高价值Java多线程面试题分析

高价值Java多线程面试题分析攻略

1. 多线程基础知识

在面试过程中，多线程基础知识往往是被考查的重点。这里列举一些常见的面试题：

• 如何创建线程？
• 线程的状态有哪些？
• 线程安全是什么？
• synchronized和ReentrantLock的区别？
• wait()和sleep()的区别？
• volatile关键字的作用？

对于这些问题，我们要明确掌握线程的基本概念和相关术语，例如线程的生命周期、线程同步、线程安全等概念，同时要能够对线程创建和状态转换进行实际的操作演示。

2. 多线程的应用实践

除了对基础知识的掌握，还需要了解多线程在实际应用中的运用场景和解决方案。在这个阶段，我们要熟悉以下问题：

• 如何提高并发性能？
• 如何避免死锁？
• 如何降低线程上下文切换的成本？
• 在Java中如何实现线程池？
• 如何使用Executor框架管理线程？

在这个阶段，我们需要具备编写多线程程序的经验，并能独立解决多线程在应用中所遇到的一些困难和问题。

3. 面试题示例

以下示例题目可以帮助我们更好地掌握多线程的核心要点：

示例1：如何避免死锁？

死锁指两个或多个进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力干涉那它们都将无法推进下去。

我们可以采用以下方法避免死锁的产生：

• 避免一个线程同时获得多个锁；
• 避免一个线程在锁内部同时占用多个资源，尽量保证每个锁只占用一个资源；
• 尝试使用定时锁，使用lock.tryLock(timeout)来代替使用内部锁机制；
• 对于数据库锁，加锁和解锁必须在同一个数据库连接里，否则会出现解锁失败的情况。

示例2：如何实现高效率的生产者消费者模型？

生产者和消费者模型是多线程编程中非常重要的一种设计模式，实现方式很多。

在Java中，可以使用BlockingQueue或Semaphore来实现。

public class Producer implements Runnable {
    private BlockingQueue queue;

    public Producer(BlockingQueue q) { queue = q; }

    public void run() {
        try {
            while (true) {
                queue.put(produce());
            }
        } catch (InterruptedException ex) { ... handle ...}
    }

    Object produce() { ... }
}

public class Consumer implements Runnable {
    private BlockingQueue queue;

    public Consumer(BlockingQueue q) { queue = q; }

    public void run() {
        try {
            while (true) {
                consume(queue.take());
            }
        } catch (InterruptedException ex) { ... handle ...}
    }

    void consume(Object x) { ... }
}

public class Setup {
    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue q = new LinkedBlockingQueue();
        Producer p = new Producer(q);
        Consumer c1 = new Consumer(q);
        Consumer c2 = new Consumer(q);
        new Thread(p).start();
        new Thread(c1).start();
        new Thread(c2).start();
    }
}

这里使用了java.util.concurrent包中的BlockingQueue接口和LinkedBlockingQueue实现了生产者消费者模型。使用BlockingQueue的好处是我们不必自己去写控制线程之间同步的代码，让我们可以更快地开发出线程安全的代码。而且，BlockingQueue还有更高级的应用，比如可以指定队列的长度，当超出长度时，可以指定处理方式等等。

结语

在Java多线程面试中，掌握基础知识和应用实践非常重要。通过学习上面的内容，相信你已经掌握了一些Java多线程面试中必备的技能。