0. 写在前面

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1. 基础回顾+面试

1.1 线程池

  1. 什么是线程池？答：线程池：其实就是一个容纳多个线程的容器，其中的线程可以反复的使用，省去了频繁创建和销毁线程对象的操作，无需反复创建线程而消耗过多资源
  2. 为什么要用线程池？答：
    • 降低资源消耗，减少了创建和销毁线程的次数
    • 提高响应速度，不需要频繁的创建线程
    • 提高线程的可管理性（线程池可以约束系统最多只能有多少个线程，不会因为线程过多而死机)

      1.2 创建线程池

  • 线程池在Java中的代表类：ExecutorService(接口)

  • new FixedThreadPool(int nThreads):创建线程池并返回

    1. // 创建一个线程池,指定线程的固定数量是3
    2. ExectorService pools = Executors.newFixedThreadPool(3);

  • Future<?> submit(Runnable task):提交一个Runnable的任务对象给线程池执行

  • Future<?> submit(Callable task):提交一个Callable的任务对象给线程池执行
  • pools.shutdown():等待任务执行完毕以后关闭线程池
  • pools.shutdownNow():立即关闭线程池的代码，无论任务是否执行完毕

    1.3 死锁

  1. 什么是死锁？

答：多个线程同时被阻塞，它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放，由于线程被无限期的阻塞，因此程序不可能正常终止。

  1. 死锁产生的四个必要条件
    • 互斥使用，即当一个资源被一个线程使用(占有)时，别的线程不能使用
    • 不可抢占，资源请求者不能强制从资源占有者手中夺取资源，资源只能由资源占有者主动释放
    • 请求和保持，即当资源请求者在请求其他的资源的同时保持对原有资源的占有
    • 循环等待，即存在一个等待循环队列：P1要P2的资源，P2要P1的资源，这样就形成了一个等待环路

      1.4 volatile关键字

      问题的引入：线程修改了某个成员变量的值，但是我们在主线程中读取到的还是之前的值，修改后的值无法读取到
      原因：
  • 按照JMM模型，所以的成员变量和静态变量都存在于主内存中，主内存中的变量可以被多个线程共享
  • 每个线程都存在一个专属于自己的工作内存，工作内存一开始存储的是成员变量的副本
  • 所以线程很多时候都是直接访问自己工作内存中的该变量，其他线程对主内存变量值的修改将不可见

解决此问题：希望所有线程对于主内存的成员变量修改，其他线程是可见的
（1）加锁：可以实现其他线程对变量修改的可见性
某一个线程进入synchronized代码块前后，执行过程如下

  • 线程获得锁
  • 清空工作内存
  • 从主内存拷贝共享变量最新的值到工作内存称为副本

（2）可以给成员变量加上volatile关键字，当一个线程修改了这个成员变量的值，其他线程可以立即看到修改后的值并使用

面试：volatile 和 synchronized 的区别？
答：volatile 只能修饰实例变量和静态变量，而synchronized可以修饰方法，以及代码块
volatile 保证数据的可见性，但是不保证原子性(多线程进行写操作，不保证线程安全)
synchronized 是一种排他（互斥）的机制

1.5 原子性

  1. 什么是原子性？

答：所谓的原子性是指在一次操作或者多次操作中，所有的操作全部都得到了执行，并且不会受到任何因素的干扰。最终结果要保证线程安全

  • volatile 不能保证变量操作的原子性(安全性)
  • 在多线程环境下，volatile 关键字可以保证共享数据的可见性，但是并不能保证对数据操作的原子性(在多线程环境下volatile修饰的变量也是线程不安全的)
  1. volatile 的使用场景
    • 开关控制
      • 利用可见性的特点，控制某一段代码执行或者关闭
    • 多个线程操作共享变量，但是有一个线程对其进行写操作，其他的线程都是读
      • 此时加上更好，其他线程可以立即读取到最新值
  2. 如何解决原子性问题？

答：1.加锁实现线程安全（虽然安全性得到了保证，但是性能不好）
2.基于CAS方式的原子类

Java已经提供了一些本身即可实现原子性(线程安全)的类
– 操作整型的原子类

  • public AtomicInteger(): 初始化一个默认值为0的原子型Integer
  • public AtomicInteger(int initialValue):初始化一个指定值的原子性Integer
  • int get(): 获取值
  • int getAndIncrement():以原子方式将当前值加1，注意，这里返回的是自增前的值
  • int incrementAndGet():以原子方式将当前值加1，注意，这里返回的是自增后的值
  • int addAndGet(int data): 以原子方式将输入的数值与实例中的值(AtomicInteger里的value相加)，并返回结果

  • int getAndSet(int value): 以原子方式设置为newValue的值，并返回旧值

    1.6 总结

    CAS和Synchronized都可以保证多线程环境下共享数据的安全性，那么它们两者之间有什么区别？
    答：

  • 悲观锁

Sychronized 是从悲观的角度出发：总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会阻塞它拿到锁。（共享资源每次只给一个线程使用，其他线程阻塞，用完后再把资源转让给其他线程）

  • 乐观锁

CAS是从乐观的角度出发，总是假设最好的情况，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据。综合性能较好