目录

1、Thread.sleep(0)的作用

2、Synchronized

2.1、特性

2.2、说一说自己对于 synchronized 关键字的了解：

2.3、synchronized关键字的底层原理(JVM如何实现重量级锁)

2.4、Jdk1.6之后对synchronized做的优化

2.4.1、锁粗化

2.4.2、锁消除

2.5、线程池的isTerminated()

2.6、如何中断线程

2.7、线程的interrupted和isInterrupted

2.8、并发竞态条件

2.9、锁的种类

3、synchronized和ReentrantLock的区别

4、锁升级策略

4.1、锁升级过程(不可逆)

4.1.1、无锁

4.1.2、无锁->偏向锁

4.1.3、偏向锁升级为轻量级锁

4.1.4、轻量级锁->重量级锁

4.2、适用场景

4.3、锁的优缺点比较

5、volatile 

5.1、Java的内存模型

5.2、volatile三重功效

5.3、说说 synchronized 关键字和 volatile 关键字的区别

5.4、volatile的原理是什么？volatile一定是线程安全的吗？

5.5、MESI(缓存一致性协议)

​​​​​​​5.6、嗅探

​​​​​​​5.7、嗅探->总线风暴

​​​​​​​5.8、Volatile防止指令重排序：内存屏障

​​​​​​​5.8.1、内存屏障作用

5.8.2、重排序规则

​​​​​​​5.8.3、内存屏障插入策略

6、线程池

6.1、如何设计线程池

​​​​​​​6.2、通过Executors创建线程池

6.3、ScheduledThreadPoolExecutor

6.3.1、延迟执行(schedule)

​​​​​​​6.3.2、周期执行(scheduleWithFixedDelay)

​​​​​​​6.4、使用ThreadPoolExecutor创建线程池

6.5、缓冲队列类型

​​​​​​​6.6、拒绝策略

6.7、线程池原理

​​​​​​​6.8、Shutdown和shutdownNow

7、AQS(抽象队列同步器)

7.1、原理

​​​​​​​7.2、State访问方式

7.3、​​​​​​​AQS主要成员变量

​​​​​​​7.4、AQS实现

​​​​​​​8、乐观锁和悲观锁

8.1、乐观锁（不加锁）：

8.2、悲观锁（synchronized）：

​​​​​​​9、CAS的缺陷

9.1、ABA问题：

9.2、高竞争下的开销问题：

9.3、功能受限

10、死锁

10.1、死锁的条件

10.2、如何检测Java中的死锁

10.3、如何避免线程死锁

11、​​​​​​​单例模式中volatile的作用

​​​​​​​12、为什么要使用线程池(好处)

​​​​​​​13、CAS中的ABA问题如何解决？

14、​​​​​​​ThreadLocal是什么？它的原理是什么？

15、CountDowanLatch有没有用过？适合在什么样的场景下用？

15.1、闭锁(CountDownLatch)

15.2、​​​​​​​栅栏(CyclicBarrier)

​​​​​​​15.3、信号量(Semaphore)

​​​​​​​15.4、RateLimiter(限制访问速率)：令牌桶

​​​​​​​16、如何检测一个线程是否拥有锁

​​​​​​​17、同步块内的线程抛出异常会释放锁吗

​​​​​​​18、线程间如何通信

19、线程池线程数量设置

19.1、IO密集型任务

​​​​​​​19.2、计算密集型任务

20、阻塞队列

20.1、顶层接口(BlockingQueue)

