Java基础2：Java异常+并发（搬砖整理，侵权删文）

Java基础2：Java异常+并发（搬砖整理，侵权删文）

七、常用API

1、Spring相关

1、字符型常量和字符串常量的区别

​ 1、形式上：字符型常量是单引号引起一个字符，字符串常量是双引号引起的若干个字符

​ 2、含以上：字符型常量相当于一个整型值（ASCⅡ值），可以参加表达式运算；字符串常量代表一个地址值（该字符串在内存中的存放位置）

​ 3、占内存大小：字符常量只占一个字节；字符串常量占若干个字节（至少一个字符结束标志）

2、字符串常量池

​ 字符串常量池位于堆中，专门用来存储字符串常量，可以提高内存的使用率，避免开辟多块空间存储相同的字符串，在创建字符串时JVM会首先检查字符串常量池，如果该字符串已经存在池中，则返回它的引用，如果不在，则实例化一个字符串放到池中，并返回其引用。

3、String的特性

1、不变性：String是只读字符串，是一个典型的immutable对象，对他进行任何操作，其实都是创建一个新对象，再把引用指向该对象。不变模式的主要作用在于当一个对象需要被多线程共享并频繁访问时，可以保证数据得一致性。（这里说的不可变是指原来的String内若不变，但是引用是可以变化的。通过反射也可以改变所谓的”不可变对象“：用反射可以访问私有成员，然后反射出String对象中的value属性，进而通过获得的value引用改变数组的结构。）

String str = "Hello";
str = str + " World";
System.out.println("str=" + str);

str=Hello World

// 创建字符串"Hello World"， 并赋给引用s
String s = "Hello World";

System.out.println("s = " + s); // Hello World

// 获取String类中的value字段
Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value");

// 改变value属性的访问权限
valueFieldOfString.setAccessible(true);

// 获取s对象上的value属性的值
char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s);

// 改变value所引用的数组中的第5个字符
value[5] = '_';

System.out.println("s = " + s); // Hello_World

s = Hello World
s = Hello_World

2、常量池优化：String对象创建之后，会在字符串常量池中囧型缓存，如果下次创建同样的对象时，会直接返回缓存的引用。

3、final：使用final来定义String类，表示String类不能被继承，提高了系统的安全性。

4、String str="i"与 String str=new String(“i”)一样吗？

​ 不一样，因为内存的分配方式不一样。String str="i"的方式，java 虚拟机会将其分配到常量池中；而 String str=new String(“i”) 则会被分到堆内存中。

​ String s = new String(“xyz”);创建了两个对象，一个在字符串常量池”xyz“，另一个是new创建在堆区上的对象。

5、字符串反转

​ 使用StringBuilder或者StringBuffer的reverse()方法。

// StringBuffer reverse
StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
stringBuffer. append("abcdefg");
System. out. println(stringBuffer. reverse()); // gfedcba
// StringBuilder reverse
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder. append("abcdefg");
System. out. println(stringBuilder. reverse()); // gfedcba

6、String常用的方法

indexOf()返回指定字符的索引

charAt()返回指定索引处的字符

replace()字符串替换

trim()去除字符串两端的空白

split()分割字符串，返回一个分割后的字符串数组

getBytes()返回字符串debyte类型数组

length()返回字符串长度

toLowerCase()将字符串转换为小写字母

toUpperCase()将字符串转换为大写字母

substring()截取支付穿

equals()字符串比较

7、在使用HashMap的时候，用String做key有什么好处？

​ HashMap内部实现是通过key的hashcode来确定value的存储位置，因为字符串是不可变的，所以当创建字符串时，它的hashcode被缓存下来，不需要再次计算，所以相比于其他对象更快。

8、String和StringBuffer、StringBuilder的区别

1、可变性

​ String类中使用字符数组保存字符串，private final char value[]，所以String对象是不可变的。StringBuffer和StringBuilder都继承自AbstractStringBuilder类，在这个类中也是使用字符数组保存字符串char[] value,这两种对象都是可变的。

2、线程安全性

​ String中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。AbstractStringBuilder是StringBuffer与StringBuilder的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等公共方法。StringBuffer对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。StringBuilder并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。

3、性能

​ 每次对S听类型进行该拜年的时候，都会生成一个性的String对象，然后将指针指向新的String对象。StringBuffer与StringBuilder每次都会对StringBuffer对象本身进行操作，而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用StringBuilder每次都会比使用StringBuffer获得10%-15%左右的性能提升，但却有多线程不安全的风险

4、总结

​ 操作少量数据用String，单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据用StringBuilder，多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据用StringBuffer。

2、Data相关

3、包装类相关

1、自动装箱和拆箱

​ 装箱：将基本类型用它们对应的引用类型包装起来

​ 拆箱：将包装类型转换为基本数据类型

2、int和integer的区别

​ Java是一个几乎纯面向对象的语言，但是为了编程的方便还是引入了基本数据类型，但是为了能够将这些基本数据类型当作对象操作，Java为每一个基本数据类型都引入了对应的包装类型（wrapper class），int的包装类型就是integer，从Java5开始引入自动装箱和拆箱机制，使得二者可以相互转换。

​ Java为每一个原始类型提供包装类型：

​ 原始类型：boolean,char,byte,short,int,long,float,double.

​ 包装类型：Boolean,Character,Byte,Short,Integer,Float,Double.

3、Integer a = 127与Integer b = 127相等吗

​ 对于对象引用类型：==比较的是对象的内存地址，对于基本数据类型：==比较的是值。

​ 如果整型字面量在-128到127之间，那么自动装箱时不会new新的Integer对象，而是直接引用常量池中的Integer对象，故a==b；超过范围则返回false。

public static void main(String[] args) {
    Integer a = new Integer(3);
    Integer b = 3;  // 将3自动装箱成Integer类型
    int c = 3;
    System.out.println(a == b); // false 两个引用没有引用同一对象
    System.out.println(a == c); // true a自动拆箱成int类型再和c比较
    System.out.println(b == c); // true

    Integer a1 = 128;
    Integer b1 = 128;
    System.out.println(a1 == b1); // false

    Integer a2 = 127;
    Integer b2 = 127;
    System.out.println(a2 == b2); // true
}

八、Java异常

https://thinkwon.blog.csdn.net/article/details/104390689

1、异常架构与异常关键字

1、Java异常简介

​ Java异常是Java提供的一种识别及响应错误的一致性机制。Java异常机制可以使程序中异常处理代码和正常业务代码分离，保证程序代码更加优雅，并提高程序的健壮性。在有效使用异常的情况下异常能清晰的回答what, where, why这3个问题：异常类型回答了“什么”被抛出，异常堆栈跟踪回答了“在哪”抛出，异常信息回答了“为什么”会抛出。

2、Java异常架构

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1、Throwable

​ Throwable 是 Java 语言中所有错误与异常的超类。Throwable 包含两个子类：Error（错误）和 Exception（异常），它们通常用于指示发生了异常情况。Throwable 包含了其线程创建时线程执行堆栈的快照，它提供了 printStackTrace() 等接口用于获取堆栈跟踪数据等信息。

2、ERROR

定义：Error 类及其子类。程序中无法处理的错误，表示运行应用程序中出现了严重的错误。

特点：此类错误一般表示代码运行时 JVM 出现问题。通常有 Virtual MachineError（虚拟机运行错误）、NoClassDefFoundError（类定义错误）等。比如 OutOfMemoryError：内存不足错误；StackOverflowError：栈溢出错误。此类错误发生时，JVM 将终止线程。

这些错误是不受检异常，非代码性错误。因此，当此类错误发生时，应用程序不应该去处理此类错误。按照Java惯例，我们是不应该实现任何新的Error子类的！

3、Exception

​ 程序本身可以捕获并且可以处理的异常。Exception 这种异常又分为两类：运行时异常和编译时异常.

运行时异常
定义：RuntimeException 类及其子类，表示 JVM 在运行期间可能出现的异常。

特点：Java 编译器不会检查它。也就是说，当程序中可能出现这类异常时，倘若既"没有通过throws声明抛出它"，也"没有用try-catch语句捕获它"，还是会编译通过。比如NullPointerException空指针异常、ArrayIndexOutBoundException数组下标越界异常、ClassCastException类型转换异常、ArithmeticExecption算术异常。此类异常属于不受检异常，一般是由程序逻辑错误引起的，在程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。虽然 Java 编译器不会检查运行时异常，但是我们也可以通过 throws 进行声明抛出，也可以通过 try-catch 对它进行捕获处理。如果产生运行时异常，则需要通过修改代码来进行避免。例如，若会发生除数为零的情况，则需要通过代码避免该情况的发生！

RuntimeException 异常会由 Java 虚拟机自动抛出并自动捕获（就算我们没写异常捕获语句运行时也会抛出错误！！），此类异常的出现绝大数情况是代码本身有问题应该从逻辑上去解决并改进代码。

编译时异常
定义: Exception 中除 RuntimeException 及其子类之外的异常。

特点: Java 编译器会检查它。如果程序中出现此类异常，比如 ClassNotFoundException（没有找到指定的类异常），IOException（IO流异常），要么通过throws进行声明抛出，要么通过try-catch进行捕获处理，否则不能通过编译。在程序中，通常不会自定义该类异常，而是直接使用系统提供的异常类。该异常我们必须手动在代码里添加捕获语句来处理该异常。

4、受检异常与非受检异常

​ Java 的所有异常可以分为受检异常（checked exception）和非受检异常（unchecked exception）。

受检异常
编译器要求必须处理的异常。正确的程序在运行过程中，经常容易出现的、符合预期的异常情况。一旦发生此类异常，就必须采用某种方式进行处理。除 RuntimeException 及其子类外，其他的 Exception 异常都属于受检异常。编译器会检查此类异常，也就是说当编译器检查到应用中的某处可能会此类异常时，将会提示你处理本异常——要么使用try-catch捕获，要么使用方法签名中用 throws 关键字抛出，否则编译不通过。

非受检异常
编译器不会进行检查并且不要求必须处理的异常，也就说当程序中出现此类异常时，即使我们没有try-catch捕获它，也没有使用throws抛出该异常，编译也会正常通过。该类异常包括运行时异常（RuntimeException极其子类）和错误（Error）。

3、Java异常关键字

• try – 用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。
• catch – 用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。
• finally – finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的物力资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块，执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止。
• throw – 用于抛出异常。
• throws – 用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常。

2、Java异常处理

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uiuNrlfX-1626232307539)(C:\Users\四叔\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210703220033503.png)]

​ Java通过面向对象的方法进行异常处理，一旦方法抛出异常，系统自动根据该异常对象寻找合适异常的处理器来处理该异常，把各类不同的异常进行分类，并提供良好的接口。在Java中，每一个异常都是一个对象，他是Throwable类或其子类的实例。当一个方法出现异常后便抛出一个异常对象，该对象中包含异常信息，调用这个对象的方法可以捕获到这个异常并可以对其进行处理。Java的异常处理是通过5个关键字来实现的：try catch throw throws finally。在Java中异常的处理机制分为声明异常和捕获异常。

1、声明异常

​ 通常，应该捕获那些知道如何处理的异常，降不知道如何处理的异常继续传递下去。传递一场可以再方法签名处使用throws关键字生命可能会抛出的异常。

​ 注意：非检查异常（Error、RuntimeException或他们的子类）不可使用throws关键字来生命要跑出的异常；一个方法出现编译时异常，就需要try-catch/throws处理，否则会导致编译错误。

2、抛出异常

​ 如果你觉得解决不了某些异常问题，且不需要调用者处理，就可以抛出异常。throw关键字的作用是在方法内部抛出一个Throwable类型的异常。任何Java代码都可以通过throw语句抛出异常。

3、捕获异常

​ 程序通常在运行之前不会报错，但是运行后可能会出现某些未知的错误，但是还不想直接抛出到上级，那么就要通过try-catch的形式进行异常捕获，之后根据不同的异常情况来进行相应的处理。

4、如何选择异常类型

5、常见异常处理方式

1、直接抛出异常

​ 通常，应该捕获那些知道如何处理的异常，将不知道如何处理的异常继续传递下去。传递异常可以再方法签名处使用throws关键字声明可能会抛出的异常。

private static void readFile(String filePath) throws IOException {
    File file = new File(filePath);
    String result;
    BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file));
    while((result = reader.readLine())!=null) {
        System.out.println(result);
    }
    reader.close();

2、封装异常再抛出

​ 有时候我们会从catch中抛出一个异常，目的是为了改变异常的类型。多用于在多系统集成时，当某个子系统故障，异常类型可能有多种，可以用统一的异常类型向外暴露，不需要暴露太多的内部异常细节。

private static void readFile(String filePath) throws MyException {    
    try {
        // code
    } catch (IOException e) {
        MyException ex = new MyException("read file failed.");
        ex.initCause(e);
        throw ex;
    }
}

3、捕获异常

​ 在一个try-catch语句块中可以捕获多个异常类型，并对不同类型的异常做出不同的处理，用catch也可以捕获多种类型异常，用|隔开。

private static void readFile(String filePath) {
    try {
        // code
    } catch (FileNotFoundException e) {
        // handle FileNotFoundException
    } catch (IOException e){
        // handle IOException
    }
}

private static void readFile(String filePath) {
    try {
        // code
    } catch (FileNotFoundException | UnknownHostException e) {
        // handle FileNotFoundException or UnknownHostException
    } catch (IOException e){
        // handle IOException
    }
}

4、自定义异常

​ 习惯上，定义一个异常类应包含两个构造函数，一个无参构造和一个带有详细构造信息的构造函数（Throwable的toString方法会打印这些详细信息，调试的时候很有用）。

public class MyException extends Exception {
    public MyException(){ }
    public MyException(String msg){
        super(msg);
    }
    // ...
}

5、try-catch-finally

​ 当方法发生异常，异常处之后的代码不会再执行，如果之前获取一些本地资源需要释放，则需要在方法正常结束时和catch语句中都调用释放本地资源的代码，显得代码比较繁琐，finally语句可以解决这个问题。

private static void readFile(String filePath) throws MyException {
    File file = new File(filePath);
    String result;
    BufferedReader reader = null;
    try {
        reader = new BufferedReader(new FileReader(file));
        while((result = reader.readLine())!=null) {
            System.out.println(result);
        }
    } catch (IOException e) {
        System.out.println("readFile method catch block.");
        MyException ex = new MyException("read file failed.");
        ex.initCause(e);
        throw ex;
    } finally {
        System.out.println("readFile method finally block.");
        if (null != reader) {
            try {
                reader.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

