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并行和并发有什么区别#xff1f;
并行是同时执行多个任务#xff0c;而并发是多个任务在一段时间内交替执行。并行#xff08;Parallel#xff09;是指同时执行多个任务或操作#xff0c;通过同时…有需要互关的小伙伴,关注一下,有关必回关,争取今年认证早日拿到博客专家
并行和并发有什么区别
并行是同时执行多个任务而并发是多个任务在一段时间内交替执行。并行Parallel是指同时执行多个任务或操作通过同时利用多个计算资源来提高系统的处理能力。在并行处理中任务被划分为多个子任务并且这些子任务可以同时执行每个子任务分配给不同的处理单元如多核处理器或分布式系统中的多个计算节点。通过并行执行可以加快任务的完成速度提高系统的吞吐量。并发Concurrent是指多个任务在一段时间内交替执行。这并不意味着同时执行多个任务而是任务在时间上重叠执行。在并发处理中系统可能只有一个处理单元但任务通过时间片轮转或其他调度算法进行切换以实现多个任务的看似同时执行。并发可以提高系统的响应能力和资源利用率特别是在涉及输入/输出等等待时间的情况下。
总结
并行同时执行多个任务通过利用多个计算资源提高系统处理能力。
并发多个任务在一段时间内交替执行提高系统的响应能力和资源利用率。
并行可以在多个计算资源上同时执行多个任务而并发是在一个计算资源上交替执行多个任务。线程和进程的区别
定义进程是程序的执行实例它具有独立的内存空间和系统资源。线程是进程中的一个执行单元多个线程可以共享进程的内存空间和系统资源。
线程切换开销相对小但需要进行同步操作进程是具有独立地址空间和资源的执行实例切换开销大但数据隔离性好。守护线程是什么
守护线程Daemon /ˈdiːmən/ Thread是在程序运行过程中在后台提供服务的线程。当所有的非守护线程结束时守护线程也会随之自动结束无论它是否执行完任务。 守护线程在后台默默地运行为其他线程提供支持和服务,如垃圾回收、监控、自动保存等 与非守护线程相比守护线程有以下特点 生命周期守护线程的生命周期与程序的生命周期相同即当所有的非守护线程结束时守护线程也会被终止。 任务执行守护线程通常用于执行一些支持性任务不负责执行核心业务逻辑。 程序退出如果只剩下守护线程在运行程序会自动退出而不等待守护线程执行完任务。
Thread daemonThread new Thread(new Runnable() {public void run() {// 守护线程的任务逻辑}
});
daemonThread.setDaemon(true); // 设置为守护线程
daemonThread.start(); // 启动线程
创建线程的几种方式
继承Thread类重写run方法(无参构造方法)
class MyThread extends Thread {public void run() {// 线程的执行逻辑}
}// 创建并启动线程
MyThread myThread new MyThread();
myThread.start(); 创建Thread,传入一个Runnable对象(有参构造) class MyRunnable implements Runnable {public void run() {// 线程的执行逻辑}
}// 创建并启动线程
MyRunnable myRunnable new MyRunnable();
Thread thread new Thread(myRunnable);
thread.start();创建Runnable的方法
实现Runnable接口重写run方法并将其作为参数传递给Thread的构造方法
class MyRunnable implements Runnable {public void run() {// 线程的执行逻辑}
}使用匿名内部类
Thread thread new Thread(new Runnable() {
public void run() {
// 线程的执行逻辑
}
});
thread.start();使用lambda表达式
Thread thread new Thread(() -# {// 线程的执行逻辑
});
thread.start();通常情况下推荐使用实现Runnable接口或使用Lambda表达式的方式因为它们能更好地支持代码的组织和重用同时避免了单继承的限制
Runnable 和 Callable 有什么区别
Runnable和Callable接口都用于创建可并发执行的任务但它们有以下区别 返回值Runnable接口的run()方法没有返回值它表示一个没有返回结果的任务。而Callable接口的call()方法可以返回任务的执行结果它是一个带有泛型参数的接口用于定义具有返回值的任务。 异常处理Runnable接口的run()方法不能抛出检查异常只能捕获并处理。而Callable接口的call()方法可以抛出检查异常调用者需要显式处理这些异常或将其向上抛出。 FunctionalInterface
public interface Runnable {/*** When an object implementing interface codeRunnable/code is used* to create a thread, starting the thread causes the objects* coderun/code method to be called in that separately executing* thread.* p* The general contract of the method coderun/code is that it may* take any action whatsoever.** see java.lang.Thread#run()*/public abstract void run();