20.1.1、入队操作

​​​​​​​20.1.2、出队操作

20.2、ArrayBlockingQueue

 20.3、LinkedBlockingQueue

20.4、​​​​​​​PriorityBlockingQueue

20.5、SynchronousQueue

20.6、线程池中的阻塞队列一般会选择哪种队列？为什么？

21、​​​​​​​Executors

22、wait(),notify(),notifyAll()必须加锁的原因

---

1、Thread.sleep(0)的作用

        触发操作系统立刻重新进行一次CPU竞争。使得各线程重新去抢占CPU的使用权，避免一个线程长时间占用CPU资源，而导致其他线程进入假死状态。

2、Synchronized

2.1、特性

• 原子性

        synchronized作用域内的操作都是原子性的。

• 可见性

        锁的状态对于其他线程来说是可见的，且释放锁后会立即将修改同步到主内存。

• 有序性

        指令重排序影响的是多线程并发执行的顺序性；而synchronized保证同一时刻只有一个线程访问同步代码块，从而保证不会发生线程间的指令重排，保证有序性。

• 可重入性

        一个线程拥有了锁后还可以重复申请当前锁。

2.2、说一说自己对于 synchronized 关键字的了解：

        synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性，synchronized关键字可以保证被它修饰的方法或者 代码块在任意时刻只能有一个线程执行。

        早期的synchronized效率低下，早期，Java线程会映射到操作系统的原生线程上，线程的切换或状态改变会交由操作系统(用户态—>内核态，花费时间长)。

        Jdk1.6后对锁的实现引入了大量的优化，如自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化、偏向锁、轻量级锁等技术来减少锁操作的开销。

2.3、synchronized关键字的底层原理(JVM如何实现重量级锁)

        对象：对象头、实例数据、对齐填充。(申请锁、上锁、释放锁)

        synchronized 同步语句块的实现使用的是 monitorenter 和 monitorexit 指令，其中 monitorenter 指令指向同步代码块的开始位置，monitorexit 指令则指明同步代码块的结束位置。 当执行 monitorenter 指令时，线程试图 获取锁也就是获取 monitor(monitor对象存在于每个Java对象的对象头中，synchronized 锁便是通过这种方式获取锁的，也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因) 的持有权.当计数器为0则可以成功获取，获取后将锁计数器设为1也就是加1。相应的在执行 monitorexit 指令后，将锁计数器设为0，表明锁被释放。如果获取对象锁失败，那当前线程就要阻塞等待，直到锁被另外一个线程释放为止。

        synchronized 修饰的方法并没有 monitorenter 指令和 monitorexit 指令，取得代之的确实是 ACC_SYNCHRONIZED 标识，该标识指明了该方法是一个同步方法，JVM 通过该 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志来辨别一个方法是否声明为同步方法，从而执行相应的同步调用。

2.4、Jdk1.6之后对synchronized做的优化

锁升级策略：无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁。

2.4.1、锁粗化

         对同一个对象反复加锁及解锁，甚至加锁操作是出现在循环体中的，即使没有出现线程竞争，频繁地进行互斥同步操作也会导致不必要的性能损耗。

        此时，JVM会扩大锁的范围，把多次加锁释放锁操作，合成一次加锁释放锁的操作。

2.4.2、锁消除

        去除不可能存在竞争的锁。删除不必要的加锁操作，在代码上要求同步，但是被检测到不可能存在共享数据竞争情况”的锁进行消除。通俗的讲，为一个不会发生并发问题的代码块或方法加了锁，代码执行时加锁只会影响性能，此时JVM就会将该锁删除。

2.5、线程池的isTerminated()

• isShutDown当调用shutdown()或shutdownNow()方法后返回为true。
• isTerminated当调用shutdown()方法后，并且所有提交的任务完成后返回为true;
• isTerminated当调用shutdownNow()方法后，成功停止后返回为true;
• 如果线程池任务正常完成，都为false

2.6、如何中断线程

• 定义一个volatile状态变量，在存在循环的线程run方法中进行判断是否退出线程；
• 调用线程的interrupt()方法—>仅仅只会给线程设置中断标志

        若线程处于正常状态，则会将该线程的中断标志设置为true，之后线程将继续正常运行，不受影响；若线程处于被阻塞状态，或由正常状态变为阻塞状态(sleep()、wait())，线程将立刻退出被阻塞状态，并抛出一个InterruptedException异常。可以通过捕获异常然后return。

2.7、线程的interrupted和isInterrupted

        interrupted()是static方法，调用的时候要用Thread.interrupted()，而isInterrupted()是实例方法，调用时要用线程的实例调用；

• Thread.interrupted()：测试当前线程是否已经是中断状态，执行后清除中断标志；
• this.isInterrupted()：测试线程Thread对象是否已经是中断状态，不清除状态标志。