​ 当调用该方法时，读取文件时1若发生异常，代码会进入catch代码块，之后进入finally代码块；若读取文件时未发生异常，则会跳过catch代码块直接进入finally代码块。所以无论代码中是否发生异常，finally中的代码都会执行。同时注意，即使catch中包含return语句，finally子句依然会执行，若finally中夜班含return语句，finally中的return会覆盖前面的return。

6、try-catch-resource

​ Java7中提供了更优雅的方式来实现资源的自动释放，自动释放的资源主要是实现了AutoCloseable接口的类。

private  static void tryWithResourceTest(){
    try (Scanner scanner = new Scanner(new FileInputStream("c:/abc"),"UTF-8")){
        // code
    } catch (IOException e){
        // handle exception
    }
}

​ try代码块退出时，会自动调用scanner.close方法，和把scanner.close方法放在代码块中不同的是，若scanner.close抛出异常，则会被抑制，抛出的仍然是原始的异常。被抑制的异常会由addSusppressed方法添加到原来的异常，如果想要获取1被抑制的异常列表可以调用getSuppressed方法来获取。

3、常见的异常面试题

1、Error和Exception区别是什么

​ Error类型的错误通常为虚拟机相关错误，如系统崩溃、内存不足、堆栈溢出等，编译器不会对这类错误进行检查，Java应用程序也不会对应这类问题进行捕获，一旦这类错误发生，通常应用程序会被终止，仅靠程序本身无法恢复。

​ Exception类的错误是可以在应用程序中进行捕获并处理的，通常是遇到这种错误，对应其进行处理，使应用程序可以继续正常运行。

2、运行时异常和一般异常（受检异常）区别是什么

​ 运行时异常包括RuntimeException类及其子类，表示JVM在运行期间可能出现异常。Java编译器不会检查运行时异常。

​ 受检异常是Exception中除了运行时异常及其子类之外的异常。Java编译器会检查受检异常。

​ 二者的区别：是否强制要求调用者必须处理此异常，如果强制要求调用者必须进行处理，那么就使用受检异常，否则就选择非受检异常（运行时异常）。一般来讲，如果没有特殊的要求，我们建议使用运行时异常。

3、JVM是如何处理异常的

​ 在一个方法中如果发生异常，这个方法会创建一个异常对象，并转交给JVM，该对象包含异常名称，异常描述以及异常发生时应用程序的状态。创建异常对象并转交给JVM的过程叫做抛出异常。可能有一系列的方法调用，最终才进入抛出异常的方法，这一系列方法调用的有序列表叫做调用栈。

​ JVM会顺着调用栈去查找看是否有可以处理异常的代码，如果有则调用异常处理代码。当JVM发现可以处理异常的代码时，会把发生的异常传递给它。如果JVM没有找到可以处理异常的代码块，JVM就会将该异常转交给默认的异常处理器（JVM的一部分），默认异常处理器打印出异常信息并终止应用程序。

4、throw与throws的区别是什么

​ Java的异常处理包括捕获异常和处理异常之外，还包括声明异常和抛出异常，可以通过throws关键字在方法上声明该方法要抛出的异常，或者在方法内部通过throw抛出异常对象。

​ 在使用上的区别如下：

​ 1、throw关键字用在方法内部，只能用于抛出一种异常，用来抛出方法或代码块中的异常，受查异常和非受查异常都可以被抛出。

​ 2、throws关键字用在方法声明上，可以抛出多个异常，用来表示该方法可能抛出的异常列表。一个方法用throws标识了可能抛出的异常列表，调用该方法的方法中必须包含可以处理异常的代码，否则也要在方法签名中用throws关键字声明异常。

5、final、finally、finalize有什么区别

​ final可以修饰类、方法、变量，修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。

​ finally一般作用在try-catch代码块中，在处理异常的时候，通常将一定要执行的代码放在finally代码块中，不管是否出现异常，该代码块都会执行，一般来存放一些关闭资源的代码。

​ finalize是一个方法，属于Object类的一个方法，而Object类是所有类的父类，Java中允许使用finalize方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。

6、NoClassDefFoundError和ClassNotFoundException区别

​ NoClassDefError是一个Error类型的异常，是由JVM引起的，不应该尝试捕获这个异常。引起该异常的原因是JVM或ClassLoader尝试加载某类时在内存中找不到该类的定义，该动作发生在运行期间，即编译时该类存在但是运行时却找不到了，可能是编译后被删除了等其他原因。

​ ClassNotFoundException是一个受检异常，需要显式的使用try-catch对其进行捕获和处理，或在方法签名中用throws关键字进行声明。当使用Class.forName ClassLoader.loadClass ClassLoader.findSystemClass动态加载类到内存中的时候，通过传入的类路径参数没有找到该类，就会抛出异常；另一种抛出该异常的原因是某个类已经由一个类加载器加载至内存中，另一个加载器又尝试加载他。

7、try-catch中哪部分可以省略

​ catch可以省略。

​ 更严格的说法是try只适合处理运行时异常，try-catch适合处理运行时异常和普通异常。也就是说只用try去处理普通异常却不加以catch处理，编译是通不过的，因为编译器硬性规定普通异常如果选择捕获，则必须用catch显式声明以便进一步处理。而运行时异常在编译时没有如此规定，所以可以省略catch。

​ 理论上，编译器看任何代码都不顺眼，都觉得可能有潜在的问题，所以你即使对所有代码加上try，代码在运行期时也只不过是在正常运行的基础上加一层皮。但是你一旦对一段代码加上try，就等于显示地承诺编译器，对这段代码可能抛出的异常进行捕获而非向上抛出处理。如果是普通异常，编译器要求必须用catch捕获以便进一步处理；如果运行时异常，捕获然后丢弃并且+finally扫尾处理，或者加上catch捕获以便进一步处理。

​ 至于加上finally，则是在不管有没捕获异常，都要进行的“扫尾”处理。

8、try-catch-finally 中，如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？

​ 会执行。注意：在 finally 中改变返回值的做法是不好的，因为如果存在 finally 代码块，try中的 return 语句不会立马返回调用者，而是记录下返回值待 finally 代码块执行完毕之后再向调用者返回其值，然后如果在 finally 中修改了返回值，就会返回修改后的值。显然，在 finally 中返回或者修改返回值会对程序造成很大的困扰，C#中直接用编译错误的方式来阻止程序员干这种龌龊的事情，Java 中也可以通过提升编译器的语法检查级别来产生警告或错误。

9、常见的运行时异常

1、ClassCastException类转换异常

2、IndexOutOfBoundsException数组越界

3、NullPointerException空指针

4、ArrayStoreException数组存储异常，操作数组时类型不一致

5、IO操作的BufferOverflowException异常

10、Java中常见的异常

java.lang.IllegalAccessError：违法访问错误。当一个应用试图访问、修改某个类的域（Field）或者调用其方法，但是又违反域或方法的可见性声明，则抛出该异常。

java.lang.InstantiationError：实例化错误。当一个应用试图通过Java的new操作符构造一个抽象类或者接口时抛出该异常.

java.lang.OutOfMemoryError：内存不足错误。当可用内存不足以让Java虚拟机分配给一个对象时抛出该错误。

java.lang.StackOverflowError：堆栈溢出错误。当一个应用递归调用的层次太深而导致堆栈溢出或者陷入死循环时抛出该错误。

java.lang.ClassCastException：类造型异常。假设有类A和B（A不是B的父类或子类），O是A的实例，那么当强制将O构造为类B的实例时抛出该异常。该异常经常被称为强制类型转换异常。

java.lang.ClassNotFoundException：找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类，而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时，抛出该异常。

java.lang.ArithmeticException：算术条件异常。譬如：整数除零等。

java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException：数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。

java.lang.IndexOutOfBoundsException：索引越界异常。当访问某个序列的索引值小于0或大于等于序列大小时，抛出该异常。

java.lang.InstantiationException：实例化异常。当试图通过newInstance()方法创建某个类的实例，而该类是一个抽象类或接口时，抛出该异常。

java.lang.NoSuchFieldException：属性不存在异常。当访问某个类的不存在的属性时抛出该异常。

java.lang.NoSuchMethodException：方法不存在异常。当访问某个类的不存在的方法时抛出该异常。

java.lang.NullPointerException：空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时，抛出该异常。譬如：调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等。

java.lang.NumberFormatException：数字格式异常。当试图将一个String转换为指定的数字类型，而该字符串确不满足数字类型要求的格式时，抛出该异常。

java.lang.StringIndexOutOfBoundsException：字符串索引越界异常。当使用索引值访问某个字符串中的字符，而该索引值小于0或大于等于序列大小时，抛出该异常。

4、异常处理最佳实战

​ 在 Java 中处理异常并不是一个简单的事情。不仅仅初学者很难理解，即使一些有经验的开发者也需要花费很多时间来思考如何处理异常，包括需要处理哪些异常，怎样处理等等。这也是绝大多数开发团队都会制定一些规则来规范进行异常处理的原因。而团队之间的这些规范往往是截然不同的。

1、 在 finally 块中清理资源或者使用 try-with-resource 语句

​ 当使用类似InputStream这种需要使用后关闭的资源时，一个常见的错误时再try块的最后关闭资源。

public void doNotCloseResourceInTry() {
    FileInputStream inputStream = null;
    try {
        File file = new File("./tmp.txt");
        inputStream = new FileInputStream(file);
        // use the inputStream to read a file
        // do NOT do this
        inputStream.close();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        log.error(e);
    } catch (IOException e) {
        log.error(e);
    }
}

​ 问题就是，只有没有异常抛出的时候这段代码才可以正常工作。try代码块内代码正常执行，并且资源可以正常关闭。但是，使用try代码块是有原因的，一般调用一个或多个可能抛出异常的方法，而且自己也可能会抛出一个异常，这意味着代码可能不会执行到try代码块的最后部分。结果就是，你并没有关闭资源。所以应该把清理工作的代码方法finally里去，或者使用try-catch-resource特性。

1.1使用finally代码块

​ 与前面几行 try 代码块不同，finally 代码块总是会被执行。不管 try 代码块成功执行之后还是你在 catch 代码块中处理完异常后都会执行。因此，你可以确保你清理了所有打开的资源。

public void closeResourceInFinally() {
    FileInputStream inputStream = null;
    try {
        File file = new File("./tmp.txt");
        inputStream = new FileInputStream(file);
        // use the inputStream to read a file
    } catch (FileNotFoundException e) {
        log.error(e);
    } finally {
        if (inputStream != null) {
            try {
                inputStream.close();
            } catch (IOException e) {
                log.error(e);
            }
        }
    }
}

1.2Java7的try-catch-resource语法

​ 如果资源实现了AutoCloseable接口，你可以使用这个语法。大多数的Java标准资源都继承了这个接口。当你在try子句中打开资源，资源会在try代码块自行结束或异常处理后自动关闭。

public void automaticallyCloseResource() {
    File file = new File("./tmp.txt");
    try (FileInputStream inputStream = new FileInputStream(file);) {
        // use the inputStream to read a file
    } catch (FileNotFoundException e) {
        log.error(e);
    } catch (IOException e) {
        log.error(e);
    }
}

2、优先明确的异常

​ 抛出的异常越明确越好，因此需要保证提供更多的信息，这样API更容易被理解，方法的调用者能能够更好的处理异常并且避免额外的检查。

​ 因此，总是尝试寻找最适合你的异常事件的类，例如，抛出一个 NumberFormatException 来替换一个 IllegalArgumentException 。避免抛出一个不明确的异常。

3、对异常进行文档说明

​ 当在方法上声明抛出异常时，也需要进行文档说明。目的是为了给调用者提供更多的信息，从而可以更好地避免或处理异常。

​ 在Javadoc添加@throws声明，并描述抛出异常的场景。

4、使用描述性消息抛出异常

​ 在抛出异常时，需要尽可能精确的描述问题和相关信息，这样无论是打印到日志还是在监控工具中，都能够更容易被人阅读，从而可以更好地定位具体错误信息、错误的严重性等。

​ 如果抛出一个特定的异常，他的类名很可能已经描述了这种错误。所以，不需要提供额外的信息。一个很好的例子是 NumberFormatException 。当你以错误的格式提供 String 时，它将被 java.lang.Long 类的构造函数抛出。

5、优先捕获最具体的异常

​ 大多数IDE都可实现，当擦汗给你是首先捕获较不具体的异常时，他会报告无法访问代码块。但问题在于，只有匹配异常的第一个catch块会被执行。因此，如果首先获取IllegalArgumentException ，则永远不会到达应该处理更具体的 NumberFormatException 的 catch 块，因为它是 IllegalArgumentException 的子类。

​ 总是优先捕获最具体的异常类，并将不太具体的 catch 块添加到列表的末尾。

6、不要捕获Throwable类

​ Throwable类是所有类的超类。可以在catch语句中使用它，但千万别这么做。如果在catch语句中使用Throwable，它不仅会捕获所有异常，也将捕获所有错误。JVM抛出错误，指出不应该由应用程序处理的严重问题。典型的例子是OutOfMemoryError 或者 StackOverflowError 。两者都是由应用程序控制之外的情况引起的，无法处理。

7、不要忽略异常

​ 很多时候，开发作者很有自信不会抛出异常，因此写了一个catch块，但是没有任何处理或者记录日志。但现实是经常出现无法预料的异常，或者无法确定这里的代码未来是否会改动（删除了阻止异常抛出的代码），而此时由于异常被捕获，使得无法拿到足够的错误信息来定位问题。

​ 合理的做法是至少要记录异常的信息。

public void logAnException() {
    try {
        // do something
    } catch (NumberFormatException e) {
        log.error("This should never happen: " + e);
    }
}

8、不要记录并抛出异常

​ 可以发现很多代码甚至类库中都会有捕获异常、记录日志并再次抛出的逻辑。如下：

try {
    new Long("xyz");
} catch (NumberFormatException e) {
    log.error(e);
    throw e;
}

​ 这个处理逻辑看着是合理的。但这经常会给同一个异常输出多条日志。如下：

17:44:28,945 ERROR TestExceptionHandling:65 - java.lang.NumberFormatException: For input string: "xyz"
Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "xyz"
at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:65)
at java.lang.Long.parseLong(Long.java:589)
at java.lang.Long.(Long.java:965)
at com.stackify.example.TestExceptionHandling.logAndThrowException(TestExceptionHandling.java:63)
at com.stackify.example.TestExceptionHandling.main(TestExceptionHandling.java:58)

