Java多线程常用面试题

￡神魔★判官ぃ 2021-10-12 18:34 331阅读 0赞

Java并发编程问题是面试过程中很容易遇到的问题，提前准备是解决问题的最好办法，将试题总结起来，时常查看会有奇效。

## 现在有T1、T2、T3三个线程，你怎样保证T2在T1执行完后执行，T3在T2执行完后执行？ ##

这个线程问题通常会在第一轮或电话面试阶段被问到，目的是检测你对”join”方法是否熟悉。这个多线程问题比较简单，可以用join方法实现。

核心：

> thread.Join把指定的线程加入到当前线程，可以将两个交替执行的线程合并为顺序执行的线程。   
> 比如在线程B中调用了线程A的Join()方法，直到线程A执行完毕后，才会继续执行线程B。   
> 想要更深入了解，建议看一下join的源码，也很简单的，使用wait方法实现的。
> 
> t.join(); //调用join方法，等待线程t执行完毕   
> t.join(1000); //等待 t 线程，等待时间是1000毫秒。

代码实现：

public static void main (String[] args) { 
       method01(); 
       method02(); 
       } 
       
       /** 
       * 第一种实现方式，顺序写死在线程代码的内部了，有时候不方便 
       */ 
       private static void method01 () { 
       Thread t1 = new Thread( new Runnable() { 
       @Override public void run () { 
       System. out.println( "t1 is finished"); 
       } 
       }); 
       Thread t2 = new Thread( new Runnable() { 
       @Override public void run () { 
       try { 
       t1. join(); 
       } catch (InterruptedException e) { 
       e.printStackTrace(); 
       } 
       System. out.println( "t2 is finished"); 
       } 
       }); 
       Thread t3 = new Thread( new Runnable() { 
       @Override public void run () { 
       try { 
       t2. join(); 
       } catch (InterruptedException e) { 
       e.printStackTrace(); 
       } 
       System. out.println( "t3 is finished"); 
       } 
       }); 
       
       t3.start(); 
       t2.start(); 
       t1.start(); 
       } 
       
       
       /** 
       * 第二种实现方式，线程执行顺序可以在方法中调换 
       */ 
       private static void method02 (){ 
       Runnable runnable = new Runnable() { 
       @Override public void run () { 
       System. out.println(Thread.currentThread().getName() + "执行完成"); 
       } 
       }; 
       Thread t1 = new Thread(runnable, "t1"); 
       Thread t2 = new Thread(runnable, "t2"); 
       Thread t3 = new Thread(runnable, "t3"); 
       try { 
       t1.start(); 
       t1. join(); 
       t2.start(); 
       t2. join(); 
       t3.start(); 
       t3. join(); 
       } catch (InterruptedException e) { 
       e.printStackTrace(); 
       } 
       } 
      
     
      
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## 在Java中Lock接口比synchronized块的优势是什么？你需要实现一个高效的缓存，它允许多个用户读，但只允许一个用户写，以此来保持它的完整性，你会怎样去实现它？ ##

这个题的原答案我认为不是很全面。   
Lock接口 和 ReadWriteLock接口 如下：

public interface Lock { 
       void lock(); 
       void lockInterruptibly() throws InterruptedException; 
       boolean tryLock(); 
       boolean tryLock( long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; 
       void unlock(); 
       Condition newCondition(); 
       } 
       
       public interface ReadWriteLock { 
       Lock readLock(); 
       Lock writeLock(); 
       } 
      
     
      
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整体上来说Lock是synchronized的扩展版，Lock提供了无条件的、可轮询的(tryLock方法)、定时的(tryLock带参方法)、可中断的(lockInterruptibly)、可多条件队列的(newCondition方法)锁操作。另外Lock的实现类基本都支持非公平锁(默认)和公平锁，synchronized只支持非公平锁，当然，在大部分情况下，非公平锁是高效的选择。

