40個(gè)Java多線(xiàn)程問(wèn)題總結

　　Java多線(xiàn)程是什么

　　Java提供的并發(fā)(同時(shí)、獨立)處理多個(gè)任務(wù)的機制。多個(gè)線(xiàn)程共存于同一JVM進(jìn)程里面，所以共用相同的內存空間，較之多進(jìn)程，多線(xiàn)程之間的通信更輕量級。依我的理解，Java多線(xiàn)程完全就是為了提高CPU的利用率。Java的線(xiàn)程有4種狀態(tài)，新建(New)、運行(Runnable)、阻塞(Blocked)、結束(Dead)，關(guān)鍵就在于阻塞(Blocked)，阻塞意味著(zhù)等待，阻塞的的線(xiàn)程不參與線(xiàn)程分派器(Thread Scheduler)的時(shí)間片分配，自然也就不會(huì )使用到CPU。多線(xiàn)程環(huán)境下，那些非阻塞(Blocked)的線(xiàn)程會(huì )運行并充分利用CPU。

　　1、多線(xiàn)程有什么用？

　　一個(gè)可能在很多人看來(lái)很扯淡的一個(gè)問(wèn)題：我會(huì )用多線(xiàn)程就好了，還管它有什么用？在我看來(lái)，這個(gè)回答更扯淡。所謂"知其然知其所以然"，"會(huì )用"只是"知其然"，"為什么用"才是"知其所以然"，只有達到"知其然知其所以然"的程度才可以說(shuō)是把一個(gè)知識點(diǎn)運用自如。OK，下面說(shuō)說(shuō)我對這個(gè)問(wèn)題的看法：

　�。�1）發(fā)揮多核CPU的優(yōu)勢

　　隨著(zhù)工業(yè)的進(jìn)步，現在的筆記本、臺式機乃至商用的應用服務(wù)器至少也都是雙核的，4核、8核甚至16核的也都不少見(jiàn)，如果是單線(xiàn)程的程序，那么在雙核CPU上就浪費了50%，在4核CPU上就浪費了75%。單核CPU上所謂的"多線(xiàn)程"那是假的多線(xiàn)程，同一時(shí)間處理器只會(huì )處理一段邏輯，只不過(guò)線(xiàn)程之間切換得比較快，看著(zhù)像多個(gè)線(xiàn)程"同時(shí)"運行罷了。多核CPU上的多線(xiàn)程才是真正的多線(xiàn)程，它能讓你的多段邏輯同時(shí)工作，多線(xiàn)程，可以真正發(fā)揮出多核CPU的優(yōu)勢來(lái)，達到充分利用CPU的目的。

　�。�2）防止阻塞

　　從程序運行效率的角度來(lái)看，單核CPU不但不會(huì )發(fā)揮出多線(xiàn)程的優(yōu)勢，反而會(huì )因為在單核CPU上運行多線(xiàn)程導致線(xiàn)程上下文的切換，而降低程序整體的效率。但是單核CPU我們還是要應用多線(xiàn)程，就是為了防止阻塞。試想，如果單核CPU使用單線(xiàn)程，那么只要這個(gè)線(xiàn)程阻塞了，比方說(shuō)遠程讀取某個(gè)數據吧，對端遲遲未返回又沒(méi)有設置超時(shí)時(shí)間，那么你的整個(gè)程序在數據返回回來(lái)之前就停止運行了。多線(xiàn)程可以防止這個(gè)問(wèn)題，多條線(xiàn)程同時(shí)運行，哪怕一條線(xiàn)程的代碼執行讀取數據阻塞，也不會(huì )影響其它任務(wù)的執行。

　�。�3）便于建模

　　這是另外一個(gè)沒(méi)有這么明顯的優(yōu)點(diǎn)了。假設有一個(gè)大的任務(wù)A，單線(xiàn)程編程，那么就要考慮很多，建立整個(gè)程序模型比較麻煩。但是如果把這個(gè)大的任務(wù)A分解成幾個(gè)小任務(wù)，任務(wù)B、任務(wù)C、任務(wù)D，分別建立程序模型，并通過(guò)多線(xiàn)程分別運行這幾個(gè)任務(wù)，那就簡(jiǎn)單很多了。

　　2、創(chuàng )建線(xiàn)程的方式

　　比較常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題了，一般就是兩種：

　�。�1）繼承Thread類(lèi)

　�。�2）實(shí)現Runnable接口

　　至于哪個(gè)好，不用說(shuō)肯定是后者好，因為實(shí)現接口的方式比繼承類(lèi)的方式更靈活，也能減少程序之間的耦合度，面向接口編程也是設計模式6大原則的核心。

　　3、start()方法和run()方法的區別

　　只有調用了start()方法，才會(huì )表現出多線(xiàn)程的特性，不同線(xiàn)程的run()方法里面的代碼交替執行。如果只是調用run()方法，那么代碼還是同步執行的，必須等待一個(gè)線(xiàn)程的run()方法里面的代碼全部執行完畢之后，另外一個(gè)線(xiàn)程才可以執行其run()方法里面的代碼。