2.8、并发竞态条件

        当某个正确性取决于多个线程的交替执行时序时，就会发生竟态条件。相当于正确的结果要取决于运气。

比如：（先检查后执行：通过一个可能失效的结果来决定下一步的动作。）

单例模式的双重锁检查，如果不加锁，可能就会发生竟态条件。是否发生取决于线程的调度状态。

2.9、锁的种类

• 偏向锁、轻量级锁、重量级锁
• 乐观锁(CAS)、悲观锁(synchronized)
• 公平锁、非公平锁
• 独占锁、共享锁

3、synchronized和ReentrantLock的区别

• 底层原理：synchronized是JVM层面的锁，通过monitor对象来完成;

ReentrantLock 是从jdk1.5提供的API层面的锁。通过利用CAS自旋机制保证线程操作的原子性和volatile保证数据可见性以实现锁的功能。

• 是否可手动释放：synchronized 代码执行完后系统会自动让线程释放对锁的占用；

ReentrantLock则需要手动释放锁，一般通过lock()和unlock()方法配合try/finally语句块来完成，使用释放更加灵活。如果没有手动释放锁，就可能导致死锁现象。

• 是否可中断：synchronized是不可中断类型的锁，除非加锁的代码中出现异常或正常执行完成； ReentrantLock则可以中断，可通过trylock(long timeout,TimeUnit unit)设置超时方法或者将lockInterruptibly()放到代码块中，调用interrupt方法进行中断。
• 是否公平锁：synchronized为非公平锁；ReentrantLock则即可以选公平锁也可以选非公平锁。
• 锁的对象：synchronzied锁的是对象，锁是保存在对象头里面的，根据对象头数据来标识是否有线程获得锁/争抢锁；ReentrantLock锁的是线程，根据进入的线程和int类型的state标识锁的获得/争抢。

4、锁升级策略

锁升级：无锁->偏向锁->轻量级锁->重量级锁

Java对象头 = Mark Word + 指向类的指针 + 数组长度(只有数组对象才有)

Mark Word记录对象和锁有关的信息，根据锁标志位来确定当前对象是什么锁状态。

4.1、锁升级过程(不可逆)

4.1.1、无锁

        锁标志位 = 01，是否偏向锁 = 0，存储对象的hashcode值。

        当对象没有被当成锁时，Mark Word记录的是对象的hashcode。

4.1.2、无锁->偏向锁

        锁标志位 = 01，是否偏向锁 = 1，存储占有偏向锁线程的线程id。

        当对象被当成同步锁并且线程A通过CAS抢到锁时，进入偏向锁状态，将线程A的线程id写入Mark Word。

        当线程A再次试图获取锁时，JVM发现同步锁为偏向锁，且偏向锁中的线程id值等于线程A的id，就可以直接执行同步锁的代码块；

        当线程B来试图获取锁时，JVM发现同步锁为偏向锁，且偏向锁中的线程id值不等于线程B的id，线程B就会通过CAS去尝试获取锁：如果获取成功，则将Mark Word中的偏向锁的线程id修改为线程B的id；如果获取失败，则将同步锁升级为轻量级锁；

