线程池linux 面试重点：建立 Java 并发知识体系（含工具全图鉴）
发布时间：2022-09-29 14:54:24 所属栏目：Linux 来源：
导读： 面试久了，你会发现Java 并发编程是面试的重点考察点。并且随着公司的发展，用户量级会与日俱增，高性能、高并发的问题自然避免不了，因此具备并发处理能力的 Java 程序员必然是广大公司渴求的香饽饽。
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面试久了，你会发现Java 并发编程是面试的重点考察点。并且随着公司的发展，用户量级会与日俱增，高性能、高并发的问题自然避免不了，因此具备并发处理能力的 Java 程序员必然是广大公司渴求的香饽饽。 接下来和大家分享我对 Java 并发知识的见解，全文主要分为如下 6 大点： Java 并发工具的痛点 三大类：线程安全、方便管理、互相配合 第一类：为了线程安全 第二类：为了管理线程 第三类：为了线程协作--控制并发流程的工具类 面试常见问题 1、Java 并发工具痛点 Java 并发中，一块非常重要的内容就是对于各种工具类的理解，常见的广义的并发工具包括：线程池、ConcurrentHashMap、AtomicInteger、CopyOnWriteArrayList、ArrayBlockingQueue、synchronized、LongAdder、ThreadLocal、各种 Lock、Future、CountDownLatch、Semaphore 等等。 以上这些工具，大家或多或少肯定都使用过，但是如果让我们自己编写功能类似的工具类，就很容易出错，因为我们可能会考虑不周；而 JDK 的常用工具类是经过了千万人检验的，值得信赖且功能完善。 我们应该学会使用，并深入理解这些工具类的原理。非必须情况下，没有必要重复造轮子，因为如果让我们自己写一个经得起考验的功能完善的线程池，那其实是非常困难的，有几千行代码，实际上，能完全读懂就已经不太容易了。 从刚才那一长串的工具类的名字中可以看出，并发工具的数量很多，而且功能好像也不尽相同，不容易完全掌握。 所以我们在此，对 Java 中常见的工具类做一个梳理，把它们排排坐分分类，以便啃下这块“硬骨头”。 2、Java 工具三大类 Java 并发工具按照目的，一共分为 3 类： 具体展开请点击下方的思维导图↓↓↓ 有了这样的分类，未来我们拿到一个不熟悉的并发工具类的时候，就可以对号入座。先建立起全局的概念，未来的学习就会容易很多。 下面我们对这三个类别分别展开描述。 3、第一类：为了线程安全 第一类是最常见的工具类，最典型的有各种锁、原子类、ConcurrentHashMap 等，这些工具的目的都是帮助我们在并发的情况下保证线程安全。 就达到线程安全的工具类而言，有两个分类的角度，第一个是从底层原理来分，第二个是从使用者程序员的角度来分类。这两种分类只是视角不同，但是本质相同，是一一对应的关系。 在此，我们以线程安全里的老大哥“锁”为例，来一探究竟： 1. 锁的分类——各种类型的锁很多，乱花渐欲迷人眼，如何拨开迷雾，看透本质？ 下图这些分类，是从各种不同角度出发去看的，但是这些分类并不是互斥的，也就是多个类型可以并存：有可能一个锁，同时属于两种类型，比如 ReentrantLock 既是互斥锁，又是可重入锁。 2. 常见的锁分别属于哪类？适用场景是什么？ 可以看出，通常我们把锁分为以下这些类别： 悲观锁和乐观锁 共享锁和独占锁 公平锁和非公平锁 可重入锁和非可重入锁 可中断锁和不可中断锁 自旋锁和非自旋锁 我们以 3 个最常用的锁为例子，分析类型和适用场景如下： 4、第二类：为了管理线程 除了刚才说到的为了线程安全的工具类之外，现在将要介绍的“管理线程”也是很重要的一类并发工具线程池linux，最典型的就是线程池和 Future 相关类，我们先来看看线程池。 为了方便管理线程，提高效率——线程池1 线程池的重要性 线程池是非常重要的工具，如果你要成为一个好的工程师，需要比较好地掌握这个知识，很多线上问题都是因为没有用好线程池所导致的。 即使你现阶段的目标还未考虑那么深远，也要知道，这基本上是面试必问的题目，而且面试官很容易从被面试者的回答中捕捉到被面试者的技术水平。 