创建线程是几种方式

方式一：继承Thread类，覆写run方法，创建实例对象，调用该对象的start方法启动线程
方式二：创建Runnable接口的实现类，类中覆写run方法，再将实例作为此参数传递给Thread类有参构造创建线程对象，调用start方法启动

方式三：创建Callable接口的实现类，类中覆写call方法，创建实例对象，将其作为参数传递给FutureTask类有参构造创建FutureTask对象，再将FutureTask对象传递给Thread类的有参构造创建线程对象，调用start方法启动

Thread有单继承的局限性，Runnable和Callable三避免了单继承的局限，使用更广泛。Runnable适用于无需返回值的场景，Callable使用于有返回值的场景

Thread的start和run的区别

start是开启新线程， 而调用run方法是一个普通方法调用，还是在主线程里执行。没人会直接调用run方法

sleep 和 wait的区别

第一，sleep方法是Thread类的静态方法，wait方法是Object类的方法

第二：sleep方法不会释放对象锁，wait方法会释放对象锁

第三：sleep方法必须捕获异常，wait方法不需要捕获异常

线程的几种状态

新建状态：线程刚创建，还没有调用start方法之前

就绪状态：也叫临时阻塞状态，当调用了start方法后，具备cpu的执行资格，等待cpu调度器轮询的状态

运行状态：就绪状态的线程，获得了cpu的时间片，真正运行的状态

冻结状态：也叫阻塞状态，指的是该线程因某种原因放弃了cpu的执行资格，暂时停止运行的状态，比如调用了wait，sleep方法

死亡状态：线程执行结束了，比如调用了stop方法

Synchronized 和 lock的区别

他们都是用来解决并发编程中的线程安全问题的，不同的是

  • synchronized是一个关键字，依靠Jvm内置语言实现，底层是依靠指令码来实现；Lock是一个接口，它基于CAS乐观锁来实现的
  • synchronized在线程发生异常时，会自动释放锁，不会发生异常死锁，Lock在异常时不会自动释放锁，我们需要在finally中释放锁
  • synchronized是可重入，不可判断，非公平锁，Lock是可重入，可判断的，可手动指定公平锁或者非公平锁

你知道AQS吗

AQS：AbstractQuenedSynchronizer抽象的队列式同步器。是除了java自带的synchronized关键字之外的锁机制，它维护了一个volatile修饰的 int 类型的，state（代表共享资源）和一个FIFO线程等待队列（多线程争用资源被阻塞时会进入此队列）。

工作思想是如果被请求的资源空闲，也就是还没有线程获取锁，将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程，并将共享资源设置为锁定状态，如果请求的资源被占用，就将获取不到锁的线程加入队列。

悲观锁和乐观锁

悲观锁和乐观锁，指的是看待并发同步问题的角度

  • 悲观锁认为，对同一个数据的并发操作，一定是会被其他线程同时修改的。所以在每次操作数据的时候，都会上锁，这样别人就拿不到这个数据。如果不加锁，并发操作一定会出问题。用阳间的话说，就是总有刁民想害朕
  • 乐观锁认为，对同一个数据的并发操作，是不会有其他线程同时修改的。它不会使用加锁的形式来操作数据，而是在提交更新数据的时候，判断一下在操作期间有没有其他线程修改了这个数据

悲观锁一般用于并发小，对数据安全要求高的场景,乐观锁一般用于高并发，多读少写的场景，通常使用版本号控制，或者时间戳来解决.

你知道什么是CAS嘛

CAS,compare and swap的缩写，中文翻译成比较并交换。它是乐观锁的一种体现，CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。 如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值 。否则，处理器不做任何操作。

Synchronized 加非静态和静态方法上的区别

实例方法上的锁，锁住的是这个对象实例，它不会被实例共享，也叫做对象锁

静态方法上的锁，锁住的是这个类的字节码对象，它会被所有实例共享，也叫做类锁

Synchronized(this) 和 Synchronized (User.class)的区别

Synchronized(this) 中，this代表的是该对象实例，不会被所有实例共享

Synchronized (User.class)，代表的是对类加锁，会被所有实例共享

Synchronized 和 volatitle 关键字的区别

这两个关键字都是用来解决并发编程中的线程安全问题的，不同点主要有以下几点

第一：volatile的实现原理，是在每次使用变量时都必须重主存中加载，修改变量后都必须立马同步到主存；synchronized的实现原理，则是锁定当前变量，让其他线程处于阻塞状态