​ 如上所示，后面的日志也没有附加更有用的信息。如果想要提供更加有用的信息，那么可以将异常包装为自定义异常。

public void wrapException(String input) throws MyBusinessException {
    try {
        // do something
    } catch (NumberFormatException e) {
        throw new MyBusinessException("A message that describes the error.", e);
    }
}

​ 因此，仅仅当想要处理异常时才去捕获，否则只需要在方法签名中声明让调用者去处理。

9、包装异常时不要抛弃原始的异常

​ 捕获标准异常并包装为自定义异常是一个很常见的做法。这样可以添加更为具体的异常信息并能够做针对的异常处理。

​ 在你这样做时，请确保将原始异常设置为原因（注：参考下方代码 NumberFormatException e 中的原始异常 e ）。Exception 类提供了特殊的构造函数方法，它接受一个 Throwable 作为参数。否则，你将会丢失堆栈跟踪和原始异常的消息，这将会使分析导致异常的异常事件变得困难。

public void wrapException(String input) throws MyBusinessException {
    try {
        // do something
    } catch (NumberFormatException e) {
        throw new MyBusinessException("A message that describes the error.", e);
    }
}

10、不要使用一场控制程序的流程

​ 不应该使用异常控制应用的执行流程，例如，本应该使用if语句进行条件判断的情况下，你却使用异常处理，这是非常不好的习惯，会严重影响应用的性能。

11、使用标准异常

​ 如果使用内建的异常可以解决问题，就不要定义自己的异常。Java API 提供了上百种针对不同情况的异常类型，在开发中首先尽可能使用 Java API 提供的异常，如果标准的异常不能满足你的要求，这时候创建自己的定制异常。尽可能得使用标准异常有利于新加入的开发者看懂项目代码。

12、异常会影响性能

​ 异常处理的性能成本非常高，每个 Java 程序员在开发时都应牢记这句话。创建一个异常非常慢，抛出一个异常又会消耗1~5ms，当一个异常在应用的多个层级之间传递时，会拖累整个应用的性能。

​ 仅在异常情况下使用异常。

​ 在可恢复的异常情况下使用异常。

​ 尽管使用异常有利于Java开发，但是在应用中最好不要捕获太多的调用栈，因为在很多情况下都不需要打印调用栈就知道哪里出错了。因此，异常消息应该提供恰到好处的信息。

13、总结

​ 综上所述，当你抛出或捕获异常的时候，有很多不同的情况需要考虑，而且大部分事情都是为了改善代码的可读性或者 API 的可用性。异常不仅仅是一个错误控制机制，也是一个通信媒介。因此，为了和同事更好的合作，一个团队必须要制定出一个最佳实践和规则，只有这样，团队成员才能理解这些通用概念，同时在工作中使用它。

14、附：异常处理-阿里巴巴Java开发手册

【强制】Java 类库中定义的可以通过预检查方式规避的RuntimeException异常不应该通过catch 的方式来处理，比如：NullPointerException，IndexOutOfBoundsException等等。 说明：无法通过预检查的异常除外，比如，在解析字符串形式的数字时，可能存在数字格式错误，不得不通过catch NumberFormatException来实现。 正例：if (obj != null) {…} 反例：try { obj.method(); } catch (NullPointerException e) {…}

【强制】异常不要用来做流程控制，条件控制。 说明：异常设计的初衷是解决程序运行中的各种意外情况，且异常的处理效率比条件判断方式要低很多。

【强制】catch时请分清稳定代码和非稳定代码，稳定代码指的是无论如何不会出错的代码。对于非稳定代码的catch尽可能进行区分异常类型，再做对应的异常处理。 说明：对大段代码进行try-catch，使程序无法根据不同的异常做出正确的应激反应，也不利于定位问题，这是一种不负责任的表现。 正例：用户注册的场景中，如果用户输入非法字符，或用户名称已存在，或用户输入密码过于简单，在程序上作出分门别类的判断，并提示给用户。

【强制】捕获异常是为了处理它，不要捕获了却什么都不处理而抛弃之，如果不想处理它，请将该异常抛给它的调用者。最外层的业务使用者，必须处理异常，将其转化为用户可以理解的内容。

【强制】有try块放到了事务代码中，catch异常后，如果需要回滚事务，一定要注意手动回滚事务。

【强制】finally块必须对资源对象、流对象进行关闭，有异常也要做try-catch。 说明：如果JDK7及以上，可以使用try-with-resources方式。

【强制】不要在finally块中使用return。 说明：try块中的return语句执行成功后，并不马上返回，而是继续执行finally块中的语句，如果此处存在return语句，则在此直接返回，无情丢弃掉try块中的返回点。
【强制】捕获异常与抛异常，必须是完全匹配，或者捕获异常是抛异常的父类。 说明：如果预期对方抛的是绣球，实际接到的是铅球，就会产生意外情况。

【强制】在调用RPC、二方包、或动态生成类的相关方法时，捕捉异常必须使用Throwable类来进行拦截。 说明：通过反射机制来调用方法，如果找不到方法，抛出NoSuchMethodException。什么情况会抛出NoSuchMethodError呢？二方包在类冲突时，仲裁机制可能导致引入非预期的版本使类的方法签名不匹配，或者在字节码修改框架（比如：ASM）动态创建或修改类时，修改了相应的方法签名。这些情况，即使代码编译期是正确的，但在代码运行期时，会抛出NoSuchMethodError。

【推荐】方法的返回值可以为null，不强制返回空集合，或者空对象等，必须添加注释充分说明什么情况下会返回null值。 说明：本手册明确防止NPE是调用者的责任。即使被调用方法返回空集合或者空对象，对调用者来说，也并非高枕无忧，必须考虑到远程调用失败、序列化失败、运行时异常等场景返回null的情况。

【推荐】防止NPE，是程序员的基本修养，注意NPE产生的场景： 1） 返回类型为基本数据类型，return包装数据类型的对象时，自动拆箱有可能产生NPE。 反例：public int f() { return Integer对象}， 如果为null，自动解箱抛NPE。 2） 数据库的查询结果可能为null。 3） 集合里的元素即使isNotEmpty，取出的数据元素也可能为null。 4） 远程调用返回对象时，一律要求进行空指针判断，防止NPE。 5） 对于Session中获取的数据，建议进行NPE检查，避免空指针。 6） 级联调用obj.getA().getB().getC()；一连串调用，易产生NPE。
正例：使用JDK8的Optional类来防止NPE问题。

【推荐】定义时区分unchecked / checked 异常，避免直接抛出new RuntimeException()，更不允许抛出Exception或者Throwable，应使用有业务含义的自定义异常。推荐业界已定义过的自定义异常，如：DAOException / ServiceException等。

【参考】对于公司外的http/api开放接口必须使用“错误码”；而应用内部推荐异常抛出；跨应用间RPC调用优先考虑使用Result方式，封装isSuccess()方法、“错误码”、“错误简短信息”。 说明：关于RPC方法返回方式使用Result方式的理由： 1）使用抛异常返回方式，调用方如果没有捕获到就会产生运行时错误。 2）如果不加栈信息，只是new自定义异常，加入自己的理解的error message，对于调用端解决问题的帮助不会太多。如果加了栈信息，在频繁调用出错的情况下，数据序列化和传输的性能损耗也是问题。

【参考】避免出现重复的代码（Don’t Repeat Yourself），即DRY原则。 说明：随意复制和粘贴代码，必然会导致代码的重复，在以后需要修改时，需要修改所有的副本，容易遗漏。必要时抽取共性方法，或者抽象公共类，甚至是组件化。 正例：一个类中有多个public方法，都需要进行数行相同的参数校验操作，这个时候请抽取：
private boolean checkParam(DTO dto) {…}

九、Java并发

https://thinkwon.blog.csdn.net/article/details/104863992

1、基础知识

1、并发编程的优缺点

1、为什么要使用并发编程（并发编程的优点）

​ 充分利用多核cpu的计算能力：通过并发编程的形式可以将多核cpu的计算能力发挥到极致，性能得到提升。

​ 方便进行业务拆分，提升 系统并发能力和性能：在特殊的业务场景下，先天的就适合于并发编程。现在的系统动不动就要求百万级甚至千万级的并发量，而多线程并发编程正是开发高并发系统的基础，利用好多线程机制可以大大提高系统整体的并发能力以及性能。面对复杂业务模型，并行程序会比串行程序更适应业务需求，而并发编程更能吻合这种业务拆分 。

2、并发编程的缺点

​ 并发编程的目的是为了能提高执行效率，提高程序运行速度，但是并发编程并不总是能提高程序运行的速度，而且并发编程可能会遇到很多问题，比如：内存泄漏、上下文切换、线程安全、死锁等。

3、并发编程的三要素？在Java程序中怎么保证多线程的运行安全？

并发编程的三要素：

​ 原子性：指的是一个或多个操作要么全部执行成功，要么全部执行失败。

​ 可见性：一个线程对共享变量的修改另一个线程能够立刻看到。（synchronized、volatile）

​ 有序性：程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行（处理器可能会对指令进行重排序）

出现线程安全问题的原因：

​ 线程切换带来的原子性问题。

​ 缓存导致的可见性问题。

​ 编译优化带来的有序性问题。

解决方法：

​ JDK Atomic开头的原子类、synchronized、LOCK可以解决原子性问题

​ synchronized、volatile、lock可解决可见性问题

​ Happens-Before规则可以解决有序性问题

4、并行与并发的区别

​ 并发：多个任务在同于一个cpu核上，按细分的时间片轮流（交替）执行，从逻辑上看这些任务是同时执行的。

​ 并行：单位时间内，多个处理器或多核处理器同时处理多个任务，之真正意义上的“同时进行”。

​ 串行：有n个任务，由一个线程按顺序执行。由于任务、方法都在一个线程执行所以不存在线程不安全问题，也就不存在临界区问题。

5、什么是多线程？多线程的优劣？

​ 多线程：多线程是指程序中包含多个执行流，即在一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务。

​ 好处：可以提高CPU的利用率。在多线程程序中，一个线程必须等待的时候，CPU可以运行其他的线程而不是等待，这样就大大提高了程序的效率。也就是说允许单个程序创建多个并行执行的线程来完成各自的任务。

​ 劣势：线程也是程序，所以线程需要占用内存，线程越多占用内存越多；多线程需要协调和管理，所以需要CPU时间跟踪线程；线程之间对共享的访问会互相影响，必须解决警用共享资源的问题。

2、线程与进程

1、什么是线程和进程

​ 进程：一个在内存中运行的应用程序。每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程可以有多个线程，比如在Windows系统中，一个运行的xx.exe就是一个进程。

​ 线程：进程中的一个执行任务，负责当前进程中程序的执行。一个进程至少有一个线程，一个进程可以运行多个线程，多个线程可共享数据。

2、进程与线程的区别

​ 线程具有许多传统进程所具有的特征，故又称为轻型进程或进程元；而把传统的进程称为重型进程，它相当于只有一个线程的任务。在引入了线程的操作系统中，通常一个进程都有若干个线程，至少包含一个线程。

​ 根本区别：进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是处理器任务调度和执行的单位。

​ 资源开销：每个进程都有独立的代码和数据空间（程序上下文），程序之间的切换会有较大的开销；线程可以看作是轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器，线程之间切换开销小。

​ 包含关系：如果一个进程内有多个线程，则执行过程不是一条线，而是多条线共同完成的；线程是进程的一部分，所以线程也被称为轻权进程或轻量级进程。

​ 内存分配：同一进程的线程共享本地的地址空间和资源，而进程之间的地址空间和资源是相互独立的。

​ 影响关系：一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，但是一个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要比多线程健壮。

​ 执行过程：每个独立的进程有程序运行的入口、顺序执行序列和程序运行出口。但是线程泵能独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制，两者均可并发执行。

3、什么是上下文切换

​ 多线程编程中一般线程的个数都大于CPU核心的个数，而一个CPU核心在任意时刻只能被一个线程使用，为了让这些线程都能得到有效执行，CPU采取的策略是为每个线程分配时间片轮转的形式。当一个线程的时间片用完的时候就会重新处于就绪状态让给其他线程使用，这个过程就属于一次上下文切换。

​ 概括来说就是：当前任务在执行完 CPU 时间片切换到另一个任务之前会先保存自己的状态，以便下次再切换回这个任务时，可以再加载这个任务的状态。任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换。

​ 上下文切换通常是计算密集型的。也就是说，它需要相当可观的处理器时间，在每秒几十上百次的切换中，每次切换都需要纳秒量级的时间。所以，上下文切换对系统来说意味着消耗大量的 CPU 时间，事实上，可能是操作系统中时间消耗最大的操作。

​ Linux 相比与其他操作系统（包括其他类 Unix 系统）有很多的优点，其中有一项就是，其上下文切换和模式切换的时间消耗非常少。

4、用户线程与守护线程的区别

​ 用户线程：运行在前台，执行具体的任务，如程序的主线程、连接网络子线程等，

​ 守护线程：运行在后台，为其他前台线程服务。也就是说守护线程是JVM中非守护线程的佣人。一旦所有用户线程都结束运行，守护线程也随着JVM一起结束工作。守护线程不会影响JVM的退出。

​ 注意事项：

​ setDaemon(true)必须在start()方法前执行，否则会抛出 IllegalThreadStateException 异常；在守护线程中产生的新线程也是守护线程；不是所有任务都可以分配给守护线程来执行，比如读写操作或者计算逻辑；守护线程中不能依靠finally块内容来确保执行关闭或清理资源的逻辑。因为我们上面说过一旦用户线程结束运行，守护线程会随着JVM一起结束工作，所以守护线程中的finally语句块可能无法执行。

5、如何在 Windows 和 Linux 上查找哪个线程cpu利用率最高？

windows上面用任务管理器看，linux下可以用 top 这个工具看。

​ 找出cpu耗用厉害的进程pid， 终端执行top命令，然后按下shift+p 查找出cpu利用最厉害的pid号
​ 根据上面第一步拿到的pid号，top -H -p pid 。然后按下shift+p，查找出cpu利用率最厉害的线程号，比如top -H -p 1328
​ 将获取到的线程号转换成16进制，去百度转换一下就行
​ 使用jstack工具将进程信息打印输出，jstack pid号 > /tmp/t.dat，比如jstack 31365 > /tmp/t.dat
​ 编辑/tmp/t.dat文件，查找线程号对应的信息

