Java中的线程--多线程面试题

　　到这里，基本上线程的并发中的知识点都是学到了，到了最后，还有三道面试题，从面试题中学习更加的加深一下，多线程中的知识点，如何在实际的问题中来解决多线程的问题，可以更好的从实际出发

一、面试题1

面试题题目：

　　现有的程序代码模拟产生了16个日志对象，并且需要运行16秒才能打印完这些日志，请在程序中增加4个线程去调用parseLog()方法来分头打印这16个日志对象，程序只需要运行4秒即可打印完这些日志对象。原始代码如下：

     package read;

     public class Test {

         public static void main(String[] args){

             System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));
             /*模拟处理16行日志，下面的代码产生了16个日志对象，当前代码需要运行16秒才能打印完这些日志。
             修改程序代码，开四个线程让这16个对象在4秒钟打完。
             */
             for(int i=0;i<16;i++){  //这行代码不能改动
                 final String log = ""+(i+1);//这行代码不能改动
                 {
                          Test.parseLog(log);
                 }
             }
         }

         //parseLog方法内部的代码不能改动
         public static void parseLog(String log){
             System.out.println(log+":"+(System.currentTimeMillis()/1000));

             try {
                 Thread.sleep(1000);
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }

     }

看看这个问题是如何解决的？解题思路以及解题方法是什么？这里主要是应用了线程中的队列，将数据存存放到队列中，具体的方法如下：

 import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
 import java.util.concurrent.BlockingQueue;

 public class Test {

     public static void main(String[] args) {

         BlockingQueue<String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(1);

         for (int i = 0; i < 4; i++) {
             new Thread(new Runnable() {
                 @Override
                 public void run() {
                     while (true) {
                         try {
                             // 从队列中取出数据
                             String log = queue.take();
                             Test.parseLog(log);
                         } catch (InterruptedException e) {
                             e.printStackTrace();
                         }
                     }
                 }
             }).start();
         }

         System.out.println("begin:" + (System.currentTimeMillis() / 1000));
         /*
          * 模拟处理16行日志，下面的代码产生了16个日志对象，当前代码需要运行16秒才能打印完这些日志。 修改程序代码，开四个线程让这16个对象在4秒钟打完。
          */
         for (int i = 0; i < 16; i++) { // 这行代码不能改动
             final String log = "" + (i + 1);// 这行代码不能改动
             {
                 // Test.parseLog(log);
                 try {
                     // 将数据存放到队列中
                     queue.put(log);
                 } catch (InterruptedException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         }
     }

     // parseLog方法内部的代码不能改动
     public static void parseLog(String log) {
         System.out.println(log + ":" + (System.currentTimeMillis() / 1000));

         try {
             Thread.sleep(1000);
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }
 }

二、面试题2

面试题题目：

现成程序中的Test类中的代码在不断地产生数据，然后交给TestDo.doSome()方法去处理，就好像生产者在不断地产生数据，消费者在不断消费数据。请将程序改造成有10个线程来消费生成者产生的数据，这些消费者都调用TestDo.doSome()方法去进行处理，故每个消费者都需要一秒才能处理完，程序应保证这些消费者线程依次有序地消费数据，只有上一个消费者消费完后，下一个消费者才能消费数据，下一个消费者是谁都可以，但要保证这些消费者线程拿到的数据是有顺序的。原代码如下：

     package queue;

     public class Test {

         public static void main(String[] args) {

             System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));
             for(int i=0;i<10;i++){  //这行不能改动
                 String input = i+"";  //这行不能改动
                 String output = TestDo.doSome(input);
                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ ":" + output);
             }
         }
     }

     //不能改动此TestDo类
     class TestDo {
         public static String doSome(String input){

             try {
                 Thread.sleep(1000);
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
             String output = input + ":"+ (System.currentTimeMillis() / 1000);
             return output;
         }
     }

解决方案如下：思路就是还是利用队列，并且加上了信号灯类Semaphore，解决的代码如下：

 import java.util.concurrent.Semaphore;
 import java.util.concurrent.SynchronousQueue;

 public class Test {

     public static void main(String[] args) {
         // 使用队列来存取数据
         SynchronousQueue<String> queue = new SynchronousQueue<String>();
         // 控制线程的读取数据
         Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
         for (int i = 0; i < 10; i++) {
             new Thread(new Runnable() {
                 @Override
                 public void run() {
                     String input;
                     try {
                         // 拿到信号灯
                         semaphore.acquire();
                         // 从队列中取数据
                         input = queue.take();
                         String output = TestDo.doSome(input);
                         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + output);
                         // 释放信号灯
                         semaphore.release();
                     } catch (InterruptedException e) {
                         e.printStackTrace();
                     }
                 }
             }).start();
         }

         System.out.println("begin:" + (System.currentTimeMillis() / 1000));
         for (int i = 0; i < 10; i++) { // 这行不能改动
             String input = i + ""; // 这行不能改动
             try {
                 // 将数据存放到队列中
                 queue.put(input);
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
 }

