阿里面試官的分享Java面試中需要準備哪些多執行緒併發的技術要點

weixin_33785972發表於2018-04-26

在任何Java面試當中多執行緒和併發方面的問題都是必不可少的一部分。所以你應該準備很多關於多執行緒的問題。在投資銀行業務中多執行緒和併發是一個非常受歡迎的話題,特別是電子交易發展方面相關的。他們會問面試者很多令人混淆的Java執行緒問題。面試官只是想確信面試者有足夠的Java執行緒與併發方面的知識,因為候選人中有很多隻浮於表面。用於直接面向市場交易的高容量和低延時的電子交易系統在本質上是併發的。

一、概念

什麼是執行緒

一個執行緒要執行任務,必須得有執行緒

一個程式(程式)的所有任務都線上程中執行的

一個執行緒執行任務是序列的,也就是說一個執行緒,同一時間內,只能執行一個任務

多執行緒原理

同一時間,CPU只能處理1條執行緒,只有一條執行緒在工作(執行)

多執行緒併發(同時)執行,其實質是CPU快速的在多執行緒之間排程(切換)

如果執行緒過多,會怎樣?

CPU在N多條執行緒中排程,會消耗大量的cpu資源

每條執行緒被排程執行的頻率越低(執行緒的執行效率低)

多執行緒的優點

能適當提高程式的執行效率

能適當提高資源的利用率(CPU 記憶體利用率等)

多執行緒的缺點

建立執行緒是有開銷的,iOS下主要成本包括:核心資料結構(大約1KB)、棧空間(子執行緒512KB、主執行緒1MB,也可以使用-setStackSize:設定,但必須是4K的倍數,而且最小是16K),建立執行緒大約需要90毫秒的建立時間

如果開啟大量的執行緒,會降低程式的效能

程式越多CPU的執行緒上的開銷就越大

程式設計更加複雜:執行緒之間的通訊,多執行緒的資料共享

主執行緒的主要作用

顯示和重新整理UI介面

處理UI事件(比如點選事件,滾動事件,拖拽事件等)

主執行緒的使用注意

別將比較耗時的操作放在主執行緒中,會導致UI介面的卡頓

將耗時操作放在子執行緒(後臺執行緒,非主執行緒)

二、多執行緒的4種方案

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三、常見多執行緒面試題:

下面這些是我在不同時間不同地點喜歡問的Java執行緒問題。我沒有提供答案,但只要可能我會給你線索,有些時候這些線索足夠回答問題。

1.現在有T1、T2、T3三個執行緒,你怎樣保證T2在T1執行完後執行,T3在T2執行完後執行?

這個執行緒問題通常會在第一輪或電話面試階段被問到,目的是檢測你對”join”方法是否熟悉。這個多執行緒問題比較簡單,可以用join方法實現。

2.在Java中Lock介面比synchronized塊的優勢是什麼?你需要實現一個高效的快取,它允許多個使用者讀,但只允許一個使用者寫,以此來保持它的完整性,你會怎樣去實現它?

lock介面在多執行緒和併發程式設計中最大的優勢是它們為讀和寫分別提供了鎖,它能滿足你寫像ConcurrentHashMap這樣的高效能資料結構和有條件的阻塞。Java執行緒面試的問題越來越會根據面試者的回答來提問。我強烈建議在你去參加多執行緒的面試之前認真讀一下Locks,因為當前其大量用於構建電子交易終統的客戶端快取和交易連線空間。

3.在java中wait和sleep方法的不同?

通常會在電話面試中經常被問到的Java執行緒面試問題。最大的不同是在等待時wait會釋放鎖,而sleep一直持有鎖。Wait通常被用於執行緒間互動,sleep通常被用於暫停執行。

4.用Java寫程式碼來解決生產者——消費者問題。

與上面的問題很類似,但這個問題更經典,有些時候面試都會問下面的問題。在Java中怎麼解決生產者——消費者問題,當然有很多解決方法,我已經分享了一種用阻塞佇列實現的方法。有些時候他們甚至會問怎麼實現哲學家進餐問題。

5.你將如何使用thread dump?你將如何分析Thread dump?

