初识Java并发，一问读懂Java并发知识文集(2)
文章目录
- 初识Java并发编程
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- Java 并发编程面试题(2)
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- 01、什么是多线程中的上下文切换？
- 02、Java中你怎样唤醒一个阻塞的线程？
- 03、在Java中CycliBarriar和CountdownLatch有什么区别？
- 04、什么是不可变对象，它对写并发应用有什么帮助？
- 05、Java中用到的线程调度算法是什么？
- 06、什么是线程组，为什么在Java中不推荐使用？
- 07、为什么使用Executor框架比使用应用创建和管理线程好？
- 08、java中有几种方法可以实现一个线程？
- 09、如何停止一个正在运行的线程？
- 10、notify()和notifyAll()有什么区别？
- 11、什么是Daemon线程？它有什么意义？
- 12、Java如何实现多线程之间的通讯和协作？
- 13、什么是可重入锁（ReentrantLock）？
- 14、当一个线程进入某个对象的一个synchronized的实例方法后，其它线程是否可进入此对象的其它方法？
- 15、乐观锁和悲观锁的理解及如何实现，有哪些实现方式？
- 16、CopyOnWriteArrayList可以用于什么应用场景？
- 17、什么叫线程安全？servlet是线程安全吗?
- 18、volatile有什么用？能否用一句话说明下volatile的应用场景？
- 19、为什么代码会重排序？
- 20、SynchronizedMap和ConcurrentHashMap有什么区别？
初识Java并发编程
Java 并发编程面试题(2)
01、什么是多线程中的上下文切换？
在多线程编程中，上下文切换（Context Switching）是指CPU从一个线程切换到另一个线程时，保存当前线程的状态（包括程序计数器、寄存器值和栈指针等），并加载另一个线程的状态，使其能够继续执行。
上下文切换是操作系统内核进行的一种重要操作，它发生的时机有多个，包括但不限于以下几种情况：
- 时间片轮转： 当CPU分配给某个线程一定的时间片（时间量）后，操作系统会将当前线程的上下文保存起来，并调度下一个线程执行。
- 阻塞与唤醒： 当线程发起IO操作、等待锁资源、进入休眠状态或者被其他线程唤醒时，当前线程的上下文会被保存，操作系统会选择另一个可执行的线程继续执行。
- 中断处理： 当CPU收到硬件中断信号（例如时钟中断）时，当前线程的上下文会被保存，操作系统会根据中断类型执行相应的中断处理程序。
- 多处理器调度： 在多处理器系统中，不同的CPU上运行的线程之间也可能需要进行上下文切换。
上下文切换的开销是存在的，因为它需要保存和恢复线程的状态，涉及到寄存器和内存的读写操作，而这些操作需要消耗CPU的时间。过多的上下文切换会导致CPU时间被浪费，降低系统的性能。因此，在编写多线程程序时，需要合理设计线程的数量和切换时机，以减少上下文切换的次数，提高系统的效率。
02、Java中你怎样唤醒一个阻塞的线程？
在Java中，可以使用Object类的wait()和notify()或者notifyAll()方法来唤醒一个阻塞的线程。这些方法必须在同步块或同步方法中调用，因为它们与对象监视器（锁）相关联。
1. wait()方法和notify()方法： 当线程调用某个对象的wait()方法时，它会释放对象的锁并进入等待状态，直到另一个线程调用相同对象的notify()方法来唤醒它。唤醒后的线程会重新尝试获取对象的锁，一旦获取到锁，就可以继续执行。
示例代码如下：
class MyTask implements Runnable {
public synchronized void run() {
System.out.println("Task is waiting...");
try {
wait(); // 进入等待状态
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("Task is resumed...");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyTask task = new MyTask();
Thread thread = new Thread(task);
thread.start();
// 等待一段时间后唤醒线程