}FunctionalInterface
public interface CallableV {/*** Computes a result, or throws an exception if unable to do so.** return computed result* throws Exception if unable to compute a result*/V call() throws Exception;
}使用方式Runnable接口通常作为线程的执行体将任务逻辑放在run()方法中实现。Callable接口通常与ExecutorService一起使用通过submit()方法提交Callable任务给线程池执行并通过返回的Future对象获取任务的执行结果。 返回结果的获取Runnable任务执行完毕后无法直接获取任务的执行结果。而Callable任务执行完毕后可以通过Future对象的get()方法获取任务的执行结果该方法会阻塞调用线程直到任务执行完毕并返回结果。
// 使用Runnable接口创建任务
Runnable myRunnable new Runnable() {public void run() {// 任务逻辑}
};// 使用Callable接口创建任务
CallableInteger myCallable new CallableInteger() {public Integer call() throws Exception {// 任务逻辑return 42; // 返回结果}
};
在Java中通常使用ExecutorService来执行Runnable和Callable任务。ExecutorService提供了submit()方法用于提交任务并返回代表任务执行结果的Future对象。使用Future对象可以判断任务是否完成获取任务的执行结果或取消任务的执行。
线程状态及转换
操作系统中线程的5种状态 java中线程的6种状态
public enum State {/*** Thread state for a thread which has not yet started.*/NEW,/*** Thread state for a runnable thread. A thread in the runnable* state is executing in the Java virtual machine but it may* be waiting for other resources from the operating system* such as processor.*/RUNNABLE,/*** Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.* A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock* to enter a synchronized block/method or* reenter a synchronized block/method after calling* {link Object#wait() Object.wait}.*/BLOCKED,/*** Thread state for a waiting thread.* A thread is in the waiting state due to calling one of the* following methods:* ul* li{link Object#wait() Object.wait} with no timeout/li* li{link #join() Thread.join} with no timeout/li* li{link LockSupport#park() LockSupport.park}/li* /ul** pA thread in the waiting state is waiting for another thread to* perform a particular action.** For example, a thread that has called ttObject.wait()/tt* on an object is waiting for another thread to call* ttObject.notify()/tt or ttObject.notifyAll()/tt on* that object. A thread that has called ttThread.join()/tt* is waiting for a specified thread to terminate.*/WAITING,/*** Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.* A thread is in the timed waiting state due to calling one of* the following methods with a specified positive waiting time:* ul* li{link #sleep Thread.sleep}/li* li{link Object#wait(long) Object.wait} with timeout/li* li{link #join(long) Thread.join} with timeout/li* li{link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}/li* li{link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}/li* /ul*/TIMED_WAITING,/*** /ˈtɜːmɪneɪtɪd/* Thread state for a terminated thread.* The thread has completed execution.*/TERMINATED;
