Java高并发面试深度解析:守护线程、上下文切换与死锁

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"这篇资料主要涵盖了2021年Java高并发面试中常见的问题,包括线程相关的概念、进程与线程的区别、多线程上下文切换以及死锁和活锁的概念及其区别。" 1、Java中的守护线程与用户线程 在Java中,线程分为守护线程(Daemon)和用户线程(User)。守护线程主要用于为其他线程提供服务,例如垃圾回收线程。当所有用户线程结束时,即使还有守护线程在运行,Java虚拟机也会退出。而用户线程是程序的主要执行部分,是JVM继续运行的基础。通过`Thread.setDaemon()`方法可以设置线程类型,但必须在启动线程之前调用,否则会抛出异常。 2、线程与进程的区别 进程是操作系统资源分配的基本单位,每个进程都有独立的内存空间,而线程是执行的最小单元,共享进程内的资源。一个程序可以包含多个进程,每个进程可以有多个线程。简单来说,进程是静态的,线程是动态的。 3、多线程中的上下文切换 在多线程环境中,如果线程数超过了CPU的核心数,操作系统会采用时间片轮转的方式让每个线程都有执行的机会。当线程从运行状态切换到等待、睡眠或其他状态,或者从这些状态切换回运行状态时,就会发生上下文切换。这个过程涉及到保存和恢复线程的状态,如寄存器、程序计数器等,有一定的开销。 4、死锁与活锁、饥饿的区别 死锁是指两个或多个进程或线程在执行过程中,因争夺资源而陷入的一种互相等待的僵局,无法继续执行。产生死锁需要满足四个必要条件:互斥条件、请求与保持条件、不剥夺条件和循环等待条件。 活锁则是指进程或线程没有被阻塞,但由于某种条件未满足,不断尝试但始终无法进行有效操作。活锁和死锁的关键区别在于,活锁的进程或线程可以继续尝试,而死锁的进程或线程则是完全停滞,无法前进。 饥饿是指某个进程或线程因为资源分配策略或者资源的持续不可用,导致长时间无法获取所需资源而无法正常执行。这通常发生在资源有限且分配策略不公平的情况下。 了解这些面试题中的知识点对于Java后端开发者至关重要,特别是在处理高并发场景时,理解和掌握线程管理、并发控制以及资源调度原理能够有效地提高系统的性能和稳定性。