關(guān)于多線程的問(wèn)題及答案一

這些多線程的問(wèn)題，有些來(lái)源于各大網(wǎng)站、有些來(lái)源于自己的思考?？赡苡行﹩?wèn)題網(wǎng)上有、可能有些問(wèn)題對(duì)應(yīng)的答案也有、也可能有些各位網(wǎng)友也都看過(guò)，但是本文寫作的重心就是所有的問(wèn)題都會(huì)按照自己的理解回答一遍，不會(huì)去看網(wǎng)上的答案，因此可能有些問(wèn)題講的不對(duì)，能指正的希望大家不吝指教。

1、多線程有什么用？

一個(gè)可能在很多人看來(lái)很扯淡的一個(gè)問(wèn)題：我會(huì)用多線程就好了，還管它有什么用？在我看來(lái)，這個(gè)回答更扯淡。所謂"知其然知其所以然"，"會(huì)用"只是"知其然"，"為什么用"才是"知其所以然"，只有達(dá)到"知其然知其所以然"的程度才可以說(shuō)是把一個(gè)知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用自如。OK，下面說(shuō)說(shuō)我對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法：

1）發(fā)揮多核CPU的優(yōu)勢(shì)

隨著工業(yè)的進(jìn)步，現(xiàn)在的筆記本、臺(tái)式機(jī)乃至商用的應(yīng)用服務(wù)器至少也都是雙核的，4核、8核甚至16核的也都不少見，如果是單線程的程序，那么在雙核CPU上就浪費(fèi)了50%，在4核CPU上就浪費(fèi)了75%。單核CPU上所謂的"多線程"那是假的多線程，同一時(shí)間處理器只會(huì)處理一段邏輯，只不過(guò)線程之間切換得比較快，看著像多個(gè)線程"同時(shí)"運(yùn)行罷了。多核CPU上的多線程才是真正的多線程，它能讓你的多段邏輯同時(shí)工作，多線程，可以真正發(fā)揮出多核CPU的優(yōu)勢(shì)來(lái)，達(dá)到充分利用CPU的目的。

2）防止阻塞

從程序運(yùn)行效率的角度來(lái)看，單核CPU不但不會(huì)發(fā)揮出多線程的優(yōu)勢(shì)，反而會(huì)因?yàn)樵趩魏薈PU上運(yùn)行多線程導(dǎo)致線程上下文的切換，而降低程序整體的效率。但是單核CPU我們還是要應(yīng)用多線程，就是為了防止阻塞。試想，如果單核CPU使用單線程，那么只要這個(gè)線程阻塞了，比方說(shuō)遠(yuǎn)程讀取某個(gè)數(shù)據(jù)吧，對(duì)端遲遲未返回又沒有設(shè)置超時(shí)時(shí)間，那么你的整個(gè)程序在數(shù)據(jù)返回回來(lái)之前就停止運(yùn)行了。多線程可以防止這個(gè)問(wèn)題，多條線程同時(shí)運(yùn)行，哪怕一條線程的代碼執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)阻塞，也不會(huì)影響其它任務(wù)的執(zhí)行。

3）便于建模

這是另外一個(gè)沒有這么明顯的優(yōu)點(diǎn)了。假設(shè)有一個(gè)大的任務(wù)A，單線程編程，那么就要考慮很多，建立整個(gè)程序模型比較麻煩。但是如果把這個(gè)大的任務(wù)A分解成幾個(gè)小任務(wù)，任務(wù)B、任務(wù)C、任務(wù)D，分別建立程序模型，并通過(guò)多線程分別運(yùn)行這幾個(gè)任務(wù)，那就簡(jiǎn)單很多了。

2、創(chuàng)建線程的方式

比較常見的一個(gè)問(wèn)題了，一般就是兩種：

1）繼承Thread類

2）實(shí)現(xiàn)Runnable接口

至于哪個(gè)好，不用說(shuō)肯定是后者好，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)接口的方式比繼承類的方式更靈活，也能減少程序之間的耦合度，面向接口編程也是設(shè)計(jì)模式6大原則的核心。

其實(shí)還有第3種，點(diǎn)擊了解更多。

3、start()方法和run()方法的區(qū)別

只有調(diào)用了start()方法，才會(huì)表現(xiàn)出多線程的特性，不同線程的run()方法里面的代碼交替執(zhí)行。如果只是調(diào)用run()方法，那么代碼還是同步執(zhí)行的，必須等待一個(gè)線程的run()方法里面的代碼全部執(zhí)行完畢之后，另外一個(gè)線程才可以執(zhí)行其run()方法里面的代碼。

4、Runnable接口和Callable接口的區(qū)別

有點(diǎn)深的問(wèn)題了，也看出一個(gè)Java程序員學(xué)習(xí)知識(shí)的廣度。

Runnable接口中的run()方法的返回值是void，它做的事情只是純粹地去執(zhí)行run()方法中的代碼而已；Callable接口中的call()方法是有返回值的，是一個(gè)泛型，和Future、FutureTask配合可以用來(lái)獲取異步執(zhí)行的結(jié)果。