　　4、Runnable接口和Callable接口的區別

　　有點(diǎn)深的問(wèn)題了，也看出一個(gè)Java程序員學(xué)習知識的廣度。

　　Runnable接口中的run()方法的返回值是void，它做的事情只是純粹地去執行run()方法中的代碼而已；Callable接口中的call()方法是有返回值的，是一個(gè)泛型，和Future、FutureTask配合可以用來(lái)獲取異步執行的結果。

　　這其實(shí)是很有用的一個(gè)特性，因為多線(xiàn)程相比單線(xiàn)程更難、更復雜的一個(gè)重要原因就是因為多線(xiàn)程充滿(mǎn)著(zhù)未知性，某條線(xiàn)程是否執行了？某條線(xiàn)程執行了多久？某條線(xiàn)程執行的時(shí)候我們期望的數據是否已經(jīng)賦值完畢？無(wú)法得知，我們能做的只是等待這條多線(xiàn)程的任務(wù)執行完畢而已。而Callable+Future/FutureTask卻可以獲取多線(xiàn)程運行的結果，可以在等待時(shí)間太長(cháng)沒(méi)獲取到需要的數據的情況下取消該線(xiàn)程的任務(wù)，真的是非常有用。

　　5、CyclicBarrier和CountDownLatch的區別

　　兩個(gè)看上去有點(diǎn)像的類(lèi)，都在java.util.concurrent下，都可以用來(lái)表示代碼運行到某個(gè)點(diǎn)上，二者的區別在于：

　　(1）CyclicBarrier的某個(gè)線(xiàn)程運行到某個(gè)點(diǎn)上之后，該線(xiàn)程即停止運行，直到所有的線(xiàn)程都到達了這個(gè)點(diǎn)，所有線(xiàn)程才重新運行；CountDownLatch則不是，某線(xiàn)程運行到某個(gè)點(diǎn)上之后，只是給某個(gè)數值-1而已，該線(xiàn)程繼續運行

　�。�2）CyclicBarrier只能喚起一個(gè)任務(wù)，CountDownLatch可以喚起多個(gè)任務(wù)

　�。�3）CyclicBarrier可重用，CountDownLatch不可重用，計數值為0該CountDownLatch就不可再用了

　　6、volatile關(guān)鍵字的作用

　　一個(gè)非常重要的問(wèn)題，是每個(gè)學(xué)習、應用多線(xiàn)程的Java程序員都必須掌握的。理解volatile關(guān)鍵字的作用的前提是要理解Java內存模型，這里就不講Java內存模型了，可以參見(jiàn)第31點(diǎn)，volatile關(guān)鍵字的作用主要有兩個(gè)：

　�。�1）多線(xiàn)程主要圍繞可見(jiàn)性和原子性?xún)蓚�(gè)特性而展開(kāi)，使用volatile關(guān)鍵字修飾的變量，保證了其在多線(xiàn)程之間的可見(jiàn)性，即每次讀取到volatile變量，一定是最新的數據

　�。�2）代碼底層執行不像我們看到的高級語(yǔ)言----Java程序這么簡(jiǎn)單，它的執行是Java代碼-->字節碼-->根據字節碼執行對應的C/C++代碼-->C/C++代碼被編譯成匯編語(yǔ)言-->和硬件電路交互，現實(shí)中，為了獲取更好的性能JVM可能會(huì )對指令進(jìn)行重排序，多線(xiàn)程下可能會(huì )出現一些意想不到的問(wèn)題。使用volatile則會(huì )對禁止語(yǔ)義重排序，當然這也一定程度上降低了代碼執行效率

　　從實(shí)踐角度而言，volatile的一個(gè)重要作用就是和CAS結合，保證了原子性，詳細的可以參見(jiàn)java.util.concurrent.atomic包下的類(lèi)，比如AtomicInteger。

　　7、什么是線(xiàn)程安全

　　又是一個(gè)理論的問(wèn)題，各式各樣的答案有很多，我給出一個(gè)個(gè)人認為解釋地最好的：如果你的代碼在多線(xiàn)程下執行和在單線(xiàn)程下執行永遠都能獲得一樣的結果，那么你的代碼就是線(xiàn)程安全的。

　　這個(gè)問(wèn)題有值得一提的地方，就是線(xiàn)程安全也是有幾個(gè)級別的：

　�。�1）不可變

　　像String、Integer、Long這些，都是final類(lèi)型的類(lèi)，任何一個(gè)線(xiàn)程都改變不了它們的值，要改變除非新創(chuàng )建一個(gè)，因此這些不可變對象不需要任何同步手段就可以直接在多線(xiàn)程環(huán)境下使用