ReadWriteLock是对Lock的运用，具体的实现类是 ReentrantReadWriteLock ，下面用这个类来实现读写类型的高效缓存：

import java.util.HashMap; 
       import java.util.Map; 
       import java.util.Random; 
       import java.util.concurrent.ExecutorService; 
       import java.util.concurrent.Executors; 
       import java.util.concurrent.locks.Lock; 
       import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock; 
       import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock; 
       
       /** 
       * 用ReadWriteLock读写锁来实现一个高效的Map缓存 
       * Created by LEO on 2017/10/30. 
       */ 
       public class ReaderAndWriter<K, V> { 
       private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock(); 
       private final Lock readLock = lock.readLock(); 
       private final Lock writeLock = lock.writeLock(); 
       private final Map< K, V> map; 
       
       public ReaderAndWriter( Map< K, V> map) { 
       this. map = map; 
       } 
       
       /************* 这是用lock()方法写的 ********************/ 
       // public V put(K key, V value){ 
       // writeLock.lock(); 
       // try { 
       // return map.put(key, value); 
       // }finally { 
       // writeLock.unlock(); 
       // } 
       // } 
       // public V get(K key){ 
       // readLock.lock(); 
       // try { 
       // return map.get(key); 
       // }finally { 
       // readLock.unlock(); 
       // } 
       // } 
       
       /************* 这是用tryLock()方法写的 ********************/ 
       public V put( K key, V value){ 
       while ( true){ 
       if(writeLock.tryLock()){ 
       try { 
       System.out. println( "put "+ key + " = " + value); 
       return map.put(key, value); 
       } finally { 
       writeLock.unlock(); 
       } 
       } 
       } 
       } 
       public V get( K key){ 
       while ( true){ 
       if (readLock.tryLock()) { 
       try { 
       V v = map. get(key); 
       System.out. println( "get "+ key + " = " + v); 
       return v; 
       } finally { 
       readLock.unlock(); 
       } 
       } 
       } 
       } 
       
       
       /******************** 下面是测试区 *********************************/ 
       public static void main( String[] args) { 
       final ReaderAndWriter< String, Integer> rw = new ReaderAndWriter<>( new HashMap<>()); 
       ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); 
       for (int i = 0; i < 100; i++) { 
       exec.execute( new TestRunnable(rw)); 
       } 
       exec.shutdown(); 
       } 
       
       static class TestRunnable implements Runnable{ 
       private final ReaderAndWriter< String, Integer> rw; 
       private final String KEY = "x"; 
       
       TestRunnable( ReaderAndWriter< String, Integer> rw) { 
       this.rw = rw; 
       } 
       
       @Override 
       public void run() { 
       Random random = new Random(); 
       int r = random.nextInt( 100); 
       //生成随机数，小于30的写入缓存，大于等于30则读取数字 
       if (r < 30){ 
       rw.put( KEY, r); 
       } else { 
       rw. get( KEY); 
       } 
       } 
       } 
       } 
      
     
      
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## 在java中wait和sleep方法的不同？ ##

通常会在电话面试中经常被问到的Java线程面试问题。   
最大的不同是在等待时wait会释放锁，而sleep一直持有锁。Wait通常被用于线程间交互，sleep通常被用于暂停执行。

此处我想理一下Java多线程的基础知识：   
\- Java的多线程锁是挂在对象上的，并不是在方法上的。即每个对象都有一个锁，当遇到类似synchronized的同步需要时，就会监视(monitor)每个想使用本对象的线程按照一定的规则来访问，规则也就是在同一时间内只能有一个线程能访问此对象。   
\- Java中获取锁的单位是线程。当线程A获取了对象B的锁，也就是对象B的持有标记上写的是线程A的唯一标识，在需要同步的情况下的话，只有线程A能访问对象B。   
\- Thread常用方法有：start/stop/yield/sleep/interrupt/join等，他们是线程级别的方法，所以并不会太关心锁的具体逻辑。   
\- Object的线程有关方法是：wait/wait(事件参数)/notify/notifyAll，他们是对象的方法，所以使用的时候就有点憋屈了，必须当前线程获取了本对象的锁才能使用，否则会报异常。但他们能更细粒度的控制锁，可以释放锁。