4.1.3、偏向锁升级为轻量级锁

        出现锁竞争(CAS获取锁失败)时，偏向锁升级为轻量级锁。

        锁标志位 = 00，存储指向栈中锁记录的指针。

        JVM在当前线程的栈帧中开辟一块独立空间，用以保存指向对象锁Mark Word的指针，同时Mark Word保存指向栈帧中独立空间的指针。

        如果保存成功，则当前线程获取该对象的轻量级锁，执行同步代码；

        如果保存失败，则当前线程自旋，不断尝试获取锁（尝试N次，由JVM决定），如果抢锁成功，执行同步代码；如果抢锁失败，则将轻量级锁升级为重量级锁。

4.1.4、轻量级锁->重量级锁

        轻量级锁自旋超过JVM指定次数时，升级为重量级锁。

        锁标志位 = 10，存储指向重量级锁的指针。

        未抢占到锁的线程会被阻塞，抢到锁的线程在释放锁的同时会唤醒那些阻塞的线程。

重量级锁下，线程之间的切换需要从用户态到内核态，成本较高。

4.2、适用场景

偏向锁：只有一个线程在临界区执行，无需操作系统介入；

轻量级锁：多个线程交替进入临界区，竞争不激烈，就算有冲突，线程自旋几次就能获取锁；

重量级锁：多个线程出现激烈竞争。

4.3、锁的优缺点比较

5、volatile 

5.1、Java的内存模型

        线程可以把变量保存本地内存（比如机器的寄存器）中，而不是直接在主存中进行读写。(多线程环境下导致数据的不一致)。

Volatile修饰变量的内存模型

        当一个线程对volatile修饰的变量进行写操作时，JMM会立即把该线程对应的本地内存中的共享变量刷新到主内存。

        当一个线程对volatile修饰的变量进行读操作时，JMM会立即将当前线程对应的本地内存设置为无效，从主内存中读取共享变量的值。

 

5.2、volatile三重功效

        64位写入的原子性、内存可见性和禁止重排序。

5.3、说说 synchronized 关键字和 volatile 关键字的区别

• volatile用于变量，而synchronized可以修饰方法以及代码块。
• 多线程访问volatile关键字不会发生阻塞，而synchronized关键字可能会发生阻塞。
• volatile关键字能保证数据的可见性，但不能保证数据的原子性。synchronized关键字两者都能保证。
• volatile关键字主要用于解决变量在多个线程之间的可见性，而 synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性。

5.4、volatile的原理是什么？volatile一定是线程安全的吗？

保证共享变量的可见性。当一个线程修改一个共享变量时，另一个线程能读到这个修改的值。

每个线程都有自己的高速缓存区，线程本身并不与主内存进行直接交互。

保证可见性：

（1）修改volatile变量时会强制将修改后的值刷新的主内存中。

（2）修改volatile变量后会导致其他线程工作内存中对应的变量值失效。因此，再读取该变量值的时候就需要重新从读取主内存中的值。

保证有序性：

Happen-before

如果a在b之前执行，则a的执行结果必然对b是可见的。(不代表a一定在b之前执行)

没保证原子性，不一定线程安全

​​​​​​​5.5、MESI(缓存一致性协议)

        当CPU写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，即在其他CPU中也存在该变量的副本，会发出信号通知其他CPU将该变量的缓存值置为无效状态，因此当其他CPU需要读取这个变量时，发现自己缓存中缓存该变量的缓存行是无效的，那么它就会从内存重新读取。

​​​​​​​5.6、嗅探

        每个CPU通过嗅探在总线上传播的数据来检查自己缓存的值是不是过期了，当处理器发现自己缓存行对应的内存地址被修改，就会将当前处理器的缓存行设置成无效状态，当处理器对这个数据进行修改操作的时候，会重新从系统内存中把数据读到处理器缓存里。

​​​​​​​5.7、嗅探->总线风暴

        MESI缓存一致性协议，导致CPU需要不断地从主内存嗅探和cas不断循环，会导致总线带宽达到峰值。

​​​​​​​5.8、Volatile防止指令重排序：内存屏障

        内存栅栏，是一类同步屏障指令，是CPU或编译器在对内存随机访问的操作中的一个同步点。

        硬件层的内存屏障分为两种：Load Barrier 和 Store Barrier即读屏障和写屏障。

        对于Load Barrier来说，在指令前插入Load Barrier，可以让高速缓存中的数据失效，强制从新从主内存加载数据；

        对于Store Barrier来说，在指令后插入Store Barrier，能让写入缓存中的最新数据更新写入主内存，让其他线程可见。

​​​​​​​5.8.1、内存屏障作用

1. 阻止屏障两侧的指令重排序；
2. 强制把写缓冲区/高速缓存中的脏数据等写回主内存，让缓存中相应的数据失效。

5.8.2、重排序规则

​​​​​​​5.8.3、内存屏障插入策略

        volatile写是在前面和后面分别插入内存屏障，而volatile读操作是在后面插入两个内存屏障。

6、线程池

6.1、如何设计线程池

• 考虑线程池中的个数是固定的还是动态变化的。
• 考虑队列大小：无界队列(可能导致内存耗尽)；有界队列(队列满了拒绝策略)
• 每次提交新任务，是直接放入队列，还是开启新线程
• 没有任务时，线程是睡眠一段时间还是进入阻塞