　�。�2）絕對線(xiàn)程安全

　　不管運行時(shí)環(huán)境如何，調用者都不需要額外的同步措施。要做到這一點(diǎn)通常需要付出許多額外的代價(jià)，Java中標注自己是線(xiàn)程安全的類(lèi)，實(shí)際上絕大多數都不是線(xiàn)程安全的，不過(guò)絕對線(xiàn)程安全的類(lèi)，Java中也有，比方說(shuō)CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet

　�。�3）相對線(xiàn)程安全

　　相對線(xiàn)程安全也就是我們通常意義上所說(shuō)的線(xiàn)程安全，像Vector這種，add、remove方法都是原子操作，不會(huì )被打斷，但也僅限于此，如果有個(gè)線(xiàn)程在遍歷某個(gè)Vector、有個(gè)線(xiàn)程同時(shí)在add這個(gè)Vector，99%的情況下都會(huì )出現ConcurrentModificationException，也就是fail-fast機制。

　�。�4）線(xiàn)程非安全

　　這個(gè)就沒(méi)什么好說(shuō)的了，ArrayList、LinkedList、HashMap等都是線(xiàn)程非安全的類(lèi)

　　8、Java中如何獲取到線(xiàn)程dump文件

　　死循環(huán)、死鎖、阻塞、頁(yè)面打開(kāi)慢等問(wèn)題，打線(xiàn)程dump是最好的解決問(wèn)題的途徑。所謂線(xiàn)程dump也就是線(xiàn)程堆棧，獲取到線(xiàn)程堆棧有兩步：

　�。�1）獲取到線(xiàn)程的pid，可以通過(guò)使用jps命令，在Linux環(huán)境下還可以使用ps -ef | grep java

　�。�2）打印線(xiàn)程堆棧，可以通過(guò)使用jstack pid命令，在Linux環(huán)境下還可以使用kill -3 pid

　　另外提一點(diǎn)，Thread類(lèi)提供了一個(gè)getStackTrace()方法也可以用于獲取線(xiàn)程堆棧。這是一個(gè)實(shí)例方法，因此此方法是和具體線(xiàn)程實(shí)例綁定的，每次獲取獲取到的是具體某個(gè)線(xiàn)程當前運行的堆棧，

　　9、一個(gè)線(xiàn)程如果出現了運行時(shí)異常會(huì )怎么樣

　　如果這個(gè)異常沒(méi)有被捕獲的話(huà)，這個(gè)線(xiàn)程就停止執行了。另外重要的一點(diǎn)是：如果這個(gè)線(xiàn)程持有某個(gè)某個(gè)對象的監視器，那么這個(gè)對象監視器會(huì )被立即釋放

　　10、如何在兩個(gè)線(xiàn)程之間共享數據

　　通過(guò)在線(xiàn)程之間共享對象就可以了，然后通過(guò)wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll進(jìn)行喚起和等待，比方說(shuō)阻塞隊列BlockingQueue就是為線(xiàn)程之間共享數據而設計的

　　11、sleep方法和wait方法有什么區別

　　這個(gè)問(wèn)題常問(wèn)，sleep方法和wait方法都可以用來(lái)放棄CPU一定的時(shí)間，不同點(diǎn)在于如果線(xiàn)程持有某個(gè)對象的監視器，sleep方法不會(huì )放棄這個(gè)對象的監視器，wait方法會(huì )放棄這個(gè)對象的監視器

　　12、生產(chǎn)者消費者模型的作用是什么

　　這個(gè)問(wèn)題很理論，但是很重要：

　�。�1）通過(guò)平衡生產(chǎn)者的生產(chǎn)能力和消費者的消費能力來(lái)提升整個(gè)系統的運行效率，這是生產(chǎn)者消費者模型最重要的作用

　�。�2）解耦，這是生產(chǎn)者消費者模型附帶的作用，解耦意味著(zhù)生產(chǎn)者和消費者之間的聯(lián)系少，聯(lián)系越少越可以獨自發(fā)展而不需要收到相互的制約

　　13、ThreadLocal有什么用

　　簡(jiǎn)單說(shuō)ThreadLocal就是一種以空間換時(shí)間的做法，在每個(gè)Thread里面維護了一個(gè)以開(kāi)地址法實(shí)現的ThreadLocal.ThreadLocalMap，把數據進(jìn)行隔離，數據不共享，自然就沒(méi)有線(xiàn)程安全方面的問(wèn)題了

　　14、為什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步塊中被調用

　　這是JDK強制的，wait()方法和notify()/notifyAll()方法在調用前都必須先獲得對象的鎖

　　15、wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放棄對象監視器時(shí)有什么區別

　　wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放棄對象監視器的時(shí)候的區別在于：wait()方法立即釋放對象監視器，notify()/notifyAll()方法則會(huì )等待線(xiàn)程剩余代碼執行完畢才會(huì )放棄對象監視器。