6、什么是进程死锁？

​ 死锁是指两个或两个以上的进程（线程）在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程（线程）称为死锁进程（线程）。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。由于线程被无限期地阻塞，因此程序不可能正常终止。

public class DeadLockDemo {
    private static Object resource1 = new Object();//资源 1
    private static Object resource2 = new Object();//资源 2

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (resource1) {
                System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
                synchronized (resource2) {
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                }
            }
        }, "线程 1").start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (resource2) {
                System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1");
                synchronized (resource1) {
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                }
            }
        }, "线程 2").start();
    }
}

7、形成死锁的四个必要条件

1、互斥条件：线程（进程）对于所分配到的资源具有排他性，即一个资源只能被一个线程占用，直到该线程释放。

2、请求与保持条件：一个线程因请求被占用资源而堵塞时，对以获得的资源保持不放。

3、不剥夺条件：线程以获得的资源在未使用完之前不能被其他线程强行剥夺，只有自己使用完毕后才释放。

4、循环等待条件：当发生死锁时，所等待的线程必定会形成一个环路，造成永久阻塞。

8、任何避免线程死锁

我们只要破坏产生死锁的四个条件中的其中一个就可以了。

1、破坏互斥条件：这个条件我们没有办法破坏，因为我们用锁本来就是想让他们互斥的（临界资源需要互斥访问）。

2、破坏请求与保持条件：一次性申请所有的资源。

3、破坏不剥夺条件：占用部分资源的线程进一步申请其他资源时，如果申请不到，可以主动释放它占有的资源。

4、破坏循环等待条件：靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源，释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。

3、创建线程的四种方式

创建线程的四种方式：

​ 继承Thread类；

​ 实现Runnable接口；

​ 实现Callable接口；

​ 使用Executors工具类创建线程池。

1、继承Thread类

1、定义一个Thread类的子类，重写run方法，将相关逻辑实现，run()方法就是线程要执行的业务逻辑方法。

2、创建自定义的线程子类对象

3、调用子类对象的start方法来启动线程

public class MyThread extends Thread {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run()方法正在执行...");
    }

}

public class TheadTest {

    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread(); 	
        myThread.start();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " main()方法执行结束");
    }

}

运行结果

main main()方法执行结束
Thread-0 run()方法正在执行...

2、实现Runnable接口

1、定义Runnable接口实现类，并重写run方法

2、创建实现类的实例，并以实例作为target创建Thread对象，该Thread对象才是真的的线程对象

3、调用线程对象的start方法

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run()方法执行中...");
    }

}

public class RunnableTest {

    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " main()方法执行完成");
    }
}

执行结果

main main()方法执行完成
Thread-0 run()方法执行中...

3、实现Callable接口

1、创建实现Callable接口的类myCallable

2、以myCallable为参数创建Future Task对象

3、将Future Task作为参数创建Thread对象

4、调用线程对象的start方法

public class MyCallable implements Callable<Integer> {

    @Override
    public Integer call() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " call()方法执行中...");
        return 1;
    }

}

public class CallableTest {

    public static void main(String[] args) {
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyCallable());
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();

        try {
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("返回结果 " + futureTask.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " main()方法执行完成");
    }

}

执行结果

Thread-0 call()方法执行中...
返回结果 1
main main()方法执行完成

4、使用Executors工具类创建线程池

Executors提供了一系列工厂方法作用域创建线程池，返回的线程池都实现了ExecutorService接口，主要有newFixedThreadPool，newCachedThreadPool，newSingleThreadExecutor，newScheduledThreadPool，后续详细介绍这四种线程池。

public class MyRunnable implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run()方法执行中...");
    }

}

public class SingleThreadExecutorTest {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        MyRunnable runnableTest = new MyRunnable();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            executorService.execute(runnableTest);
        }

        System.out.println("线程任务开始执行");
        executorService.shutdown();
    }

}

执行结果

线程任务开始执行
pool-1-thread-1 is running...
pool-1-thread-1 is running...
pool-1-thread-1 is running...
pool-1-thread-1 is running...
pool-1-thread-1 is running...

5、Runnable与Callable的区别

相同点：都是接口、都可以编写多线程程序、都采用Thread.start()启动线程

主要区别：

1、runnable接口run方法无返回值；callable接口call方法有返回值，是一个泛型，和Future、Future Task配合可以用来获取异步执行的结果。

2、runnable接口run方法不能抛出运行时异常，且无法捕获处理，callable接口call方法允许抛出异常，可以获取异常信息

注意：callable接口支持返回执行结果，需要调用FutureTask.get()得到，此方法会阻塞主进程的继续向下执行，如果不调用不会阻塞。

6、线程的run和start方法有什么区别

​ 每个线程都是通过某个特定Thread对象所对应的方法run()来完成其操作的，run()方法称为线程体。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。

​ start() 方法用于启动线程，run() 方法用于执行线程的运行时代码。run() 可以重复调用，而 start() 只能调用一次。

​ start()方法来启动一个线程，真正实现了多线程运行。调用start()方法无需等待run方法体代码执行完毕，可以直接继续执行其他的代码； 此时线程是处于就绪状态，并没有运行。 然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行状态， run()方法运行结束， 此线程终止。然后CPU再调度其它线程。

​ run()方法是在本线程里的，只是线程里的一个函数，而不是多线程的。 如果直接调用run()，其实就相当于是调用了一个普通函数而已，直接待用run()方法必须等待run()方法执行完毕才能执行下面的代码，所以执行路径还是只有一条，根本就没有线程的特征，所以在多线程执行时要使用start()方法而不是run()方法。

7、为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法，为什么我们不能直接调用 run() 方法？

​ new 一个 Thread，线程进入了新建状态。调用 start() 方法，会启动一个线程并使线程进入了就绪状态，当分配到时间片后就可以开始运行了。 start() 会执行线程的相应准备工作，然后自动执行 run() 方法的内容，这是真正的多线程工作。

​ 而直接执行 run() 方法，会把 run 方法当成一个 main 线程下的普通方法去执行，并不会在某个线程中执行它，所以这并不是多线程工作。

​ 总结： 调用 start 方法方可启动线程并使线程进入就绪状态，而 run 方法只是 thread 的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。

8、什么是 Callable 和 Future?

​ Callable 接口类似于 Runnable，从名字就可以看出来了，但是 Runnable 不会返回结果，并且无法抛出返回结果的异常，而 Callable 功能更强大一些，被线程执行后，可以返回值，这个返回值可以被 Future 拿到，也就是说，Future 可以拿到异步执行任务的返回值。

​ Future 接口表示异步任务，是一个可能还没有完成的异步任务的结果。所以说 Callable用于产生结果，Future 用于获取结果。

9、什么是 FutureTask

​ FutureTask 表示一个异步运算的任务。FutureTask 里面可以传入一个 Callable 的具体实现类，可以对这个异步运算的任务的结果进行等待获取、判断是否已经完成、取消任务等操作。只有当运算完成的时候结果才能取回，如果运算尚未完成 get 方法将会阻塞。一个 FutureTask 对象可以对调用了 Callable 和 Runnable 的对象进行包装，由于 FutureTask 也是Runnable 接口的实现类，所以 FutureTask 也可以放入线程池中。

4、线程的状态和基本操作

1、线程的周期和五种基本状态

1、新建：新创建了一个线程对象

2、就绪：线程对象被创建后，当调用线程的start方法，该线程处于就绪状态，等待被线程调度选中，获取cpu的使用权

3、运行：就绪状态的线程获得了cpu时间片，执行程序代码。注意：就绪状态是进入到运行状态的唯一入口，也就是说线程想要进入到运行状态执行，首先必须处于就绪状态中

4、阻塞：处于运行状态的线程由于某种原因，暂时放弃对CPU的使用权停止执行，此时进入阻塞状态，直到其进入到就绪状态，才有机会再次被cpu调用以进入到运行状态。

​ 阻塞情况分为三种：

​ 等待阻塞：运行状态中的线程执行wait方法，JVM会把该线程放入等待队列中，使本线程进入到等待阻塞状态；

​ 同步线程：线程在获取synchronized同步锁失败（锁被其他线程占用），则JVM会把该线程放入锁池中，线程进入同步阻塞状态；

​ 其他阻塞：通过调用线程的sleep或join或发出了IO请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep状态超时时、join等待线程终止或超时时、IO处理完毕时，线程会重新转入就绪状态。

5、死亡：线程run方法、main方法执行结束，或者因异常推出了run方法，则线程结束生命周期，死亡的线程不可再次复生。

2、Java中用到的线程调度算法

​ 计算机通常只有一个 CPU，在任意时刻只能执行一条机器指令，每个线程只有获得CPU 的使用权才能执行指令。所谓多线程的并发运行，其实是指从宏观上看，各个线程轮流获得 CPU 的使用权，分别执行各自的任务。在运行池中，会有多个处于就绪状态的线程在等待 CPU，JAVA 虚拟机的一项任务就是负责线程的调度，线程调度是指按照特定机制为多个线程分配 CPU 的使用权。

​ 有两种调度模型：分时调度模型和抢占式调度模型。

​ 分时调度模型是指让所有的线程轮流获得 cpu 的使用权，并且平均分配每个线程占用的 CPU 的时间片这个也比较好理解。

​ Java虚拟机采用抢占式调度模型，是指优先让可运行池中优先级高的线程占用CPU，如果可运行池中的线程优先级相同，那么就随机选择一个线程，使其占用CPU。处于运行状态的线程会一直运行，直至它不得不放弃 CPU。

3、线程调度策略

​ 线程调度器选择优先级最高的线程运行，但是，如果发生以下情况，就会终止线程的运行：

（1）线程体中调用了 yield 方法让出了对 cpu 的占用权利

（2）线程体中调用了 sleep 方法使线程进入睡眠状态

（3）线程由于 IO 操作受到阻塞

（4）另外一个更高优先级线程出现

（5）在支持时间片的系统中，该线程的时间片用完

4、什么是线程调度器(Thread Scheduler)和时间分片(Time Slicing )？

​ 线程调度器是一个操作系统服务，它负责为 Runnable 状态的线程分配 CPU 时间。一旦我们创建一个线程并启动它，它的执行便依赖于线程调度器的实现。

​ 时间分片是指将可用的 CPU 时间分配给可用的 Runnable 线程的过程。分配 CPU 时间可以基于线程优先级或者线程等待的时间。

​ 线程调度并不受到 Java 虚拟机控制，所以由应用程序来控制它是更好的选择（也就是说不要让你的程序依赖于线程的优先级）。

5、线程同步以及线程调度的相关方法

1、wait：使一个线程处于等待（阻塞）状态，并且释放所持有的对象的锁

2、sleep：使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要处理InterruptedException 异常

3、notify：唤醒一个处于等待状态的线程，当然在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且与优先级无关

4、notifyAll：唤醒所有处于等待状态的线程，该方法并不是将对象的锁给所有线程，而是让他们竞争，只有获得锁的线程才能进入就绪状态。

6、sleep() 和 wait() 有什么区别？

两者都可以暂停线程的执行：

1、类的不同：sleep是Thread线程类的静态方法，wait是Object类的方法

2、是否释放锁：sleep不释放，wait释放

3、用途不同：wait通常用于线程之间的交互通信，sleep通常被用于暂停执行

4、用法不同：wait方法被调用后，线程不会自动苏醒，需要别的线程调用同一个对象上的notify或者notifyAll方法；sleep方法执行完成后，线程自动苏醒。或者可以使用wait(long timeout)超时后线程会自动苏醒。

7、如何调用 wait() 方法的？使用 if 块还是循环？为什么？

​ 处于等待状态的线程可能会收到错误警报和伪唤醒，如果不在循环中检查等待条件，程序就会在没有满足结束条件的情况下退出。

​ wait() 方法应该在循环调用，因为当线程获取到 CPU 开始执行的时候，其他条件可能还没有满足，所以在处理前，循环检测条件是否满足会更好。下面是一段标准的使用 wait 和 notify 方法的代码：

synchronized (monitor) {
    //  判断条件谓词是否得到满足
    while(!locked) {
        //  等待唤醒
        monitor.wait();
    }
    //  处理其他的业务逻辑
}

8、为什么线程通信的方法 wait(), notify()和 notifyAll()被定义在 Object 类里？

​ Java中，任何对象都可以作为锁，并且 wait()，notify()等方法用于等待对象的锁或者唤醒线程，在 Java 的线程中并没有可供任何对象使用的锁，所以任意对象调用方法一定定义在Object类中。

​ wait(), notify()和 notifyAll()这些方法在同步代码块中调用。

​ 有的人会说，既然是线程放弃对象锁，那也可以把wait()定义在Thread类里面啊，新定义的线程继承于Thread类，也不需要重新定义wait()方法的实现。然而，这样做有一个非常大的问题，一个线程完全可以持有很多锁，你一个线程放弃锁的时候，到底要放弃哪个锁？当然了，这种设计并不是不能实现，只是管理起来更加复杂。

​ 综上所述，wait()、notify()和notifyAll()方法要定义在Object类中。

9、为什么 wait(), notify()和 notifyAll()必须在同步方法或者同步块中被调用？

​ 当一个线程需要调用对象的 wait()方法的时候，这个线程必须拥有该对象的锁，接着它就会释放这个对象锁并进入等待状态直到其他线程调用这个对象上的 notify()方法。同样的，当一个线程需要调用对象的 notify()方法时，它会释放这个对象的锁，以便其他在等待的线程就可以得到这个对象锁。由于所有的这些方法都需要线程持有对象的锁，这样就只能通过同步来实现，所以他们只能在同步方法或者同步块中被调用。

10、Thread 类中的 yield 方法有什么作用？

​ 使当前线程从执行状态（运行状态）变为可执行态（就绪状态）。当前线程到了就绪状态，那么接下来哪个线程会从就绪状态变成执行状态呢？可能是当前线程，也可能是其他线程，看系统的分配了。

11、为什么 Thread 类的 sleep()和 yield ()方法是静态的？

​ Thread 类的 sleep()和 yield()方法将在当前正在执行的线程上运行。所以在其他处于等待状态的线程上调用这些方法是没有意义的。这就是为什么这些方法是静态的。它们可以在当前正在执行的线程中工作，并避免程序员错误的认为可以在其他非运行线程调用这些方法。

12、线程的 sleep()方法和 yield()方法有什么区别？

（1） sleep()方法给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级，因此会给低优先级的线程以运行的机会；yield()方法只会给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会；