第二：volatile只能修饰变量，synchronized用在修饰方法和同步代码块中

第三：volatile修饰的变量，不会被编译器进行指令重排序，synchronized不会限制指令重排序

第四：volatile不会造成线程阻塞，高并发时性能更高，synchronized会造成线程阻塞，高并发效率低

第五：volatile不能保证操作的原子性，因此它不能保证线程的安全，synchronized能保证操作的原子性，保证线程的安全

synchronized 锁的原理

synchronized是基于JVM内置锁实现，通过内部对象Monitor(监视器锁)实 现，基于进入与退出Monitor对象实现方法与代码块同步，监视器锁的实现依赖 底层操作系统的Mutex lock（互斥锁）实现，它是一个重量级锁性能较低，涉及到用户态到内核态的切换，会让整个程序性能变得很差。

因此在JDK1.6及以后的版本中，增加了锁升级的过程，依次为无锁，偏向锁，轻量级锁，重量级锁。而且还增加了锁粗化，锁消除等策略，这就节省了锁操作的开销，提高了性能

synchronized 锁升级原理

每个对象都拥有对象头，对象头由Mark World ，指向类的指针，以及数组长度三部分组成，锁升级主要依赖Mark Word中的锁标志位和释放偏向锁标识位。

  • 偏向锁（无锁）

大多数情况下锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得。偏向锁的目的是在某个线程 获得锁之后（线程的id会记录在对象的Mark Word锁标志位中），消除这个线程锁重入（CAS）的开销，看起来让这个线程得到了偏护。(第二次还是这个线程进来就不需要重复加锁，基本无开销)，如果自始至终使用锁的线程只有一个，很明显偏向锁几乎没有额外开销，性能极高。

  • 轻量级锁（CAS）：

轻量级锁是由偏向锁升级来的，偏向锁运行在一个线程进入同步块的情况下，当第二个线程加入锁争用的时候，偏向锁就会升级为轻量级锁自旋锁）；没有抢到锁的线程将自旋，获取锁的操作。轻量级锁的意图是在没有多线程竞争的情况下，通过CAS操作尝试将MarkWord锁标志位更新为指向LockRecord的指针，减少了使用重量级锁的系统互斥量产生的性能消耗。

长时间的自旋操作是非常消耗资源的，一个线程持有锁，其他线程就只能在原地空耗CPU，执行不了任何有效的任务，这种现象叫做忙等（busy-waiting）

  • 重量级锁：

如果锁竞争情况严重，某个达到最大自旋次数(10次默认)的线程，会将轻量级锁升级为重量级锁，重量级锁则直接将自己挂起，在JDK1.6之前，synchronized直接加重量级锁，很明显现在得到了很好的优化。

虚拟机使用CAS操作尝试将MarkWord更新为指向LockRecord的指针，如果更新成功表示线程就拥有该对象的锁；如果失败，会检查MarkWord是否指向当前线程的栈帧，如果是，表示当前线程已经拥有这个锁；如果不是，说明这个锁被其他线程抢占，此时膨胀为重量级锁。

乐观锁的使用场景(数据库,ES)

场景一：ES中对version的控制并发写。

场景二：数据库中使用version版本号控制来防止更新覆盖问题。

场景三：原子类中的CompareAndSwap操作

AtomicInterger怎么保证并发安全性的

通过CAS操作原理来实现的，就可见性和原子性两个方面来说

它的value值使用了volatile关键字修饰，也就保证了多线程操作时内存的可见性

Unsafe这个类是一个很神奇的类，而compareAndSwapInt这个方法可以直接操作内存，依靠的是C++来实现的，它调用的是Atomic类的cmpxchg函数。而这个函数的实现是跟操作系统有关的，比如在X86的实现就利用汇编语言的CPU指令lock cmpxchg，它在执行后面的指令时，会锁定一个北桥信号，最终来保证操作的原子性

什么是重入锁，什么是自旋锁，什么是阻塞

可重入锁是指允许同一个线程多次获取同一把锁，比如一个递归函数里有加锁操作

自旋锁不是锁，而是一种状态，当一个线程尝试获取一把锁的时候，如果这个锁已经被占用了，该线程就处于等待状态，并间隔一段时间后再次尝试获取的状态，就叫自旋

阻塞，指的是当一个线程尝试获取锁失败了，线程就就进行阻塞，这是需要操作系统切换CPU状态的

你用过JUC中的类吗，说几个

Lock锁体系 ，ConcurrentHashMap ，Atomic原子类，如：AtomicInteger ；ThreadLoal ; ExecutorService