在UNIX中你可以使用kill -3,然後thread dump將會列印日誌,在windows中你可以使用”CTRL+Break”。非常簡單和專業的執行緒面試問題,但是如果他問你怎樣分析它,就會很棘手。

6.用Java程式設計一個會導致死鎖的程式,你將怎麼解決?

這是我最喜歡的Java執行緒面試問題,因為即使死鎖問題在寫多執行緒併發程式時非常普遍,但是很多侯選者並不能寫deadlock free code(無死鎖程式碼?),他們很掙扎。只要告訴他們,你有N個資源和N個執行緒,並且你需要所有的資源來完成一個操作。為了簡單這裡的n可以替換為2,越大的資料會使問題看起來更復雜。通過避免Java中的死鎖來得到關於死鎖的更多資訊。

7.你在多執行緒環境中遇到的共同的問題是什麼?你是怎麼解決它的?

多執行緒和併發程式中常遇到的有Memory-interface、競爭條件、死鎖、活鎖和飢餓。問題是沒有止境的,如果你弄錯了,將很難發現和除錯。這是大多數基於面試的,而不是基於實際應用的Java執行緒問題。

8.為什麼我們呼叫start()方法時會執行run()方法,為什麼我們不能直接呼叫run()方法?

這是一個非常經典的java多執行緒面試問題。這也是我剛開始寫執行緒程式時候的困惑。現在這個問題通常在電話面試或者是在初中級Java面試的第一輪被問到。這個問題的回答應該是這樣的,當你呼叫start()方法時你將建立新的執行緒,並且執行在run()方法裡的程式碼。但是如果你直接呼叫run()方法,它不會建立新的執行緒也不會執行呼叫執行緒的程式碼。

9.Java中的volatile關鍵是什麼作用?怎樣使用它?在Java中它跟synchronized方法有什麼不同?

自從Java 5和Java記憶體模型改變以後,基於volatile關鍵字的執行緒問題越來越流行。應該準備好回答關於volatile變數怎樣在併發環境中確保可見性、順序性和一致性。

10.什麼是不可變物件,它對寫併發應用有什麼幫助?

另一個多執行緒經典面試問題,並不直接跟執行緒有關,但間接幫助很多。這個java面試問題可以變的非常棘手,如果他要求你寫一個不可變物件,或者問你為什麼String是不可變的。

面試指導相關部分已經結束,如果有朋友正準備面試,但是對多執行緒併發這一塊理解不是很透徹可以加群:697579751.我錄製了一些面試針對多執行緒併發經常容易碰到的難題與難點,還有多執行緒的底層原理等視訊。有興趣的可以加入進來。最後提供一個非常全面的多執行緒併發學習路線圖。

四、多執行緒併發的學習思路:

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史上最全面併發程式設計架構體系

上圖是我從事Java開發工作以來總結歸納出最全面的多執行緒併發學習知識點,內容看上去很多,很複雜,其實學起來非常容易,我也會經常在我的群裡上傳一些關於分散式架構,微服務架構,原始碼分析,JVM,併發程式設計的學習視訊分享給進群的朋友而且每一個專題板塊都會有一個學習錄影圖,如果各位有興趣的話可以加下我的群:697579751來免費學習。

五、總結

其實,很多面試官都清楚,初級程式設計師對於多執行緒的掌握度幾乎為零。但是面試環節中,很多面試官都會抱著試一試的態度去提問一兩道多執行緒的題目。其目的不是為了難為面試者,也不是為了彰顯面試的“高大上”,而是為了區分一般人才與優質人才。最後一點大家謹記

在找工作的時候,除了做些相關面試和準備熟悉以前做的專案之外,還應該學習新的知識。畢竟,每多學一點,成功找到工作的機會就大一點。而且,IT這行,技術發展過於快速,如果沒有學習新知識的動力,終究會被淘汰。

因為學習實在是很枯燥無味。學習是一個長期投資,短期很難道看到收益。所以學習這塊最好可以給自己定一個目標,每天學習一點,慢慢的會達到的。如果沒有動力的話,可以給自己設定獎勵。這是可以激發學習的興趣的。還有一點,今天能坐完的事情,絕對不要留給明天。畢竟,人都是有惰性的。你要相信你自己,今天的你能做的沒有做,明天的你也不會做的

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