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总结10道java并发面试题(附答案)

08-12 16:09 287浏览
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java面试中,会面试官会着重考察应聘者的基础知识,常考的java基础知识除了计算机方面的常识,就是框架、服务器和各种开发工具等一系列的内容。今天这篇文章总结了java并发面试题java重要的一个知识点,当然在面试中出现频率也是比较高的,有面试需要的朋友们可以来学习下面的内容。

1、什么是并发?

答:是指在某个时间段内,多任务交替的执行任务。当有多个线程在操作时,把CPU运行时间划分成若干个时间段,再将时间段分配给各个线程执行。 在一个时间段的线程代码运行时,其它线程处于挂起状。

2、并发与并行的区别是什么?

答:并发和并行是十分容易混淆的概念。并发指的是多个任务交替进行,而并行则是指真正意义上的“同时进行”。实际上,如果系统内只有一个CPU,使用多线程时,在真实系统环境下不能并行,只能通过切换时间片的方式交替进行,从而并发执行任务。真正的并行只能出现在拥有多个CPU的系统中。

并发: 同一时间段,多个任务都在执行 (单位时间内不一定同时执行);

并行: 单位时间内,多个任务同时执行。

3、为什么要用到并发?

答:并发编程在一定程度上离不开多核CPU的发展。随着单核CPU的研发已经不能遵循“摩尔定律”(摩尔定律是硬件发展的观测定律,另外还有基于“摩尔定律”的“反摩尔定律”,不过“反摩尔定律”是软件领域的定律,有兴趣的可以自行了解),硬件工程师们为了进一步提升计算速度,而不是再追求单独的计算单元,而是将多个计算单元整合到了一起,也就是形成了多核CPU。短短十几年的时间,家用型CPU,比如Intel i7就可以达到4核心甚至8核心。而专业服务器则通常可以达到几个独立的CPU,每一个CPU甚至拥有多达8个以上的内核。因此,“摩尔定律”似乎在CPU核心扩展上继续得到体验。而在多核的CPU的背景下,催生了并发编程的趋势,通并发编程的形式可以将多核CPU的计算能力发挥到极致,性能得到提升。

4、并发编程有哪些缺点?

答:(1)频繁的上下文切换

时间片是CPU分配给各个线程的时间,因为时间非常短,所以CPU不断通过切换线程,让我们觉得多个线程是同时执行的,时间片一般是几十毫秒。每次切换时,需要把当前的状态保存起来,以便能够进行恢复先前状态,而这个切换行为非常损耗性能,过于频繁切换反而无法发挥出多线程编程的优势。通常减少上下文切换可以采用无锁并发编程、 CAS算法、使用最少的线程和使用协程。

2)线程的安全性问题

多线程编程中最难以把握的就是临界区线程安全问题,稍微不注意就会出现死锁的情况,一旦产生死锁就会造成系统功能不可用。

5、什么是上下文切换?

答:多线程编程中一般线程的个数都大于 CPU 核心的个数,而一个 CPU 核心在任意时刻只能被一个线程使用,为了让这些线程都能得到有效执行,CPU 采取的策略是为每个线程分配时间片并轮转的形式。当一个线程的时间片用完的时候就会重新处于就绪状态让给其他线程使用,这个过程就属于一次上下文切换。

上下文切换通常是计算密集型的。也就是说,它需要相当可观的处理器时间,在每秒几十上百次的切换中,每次切换都需要纳秒量级的时间。所以,上下文切换对系统来说意味着消耗大量的CPU时间,事实上,可能是操作系统中时间消耗最大的操作。Linux相比与其他操作系统(包括其他类Unix系统)有很多的优点,其中有一项就是,其上下文切换和模式切换的时间消耗非常少。

6、说说sleep()方法和wait()方法区别和共同点?

答:(1)两者最主要的区别在于:sleep方法没有释放锁,而wait 方法释放了锁 ;(2)两者都可以暂停线程的执行;(3)Wait 通常被用于线程间交互/通信,sleep通常被用于暂停执行;(4)wait() 方法被调用后,线程不会自动苏醒,需要别的线程调用同一个对象上的 notify() 或者 notifyAll() 方法。sleep() 方法执行完成后,线程会自动苏醒。

7、volatile变量和atomic变量有什么不同?

答:首先,volatile变量和atomic变量看起来很像,但功能却不一样。Volatile变量可以确保先行关系,即写操作会发生在后续的读操作之前, 但它并不能保证原子性。例如用volatile修饰count变量那么count++ 操作就不是原子性的。而AtomicInteger类提供的atomic方法可以让这种操作具有原子性如getAndIncrement()方法会原子性的进行增量操作把当前值加一,其它数据类型和引用变量也可以进行相似操作。

8、使用多线程可能带来什么问题?

答:并发编程的目的就是为了能提高程序的执行效率提高程序运行速度,但是并发编程并不总是能提高程序运行速度的,而且并发编程可能会遇到很多问题,比如:内存泄漏、上下文切换、死锁还有受限于硬件和软件的资源闲置问题。

9、简要总结线程与进程的关系?

答:一个进程中可以有多个线程,多个线程共享进程的堆和方法区 (JDK1.8 之后的元空间)资源,但是每个线程有自己的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈。总结起来:线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的,而各线程则不一定,因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。线程执行开销小,但不利于资源的管理和保护;而进程正相反。

10、程序计数器为什么是私有的?

答:程序计数器主要有两个作用:(1)字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令,从而实现代码的流程控制,如:顺序执行、选择、循环、异常处理;(2)在多线程的情况下,程序计数器用于记录当前线程执行的位置,从而当线程被切换回来的时候能够知道该线程上次运行到哪儿了。需要注意的是,如果执行的是native方法,那么程序计数器记录的是undefined地址,只有执行的是java代码时程序计数器记录的才是下一条指令的地址。

所以,程序计数器私有主要是为了线程切换后能恢复到正确的执行位置。

上总10道java并发面试题都是比较重要的知识,在很多互联网公司的java面试中都出现过。既然出现频率这么高,也说明了10道java题中涉及到的java并发知识点都是重要,所以请大家务必将10道题目中自己的盲点都搞明白,顺利的应对面试,通过java面试。

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代码小兵1089
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