多线程面试必知必会:概念、优缺点与线程状态解析
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更新于2024-09-03
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"多线程面试经典问答文档包含了关于线程的基本概念、多线程的优缺点、线程的五种状态以及CAS(比较并交换)技术的介绍。"
线程是操作系统调度的基本单元,它是进程中实际执行计算的部分。在单线程环境下,程序顺序执行;而在多线程环境中,多个线程可以并发执行,从而提高程序的执行效率。例如,如果一个任务由单线程执行需要100毫秒,那么如果有10个线程同时处理,理论上该任务的完成时间只需10毫秒(假设没有上下文切换开销)。
多线程技术带来了诸多优点,包括充分利用多核处理器的能力,使得程序运行更快、更流畅,改善用户体验,特别是在处理I/O密集型任务如图片或视频下载时,可以通过后台线程来避免阻塞主线程,提升响应速度。然而,多线程也存在一些缺点,如增加代码复杂性,需要额外的内存来维护线程,以及可能导致线程安全问题,当多个线程访问共享资源时,如果没有正确同步,可能会引发数据不一致的情况。
线程有五个基本状态:创建、就绪、运行、阻塞和死亡。创建状态是在创建线程对象但未调用start方法时的状态。就绪状态是调用start方法后,线程准备运行但尚未被调度的状态。运行状态是线程被调度并开始执行run方法的状态。阻塞状态是线程被暂停,等待特定事件发生(如I/O完成)后恢复执行的状态。死亡状态是线程的run方法执行完毕或被显式停止后的状态,死亡的线程无法再次启动。
CAS(Compare and Swap)是一种无锁算法,用于原子地更新内存位置的值。它通过比较目标内存位置的预期值与当前值,如果相等,则更新为新值。这个操作通常在硬件层面支持,具有高效率。在Java中,通过`java.util.concurrent.atomic`包下的原子类如AtomicInteger等使用了CAS来保证变量的原子性操作,而不会引入锁带来的开销和竞态条件问题。CAS虽然能避免锁竞争,但在高并发场景下可能会出现ABA问题,即一个值从A变为B,然后再变回A,CAS会认为值没有变化,但实际可能已发生了重要的改变。为了解决这个问题,Java提供了带有版本号的原子类,如AtomicStampedReference。
2023-08-26 上传
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ziyoudianzi15
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