## 用Java实现阻塞队列。 ##

这是一个相对艰难的多线程面试问题，它能达到很多的目的。第一，它可以检测侯选者是否能实际的用Java线程写程序；第二，可以检测侯选者对并发场景的理解，并且你可以根据这个问很多问题。如果他用wait()和notify()方法来实现阻塞队列，你可以要求他用最新的Java 5中的并发类来再写一次。

下面是实现了阻塞的take和put方法的阻塞队列（分别用synchronized 和 wait/notify 实现）：

import java.util.LinkedList; 
       import java.util.List; 
       import java.util.Random; 
       import java.util.concurrent.ExecutorService; 
       import java.util.concurrent.Executors; 
       
       /** 
       * 实现了阻塞的take和put方法的阻塞队列 
       * 分别用synchronized 和 wait/notify 实现 
       * @author xuexiaolei 
       * @version 2017年11月01日 
       */ 
       public class MyBlocingQueue<E> { 
       private final List list; 
       private final int limit; //有大小限制的 
       
       public MyBlocingQueue ( int limit) { 
       this.limit = limit; 
       this.list = new LinkedList<E>(); 
       } 
       
       //这是用synchronized写的,在list空或者满的时候效率会低，因为会一直轮询 
       // public void put(E e){ 
       // while(true){ 
       // synchronized (list){ 
       // if (list.size() < limit) { 
       // System.out.println("list : " + list.toString()); 
       // System.out.println("put : " + e); 
       // list.add(e); 
       // return; 
       // } 
       // } 
       // } 
       // } 
       // public E take(){ 
       // while (true) { 
       // synchronized (list) { 
       // if (list.size() > 0){ 
       // System.out.println("list : " + list.toString()); 
       // E remove = (E) list.remove(0); 
       // System.out.println("take : " + remove); 
       // return remove; 
       // } 
       // } 
       // } 
       // } 
       
       //用wait，notify写的,在list空或者满的时候效率会高一点，因为wait释放锁，然后等待唤醒 
       public synchronized void put (E e){ 
       while (list.size() == limit){ 
       try { 
       wait(); 
       } catch (InterruptedException e1) { 
       e1.printStackTrace(); 
       } 
       } 
       System. out.println( "list : " + list.toString()); 
       System. out.println( "put : " + e); 
       list.add(e); 
       notifyAll(); 
       } 
       public synchronized E take () { 
       while (list.size() == 0){ 
       try { 
       wait(); 
       } catch (InterruptedException e) { 
       e.printStackTrace(); 
       } 
       } 
       System. out.println( "list : " + list.toString()); 
       E remove = (E) list.remove( 0); 
       System. out.println( "take : " + remove); 
       notifyAll(); 
       return remove; 
       } 
       
       
       /******************** 下面是测试区 *********************************/ 
       public static void main (String[] args) { 
       final MyBlocingQueue<Integer> myBlocingQueue = new MyBlocingQueue( 10); 
       ExecutorService exec = Executors.newCachedThreadPool(); 
       for ( int i = 0; i < 100; i++) { 
       exec.execute( new TestRunnable(myBlocingQueue)); 
       } 
       exec.shutdown(); 
       } 
       
       static class TestRunnable implements Runnable{ 
       private final MyBlocingQueue<Integer> myBlocingQueue; 
       
       TestRunnable(MyBlocingQueue<Integer> myBlocingQueue) { 
       this.myBlocingQueue = myBlocingQueue; 
       } 
       
       @Override 
       public void run () { 
       Random random = new Random(); 
       int r = random.nextInt( 100); 
       //生成随机数,按照一定比率读取或者放入，可以更改！！！ 
       if (r < 30){ 
       myBlocingQueue.put(r); 
       } else { 
       myBlocingQueue.take(); 
       } 
       } 
       } 
       } 
      