}https://blog.csdn.net/acc__essing/article/details/127470780?ops_request_misc%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522168404937816782425125388%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fall.%2522%257Drequest_id168404937816782425125388biz_id0utm_mediumdistribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~first_rank_ecpm_v1~rank_v31_ecpm-4-127470780-null-null.142^v87^control_2,239^v2^insert_chatgptutm_termjava%20%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E7%8A%B6%E6%80%81%E4%BB%A5%E5%8F%8A%E5%88%87%E6%8D%A2spm1018.2226.3001.4187
https://my.oschina.net/goldenshaw?tabnewestcatalogId3277710sleep() 和 wait() 的区别 sleep() 用于暂停当前线程一段时间不涉及锁或线程之间的协作(无任何同步语义,让出cpu,但不释放锁)。 wait() 用于线程之间的协作调用该方法后线程会释放对象锁并进入等待状态直到其他线程唤醒它(让出cpu,释放锁)。 sleep() 是线程的静态方法可以直接调用而 wait() 是对象的方法必须在同步代码块或同步方法中使用,并且需要配合 notify() 或 notifyAll() 方法使用。
线程的 run() 和 start() 有什么区别
run() 方法只是在当前线程中同步执行线程代码(run方法的逻辑)而 start() 方法会创建一个新线程并在新线程中异步执行线程代码。通常情况下我们使用 start() 方法来启动线程以便实现多线程并发执行的效果。
简单说就是一个在当前线程中执行run(),一个是新建一个线程执行run()
在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全
同步代码块Synchronized Blocks
synchronized (sharedObject) {// 需要同步的代码块
}同步方法Synchronized Methods
public synchronized void myMethod() {// 需要同步的代码
}锁Lock
Lock lock new ReentrantLock();lock.lock(); // 获取锁
try {// 需要同步的代码
} finally {lock.unlock(); // 释放锁
}原子类Atomic Classes
AtomicInteger counter new AtomicInteger();
counter.incrementAndGet(); // 原子递增操作使用线程安全的数据结构在多线程环境下使用线程安全的数据结构如 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList 等来存储和操作共享数据以确保线程安全。
Java 线程同步的几种方法
synchronized 关键字使用 synchronized 关键字可以实现对代码块或方法的同步。当线程进入 synchronized 代码块或方法时会自动获取对象的锁并在执行完成后释放锁确保同一时间只有一个线程可以执行该代码块或方法。Lock 类ReentrantLock 是 java.util.concurrent.locks 包中提供的锁实现类它提供了显式锁定和解锁的功能。使用 ReentrantLock 可以在代码中显式地指定锁定和解锁的位置从而实现对共享资源的同步控制。LockSupport线程安全的类AtomicInteger /ConcurrentHashMap。volatile 关键字使用 volatile 关键字可以标记变量为“可见性变量”确保不同线程对该变量的修改在内存中可见。虽然 volatile 关键字不能解决复合操作的原子性问题但它在某些场景下可以用于简单的线程同步。
Thread.interrupt() 方法的工作原理是什么
Thread.interrupt() 向目标线程发送中断信号(即将目标线程的中断状态设置为 true,仅此而已)。Thread.interrupt() 方法并不能直接终止目标线程的执行。它只是改变了目标线程的中断状态需要目标线程自行检查中断状态并作出相应的响应(一个线程不应该由其他线程强行终止)。
具体工作原理如下
如果目标线程处于阻塞状态如调用了 Object.wait()、Thread.sleep()、BlockingQueue.take() 等方法它将立即抛出 InterruptedException 异常(并且唤醒目标线程)并且中断状态会被清除重置为 false。
如果目标线程在执行过程中检查了中断状态通过 Thread.interrupted() 或 Thread.isInterrupted() 方法则中断状态为 true。线程可以根据中断状态采取适当的操作例如终止线程的执行或进行清理工作。
