强引用导致指向value的引用链也是强引用这样GC线程无法回收。
ThreadLocal 内存泄露问题是怎么导致的
假如线程一直运行那么对value的引用是强引用不会被回收而ThreadLocal是弱引用可以回收。
为什么使用线程池
创建线程是比较重的操作频繁的创建、销毁影响性能 实现线程池可以实现资源隔离达到一定程度的流量控制效果 同时由线程池维护线程降低自己维护线程出错概率
线程池核心参数
核心线程数、最大线程数、阻塞队列、拒绝策略、线程的存活时间、线程工厂
拒绝策略有哪些
直接抛出异、用调用线程执行当前任务、直接丢弃当前任务、丢去最早未处理的。
线程池处理任务流程
大概流程首先如果工作线程数小于核心线程数那么就创建一个新线程并执行任务否则加入到阻塞队列假设这个是有界的当队列满了之后就会判断是否达到最大线程数限制没有达到的话就创建一个线程并执行任务如果达到最大线程数的限制那么就触发拒绝策略。
public void execute(Runnable command) {if (command null)throw new NullPointerException();/** Proceed in 3 steps:** 1. If fewer than corePoolSize threads are running, try to* start a new thread with the given command as its first* task. The call to addWorker atomically checks runState and* workerCount, and so prevents false alarms that would add* threads when it shouldnt, by returning false.** 2. If a task can be successfully queued, then we still need* to double-check whether we should have added a thread* (because existing ones died since last checking) or that* the pool shut down since entry into this method. So we* recheck state and if necessary roll back the enqueuing if* stopped, or start a new thread if there are none.** 3. If we cannot queue task, then we try to add a new* thread. If it fails, we know we are shut down or saturated* and so reject the task.*/int c ctl.get();if (workerCountOf(c) corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c ctl.get();}if (isRunning(c) workQueue.offer(command)) {int recheck ctl.get();if (! isRunning(recheck) remove(command))reject(command);else if (workerCountOf(recheck) 0)addWorker(null, false);}else if (!addWorker(command, false))reject(command);}设置多少线程数比较合适
基于任务类型来判断。 CPU密集型的话线程数可以设置得跟核数一样多。 IO密集型的话考虑到可能经常阻塞可以设置为核数得两倍。
AQS 是什么
抽象队列同步器是一个抽象类可以用来构建锁和同步器。
AQS 原理是什么
AQS的思想是我们有一定量的共享资源当线程获取到足够的共享资源时可以执行任务否则就插入到队列。
内部核心组成包括 一个虚拟的双休队列CLH以及一个被volate修饰的state变量。
以可重入锁为例子申请到资源的时候state 1重入的时候继续1当state0的时候其它线程才能申请到这个锁。
Semaphore 的原理是什么
基于AQS实现的一个共享锁。其思想是将适量的共享资源放入state变量线程的执行需要申请到足够的资源才能执行。
用过 CountDownLatch 么什么场景下用的
将线程阻塞在一个地方直到所有线程的任务执行完毕。
比如进行文件读取。
CountDownLatch有没有可以改进的地方呢
结合CompletableFuture 使用。
JVM面试题
讲一下垃圾回收机制
在Java中程序员不需要显式的去释放一个对象的内存JVM会自动释放。 JVM中有一类线程是垃圾回收线程当堆内存不足的时候会执行扫描、回收工作。
class加载机制
类是由类加载器及其子类实现。 类的声明周期包括加载、连接、初始化、使用、卸载。
对象是否存活 引用类型 垃圾回收算法 内存分配策略 Full GC触发条件 程序计数器是什么
一个行号指示器用于标识下一条要执行的命令的位置。
Java 虚拟机栈的作用
线程调用方法进行入栈操作相关信息被封装到栈帧中包括本地变量表、动态连接、方法出口、操作栈等信息当方法执行完成就进行一个出栈操作。
堆的作用是什么
存放对象的实例。
方法区的作用是什么
存放被虚拟机加载的类型信息、静态变量、常量、即时编译器编译后的代码缓存等数据。
运行时常量池的作用是什么?
存放字面量和符号引用。
直接内存是什么
不属于运行时内存区域不受JVM管理不受JVM堆大小的限制。 直接内存导致的溢出一个明显的特征就是堆快照文件明显看不出异常快照文件很小而程序直接、间接使用了直接内存如NIO那么就可以考虑检查直接内存。
