29 押寶線程源碼面試題 · 面試官系統精講Java源碼及大廠真題

## 29 押寶線程源碼面試題 ## 引導語關于線程方面的面試題，大部分都是概念題，我們需要大概的清楚這些概念，和面試官達成共識即可，本章我們一起來看下這些面試題，對前兩章的學習進行鞏固。 ### 1 面試題 #### 1.1 創建子線程時，子線程是得不到父線程的 ThreadLocal，有什么辦法可以解決這個問題？答：這道題主要考察線程的屬性和創建過程，可以這么回答。可以使用 InheritableThreadLocal 來代替 ThreadLocal，ThreadLocal 和 InheritableThreadLocal 都是線程的屬性，所以可以做到線程之間的數據隔離，在多線程環境下我們經常使用，但在有子線程被創建的情況下，父線程 ThreadLocal 是無法傳遞給子線程的，但 InheritableThreadLocal 可以，主要是因為在線程創建的過程中，會把 InheritableThreadLocal 里面的所有值傳遞給子線程，具體代碼如下： ``` // 當父線程的 inheritableThreadLocals 的值不為空時 // 會把 inheritableThreadLocals 里面的值全部傳遞給子線程 if (parent.inheritableThreadLocals != null) this.inheritableThreadLocals = ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals); ``` #### 1.2 線程創建有幾種實現方式？答：主要有三種，分成兩大類，第一類是子線程沒有返回值，第二類是子線程有返回值。無返回值的線程有兩種寫法，第一種是繼承 Thread，可以這么寫： ``` class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { log.info(Thread.currentThread().getName()); } } @Test public void extendThreadInit(){ new MyThread().start(); } ``` 第二種是實現 Runnable 接口，并作為 Thread 構造器的入參，代碼如下： ``` Thread thread = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { log.info("{} begin run",Thread.currentThread().getName()); } }); // 開一個子線程去執行 thread.start(); ``` 這兩種都會開一個子線程去執行任務，并且是沒有返回值的，如果需要子線程有返回值，需要使用 Callable 接口，但 Callable 接口是無法直接作為 Thread 構造器的入參的，必須結合 FutureTask 一起使用，可以這樣寫代碼： ``` @Test public void testThreadByCallable() throws ExecutionException, InterruptedException { FutureTask futureTask = new FutureTask(new Callable<String> () { @Override public String call() throws Exception { Thread.sleep(3000); String result = "我是子線程"+Thread.currentThread().getName(); log.info("子線程正在運行：{}",Thread.currentThread().getName()); return result; } }); new Thread(futureTask).start(); log.info("返回的結果是 {}",futureTask.get()); } ``` 把 FutureTask 作為 Thread 的入參就可以了，FutureTask 組合了 Callable ，使我們可以使用 Callable，并且 FutureTask 實現了 Runnable 接口，使其可以作為 Thread 構造器的入參，還有 FutureTask 實現了 Future，使其對任務有一定的管理功能。 #### 1.3 子線程 1 去等待子線程 2 執行完成之后才能執行，如何去實現？答：這里考察的就是 Thread.join 方法，我們可以這么做： ``` @Test public void testJoin2() throws Exception { Thread thread2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { log.info("我是子線程 2,開始沉睡"); try { Thread.sleep(2000L); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } log.info("我是子線程 2，執行完成"); } }); Thread thread1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { log.info("我是子線程 1，開始運行"); try { log.info("我是子線程 1，我在等待子線程 2"); // 這里是代碼關鍵 thread2.join(); log.info("我是子線程 1，子線程 2 執行完成，我繼續執行"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } log.info("我是子線程 1，執行完成"); } }); thread1.start(); thread2.start(); Thread.sleep(100000); } ``` 子線程 1 需要等待子線程 2，只需要子線程 1 運行的時候，調用子線程 2 的 join 方法即可，這樣線程 1 執行到 join 代碼時，就會等待線程 2 執行完成之后，才會繼續執行。 #### 1.4 守護線程和非守護線程的區別？如果我想在項目啟動的時候收集代碼信息，請問是守護線程好，還是非守護線程好，為什么？答：兩者的主要區別是，在 JVM 退出時，JVM 是不會管守護線程的，只會管非守護線程，如果非守護線程還有在運行的，JVM 就不會退出，如果沒有非守護線程了，但還有守護線程的，JVM 直接退出。