​​​​​​​6.2、通过Executors创建线程池

a、newFixedThreadPool(int Threads)：创建固定数目线程的线程池。

b、newCachedThreadPool()：创建一个可缓存的线程池，调用execute 将重用以前构造的线程（如果线程可用）。如果没有可用的线程，则创建一个新线程并添加到池中。终止并从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。

c、newSingleThreadExecutor()创建一个单线程化的Executor。

d、newScheduledThreadPool(int corePoolSize)创建一个支持定时及周期性的任务执行的线程池，多数情况下可用来替代Timer类。

缺陷：

使用newFixedThreadPool和newSingleThreadExecutor：使用LinkedBlockingQueue无界阻塞队列，允许请求的队列长度为 Integer.MAX_VALUE,可能堆积 大量的请求，从而导致OOM。

使用newCachedThreadPool和newScheduledThreadPool：允许创建的线程数量为 Integer.MAX_VALUE ，可能 会创建大量线程，从而导致OOM。

6.3、ScheduledThreadPoolExecutor

6.3.1、延迟执行(schedule)

​​​​​​​6.3.2、周期执行(scheduleWithFixedDelay)

​​​​​​​6.4、使用ThreadPoolExecutor创建线程池

new ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)

->

new ThreadPoolExecutor(核心线程数,最大线程数,非核心线程存活时间,时间单位,缓冲队列,创建线程使用的工厂,任务拒绝策略)。

6.5、缓冲队列类型

• 直接提交队列：SynchronousQueue队列，每执行一个插入操作就会阻塞，需要再执行一个删除操作才会被唤醒，反之每一个删除操作也都要等待对应的插入操作。
• 有界的任务队列：ArrayBlockingQueue
• 无界的任务队列：LinkedBlockingQueue
• 优先任务队列：PriorityBlockingQueue

​​​​​​​6.6、拒绝策略

• 1、AbortPolicy策略：该策略会直接抛出异常，阻止系统正常工作；
• 2、CallerRunsPolicy策略：如果线程池的线程数量达到上限，该策略会把任务队列中的任务放在调用者线程当中运行；
• 3、DiscardOledestPolicy策略：该策略会丢弃任务队列中最老的一个任务，也就是当前任务队列中最先被添加进去的，马上要被执行的那个任务，并尝试再次提交；
• 4、DiscardPolicy策略：该策略会默默丢弃无法处理的任务，不予任何处理。当然使用此策略，业务场景中需允许任务的丢失；

• 6.7、线程池原理

new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maxPoolSize, keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)

核心线程数->缓冲队列->最大线程数->拒绝策略。

​​​​​​​6.8、Shutdown和shutdownNow

        shutdown只是将线程池的状态设置为SHUTWDOWN状态，停止接收新线程，正在执行的任务会继续执行下去，没有被执行的则中断。

        shutdownNow则是将线程池的状态设置为STOP，停止接收新线程，正在执行的任务则被停止，没被执行任务的则返回。

        调用shutdown/shutdown方法后，如果线程再遇到wait、sleep等阻塞方法，线程会抛异常。

7、AQS(抽象队列同步器)

7.1、原理

        AQS就是基于CLH队列，用volatile修饰共享变量state，线程通过CAS去改变状态符，成功则获取锁成功，失败则进入等待队列，等待被唤醒。

        AQS是一个多线程访问同步资源的的同步器框架。该框架维护了一个volatile int state(共享资源)和一个FIFO(CLH双向队列)线程等待队列(多线程争夺共享资源时会进入此队列)。

        AQS一般以继承的方式被使用，重入锁ReentrantLock、闭锁、栅栏等都用到了AQS。

        AQS的实现依赖内部的同步队列（FIFO双向队列），如果当前线程获取同步状态失败，AQS会将当前线程以及等待状态等信息构造成一个Node，将其加入同步队列的尾部，同时阻塞当前线程，当同步状态释放时，唤醒队列的头节点。