（2） 线程执行 sleep()方法后转入阻塞（blocked）状态，而执行 yield()方法后转入就绪（ready）状态；

（3）sleep()方法声明抛出 InterruptedException，而 yield()方法没有声明任何异常；

（4）sleep()方法比 yield()方法（跟操作系统 CPU 调度相关）具有更好的可移植性，通常不建议使用yield()方法来控制并发线程的执行。

13、如何停止一个正在运行的线程？

​ 在java中有以下3种方法可以终止正在运行的线程：

1、使用退出标志，使线程正常退出，也就是当run方法完成后线程终止。

2、使用stop方法强行终止，但是不推荐这个方法，因为stop和suspend及resume一样都是过期作废的方法。

3、使用interrupt方法中断线程。

14、Java 中 interrupted 和 isInterrupted 方法的区别？

​ interrupt：用于中断线程。调用该方法的线程的状态为将被置为”中断”状态。注意：线程中断仅仅是置线程的中断状态位，不会停止线程。需要用户自己去监视线程的状态为并做处理。支持线程中断的方法（也就是线程中断后会抛出interruptedException 的方法）就是在监视线程的中断状态，一旦线程的中断状态被置为“中断状态”，就会抛出中断异常。

​ interrupted：是静态方法，查看当前中断信号是true还是false并且清除中断信号。如果一个线程被中断了，第一次调用 interrupted 则返回 true，第二次和后面的就返回 false 了。

​ isInterrupted：查看当前中断信号是true还是false

15、什么是阻塞式方法？

​ 阻塞式方法是指**程序会一直等待该方法完成期间不做其他事情，**ServerSocket 的accept()方法就是一直等待客户端连接。这里的阻塞是指调用结果返回之前，当前线程会被挂起，直到得到结果之后才会返回。此外，还有异步和非阻塞式方法在任务完成前就返回。

16、Java 中你怎样唤醒一个阻塞的线程？

​ 首先 ，wait()、notify() 方法是针对对象的，调用任意对象的 wait()方法都将导致线程阻塞，阻塞的同时也将释放该对象的锁，相应地，调用任意对象的 notify()方法则将随机解除该对象阻塞的线程，但它需要重新获取该对象的锁，直到获取成功才能往下执行；

​ 其次，wait、notify 方法必须在 synchronized 块或方法中被调用，并且要保证同步块或方法的锁对象与调用 wait、notify 方法的对象是同一个，如此一来在调用 wait 之前当前线程就已经成功获取某对象的锁，执行 wait 阻塞后当前线程就将之前获取的对象锁释放。

17、notify() 和 notifyAll() 有什么区别？

​ 如果线程调用了对象的 wait()方法，那么线程便会处于该对象的等待池中，等待池中的线程不会去竞争该对象的锁。notifyAll() 会唤醒所有的线程，notify() 只会唤醒一个线程。notifyAll() 调用后，会将全部线程由等待池移到锁池，然后参与锁的竞争，竞争成功则继续执行，如果不成功则留在锁池等待锁被释放后再次参与竞争。而 notify()只会唤醒一个线程，具体唤醒哪一个线程由虚拟机控制。

18、如何在两个线程间共享数据？

​ 在两个线程间共享变量即可实现共享。一般来说，共享变量要求变量本身是线程安全的，然后在线程内使用的时候，如果有对共享变量的复合操作，那么也得保证复合操作的线程安全性。

19、Java 如何实现多线程之间的通讯和协作？

​ 可以通过中断 和 共享变量的方式实现线程间的通讯和协作。

​ 比如说最经典的生产者-消费者模型：当队列满时，生产者需要等待队列有空间才能继续往里面放入商品，而在等待的期间内，生产者必须释放对临界资源（即队列）的占用权。因为生产者如果不释放对临界资源的占用权，那么消费者就无法消费队列中的商品，就不会让队列有空间，那么生产者就会一直无限等待下去。因此，一般情况下，当队列满时，会让生产者交出对临界资源的占用权，并进入挂起状态。然后等待消费者消费了商品，然后消费者通知生产者队列有空间了。同样地，当队列空时，消费者也必须等待，等待生产者通知它队列中有商品了。这种互相通信的过程就是线程间的协作。

​ Java中线程通信协作的最常见的两种方式：

​ 一.syncrhoized加锁的线程的Object类的wait()/notify()/notifyAll()

​ 二.ReentrantLock类加锁的线程的Condition类的await()/signal()/signalAll()

​ 线程间直接的数据交换：

​ 三.通过管道进行线程间通信：1）字节流；2）字符流

20、同步方法和同步块，哪个是更好的选择？

​ 同步块是更好的选择，因为它不会锁住整个对象（当然你也可以让它锁住整个对象）。同步方法会锁住整个对象，哪怕这个类中有多个不相关联的同步块，这通常会导致他们停止执行并需要等待获得这个对象上的锁。

​ 同步块更要符合开放调用的原则，只在需要锁住的代码块锁住相应的对象，这样从侧面来说也可以避免死锁。请知道一条原则：同步的范围越小越好。

21、什么是线程同步和线程互斥，有哪几种实现方式？

​ 当一个线程对共享的数据进行操作时，应使之成为一个”原子操作“，即在没有完成相关操作之前，不允许其他线程打断它，否则，就会破坏数据的完整性，必然会得到错误的处理结果，这就是线程的同步。

​ 在多线程应用中，考虑不同线程之间的数据同步和防止死锁。当两个或多个线程之间同时等待对方释放资源的时候就会形成线程之间的死锁。为了防止死锁的发生，需要通过同步来实现线程安全。

​ 线程互斥是指对于共享的进程系统资源，在各单个线程访问时的排它性。当有若干个线程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多只允许一个线程去使用，其它要使用该资源的线程必须等待，直到占用资源者释放该资源。线程互斥可以看成是一种特殊的线程同步。

​ 线程间的同步方法大体可分为两类：用户模式和内核模式。顾名思义，内核模式就是指利用系统内核对象的单一性来进行同步，使用时需要切换内核态与用户态，而用户模式就是不需要切换到内核态，只在用户态完成操作。

​ 用户模式下的方法有：原子操作（例如一个单一的全局变量），临界区。内核模式下的方法有：事件，信号量，互斥量。

​ 实现线程同步的方法:

1、同步代码方法：sychronized关键字修饰的方法

2、同步代码块：sychronized关键字修饰的代码块

3、使用特殊变量域volatile实现线程同步：volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制

4、使用重入锁实现线程同步：reentrantlock类是可冲入、互斥、实现了lock接口的锁，他与sychronized方法具有相同的基本行为和语义。

22、在监视器(Monitor)内部，是如何做线程同步的？程序应该做哪种级别的同步？

​ 在 java 虚拟机中，每个对象( Object 和 class )通过某种逻辑关联监视器,每个监视器和一个对象引用相关联，为了实现监视器的互斥功能，每个对象都关联着一把锁。一旦方法或者代码块被 synchronized 修饰，那么这个部分就放入了监视器的监视区域，确保一次只能有一个线程执行该部分的代码，线程在获取锁之前不允许执行该部分的代码。另外 java 还提供了显式监视器( Lock )和隐式监视器( synchronized )两种锁方案。

23、如果你提交任务时，线程池队列已满，这时会发生什么

​ 如果使用的是无界队列 LinkedBlockingQueue，继续添加任务到阻塞队列中等待执行，因为 LinkedBlockingQueue 可以近乎认为是一个无穷大的队列，可以无限存放任务。

​ 如果使用的是有界队列比如 ArrayBlockingQueue，任务首先会被添加到ArrayBlockingQueue 中，ArrayBlockingQueue 满了，会根据maximumPoolSize 的值增加线程数量，如果增加了线程数量还是处理不过来，ArrayBlockingQueue 继续满，那么则会使用拒绝策略RejectedExecutionHandler 处理满了的任务，默认是 AbortPolicy。

24、什么叫线程安全？servlet 是线程安全吗?

​ 线程安全是编程中的术语，指某个方法在多线程环境中被调用时，能够正确地处理多个线程之间的共享变量，使程序功能正确完成。Servlet 不是线程安全的，servlet 是单实例多线程的，当多个线程同时访问同一个方法，是不能保证共享变量的线程安全性的。Struts2 的 action 是多实例多线程的，是线程安全的，每个请求过来都会 new 一个新的 action 分配给这个请求，请求完成后销毁。SpringMVC 的 Controller 是线程安全的吗？不是的，和 Servlet 类似的处理流程。Struts2 好处是不用考虑线程安全问题；Servlet 和 SpringMVC 需要考虑线程安全问题，但是性能可以提升不用处理太多的 gc，可以使用 ThreadLocal 来处理多线程的问题。

25、在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？

1、使用安全类，比如java.util.concurrent下的类，使用原子类AtomicInteger

2、使用自动锁synchronized

3、使用手动锁lock

Lock lock = new ReentrantLock();
lock. lock();
try {
    System. out. println("获得锁");
} catch (Exception e) {
    // TODO: handle exception
} finally {
    System. out. println("释放锁");
    lock. unlock();
}

26、对优先级的理解

​ 每一个线程都是有优先级的，一般来说，高优先级的线程在运行时会具有优先权，但这依赖于线程调度的实现，这个实现是和操作系统相关的(OS dependent)。我们可以定义线程的优先级，但是这并不能保证高优先级的线程会在低优先级的线程前执行。线程优先级是一个 int 变量(从 1-10)，1 代表最低优先级，10 代表最高优先级。

​ Java 的线程优先级调度会委托给操作系统去处理，所以与具体的操作系统优先级有关，如非特别需要，一般无需设置线程优先级。

27、线程类的构造方法、静态块是被哪个线程调用的

​ 线程的构造方法、静态块是被new这个线程类所在的线程所调用的，而run方法里面的代码才是被线程自身调用的。

​ 假设 Thread2 中 new 了Thread1，main 函数中 new 了 Thread2，那么：

（1）Thread2 的构造方法、静态块是 main 线程调用的，Thread2 的 run()方法是Thread2 自己调用的

（2）Thread1 的构造方法、静态块是 Thread2 调用的，Thread1 的 run()方法是Thread1 自己调用的

28、Java 中怎么获取一份线程 dump 文件？你如何在 Java 中获取线程堆栈？

​ Dump文件是进程的内存镜像。可以把程序的执行状态通过调试器保存到dump文件中。在 Linux 下，你可以通过命令 kill -3 PID （Java 进程的进程 ID）来获取 Java应用的 dump 文件。在 Windows 下，你可以按下 Ctrl + Break 来获取。这样 JVM 就会将线程的 dump 文件打印到标准输出或错误文件中，它可能打印在控制台或者日志文件中，具体位置依赖应用的配置。

29、一个线程运行时发生异常会怎样？

​ 如果异常没有被捕获该线程将会停止执行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用于处理未捕获异常造成线程突然中断情况的一个内嵌接口。当一个未捕获异常将造成线程中断的时候，JVM 会使用 Thread.getUncaughtExceptionHandler()来查询线程的 UncaughtExceptionHandler 并将线程和异常作为参数传递给 handler 的 uncaughtException()方法进行处理。

30、Java 线程数过多会造成什么异常？

1、线程的生命周期开销非常高

2、消耗过多的CPU：资源如果可运行的线程数量多于可用处理器的数量，那么有线程将会被闲置。大量空闲的线程会占用许多内存，给垃圾回收器带来压力，而且大量的线程在竞争 CPU资源时还将产生其他性能的开销。

3、降低JVM稳定性：在可创建线程的数量上存在一个限制，这个限制值将随着平台的不同而不同，并且承受着多个因素制约，包括 JVM 的启动参数、Thread 构造函数中请求栈的大小，以及底层操作系统对线程的限制等。如果破坏了这些限制，那么可能抛出OutOfMemoryError 异常。

2、并发理论

1、Java内存模型

1、Java中垃圾回收有什么目的？什么时候进行垃圾回收？

​ 垃圾回收是在内存中存在没有引用的对象或超过作用域的对象时进行的。目的是识别并丢弃不再使用的对象来释放和重用资源。

2、如果对象的引用被置为null，垃圾收集器是否会立即释放对象占用的内存？

​ 不会，在下一个垃圾回收周期中，这个对象是可被回收的。也就是说不会即可被垃圾回收器回收，而是在下一次垃圾回收时才释放其占用的资源。

3、finalize()方法什么时候被调用？析构函数(finalization)的目的是什么？

​ 垃圾回收器决定回收某对象时，就会运行该对象的finalize方法，finalize时Object类的一个方法，该方法在Object类中的声明protected void finalize() throws Throwable { }。在垃圾回收器执行时会调用被回收对象的finalize()方法，可以覆盖此方法来实现对其资源的回收。注意：一旦垃圾回收器准备释放对象占用的内存，将首先调用该对象的finalize()方法，并且下一次垃圾回收动作发生时，才真正回收对象占用的内存空间。

​ GC本来就是内存回收了，应用还需要在finalization做什么呢？ 答案是大部分时候，什么都不用做(也就是不需要重载)。只有在某些很特殊的情况下，比如你调用了一些native的方法(一般是C写的)，可以要在finaliztion里去调用C的释放函数。

2、重排序和数据依赖性

1、为什么代码会重排序

​ 在执行程序时，为了提供性能，处理器和编译器常常会对指令进行重排序，但是不能随意重排序，要满足两个条件：1、在单线程环境下不能改变程序的运行结果；2、存在是数据依赖关系的不允许重排序。

​ 需要注意的是，重排序不会影响单线程环境的执行结果，但是会破坏多线程的执行语义。

2、as-if-serial规则和happens-before规则的区别

​ as-if-serial语义保证单线程程序内的执行结果不被改变，happens-before关系保证正确同步的多线程程序的执行结果不被改变。

​ as-if-serial语义给编写单线程程序的程序员创造了一个幻境：单线程程序是按程序的顺序来执行的。happens-before关系给编写正确同步的多线程程序的程序员创造了一个幻境：正确同步的多线程程序是按happens-before指定的顺序来执行的。

​ as-if-serial语义和happens-before这么做的目的，都是为了在不改变程序执行结果的前提下，尽可能地提高程序执行的并行度。

3、并发关键字

1、synchronized

1、synchronized 的作用

​ 在 Java 中，synchronized 关键字是用来控制线程同步的，就是在多线程的环境下，控制 synchronized 代码段不被多个线程同时执行。synchronized 可以修饰类、方法、变量。