 // 不能改动此TestDo类
 class TestDo {
     public static String doSome(String input) {

         try {
             Thread.sleep(1000);
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         String output = input + ":" + (System.currentTimeMillis() / 1000);
         return output;
     }
 }

三、面试题3

面试题目：

现有程序同时启动了4个线程去调用TestDo.doSome(key, value)方法，由于TestDo.doSome(key, value)方法内的代码是先暂停1秒，然后再输出以秒为单位的当前时间值，所以，会打印出4个相同的时间值，如下所示：
4:4:1258199615
1:1:1258199615
3:3:1258199615
1:2:1258199615
请修改代码，如果有几个线程调用TestDo.doSome(key, value)方法时，传递进去的key相等（equals比较为true），则这几个线程应互斥排队输出结果，即当有两个线程的key都是"1"时，它们中的一个要比另外其他线程晚1秒输出结果，如下所示：
4:4:1258199615
1:1:1258199615
3:3:1258199615
1:2:1258199616
总之，当每个线程中指定的key相等时，这些相等key的线程应每隔一秒依次输出时间值（要用互斥），如果key不同，则并行执行（相互之间不互斥）。原始代码如下：

     package syn;

     //不能改动此Test类
     public class Test extends Thread{

         private TestDo testDo;
         private String key;
         private String value;

         public Test(String key,String key2,String value){
             this.testDo = TestDo.getInstance();
             /*常量"1"和"1"是同一个对象，下面这行代码就是要用"1"+""的方式产生新的对象，
             以实现内容没有改变，仍然相等（都还为"1"），但对象却不再是同一个的效果*/
             this.key = key+key2;
             this.value = value;
         }

         public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
             Test a = new Test("1","","1");
             Test b = new Test("1","","2");
             Test c = new Test("3","","3");
             Test d = new Test("4","","4");
             System.out.println("begin:"+(System.currentTimeMillis()/1000));
             a.start();
             b.start();
             c.start();
             d.start();

         }

         public void run(){
             testDo.doSome(key, value);
         }
     }

     class TestDo {

         private TestDo() {}
         private static TestDo _instance = new TestDo();
         public static TestDo getInstance() {
             return _instance;
         }

         public void doSome(Object key, String value) {

             // 以大括号内的是需要局部同步的代码，不能改动!
             {
                 try {
                     Thread.sleep(1000);
                     System.out.println(key+":"+value + ":"
                             + (System.currentTimeMillis() / 1000));
                 } catch (InterruptedException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
         }

     }

解决方案，具体的思路是利用synchronized中参数为同一个对象之间的互斥来实现：

 import java.util.Iterator;
 import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

 //不能改动此Test类
 public class Test extends Thread {

     private TestDo testDo;
     private String key;
     private String value;

     public Test(String key, String key2, String value) {
         this.testDo = TestDo.getInstance();
         /*
          * 常量"1"和"1"是同一个对象，下面这行代码就是要用"1"+""的方式产生新的对象，
          * 以实现内容没有改变，仍然相等（都还为"1"），但对象却不再是同一个的效果
          */
         this.key = key + key2;

         /*
          * String a = "1" + "";
          * String b = "1" + "";
          * 这个 a和b是同一个对象的 编译器会对这个进行优化 最终是
          * a ="1"; b = "1"; 这个最终是字符串常量 是同一个对象 作为 this.key = key + key2;
          * 因为key和key2是变量，所以这里this.key 是不同的对象
          */

         this.value = value;
     }

     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
         Test a = new Test("1", "", "1");
         Test b = new Test("1", "", "2");
         Test c = new Test("3", "", "3");
         Test d = new Test("4", "", "4");
         System.out.println("begin:" + (System.currentTimeMillis() / 1000));
         a.start();
         b.start();
         c.start();
         d.start();

     }

     public void run() {
         testDo.doSome(key, value);
     }
 }

 class TestDo {

     private TestDo() {
     }

     private static TestDo _instance = new TestDo();

     public static TestDo getInstance() {
         return _instance;
     }

     // private List keys = new ArrayList();
     private CopyOnWriteArrayList keys = new CopyOnWriteArrayList();

     public void doSome(Object key, String value) {

         Object o = key;
         if (!keys.contains(o)) {
             keys.add(o);
         } else {
             for (Iterator iter = keys.iterator(); iter.hasNext();) {
                 Object oo = iter.next();
                 if (oo.equals(o)) {
                     o = oo;
                 }
             }
         }

         // 以大括号内的是需要局部同步的代码，不能改动!
         synchronized (o) // synchronized中所用的对象，必须保证是同一个对象，才能保证线程之间的互斥，
                          // 所以上面的代码处理来保证题目条件中的key相同的条件下，达到线程之间的互斥
         {
             try {
                 Thread.sleep(1000);
                 System.out.println(key + ":" + value + ":" + (System.currentTimeMillis() / 1000));
             } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
 }