ThreadLocal的作用和原理

ThreadLocal，翻译成中国话，叫做线程本地变量，它是为了解决线程安全问题的，它通过为每个线程提供一个独立的变量副本，来解决并发访问冲突问题 - 简单理解它可以把一个变量绑定到当前线程中，达到线程间数据隔离目的。

原理：ThredLocal是和当前线程有关系的，每个线程内部都有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的成员变量threadLocals，它用来存储每个线程中的变量副本，key就是ThreadLocal变量，value就是变量副本。

当我们调用get方法是，就会在当前线程里的threadLocals中查找，它会以当前ThreadLocal变量为key获取当前线程的变量副本

它的使用场景比如在spring security中，我们使用SecurityContextHolder来获取SecurityContext，比如在springMVC中，我们通过RequestContextHolder来获取当前请求，比如在 zuul中，我们通过ContextHolder来获取当前请求

线程池的作用

请求并发高的时候，如果没有线程池会出现线程频繁创建和销毁而浪费性能的情况，同时没办法控制请求数量，所以使用了线程池后有如下好处

  • 主要作用是控制并发数量，线程池的队列可以缓冲请求
  • 线程池可以实现线程的复用效果
  • 使用线程池能管理线程的生命周期

Executors创建四种线程池

  • CachedThreadPool：可缓存的线程池，它在创建的时候，没有核心线程，线程最大数量是Integer最大值，最大空闲时间是60S
  • FixedThreadPool：固定长度的线程池，它的最大线程数等于核心线程数，此时没有最大空闲时长为0
  • SingleThreadPool：单个线程的线程池，它的核心线程和最大线程数都是1，也就是说所有任务都串行的执行
  • ScheduledThreadPool：可调度的线程池，它的最大线程数是Integer的最大值，默认最长等待时间是10S，它是一个由延迟执行和周期执行的线程池

线程池的执行流程

corePoolSize，maximumPoolSize，workQueue之间关系。

  1. 当线程池中线程数小于corePoolSize时，新提交任务将创建一个新线程(使用核心)执行任务，即使此时线程池中存在空闲线程。
  2. 当线程池中线程数达到corePoolSize时(核心用完)，新提交任务将被放入workQueue中，等待线程池中任务调度执行 。
  3. 当workQueue已满，且maximumPoolSize > corePoolSize时，新提交任务会创建新线程(非核心)执行任务。
  4. 当workQueue已满，且提交任务数超过maximumPoolSize(线程用完，队列已满)，任务由RejectedExecutionHandler处理。
  5. 当线程池中线程数超过corePoolSize，且超过这部分的空闲时间达到keepAliveTime时，回收这些线程。
  6. 当设置allowCoreThreadTimeOut(true)时，线程池中corePoolSize范围内的线程空闲时间达到keepAliveTime也将回收。

线程池执行流程 ： 核心线程 => 等待队列 => 非核心线程 => 拒绝策略

线程池构造器的7个参数

  • CorePoolSize：核心线程数，它是不会被销毁的
  • MaximumPoolSize ：最大线程数，核心线程数+非核心线程数的总和
  • KeepAliveTime：非核心线程的最大空闲时间，到了这个空闲时间没被使用，非核心线程销毁
  • Unit：空闲时间单位
  • WorkQueue：是一个BlockingQueue阻塞队列，超过核心线程数的任务会进入队列排队
  • ThreadFactory：它是一个创建新线程的工厂
  • Handler：拒绝策略，任务超过最大线程数+队列排队数 ，多出来的任务该如何处理取决于Handler

线程池拒绝策略有几种

拒绝策略，当线程池任务超过 最大线程数+队列排队数 ，多出来的任务该如何处理取决于Handler

  1. AbortPolicy丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常；
  2. DiscardPolicy丢弃任务，但是不抛出异常；
  3. DiscardOldestPolicy丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务；
  4. CallerRunsPolicy由调用线程处理该任务

可以定义和使用其他种类的RejectedExecutionHandler类来定义拒绝策略。

你知道ScheduledThreadPool使用场景吗

这是带定时任务的线程池，EurekaClient拉取注册表&心跳续约就是使用的这个线程池。