​ 另外，在 Java 早期版本中，synchronized属于重量级锁，效率低下，因为监视器锁（monitor）是依赖于底层的操作系统的 Mutex Lock 来实现的，Java 的线程是映射到操作系统的原生线程之上的。如果要挂起或者唤醒一个线程，都需要操作系统帮忙完成，而操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到内核态，这个状态之间的转换需要相对比较长的时间，时间成本相对较高，这也是为什么早期的 synchronized 效率低的原因。

​ 庆幸的是在 Java 6 之后 Java 官方对从 JVM 层面对synchronized 较大优化，所以现在的 synchronized 锁效率也优化得很不错了。JDK1.6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、说说自己是怎么使用 synchronized 关键字，在项目中用到了吗

​ synchronized关键字最主要的三种使用方式：

1、修饰实例方法：作用于当前对象实例加锁，进入同步代码块前要获得当前对象实例的锁。

2、修饰静态方法：也就是给当前类加锁，会作用于类的所有对象实例，因为静态成员不属于任何一个实例对象，是类成员（ static 表明这是该类的一个静态资源，不管new了多少个对象，只有一份）。所以如果一个线程A调用一个实例对象的非静态 synchronized 方法，而线程B需要调用这个实例对象所属类的静态 synchronized 方法，是允许的，不会发生互斥现象，因为访问静态 synchronized 方法占用的锁是当前类的锁，而访问非静态 synchronized 方法占用的锁是当前实例对象锁。
3、修饰代码块：指定加锁对象，对给定对象加锁，进入同步代码块前要获得给定对象的锁。

总结：synchronized 关键字加到 static 静态方法和 synchronized(class)代码块上都是是给 Class 类上锁。synchronized 关键字加到实例方法上是给对象实例上锁。尽量不要使用 synchronized(String a) 因为JVM中，字符串常量池具有缓存功能！

3、说一下 synchronized 底层实现原理

https://thinkwon.blog.csdn.net/article/details/104863992

4、什么是自旋

​ 很多 synchronized 里面的代码只是一些很简单的代码，执行时间非常快，此时等待的线程都加锁可能是一种不太值得的操作，因为线程阻塞涉及到用户态和内核态切换的问题。既然 synchronized 里面的代码执行得非常快，不妨让等待锁的线程不要被阻塞，而是在 synchronized 的边界做忙循环，这就是自旋。如果做了多次循环发现还没有获得锁，再阻塞，这样可能是一种更好的策略。

5、多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么？

​ synchronized 锁升级原理：在锁对象的对象头里面有一个 threadid 字段，在第一次访问的时候 threadid 为空，jvm 让其持有偏向锁，并将 threadid 设置为其线程 id，再次进入的时候会先判断 threadid 是否与其线程 id 一致，如果一致则可以直接使用此对象，如果不一致，则升级偏向锁为轻量级锁，通过自旋循环一定次数来获取锁，执行一定次数之后，如果还没有正常获取到要使用的对象，此时就会把锁从轻量级升级为重量级锁，此过程就构成了 synchronized 锁的升级。

​ 锁的升级的目的：锁升级是为了减低了锁带来的性能消耗。在 Java 6 之后优化 synchronized 的实现方式，使用了偏向锁升级为轻量级锁再升级到重量级锁的方式，从而减低了锁带来的性能消耗。

6、线程 B 怎么知道线程 A 修改了变量

（1）volatile 修饰变量

（2）synchronized 修饰修改变量的方法

（3）wait/notify

（4）while 轮询

7、当一个线程进入一个对象的 synchronized 方法 A 之后，其它线程是否可进入此对象的 synchronized 方法 B？

​ 不能。其它线程只能访问该对象的非同步方法，同步方法则不能进入。因为非静态方法上的 synchronized 修饰符要求执行方法时要获得对象的锁，如果已经进入A 方法说明对象锁已经被取走，那么试图进入 B 方法的线程就只能在等锁池（注意不是等待池哦）中等待对象的锁。

8、synchronized 和 Lock 有什么区别？

1、首先synchronized是Java内置的关键字，在JVM层面，Lock是一个Java类

2、synchronized可以给类、方法、代码块加锁，lock只能给代码块加锁

3、synchronized不需要手动获取锁和释放锁，使用简单，发生异常会自动释放锁，不会造成死锁；而lock需要自己加锁和释放锁，如果使用不当没有unlock去释放锁就会造成死锁

4、通过lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到

9、synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？

​ synchronized 是和 if、else、for、while 一样的关键字，ReentrantLock 是类，这是二者的本质区别。既然 ReentrantLock 是类，那么它就提供了比synchronized 更多更灵活的特性，可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量。synchronized 早期的实现比较低效，对比 ReentrantLock，大多数场景性能都相差较大，但是在 Java 6 中对 synchronized 进行了非常多的改进。

​ 相同点：两者都是可重入锁。“可重入锁”概念是：自己可以再次获取自己的内部锁。比如一个线程获得了某个对象的锁，此时这个对象锁还没有释放，当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的，如果不可锁重入的话，就会造成死锁。同一个线程每次获取锁，锁的计数器都自增1，所以要等到锁的计数器下降为0时才能释放锁。

​ 主要区别如下：

1、ReentrantLock 使用起来比较灵活，但是必须有释放锁的配合动作；
2、ReentrantLock 必须手动获取与释放锁，而 synchronized 不需要手动释放和开启锁；
3、ReentrantLock 只适用于代码块锁，而 synchronized 可以修饰类、方法、变量等。
4、二者的锁机制其实也是不一样的。ReentrantLock 底层调用的是 Unsafe 的park 方法加锁，synchronized 操作的应该是对象头中 mark word

​ Java中每一个对象都可以作为锁，这是synchronized实现同步的基础：

1、普通同步方法，锁是当前实例对象

2、静态同步方法，锁是当前类的class对象

3、同步方法块，锁是括号里面的对象

2、volatile

1、volatile 关键字的作用

​ 对于可见性，Java 提供了 volatile 关键字来保证可见性和禁止指令重排。 volatile 提供 happens-before 的保证，确保一个线程的修改能对其他线程是可见的。当一个共享变量被 volatile 修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。

​ 从实践角度而言，volatile 的一个重要作用就是和 CAS 结合，保证了原子性，详细的可以参见 java.util.concurrent.atomic 包下的类，比如 AtomicInteger。volatile 常用于多线程环境下的单次操作(单次读或者单次写)。

2、Java 中能创建 volatile 数组吗？

​ 能，Java 中可以创建 volatile 类型数组，不过只是一个指向数组的引用，而不是整个数组。意思是，如果改变引用指向的数组，将会受到 volatile 的保护，但是如果多个线程同时改变数组的元素，volatile 标示符就不能起到之前的保护作用了。

3、volatile 变量和 atomic 变量有什么不同？

​ volatile 变量可以确保先行关系，即写操作会发生在后续的读操作之前, 但它并不能保证原子性。例如用 volatile 修饰 count 变量，那么 count++ 操作就不是原子性的。

​ 而 AtomicInteger 类提供的 atomic 方法可以让这种操作具有原子性如getAndIncrement()方法会原子性的进行增量操作把当前值加一，其它数据类型和引用变量也可以进行相似操作。

4、volatile 能使得一个非原子操作变成原子操作吗？

​ 关键字volatile的主要作用是使变量在多个线程间可见，但无法保证原子性，对于多个线程访问同一个实例变量需要加锁进行同步。虽然volatile只能保证可见性不能保证原子性，但用volatile修饰long和double可以保证其操作原子性。原因是：

1、对于64位的long和double，如果没有被volatile修饰，那么对其操作可以不是原子的。在操作的时候，可以分成两步，每次对32位操作。
2、如果使用volatile修饰long和double，那么其读写都是原子操作
3、对于64位的引用地址的读写，都是原子操作
4、在实现JVM时，可以自由选择是否把读写long和double作为原子操作
5、推荐JVM实现为原子操作

5、synchronized 和 volatile 的区别是什么？

​ synchronized 表示只有一个线程可以获取作用对象的锁，执行代码，阻塞其他线程。volatile 表示变量在 CPU 的寄存器中是不确定的，必须从主存中读取。保证多线程环境下变量的可见性；禁止指令重排序。

​ 区别：

1、volatile 是变量修饰符；synchronized 可以修饰类、方法、变量。

2、volatile 仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而 synchronized 则可以保证变量的修改可见性和原子性。

3、volatile 不会造成线程的阻塞；synchronized 可能会造成线程的阻塞。

4、volatile标记的变量不会被编译器优化；synchronized标记的变量可以被编译器优化。

5、volatile关键字是线程同步的轻量级实现，所以volatile性能肯定比synchronized关键字要好。但是volatile关键字只能用于变量而synchronized关键字可以修饰方法以及代码块。synchronized关键字在JavaSE1.6之后进行了主要包括为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗而引入的偏向锁和轻量级锁以及其它各种优化之后执行效率有了显著提升，实际开发中使用 synchronized 关键字的场景还是更多一些。

3、final

1、什么是不可变对象，它对写并发应用有什么帮助？

​ 不可变对象(Immutable Objects)即对象一旦被创建它的状态（对象的数据，也即对象属性值）就不能改变，反之即为可变对象(Mutable Objects)。不可变对象的类即为不可变类(Immutable Class)。Java 平台类库中包含许多不可变类，如 String、基本类型的包装类、BigInteger 和 BigDecimal 等。

​ 只有满足如下状态，一个对象才是不可变的：他的状态不能在创建后被修改；所有域都是final类型的并且他被正确创建（创建期间没有发生this引用溢出）。

​ 不可变对象保证了对象的内存可见性，对不可变对象的读取不需要进行额外的同步手段，提升了代码执行效率。

4、Lock体系

1、Lock简介与初识AQS

1、Java Concurrency API 中的 Lock 接口(Lock interface)是什么？对比同步它有什么优势？

​ Lock 接口比同步方法和同步块提供了更具扩展性的锁操作。他们允许更灵活的结构，可以具有完全不同的性质，并且可以支持多个相关类的条件对象。

​ 它的优势有：

（1）可以使锁更公平

（2）可以使线程在等待锁的时候响应中断

（3）可以让线程尝试获取锁，并在无法获取锁的时候立即返回或者等待一段时间

（4）可以在不同的范围，以不同的顺序获取和释放锁

​ 整体上来说 Lock 是 synchronized 的扩展版，Lock 提供了无条件的、可轮询的(tryLock 方法)、定时的(tryLock 带参方法)、可中断的(lockInterruptibly)、可多条件队列的(newCondition 方法)锁操作。另外 Lock 的实现类基本都支持非公平锁(默认)和公平锁，synchronized 只支持非公平锁，当然，在大部分情况下，非公平锁是高效的选择。

2、乐观锁和悲观锁的理解及如何实现，有哪些实现方式？

​ 悲观锁：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直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。再比如 Java 里面的同步原语 synchronized 关键字的实现也是悲观锁。

​ 乐观锁：顾名思义，就是很乐观，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，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库提供的类似于 write_condition 机制，其实都是提供的乐观锁。在 Java中 java.util.concurrent.atomic 包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式 CAS 实现的。

​ 乐观锁的实现方式：

1、使用版本标识来确定读到的数据与提交时的数据是否一致。提交后修改版本标识，不一致时可以采取丢弃和再次尝试的策略。

2、java 中的 Compare and Swap 即 CAS ，当多个线程尝试使用 CAS 同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。 CAS 操作中包含三个操作数 —— 需要读写的内存位置（V）、进行比较的预期原值（A）和拟写入的新值(B)。如果内存位置 V 的值与预期原值 A 相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值 B。否则处理器不做任何操作。

3、什么是CAS

​ CAS 是 compare and swap 的缩写，即我们所说的比较交换。cas 是一种基于锁的操作，而且是乐观锁。在 java 中锁分为乐观锁和悲观锁。悲观锁是将资源锁住，等一个之前获得锁的线程释放锁之后，下一个线程才可以访问。而乐观锁采取了一种宽泛的态度，通过某种方式不加锁来处理资源，比如通过给记录加 version 来获取数据，性能较悲观锁有很大的提高。

​ CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。如果内存地址里面的值和 A 的值是一样的，那么就将内存里面的值更新成 B。CAS是通过无限循环来获取数据的，若果在第一轮循环中，a 线程获取地址里面的值被b 线程修改了，那么 a 线程需要自旋，到下次循环才有可能机会执行。

​ java.util.concurrent.atomic 包下的类大多是使用 CAS 操作来实现的(AtomicInteger,AtomicBoolean,AtomicLong)。

4、CAS会产生什么问题

1、ABA问题

​ 比如说一个线程 one 从内存位置 V 中取出 A，这时候另一个线程 two 也从内存中取出 A，并且 two 进行了一些操作变成了 B，然后 two 又将 V 位置的数据变成 A，这时候线程 one 进行 CAS 操作发现内存中仍然是 A，然后 one 操作成功。尽管线程 one 的 CAS 操作成功，但可能存在潜藏的问题。从 Java1.5 开始 JDK 的 atomic包里提供了一个类 AtomicStampedReference 来解决 ABA 问题。

2、循环时间长开销大

​ 对于资源竞争严重（线程冲突严重）的情况，CAS 自旋的概率会比较大，从而浪费更多的 CPU 资源，效率低于 synchronized。

3、只能保证一个共享变量的原子操作

​ 当对一个共享变量执行操作时，我们可以使用循环 CAS 的方式来保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，循环 CAS 就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用锁。

5、什么是死锁

​ 当线程 A 持有独占锁a，并尝试去获取独占锁 b 的同时，线程 B 持有独占锁 b，并尝试获取独占锁 a 的情况下，就会发生 AB 两个线程由于互相持有对方需要的锁，而发生的阻塞现象，我们称为死锁。

6、产生死锁的条件是什么？怎么防止死锁？

产生死锁的条件：

1、互斥条件：所谓互斥就是进程在某一时间内独占资源。

2、请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

3、不剥夺条件：进程已获得资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

4、循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

​ 这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之 一不满足，就不会发生死锁。

防止死锁的方法：

1、尽量使用 tryLock(long timeout, TimeUnit unit)的方法(ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock)，设置超时时间，超时可以退出防止死锁。
2、尽量使用 Java. util. concurrent 并发类代替自己手写锁。
3、尽量降低锁的使用粒度，尽量不要几个功能用同一把锁。
4、尽量减少同步的代码块。

