飞越面试官(二)--JUC
大家好!我是本号唯一官方指定没头屑的小便--怕屁林。
JUC是什么东西?我相信很多经验尚浅的小伙伴部分都会为之一懵,我也是,三个字母都会读,连在一起就不知道在说什么,其实如果把它的全称写出来,“java.util.concurrent”,这就很清楚了。这个jar包的内容就是,atomic类、volatile、cas、concurrentHashMap、CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、实现Callable接口创建线程,ReentrantLock同步锁,ReadWriteLock读写锁,线程池。
围绕上面列举的JUC下的类,几乎都是面试的重灾区,不问才是奇怪。
ReentrantLock了解吗?嗯。功能如其名,它是一把锁,而且还是可重入的,这个和synchriozed是类似的。它作用于代码片段,可以通过lock方法去竞争锁,当然也提供了顺序上锁的形式,这synchriozed是做不到的,它的底层原理是AQS,释放锁要使用unlock方法,否则会一直阻塞改代码判断,同时也提供了一些方法用于感知锁的状态和响应中断,还可以通过condition来唤醒指定的线程。
你说AQS?是的,它位于java.util.concurrent.locks包下,AQS是一个用来构建锁和同步器的框架,例如ReentrantLock和Semaphore等等,原理是被请求的共享资源空闲,那么当前空闲的线程就会被标记为运行状态,资源也被标记为被锁定,需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制,AQS使用CLH队列锁(自旋锁,先来先服务,保证无饥饿)实现,即将暂时获取不到锁的线程放在队列中。
简单说下CAS吧!全称就是compare and swap,通过保存一个旧值,更新时用旧值来比较当前值,没有改变则更新为更新后的值。像atomicInteger就是利用volatile修饰值,然后使用上面说的cas这个方法来做。
concurrentHashMap是怎么保证线程安全的?与Hashtable不同,concurrentHashMap不会锁住整个表,JDK7及之前是做了一个分段锁,将表分成16段,每段单独加锁,每段的里面是一个不会互相干扰的数组。JDK8以及之后,分段锁的做法成了CAS加synchroized,段里面的数组超过8个之后会成为红黑树。
Volatile的作用?它可以 保证每个线程都可以获取到最新的值,或者说是从主内存中读取的值。同时也可以用于阻止指令重排,像一个变量初始,第一步是开辟内存,第二步是内存赋值,第三步是内存指向引用。第二和第三步是可以不一定的取决于JVM,用了volatile之后不会调换这个步骤。
用没用过多线程呢?按我理解,用了线程池和CountDownLatch之类的,也就是用过多线程了。这里说下ContDownLatch,它可以用于控制指定数量线程的开始,通过调用countDown方法标记执行完成,最后调用await方法,阻塞等待最后一个线程执行完毕。这个可以用于应用中发起多个请求同时执行的需求。
除了CountDownLatch,还有CycliBarrier栅栏,栅栏是一个比CountDownLatch更进一步的线程控制方案,在指定线程数量执行到一定数量的时候,才能进行下一步。就好比,老师布置了作业,接着大家就开始做,做完的就交作业,老师等到了最后一个交作业的同学交上来,然后老师拿着全部写好的作业又分了下去给各个同学去改,全部改完了大家又交了上来,老师收齐了所有的作业后,可以翻一下试卷找找最高分什么的,然后又让同学们给发下去,最后一张试卷发完,事情就结束了。
另外一些高级工具像信号量Semaphore和Phaser移相器,感觉Semaphore和线程池类似,Phaser和栅栏也类似。
线程池?可以说说为什么要用线程池吗?使用池化技术,它是有好处的!第一个减少创建和销毁线程的开销,利于复用,第二个任务不用等创建线程就可以运行,第三个就是可以管理、调优和监控线程的运行。这里很有必要提一下线程池的运用,Java提供四种内置的创建线程池的方法,虽然都被阿里规范认为不要用为好,避免OOM。有newFixedThreadExecutor,但有等待队列过大造成OOM的可能、ScheduleThreadExecutor、newSingleThreadExecutor,newCacheThreadExecutor,有创建线程过大导致OOM风险。这个时候只能上自定义的线程池了,自定义线程池通过ThreadPoolExecutor创建,参数包括核心线程数、最大线程数、销毁核心线程数之外的线程的等待时间、等待队列、线程工厂、拒绝策略。其中拒绝策略又包括直接抛异常,抛弃最老的,直接丢弃,由调用者自己执行。
线程池可以执行实现了Runable和Callable接口的线程,不需要返回结果的时候使用execute方法,需要返回结果的时候执行submit方法,返回结果要与Future结合使用,用get得到执行结果的时候,会阻塞线程直到执行完成。
补充:
谈一下Java的异常?它们都是Throwable的子类,Error基本就是程序挂掉了,得人工介入排查。Exception也分运行时和非运行时异常,非运行时异常需要catch处理,例如IO操作。运行时异常,例如下标越界,空指针,类不存在,方法不存在,数字格式异常。
第一版Java面试知识点汇总下载(有不少错别字和没更新的):https://pan.baidu.com/s/1MxKXIZtoBd57pTwTIDyrgA 提取码: 3arb。
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