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
synchronized (task) {
task.notify(); // 唤醒线程
}
}
}
在上面的示例中，MyTask类中的run()方法调用wait()方法使得线程进入等待状态，在Main类中通过notify()方法唤醒了该线程。
2. notifyAll()方法： 与notify()类似，不同的是notifyAll()方法会唤醒所有等待于该对象监视器的线程，而不仅仅是一个线程。这样做可以确保所有等待的线程都能够被唤醒并有机会竞争对象的锁。
需要注意的是，在使用wait()和notify()或notifyAll()时，线程必须先获取对象的监视器（即在同步块或同步方法中），否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。
03、在Java中CycliBarriar和CountdownLatch有什么区别？
在Java中，CyclicBarrier和CountDownLatch是用于线程同步的工具类。它们有以下区别：
1. CyclicBarrier（循环屏障）：
- 可以被重复使用：与CountDownLatch不同，CyclicBarrier的屏障点可以被重置并再次使用。当屏障点被触发后，所有线程都会继续执行，并且CyclicBarrier会自动重置为初始状态，以便后续线程再次使用。
- 可以指定一个回调动作：在创建CyclicBarrier时，可以传递一个Runnable任务作为回调动作。当所有线程都到达屏障点后，会执行该回调动作。
2. CountdownLatch（倒计时门闩）：
- 只能被使用一次：CountDownLatch的计数只能减少，一旦计数为零，它将不能再次被使用。也就是说，CountDownLatch只适用于一组线程等待另一组线程完成某个特定操作的场景。
- 无回调动作：CountDownLatch没有提供回调机制，当计数为零时，等待线程只会继续执行。
需要注意的是，无论是CyclicBarrier还是CountDownLatch，都是通过调用await()方法来实现线程的等待。在CyclicBarrier中，当达到指定的线程数时，所有线程都会被唤醒。而在CountDownLatch中，当计数到达零时，等待线程才会被唤醒。
总结：CyclicBarrier适用于多线程间相互等待的情况，并且可以重复使用，而CountDownLatch则适用于一组线程等待另一组线程完成特定操作的场景，且只能使用一次。
| 特性 | CyclicBarrier | CountDownLatch |
|---|---|---|
| 重复使用 | 可以被重复使用 | 只能被使用一次 |
| 回调动作 | 可以指定一个回调动作 | 无回调动作 |
| 使用场景 | 适用于多线程间相互等待的情况 | 适用于一组线程等待另一组线程完成特定操作的场景 |
| 重置状态 | 在屏障点触发后，会重置为初始状态 | 一旦计数为零，无法再次使用 |
以上是CyclicBarrier和CountDownLatch的主要区别总结在一张表中。这张表清晰地展示了它们之间的不同之处，包括重要的特性和使用场景。
04、什么是不可变对象，它对写并发应用有什么帮助？
不可变对象是指一旦对象被创建后，它的状态就无法被修改的对象。换句话说，不可变对象的值在其生命周期内保持不变。在Java中，可以通过使类的字段为final并且不提供修改字段值的方法来创建不可变对象。
不可变对象对写并发应用有以下帮助：
-
线程安全性： 不可变对象天生具有线程安全性，因为它的状态不会改变，所以多个线程可以同时访问不可变对象而无需使用额外的同步手段。
-
简化并发编程： 在并发编程中，共享的可变状态是潜在的风险源。不可变对象的存在减少了对共享状态的需求，从而简化了并发编程。因为不可变对象不会发生状态的变化，所以无需为了保护共享状态而使用锁或其他同步机制。
-
易于缓存和重用： 由于不可变对象的状态不会改变，它们可以被自由地缓存和重用，而不必担心对象状态的一致性问题。
-
提高性能： 不可变对象的无需同步和复制等额外开销，可以提高程序的性能。
总之，不可变对象在并发应用中因其线程安全和易于管理的特性而表现出色，可以帮助开发人员避免常见的并发编程陷阱，同时也有利于提高程序的性能和可靠性。
05、Java中用到的线程调度算法是什么？
在Java中，线程调度算法由操作系统来负责实现，因此涉及的算法取决于具体的操作系统。一般来说，常见的操作系统如Windows、Linux和Mac OS等使用的线程调度算法包括以下几种：