7、死锁与活锁的区别，死锁与饥饿的区别？

死锁：是指两个或两个以上的进程（或线程）在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。

活锁：任务或者执行者没有被阻塞，由于某些条件没有满足，导致一直重复尝试，失败，尝试，失败。

活锁和死锁的区别在于，处于活锁的实体是在不断的改变状态，这就是所谓的“活”， 而处于死锁的实体表现为等待；活锁有可能自行解开，死锁则不能。

饥饿：一个或者多个线程因为种种原因无法获得所需要的资源，导致一直无法执行的状态。

Java 中导致饥饿的原因：

1、高优先级线程吞噬所有的低优先级线程的 CPU 时间。

2、线程被永久堵塞在一个等待进入同步块的状态，因为其他线程总是能在它之前持续地对该同步块进行访问。

3、线程在等待一个本身也处于永久等待完成的对象(比如调用这个对象的 wait 方法)，因为其他线程总是被持续地获得唤醒。

8、多线程锁的升级原理是什么？

​ 在Java中，锁共有4种状态，级别从低到高依次为：无状态锁，偏向锁，轻量级锁和重量级锁状态，这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级。

2、AQS(AbstractQueuedSynchronizer)详解与源码分析

1、AQS介绍

​ AQS的全称为（AbstractQueuedSynchronizer），这个类在java.util.concurrent.locks包下面。AQS是一个用来构建锁和同步器的框架，使用AQS能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器，比如我们提到的ReentrantLock，Semaphore，其他的诸如ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue，FutureTask等等皆是基于AQS的。当然，我们自己也能利用AQS非常轻松容易地构造出符合我们自己需求的同步器。

2、AQS原理分析

​ AQS 原理概览：AQS核心思想是，如果被请求的共享资源空闲，则将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程，并且将共享资源设置为锁定状态。如果被请求的共享资源被占用，那么就需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制，这个机制AQS是用CLH队列锁实现的，即将暂时获取不到锁的线程加入到队列中。

​ CLH(Craig,Landin,and Hagersten)队列是一个虚拟的双向队列（虚拟的双向队列即不存在队列实例，仅存在结点之间的关联关系）。AQS是将每条请求共享资源的线程封装成一个CLH锁队列的一个结点（Node）来实现锁的分配。

​ AQS使用一个int成员变量来表示同步状态，通过内置的FIFO队列来完成获取资源线程的排队工作。AQS使用CAS对该同步状态进行原子操作实现对其值的修改。

​ AQS定义两种资源共享方式

1、Exclusive（独占）：只有一个线程能执行，如ReentrantLock。又可分为公平锁和非公平锁：

​ 公平锁：按照线程在队列中的排队顺序，先到者先拿到锁
​ 非公平锁：当线程要获取锁时，无视队列顺序直接去抢锁，谁抢到就是谁的
2、Share（共享）：多个线程可同时执行，如Semaphore/CountDownLatch。Semaphore、CountDownLatch、 CyclicBarrier、ReadWriteLock 我们都会在后面讲到。
​ ReentrantReadWriteLock 可以看成是组合式，因为ReentrantReadWriteLock也就是读写锁允许多个线程同时对某一资源进行读。

​ 不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同。自定义同步器在实现时只需要实现共享资源 state 的获取与释放方式即可，至于具体线程等待队列的维护（如获取资源失败入队/唤醒出队等），AQS已经在顶层实现好了。

​ AQS底层使用了模板方法模式

​ 同步器的设计是基于模板方法模式的，如果需要自定义同步器一般的方式是这样（模板方法模式很经典的一个应用）：

1. 使用者继承AbstractQueuedSynchronizer并重写指定的方法。（这些重写方法很简单，无非是对于共享资源state的获取和释放）

2. 将AQS组合在自定义同步组件的实现中，并调用其模板方法，而这些模板方法会调用使用者重写的方法。

   ​ 这和我们以往通过实现接口的方式有很大区别，这是模板方法模式很经典的一个运用。

3、ReentrantLock(重入锁)实现原理与公平锁非公平锁区别

1、什么是可重入锁（ReentrantLock）？

​ ReentrantLock重入锁，是实现Lock接口的一个类，也是在实际编程中使用频率很高的一个锁，支持重入性，表示能够对共享资源能够重复加锁，即当前线程获取该锁再次获取不会被阻塞。

​ java关键字synchronized隐式支持重入性，synchronized通过获取自增，释放自减的方式实现重入。与此同时，ReentrantLock还支持公平锁和非公平锁两种方式。那么，要想完完全全的弄懂ReentrantLock的话，主要也就是ReentrantLock同步语义的学习：1. 重入性的实现原理；2. 公平锁和非公平锁。

​ 重入性的实现原理：要想支持重入性，就要解决两个问题：1. 在线程获取锁的时候，如果已经获取锁的线程是当前线程的话则直接再次获取成功；2. 由于锁会被获取n次，那么只有锁在被释放同样的n次之后，该锁才算是完全释放成功。

​ ReentrantLock支持两种锁：公平锁和非公平锁。何谓公平性，是针对获取锁而言的，如果一个锁是公平的，那么锁的获取顺序就应该符合请求上的绝对时间顺序，满足FIFO。

4、读写锁ReentrantReadWriteLock源码分析

1、ReadWriteLock 是什么

​ 首先明确一下，不是说 ReentrantLock 不好，只是 ReentrantLock 某些时候有局限。如果使用 ReentrantLock，可能本身是为了防止线程 A 在写数据、线程 B 在读数据造成的数据不一致，但这样，如果线程 C 在读数据、线程 D 也在读数据，读数据是不会改变数据的，没有必要加锁，但是还是加锁了，降低了程序的性能。因为这个，才诞生了读写锁 ReadWriteLock。

​ ReadWriteLock 是一个读写锁接口，读写锁是用来提升并发程序性能的锁分离技术，ReentrantReadWriteLock 是 ReadWriteLock 接口的一个具体实现，实现了读写的分离，读锁是共享的，写锁是独占的，读和读之间不会互斥，读和写、写和读、写和写之间才会互斥，提升了读写的性能。

​ 而读写锁有以下三个重要的特性：

（1）公平选择性：支持非公平（默认）和公平的锁获取方式，吞吐量还是非公平优于公平。

（2）重进入：读锁和写锁都支持线程重进入。

（3）锁降级：遵循获取写锁、获取读锁再释放写锁的次序，写锁能够降级成为读锁。

5、Condition源码分析与等待通知机制

6、LockSupport详解

5、并发容器

1、并发容器之ConcurrentHashMap详解(JDK1.8版本)与源码分析

1、什么是ConcurrentHashMap？

​ ConcurrentHashMap是Java中的一个线程安全且高效的HashMap实现。平时涉及高并发如果要用map结构，那第一时间想到的就是它。相对于hashmap来说，ConcurrentHashMap就是线程安全的map，其中利用了锁分段的思想提高了并发度。

​ 那么它到底是如何实现线程安全的？

JDK 1.6版本关键要素：

• segment继承了ReentrantLock充当锁的角色，为每一个segment提供了线程安全的保障；
• segment维护了哈希散列表的若干个桶，每个桶由HashEntry构成的链表。

JDK1.8后，ConcurrentHashMap抛弃了原有的Segment 分段锁，而采用了 CAS + synchronized 来保证并发安全性。

2、Java 中 ConcurrentHashMap 的并发度是什么

​ ConcurrentHashMap 把实际 map 划分成若干部分来实现它的可扩展性和线程安全。这种划分是使用并发度获得的，它是 ConcurrentHashMap 类构造函数的一个可选参数，默认值为 16，这样在多线程情况下就能避免争用。在 JDK8 后，它摒弃了 Segment（锁段）的概念，而是启用了一种全新的方式实现,利用 CAS 算法。同时加入了更多的辅助变量来提高并发度，具体内容还是查看源码吧。

3、什么是并发容器的实现

​ 何为同步容器：可以简单地理解为通过 synchronized 来实现同步的容器，如果有多个线程调用同步容器的方法，它们将会串行执行。比如 Vector，Hashtable，以及 Collections.synchronizedSet，synchronizedList 等方法返回的容器。可以通过查看 Vector，Hashtable 等这些同步容器的实现代码，可以看到这些容器实现线程安全的方式就是将它们的状态封装起来，并在需要同步的方法上加上关键字 synchronized。

​ 并发容器使用了与同步容器完全不同的加锁策略来提供更高的并发性和伸缩性，例如在 ConcurrentHashMap 中采用了一种粒度更细的加锁机制，可以称为分段锁，在这种锁机制下，允许任意数量的读线程并发地访问 map，并且执行读操作的线程和写操作的线程也可以并发的访问 map，同时允许一定数量的写操作线程并发地修改 map，所以它可以在并发环境下实现更高的吞吐量。

4、Java 中的同步集合与并发集合有什么区别？

​ 同步集合与并发集合都为多线程和并发提供了合适的线程安全的集合，不过并发集合的可扩展性更高。在 Java1.5 之前程序员们只有同步集合来用且在多线程并发的时候会导致争用，阻碍了系统的扩展性。Java5 介绍了并发集合像ConcurrentHashMap，不仅提供线程安全还用锁分离和内部分区等现代技术提高了可扩展性。

5、SynchronizedMap 和 ConcurrentHashMap 有什么区别？

​ SynchronizedMap 一次锁住整张表来保证线程安全，所以每次只能有一个线程来访为 map。

​ ConcurrentHashMap 使用分段锁来保证在多线程下的性能。ConcurrentHashMap 中则是一次锁住一个桶。ConcurrentHashMap 默认将hash 表分为 16 个桶，诸如 get，put，remove 等常用操作只锁当前需要用到的桶。这样，原来只能一个线程进入，现在却能同时有 16 个写线程执行，并发性能的提升是显而易见的。另外 ConcurrentHashMap 使用了一种不同的迭代方式。在这种迭代方式中，当iterator 被创建后集合再发生改变就不再是抛出ConcurrentModificationException，取而代之的是在改变时 new 新的数据从而不影响原有的数据，iterator 完成后再将头指针替换为新的数据 ，这样 iterator线程可以使用原来老的数据，而写线程也可以并发的完成改变。

2、并发容器之CopyOnWriteArrayList详解

1、CopyOnWriteArrayList 是什么

​ CopyOnWriteArrayList 是一个并发容器。有很多人称它是线程安全的，我认为这句话不严谨，缺少一个前提条件，那就是非复合场景下操作它是线程安全的。CopyOnWriteArrayList(免锁容器)的好处之一是当多个迭代器同时遍历和修改这个列表时，不会抛出 ConcurrentModificationException。在CopyOnWriteArrayList 中，写入将导致创建整个底层数组的副本，而源数组将保留在原地，使得复制的数组在被修改时，读取操作可以安全地执行。

2、可以用于什么应用场景

​ 合适读多写少的场景。

3、有哪些优缺点？

CopyOnWriteArrayList 的缺点

1、由于写操作的时候，需要拷贝数组，会消耗内存，如果原数组的内容比较多的情况下，可能导致 young gc 或者 full gc。
2、不能用于实时读的场景，像拷贝数组、新增元素都需要时间，所以调用一个 set 操作后，读取到数据可能还是旧的，虽然CopyOnWriteArrayList 能做到最终一致性,但是还是没法满足实时性要求。
3、由于实际使用中可能没法保证 CopyOnWriteArrayList 到底要放置多少数据，万一数据稍微有点多，每次 add/set 都要重新复制数组，这个代价实在太高昂了。在高性能的互联网应用中，这种操作分分钟引起故障。

4、设计思想

1. 读写分离，读和写分开
2. 最终一致性
3. 使用另外开辟空间的思路，来解决并发冲突

3、并发容器之ThreadLocal详解

1、ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？

​ ThreadLocal 是一个本地线程副本变量工具类，在每个线程中都创建了一个 ThreadLocalMap 对象，简单说 ThreadLocal 就是一种以空间换时间的做法，每个线程可以访问自己内部 ThreadLocalMap 对象内的 value。通过这种方式，避免资源在多线程间共享。

​ 原理：线程局部变量是局限于线程内部的变量，属于线程自身所有，不在多个线程间共享。Java提供ThreadLocal类来支持线程局部变量，是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下（如 web 服务器）使用线程局部变量的时候要特别小心，在这种情况下，工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放，Java 应用就存在内存泄露的风险。

​ 经典的使用场景是为每个线程分配一个 JDBC 连接 Connection。这样就可以保证每个线程的都在各自的 Connection 上进行数据库的操作，不会出现 A 线程关了 B线程正在使用的 Connection； 还有 Session 管理 等问题。

2、什么是线程局部变量？

​ 线程局部变量是局限于线程内部的变量，属于线程自身所有，不在多个线程间共享。Java 提供 ThreadLocal 类来支持线程局部变量，是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下（如 web 服务器）使用线程局部变量的时候要特别小心，在这种情况下，工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放，Java 应用就存在内存泄露的风险。

4、ThreadLocal内存泄漏分析与解决方案

1、ThreadLocal造成内存泄漏的原因？

​ ThreadLocalMap 中使用的 key 为 ThreadLocal 的弱引用,而 value 是强引用。所以，如果 ThreadLocal 没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候，key 会被清理掉，而 value 不会被清理掉。这样一来，ThreadLocalMap 中就会出现key为null的Entry。假如我们不做任何措施的话，value 永远无法被GC 回收，这个时候就可能会产生内存泄露。ThreadLocalMap实现中已经考虑了这种情况，在调用 set()、get()、remove() 方法的时候，会清理掉 key 为 null 的记录。使用完 ThreadLocal方法后 最好手动调用remove()方法。

2、ThreadLocal内存泄漏解决方案？

• 每次使用完ThreadLocal，都调用它的remove()方法，清除数据。
• 在使用线程池的情况下，没有及时清理ThreadLocal，不仅是内存泄漏的问题，更严重的是可能导致业务逻辑出现问题。所以，使用ThreadLocal就跟加锁完要解锁一样，用完就清理。

5、并发容器之BlockingQueue详解

1、什么是阻塞队列？阻塞队列的实现原理是什么？如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型？

​ 阻塞队列（BlockingQueue）是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作是：在队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。当队列满时，存储元素的线程会等待队列可用。

​ 阻塞队列常用于生产者和消费者的场景，生产者是往队列里添加元素的线程，消费者是从队列里拿元素的线程。阻塞队列就是生产者存放元素的容器，而消费者也只从容器里拿元素。

