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java面試題:java知識點合集(十四)

來源:千鋒教育
發(fā)布人:wjy
時間: 2022-07-14 17:16:00 1657790160

  一. 什么是上下文切換?

  多線程編程中一般線程的個數(shù)都大于 CPU 核心的個數(shù),而一個 CPU 核心在任意時刻只能被一個線程使用。為了讓這些線程都能得到有效執(zhí)行,CPU 采取的策略是為每個線程分配時間片并輪轉(zhuǎn)的形式。當(dāng)一個線程的時間片用完的時候就會重新處于就緒狀態(tài)讓給其他線程使用,這個過程就屬于一次上下文切換。

java面試題:java知識點合集

  概括來說就是:

  當(dāng)前任務(wù)在執(zhí)行完 CPU 時間片切換到另一個任務(wù)之前會先保存自己的狀態(tài),以便下次再切換回這個任務(wù)時,可以再加載這個任務(wù)的狀態(tài)。任務(wù)從保存到再加載的過程就是一次上下文切換。

  上下文切換通常是計算密集型的。也就是說,它需要相當(dāng)可觀的處理器時間,在每秒幾十上百次的切換中,每次切換都需要納秒量級的時間。所以,上下文切換對系統(tǒng)來說意味著消耗大量的 CPU 時間,事實上,可能是操作系統(tǒng)中時間消耗最大的操作。

  Linux 相比與其他操作系統(tǒng)(包括其他類 Unix 系統(tǒng))有很多的優(yōu)點,其中有一項就是,其上下文切換和模式切換的時間消耗非常少。

  二. 什么是CAS

  1. CAS實現(xiàn)原理

  CAS是Compare And Swap的縮寫,意思就是比較并交換。它是無鎖化的實現(xiàn),是經(jīng)典的樂觀鎖。

  synchronized是一種悲觀鎖,會導(dǎo)致其它所有需要鎖的線程掛起,等待持有鎖的線程釋放鎖。

  樂觀鎖就是不加鎖而是假設(shè)沒有沖突而去完成某項操作,如果因為沖突失敗就重試,直到成功為止。樂觀鎖的機制就是CAS。

  CAS操作很簡單,它包含三個操作數(shù):內(nèi)存地址V、預(yù)期原值A(chǔ)、新值B。先比較內(nèi)存地址V處的值和預(yù)期原值A(chǔ)是否相等,如果相等就將內(nèi)存地址V處更新為新值B。在配合循環(huán)使用時,若CAS操作失敗,會循環(huán)執(zhí)行或到達(dá)某個終止處。此操作配合循環(huán)使用時,又稱為自旋鎖的實現(xiàn)方式。

  2. CAS存在的問題

  2.1 ABA問題

  解決辦法:

  加時間戳

  加版本號

  2.2 循環(huán)開銷大

  CAS是樂觀鎖,如果線程比較多,資源搶占激烈,命中率低的情況下,不斷的循環(huán)會不斷的消耗資源。實際上,可以設(shè)置最大循環(huán)數(shù),達(dá)到最大循環(huán)數(shù)還沒有占有資源就自動放棄,避免無限的循環(huán)。

  2.3 只能保證一個共享變量的原子操作

  三. 創(chuàng)建線程池有哪幾個核心參數(shù)? 如何合理配置線程池的大小?

  1. 核心參數(shù)

java面試題:java知識點合集666

  2. 核心說明

  1當(dāng)線程池中線程數(shù)量小于 corePoolSize 則創(chuàng)建線程,并處理請求。

  2當(dāng)線程池中線程數(shù)量大于等于 corePoolSize 時,則把請求放入 workQueue 中,隨著線程池 中的核心線程們不斷執(zhí)行任務(wù),只要線程池中有空閑的核心線程,線程池就從 workQueue 中取 任務(wù)并處理。

  3當(dāng) workQueue 已存滿,放不下新任務(wù)時則新建非核心線程入池,并處理請求直到線程數(shù)目 達(dá)到 maximumPoolSize(最大線程數(shù)量設(shè)置值)。

  4如果線程池中線程數(shù)大于 maximumPoolSize 則使用 RejectedExecutionHandler 來進行任 務(wù)拒絕處理。

  3. 線程池大小分配

  線程池究竟設(shè)置多大要看你的線程池執(zhí)行的什么任務(wù)了,CPU密集型、IO密集型、混合型,任 務(wù)類型不同,設(shè)置的方式也不一樣。

  任務(wù)一般分為:CPU密集型、IO密集型、混合型,對于不同類型的任務(wù)需要分配不同大小的線 程池。

  3.1 CPU密集型

  盡量使用較小的線程池,一般Cpu核心數(shù)+1

  3.2 IO密集型

  方法一:可以使用較大的線程池,一般CPU核心數(shù) * 2

  方法二:(線程等待時間與線程CPU時間之比 + 1)* CPU數(shù)目

  3.3 混合型

  可以將任務(wù)分為CPU密集型和IO密集型,然后分別使用不同的線程池去處理,按情況而定。

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