-
抢占式调度：在抢占式调度中，操作系统会周期性地中断当前运行的线程，并根据一定的调度算法来选择下一个要执行的线程。常见的调度算法包括优先级调度、轮转调度和多级反馈队列调度等。
-
优先级调度：根据线程的优先级来决定调度顺序，优先级高的线程会被优先执行。这种调度算法可能存在优先级反转等问题，因此在实际应用中需要小心使用。
-
轮转调度：按照时间片轮转的方式进行调度，每个线程被分配一个时间片，当时间片用完后，系统会将其暂停并切换到下一个线程。这样可以确保每个线程都有机会执行。
-
多级反馈队列调度：将线程分为多个队列，并且每个队列具有不同的优先级或时间片大小。新创建的线程会被放入最高优先级的队列，而执行时间较长的线程则会被移动到较低优先级的队列，以避免长时间占用CPU导致其他线程无法执行的情况。
在Java中，开发人员可以通过Thread类和ExecutorService框架来创建和管理线程，而线程调度算法则由底层操作系统负责实现。
06、什么是线程组，为什么在Java中不推荐使用？
在Java中，线程组（ThreadGroup）是一种用于组织和管理线程的机制。线程组可以将多个线程组织在一起，并提供了一些管理和监控线程的方便方法。
然而，在Java中，线程组不推荐使用的原因主要有以下几点：
-
限制性能和灵活性： 线程组在设计上引入了一些限制，例如线程组无法直接继承自Thread类以及无法动态地添加或删除线程。这些限制对于应用程序的性能和灵活性可能会产生负面影响。
-
可靠性问题： 线程组的异常处理机制相对较为复杂，且可能导致线程的难以预期的行为。例如，如果线程组中的线程发生未捕获的异常，那么可能会导致整个线程组停止运行。
-
不一致的平台支持： 在一些平台上，线程组的某些特性可能不受支持或实现不一致，这会导致在不同的操作系统和Java版本之间出现不可预测的行为差异。
-
更强大的并发编程工具： Java提供了更强大的并发编程工具，如线程池（ThreadPoolExecutor）和并发集合（ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等），这些工具相对于线程组更加灵活和易于使用。
综上所述，尽管线程组是一种组织和管理线程的机制，但由于限制性能、可靠性问题以及不一致的平台支持，以及有更好的并发编程工具可供选择，因此在Java中并不推荐使用线程组。
07、为什么使用Executor框架比使用应用创建和管理线程好？
使用Executor框架比应用程序自行创建和管理线程好的原因有很多，其中包括以下几点：
-
简化并发编程： Executor框架隐藏了底层线程管理的复杂性，提供了高级的任务调度和执行服务。开发人员无需关心线程的创建、启动、调度和生命周期管理，从而更加专注于编写业务逻辑。
-
资源管理： Executor框架通过线程池管理线程，有效地重用线程并控制并发线程的数量，避免了不受控制的线程创建和销毁过程可能导致的资源浪费和性能问题。
-
提高性能： 使用线程池可以避免频繁地创建和销毁线程，从而减少了系统开销，并且能够更好地利用现有的系统资源。
-
统一的任务提交接口： Executor框架提供了统一的任务提交接口，使得可以将任务提交给Executor，并让Executor来安排任务的执行，从而提供了统一的管理和监控任务的能力。
-
更好的错误处理： Executor框架提供了异常处理机制，能够捕获并处理任务执行过程中的异常，确保异常不会导致整个应用程序的崩溃。
-
内置的调度策略： Executor框架提供了各种类型的线程池，如固定大小线程池、可缓存线程池、定时执行线程池等，使用这些线程池可以根据任务的特性选择合适的调度策略，更好地满足业务需求。
综上所述，使用Executor框架可以带来更简化、高效、可控的并发编程体验，从而比应用程序自行创建和管理线程更好。
08、java中有几种方法可以实现一个线程？
在Java中，可以通过多种方式来实现一个线程，其中最常见的包括继承Thread类和实现Runnable接口。下面分别用代码举例说明这两种方法：
使用继承Thread类的方式实现线程：
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
System.out.println("This is a thread extended from Thread class.");
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
}
}
