每日三道面试题,通往自由的道路8——多线程

2021年6月30日 13点热度 0条评论 来源: 太子爷哪吒

茫茫人海千千万万,感谢这一秒你看到这里。希望我的面试题系列能对你的有所帮助!共勉!

愿你在未来的日子,保持热爱,奔赴山海!

每日三道面试题,成就更好自我

今天我们继续聊聊多线程的话题吧!

1. 昨天你讲到创建线程后使用start方法去调用线程,为什么run方法不行呢?有什么区别?

这道题也是非常经典的一道题,虽然难度不大,但是突然忘了,也就答不上来了。

我们先来看看代码吧。

public class ThreadDemo {

    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        MyThread myThead2 = new MyThread();
//        myThread.start();
//        myThead2.start();
        myThread.run();
        myThead2.run();
    }
}

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " :" + i);
            try {
                sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

这里我们创建了MyThread继承了Thread类,这种方法是一种可以创建线程的方式。接着我们在main方法中创建了两个线程,都调用了start方法和run方法。让我们先看看结果吧!

// 注释掉两个run方法 开启start方法得到的结果
Thread-0 :0
Thread-1 :0
Thread-1 :1
Thread-0 :1
Thread-1 :2
Thread-0 :2
Thread-1 :3
Thread-0 :3
Thread-1 :4
Thread-0 :4
Thread-1 :5
Thread-0 :5

// 注释掉两个start方法 开启run方法得到的结果
main :0
main :1
main :2
main :3
main :4
main :5
main :0
main :1
main :2
main :3
main :4
main :5

接下来我们讲一下:

  1. start方法的作用:

    启动线程,相当于开启一个线程调用我们重写的run方法里面的逻辑,此时相当于有两个线程,一个main的主线程和开启的子线程。可以看到我们的代码,相当于有三个线程,一个主线程、一个Thread-0线程和一个Thread-1线程。并且线程之间是没有顺序的,他们是抢占cpu的资源来回切换的。

  2. run方法的作用:

    执行线程的运行时代码,相当于我们只是单纯的调用一个普通方法。然后通过主线程的顺序调用的方式,从myThread调用run方法结束后到myThread2去调用run方法结束,并且我们也可以看到我们控制台中的线程名字就是main主线程。

  3. run方法我们可以重复调用,而start方法在一个线程中只能调用一次。即myThread这个实例对象只能调用一次start方法,如果再调用一次start方法的话,就会抛出IllegalThreadStateException 的异常。

  4. 我们调用start方法算是真正意义上的多线程,因为它是额外开启一个子线程去调用我们的run方法了。如果我们是调用run方法,就需要等待上一次的run方法执行完毕才能调用下一次。所以我们要调用start方法充分挥多核CPU的优势,采用多线程的方式去同时完成几件事情而不互相干扰。

妙啊,妙花种子妙妙秒啊!

2. 你知道你开启一个线程后,它的状态有那些吗?

我们可以通过查看Thread的源码中State枚举发现有6个状态:

    public enum State {
        /**
         * Thread state for a thread which has not yet started.
         */
        NEW,

        /**
         * Thread state for a runnable thread.  A thread in the runnable
         * state is executing in the Java virtual machine but it may
         * be waiting for other resources from the operating system
         * such as processor.
         */
        RUNNABLE,

        /**
         * Thread state for a thread blocked waiting for a monitor lock.
         * A thread in the blocked state is waiting for a monitor lock
         * to enter a synchronized block/method or
         * reenter a synchronized block/method after calling
         * {@link Object#wait() Object.wait}.
         */
        BLOCKED,

        /**
         * Thread state for a waiting thread.
         * A thread is in the waiting state due to calling one of the
         * following methods:
         * <ul>
         *   <li>{@link Object#wait() Object.wait} with no timeout</li>
         *   <li>{@link #join() Thread.join} with no timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#park() LockSupport.park}</li>
         * </ul>
         *
         * <p>A thread in the waiting state is waiting for another thread to
         * perform a particular action.
         *
         * For example, a thread that has called <tt>Object.wait()</tt>
         * on an object is waiting for another thread to call
         * <tt>Object.notify()</tt> or <tt>Object.notifyAll()</tt> on
         * that object. A thread that has called <tt>Thread.join()</tt>
         * is waiting for a specified thread to terminate.
         */
        WAITING,

