面试 Java 并发编程八股文十问十答第四期
面试 Java 并发编程八股文十问十答第四期
作者：程序员小白条，个人博客
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1）线程优先级的理解
线程优先级是操作系统调度线程时考虑的一个因素，用于确定线程在竞争 CPU 时间时的优先级顺序。Java 中的线程优先级范围是从 1 到 10，其中 1 是最低优先级，10 是最高优先级。线程优先级的设置可以影响线程获取 CPU 时间片的概率，但并不能完全控制线程执行的顺序。高优先级的线程在竞争 CPU 时间时更有可能被调度执行，但并不意味着一定会先于低优先级的线程执行。
2）线程类的构造方法、静态块是被哪个线程调用的
线程类的构造方法和静态块是由创建该线程对象的线程调用的。当使用 new 关键字创建一个线程对象时，构造方法会被调用以初始化线程对象。静态块在类加载时被调用，因此在创建线程对象之前，类的静态块会被执行。
3）获取线程 dump 文件和线程堆栈的方法
要获取一份线程 dump 文件，可以使用以下方法：
- 通过 Java 控制台命令
jstack：在命令行中使用jstack命令，其中 - 通过 Java VisualVM：Java VisualVM 是一款监控和分析 Java 应用程序的工具，可以在 VisualVM 中选择需要生成线程 dump 的 Java 进程，然后通过线程 dump 功能获取线程信息。
要在 Java 中获取线程堆栈，可以使用以下方法：
- 使用
Thread.currentThread().getStackTrace()方法：这个方法会返回当前线程的堆栈信息，包括调用栈中的类、方法和行号等信息。 - 使用
Thread.getAllStackTraces()方法：这个方法会返回所有线程的堆栈信息，以 Map 的形式返回，其中 key 是线程对象，value 是对应线程的堆栈信息。
以上方法可以帮助获取线程的堆栈信息，用于分析线程的执行状态和调用关系。
4）Java 线程数过多会造成什么异常？
当 Java 程序中创建了过多的线程时，会导致系统资源的消耗过大，可能会出现以下异常：
- 内存不足异常：每个线程都会占用一定的内存，当线程数过多时，会消耗大量内存资源，导致内存不足的异常。
- 上下文切换开销增加：线程数量增多会增加操作系统在不同线程之间切换的开销，可能导致系统性能下降。
- 系统负载过高：过多的线程会导致系统负载过高，影响系统的稳定性和性能表现。
因此，合理控制线程数量对于程序的性能和稳定性是非常重要的。
5）Java内存模型
Java 内存模型（Java Memory Model，JMM）定义了 Java 程序中多线程并发访问共享变量时的行为规范。JMM 主要包括以下内容：
- 主内存和工作内存：主内存是所有线程共享的内存区域，而每个线程都有自己的工作内存，用于存储主内存中的变量副本。
- 内存屏障：用于控制指令重排序，保证内存可见性和有序性。
- happens-before 关系：定义了操作执行顺序的规则，确保多线程之间的操作顺序满足预期。
Java 内存模型的设计旨在提供一种并发编程的规范，保证多线程程序的正确性和一致性。
6）Java中垃圾回收的目的和时机
垃圾回收的主要目的是回收不再使用的内存空间，防止内存泄漏和提高内存利用率。Java 中的垃圾回收由 JVM 自动管理，其时机由 JVM 决定，通常包括以下几种情况：
- 当内存空间不足时，触发垃圾回收以释放未使用的内存。
- 在程序空闲时，JVM 可能会启动垃圾回收以清理不再使用的对象。
- 在调用
System.gc()方法时，可以建议 JVM 执行垃圾回收，但并不保证立即执行。
垃圾回收的时机不确定，取决于 JVM 的具体实现和当前系统的状态。通过垃圾回收，Java 程序可以更好地管理内存资源，避免内存泄漏和提高程序性能。
7）如果对象的引用被置为null，垃圾收集器是否会立即释放对象占用的内存？
当对象的引用被置为null时，并不意味着垃圾收集器会立即释放对象占用的内存。Java 的垃圾收集器是基于可达性分析的，只有当对象不再被任何活动线程引用时，垃圾收集器才会将其标记为可回收对象，并在适当的时机回收其占用的内存。因此，即使将对象的引用置为null，只要该对象仍然被其他对象或线程引用，垃圾收集器不会立即释放其内存。
8）finalize()方法什么时候被调用？析构函数(finalization)的目的是什么？
finalize() 方法是 Object 类中定义的一个方法，在对象被垃圾收集器回收之前调用。当对象即将被回收时，垃圾收集器会调用该对象的 finalize() 方法，允许对象在被销毁前进行一些清理工作，比如释放资源或执行特定的操作。然而，finalize() 方法的使用并不推荐，因为它的调用时机不确定，不能保证一定会被执行，且会影响性能。
析构函数的目的是在对象被销毁时执行一些清理操作，类似于 C++ 中的析构函数。在 Java 中，由于有垃圾收集器管理内存，程序员无法显式控制对象的销毁时机，因此 finalize() 方法被引入作为一种替代方式，用于在对象被回收前执行清理工作。
9）重排序数据依赖性为什么代码会重排序？
在多线程环境下，编译器和处理器可能会对指令进行重排序，以提高性能或遵循特定的优化规则。重排序可能会导致代码的执行顺序与源代码中的顺序不同，但不会改变程序的最终结果。在存在数据依赖性的情况下，代码重排序可能会导致问题，因为数据依赖性要求某些操作必须按照特定的顺序执行。
重排序数据依赖性代码会重排序的原因在于编译器和处理器在不改变程序语义的前提下，尽可能地提高执行效率。通过重排序，可以减少指令之间的依赖关系，提高并行度，以及利用处理器的各种优化技术，如流水线执行、乱序执行等。
10）as-if-serial规则和happens-before规则的区别
- as-if-serial 规则是指编译器和处理器在不改变单线程程序执行结果的前提下，可以对指令进行重排序和优化。即，程序的执行结果必须与在单线程环境下按照程序顺序执行的结果一致。
- happens-before 规则是 Java 内存模型定义的一种规则，用于确定多线程环境下操作的执行顺序。具体来说，如果操作 A happens-before 操作 B，那么操作 A 的结果对操作 B 是可见的，且操作 B 不会比操作 A 先执行。
区别在于，as-if-serial 规则是编译器和处理器的优化规则，保证单线程程序的执行结果不变；而 happens-before 规则是多线程编程中的规则，用于确保多线程操作的顺序性和可见性。两者均是为了保证程序的正确性和一致性。
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