在这个例子中，通过继承Thread类并重写run方法来定义线程的执行逻辑，然后在main方法中创建MyThread对象并调用start方法启动线程。
使用实现Runnable接口的方式实现线程：
public class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("This is a thread implemented from Runnable interface.");
}
public static void main(String[] args) {
Thread myThread = new Thread(new MyRunnable());
myThread.start();
}
}
在这个例子中，通过实现Runnable接口并实现run方法来定义线程的执行逻辑，然后在main方法中创建Thread对象并将实现了Runnable接口的对象作为参数传递给Thread的构造函数，最后调用start方法启动线程。
除了上述两种方法外，还可以通过使用匿名内部类、使用线程池等方式来实现线程，这些方法在不同的场景下都有各自的优势和适用性。
09、如何停止一个正在运行的线程？
停止一个正在运行的线程是一个相对复杂和敏感的操作，因为线程的停止需要保证线程的数据完整性和一致性，避免出现意料之外的错误。在Java中，推荐使用协作的方式来停止线程，而不是强制终止线程的方式。下面介绍几种常见的停止线程的方法：
1. 使用标志位： 在线程的代码中使用一个标志位来标识线程是否应该停止，通过修改标志位的值来控制线程的执行逻辑。例如：
public class MyThread extends Thread {
private volatile boolean isStopped = false;
public void run() {
while (!isStopped) {
// 线程的执行逻辑
}
}
public void stopThread() {
isStopped = true;
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
// 停止线程的操作
myThread.stopThread();
}
}
在这个例子中，线程通过检查isStopped标志位来决定是否继续执行，当调用stopThread方法时，将isStopped设置为true，从而停止线程的执行。
2. 使用interrupt()方法： 使用Thread类的interrupt()方法来请求中断线程。在线程的代码中可以通过检查线程的中断状态来决定是否终止线程的执行。例如：
public class MyThread extends Thread {
public void run() {
while (!Thread.interrupted()) {
// 线程的执行逻辑
}
}
public static void main(String[] args) {
MyThread myThread = new MyThread();
myThread.start();
// 停止线程的操作
myThread.interrupt();
}
}
在这个例子中，通过调用线程的interrupt()方法来请求中断线程，线程在执行逻辑中通过检查Thread.interrupted()方法的返回值来判断是否要终止线程的执行。
需要注意的是，强制终止线程的方法（如调用Thread的stop()方法）并不推荐使用，因为它会导致线程被突然终止，可能会引发不可预料的问题，破坏线程的数据完整性和一致性。正确地停止线程是一个谨慎而复杂的过程，需要根据具体的业务场景和需求进行设计和实现。
10、notify()和notifyAll()有什么区别？
在Java中，notify()和notifyAll()都是用于线程间通信的方法，它们都属于Object类，用来唤醒正在等待对象监视器（锁）的线程。但是它们之间有一些关键的区别：
-
notify()方法：notify()方法用于唤醒在当前对象监视器上等待的单个线程。- 如果有多个线程在等待当前对象监视器，只有其中的一个线程会被唤醒，但具体是哪一个线程被唤醒是不确定的，取决于JVM的实现。
-
notifyAll()方法：notifyAll()方法用于唤醒在当前对象监视器上等待的所有线程。- 所有等待的线程都会被唤醒，这样它们就有机会去竞争获得对象监视器上的锁，继续执行。
因此，notify()方法只会唤醒一个线程，而notifyAll()方法会唤醒所有等待的线程，这是它们之间最主要的区别。在使用时，通常情况下会优先考虑使用notifyAll()方法，因为这样可以避免因为某些线程被唤醒而导致其他线程长时间等待的情况，也可以更加灵活地控制线程唤醒的条件。只有在特定的业务场景下确实需要唤醒单个线程时，才会考虑使用notify()方法。
