java--并发

1.java的线程状态

new 新建：普通的类，还没有和真正的线程关联起来，调用start()之后才会和真正的线程关联起来
RUNNABLE：获取锁之后发现条件不满足，释放锁，进入WAITING等待，会被其他线程唤醒

（1）sleep wait的区别和联系

共同点：wait() wait(long) sleep(long) 的效果都是让当前线程暂时放弃CPU的使用权，进入阻塞状态

方法归属不同：sleep(long) 是Thread的静态方法
            wait() wait(long) 都是Object的成员方法，每个对象都有

醒来时机不同：执行 wait(long) sleep(long) 的线程都会在等待相应毫秒后醒来
            wait() wait(long) 还可以被notify唤醒，wait()如果不唤醒就一直等下去
            它们都可以被打断唤醒
       
锁特性不同：wait方法的调用必须先获取wait对象的锁，而sleep则无此限制
          wait方法执行后会释放对象锁，允许其他线程获得该对象锁
          而sleep如果在synchronized代码块中执行，并不会释放对象锁

2.线程池的核心参数

corePoolSize：核心线程数目，最多保留的线程数，可以为0
maximumPoolSize：最大线程数目，核心线程+救急线程
keepAliveTime：生存时间，针对救急线程
unit：时间单位，针对救急线程
workQueue：阻塞队列，当核心线程都在使用时，有新任务来了会加入阻塞队列，等核心线程空闲时从阻塞队列中取出执行；当
阻塞队列满了，就会调用救急线程执行任务
handler：拒绝策略，当阻塞队列满了并且线程数达到最大线程数目会使用拒绝策略

3.lock 和 synchronized

（1）语法层面

synchronized是关键字，源码在JVM中，用C++实现的
lock是接口，源码由JDK提供，用java语言实现的
使用synchronized时，退出同步代码块锁会自动释放；而使用lock时，需要手动调用unlock方法释放锁

（2）功能层面

二者均属于悲观锁，都具备基本的互斥、同步、锁重入功能
lock提供了许多synchronized不具备的功能，例如获取等待状态、公平锁、可打断、可超时、多条件变量
lock有适合不同场景的实现，如ReentrantLock,ReentrantReadWriteLock

（3）性能层面

在没有竞争时，synchronized做了很多优化，如偏向锁、轻量级锁，性能较好
在竞争激烈时，lock的实现通常会提供更好的性能

4.volatile能否保证线程安全

线程安全要考虑三个方面：可见性、有序性、原子性
可见性：一个线程对共享变量修改，另一个线程能看到最新的结果
有序性：一个线程内代码按编写的顺序执行
原子性：一个线程内多行代码以一个整体运行，期间不能有其他线程代码插队

volatile能够保证可见性与有序性，不能保证原子性

（1）可见性–不可见的原因

JVM中有一个JIT，会将一些热点的(频繁在内存调用的变量)字节码的机器码缓存起来，这样就会导致某个线程访问到的变量的值一直
都是之前某个时间点访问到的变量的值。这样就会导致即使其他线程已经修改了这个变量，他也不会读取到被修改的变量，这就造成了
不可见。

而如果使用volatile修饰后，JIT就不会去修改这个变量的值了

（2）有序性

有序性的检测需要大量数据进行压力测试
内存屏障：写变量时：保证屏障上边的数据不能在屏障下方再写，所以此时需要把加了volatile的变量放在下边执行
        读变量时：保证屏障下边的数据不能在屏障上方读取，所以此时需要把加了volatile的变量放在上边执行

5.java中的悲观锁和乐观锁

（1）悲观锁

悲观锁的代表是lock 和 synchronized
（1）核心思想是：线程只有占有了锁，才能去操作共享变量，每次只有一个线程占锁成功，获取锁失败的线程都需要停下来等待
（2）线程从运行到阻塞、再从阻塞到唤醒，涉及线程上下文切换，如果频繁发生，影响性能
（3）实际上，线程在获取lock 和 synchronized锁时，如果锁已被占用，都会做几次重试操作，减少阻塞的机会

（2）乐观锁

乐观锁的代表是AtomicInteger，使用 CAS 来保证原子性
（1）核心思想是：无需加锁，每次只有一个线程能成功修改共享变量，其它失败的线程不需要停止，不断重试直至成功
（2）由于线程一直运行，不需要阻塞，因此不涉及线程上下文切换
（3）需要多核CPU支持，且线程数不应超过CPU核数

使用CAS时需要配合volatile一起使用

6.Hashtable和ConcurrentHashMap

Hashtable和ConcurrentHashMap都是线程安全的Map集合

（1）Hashtable并发度低，整个Hashtable对应一把锁，同一时刻，只能有一个线程操作他

（2）JDK1.8之前ConcurrentHashMap使用了Segment+数组+链表的结构，每个Segment对应一把锁，如果多个线程访问不同的
Segment,则不会冲突
JDK1.8之后ConcurrentHashMap将数组的每个头节点作为锁，如果多个线程访问的头节点不同，则不会冲突

7.对ThreadLocal

ThreadLocal可以实现资源对象的线程隔离，让每个线程各用各的资源对象，避免争用引发的线程安全问题。
ThreadLocal同时实现了线程内的资源共享

原理：每个线程内有一个ThreadLocalMap类型的成员变量，用来存储资源对象
（1）调用set方法，就是以ThreadLocal自己作为key，资源对象作为value，方法当线程的ThreadLocalMap集合中
（2）调用get方法，就是以ThreadLocal自己作为Key，到当前线程中查找关联的资源值
（3）调用remove方法，就是以ThreadLocal自己作为key，移除当前线程关联的资源值

为什么ThreadLocalMap中的key(即ThreadLocal)要设计为弱引用：
（1）Thread可能需要长时间运行(如线程池中的线程)。如果key不再使用，需要在内存不足(GC)时释放其占用的内存
（2）但GC仅是让key的内存释放，后续还要根据key是否为null来进一步释放值的内存，释放时机有：
      获取key发现null key(ThreadLocalMap与其他Map集合不同，他发现要获取的ke为null时会把这个key加进去)
      set key时，会使用启发式扫描，清除临近null key，启发次数与元素个数，是否发现null key有关
      remove时(推荐)，因为一般使用ThreadLocal时都把它作为静态变量，因此GC无法回收