​​​​​​​7.2、State访问方式

        getState()、setState()、compareAndSetState()，线程通过尝试获取共享变量state的结果来对线程的状态作出处理。

7.3、​​​​​​​AQS主要成员变量

         ​​​​​​​State变量可以理解成同步资源的锁状态，值为0时表示当前资源未被线程占用，值不为0时表示当前共享资源已被线程获取锁。

​​​​​​​7.4、AQS实现

        实现类只需要实现共享资源state的获取和释放方式即可。

独占：只有一个线程能执行->ReentrantLock

共享：多个线程可以同时执行->Semaphore、CountDownLatch、CyclicBarrier

独占和共享：ReentrantReadWriteLock

​​​​​​​8、乐观锁和悲观锁

8.1、乐观锁（不加锁）：

        在操作数据时比较乐观，认为别人不会同时修改数据，所以不会为数据加锁，只是会在更新数据时判断一下是否有其他人修改了数据，如果别人修改了数据，则放弃当前更新操作，否则执行更新。

乐观锁的两种实现方式：

CAS机制（例如AtomicInteger、AtomicBoolean等原子类）：

CAS操作包括了3个操作数（多个操作，原子性由硬件层面保证）：

1. 需要读写的内存位置(V)           
2. 进行比较的预期值(A)
3. 拟写入的新值(B)

CAS操作逻辑如下：如果内存位置V的值等于预期的A值，则将该位置更新为新值B，否则不进行任何操作。许多CAS的操作是自旋的：如果操作不成功，会一直重试，直到操作成功为止。              

版本号机制：

给数据增加一个字段，作为判断数据变化的状态标记，读取数据的时候取出该字段，更新数据时判断数据此时的标记是否与之前取出的值相同，如果一致才进行更新操作。

8.2、悲观锁（synchronized）：

        在操作数据时比较悲观，认为别人会同步修改数据，所以在更新数据时会把数据锁住，更新完后才会释放锁。

​​​​​​​9、CAS的缺陷

9.1、ABA问题：

假设有两个线程——线程1和线程2，两个线程按照顺序进行以下操作：

• 线程1读取内存中数据为A；
• 线程2将该数据修改为B；
• 线程2将该数据修改为A；
• 线程1对数据进行CAS操作

第4步中的A已经不是第1步中的A值了。

比如：栈顶问题—>一个栈的栈顶经过两次(或多次)变化又恢复了原值，但是栈可能已发生了变化

解决方法：加入版本号

9.2、高竞争下的开销问题：

在并发冲突概率大的高竞争环境下，CAS一直失败，会一直重试，导致CPU开销较大。

解决方法：增加重试阈值。

9.3、功能受限

        CAS只能保证单个变量（单个内存值）操作的原子性；

        普通Java用户不能使用，只能借助atomic下的原子类使用。

10、死锁

10.1、死锁的条件

互斥：共享资源同一时刻只能被一个线程占用。

持有并等待：线程1持有A锁，等待B锁；线程2持有B锁，等待A锁。

资源不可剥夺：已经获取到的锁，不会被其他线程强制抢占。

循环等待：线程1和线程2形成环形等待，死循环链。

10.2、如何检测Java中的死锁

• jConsole：线程---》检测死锁
• jstack：

        查看进程pid信息：jps

        查看指定pid的线程信息：jstack -l pid

        显示结果：

        

• jvisualvm

10.3、如何避免线程死锁

1. 尽量避免同一个线程对多个Lock进行锁定；
2. 顺序加锁，锁嵌套时，保证多个Lock以相同的顺序请求加锁；
3. 超时放弃，Lock接口的tryLock(long time, TimeUnit unit)，按照固定时长等待锁，获取锁超时后，主动释放已经获得的锁。

11、​​​​​​​单例模式中volatile的作用

Volatile修饰的变量保证可见性，禁止重排序。

在第7步创建对象的时候，实际上执行了三个操作：

        1、分配对象的内存空间；

        2、初始化对象；

        3、设置instance引用指向分配的内存地址。

在2、3步可能发生指令的重排序，可能出现，instance已经指向了一个地址，但是对象还没有初始化，此时另一个线程就可能获取到一个没有初始化的对象。而volatile修饰的变量，禁止重排序，以此来解决这个问题。