     
      
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### BlockingQueue介绍： ###

Java5中提供了BlockingQueue的方法，并且有几个实现，在此介绍一下。

BlockingQueue 具有 4 组不同的方法用于插入、移除以及对队列中的元素进行检查。如果请求的操作不能得到立即执行的话，每个方法的表现也不同。这些方法如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th> Throws exception</th> 
   <th> Special value</th> 
   <th> Blocks</th> 
   <th> Times out</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> add(e)</td> 
   <td> offer(e)</td> 
   <td> put(e)</td> 
   <td> offer(Object, long, TimeUnit)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> remove()</td> 
   <td> poll()</td> 
   <td> take()</td> 
   <td> poll(long, TimeUnit)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> element()</td> 
   <td> peek()</td> 
   <td> &nbsp;</td> 
   <td> &nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

\- Throws exception 抛异常：如果试图的操作无法立即执行，抛一个异常。   
\- Special value 特定值：如果试图的操作无法立即执行，返回一个特定的值(常常是 true / false)   
\- Blocks 阻塞：如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行。   
\- Times out 超时：如果试图的操作无法立即执行，该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行，但等待时间不会超过给定值。返回一个特定值以告知该操作是否成功(典型的是true / false)。

BlockingQueue 的实现类   
\- ArrayBlockingQueue：ArrayBlockingQueue 是一个有界的阻塞队列，其内部实现是将对象放到一个数组里。有界也就意味着，它不能够存储无限多数量的元素。它有一个同一时间能够存储元素数量的上限。你可以在对其初始化的时候设定这个上限，但之后就无法对这个上限进行修改了(译者注：因为它是基于数组实现的，也就具有数组的特性：一旦初始化，大小就无法修改)。   
\- DelayQueue：DelayQueue 对元素进行持有直到一个特定的延迟到期。注入其中的元素必须实现 java.util.concurrent.Delayed 接口。   
\- LinkedBlockingQueue：LinkedBlockingQueue 内部以一个链式结构(链接节点)对其元素进行存储。如果需要的话，这一链式结构可以选择一个上限。如果没有定义上限，将使用 Integer.MAX\_VALUE 作为上限。   
\- PriorityBlockingQueue：PriorityBlockingQueue 是一个无界的并发队列。它使用了和类 java.util.PriorityQueue 一样的排序规则。你无法向这个队列中插入 null 值。所有插入到 PriorityBlockingQueue 的元素必须实现 java.lang.Comparable 接口。因此该队列中元素的排序就取决于你自己的 Comparable 实现。   
\- SynchronousQueue：SynchronousQueue 是一个特殊的队列，它的内部同时只能够容纳单个元素。如果该队列已有一元素的话，试图向队列中插入一个新元素的线程将会阻塞，直到另一个线程将该元素从队列中抽走。同样，如果该队列为空，试图向队列中抽取一个元素的线程将会阻塞，直到另一个线程向队列中插入了一条新的元素。据此，把这个类称作一个队列显然是夸大其词了。它更多像是一个汇合点。

BlocingQueue的实现大多是通过 lock锁的多条件（condition）阻塞控制，下面我们自己写一个简单版：

import java.util.LinkedList; 
       import java.util.List; 
       import java.util.concurrent.locks.Condition; 
       import java.util.concurrent.locks.Lock; 
       import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; 
       