　　16、為什么要使用線(xiàn)程池

　　避免頻繁地創(chuàng )建和銷(xiāo)毀線(xiàn)程，達到線(xiàn)程對象的重用。另外，使用線(xiàn)程池還可以根據項目靈活地控制并發(fā)的數目。

　　17、怎么檢測一個(gè)線(xiàn)程是否持有對象監視器

　　我也是在網(wǎng)上看到一道多線(xiàn)程面試題才知道有方法可以判斷某個(gè)線(xiàn)程是否持有對象監視器：Thread類(lèi)提供了一個(gè)holdsLock(Object obj)方法，當且僅當對象obj的監視器被某條線(xiàn)程持有的時(shí)候才會(huì )返回true，注意這是一個(gè)static方法，這意味著(zhù)"某條線(xiàn)程"指的是當前線(xiàn)程。

　　18、synchronized和ReentrantLock的區別

　　synchronized是和if、else、for、while一樣的關(guān)鍵字，ReentrantLock是類(lèi)，這是二者的本質(zhì)區別。既然ReentrantLock是類(lèi)，那么它就提供了比synchronized更多更靈活的特性，可以被繼承、可以有方法、可以有各種各樣的類(lèi)變量，ReentrantLock比synchronized的擴展性體現在幾點(diǎn)上：

　�。�1）ReentrantLock可以對獲取鎖的等待時(shí)間進(jìn)行設置，這樣就避免了死鎖

　�。�2）ReentrantLock可以獲取各種鎖的信息

　�。�3）ReentrantLock可以靈活地實(shí)現多路通知

　　另外，二者的鎖機制其實(shí)也是不一樣的。ReentrantLock底層調用的是Unsafe的park方法加鎖，synchronized操作的應該是對象頭中mark word，這點(diǎn)我不能確定。

　　19、ConcurrentHashMap的并發(fā)度是什么

　　ConcurrentHashMap的并發(fā)度就是segment的大小，默認為16，這意味著(zhù)最多同時(shí)可以有16條線(xiàn)程操作ConcurrentHashMap，這也是ConcurrentHashMap對Hashtable的最大優(yōu)勢，任何情況下，Hashtable能同時(shí)有兩條線(xiàn)程獲取Hashtable中的數據嗎？

　　20、ReadWriteLock是什么

　　首先明確一下，不是說(shuō)ReentrantLock不好，只是ReentrantLock某些時(shí)候有局限。如果使用ReentrantLock，可能本身是為了防止線(xiàn)程A在寫(xiě)數據、線(xiàn)程B在讀數據造成的數據不一致，但這樣，如果線(xiàn)程C在讀數據、線(xiàn)程D也在讀數據，讀數據是不會(huì )改變數據的，沒(méi)有必要加鎖，但是還是加鎖了，降低了程序的性能。

　　因為這個(gè)，才誕生了讀寫(xiě)鎖ReadWriteLock。ReadWriteLock是一個(gè)讀寫(xiě)鎖接口，ReentrantReadWriteLock是ReadWriteLock接口的一個(gè)具體實(shí)現，實(shí)現了讀寫(xiě)的分離，讀鎖是共享的，寫(xiě)鎖是獨占的，讀和讀之間不會(huì )互斥，讀和寫(xiě)、寫(xiě)和讀、寫(xiě)和寫(xiě)之間才會(huì )互斥，提升了讀寫(xiě)的性能。

　　21、FutureTask是什么

　　這個(gè)其實(shí)前面有提到過(guò)，FutureTask表示一個(gè)異步運算的任務(wù)。FutureTask里面可以傳入一個(gè)Callable的具體實(shí)現類(lèi)，可以對這個(gè)異步運算的任務(wù)的結果進(jìn)行等待獲取、判斷是否已經(jīng)完成、取消任務(wù)等操作。當然，由于FutureTask也是Runnable接口的實(shí)現類(lèi)，所以FutureTask也可以放入線(xiàn)程池中。

　　22、Linux環(huán)境下如何查找哪個(gè)線(xiàn)程使用CPU最長(cháng)

　　這是一個(gè)比較偏實(shí)踐的問(wèn)題，這種問(wèn)題我覺(jué)得挺有意義的�？梢赃@么做：

　�。�1）獲取項目的pid，jps或者ps -ef | grep java，這個(gè)前面有講過(guò)

　�。�2）top -H -p pid，順序不能改變

　　這樣就可以打印出當前的項目，每條線(xiàn)程占用CPU時(shí)間的百分比。注意這里打出的是LWP，也就是操作系統原生線(xiàn)程的線(xiàn)程號，我筆記本山?jīng)]有部署Linux環(huán)境下的Java工程，因此沒(méi)有辦法截圖演示，網(wǎng)友朋友們如果公司是使用Linux環(huán)境部署項目的話(huà)，可以嘗試一下。

　　使用"top -H -p pid"+"jps pid"可以很容易地找到某條占用CPU高的線(xiàn)程的線(xiàn)程堆棧，從而定位占用CPU高的原因，一般是因為不當的代碼操作導致了死循環(huán)。

