29 押宝线程源码面试题 · 面试官系统精讲Java源码及大厂真题

## 29 押宝线程源码面试题 ## 引导语关于线程方面的面试题，大部分都是概念题，我们需要大概的清楚这些概念，和面试官达成共识即可，本章我们一起来看下这些面试题，对前两章的学习进行巩固。 ### 1 面试题 #### 1.1 创建子线程时，子线程是得不到父线程的 ThreadLocal，有什么办法可以解决这个问题？答：这道题主要考察线程的属性和创建过程，可以这么回答。可以使用 InheritableThreadLocal 来代替 ThreadLocal，ThreadLocal 和 InheritableThreadLocal 都是线程的属性，所以可以做到线程之间的数据隔离，在多线程环境下我们经常使用，但在有子线程被创建的情况下，父线程 ThreadLocal 是无法传递给子线程的，但 InheritableThreadLocal 可以，主要是因为在线程创建的过程中，会把 InheritableThreadLocal 里面的所有值传递给子线程，具体代码如下： ``` // 当父线程的 inheritableThreadLocals 的值不为空时 // 会把 inheritableThreadLocals 里面的值全部传递给子线程 if (parent.inheritableThreadLocals != null) this.inheritableThreadLocals = ThreadLocal.createInheritedMap(parent.inheritableThreadLocals); ``` #### 1.2 线程创建有几种实现方式？答：主要有三种，分成两大类，第一类是子线程没有返回值，第二类是子线程有返回值。无返回值的线程有两种写法，第一种是继承 Thread，可以这么写： ``` class MyThread extends Thread{ @Override public void run() { log.info(Thread.currentThread().getName()); } } @Test public void extendThreadInit(){ new MyThread().start(); } ``` 第二种是实现 Runnable 接口，并作为 Thread 构造器的入参，代码如下： ``` Thread thread = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { log.info("{} begin run",Thread.currentThread().getName()); } }); // 开一个子线程去执行 thread.start(); ``` 这两种都会开一个子线程去执行任务，并且是没有返回值的，如果需要子线程有返回值，需要使用 Callable 接口，但 Callable 接口是无法直接作为 Thread 构造器的入参的，必须结合 FutureTask 一起使用，可以这样写代码： ``` @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 = "我是子线程"+Thread.currentThread().getName(); log.info("子线程正在运行：{}",Thread.currentThread().getName()); return result; } }); new Thread(futureTask).start(); log.info("返回的结果是 {}",futureTask.get()); } ``` 把 FutureTask 作为 Thread 的入参就可以了，FutureTask 组合了 Callable ，使我们可以使用 Callable，并且 FutureTask 实现了 Runnable 接口，使其可以作为 Thread 构造器的入参，还有 FutureTask 实现了 Future，使其对任务有一定的管理功能。 #### 1.3 子线程 1 去等待子线程 2 执行完成之后才能执行，如何去实现？答：这里考察的就是 Thread.join 方法，我们可以这么做： ``` @Test public void testJoin2() throws Exception { Thread thread2 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { log.info("我是子线程 2,开始沉睡"); try { Thread.sleep(2000L); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } log.info("我是子线程 2，执行完成"); } }); Thread thread1 = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { log.info("我是子线程 1，开始运行"); try { log.info("我是子线程 1，我在等待子线程 2"); // 这里是代码关键 thread2.join(); log.info("我是子线程 1，子线程 2 执行完成，我继续执行"); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } log.info("我是子线程 1，执行完成"); } }); thread1.start(); thread2.start(); Thread.sleep(100000); } ``` 子线程 1 需要等待子线程 2，只需要子线程 1 运行的时候，调用子线程 2 的 join 方法即可，这样线程 1 执行到 join 代码时，就会等待线程 2 执行完成之后，才会继续执行。 #### 1.4 守护线程和非守护线程的区别？如果我想在项目启动的时候收集代码信息，请问是守护线程好，还是非守护线程好，为什么？答：两者的主要区别是，在 JVM 退出时，JVM 是不会管守护线程的，只会管非守护线程，如果非守护线程还有在运行的，JVM 就不会退出，如果没有非守护线程了，但还有守护线程的，JVM 直接退出。