如果需要在項目啟動的時候收集代碼信息，就需要看收集工作是否重要了，如果不太重要，又很耗時，就應該選擇守護線程，這樣不會妨礙 JVM 的退出，如果收集工作非常重要的話，那么就需要非守護進程，這樣即使啟動時發生未知異常，JVM 也會等到代碼收集信息線程結束后才會退出，不會影響收集工作。 #### 1.5 線程 start 和 run 之間的區別。答：調用 Thread.start 方法會開一個新的線程，run 方法不會。 #### 1.6 Thread、Runnable、Callable 三者之間的區別。答：Thread 實現了 Runnable，本身就是 Runnable，但同時負責線程創建、線程狀態變更等操作。 Runnable 是無返回值任務接口，Callable 是有返回值任務接口，如果任務需要跑起來，必須需要 Thread 的支持才行，Runnable 和 Callable 只是任務的定義，具體執行還需要靠 Thread。 #### 1.7 線程池 submit 有兩個方法，方法一可接受 Runnable，方法二可接受 Callable，但兩個方法底層的邏輯卻是同一套，這是如何適配的。答：問題考察點在于 Runnable 和 Callable 之間是如何轉化的，可以這么回答。 Runnable 和 Callable 是通過 FutureTask 進行統一的，FutureTask 有個屬性是 Callable，同時也實現了 Runnable 接口，兩者的統一轉化是在 FutureTask 的構造器里實現的，FutureTask 的最終目標是把 Runnable 和 Callable 都轉化成 Callable，Runnable 轉化成 Callable 是通過 RunnableAdapter 適配器進行實現的。線程池的 submit 底層的邏輯只認 FutureTask，不認 Runnable 和 Callable 的差異，所以只要都轉化成 FutureTask，底層實現都會是同一套。具體 Runnable 轉化成 Callable 的代碼和邏輯可以參考上一章，有非常詳細的描述。 #### 1.8 Callable 能否丟給 Thread 去執行？答：可以的，可以新建 Callable，并作為 FutureTask 的構造器入參，然后把 FutureTask 丟給 Thread 去執行即可。 #### 1.9 FutureTask 有什么作用(談談對 FutureTask 的理解)。答：作用如下： 1. 組合了 Callable，實現了 Runnable，把 Callable 和 Runnnable 串聯了起來。 2. 統一了有參任務和無參任務兩種定義方式，方便了使用。 3. 實現了 Future 的所有方法，對任務有一定的管理功能，比如說拿到任務執行結果，取消任務，打斷任務等等。 #### 1.10 聊聊對 FutureTask 的 get、cancel 方法的理解答：get 方法主要作用是得到 Callable 異步任務執行的結果，無參 get 會一直等待任務執行完成之后才返回，有參 get 方法可以設定固定的時間，在設定的時間內，如果任務還沒有執行成功，直接返回異常，在實際工作中，建議多多使用 get 有參方法，少用 get 無參方法，防止任務執行過慢時，多數線程都在等待，造成線程耗盡的問題。 cancel 方法主要用來取消任務，如果任務還沒有執行，是可以取消的，如果任務已經在執行過程中了，你可以選擇不取消，或者直接打斷執行中的任務。兩個方法具體的執行步驟和原理見上一章節源碼解析。 #### 1.11 Thread.yield 方法在工作中有什么用？答：yield 方法表示當前線程放棄 cpu，重新參與到 cpu 的競爭中去，再次競爭時，自己有可能得到 cpu 資源，也有可能得不到，這樣做的好處是防止當前線程一直霸占 cpu。我們在工作中可能會寫一些 while 自旋的代碼，如果我們一直 while 自旋，不采取任何手段，我們會發現 cpu 一直被當前 while 循環占用，如果能預見 while 自旋時間很長，我們會設置一定的判斷條件，讓當前線程陷入阻塞，如果能預見 while 自旋時間很短，我們通常會使用 Thread.yield 方法，使當前自旋線程讓步，不一直霸占 cpu，比如這樣： ``` boolean stop = false; while (!stop){ // dosomething Thread.yield(); } ``` #### 1.12 wait()和sleep()的相同點和區別? 答：相同點： 1. 兩者都讓線程進入到 TIMED_WAITING 狀態，并且可以設置等待的時間。不同點： 1. wait 是 Object 類的方法，sleep 是 Thread 類的方法。 2. sleep 不會釋放鎖，沉睡的時候，其它線程是無法獲得鎖的，但 wait 會釋放鎖。 #### 1.13 寫一個簡單的死鎖 demo ``` // 共享變量 1 private static final Object share1 = new Object(); // 共享變量 2 private static final Object share2 = new Object(); @Test public void testDeadLock() throws InterruptedException { // 初始化線程 1，線程 1 需要在鎖定 share1 共享資源的情況下再鎖定 share2 Thread thread1 = new Thread(() -> { synchronized (share1){ try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (share2){ log.info("{} is run",Thread.currentThread().getName()); } } }); // 初始化線程 2，線程 2 需要在鎖定 share2 共享資源的情況下再鎖定 share1 Thread thread2 = new Thread(() -> { synchronized (share2){ try { Thread.sleep(2000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (share1){ log.info("{} is run",Thread.currentThread().getName()); } } }); // 當線程 1、2 啟動后，都在等待對方鎖定的資源，但都得不到，造成死鎖 thread1.start(); thread2.start(); Thread.sleep(1000000000); } ``` ### 2 總結線程章節算是中等難度，我們需要清楚線程的概念，線程如何初始化，線程的狀態變更等等問題，這些知識點都是線程池、鎖的基礎，學好線程后，再學習線程池和鎖就會輕松很多。