2 什么是“池” 软件中的“池”，可以理解为工厂，工厂里有一定数量的工人，工人会帮助你制造产品，但是每一个工人的招聘和培训都要花费很大成本，所以你希望尽量利用这已有的例如 20 个工人长期帮你做事，而不是每次都重新招聘。 如果最近生意好，我们可以适当扩招，但是工厂所能被分配到的资源是有限的，比如占地面积、资金等，所以当你真的接到过多订单的时候，你没办法无限扩招工人，所以订单只能排队，等待工人慢慢处理。 总结成两点，“池”的作用： 数据库连接池是这样，线程池也是如此。 当一个新任务过来了，我发现池里有空闲的线程，我就直接派他去干活，不需要重新创建一条线程了，要知道线程的创建和销毁可都是麻烦事；而如果新任务过来的时候，如果池里的线程都在忙，并且现在池子的线程已经很多了，那么新任务就去排队~ 3 为什么要使用线程池 总而言之是减小开销，提高效率： 1) 问题一：反复创建线程开销大 在 Java 中，如果每个请求到达就去创建一个新线程，开销是相当大的，因为每一个 Java 的线程就对应一个操作系统的线程。 在实际使用中，线程的创建和销毁都是需要时间的，如果是一个量级非常轻的请求，服务器也要新创建一条线程去处理，那么有可能创建和销毁线程消耗的时间，比请求处理的时间还更长。 2) 问题二：过多的线程会占用太多内存 创建过多的线程还会导致内存溢出。活动的线程需要消耗系统资源，如果在一个 JVM 里创建太多的线程，可能会使系统由于过度消耗内存或“切换过度”而导致系统资源不足。 3) 解决以上两个问题的思路 尽可能使用少量的线程——避免内存占用过多 让这部分线程都保持工作，且可以反复执行任务——避免生命周期的损耗 4 线程池好处 线程池刚创建的时候，会先创建一定数量的线程，比如说 10 个，这样当有新请求分配过来的时候，就可以直接从池子里取出一个已经创建好的线程，直接开始处理请求，这样就省去了创建线程的时间。 再加上对线程的重复使用，就可以大大减小了线程生命周期的开销，而且由于在请求到达时线程已经存在，所以消除了线程创建所带来的延迟，使用应用程序响应更快，增强了用户体验。 通过灵活适当地调整线程中的线程数目，使得既不会由于线程太多导致内存溢出（避免抛出 java.lang.OutOfMemoryError: unable to create new native thread），也不会由于线程太少导致浪费 CPU 资源，而是可以达到完美的平衡。 使用线程池可以统一管理任务队列和线程，例如可以统一开始和结束，比单个线程逐一处理任务要更方便、更易于管理。同时这样也便于数据统计，因为每个 ThreadPoolExecutor 还维护一些基本统计数据，例如已完成任务的数量。 5 线程池适合应用的场合 当一个服务器接受到大量短小线程的请求时，使用线程池技术是非常合适的，它可以大大减少线程的创建和销毁次数，提高服务器的工作效率。 获取子线程的运行结果——Future 相关类 Future 的核心思想是：一个方法的计算过程可能非常耗时，一直在原地等待方法返回，显然不明智。可以把该计算过程放到线程池去执行，并通过 Future 去控制方法的计算过程，在计算出结果后直接获取该结果，这样就避免了傻傻等待造成的时间浪费。 在 JDK 8 中，还引入了很好用的 CompletableFuture，可以完成例如“等待多个异步任务完成后，获取到结果，再利用这些结果执行接下来的任务”等更复杂的功能。 5、第三类：为了线程协作 除了以上讲的“为了线程安全”、“为了管理线程”外，第三类并发工具类就是为了线程之间的协作互助。 控制并发流程的工具类，作用就是帮助我们程序员更容易得让线程之间开展合作，让线程之间相互配合，来满足业务逻辑，比如让线程 A 等待线程 B 执行完毕后再执行任务等合作策略。 控制并发流程的工具类简称同步工具类，主要有以下几个： 6、面试常见问题 关于 Java 并发工具类和原理，每一个类都有非常多的知识点将会作为面试时常见的问题。 （编辑：我爱制作网_沈阳站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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