前言
本来想着给自己放松一下,刷刷博客,突然被几道面试题难倒!说说CyclicBarrier和CountDownLatch的区别?什么是AQS?了解Semaphore吗?什么是Callable和Future?什么是阻塞队列?阻塞队列的实现原理是什么?如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型?似乎有点模糊了,那就大概看一下面试题吧。好记性不如烂键盘
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说说CyclicBarrier和CountDownLatch的区别?
两个看上去有点像的类,都在java.util.concurrent下,都可以用来表示代码运行到某个点上,二者的区别在于:
(1)CyclicBarrier的某个线程运行到某个点上之后,该线程即停止运行,直到所有的线程都到达了这个点,所有线程才重新运行;CountDownLatch则不是,某线程运行到某个点上之后,只是给某个数值-1而已,该线程继续运行
(2)CyclicBarrier只能唤起一个任务,CountDownLatch可以唤起多个任务
(3)CyclicBarrier可重用,CountDownLatch不可重用,计数值为0该CountDownLatch就不可再用了
什么是AQS?
简单说一下AQS,AQS全称为AbstractQueuedSychronizer,翻译过来应该是抽象队列同步器。
如果说java.util.concurrent的基础是CAS的话,那么AQS就是整个Java并发包的核心了,ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等等都用到了它。AQS实际上以双向队列的形式连接所有的Entry,比方说ReentrantLock,所有等待的线程都被放在一个Entry中并连成双向队列,前面一个线程使用ReentrantLock好了,则双向队列实际上的第一个Entry开始运行。
AQS定义了对双向队列所有的操作,而只开放了tryLock和tryRelease方法给开发者使用,开发者可以根据自己的实现重写tryLock和tryRelease方法,以实现自己的并发功能。
了解Semaphore吗?
semaphore就是一个信号量,它的作用是限制某段代码块的并发数。Semaphore有一个构造函数,可以传入一个int型整数n,表示某段代码最多只有n个线程可以访问,如果超出了n,那么请等待,等到某个线程执行完毕这段代码块,下一个线程再进入。由此可以看出如果Semaphore构造函数中传入的int型整数n=1,相当于变成了一个synchronized了。
什么是Callable和Future?
Callable接口类似于Runnable,从名字就可以看出来了,但是Runnable不会返回结果,并且无法抛出返回结果的异常,而Callable功能更强大一些,被线程执行后,可以返回值,这个返回值可以被Future拿到,也就是说,Future可以拿到异步执行任务的返回值。可以认为是带有回调的Runnable。
Future接口表示异步任务,是还没有完成的任务给出的未来结果。所以说Callable用于产生结果,Future用于获取结果。
什么是阻塞队列?阻塞队列的实现原理是什么?如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型?
阻塞队列(BlockingQueue)是一个支持两个附加操作的队列。
这两个附加的操作是:在队列为空时,获取元素的线程会等待队列变为非空。当队列满时,存储元素的线程会等待队列可用。
阻塞队列常用于生产者和消费者的场景,生产者是往队列里添加元素的线程,消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器,而消费者也只从容器里拿元素。
JDK7提供了7个阻塞队列。分别是:
- ArrayBlockingQueue :一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
- LinkedBlockingQueue :一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
- PriorityBlockingQueue :一个支持优先级排序的无界阻塞队列。
- DelayQueue:一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
- SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列。
- LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
- LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。
Java 5之前实现同步存取时,可以使用普通的一个集合,然后在使用线程的协作和线程同步可以实现生产者,消费者模式,主要的技术就是用好,wait ,notify,notifyAll,sychronized这些关键字。而在java 5之后,可以使用阻塞队列来实现,此方式大大简少了代码量,使得多线程编程更加容易,安全方面也有保障。
BlockingQueue接口是Queue的子接口,它的主要用途并不是作为容器,而是作为线程同步的的工具,因此他具有一个很明显的特性,当生产者线程试图向BlockingQueue放入元素时,如果队列已满,则线程被阻塞,当消费者线程试图从中取出一个元素时,如果队列为空,则该线程会被阻塞,正是因为它所具有这个特性,所以在程序中多个线程交替向BlockingQueue中放入元素,取出元
素,它可以很好的控制线程之间的通信。
阻塞队列使用最经典的场景就是socket客户端数据的读取和解析,读取数据的线程不断将数据放入队列,然后解析线程不断从队列取数据解析。