       /** 
       * 模仿ArrayBlockingQueue实现阻塞队列 
       * @author xuexiaolei 
       * @version 2017年11月01日 
       */ 
       public class MyBlocingQueue2<E> { 
       private final List list; 
       private final int limit; //有大小限制的 
       private final Lock lock = new ReentrantLock(); 
       private final Condition notFull = lock.newCondition(); 
       private final Condition notEmpty = lock.newCondition(); 
       
       public MyBlocingQueue2 ( int limit) { 
       this.limit = limit; 
       this.list = new LinkedList<E>(); 
       } 
       
       public void put (E e) throws InterruptedException { 
       lock. lock(); 
       try { 
       while (list.size() == limit){ 
       notFull. await(); 
       } 
       list.add(e); 
       notEmpty.signalAll(); 
       } finally { 
       lock.unlock(); 
       } 
       } 
       public E take () throws InterruptedException { 
       lock. lock(); 
       try { 
       while (list.size() == 0){ 
       notEmpty. await(); 
       } 
       E remove = (E) list.remove( 0); 
       notFull.signalAll(); 
       return remove; 
       } finally { 
       lock.unlock(); 
       } 
       } 
       } 
      
     
      
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## 用Java写代码来解决生产者——消费者问题。 ##

与上面的问题很类似，但这个问题更经典，有些时候面试都会问下面的问题。在Java中怎么解决生产者——消费者问题，当然有很多解决方法，我已经分享了一种用阻塞队列实现的方法。有些时候他们甚至会问怎么实现哲学家进餐问题。

生产者、消费者有很多的实现方法：   
\- 用wait() / notify()方法   
\- 用Lock的多Condition方法   
\- BlockingQueue阻塞队列方法

可以发现在上面实现阻塞队列题中，BlockingQueue的实现基本都用到了类似的实现，将BlockingQueue的实现方式稍微包装一下就成了一个生产者-消费者模式了。

import java.util.Random; 
       import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; 
       import java.util.concurrent.BlockingQueue; 
       
       /** 
       * 用阻塞队列快速实现生产者-消费者 
       * @author xuexiaolei 
       * @version 2017年11月01日 
       */ 
       public class ProduceAndConsumer { 
       public static void main(String[] args) { 
       final BlockingQueue<Integer> list = new ArrayBlockingQueue<Integer>( 10); 
       Procude procude = new Procude( list); 
       Consumer consumer = new Consumer( list); 
       procude.start(); 
       consumer.start(); 
       } 
       
       static class Procude extends Thread{ 
       private final BlockingQueue<Integer> list; 
       Procude(BlockingQueue<Integer> list) { 
       this. list = list; 
       } 
       @ Override public void run() { 
       while( true){ 
       try { 
       Integer take = list.take(); 
       System.out.println( "消费数据：" + take); 
       // Thread.sleep(1000); 
       } catch (InterruptedException e) { 
       e.printStackTrace(); 
       } 
       } 
       } 
       } 
       
       static class Consumer extends Thread{ 
       private final BlockingQueue<Integer> list; 
       Consumer(BlockingQueue<Integer> list) { 
       this. list = list; 
       } 
       @ Override public void run() { 
       while ( true){ 
       try { 
       int i = new Random().nextInt( 100); 
       list.put(i); 
       System.out.println( "生产数据：" + i); 
       Thread.sleep( 1000); 
       } catch (InterruptedException e) { 
       e.printStackTrace(); 
       } 
       } 
       } 
       } 
       } 
      
     
      
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此处不再详细地写另外几种实现方式了：wait() / notify()方法、Lock的多Condition方法、信号量等，甚至可以考虑用CyclicBarrier、CountDownLatch也可以实现生产者-消费者的，难易程度、效率不一样罢了。

## 用Java写一个会导致死锁的程序，你将怎么解决？ ##

这是我最喜欢的Java线程面试问题，因为即使死锁问题在写多线程并发程序时非常普遍，但是很多侯选者并不能写deadlock free code（无死锁代码？），他们很挣扎。只要告诉他们，你有N个资源和N个线程，并且你需要所有的资源来完成一个操作。为了简单这里的n可以替换为2，越大的数据会使问题看起来更复杂。通过避免Java中的死锁来得到关于死锁的更多信息。