| 区别 | notify() | notifyAll() |
|---|---|---|
| 唤醒线程数量 | 唤醒等待的单个线程 | 唤醒等待的所有线程 |
| 作用 | 用于唤醒在对象监视器上等待的单个线程 | 用于唤醒在对象监视器上等待的所有线程 |
| 竞争锁 | 仅一个线程被唤醒，其它线程继续等待 | 所有线程被唤醒，竞争锁继续执行 |
| 性能 | 性能开销相对较小 | 性能开销相对较大 |
| 适用场景 | 只需唤醒单个特定线程时使用 | 通常优先考虑使用，能避免长时间等待的情况 |
11、什么是Daemon线程？它有什么意义？
在Java中，Daemon（守护）线程是一种特殊类型的线程。当进程中只剩下Daemon线程时，Java虚拟机（JVM）会自动退出。
Daemon线程的特点如下：
- 它是一种在后台提供服务的线程，与之相对的是用户线程（User Thread）。
- Daemon线程不会阻止JVM的退出，即使它还在运行。
- 当所有的非守护线程都结束时，JVM会自动退出。
Daemon线程通常被用来执行一些对于程序运行没有直接影响的任务，例如垃圾回收、后台数据更新等。
Daemon线程的意义在于，它们能够在后台提供某些服务或执行某些任务，而无需干扰或依赖于主线程（用户线程）。常见的例子是垃圾回收器线程，它会在后台自动回收不再使用的内存，并释放资源。另一个例子是后台数据更新线程，它可以定时或定期更新数据，而不需要阻塞用户界面或主线程。
需要注意的是，一旦所有的非守护线程结束，JVM会自动退出，这意味着守护线程也会被终止。因此，守护线程应该仅被用于执行无需完整完成的任务，或者是无需等待的后台服务。
12、Java如何实现多线程之间的通讯和协作？
Java提供了多种方式来实现多线程之间的通讯和协作，以下是其中几种常见的方式：
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共享变量（Shared Variables）： 多个线程可以通过共享变量进行通信。线程可以读写共享变量来进行信息交换和协作。需要注意的是，要确保对共享变量的访问是同步的，可以通过加锁（如synchronized关键字）来实现线程的互斥访问。
-
等待/通知机制（Wait/Notify Mechanism）： 通过调用对象的wait()方法，一个线程可以进入等待状态，直到其他线程调用同一个对象的notify()或notifyAll()方法来唤醒等待线程。这种方式可以用于线程之间的协作和信息传递，例如生产者-消费者模式。
-
条件变量（Condition Variables）： Java提供了Condition接口来实现条件变量。线程可以通过condition的await()方法进入等待状态，直到其他线程调用signal()或signalAll()方法来唤醒等待线程。条件变量更加灵活，可以根据特定条件来控制线程的等待和唤醒。
-
CountDownLatch： CountDownLatch是Java提供的一个同步工具类，它可以用于线程间的协作。一个或多个线程可以等待多个线程的执行完成，通过调用await()方法进行等待，而执行完成的线程则通过调用countDown()方法通知等待线程。
-
Semaphore： Semaphore是另一个用于线程间通信和协作的同步工具类。它可以控制对某个资源的访问数量，通过acquire()和release()方法来获取和释放许可证。可以通过Semaphore来实现类似线程池的功能。
这些方式可以根据具体的需求和场景选择使用，它们提供了不同级别的线程间通讯和协作的机制，能够满足不同的多线程编程需求。
13、什么是可重入锁（ReentrantLock）？
可重入锁（ReentrantLock）是Java并发编程中提供的一种同步机制，也是一种替代synchronized关键字的手段。可重入锁允许线程在获取锁之后再次获取同一个锁，实现了锁的可重入性。
可重入锁相比于synchronized关键字，有以下几个重要的优点：
- 可重入性：同一个线程可以多次获取同一个可重入锁，而不会被自己所持有的锁阻塞。
- 公平性：可重入锁可以保证获取锁的顺序是公平的，可以选择将锁分配给等待时间最长的线程。
- 可中断性：可重入锁提供了可中断的获取锁的方式，即在等待锁的过程中可以响应中断信号。
- 条件变量支持：可重入锁支持Condition条件变量，可以方便地实现线程的等待和唤醒机制。