需要注意的是Thread.interrupt() 方法仅仅是改变了目标线程的中断状态具体的中断响应逻辑由目标线程自行决定。通常情况下目标线程在合适的时机检查中断状态并采取相应的处理措施例如退出执行循环或释放资源。 总结而言Thread.interrupt() 方法通过改变目标线程的中断状态来请求目标线程中断但具体的中断响应逻辑由目标线程自行处理。
Thread thread new Thread(() - {System.out.println(线程被启动了);while (!Thread.interrupted()) {System.out.println(System.currentTimeMillis());try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}if (Thread.interrupted()) {System.out.println(线程被中断了);break;}}
});
thread.start();
// 确保thread已经进入等待状态
Thread.sleep(500);
thread.interrupt();线程被启动了
1684204424982
java.lang.InterruptedException: sleep interruptedat java.lang.Thread.sleep(Native Method)at Xxx.lambda$main$0(Xxx.java:10)at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
1684204425483
1684204426483
1684204427484
...谈谈对 ThreadLocal 的理解
Thread中有个成员变量threadLocals
ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals null;ThreadLocalMap中有一个数组
private Entry[] table;Entry继承自WeakReferenceThreadLocal?,key为ThreadLocal,value为Object(也就是我们存放的值)
static class Entry extends WeakReferenceThreadLocal? {/** The value associated with this ThreadLocal. */Object value;Entry(ThreadLocal? k, Object v) {super(k);value v;}
}ThreadLocal 是 Java 中的一个线程封闭机制它允许将某个对象与当前线程关联起来使得每个线程都拥有自己独立的对象副本。简单来说ThreadLocal 提供了一种在多线程环境下每个线程都可以独立访问自己的对象副本的机制。
ThreadLocal 的主要特点和应用如下 线程隔离ThreadLocal 可以实现线程间数据的隔离每个线程都可以独立地操作自己的 ThreadLocal 实例而不会受其他线程的影响。这对于一些需要线程独享的数据非常有用如线程安全的 SimpleDateFormat、数据库连接等。 线程上下文传递ThreadLocal 可以用于在方法之间传递数据而不需要显式地传递参数。某个方法可以将数据存储在 ThreadLocal 中然后其他方法可以直接从 ThreadLocal 中获取这些数据避免了方法之间参数传递的麻烦。 线程状态保存ThreadLocal 可以用于保存线程的状态信息。在多个方法调用之间线程可以将状态信息存储在 ThreadLocal 中以便后续方法可以方便地访问和使用。
在哪些场景下会使用到 ThreadLocal
ThreadLocal 在以下场景下常被使用 线程安全的对象当一个对象是线程安全的即可以被多个线程同时访问但每个线程需要独立拥有自己的对象副本时可以使用 ThreadLocal。典型的例子是线程安全的日期格式化器 SimpleDateFormat每个线程可以拥有自己的日期格式化器副本避免了多线程访问共享的 SimpleDateFormat 对象时可能出现的线程安全问题。 保存线程上下文信息在多个方法调用之间需要传递一些上下文信息但不希望在每个方法中显式传递参数时可以使用 ThreadLocal。例如在 Web 应用程序中可以将当前用户信息存储在 ThreadLocal 中这样在不同的方法中可以方便地获取用户信息而不需要显式地传递用户参数。 数据库连接管理在多线程环境中为每个线程管理一个独立的数据库连接是常见的需求。通过使用 ThreadLocal可以为每个线程维护一个独立的数据库连接副本从而避免了线程间的数据库连接竞争和冲突。 事务管理在一些需要实现线程级别的事务管理的场景下可以使用 ThreadLocal 来存储当前线程的事务上下文。这样每个线程都可以独立地管理自己的事务状态而不会影响其他线程的事务。 日志跟踪在日志系统中通过 ThreadLocal 可以轻松地将每条日志的相关信息如请求 ID、用户 ID与当前线程关联起来使得日志记录更加准确和可追踪。
总的来说ThreadLocal 在需要实现线程隔离、线程上下文传递或线程状态保存的场景下非常有用。它提供了一种方便的机制使得每个线程都可以独立地操作自己的对象副本而不会受其他线程的干扰。
说一说对于 synchronized 关键字的了解
synchronized 是 Java 中的关键字用于实现线程的同步和互斥。它可以用于修饰方法、代码块和静态方法用于控制对共享资源的访问。
synchronized 关键字的特性包括