這其實(shí)是很有用的一個(gè)特性，因?yàn)?b>多線程相比單線程更難、更復(fù)雜的一個(gè)重要原因就是因?yàn)槎嗑€程充滿著未知性，某條線程是否執(zhí)行了？某條線程執(zhí)行了多久？某條線程執(zhí)行的時(shí)候我們期望的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)賦值完畢？無(wú)法得知，我們能做的只是等待這條多線程的任務(wù)執(zhí)行完畢而已。而Callable+Future/FutureTask卻可以獲取多線程運(yùn)行的結(jié)果，可以在等待時(shí)間太長(zhǎng)沒獲取到需要的數(shù)據(jù)的情況下取消該線程的任務(wù)，真的是非常有用。

5、CyclicBarrier和CountDownLatch的區(qū)別

兩個(gè)看上去有點(diǎn)像的類，都在java.util.concurrent下，都可以用來(lái)表示代碼運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)上，二者的區(qū)別在于：

1）CyclicBarrier的某個(gè)線程運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)上之后，該線程即停止運(yùn)行，直到所有的線程都到達(dá)了這個(gè)點(diǎn)，所有線程才重新運(yùn)行；CountDownLatch則不是，某線程運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)上之后，只是給某個(gè)數(shù)值-1而已，該線程繼續(xù)運(yùn)行。

2）CyclicBarrier只能喚起一個(gè)任務(wù)，CountDownLatch可以喚起多個(gè)任務(wù)。

3) CyclicBarrier可重用，CountDownLatch不可重用，計(jì)數(shù)值為0該CountDownLatch就不可再用了。

6、volatile關(guān)鍵字的作用

一個(gè)非常重要的問(wèn)題，是每個(gè)學(xué)習(xí)、應(yīng)用多線程的Java程序員都必須掌握的。理解volatile關(guān)鍵字的作用的前提是要理解Java內(nèi)存模型，這里就不講Java內(nèi)存模型了，可以參見第31點(diǎn)，volatile關(guān)鍵字的作用主要有兩個(gè)：

1）多線程主要圍繞可見性和原子性兩個(gè)特性而展開，使用volatile關(guān)鍵字修飾的變量，保證了其在多線程之間的可見性，即每次讀取到volatile變量，一定是最新的數(shù)據(jù)。

2）代碼底層執(zhí)行不像我們看到的高級(jí)語(yǔ)言----Java程序這么簡(jiǎn)單，它的執(zhí)行是Java代碼-->字節(jié)碼-->根據(jù)字節(jié)碼執(zhí)行對(duì)應(yīng)的C/C++代碼-->C/C++代碼被編譯成匯編語(yǔ)言-->和硬件電路交互，現(xiàn)實(shí)中，為了獲取更好的性能JVM可能會(huì)對(duì)指令進(jìn)行重排序，多線程下可能會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的問(wèn)題。使用volatile則會(huì)對(duì)禁止語(yǔ)義重排序，當(dāng)然這也一定程度上降低了代碼執(zhí)行效率。

從實(shí)踐角度而言，volatile的一個(gè)重要作用就是和CAS結(jié)合，保證了原子性，詳細(xì)的可以參見java.util.concurrent.atomic包下的類，比如AtomicInteger，更多詳情請(qǐng)點(diǎn)擊進(jìn)行學(xué)習(xí)。

7、什么是線程安全

又是一個(gè)理論的問(wèn)題，各式各樣的答案有很多，我給出一個(gè)個(gè)人認(rèn)為解釋地最好的：如果你的代碼在多線程下執(zhí)行和在單線程下執(zhí)行永遠(yuǎn)都能獲得一樣的結(jié)果，那么你的代碼就是線程安全的。

這個(gè)問(wèn)題有值得一提的地方，就是線程安全也是有幾個(gè)級(jí)別的：

1）不可變

像String、Integer、Long這些，都是final類型的類，任何一個(gè)線程都改變不了它們的值，要改變除非新創(chuàng)建一個(gè)，因此這些不可變對(duì)象不需要任何同步手段就可以直接在多線程環(huán)境下使用

2）絕對(duì)線程安全

不管運(yùn)行時(shí)環(huán)境如何，調(diào)用者都不需要額外的同步措施。要做到這一點(diǎn)通常需要付出許多額外的代價(jià)，Java中標(biāo)注自己是線程安全的類，實(shí)際上絕大多數(shù)都不是線程安全的，不過(guò)絕對(duì)線程安全的類，Java中也有，比方說(shuō)CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet

3）相對(duì)線程安全

相對(duì)線程安全也就是我們通常意義上所說(shuō)的線程安全，像Vector這種，add、remove方法都是原子操作，不會(huì)被打斷，但也僅限于此，如果有個(gè)線程在遍歷某個(gè)Vector、有個(gè)線程同時(shí)在add這個(gè)Vector，99%的情況下都會(huì)出現(xiàn)ConcurrentModificationException，也就是fail-fast機(jī)制。

4）線程非安全

這個(gè)就沒什么好說(shuō)的了，ArrayList、LinkedList、HashMap等都是線程非安全的類，點(diǎn)擊了解為什么不安全。

所謂技多不壓身，我們所讀過(guò)的每一本書，所學(xué)過(guò)的每一門語(yǔ)言，在未來(lái)指不定都能給我們意想不到的回饋呢。其實(shí)做為一個(gè)開發(fā)者，有一個(gè)學(xué)習(xí)的氛圍跟一個(gè)交流圈子特別重要這里我推薦一個(gè)Java學(xué)習(xí)交流群342016322，不管你是小白還是大牛歡迎入駐，大家一起交流成長(zhǎng)