14、当一个线程进入某个对象的一个synchronized的实例方法后，其它线程是否可进入此对象的其它方法？
当一个线程进入某个对象的一个 synchronized 实例方法后，其它线程仍然可以进入该对象的其他非 synchronized 实例方法。synchronized 方法保护的是对象的监视器锁（也称为内置锁或对象锁），它只会阻塞其他线程对同一个对象的 synchronized 方法的调用。
换句话说，synchronized 方法只对同一个对象的 synchronized 方法调用起作用，不会对其他非 synchronized 方法或其他对象的方法调用造成影响。因此，在一个对象的某个 synchronized 方法中获取了锁并且还未释放之前，其他线程可以随意调用该对象的非 synchronized 方法或其他对象的方法。
需要注意的是，当一个线程持有一个对象的监视器锁时，其他线程无法进入该对象的任何 synchronized 方法，包括其他实例方法和静态方法。只有当该线程释放了锁，其他线程才能够竞争获取该对象的锁来执行 synchronized 方法。
15、乐观锁和悲观锁的理解及如何实现，有哪些实现方式？
乐观锁和悲观锁是并发控制中的两种不同策略。
悲观锁：悲观锁假设在并发情况下会发生数据修改的冲突，因此在访问数据时会悲观地认为会有其他线程进行修改，因此会通过加锁的方式保证数据的独占性，在传统的关系型数据库中就是通过数据库的锁机制来实现。悲观锁的特点是在读写数据时都会加锁，从而阻塞其他的操作，以保证数据的一致性和完整性。
乐观锁：乐观锁则是相对悲观锁的一种思想，它假设在并发情况下不会发生数据修改的冲突，因此在访问数据时不会加锁，而是通过版本号或时间戳等机制来判断数据是否被修改。在更新数据时，会通过比较版本号或时间戳来判断数据是否被其他线程修改过，如果没有被修改则可以进行更新。乐观锁的特点是尽量减少加锁操作，提高并发性能。
乐观锁的实现方式：
- 版本号机制：在数据表中增加一个版本号字段，每次更新数据时增加版本号，更新时检查版本号是否匹配。
- 时间戳机制：记录数据的更新时间戳，更新时比较时间戳是否匹配。
- CAS（Compare And Swap）算法：利用硬件的原子操作实现乐观锁，比如Java中的 Atomic 类。
- 数据库乐观锁：数据库中提供了乐观锁的支持，比如使用版本号或时间戳来实现乐观锁。
悲观锁的实现方式：
- 数据库行锁：数据库中通过 select … for update 来获取行锁实现悲观锁。
- Synchronized 关键字：在Java中可以使用 synchronized 关键字来实现悲观锁。
- ReentrantLock：通过 Java 中的重入锁来实现悲观锁。
- 数据库表锁：在数据库中直接通过表级锁的方式来实现对整个表的悲观锁。
16、CopyOnWriteArrayList可以用于什么应用场景？
CopyOnWriteArrayList 是 Java 并发包中的一种并发集合类，它适用于读多写少的场景，特别是在需要保证读操作的高性能和写操作的一致性时非常有用。以下是一些适合使用 CopyOnWriteArrayList 的应用场景：
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观察者模式：在观察者模式中，多个观察者对同一个对象进行监听，对象的状态发生变化时，通知所有观察者。这种情况下，可以使用 CopyOnWriteArrayList 来保存观察者列表，以提供高效的读取操作和一致性的写入操作。
-
事件监听器：类似于观察者模式，事件监听器用于监听特定事件的发生。如果事件监听器列表需要并发访问，并且写操作较少，可以考虑使用 CopyOnWriteArrayList 来管理监听器列表。
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缓存：在某些场景下，需要一个线程安全的缓存来存储数据，并且对缓存的读取操作频繁，但写入操作不那么频繁。CopyOnWriteArrayList 可以作为缓存的底层数据结构，以保证读取操作的并发性能。
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配置信息管理：当系统的配置信息需要被并发访问，并且配置更新的频率较低时，可以使用 CopyOnWriteArrayList 来存储配置信息。