互斥性synchronized 保证了同一时间只有一个线程可以获得锁并执行同步代码块或方法防止多线程并发访问共享资源导致的数据不一致性和冲突问题。可见性synchronized 释放锁时会将修改的共享变量的值刷新到主内存使得其他线程可以看到最新的值保证了多线程间的数据一致性。内置锁synchronized 使用的是内置锁也称为监视器锁或互斥锁每个对象都有一个与之关联的内置锁。当线程进入同步代码块时它会尝试获取对象的内置锁如果锁被其他线程持有则线程进入阻塞状态直到锁可用。
如何在项目中使用 synchronized 的
同步代码块
同步方法
静态同步方法
说说 JDK1.6 之后的 synchronized 关键字底层做了哪些优化可以详细介绍一下这些优化吗 锁升级 锁升级是指在多线程并发访问中锁的状态从低级别的锁形式逐渐升级到高级别的锁形式以提高并发性能和减少开销。下面介绍Java中的锁升级过程 无锁状态(01)初始状态下对象没有被线程持有锁任何线程都可以访问。偏向锁(101)当一个线程获得锁时JVM会将锁标记置为偏向锁并将线程ID记录在锁对象的对象头中。此时其他线程可以继续访问该对象无需进行同步操作(修改锁对象对象头中的线程id)。只有当线程竞争锁时(一个线程在同步代码外要进去,一个线程在同步代码里面)偏向锁会被撤销锁状态升级为轻量级锁。轻量级锁(00)当偏向锁撤销后JVM将锁状态升级为轻量级锁。轻量级锁使用CASCompare and Swap与自旋实现,当自旋一定次数后获取不到锁,锁状态将进一步升级。重量级锁(10)当轻量级锁的CAS操作失败JVM将锁状态升级为重量级锁。重量级锁使用操作系统提供的互斥量来实现线程之间的同步线程在获取锁时会进入阻塞状态。重量级锁保证了多个线程之间的互斥访问但会增加线程上下文切换的开销。 锁粗化 将多个连续的细粒度锁操作合并成一个更大的粗粒度锁操作从而减少锁的获取和释放频率提高性能. 优化前代码
Object lock new Object();
synchronized (lock){// 操作1
}
synchronized (lock){// 操作2
}
synchronized (lock){// 操作3
}优化后代码
Object lock new Object();
synchronized (lock){// 操作1// 操作2// 操作3
}锁消除 在编译器级别消除不必要的锁操作从而提高程序性能。 优化前
public class LockEliminationExample {public void performOperation() {StringBuilder sb new StringBuilder();// 不会被多线程共享的局部变量String localVariable Local;// 锁对象只在当前方法内使用synchronized (sb) {// 执行需要同步的操作sb.append(Hello);sb.append(World);sb.append(localVariable);}System.out.println(sb.toString());}
}优化后
public class LockEliminationExample {public void performOperation() {StringBuilder sb new StringBuilder();// 不会被多线程共享的局部变量String localVariable Local;// 执行需要同步的操作锁消除sb.append(Hello);sb.append(World);sb.append(localVariable);System.out.println(sb.toString());}
}谈谈 synchronized 和 ReenTrantLock 的区别
synchronized和ReentrantLock都是Java中用于实现线程同步的机制它们有以下区别 锁的获取方式synchronized是Java语言层面的关键字它在获取锁时会隐式地获取和释放锁。而ReentrantLock是Java提供的一个类需要显式地调用lock()方法获取锁以及调用unlock()方法释放锁。 可中断性ReentrantLock提供了一种可中断的获取锁的方式。在获取锁时线程可以选择等待一段时间并且可以通过调用lockInterruptibly()方法实现在等待期间响应中断。而synchronized关键字的锁获取过程是不可中断的一旦获取不到锁线程将一直处于阻塞状态直到获取到锁或者抛出异常。 公平性ReentrantLock可以是公平锁或非公平锁而synchronized关键字默认情况下是非公平锁。公平锁会按照线程请求的顺序来获取锁而非公平锁则允许插队获取锁。在高并发情况下公平锁可能会导致线程饥饿但可以避免线程的不公平竞争。 锁的可重入性ReentrantLock和synchronized都支持锁的可重入性也称为递归锁。同一个线程可以多次获取同一个锁而不会发生死锁。在ReentrantLock中线程必须显式地调用unlock()方法相同次数的释放锁。而synchronized关键字则会自动进行锁的释放。 扩展功能ReentrantLock相对于synchronized提供了一些额外的功能如可定时的、可轮询的、可中断的锁获取方式以及可选择公平性。此外ReentrantLock还支持多个条件变量Condition可以通过多个条件变量来控制线程的等待和唤醒。
需要注意的是synchronized是Java语言内置的关键字使用简单方便适用于大多数的同步场景。而ReentrantLock是一个类提供了更多灵活性和扩展功能适用于需要更精细控制的同步场景。在选择使用synchronized还是ReentrantLock时可以根据具体需求和场景来进行选择。
synchronized 和 volatile 的区别是什么
synchronized和volatile是Java中用于实现线程安全的关键字它们有以下区别