　　最后提一點(diǎn)，"top -H -p pid"打出來(lái)的LWP是十進(jìn)制的，"jps pid"打出來(lái)的本地線(xiàn)程號是十六進(jìn)制的，轉換一下，就能定位到占用CPU高的線(xiàn)程的當前線(xiàn)程堆棧了。

　　23、Java編程寫(xiě)一個(gè)會(huì )導致死鎖的程序

　　第一次看到這個(gè)題目，覺(jué)得這是一個(gè)非常好的問(wèn)題。很多人都知道死鎖是怎么一回事兒：線(xiàn)程A和線(xiàn)程B相互等待對方持有的鎖導致程序無(wú)限死循環(huán)下去。當然也僅限于此了，問(wèn)一下怎么寫(xiě)一個(gè)死鎖的程序就不知道了，這種情況說(shuō)白了就是不懂什么是死鎖，懂一個(gè)理論就完事兒了，實(shí)踐中碰到死鎖的問(wèn)題基本上是看不出來(lái)的。

　　真正理解什么是死鎖，這個(gè)問(wèn)題其實(shí)不難，幾個(gè)步驟：

　�。�1）兩個(gè)線(xiàn)程里面分別持有兩個(gè)Object對象：lock1和lock2。這兩個(gè)lock作為同步代碼塊的鎖；

　�。�2）線(xiàn)程1的run()方法中同步代碼塊先獲取lock1的對象鎖，Thread.sleep(xxx)，時(shí)間不需要太多，50毫秒差不多了，然后接著(zhù)獲取lock2的對象鎖。這么做主要是為了防止線(xiàn)程1啟動(dòng)一下子就連續獲得了lock1和lock2兩個(gè)對象的對象鎖

　�。�3）線(xiàn)程2的run)(方法中同步代碼塊先獲取lock2的對象鎖，接著(zhù)獲取lock1的對象鎖，當然這時(shí)lock1的對象鎖已經(jīng)被線(xiàn)程1鎖持有，線(xiàn)程2肯定是要等待線(xiàn)程1釋放lock1的對象鎖的

　　這樣，線(xiàn)程1"睡覺(jué)"睡完，線(xiàn)程2已經(jīng)獲取了lock2的對象鎖了，線(xiàn)程1此時(shí)嘗試獲取lock2的對象鎖，便被阻塞，此時(shí)一個(gè)死鎖就形成了。代碼就不寫(xiě)了，占的篇幅有點(diǎn)多，Java多線(xiàn)程7：死鎖這篇文章里面有，就是上面步驟的代碼實(shí)現。

　　24、怎么喚醒一個(gè)阻塞的線(xiàn)程

　　如果線(xiàn)程是因為調用了wait()、sleep()或者join()方法而導致的阻塞，可以中斷線(xiàn)程，并且通過(guò)拋出InterruptedException來(lái)喚醒它；如果線(xiàn)程遇到了IO阻塞，無(wú)能為力，因為IO是操作系統實(shí)現的，Java代碼并沒(méi)有辦法直接接觸到操作系統。

　　25、不可變對象對多線(xiàn)程有什么幫助

　　前面有提到過(guò)的一個(gè)問(wèn)題，不可變對象保證了對象的內存可見(jiàn)性，對不可變對象的讀取不需要進(jìn)行額外的同步手段，提升了代碼執行效率。

　　26、什么是多線(xiàn)程的上下文切換

　　多線(xiàn)程的上下文切換是指CPU控制權由一個(gè)已經(jīng)正在運行的線(xiàn)程切換到另外一個(gè)就緒并等待獲取CPU執行權的線(xiàn)程的過(guò)程。

　　27、如果你提交任務(wù)時(shí)，線(xiàn)程池隊列已滿(mǎn)，這時(shí)會(huì )發(fā)生什么

　　如果你使用的LinkedBlockingQueue，也就是無(wú)界隊列的話(huà)，沒(méi)關(guān)系，繼續添加任務(wù)到阻塞隊列中等待執行，因為L(cháng)inkedBlockingQueue可以近乎認為是一個(gè)無(wú)窮大的隊列，可以無(wú)限存放任務(wù)；如果你使用的是有界隊列比方說(shuō)ArrayBlockingQueue的話(huà)，任務(wù)首先會(huì )被添加到ArrayBlockingQueue中，ArrayBlockingQueue滿(mǎn)了，則會(huì )使用拒絕策略RejectedExecutionHandler處理滿(mǎn)了的任務(wù)，默認是AbortPolicy。

　　28、Java中用到的線(xiàn)程調度算法是什么

　　搶占式。一個(gè)線(xiàn)程用完CPU之后，操作系統會(huì )根據線(xiàn)程優(yōu)先級、線(xiàn)程饑餓情況等數據算出一個(gè)總的優(yōu)先級并分配下一個(gè)時(shí)間片給某個(gè)線(xiàn)程執行。