/** 
       * 简单死锁程序 
       * lockA、lockB分别是两个资源，线程A、B必须同是拿到才能工作 
       * 但A线程先拿lockA、再拿lockB 
       * 线程先拿lockB、再拿lockA 
       * @author xuexiaolei 
       * @version 2017年11月01日 
       */ 
       public class SimpleDeadLock { 
       public static void main(String[] args) { 
       Object lockA = new Object(); 
       Object lockB = new Object(); 
       A a = new A(lockA, lockB); 
       B b = new B(lockA, lockB); 
       a.start(); 
       b.start(); 
       } 
       
       static class A extends Thread{ 
       private final Object lockA; 
       private final Object lockB; 
       A(Object lockA, Object lockB) { 
       this.lockA = lockA; 
       this.lockB = lockB; 
       } 
       
       @Override public void run() { 
       synchronized (lockA){ 
       try { 
       Thread.sleep( 1000); 
       synchronized (lockB){ 
       System.out.println( "Hello A"); 
       } 
       } catch (InterruptedException e) { 
       e.printStackTrace(); 
       } 
       } 
       } 
       } 
       
       static class B extends Thread{ 
       private final Object lockA; 
       private final Object lockB; 
       B(Object lockA, Object lockB) { 
       this.lockA = lockA; 
       this.lockB = lockB; 
       } 
       
       @Override public void run() { 
       synchronized (lockB){ 
       try { 
       Thread.sleep( 1000); 
       synchronized (lockA){ 
       System.out.println( "Hello B"); 
       } 
       } catch (InterruptedException e) { 
       e.printStackTrace(); 
       } 
       } 
       } 
       } 
       } 
      
     
      
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产生死锁的四个必要条件：   
\- 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。   
\- 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。   
\- 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。   
\- 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

如何避免死锁？   
\- 从死锁的四个必要条件来看，破坏其中的任意一个条件就可以避免死锁。但互斥条件是由资源本身决定的，不剥夺条件一般无法破坏，要实现的话得自己写更多的逻辑。   
\- 避免无限期的等待：用Lock.tryLock(),wait/notify等方法写出请求一定时间后，放弃已经拥有的锁的程序。   
\- 注意锁的顺序：以固定的顺序获取锁，可以避免死锁。   
\- 开放调用：即只对有请求的进行封锁。你应当只想你要运行的资源获取封锁，比如在上述程序中我在封锁的完全的对象资源。但是如果我们只对它所属领域中的一个感兴趣，那我们应当封锁住那个特殊的领域而并非完全的对象。   
\- 最后，如果能避免使用多个锁，甚至写出无锁的线程安全程序是再好不过了。

## 什么是原子操作，Java中的原子操作是什么？ ##

非常简单的java线程面试问题，接下来的问题是你是否需要同步一个原子操作。

原子操作是不可分割的操作，一个原子操作中间是不会被其他线程打断的，所以不需要同步一个原子操作。   
多个原子操作合并起来后就不是一个原子操作了，就需要同步了。   
i++不是一个原子操作，它包含 读取-修改-写入 操作，在多线程状态下是不安全的。   
另外，java内存模型允许将64位的读操作或写操作分解为2个32位的操作，所以对long和double类型的单次读写操作并不是原子的，注意使用volitile使他们成为原子操作。

## Java中的volatile关键是什么作用？怎样使用它？在Java中它跟synchronized方法有什么不同？ ##

自从Java 5和Java内存模型改变以后，基于volatile关键字的线程问题越来越流行。应该准备好回答关于volatile变量怎样在并发环境中确保可见性。

volatile关键字的作用是：保证变量的可见性。   
在java内存结构中，每个线程都是有自己独立的内存空间(此处指的线程栈)。当需要对一个共享变量操作时，线程会将这个数据从主存空间复制到自己的独立空间内进行操作，然后在某个时刻将修改后的值刷新到主存空间。这个中间时间就会发生许多奇奇怪怪的线程安全问题了，volatile就出来了，它保证读取数据时只从主存空间读取，修改数据直接修改到主存空间中去，这样就保证了这个变量对多个操作线程的可见性了。换句话说，被volatile修饰的变量，能保证该变量的 单次读或者单次写 操作是原子的。