作用范围synchronized修饰方法或代码块。volatile用于修饰变量。同步性质synchronized保证可见性、原子性(这里的原子性指的是.同一时刻只能有一个线程操作,中间不能被其他线程操作,没有要么同时成功要么同时失败的语义)和一定程度的禁重排synchronized内部的和外部的不能重排但是内部是可以重排的证据双重检查为什么要加volatile修饰。volatile只保证可见性和禁止指令重排(内存屏障),不保证原子性(多线程对volatile修饰的变量的i操作).synchronized进入后会从主内存读,出来后会写会主内存,保证了可见性.volatile写立马刷会主内存,并让其他线程中对应的volatile修饰的变量失效,以此来保证内存的可见性.应用场景synchronized适用于多线程对共享资源进行并发访问和修改的情况它提供了互斥访问的能力。volatile确保多个线程之间对变量的修改可见(没有复合操作可以用volatile)但不提供互斥访问的能力。
需要注意的是synchronized提供了更强的线程安全性和数据一致性但在使用时需要考虑锁的开销和可能的死锁情况。volatile关键字的使用更轻量适用于简单的变量读写操作但无法解决复合操作的原子性问题。在选择使用synchronized还是volatile时需要根据具体的场景和需求来进行选择。
谈一下你对 volatile 关键字的理解
当多个线程访问共享变量时为了保证可见性和避免指令重排序带来的问题可以使用volatile关键字来修饰变量。
volatile关键字具有以下特性 可见性Visibility对于被volatile修饰的变量在一个线程中对其进行修改后其他线程能够立即看到最新的值。这是因为volatile关键字会告知编译器和处理器不要对该变量进行缓存每次读取时都要从主内存中获取最新值。 禁止指令重排序Orderingvolatile关键字会防止编译器和处理器对volatile变量的指令进行重排序。这意味着volatile变量的读写操作都会按照代码的顺序执行不会被重新排序。
需要注意的是volatile关键字仅适用于单个变量的读写操作并不能保证复合操作的原子性。例如volatile关键字无法保证i这种操作的原子性因为该操作包括读取、自增和写回三个步骤而volatile关键字只能保证单个变量的读写操作的原子性。
另外volatile关键字的使用相对于synchronized来说更轻量因为它不需要获取锁来实现线程间的同步但在某些情况下可能需要额外的控制机制来保证一致性。
总结起来volatile关键字主要用于保证共享变量的可见性确保对变量的修改能够及时被其他线程看到并且禁止编译器和处理器对该变量进行重排序。它适用于对变量的简单读写操作但不能解决复合操作的原子性问题。
说下对 ReentrantReadWriteLock 的理解
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;public class SharedResource {private final ReentrantReadWriteLock lock new ReentrantReadWriteLock();private int value;public int getValue() {lock.readLock().lock();try {return value;} finally {lock.readLock().unlock();}}public void setValue(int newValue) {lock.writeLock().lock();try {value newValue;} finally {lock.writeLock().unlock();}}
}
说下对悲观锁和乐观锁的理解 悲观锁假设容易发生冲突因此会加锁操作确保只有一个线程能够访问资源其他线程需要等待。悲观锁适用于对数据修改频繁的场景。 乐观锁假设不容易发生冲突因此不需要加锁而是在更新数据之前先进行验证,如果没有发现冲突就进行更新否则进行相应的冲突处理例如重试或放弃更新。适用于读多写少的场景
乐观锁常见的两种实现方式是什么
乐观锁常见的两种实现方式是版本号Versioning和比较并交换Compare and SwapCAS。
版本号Versioning 版本号是乐观锁的一种实现方式。在这种方式中每个数据项都会有一个与之关联的版本号或时间戳。当一个线程要更新数据时它首先读取数据的当前版本号并在更新之前将版本号加一。然后它尝试将更新后的数据写回并比较写回操作前后的版本号是否一致。如果一致则表示没有其他线程修改了数据更新成功如果不一致则表示发生了冲突需要进行相应的冲突处理。
版本号的实现可以是一个整数字段例如使用 Java 中的 AtomicInteger或者是一个时间戳字段记录数据的修改时间。这样每次更新操作都会更新版本号从而标识数据的变化。
比较并交换Compare and SwapCAS 比较并交换是另一种常见的乐观锁实现方式它是一种原子操作。CAS 操作包括三个操作数内存地址或引用、预期值和新值。它会比较内存地址处的值与预期值是否相等如果相等则将新值写入内存地址否则表示数据已被其他线程修改CAS 操作失败。
CAS 操作可以通过硬件的原子指令来实现是一种非阻塞的操作。在多线程环境下多个线程可以同时尝试执行 CAS 操作来更新数据但只有一个线程的 CAS 操作会成功其他线程需要重试或进行相应的处理。
Java 提供了 java.util.concurrent.atomic 包下的原子类例如 AtomicInteger、AtomicLong 等它们使用 CAS 操作来实现线程安全的原子操作可以作为乐观锁的一种实现方式。
这两种乐观锁的实现方式都是基于无锁的思想避免了线程阻塞和上下文切换的开销适用于读多写少的场景。选择哪种方式取决于具体的应用需求和环境。