　　29、Thread.sleep(0)的作用是什么

　　這個(gè)問(wèn)題和上面那個(gè)問(wèn)題是相關(guān)的，我就連在一起了。由于Java采用搶占式的線(xiàn)程調度算法，因此可能會(huì )出現某條線(xiàn)程常常獲取到CPU控制權的情況，為了讓某些優(yōu)先級比較低的線(xiàn)程也能獲取到CPU控制權，可以使用Thread.sleep(0)手動(dòng)觸發(fā)一次操作系統分配時(shí)間片的操作，這也是平衡CPU控制權的一種操作。

　　30、什么是自旋

　　很多synchronized里面的代碼只是一些很簡(jiǎn)單的代碼，執行時(shí)間非�？�，此時(shí)等待的線(xiàn)程都加鎖可能是一種不太值得的操作，因為線(xiàn)程阻塞涉及到用戶(hù)態(tài)和內核態(tài)切換的問(wèn)題。既然synchronized里面的代碼執行地非�？�，不妨讓等待鎖的線(xiàn)程不要被阻塞，而是在synchronized的邊界做忙循環(huán)，這就是自旋。如果做了多次忙循環(huán)發(fā)現還沒(méi)有獲得鎖，再阻塞，這樣可能是一種更好的策略。

　　31、什么是Java內存模型

　　Java內存模型定義了一種多線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)Java內存的規范。Java內存模型要完整講不是這里幾句話(huà)能說(shuō)清楚的，我簡(jiǎn)單總結一下

　　Java內存模型的幾部分內容：

　�。�1）Java內存模型將內存分為了主內存和工作內存。類(lèi)的狀態(tài)，也就是類(lèi)之間共享的變量，是存儲在主內存中的，每次Java線(xiàn)程用到這些主內存中的變量的時(shí)候，會(huì )讀一次主內存中的變量，并讓這些內存在自己的工作內存中有一份拷貝，運行自己線(xiàn)程代碼的時(shí)候，用到這些變量，操作的都是自己工作內存中的那一份。在線(xiàn)程代碼執行完畢之后，會(huì )將最新的值更新到主內存中去

　�。�2）定義了幾個(gè)原子操作，用于操作主內存和工作內存中的變量

　�。�3）定義了volatile變量的使用規則

　�。�4）happens-before，即先行發(fā)生原則，定義了操作A必然先行發(fā)生于操作B的一些規則，比如在同一個(gè)線(xiàn)程內控制流前面的代碼一定先行發(fā)生于控制流后面的代碼、一個(gè)釋放鎖unlock的動(dòng)作一定先行發(fā)生于后面對于同一個(gè)鎖進(jìn)行鎖定lock的動(dòng)作等等，只要符合這些規則，則不需要額外做同步措施，如果某段代碼不符合所有的happens-before規則，則這段代碼一定是線(xiàn)程非安全的

　　32、什么是CAS

　　CAS，全稱(chēng)為Compare and Set，即比較-設置。假設有三個(gè)操作數：內存值V、舊的預期值A、要修改的值B，當且僅當預期值A和內存值V相同時(shí)，才會(huì )將內存值修改為B并返回true，否則什么都不做并返回false。當然CAS一定要volatile變量配合，這樣才能保證每次拿到的變量是主內存中最新的那個(gè)值，否則舊的預期值A對某條線(xiàn)程來(lái)說(shuō)，永遠是一個(gè)不會(huì )變的值A，只要某次CAS操作失敗，永遠都不可能成功。

　　33、什么是樂(lè )觀(guān)鎖和悲觀(guān)鎖

　�。�1）樂(lè )觀(guān)鎖：就像它的名字一樣，對于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線(xiàn)程安全問(wèn)題持樂(lè )觀(guān)狀態(tài)，樂(lè )觀(guān)鎖認為競爭不總是會(huì )發(fā)生，因此它不需要持有鎖，將比較-設置這兩個(gè)動(dòng)作作為一個(gè)原子操作嘗試去修改內存中的變量，如果失敗則表示發(fā)生沖突，那么就應該有相應的重試邏輯。

　�。�2）悲觀(guān)鎖：還是像它的名字一樣，對于并發(fā)間操作產(chǎn)生的線(xiàn)程安全問(wèn)題持悲觀(guān)狀態(tài)，悲觀(guān)鎖認為競爭總是會(huì )發(fā)生，因此每次對某資源進(jìn)行操作時(shí)，都會(huì )持有一個(gè)獨占的鎖，就像synchronized，不管三七二十一，直接上了鎖就操作資源了。

　　34、什么是AQS

　　簡(jiǎn)單說(shuō)一下AQS，AQS全稱(chēng)為AbstractQueuedSychronizer，翻譯過(guò)來(lái)應該是抽象隊列同步器。