​​​​​​​12、为什么要使用线程池(好处)

1. 提高线程的利用率，降低频繁创建与销毁线程的资源消耗；
2. 提高响应速度，可直接使用线程池中的线程，不用临时去创建；
3. 对线程进行统一管理，统一分配调优监控。

​​​​​​​13、CAS中的ABA问题如何解决？

        CAS （compareAndSwap），中文叫比较交换，一种无锁原子算法。过程是这样：它包含 3 个参数 CAS（V，E，N），V表示要更新变量的值，E表示预期值，N表示新值。仅当 V值等于E值时，才会将V的值设为N，如果V值和E值不同，则说明已经有其他线程做两个更新，则当前线程则什么都不做。最后，CAS 返回当前V的真实值。CAS 操作时抱着乐观的态度进行的，它总是认为自己可以成功完成操作。

ABA问题：

考虑如下操作：

        并发1（上）：获取出数据的初始值是A，后续计划实施CAS乐观锁，期望数据仍是A的时候，修改才能成功

        并发2：将数据修改成B

        并发3：将数据修改回A

        并发1（下）：CAS乐观锁，检测发现初始值还是A，进行数据修改

上述并发环境下，并发1在修改数据时，虽然还是A，但已经不是初始条件的A了，中间发生了A变B，B又变A的变化，此A已经非彼A，数据却成功修改，可能导致错误，这就是CAS引发的所谓的ABA问题。

解决：

1. 给每个变量值增加版本号，每次变量更新的时候版本号+1；
2. 利用jdk的Atomic包里的类AtomicStampedReference来解决ABA问题，这个类中的compareAndSet方法的作用就是首先检查当前引用是否等于预期引用，并且检查当前标志是否等于预期标志，如果全部相等，则以原子方式将该引用和该标志的值更新为指定的新值

14、​​​​​​​ThreadLocal是什么？它的原理是什么？

        线程的局部变量，每一个线程所单独持有，其他线程不能对其进行访问。

        当使用ThreadLocal维护变量的时候 为每一个使用该变量的线程提供一个独立的变量副本，即每个线程内部都会有一个该变量，这样同时多个线程访问该变量并不会彼此相互影响，因此他们使用的都是自己从内存中拷贝过来的变量的副本， 这样就不存在线程安全问题，也不会影响程序的执行性能。

        ThreadLocal提供了set和get访问器用来访问与当前线程相关联的线程局部变量。

15、CountDowanLatch有没有用过？适合在什么样的场景下用？

15.1、闭锁(CountDownLatch)

        一个线程的继续运行需要先完成其他线程的初始化。

        Countdown()、await()

        CountDownLatch是闭锁的一个实现，允许一个或多个线程等待某个事件的发生。其内部是一个正数计数器，初始化时指定一个正数，countDown()方法对计数器进行减操作，await()方法就是这个闭锁的大门，计数器不为0时，await()方法的线程会被阻塞，当计数器为0时，await()方法的线程才会继续执行。

使用场景：

1. 确保某个计算需要的所有资源都被初始化之后才被执行；
2. 确保某个服务在其依赖的所有其他服务都已经启动之后再启动；
3. 等待直到某个操作的所有参与者都就绪之后再继续执行。(多人游戏准备)

15.2、​​​​​​​栅栏(CyclicBarrier)

await()

        栅栏类似于闭锁，内部也有一个正数计数器，初始化时指定一个正数，每当有一个线程使用await()方法时，计数器加1，当前线程阻塞，直到计数器的值为初始化的正数时，打开栅栏。

区别：

        闭锁是一个或多个线程等待一个外部条件的发生，await()阻塞，countDown()为条件；而栅栏是线程与线程间相互等待，await()既是条件，也会阻塞。

举例：

        闭锁：三个工人，一个老板，三个工人都完成任务后，老板才来检查；

        栅栏：三个工人，三个工人都完成任务后，一起出去嗨皮。

​​​​​​​15.3、信号量(Semaphore)

