面试题目整理

现在有T1、T2、T3三个线程,你怎样保证T2在T1执行完后执行,T3在T2执行完后执行?
这个线程问题通常会在第一轮或电话面试阶段被问到,目的是检测你对”join”方法是否熟悉。这个多线程问题比较简单,可以用join方法实现。

核心:
thread.Join把指定的线程加入到当前线程,可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程。
比如在线程B中调用了线程A的Join()方法,直到线程A执行完毕后,才会继续执行线程B。
想要更深入了解,建议看一下join的源码,也很简单的,使用wait方法实现的。

t.join(); //调用join方法,等待线程t执行完毕
t.join(1000); //等待 t 线程,等待时间是1000毫秒。

public static void main(String[] args) {
        method01();
        method02();
    }

    /**
     * 第一种实现方式,顺序写死在线程代码的内部了,有时候不方便
     */
    private static void method01() {
        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override public void run() {
                System.out.println("t1 is finished");
            }
        });
        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override public void run() {
                try {
                    t1.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("t2 is finished");
            }
        });
        Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
            @Override public void run() {
                try {
                    t2.join();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("t3 is finished");
            }
        });

        t3.start();
        t2.start();
        t1.start();
    }


    /**
     * 第二种实现方式,线程执行顺序可以在方法中调换
     */
    private static void method02() {
        Runnable runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完成");
            }
        };
        Thread t1 = new Thread(runnable, "t1");
        Thread t2 = new Thread(runnable, "t2");
        Thread t3 = new Thread(runnable, "t3");
        try {
            t1.start();
            t1.join();
            t2.start();
            t2.join();
            t3.start();
            t3.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

用Java写代码来解决生产者——消费者问题。

与上面的问题很类似,但这个问题更经典,有些时候面试都会问下面的问题。在Java中怎么解决生产者——消费者问题,当然有很多解决方法,我已经分享了一种用阻塞队列实现的方法。有些时候他们甚至会问怎么实现哲学家进餐问题。

生产者、消费者有很多的实现方法:

  • 用wait() / notify()方法
  • 用Lock的多Condition方法
  • BlockingQueue阻塞队列方法

可以发现在上面实现阻塞队列题中,BlockingQueue的实现基本都用到了类似的实现,将BlockingQueue的实现方式稍微包装一下就成了一个生产者-消费者模式了。

package com.yazuo.erp.base.biz.mobile.impl;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;

/**
 * 用阻塞队列快速实现生产者-消费者
 * @author zhouyaoming
 * @create 2019-06-30 21:26
 */
public class ProduceAndConsumer {
    public static void main(String[] args) {
        final BlockingQueue<Integer> list = new ArrayBlockingQueue<Integer>(10);
        Procude procude = new Procude(list);
        Consumer consumer = new Consumer(list);
        procude.start();
        consumer.start();
    }

    static class Procude extends Thread{
        private final BlockingQueue<Integer> list;
        Procude(BlockingQueue<Integer> list) {
            this.list = list;
        }
        @Override public void run() {
            while(true){
                try {
                    Integer take = list.take();
                    System.out.println("消费数据:" + take);
//                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    static class Consumer extends Thread{
        private final BlockingQueue<Integer> list;
        Consumer(BlockingQueue<Integer> list) {
            this.list = list;
        }
        @Override public void run() {
            while (true){
                try {
                    int i = new Random().nextInt(100);
                    list.put(i);
                    System.out.println("生产数据:" + i);
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

此处不再详细地写另外几种实现方式了:wait() / notify()方法、Lock的多Condition方法、信号量等,甚至可以考虑用CyclicBarrier、CountDownLatch也可以实现生产者-消费者的,难易程度、效率不一样罢了。

Java中的volatile关键是什么作用?怎样使用它?在Java中它跟synchronized方法有什么不同?

自从Java 5和Java内存模型改变以后,基于volatile关键字的线程问题越来越流行。应该准备好回答关于volatile变量怎样在并发环境中确保可见性。

volatile关键字的作用是:保证变量的可见性。
在java内存结构中,每个线程都是有自己独立的内存空间(此处指的线程栈)。当需要对一个共享变量操作时,线程会将这个数据从主存空间复制到自己的独立空间内进行操作,然后在某个时刻将修改后的值刷新到主存空间。这个中间时间就会发生许多奇奇怪怪的线程安全问题了,volatile就出来了,它保证读取数据时只从主存空间读取,修改数据直接修改到主存空间中去,这样就保证了这个变量对多个操作线程的可见性了。换句话说,被volatile修饰的变量,能保证该变量的 单次读或者单次写 操作是原子的。

但是线程安全是两方面需要的 原子性(指的是多条操作)和可见性。volatile只能保证可见性,synchronized是两个均保证的。
volatile轻量级,只能修饰变量;synchronized重量级,还可修饰方法。
volatile不会造成线程的阻塞,而synchronized可能会造成线程的阻塞。

java线程的状态转换介绍
后续分析要用到,所以此处穿插一下这个点:
java线程的状态转换
在这里插入图片描述
新建状态(New)
用new语句创建的线程处于新建状态,此时它和其他Java对象一样,仅仅在堆区中被分配了内存。
就绪状态(Runnable)
当一个线程对象创建后,其他线程调用它的start()方法,该线程就进入就绪状态,Java虚拟机会为它创建方法调用栈和程序计数器。处于这个状态的线程位于可运行池中,等待获得CPU的使用权。
运行状态(Running)
处于这个状态的线程占用CPU,执行程序代码。只有处于就绪状态的线程才有机会转到运行状态。
阻塞状态(Blocked)
阻塞状态是指线程因为某些原因放弃CPU,暂时停止运行。当线程处于阻塞状态时,Java虚拟机不会给线程分配CPU。直到线程重新进入就绪状态,它才有机会转到运行状态。
阻塞状态可分为以下3种:

  1. 位于对象等待池中的阻塞状态(Blocked in object’s wait pool):当线程处于运行状态时,如果执行了某个对象的wait()方法,Java虚拟机就会把线程放到这个对象的等待池中,这涉及到“线程通信”的内容。
  2. 位于对象锁池中的阻塞状态(Blocked in object’s lock pool):当线程处于运行状态时,试图获得某个对象的同步锁时,如果该对象的同步锁已经被其他线程占用,Java虚拟机就会把这个线程放到这个对象的锁池中,这涉及到“线程同步”的内容。
  3. 其他阻塞状态(Otherwise Blocked):当前线程执行了sleep()方法,或者调用了其他线程的join()方法,或者发出了I/O请求时,就会进入这个状态。
    死亡状态(Dead)
    当线程退出run()方法时,就进入死亡状态,该线程结束生命周期。
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