　　如果說(shuō)java.util.concurrent的基礎是CAS的話(huà)，那么AQS就是整個(gè)Java并發(fā)包的核心了，ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等等都用到了它。AQS實(shí)際上以雙向隊列的形式連接所有的Entry，比方說(shuō)ReentrantLock，所有等待的線(xiàn)程都被放在一個(gè)Entry中并連成雙向隊列，前面一個(gè)線(xiàn)程使用ReentrantLock好了，則雙向隊列實(shí)際上的第一個(gè)Entry開(kāi)始運行。

　　AQS定義了對雙向隊列所有的操作，而只開(kāi)放了tryLock和tryRelease方法給開(kāi)發(fā)者使用，開(kāi)發(fā)者可以根據自己的實(shí)現重寫(xiě)tryLock和tryRelease方法，以實(shí)現自己的并發(fā)功能。

　　35、單例模式的線(xiàn)程安全性

　　老生常談的問(wèn)題了，首先要說(shuō)的是單例模式的線(xiàn)程安全意味著(zhù)：某個(gè)類(lèi)的實(shí)例在多線(xiàn)程環(huán)境下只會(huì )被創(chuàng )建一次出來(lái)。單例模式有很多種的寫(xiě)法，我總結一下：

　�。�1）餓漢式單例模式的寫(xiě)法：線(xiàn)程安全

　�。�2）懶漢式單例模式的寫(xiě)法：非線(xiàn)程安全

　�。�3）雙檢鎖單例模式的寫(xiě)法：線(xiàn)程安全

　　36、Semaphore有什么作用

　　Semaphore就是一個(gè)信號量，它的作用是限制某段代碼塊的并發(fā)數。Semaphore有一個(gè)構造函數，可以傳入一個(gè)int型整數n，表示某段代碼最多只有n個(gè)線(xiàn)程可以訪(fǎng)問(wèn)，如果超出了n，那么請等待，等到某個(gè)線(xiàn)程執行完畢這段代碼塊，下一個(gè)線(xiàn)程再進(jìn)入。由此可以看出如果Semaphore構造函數中傳入的int型整數n=1，相當于變成了一個(gè)synchronized了。

　　37、Hashtable的size()方法中明明只有一條語(yǔ)句"return count"，為什么還要做同步？

　　這是我之前的一個(gè)困惑，不知道大家有沒(méi)有想過(guò)這個(gè)問(wèn)題。某個(gè)方法中如果有多條語(yǔ)句，并且都在操作同一個(gè)類(lèi)變量，那么在多線(xiàn)程環(huán)境下不加鎖，勢必會(huì )引發(fā)線(xiàn)程安全問(wèn)題，這很好理解，但是size()方法明明只有一條語(yǔ)句，為什么還要加鎖？

　　關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，在慢慢地工作、學(xué)習中，有了理解，主要原因有兩點(diǎn)：

　�。�1）同一時(shí)間只能有一條線(xiàn)程執行固定類(lèi)的同步方法，但是對于類(lèi)的非同步方法，可以多條線(xiàn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)。所以，這樣就有問(wèn)題了，可能線(xiàn)程A在執行Hashtable的put方法添加數據，線(xiàn)程B則可以正常調用size()方法讀取Hashtable中當前元素的個(gè)數，那讀取到的值可能不是最新的，可能線(xiàn)程A添加了完了數據，但是沒(méi)有對size++，線(xiàn)程B就已經(jīng)讀取size了，那么對于線(xiàn)程B來(lái)說(shuō)讀取到的size一定是不準確的。而給size()方法加了同步之后，意味著(zhù)線(xiàn)程B調用size()方法只有在線(xiàn)程A調用put方法完畢之后才可以調用，這樣就保證了線(xiàn)程安全性

　�。�2）CPU執行代碼，執行的不是Java代碼，這點(diǎn)很關(guān)鍵，一定得記住。Java代碼最終是被翻譯成匯編代碼執行的，匯編代碼才是真正可以和硬件電路交互的代碼。即使你看到Java代碼只有一行，甚至你看到Java代碼編譯之后生成的字節碼也只有一行，也不意味著(zhù)對于底層來(lái)說(shuō)這句語(yǔ)句的操作只有一個(gè)。一句"return count"假設被翻譯成了三句匯編語(yǔ)句執行，完全可能執行完第一句，線(xiàn)程就切換了。

　　38、線(xiàn)程類(lèi)的構造方法、靜態(tài)塊是被哪個(gè)線(xiàn)程調用的

　　這是一個(gè)非常刁鉆和狡猾的問(wèn)題。請記�。壕�(xiàn)程類(lèi)的構造方法、靜態(tài)塊是被new這個(gè)線(xiàn)程類(lèi)所在的線(xiàn)程所調用的，而run方法里面的代碼才是被線(xiàn)程自身所調用的。

　　如果說(shuō)上面的說(shuō)法讓你感到困惑，那么我舉個(gè)例子，假設Thread2中new了Thread1，main函數中new了Thread2，那么：

