1.1 什么是死锁,怎样解决死锁问题?
死锁指的是由于两个或两个以上的线程互相持有对方所需要的资源,同时等待获取对方释放自己所需要的资源,导致这些线程处于等待中而无法往下进行的状态。
精简描述:死锁是指多个线程因竞争资源而造成的一种互相等待的僵局。
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死锁的四个必要条件:
(1)互斥性:一个资源只能被一个线程占有;
(2)请求和保持条件:一个线程对请求被占有资源发生阻塞时,对已经占有的资源不释放;
(3)不剥夺:一个线程在释放资源之前,其他的线程无法剥夺占用;
(4)循环等待:发生死锁时,线程进入死循环,永久阻塞;
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死锁的解决方案:(1)注意加锁顺序。
(2)申请资源前,释放自己拥有的资源;
(3)死锁检测
1.2 谈谈你对 Synchronized 的理解
2.1 Java中常见的I/O模型 ?
(1)BIO(Blocking I/O)同步阻塞I/O模型
BIO是Java早期提供的IO模型。它是一种阻塞式IO,在进行IO操作时,线程会被阻塞直到IO操作完成。
Java IO通过流的方式来进行IO操作,对应的主要类包括InputStream、OutputStream、Reader和Writer,它们是同步的,一次只能处理一个请求。在面对并发量较大的情况下,BIO模型性能较低。
BIO缺点:
- 无法处理过高的并发请求
- 数据读写操作过程中线程阻塞、资源占用
(2)NIO(Non-Blocking I/O)同步非阻塞IO
NIO有两种实现方式:
第一种实现方式 (早期实现):一个线程无限循环去list(存放着客户端连接)轮训,检查是否有读写请求,如果有则处理,如果没有跳过;属于同步非阻塞I/O模型。
缺点:如果连接过多,会有大量的无效遍历(因为每个连接不一定都有读写事件),造成资源浪费。
第二种实现方式(JDK1.4 后):客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器selector上,多路复用器轮询到连接有IO请求就进行处理;属于I/O 多路复用模型。
(3) (I/O Multiplexing) IO多路复用
实际上就解决了 NIO 中的频繁轮询 CPU 的问题,并且引入一种新的 select 系统调用。
复用 IO 的基本思路就是通过 slect 调用来监控多 fd(文件描述符),来达到不必为每个 fd 创建一个对应的监控线程的目的,从而减少线程资源创建的开销。一旦某个描述符就绪(一般是内核缓冲区可读/可写),内核就能够将文件描述符的就绪状态返回给用户进程(或者线程),用户空间可以根据文件描述符的就绪状态进行相应的 IO 系统调用。IO 多路复用(IO Multiplexing)属于一种经典的 Reactor 模式实现,有时也称为异步阻塞 IO
(4)AIO(Asynchronous I/O)是异步I/O模型
异步 IO 是基于事件和回调机制实现的,也就是应用操作之后会直接返回,不会堵塞在那里,当后台处理完成,操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。
特点:
1. 异步操作:在AIO中,I/O操作会在后台进行,不会阻塞程序的执行。当一个I/O操作被发起后,程序可以继续执行其他任务,而不需要等待操作完成。
2. 回调机制:当I/O操作完成时,系统会通知程序,触发事先注册的回调函数。通过回调函数,程序可以获取操作结果或执行后续处理。
3. 缓冲区管理:在AIO中,数据的读取和写入使用缓冲区。程序将数据写入缓冲区后,可以继续执行其他任务,而不需要等待数据的实际写入操作完成。
(5) 信号驱动I/O
当进程发起一个 IO 操作,会向内核注册一个信号处理函数,然后进程返回不阻塞;当内核数据就绪时会发送一个信号给进程,进程便在信号处理函数中调用 IO 读取数据。
信号驱动 IO 不同于 AIO 的是依旧存在阻塞状态,即用户进程获取到数据就绪信号后阻塞进行 IO 操作。
6.1 项目中使用过哪些设计模式?举例场景 及遇到的实际问题