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Web 容器会话管理：在 Web 应用中，会话管理是一个常见的需求，特别是需要对会话进行并发访问时，可以使用 CopyOnWriteArrayList 作为会话列表的数据结构，以保证读取会话的高效性和写入会话的一致性。
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配置信息订阅：在一些分布式配置中心，客户端需要订阅配置信息的变化。此时可以使用 CopyOnWriteArrayList 存储订阅者列表，以提供高效的读取和一致性的写入。
总的来说，CopyOnWriteArrayList 适合于需要进行高效的并发读操作和相对较少写操作的场景，如读多写少的数据访问场景，以及需要对列表进行并发访问的场景。在这些情况下，CopyOnWriteArrayList 能够提供较好的并发性能和数据一致性。
需要注意的是，CopyOnWriteArrayList 适合读多写少的场景，因为写操作会导致整个集合的复制，消耗内存和时间。因此，如果读操作和写操作的频率相差不大，或者需要频繁地进行写操作，可能会影响性能。在这种情况下，需要结合具体的业务场景和性能要求来选择合适的并发集合类。
17、什么叫线程安全？servlet是线程安全吗?
线程安全是指在多线程环境下，对共享资源（如数据、对象、变量等）的访问不会产生竞态条件（race condition）或导致不一致的结果。具体而言，线程安全可以表现为以下两个方面：
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原子性：对于多个线程同时访问的操作，要么被完整地执行，要么不执行，不会出现中间不一致的状态。例如，一个原子操作具有不可分割的特性，保证了多线程环境下的正确执行。
-
内存可见性：当一个线程修改了共享资源的状态后，其他线程能够立即看到这个修改，而不会读取到过去的旧值。这可以通过使用锁、同步机制或者 volatile 变量等来实现。
至于 Servlet，根据 Java Servlet 规范，Servlet 是线程安全的。在每个请求过来时，容器会为该请求创建一个线程，每个线程独立处理该请求，因此不同请求的线程是互相隔离的，不会相互影响。同时，Servlet 容器会确保在多线程环境下对 Servlet 的调用是线程安全的，保证对共享资源的访问不会发生竞态条件。
但是需要注意的是，开发者在编写 Servlet 时需要自己保证自己编写的代码的线程安全性。如果在 Servlet 中使用了共享的可变状态或其他线程不安全的操作，就需要采取适当的线程安全措施，如使用 synchronized 关键字或其他同步机制、使用线程安全的集合类等。因此，在编写 Servlet 时，开发者需要注意保证自己代码的线程安全性。
18、volatile有什么用？能否用一句话说明下volatile的应用场景？
volatile关键字用于修饰变量，保证多线程环境下共享变量的可见性，即当一个线程修改了 volatile 变量的值，其他线程可以立即看到最新的值。volatile的一个典型应用场景是作为标识位，确保多线程对该标识位的读写操作都能够及时被其他线程感知到。
volatile 关键字用于标记一个变量，以确保多个线程能够正确地读取和修改这个变量的值。它的主要作用是保证变量的可见性和禁止指令重排序，但不能保证原子性。
以下是一个简单的示例，用于说明volatile 关键字的用途：
public class VolatileExample {
private volatile boolean flag = false;
public void toggleFlag() {
flag = !flag;
}
public void printFlag() {
System.out.println("Flag is: " + flag);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
VolatileExample example = new VolatileExample();
Thread thread1 = new Thread(() -> {
example.toggleFlag();
});
Thread thread2 = new Thread(() -> {
example.printFlag();
});
thread1.start();
thread2.start();
}
}
在这个例子中，flag 被标记为 volatile，这样在 toggleFlag() 方法中修改 flag 的值后，另一个线程调用 printFlag() 方法时能够立即看到最新的值。如果不使用 volatile 关键字，另一个线程可能会看到旧的缓存值，而不是最新的值。