但是线程安全是两方面需要的 原子性(指的是多条操作)和可见性。volatile只能保证可见性，synchronized是两个均保证的。   
volatile轻量级，只能修饰变量；synchronized重量级，还可修饰方法。   
volatile不会造成线程的阻塞，而synchronized可能会造成线程的阻塞。

## 什么是竞争条件(race condition)？你怎样发现和解决的？ ##

这是一道出现在多线程面试的高级阶段的问题。大多数的面试官会问最近你遇到的竞争条件，以及你是怎么解决的。有些时间他们会写简单的代码，然后让你检测出代码的竞争条件。可以参考我之前发布的关于Java竞争条件的文章。在我看来这是最好的java线程面试问题之一，它可以确切的检测候选者解决竞争条件的经验。关于这方面最好的书是《java并发编程实战》。

竞争条件，在《java并发编程实战》叫做竞态条件：指设备或系统出现不恰当的执行时序，而得到不正确的结果。

下面是个最简单的例子，是一个单例模式实现的错误示范：

@NotThreadSafe 
       public class LazyInitRace { 
       private ExpensiveObject instance = null; 
       
       public ExpensiveObject getInstance () { 
       if (instance == null) 
       instance = new ExpensiveObject(); 
       return instance; 
       } 
       } 
      
     
      
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在上述例子中，表现一种很常见的竞态条件类型:“先检查后执行”。根据某个检查结果来执行进一步的操作，但很有可能这个检查结果是失效的！还有很常见的竞态条件“读取-修改-写入”三连，在多线程条件下，三个小操作并不一定会放在一起执行的。

如何对待竞态条件？   
首先，警惕复合操作，当多个原子操作合在一起的时候，并不一定仍然是一个原子操作，此时需要用同步的手段来保证原子性。   
另外，使用本身是线程安全的类，这样在很大程度上避免了未知的风险。

## 你将如何使用thread dump？你将如何分析Thread dump？ ##

在UNIX中你可以使用kill -3，然后thread dump将会打印日志，在windows中你可以使用”CTRL+Break”。非常简单和专业的线程面试问题，但是如果他问你怎样分析它，就会很棘手。

SIGQUIT（kill -3 pid）用来打印Java进程trace，并不会影响程序运行，不用担心他把程序杀死了；SIGUSR1（kill -10 pid）可触发进程进行一次强制GC。

### java线程的状态转换介绍 ###

后续分析要用到，所以此处穿插一下这个点：   
![java线程的状态转换][java]

*  新建状态（New）   
    用new语句创建的线程处于新建状态，此时它和其他Java对象一样，仅仅在堆区中被分配了内存。
 *  就绪状态（Runnable）   
    当一个线程对象创建后，其他线程调用它的start()方法，该线程就进入就绪状态，Java虚拟机会为它创建方法调用栈和程序计数器。处于这个状态的线程位于可运行池中，等待获得CPU的使用权。
 *  运行状态（Running）   
    处于这个状态的线程占用CPU，执行程序代码。只有处于就绪状态的线程才有机会转到运行状态。
 *  阻塞状态（Blocked）   
    阻塞状态是指线程因为某些原因放弃CPU，暂时停止运行。当线程处于阻塞状态时，Java虚拟机不会给线程分配CPU。直到线程重新进入就绪状态，它才有机会转到运行状态。   
    阻塞状态可分为以下3种：   
    