　�。�1）Thread2的構造方法、靜態(tài)塊是main線(xiàn)程調用的，Thread2的run()方法是Thread2自己調用的

　�。�2）Thread1的構造方法、靜態(tài)塊是Thread2調用的，Thread1的run()方法是Thread1自己調用的

　　39、同步方法和同步塊，哪個(gè)是更好的選擇

　　同步塊，這意味著(zhù)同步塊之外的代碼是異步執行的，這比同步整個(gè)方法更提升代碼的效率。請知道一條原則：同步的范圍越少

　　越好。

　　借著(zhù)這一條，我額外提一點(diǎn)，雖說(shuō)同步的范圍越少越好，但是在Java虛擬機中還是存在著(zhù)一種叫做鎖粗化的優(yōu)化方法，這種方法就是把同步范圍變大。這是有用的，比方說(shuō)StringBuffer，它是一個(gè)線(xiàn)程安全的類(lèi)，自然最常用的append()方法是一個(gè)同步方法，我們寫(xiě)代碼的時(shí)候會(huì )反復append字符串，這意味著(zhù)要進(jìn)行反復的加鎖->解鎖，這對性能不利，因為這意味著(zhù)Java虛擬機在這條線(xiàn)程上要反復地在內核態(tài)和用戶(hù)態(tài)之間進(jìn)行切換，因此Java虛擬機會(huì )將多次append方法調用的代碼進(jìn)行一個(gè)鎖粗化的操作，將多次的append的操作擴展到append方法的頭尾，變成一個(gè)大的同步塊，這樣就減少了加鎖-->解鎖的次數，有效地提升了代碼執行的效率。

　　40、高并發(fā)、任務(wù)執行時(shí)間短的業(yè)務(wù)怎樣使用線(xiàn)程池？并發(fā)不高、任務(wù)執行時(shí)間長(cháng)的業(yè)務(wù)怎樣使用線(xiàn)程池？并發(fā)高、業(yè)務(wù)執行時(shí)間長(cháng)的業(yè)務(wù)怎樣使用線(xiàn)程池？

　　這是我在并發(fā)編程網(wǎng)上看到的一個(gè)問(wèn)題，把這個(gè)問(wèn)題放在最后一個(gè)，希望每個(gè)人都能看到并且思考一下，因為這個(gè)問(wèn)題非常好、非常實(shí)際、非常專(zhuān)業(yè)。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，個(gè)人看法是：

　�。�1）高并發(fā)、任務(wù)執行時(shí)間短的業(yè)務(wù)，線(xiàn)程池線(xiàn)程數可以設置為CPU核數+1，減少線(xiàn)程上下文的切換

　�。�2）并發(fā)不高、任務(wù)執行時(shí)間長(cháng)的業(yè)務(wù)要區分開(kāi)看：

　　a）假如是業(yè)務(wù)時(shí)間長(cháng)集中在IO操作上，也就是IO密集型的任務(wù)，因為IO操作并不占用CPU，所以不要讓所有的CPU閑下來(lái)，可以加大線(xiàn)程池中的線(xiàn)程數目，讓CPU處理更多的業(yè)務(wù)

　　b）假如是業(yè)務(wù)時(shí)間長(cháng)集中在計算操作上，也就是計算密集型任務(wù)，這個(gè)就沒(méi)辦法了，和（1）一樣吧，線(xiàn)程池中的線(xiàn)程數設置得少一些，減少線(xiàn)程上下文的切換

　�。�3）并發(fā)高、業(yè)務(wù)執行時(shí)間長(cháng)，解決這種類(lèi)型任務(wù)的關(guān)鍵不在于線(xiàn)程池而在于整體架構的設計，看看這些業(yè)務(wù)里面某些數據是否能做緩存是第一步，增加服務(wù)器是第二步，至于線(xiàn)程池的設置，設置參考（2）。最后，業(yè)務(wù)執行時(shí)間長(cháng)的問(wèn)題，也可能需要分析一下，看看能不能使用中間件對任務(wù)進(jìn)行拆分和解耦。

　　Java線(xiàn)程阻塞(Blocked)的類(lèi)型:

　　調用sleep函數進(jìn)入睡眠狀態(tài)，Thread.sleep(1000)或者TimeUnit.SECONDS.sleep(1)，sleep不會(huì )釋放鎖。

　　等待(wait)某個(gè)事件，分為兩種，(wait,notify,notifyAll)，(await, signal,signalAll) ，后面會(huì )詳細介紹。wait和await會(huì )釋放鎖，且必須在獲取到鎖的環(huán)境才能調用。

　　等待鎖，synchronized和lock環(huán)境中，鎖已經(jīng)被別的線(xiàn)程拿走，等待獲取鎖。

　　IO阻塞(Blocked)，比如網(wǎng)絡(luò )等待，文件打開(kāi)，控制臺讀取。System.in.read()。

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