Java多线程并发面试问答

Java并发面试问答

什么是原子操作？Java并发API中的原子类是什么？

原子操作在单个任务单元中执行，而不受其他操作的干扰。在多线程环境中，原子操作是必需的，以避免数据不一致。

int++不是原子操作。因此，当一个线程读取其值并将其递增1时，另一线程读取了较早的值，从而导致错误的结果。

为了解决这个问题，我们必须确保对count的增量操作是原子的，我们可以使用Synchronization做到这一点，但是Java 5 java.util.concurrent.atomic为int和long提供了包装器类，可用于自动实现此目的不使用同步。

Java并发API中的Lock接口是什么？与同步相比，它有什么好处？

与使用同步方法和同步块相比，Lock接口提供了更广泛的锁定操作。它们允许更灵活的结构，可以具有完全不同的属性，并且可以支持多个关联的Condition对象。
锁的优点是

有可能使它们公平
在等待Lock对象时，可以使线程响应中断。
可以尝试获取锁，但是如果无法获取锁，则立即返回或在超时后返回
可以在不同的范围内以不同的顺序获取和释放锁

什么是Executor框架？

在Java 5中，Executor框架是通过java.util.concurrent.Executor接口引入的。

Executor框架是用于根据一组执行策略对异步任务的调用，调度，执行和控制进行标准化的框架。

创建很多没有最大阈值限制的线程会导致应用程序用尽堆内存。因此，创建ThreadPool是更好的解决方案，因为可以合并和重用有限数量的线程。执行程序框架简化了用Java创建线程池的过程。

什么是BlockingQueue？我们如何使用阻塞队列来实现生产者－消费者问题？

java.util.concurrent.BlockingQueue是一个Queue，它支持以下操作：在检索和删除元素时等待队列变为非空，并在添加元素时等待队列中的空间变为可用。

如果尝试将空值存储在队列中，则BlockingQueue不接受空值并抛出NullPointerException。

BlockingQueue实现是线程安全的。所有排队方法本质上都是原子的，并使用内部锁或其他形式的并发控制。

BlockingQueue接口是Java集合框架的一部分，它主要用于实现生产者－消费者问题。

什么是Callable和Future？

Java 5在并发包中引入了java.util.concurrent.Callable接口，该接口类似于Runnable接口，但是它可以返回任何Object并能够引发Exception。

Callable接口使用泛型定义Object的返回类型。Executors类提供有用的方法来在线程池中执行Callable。由于可调用任务并行运行，因此我们必须等待返回的Object。可调用任务返回java.util.concurrent.Future对象。使用Future，我们可以找出Callable任务的状态并获取返回的Object。它提供了get()方法，可以等待Callable完成，然后返回结果。

什么是FutureTask类？

FutureTask是Future接口的基本实现类，我们可以将其与Executors一起使用以进行异步处理。在大多数情况下，我们不需要使用FutureTask类，但是如果我们要覆盖Future接口的某些方法并希望保留大多数基本实现，它将非常方便。我们可以扩展此类并根据我们的要求覆盖方法。

什么是并发集合类？

Java Collection类是fast-fail的，这意味着如果在使用迭代器遍历某个线程的同时更改了Collection，则iterator.next()将抛出ConcurrentModificationException。

并发集合类支持检索的完全并发性和可调整的预期更新并发性。
主要类是ConcurrentHashMap，CopyOnWriteArrayList和CopyOnWriteArraySet。

什么是Executors类？

Executors类为Executor，ExecutorService，ScheduledExecutorService，ThreadFactory和Callable类提供实用程序方法。

Executors类可用于在Java中轻松创建线程池，这也是唯一支持执行Callable实现的类。

Java 8中的并发API有哪些改进？

一些重要的并发API增强功能包括：

ConcurrentHashMapcompute()，forEach()，forEachEntry()，forEachKey()，forEachValue()，merge()，reduce()和search()方法。
可以显式完成的CompletableFuture（设置其值和状态）。
执行程序newWorkStealingPool()方法使用所有可用处理器作为目标并行度来创建窃取线程池。

“不积跬步，无以至千里”，希望未来的你能：有梦为马随处可栖！加油，少年！

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