如果需要在项目启动的时候收集代码信息，就需要看收集工作是否重要了，如果不太重要，又很耗时，就应该选择守护线程，这样不会妨碍 JVM 的退出，如果收集工作非常重要的话，那么就需要非守护进程，这样即使启动时发生未知异常，JVM 也会等到代码收集信息线程结束后才会退出，不会影响收集工作。 #### 1.5 线程 start 和 run 之间的区别。答：调用 Thread.start 方法会开一个新的线程，run 方法不会。 #### 1.6 Thread、Runnable、Callable 三者之间的区别。答：Thread 实现了 Runnable，本身就是 Runnable，但同时负责线程创建、线程状态变更等操作。 Runnable 是无返回值任务接口，Callable 是有返回值任务接口，如果任务需要跑起来，必须需要 Thread 的支持才行，Runnable 和 Callable 只是任务的定义，具体执行还需要靠 Thread。 #### 1.7 线程池 submit 有两个方法，方法一可接受 Runnable，方法二可接受 Callable，但两个方法底层的逻辑却是同一套，这是如何适配的。答：问题考察点在于 Runnable 和 Callable 之间是如何转化的，可以这么回答。 Runnable 和 Callable 是通过 FutureTask 进行统一的，FutureTask 有个属性是 Callable，同时也实现了 Runnable 接口，两者的统一转化是在 FutureTask 的构造器里实现的，FutureTask 的最终目标是把 Runnable 和 Callable 都转化成 Callable，Runnable 转化成 Callable 是通过 RunnableAdapter 适配器进行实现的。线程池的 submit 底层的逻辑只认 FutureTask，不认 Runnable 和 Callable 的差异，所以只要都转化成 FutureTask，底层实现都会是同一套。具体 Runnable 转化成 Callable 的代码和逻辑可以参考上一章，有非常详细的描述。 #### 1.8 Callable 能否丢给 Thread 去执行？答：可以的，可以新建 Callable，并作为 FutureTask 的构造器入参，然后把 FutureTask 丢给 Thread 去执行即可。 #### 1.9 FutureTask 有什么作用(谈谈对 FutureTask 的理解)。答：作用如下： 1. 组合了 Callable，实现了 Runnable，把 Callable 和 Runnnable 串联了起来。 2. 统一了有参任务和无参任务两种定义方式，方便了使用。 3. 实现了 Future 的所有方法，对任务有一定的管理功能，比如说拿到任务执行结果，取消任务，打断任务等等。 #### 1.10 聊聊对 FutureTask 的 get、cancel 方法的理解答：get 方法主要作用是得到 Callable 异步任务执行的结果，无参 get 会一直等待任务执行完成之后才返回，有参 get 方法可以设定固定的时间，在设定的时间内，如果任务还没有执行成功，直接返回异常，在实际工作中，建议多多使用 get 有参方法，少用 get 无参方法，防止任务执行过慢时，多数线程都在等待，造成线程耗尽的问题。 cancel 方法主要用来取消任务，如果任务还没有执行，是可以取消的，如果任务已经在执行过程中了，你可以选择不取消，或者直接打断执行中的任务。两个方法具体的执行步骤和原理见上一章节源码解析。 #### 1.11 Thread.yield 方法在工作中有什么用？答：yield 方法表示当前线程放弃 cpu，重新参与到 cpu 的竞争中去，再次竞争时，自己有可能得到 cpu 资源，也有可能得不到，这样做的好处是防止当前线程一直霸占 cpu。我们在工作中可能会写一些 while 自旋的代码，如果我们一直 while 自旋，不采取任何手段，我们会发现 cpu 一直被当前 while 循环占用，如果能预见 while 自旋时间很长，我们会设置一定的判断条件，让当前线程陷入阻塞，如果能预见 while 自旋时间很短，我们通常会使用 Thread.yield 方法，使当前自旋线程让步，不一直霸占 cpu，比如这样： ``` boolean stop = false; while (!stop){ // dosomething Thread.yield(); } ``` #### 1.12 wait()和sleep()的相同点和区别? 答：相同点： 1. 两者都让线程进入到 TIMED_WAITING 状态，并且可以设置等待的时间。不同点： 1. wait 是 Object 类的方法，sleep 是 Thread 类的方法。 2. sleep 不会释放锁，沉睡的时候，其它线程是无法获得锁的，但 wait 会释放锁。 #### 1.13 写一个简单的死锁 demo ``` // 共享变量 1 private static final Object share1 = new Object(); // 共享变量 2 private static final Object share2 = new Object(); @Test public void testDeadLock() throws InterruptedException { // 初始化线程 1，线程 1 需要在锁定 share1 共享资源的情况下再锁定 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()); } } }); // 初始化线程 2，线程 2 需要在锁定 share2 共享资源的情况下再锁定 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()); } } }); // 当线程 1、2 启动后，都在等待对方锁定的资源，但都得不到，造成死锁 thread1.start(); thread2.start(); Thread.sleep(1000000000); } ``` ### 2 总结线程章节算是中等难度，我们需要清楚线程的概念，线程如何初始化，线程的状态变更等等问题，这些知识点都是线程池、锁的基础，学好线程后，再学习线程池和锁就会轻松很多。