乐观锁的缺点有哪些
乐观锁虽然在某些场景下可以提供高性能和并发量但也存在一些缺点 冲突处理乐观锁需要处理可能发生的冲突。如果在验证阶段发现数据已经被其他线程修改当前线程必须进行相应的冲突处理例如重试操作或放弃更新。这种处理过程可能会引入额外的开销特别是在高并发环境下如果冲突频繁发生重试的开销可能会增加系统的负载。 无法保证一致性乐观锁无法保证数据的强一致性。由于它在读取和更新之间不加锁其他线程可能会修改数据导致最终数据的不一致。乐观锁适用于那些可以容忍一定程度的数据不一致性的场景例如并发读取的数据不要求绝对实时的一致性。 自旋开销在乐观锁的实现中当发生冲突时通常会采用自旋的方式进行重试即反复尝试更新数据直到成功或达到一定的重试次数。自旋过程会占用 CPU 时间可能导致额外的开销。如果冲突频繁发生自旋次数过多会浪费大量的 CPU 资源。 难以应对长事务乐观锁对于长事务的处理相对困难。在长时间的事务中其他并发事务可能修改了事务操作的数据导致更新失败。为了避免这种情况需要进行额外的控制和冲突处理增加了实现的复杂性。
综上所述乐观锁的主要缺点是需要处理冲突、无法保证一致性、自旋开销和难以应对长事务。在选择使用乐观锁时需要综合考虑应用场景、并发访问模式和数据一致性要求权衡其优点和缺点。
CAS 和 synchronized 的使用场景
cas适用于冲突少的场景
synchronized 适用于冲突多的场景
简单说下对 Java 中的原子类的理解
Java中的原子类是一组线程安全的类它们提供了原子操作的功能可以在多线程环境下进行线程安全的操作。这些原子类位于java.util.concurrent.atomic包中常见的原子类包括AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean等。
原子类的主要特点如下
原子操作原子类提供了一系列的原子操作方法这些方法在执行过程中不会被其他线程中断保证了操作的原子性。无锁的实现原子类使用了底层的硬件支持或CASCompare and Swap操作来实现无锁的线程安全操作。原子类的操作是基于变量的原子类主要针对基本数据类型如整型、长整型、布尔型进行原子操作。对于复杂的数据结构需要使用原子类的组合操作或其他线程安全的机制来实现。线程安全原子类的操作都是线程安全的多个线程可以并发地访问和修改原子变量而不需要额外的同步控制。原子类使用了底层的原子操作指令或CAS操作来保证线程安全。
原子类在多线程编程中非常有用特别适用于高并发环境下对共享变量进行原子操作的场景。它们提供了一种高效、简洁和线程安全的方式来操作共享变量避免了使用传统的锁机制所带来的线程阻塞和上下文切换的开销。通过使用原子类可以编写出更高效、可靠和可维护的多线程代码。
atomic 的原理是什么
说下对同步器 AQS 的理解
AQS 的原理是什么
AQS 对资源的共享模式有哪些
AQS 底层使用了模板方法模式你能说出几个需要重写的方法吗
java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer#tryAcquire
说下对信号量 Semaphore 的理解
CountDownLatch 和 CyclicBarrier 有什么区别
说下对线程池的理解为什么要使用线程池
创建线程池的参数有哪些
线程池的常见拒绝策略
AbortPolicy拒绝执行,并抛出异常RejectedExecutionException.为默认拒绝策略CallerRunsPolicy让调用者自己执行DiscardPolicy丢弃DiscardOldestPolicy 丢弃最早的
如何创建线程池
// 七大参数
int corePoolSize 3;
int maximumPoolSize 9;
long keepAliveTime 30;
TimeUnit unit TimeUnit.SECONDS;
BlockingQueueRunnable# workQueue new LinkedBlockingQueue(9);
ThreadFactory threadFactory Executors.defaultThreadFactory();
RejectedExecutionHandler handler new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy();
ThreadPoolExecutor pool new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue, threadFactory, handler);线程池中的的线程数一般怎么设置需要考虑哪些问题 经验值 cup密集型N1 IO密集型2N 计算公式 最佳线程数目 线程等待时间线程CPU时间/线程CPU时间 * CPU数目 很显然线程等待时间所占比例越高需要越多线程。线程CPU时间所占比例越高需要越少线程。 虽说最佳线程数目算法更准确但是线程等待时间和线程CPU时间不好测量实际情况使用得比较少一般用经验值就差不多了。再配合系统压测基本可以确定最适合的线程数。