        /**
         * Thread state for a waiting thread with a specified waiting time.
         * A thread is in the timed waiting state due to calling one of
         * the following methods with a specified positive waiting time:
         * <ul>
         *   <li>{@link #sleep Thread.sleep}</li>
         *   <li>{@link Object#wait(long) Object.wait} with timeout</li>
         *   <li>{@link #join(long) Thread.join} with timeout</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkNanos LockSupport.parkNanos}</li>
         *   <li>{@link LockSupport#parkUntil LockSupport.parkUntil}</li>
         * </ul>
         */
        TIMED_WAITING,

        /**
         * Thread state for a terminated thread.
         * The thread has completed execution.
         */
        TERMINATED;
    }

接下来我们具体来说说吧:

  • NEW(新建)

    线程刚被创建,还只是一个实例对象,并未调用start方法启动。。MyThread myThread = new MyThread只有线程对象,没有线程特征。

  • Runnable(可运行)

    在创建对象对象完成后,调用了myThread.start()方法线程,可以在Java虚拟机中运行的状态,可能正在运行自己代码,也可能没有,这取决于操作系统处理器。也可以叫做处于就绪状态,需要等待被线程调度选中,获取cpu资源的使用权。

  • Teminated(被终止)

    因为run方法正常退出而死亡,或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。代表着此线程的生命周期结束了。

处于运行状态中的线程由于某种原因,暂时放弃对 CPU的使用权,停止执行,此时进入阻塞状态,直到其进入到就绪状态,才 有机会再次被 CPU 调用以进入到运行状态。有以下三种相关阻塞状态:

  • Blocked(锁阻塞)

    当一个线程试图获取一个对象锁如(Synchronzied或Lock),而该对象锁被其他的线程持有,则该线程进入Blocked状态;只有当该线程持有锁时,该线程将变成Runnable状态。

  • Waiting(无限等待)

    在调用了wait方法,JVM会把该线程放入等待队列中,等待另一个线程执行一个(唤醒),该线程此时状态表示进入Waiting状态。进入这个状态后是不能自动唤醒的,必须等待另一个线程调用notify或者notifyAll方法才能够唤醒。

  • TimedWaiting(计时等待)

    同waiting状态一样,调用sleep方法或者其他超时方法时,他们将进入Timed Waiting状态。不过这一状态只需保持到超时期满或者接收到唤醒通知。

可以,那问你最后一道:

3. 既然讲到超时方法,那你讲下sleep和wait的区别和他们需要怎样唤醒

sleep和wait方法他们都是可以暂停当前线程的执行,进入一个阻塞状态。

  • sleep:

    我们可以指定睡眠时间,即让程序暂停指定时间运行,时间到了会继续执行代码,如果时间未到我们想要换醒需要调用interrupt 方法来随时唤醒即可。而调用interrupt 会使得sleep()方法抛出InterruptedException 异常,当sleep()方法抛出异常我们就中断了sleep的方法,从而让程序继续运行下去。

  • wait:

    调用该方法,可以导致线程进入等待阻塞状态,会一直等待直到它被其他线程通过notify或者notifyAll方法唤醒。或者也可以使用wait(long timeout)表示时间到了自动执行,类似于sleep(long millis)。

    notify():该方法会随机选择一个在该对象上调用wait方法的线程,解除其阻塞状态。

    notifyAll():该方法会唤醒所有的wait对象。

两者的区别:

  • 两者所属的类不同:sleep是 Thread线程类的静态方法;而wait是 Object类的方法。

  • 两者是否是否锁呢:sleep不释放锁;wait释放锁。

  • 两者所使用的场景:sleep可以在任何需要的场景下调用;而wait必须使用在同步代码块或者同步方法中。

  • 两者不同唤醒机制:sleep方法执行睡眠时间完成后,线程会自动苏醒;而wait方法被调用后,线程不会自动苏醒,需要别的线程调用同一个对象上的 notify或者 notifyAll方法,或者可以使用wait(long timeout)超时后线程会自动苏醒。

小伙子不错嘛!今天就到这里,期待你明天的到来,希望能让我继续保持惊喜!

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    原文作者:太子爷哪吒
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