    
    1.  位于对象等待池中的阻塞状态（Blocked in object’s wait pool）：当线程处于运行状态时，如果执行了某个对象的wait()方法，Java虚拟机就会把线程放到这个对象的等待池中，这涉及到“线程通信”的内容。
    2.  位于对象锁池中的阻塞状态（Blocked in object’s lock pool）：当线程处于运行状态时，试图获得某个对象的同步锁时，如果该对象的同步锁已经被其他线程占用，Java虚拟机就会把这个线程放到这个对象的锁池中，这涉及到“线程同步”的内容。
    3.  其他阻塞状态（Otherwise Blocked）：当前线程执行了sleep()方法，或者调用了其他线程的join()方法，或者发出了I/O请求时，就会进入这个状态。
 *  死亡状态（Dead）   
    当线程退出run()方法时，就进入死亡状态，该线程结束生命周期。

我们运行之前的那个死锁代码SimpleDeadLock.java，然后尝试输出信息(/\*这是注释，作者自己加的\*/)：

/* 时间，jvm信息 */ 
       2017 - 11 - 01 17: 36: 28 
       Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM ( 25.144-b01 mixed mode): 
       
       /* 线程名称：DestroyJavaVM 
       编号：#13 
       优先级：5 
       系统优先级：0 
       jvm内部线程id：0x0000000001c88800 
       对应系统线程id（NativeThread ID）：0x1c18 
       线程状态： waiting on condition [0x0000000000000000] （等待某个条件） 
       线程详细状态：java.lang.Thread.State: RUNNABLE 及之后所有*/ 
       "DestroyJavaVM" #13 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000001c88800 nid=0x1c18 waiting on condition [0x0000000000000000] 
       java .lang .Thread .State: RUNNABLE 
       
       "Thread-1" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018d49000 nid=0x17b8 waiting for monitor entry [0x0000000019d7f000] 
       /* 线程状态：阻塞（在对象同步上） 
       代码位置：at com.leo.interview.SimpleDeadLock$B.run(SimpleDeadLock.java:56) 
       等待锁：0x00000000d629b4d8 
       已经获得锁：0x00000000d629b4e8*/ 
       java .lang .Thread .State: BLOCKED ( on object monitor) 
       at com .leo .interview .SimpleDeadLock$B .run(SimpleDeadLock .java: 56) 
       - waiting to lock < 0x00000000d629b4d8> (a java .lang .Object) 
       - locked < 0x00000000d629b4e8> (a java .lang .Object) 
       
       "Thread-0" #11 prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018d44000 nid=0x1ebc waiting for monitor entry [0x000000001907f000] 
       java .lang .Thread .State: BLOCKED ( on object monitor) 
       at com .leo .interview .SimpleDeadLock$A .run(SimpleDeadLock .java: 34) 
       - waiting to lock < 0x00000000d629b4e8> (a java .lang .Object) 
       - locked < 0x00000000d629b4d8> (a java .lang .Object) 
       
       "Service Thread" #10 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x0000000018ca5000 nid=0x1264 runnable [0x0000000000000000] 
       java .lang .Thread .State: RUNNABLE 
       
       "C1 CompilerThread2" #9 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018c46000 nid=0xb8c waiting on condition [0x0000000000000000] 
       java .lang .Thread .State: RUNNABLE 
       
       "C2 CompilerThread1" #8 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018be4800 nid=0x1db4 waiting on condition [0x0000000000000000] 
       java .lang .Thread .State: RUNNABLE 
       
       "C2 CompilerThread0" #7 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x0000000018be3800 nid=0x810 waiting on condition [0x0000000000000000] 
       java .lang .Thread .State: RUNNABLE 
       
       "Monitor Ctrl-Break" #6 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000018bcc800 nid=0x1c24 runnable [0x00000000193ce000] 
       java .lang .Thread .State: RUNNABLE 
       at java .net .SocketInputStream .socketRead0(Native Method) 
       at java .net .SocketInputStream .socketRead(SocketInputStream .java: 116) 
       at java .net .SocketInputStream .read(SocketInputStream .java: 171) 
       at java .net .SocketInputStream .read(SocketInputStream .java:

[java]: /images/20211013/2b195a8de2af4435894e834bb33d91c3.png