这个示例说明了 volatile 关键字的作用，它确保了多个线程能够正确地读取和修改被标记为 volatile 的变量的值。
19、为什么代码会重排序？
代码重排序是指现代处理器和编译器在不改变原有语义的前提下，对指令序列进行重新排序以获得更好的性能。处理器和编译器进行重排序的目的在于提高指令并行度、减少数据依赖、以及优化内存访问模式。
现代处理器为了提高执行效率，会对指令序列进行乱序执行，同时编译器也会在生成目标代码时对指令进行优化重排。尽管这些重排序操作可以提高系统整体的性能，但在多线程编程中，可能会导致一些意外的结果，因为多线程环境下的执行顺序对程序的最终结果是有影响的。因此，在编写多线程程序时，需要使用同步机制来防止处理器和编译器的重排序对多线程程序的影响。
20、SynchronizedMap和ConcurrentHashMap有什么区别？
SynchronizedMap和ConcurrentHashMap都是用于多线程环境下的并发访问。它们的主要区别如下：
1. 锁的粒度：SynchronizedMap使用的是全局锁，即在对Map进行并发操作时，需要获取整个Map对象的锁。而ConcurrentHashMap则使用了分段锁，将整个Map分成多个段，每个段上都有一个锁，使得多线程可以在不同的段上同时进行操作，从而降低了锁的竞争，提高了并发访问的效率。
2. 并发性能：由于ConcurrentHashMap使用了分段锁和更好的并发控制机制，因此在高并发情况下，ConcurrentHashMap的性能通常优于SynchronizedMap。
3. 可扩展性：ConcurrentHashMap支持更好的可扩展性，可以在不影响整体结构的情况下，允许多个线程对不同段进行操作，而SynchronizedMap在并发量较大时存在性能瓶颈。
综上所述，ConcurrentHashMap在并发环境下的性能更优，特别适合高并发场景下的使用。
以下是SynchronizedMap和ConcurrentHashMap之间的区别的表格说明：
| 区别 | SynchronizedMap | ConcurrentHashMap |
|---|---|---|
| 锁的粒度 | 全局锁 | 分段锁 |
| 并发性能 | 并发性能相对较低 | 并发性能相对较高 |
| 可扩展性 | 可扩展性相对较差 | 可扩展性相对较好 |
| 线程安全性 | 线程安全，但性能较差 | 线程安全且具有较好的性能 |
| 读写操作 | 读写操作需要获取整个Map对象的锁 | 读写操作只需要获取对应段的锁 |
| 迭代器的一致性 | 在使用迭代器遍历时，如果其他线程对Map进行改变，可能会抛出ConcurrentModificationException异常 | 在使用迭代器遍历时，其他线程对Map的改变不会抛出异常 |
上表仅列出了SynchronizedMap和ConcurrentHashMap之间的一些主要区别，但并不包括所有的细节。
当涉及到代码示例时，以下是SynchronizedMap和ConcurrentHashMap之间区别的简单示例：
// 使用SynchronizedMap的示例
Map<String, Integer> syncMap = Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());
// 线程1
syncMap.put("key1", 1);
// 线程2
syncMap.put("key2", 2);
// 使用ConcurrentHashMap的示例
ConcurrentMap<String, Integer> concurrentMap = new ConcurrentHashMap<>();
// 线程1
concurrentMap.put("key1", 1);
// 线程2
concurrentMap.put("key2", 2);
在这个示例中，我们创建了一个SynchronizedMap和一个ConcurrentHashMap，并在两个不同的线程中向它们添加键值对。在SynchronizedMap中，由于使用了全局锁，在线程1执行put操作时，线程2需要等待线程1释放锁才能执行put操作。而在ConcurrentHashMap中，由于使用了分段锁，线程1和线程2可以同时进行put操作，不需要等待对方释放锁。
这个示例展示了SynchronizedMap和ConcurrentHashMap在多线程并发操作时的不同行为，进一步说明了它们之间的区别。