        限流：用于限制并发访问的数量。

        信号量通过AQS的state变量去维护“许可证”的计数，而线程去访问共享资源前，必须先拿到许可证。线程可以从信号量中去“获取”一个许可证，一旦线程获取之后，信号量持有的许可证就转移过去了，所以信号量手中剩余的许可证要减一。

​​​​​​​15.4、RateLimiter(限制访问速率)：令牌桶

        限流：使用访问速率进行共享资源的访问限流。

        RateLimiter会按照一定的频率往桶里扔令牌，线程拿到令牌才能执行。

        设置每秒访问速率：RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(n);

        请求访问资源：rateLimiter.acquire();

​​​​​​​16、如何检测一个线程是否拥有锁

        Thread.holdsLock()

​​​​​​​17、同步块内的线程抛出异常会释放锁吗

        如果使用的synchronized，同步块内抛出异常，会自动释放锁。

        而如果是Lock，则需要在finally块里手动释放锁。

​​​​​​​18、线程间如何通信

1. 使用volatile修饰变量，通过变量状态进行通信；
2. 使用wait()和notify()/notifyAll()进行通信；
3. 闭锁、栅栏

19、线程池线程数量设置

19.1、IO密集型任务

        任务的主要处理为IO操作，比如文件读写、网络通信等，此类任务占用CPU资源很少，则线程数 = （CPU内核数）/（1-阻塞系数）-----阻塞系数一般为0.8或0.9；

​​​​​​​19.2、计算密集型任务

        任务的主要处理为算法计算等，占用CPU资源多，一般设置线程数=CPU核数*2。

20、阻塞队列

20.1、顶层接口(BlockingQueue)

20.1.1、入队操作

        add：队列满时抛出异常

        offer：队列满时返回false

        put：队列满时阻塞

​​​​​​​20.1.2、出队操作

        remove：队列为空抛出异常

        poll：队列为空返回null

        take：队列为空时阻塞

20.2、ArrayBlockingQueue

        一个数组 + 一把锁 + 两个条件，读写互斥。直接操作数据，性能好。

 20.3、LinkedBlockingQueue

两把锁，分别控制队头和队尾的操作。读读互斥、写写互斥。

Put通知take，take通知put。

非满时，put会通知其他put；非空时，take会通知其他take。

20.4、​​​​​​​PriorityBlockingQueue

        类似于ArrayBlockingQueue，区别在于用数组实现一个二叉堆，实现按自然顺序或者自定义比较器顺序出队列。(在插入数据时，会按照顺序写入数组)

        没有notFull条件，当元素个数超出数据长度时，执行扩容操作。

20.5、SynchronousQueue

        直接提交，不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态。

        可以认为SynchronousQueue是一个缓存值为1的阻塞队列，但是 isEmpty()方法永远返回是true，remainingCapacity() 方法永远返回是0，remove()和removeAll() 方法永远返回是false，iterator()方法永远返回空，peek()方法永远返回null。

20.6、线程池中的阻塞队列一般会选择哪种队列？为什么？

1. ArrayBlockingQueue：有界队列，基于数组结构的有界阻塞队列。
2. LinkedBlockingQueue：无界队列，基于链表结构的阻塞队列。
3. SynchronousQueue：直接提交，不存储元素的阻塞队列。每个插入操作必须等到另一个线程调用移除操作，否则插入操作一直处于阻塞状态。
4. PriorityBlockingQueue：具有优先级的无限阻塞队列。

21、​​​​​​​Executors

        newFixedThreadPool(int nThreads):固定大小线程池；LinkedBlockingQueue；

        newCachedThreadPool():无界线程池；SynchronousQueue；

        newSingleThreadExecutor():大小为1的固定线程池；

        newScheduledThreadPool() :定长线程池，支持定时和周期性任务执行。

22、wait(),notify(),notifyAll()必须加锁的原因

        防止notify先于wait执行，导致wait线程永远处于阻塞状态(饥饿线程)。

        一个线程调用了wait()之后， 必然需要由另外一个线程调用notify()来唤醒该线程， 所以本质上， wait()与notify()的成对使用， 是一种线程间的通信手段。

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