执行 execute() 方法和 submit() 方法的区别是什么呢 返回值:execute()没有返回值,submit() 有返回值 异常处理:execute() 方法没有提供任何异常处理机制。如果提交的任务在执行过程中抛出异常它将由内部的 UncaughtExceptionHandler 处理。而 submit()在获取结果的时候可以捕获到异常,然后自己处理。 public static void main(String[] args) {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(1);Runnable runnable () -# {int i 10 / 0;};pool.execute(runnable);pool.shutdown();}Exception in thread pool-1-thread-1 java.lang.ArithmeticException: / by zeroat Xxx.lambda$main$0(Xxx.java:14)at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)public static void main(String[] args) {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(1);Runnable runnable () -# {int i 10 / 0;};Future?# submit pool.submit(runnable);try {submit.get();} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}pool.shutdown();
}public static void main(String[] args) {ExecutorService pool Executors.newFixedThreadPool(1);Runnable runnable () -# {int i 10 / 0;};Future?# submit pool.submit(runnable);try {submit.get();} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}pool.shutdown();
}java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.ArithmeticException: / by zeroat java.util.concurrent.FutureTask.report(FutureTask.java:122)at java.util.concurrent.FutureTask.get(FutureTask.java:192)at Xxx.main(Xxx.java:14)
Caused by: java.lang.ArithmeticException: / by zeroat Xxx.lambda$main$0(Xxx.java:10)at java.util.concurrent.Executors$RunnableAdapter.call(Executors.java:511)at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266)at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1149)at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)任务的包装:execute() 方法接受一个 Runnable 接口或其子类的任务对象作为参数。而 submit() 方法既可以接受 Runnable 接口的任务对象也可以接受 Callable 接口的任务对象。 java.util.concurrent.Executor#execute void execute(Runnable command);java.util.concurrent.ExecutorService#submit T FutureT submit(CallableT task);
Future? submit(Runnable task);Future 对象submit() 方法返回一个 Future 对象可以通过该对象来管理和获取任务的执行状态和结果。
execute() 方法用于提交不需要返回结果的任务而 submit() 方法用于提交需要返回结果的任务并提供更多的控制和异常处理机制。如果你关心任务的返回结果或需要更精细的异常处理那么使用 submit() 方法会更加灵活和方便。如果你只需要提交简单的任务而不关心结果execute() 方法也是一个简单的选择。
说下对 Fork 和 Join 并行计算框架的理解
JDK 中提供了哪些并发容器
ConcurrentHashMap这是一个线程安全的哈希表它支持高并发的读和一定程度上的并发写。它通过将数据分割为多个段Segment来实现并发操作并使用锁粒度更小的方式来提高并发性能。CopyOnWriteArrayList这是一个线程安全的动态数组它通过在写操作时创建一个底层数组的副本来实现安全性。这意味着写操作不会影响正在进行的读操作从而提供了较好的读多写少场景的性能。ConcurrentLinkedQueue这是一个线程安全的无界非阻塞队列基于链表实现。它提供高效的并发插入和删除操作并且不需要显式的同步。适用于多生产者多消费者的场景。ConcurrentSkipListMap和ConcurrentSkipListSet这是基于跳表Skip List数据结构实现的并发容器提供了有序的键值映射和有序的集合操作。它们支持高并发读写操作并且具有较好的查找性能。BlockingQueue接口的实现JDK提供了多个BlockingQueue接口的实现如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue等。这些队列可以用于线程间的数据交换支持阻塞的插入和删除操作。ConcurrentLinkedDeque这是一个线程安全的双端队列基于链表实现。它提供高效的并发插入和删除操作可以在队列的两端进行操作。
谈谈对 CopyOnWriteArrayList 的理解
谈谈对 BlockingQueue 的理解分别有哪些实现类
谈谈对 ConcurrentSkipListMap 的理解