​ JDK7 提供了 7 个阻塞队列。分别是：

ArrayBlockingQueue ：一个由数组结构组成的有界阻塞队列。

LinkedBlockingQueue ：一个由链表结构组成的有界阻塞队列。

PriorityBlockingQueue ：一个支持优先级排序的无界阻塞队列。

DelayQueue：一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。

SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。

LinkedTransferQueue：一个由链表结构组成的无界阻塞队列。

LinkedBlockingDeque：一个由链表结构组成的双向阻塞队列。
Java 5 之前实现同步存取时，可以使用普通的一个集合，然后在使用线程的协作和线程同步可以实现生产者，消费者模式，主要的技术就是用好，wait,notify,notifyAll,sychronized 这些关键字。而在 java 5 之后，可以使用阻塞队列来实现，此方式大大简少了代码量，使得多线程编程更加容易，安全方面也有保障。
BlockingQueue 接口是 Queue 的子接口，它的主要用途并不是作为容器，而是作为线程同步的的工具，因此他具有一个很明显的特性，当生产者线程试图向 BlockingQueue 放入元素时，如果队列已满，则线程被阻塞，当消费者线程试图从中取出一个元素时，如果队列为空，则该线程会被阻塞，正是因为它所具有这个特性，所以在程序中多个线程交替向 BlockingQueue 中放入元素，取出元素，它可以很好的控制线程之间的通信。
阻塞队列使用最经典的场景就是 socket 客户端数据的读取和解析，读取数据的线程不断将数据放入队列，然后解析线程不断从队列取数据解析。

6、并发容器之ConcurrentLinkedQueue详解与源码分析

7、并发容器之ArrayBlockingQueue与LinkedBlockingQueue详解

6、线程池

1、Executors类创建四种常见线程池

1、什么是线程池？有哪几种创建方式？

​ 池化技术相比大家已经屡见不鲜了，线程池、数据库连接池、Http 连接池等等都是对这个思想的应用。池化技术的思想主要是为了减少每次获取资源的消耗，提高对资源的利用率。

​ 在面向对象编程中，创建和销毁对象是很费时间的，因为创建一个对象要获取内存资源或者其它更多资源。在 Java 中更是如此，虚拟机将试图跟踪每一个对象，以便能够在对象销毁后进行垃圾回收。所以提高服务程序效率的一个手段就是尽可能减少创建和销毁对象的次数，特别是一些很耗资源的对象创建和销毁，这就是”池化资源”技术产生的原因。

​ 线程池顾名思义就是事先创建若干个可执行的线程放入一个池（容器）中，需要的时候从池中获取线程不用自行创建，使用完毕不需要销毁线程而是放回池中，从而减少创建和销毁线程对象的开销。Java 5+中的 Executor 接口定义一个执行线程的工具。它的子类型即线程池接口是 ExecutorService。要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，因此在工具类 Executors 面提供了一些静态工厂方法，生成一些常用的线程池，如下所示：

​ （1）newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。

​ （2）newFixedThreadPool：创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。如果希望在服务器上使用线程池，建议使用 newFixedThreadPool方法来创建线程池，这样能获得更好的性能。

​ （3） newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60 秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说 JVM）能够创建的最大线程大小。

​ （4）newScheduledThreadPool：创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

2、线程池的优点

1、降低资源消耗：重用存在的线程，减少对象创建销毁的开销。

2、提高响应速度。可有效的控制最大并发线程数，提高系统资源的使用率，同时避免过多资源竞争，避免堵塞。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。

3、提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

4、附加功能：提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。

综上所述使用线程池框架 Executor 能更好的管理线程、提供系统资源使用率。

3、线程池有哪些状态

1、RUNNING：这是最正常的状态，接受新的任务，处理等待队列中的任务。
2、SHUTDOWN：不接受新的任务提交，但是会继续处理等待队列中的任务。
3、STOP：不接受新的任务提交，不再处理等待队列中的任务，中断正在执行任务的线程。
4、TIDYING：所有的任务都销毁了，workCount 为 0，线程池的状态在转换为 TIDYING 状态时，会执行钩子方法 terminated()。
5、TERMINATED：terminated()方法结束后，线程池的状态就会变成这个。

4、什么是 Executor 框架？为什么使用 Executor 框架？

​ Executor 框架是一个根据一组执行策略调用，调度，执行和控制异步任务的框架。

​ 每次执行任务创建线程 new Thread()比较消耗性能，创建一个线程是比较耗时、耗资源的，而且无限制的创建线程会引起应用程序内存溢出。所以创建一个线程池是个更好的的解决方案，因为可以限制线程的数量并且可以回收再利用这些线程。利用Executors 框架可以非常方便的创建一个线程池。

5、在 Java 中 Executor 和 Executors 的区别？

​ Executors 工具类的不同方法按照我们的需求创建了不同的线程池，来满足业务的需求。

​ Executor 接口对象能执行我们的线程任务。

​ ExecutorService 接口继承了 Executor 接口并进行了扩展，提供了更多的方法我们能获得任务执行的状态并且可以获取任务的返回值。

​ 使用 ThreadPoolExecutor 可以创建自定义线程池。

​ Future 表示异步计算的结果，他提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并可以使用 get()方法获取计算的结果。

6、线程池中 submit() 和 execute() 方法有什么区别？

​ 接收参数：execute()只能执行 Runnable 类型的任务。submit()可以执行 Runnable 和 Callable 类型的任务。

​ 返回值：submit()方法可以返回持有计算结果的 Future 对象，而execute()没有

​ 异常处理：submit()方便Exception处理

7、什么是线程组，为什么在 Java 中不推荐使用？

​ ThreadGroup 类，可以把线程归属到某一个线程组中，线程组中可以有线程对象，也可以有线程组，组中还可以有线程，这样的组织结构有点类似于树的形式。

​ 线程组和线程池是两个不同的概念，他们的作用完全不同，前者是为了方便线程的管理，后者是为了管理线程的生命周期，复用线程，减少创建销毁线程的开销。为什么不推荐使用线程组？因为使用有很多的安全隐患吧，没有具体追究，如果需要使用，推荐使用线程池。

2、线程池之ThreadPoolExecutor详解

1、Executors和ThreaPoolExecutor创建线程池的区别

​ 《阿里巴巴Java开发手册》中强制线程池不允许使用 Executors 去创建，而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式，这样的处理方式更加明确线程池的运行规则，规避资源耗尽的风险。

​ Executors 各个方法的弊端：

1、newFixedThreadPool 和 newSingleThreadExecutor:主要问题是堆积的请求处理队列可能会耗费非常大的内存，甚至 OOM。

2、newCachedThreadPool 和 newScheduledThreadPool:主要问题是线程数最大数是 Integer.MAX_VALUE，可能会创建数量非常多的线程，甚至 OOM。
ThreaPoolExecutor创建线程池方式只有一种，就是走它的构造函数，参数自己指定。

2、你知道怎么创建线程池吗？

​ 创建线程池的方式有多种，这里你只需要答 ThreadPoolExecutor 即可。ThreadPoolExecutor() 是最原始的线程池创建，也是阿里巴巴 Java 开发手册中明确规范的创建线程池的方式。

3、ThreadPoolExecutor构造函数重要参数分析

3 个最重要的参数：

1、corePoolSize ：核心线程数，线程数定义了最小可以同时运行的线程数量。
2、maximumPoolSize ：线程池中允许存在的工作线程的最大数量
3、workQueue：当新任务来的时候会先判断当前运行的线程数量是否达到核心线程数，如果达到的话，任务就会被存放在队列中。

其他常见参数:

1、keepAliveTime：线程池中的线程数量大于 corePoolSize 的时候，如果这时没有新的任务提交，核心线程外的线程不会立即销毁，而是会等待，直到等待的时间超过了 keepAliveTime才会被回收销毁；
2、unit ：keepAliveTime 参数的时间单位。
3、threadFactory：为线程池提供创建新线程的线程工厂
4、handler ：线程池任务队列超过 maxinumPoolSize 之后的拒绝策略

4、ThreadPoolExecutor饱和策略

​ 饱和策略定义：如果当前同时运行的线程数量达到最大线程数量并且队列也已经被放满了任时，ThreadPoolTaskExecutor 定义一些策略：

1、ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：抛出 RejectedExecutionException来拒绝新任务的处理。
2、ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：调用执行自己的线程运行任务。您不会任务请求。但是这种策略会降低对于新任务提交速度，影响程序的整体性能。另外，这个策略喜欢增加队列容量。如果您的应用程序可以承受此延迟并且你不能丢弃任何一个任务请求的话，你可以选择这个策略。
3、ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：不处理新任务，直接丢弃掉。
4、ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy： 此策略将丢弃最早的未处理的任务请求。

​ 举个例子： Spring 通过 ThreadPoolTaskExecutor 或者我们直接通过 ThreadPoolExecutor 的构造函数创建线程池的时候，当我们不指定 RejectedExecutionHandler 饱和策略的话来配置线程池的时候默认使用的是 ThreadPoolExecutor.AbortPolicy。在默认情况下，ThreadPoolExecutor 将抛出 RejectedExecutionException 来拒绝新来的任务 ，这代表你将丢失对这个任务的处理。 对于可伸缩的应用程序，建议使用 ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy。当最大池被填满时，此策略为我们提供可伸缩队列。（这个直接查看 ThreadPoolExecutor 的构造函数源码就可以看出，比较简单的原因，这里就不贴代码了）

3、线程池之ScheduledThreadPoolExecutor详解

4、FutureTask详解

7、原子操作类

1、什么是原子操作？

​ 原子操作（atomic operation）意为”不可被中断的一个或一系列操作” 。处理器使用基于对缓存加锁或总线加锁的方式来实现多处理器之间的原子操作。在 Java 中可以通过锁和循环 CAS 的方式来实现原子操作。 CAS 操作——Compare & Set，或是 Compare & Swap，现在几乎所有的 CPU 指令都支持 CAS 的原子操作。原子操作是指一个不受其他操作影响的操作任务单元。原子操作是在多线程环境下避免数据不一致必须的手段。

​ int++并不是一个原子操作，所以当一个线程读取它的值并加 1 时，另外一个线程有可能会读到之前的值，这就会引发错误。为了解决这个问题，必须保证增加操作是原子的，在 JDK1.5 之前我们可以使用同步技术来做到这一点。到 JDK1.5，java.util.concurrent.atomic 包提供了 int 和long 类型的原子包装类，它们可以自动的保证对于他们的操作是原子的并且不需要使用同步。

2、在 Java Concurrency API 中有哪些原子类(atomic classes)？

​ java.util.concurrent 这个包里面提供了一组原子类。其基本的特性就是在多线程环境下，当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法时，具有排他性，即当某个线程进入方法，执行其中的指令时，不会被其他线程打断，而别的线程就像自旋锁一样，一直等到该方法执行完成，才由 JVM 从等待队列中选择另一个线程进入，这只是一种逻辑上的理解。

原子类：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference

原子数组：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray

原子属性更新器：AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater

解决 ABA 问题的原子类：AtomicMarkableReference（通过引入一个 boolean来反映中间有没有变过），AtomicStampedReference（通过引入一个 int 来累加来反映中间有没有变过）

3、说一下 atomic 的原理？

​ Atomic包中的类基本的特性就是在多线程环境下，当有多个线程同时对单个（包括基本类型及引用类型）变量进行操作时，具有排他性，即当多个线程同时对该变量的值进行更新时，仅有一个线程能成功，而未成功的线程可以向自旋锁一样，继续尝试，一直等到执行成功。主要利用 CAS (compare and swap) + volatile 和 native 方法来保证原子操作，从而避免 synchronized 的高开销，执行效率大为提升。

8、并发工具

1、并发工具之CountDownLatch与CyclicBarrier

1、在 Java 中 CycliBarriar 和 CountdownLatch 有什么区别？

​ CountDownLatch与CyclicBarrier都是用于控制并发的工具类，都可以理解成维护的就是一个计数器，但是这两者还是各有不同侧重点的：

1、CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；CountDownLatch强调一个线程等多个线程完成某件事情。CyclicBarrier是多个线程互等，等大家都完成，再携手共进。

2、调用CountDownLatch的countDown方法后，当前线程并不会阻塞，会继续往下执行；而调用CyclicBarrier的await方法，会阻塞当前线程，直到CyclicBarrier指定的线程全部都到达了指定点的时候，才能继续往下执行；

3、CountDownLatch方法比较少，操作比较简单，而CyclicBarrier提供的方法更多，比如能够通过getNumberWaiting()，isBroken()这些方法获取当前多个线程的状态，并且CyclicBarrier的构造方法可以传入barrierAction，指定当所有线程都到达时执行的业务功能；

4、CountDownLatch是不能复用的，而CyclicLatch是可以复用的。

2、并发工具之Semaphore与Exchanger

1、Semaphore 有什么作用

​ Semaphore 就是一个信号量，它的作用是限制某段代码块的并发数。Semaphore有一个构造函数，可以传入一个 int 型整数 n，表示某段代码最多只有 n 个线程可以访问，如果超出了 n，那么请等待，等到某个线程执行完毕这段代码块，下一个线程再进入。由此可以看出如果 Semaphore 构造函数中传入的 int 型整数 n=1，相当于变成了一个 synchronized 了。

​ Semaphore(信号量)-允许多个线程同时访问： synchronized 和 ReentrantLock 都是一次只允许一个线程访问某个资源，Semaphore(信号量)可以指定多个线程同时访问某个资源。

2、什么是线程间交换数据的工具Exchanger

​ Exchanger是一个用于线程间协作的工具类，用于两个线程间交换数据。它提供了一个交换的同步点，在这个同步点两个线程能够交换数据。交换数据是通过exchange方法来实现的，如果一个线程先执行exchange方法，那么它会同步等待另一个线程也执行exchange方法，这个时候两个线程就都达到了同步点，两个线程就可以交换数据。

3、常用的并发工具类有哪些？

• Semaphore(信号量)-允许多个线程同时访问： synchronized 和 ReentrantLock 都是一次只允许一个线程访问某个资源，Semaphore(信号量)可以指定多个线程同时访问某个资源。
• CountDownLatch(倒计时器)： CountDownLatch是一个同步工具类，用来协调多个线程之间的同步。这个工具通常用来控制线程等待，它可以让某一个线程等待直到倒计时结束，再开始执行。
• CyclicBarrier(循环栅栏)： CyclicBarrier 和 CountDownLatch 非常类似，它也可以实现线程间的技术等待，但是它的功能比 CountDownLatch 更加复杂和强大。主要应用场景和 CountDownLatch 类似。CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。CyclicBarrier默认的构造方法是 CyclicBarrier(int parties)，其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用await()方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。