【Java面试题总结 3】Java多线程篇,java线程池原理图

结论:yield()从未导致线程转到等待/睡眠/阻塞状态。在大多数情况下,yield()将导致线程从运行状态转到可运行状态,但有可能没有效果。

八、为什么说 Synchronized 是非公平锁?


当锁被释放后,任何一个线程都有机会竞争得到锁,这样做的目的是提高效率,但缺点是可能产生线程饥饿现象。

九、请谈谈 volatile 有什么特点,为什么它能保证变量对所有线程的可见性?


volatile只能作用于变量,保证了操作可见性和有序性,不保证原子性。

在Java的内存模型中分为主内存和工作内存,Java内存模型规定所有的变量存储在主内存中,每条线程都有自己的工作内存。

主内存和工作内存之间的交互分为8个原子操作:

  1. lock

  2. unlock

  3. read

  4. load

  5. assign

  6. use

  7. store

  8. write

volatile修饰的变量,只有对volatile进行assign操作,才可以load,只有load才可以use,,这样就保证了在工作内存操作volatile变量,都会同步到主内存中。

十、为什么说 Synchronized 是一个悲观锁?乐观锁的实现原理又是什么?什么是 CAS,它有什么特性?


Synchronized的并发策略是悲观的,不管是否产生竞争,任何数据的操作都必须加锁。

乐观锁的核心是CAS,CAS包括内存值、预期值、新值,只有当内存值等于预期值时,才会将内存值修改为新值。

十一、乐观锁一定就是好的吗?


乐观锁认为对一个对象的操作不会引发冲突,所以每次操作都不进行加锁,只是在最后提交更改时验证是否发生冲突,如果冲突则再试一遍,直至成功为止,这个尝试的过程称为自旋。

乐观锁没有加锁,但乐观锁引入了ABA问题,此时一般采用版本号进行控制;

也可能产生自旋次数过多问题,此时并不能提高效率,反而不如直接加锁的效率高;

只能保证一个对象的原子性,可以封装成对象,再进行CAS操作;

十二、请尽可能详尽地对比下 Synchronized 和 ReentrantLock 的异同。


1、相似点

它们都是阻塞式的同步,也就是说一个线程获得了对象锁,进入代码块,其它访问该同步块的线程都必须阻塞在同步代码块外面等待,而进行线程阻塞和唤醒的代码是比较高的。

2、功能区别

Synchronized是java语言的关键字,是原生语法层面的互斥,需要JVM实现;ReentrantLock 是JDK1.5之后提供的API层面的互斥锁,需要lock和unlock()方法配合try/finally代码块来完成。

Synchronized使用较ReentrantLock 便利一些;

锁的细粒度和灵活性:ReentrantLock强于Synchronized;

3、性能区别

Synchronized引入偏向锁,自旋锁之后,两者的性能差不多,在这种情况下,官方建议使用Synchronized。

(1)Synchronized

Synchronized会在同步块的前后分别形成monitorenter和monitorexit两个字节码指令。

在执行monitorenter指令时,首先要尝试获取对象锁。如果这个对象没被锁定,或者当前线程已经拥有了那个对象锁,把锁的计数器+1,相应的执行monitorexit时,计数器-1,当计数器为0时,锁就会被释放。如果获取锁失败,当前线程就要阻塞,知道对象锁被另一个线程释放为止。

(2)ReentrantLock

ReentrantLock是java.util.concurrent包下提供的一套互斥锁,相比Synchronized,ReentrantLock类提供了一些高级功能,主要有如下三项:

等待可中断,持有锁的线程长期不释放的时候,正在等待的线程可以选择放弃等待,这相当于Synchronized避免出现死锁的情况。通过lock.lockInterruptibly()来实现这一机制;

公平锁,多个线程等待同一个锁时,必须按照申请锁的时间顺序获得锁,Synchronized锁是非公平锁;ReentrantLock默认也是非公平锁,可以通过参数true设为公平锁,但公平锁表现的性能不是很好;

锁绑定多个条件,一个ReentrantLock对象可以同时绑定多个对象。ReentrantLock提供了一个Condition(条件)类,用来实现分组唤醒需要唤醒的线程们,而不是像Synchronized要么随机唤醒一个线程,要么唤醒全部线程。

十三、ReentrantLock 是如何实现可重入性的?


1、什么是可重入性

一个线程持有锁时,当其他线程尝试获取该锁时,会被阻塞;而这个线程尝试获取自己持有锁时,如果成功说明该锁是可重入的,反之则不可重入。

2、synchronized是如何实现可重入性

synchronized关键字经过编译后,会在同步块的前后分别形成monitorenter和monitorexit两个字节码指令。每个锁

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