關于Java的并發編程

　　關于JAVA并發編程的那些事。

　　記錄一下自己在學習并發編程的時候遇到的一些問題。方便自己查閱。

　　1.實現Runnable接口好在哪里?

　　從代碼架構角度：具體的任務(run方法)應該和“創建和運行線程的機制”(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，只能新建一個獨立的線程們這樣做的話損耗會比較大(比如重新創建一個線程，執行完畢

　　以后再銷毀等。如果實際工作內容，也就是run()函數里只是簡單的打印一行文字的話，那么可能線程的實際工作內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，限制了可擴展性。

　　2.“實現Runnable接口并傳入Thread類”和繼承Thread類，然后重寫run()方法的本質對比?

　　在實現多線程的本質上，并沒有區別，都是最終調用了start()方法來新建線程。這兩個方法最主要的區別是在于run()的了內容來源。

　　//以下代碼在Thread類中，可以找到

　　@override

　　public void run(){

　　if(target!=null){

　　target.run();

　　}

　　}

　　實現Runnable接口最終調用target.run()。繼承Thread類，是整個run()方法都被重寫。

　　3.有幾種創建線程的方法?

　　從不同的角度看，會有不同的答案。

　　典型答案是兩種，分別是實現Runnable接口和繼承Thread類

　　但是我們看原理，其實Thread類實現了Runnable接口，并且Thread類的run()方法，會發現其實哪兩種本質是一樣的。兩種方式在實現多線程的本質上，并沒有區別。

　　還有其他實現線程的方法，例如線程池等，他們也能新建線程，但是細看源碼，并沒有逃過本質，也是實現Runnable接口和繼承Thread類。

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

　　4.start方法的執行流程是什么?

　　檢查線程狀態，只有New狀態的線程才能繼續，否則會拋出IllegalThreadStateException。運行或已經結束的線程都不能再啟動。

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

　　被加入線程組

　　調用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該停止運行了，被停止的線程自身擁有決定權。這是一個協作機制。)

　　想要停止線程，需要請求方，被停止方，子方法被調用方相互配合才行：

　　– a.作為被停止方：每次循環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：發出中斷信號。

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

　　最后，錯誤的方法： stop、suspend方法已經被廢棄(stop容易造成臟數據)

　　volatile的boolean標記，無法處理長時間阻塞的情況(例如，生產者消費者模式中，就存在這樣的情況，生產者生產速度快，消費者消費速度慢，生產者隊列阻塞)

　　6.無法響應中斷時如何停止線程?

　　如果線程阻塞是由于調用了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中斷的方法，比如Reentrantlock.lockInterruptibly(),比如關閉套接字使線程立即返回等方法來達到目的。答案有很多種，因為有很多原因會造成線程阻塞，所以針對不同的情況，喚起的方法不同。總結來說，如果不支持響應中斷，就要用特定的方法來喚起。根據不同的類，調用不同的方法。

　　.可以響應中斷而拋出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相關方法

　　java.nio.channels.Selector相關方法

　　7.判斷線程是否被中斷的方法有哪些?

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

　　boolean isInterrupted() //不清除

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

　　8.線程都有哪幾個狀態?

　　6種狀態

　　New：已經創建，但是還沒有執行start方法

　　Runnable：一旦調用了start方法后，就一定會到Runnable，java中的Runnable對應操作系統里的ready和running狀態

　　Blocked:當一個線程進入同步代碼塊(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線程進入這個狀態。

　　Wating:等待

　　Time_waiting:計時等待

　　Terminated：死亡

　　9.線程相關方法

　　Thread類：

　　sleep相關、

　　join() ：等待其他線程執行完畢

　　yield相關 ：放棄已經獲得的CPU資源

　　currentThread：獲取當前線程的引用

　　start，run方法：啟動線程相關

　　interrupt相關:：中斷線程

　　stop() suspend() resuem()相關 ：已經廢棄

　　Object類：

　　wait():讓線程短暫休息

　　notify/notifyAll 相關 ：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　　調用wait()方法

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

　　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，只能釋放現在wait所對應的對象的那把鎖。

　　12.用wait/notify方法實現消費者生產者模式?

　　package com.yue.consumer;

　　import java.util.Date;

　　import java.util.LinkedList;

　　//使用wait notify實現一個生產者消費者模式

　　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()+"個產品");

　　notify();

　　}

　　public synchronized void take(){

　　while(storage.size()==0){

　　try {

　　wait();

　　} catch (InterruptedException e) {

　　e.printStackTrace();

　　}

　　}鄭州婦科在線醫生 http://www.zzkdfk120.com/

　　System.out.println("拿到了"+storage.poll()+",現在倉庫還剩下"+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行到一個wait之前，切換到另外一個線程。而另外一個線程執行完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?

　　因為在Java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，那調用Thread.wait()會出現什么情況?

　　會導致流程問題。因為在線程退出的時候，會自動執行一個notify

　　16.sleep方法的作用?

　　作用：讓線程在預期執行，其他時候不占用CPU資源

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

　　Tips:

　　//這兩種方式其實都是一樣的，但是第一種比較優雅

　　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，對應線程狀態是Waiting或Time_Waiting。

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

　　不同點：

　　wait方法的執行必須在同步方法中進行，而sleep則不需要。

　　在同步方法里執行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設計的時候把對象都當成一把鎖，對象頭中都有鎖的狀態

　　18. join()方法的作用?

　　作用：因為新線程加入我們，所以得等他執行完再出發;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期間狀態是waiting

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

　　源碼：

　　調用了thread.wait方法，而這方法會在thread執行結束后悔自動調用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，線程狀態是runnable，而不是bolcked，也不是waiting。常用于并發包中。

　　yield 和 sleep：

　　sleep期間屬于被阻塞，yield不是阻塞，隨時是runable狀態。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，用于標識不同的線程。

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

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

　　– 作用：給用戶線程提供服務。例如垃圾處理器。

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

　　– 區別：整體無區別。唯一區別在于是否影響JVM退出。

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

　　– 10個優先級，默認5.

　　– 程序的設計不應該優先級

　　21.實際工作中，如何全局處理異常?為什么要全局處理?不處理行不行?

　　主線程可以啟動發現異常，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，不好發覺。并且在子線程發現問題后，并沒有停止執行。

　　子線程異常無法用傳統方法捕獲。

　　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，可以在發生未知異常后，重啟線程或者通知程序員等。

　　22.關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。

　　– 實現:

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

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