java 面试知识点（二）

1.synchronized 和 ReentrantLock 区别

1. synchronized 关键字，是java内置。 采用monitor enter&monitor exit 这两个指令实现。
   1.6 之前monitor指令依赖于操作系统的互斥锁，互斥锁要切换内核态和用户态因此比较重量级。
   1.6之后 monitor 采用了三种实现。 分别是 偏向锁、轻量级锁、重量级锁。

• 偏向锁 当没有竞争的时候，利用cas操作在对象头的MarkWord部分设置线程id，如果是当前线程则直接使用。
• 轻量级锁 当另外的线程绑定已经有偏向的对象的时候，会升级。 利用CAS 操作MarkWord 试图获取锁，如果成功，则使用轻量级锁。 否则再次升级为重量级锁。

2. ReentrantLock 重入锁。 对象，使用更加灵活，需要手动释放。 同事具有tryLock、公平锁等特性。常见的其他lock- ReadWriteLock 、StampedLock（使用方式如下）
3. 自旋锁(java9-Thread.onSpinWait()。 当线程获取不到锁的时候，jvm会让线程空跑，若果获取到锁则进入临界区。否则真正挂起。 使用与锁竞争不激烈的情况。

public class StampedSample {
  private final StampedLock sl = new StampedLock();

  void mutate() {
      long stamp = sl.writeLock();
      try {
          write();
      } finally {
          sl.unlockWrite(stamp);
      }
  }

  Data access() {
      long stamp = sl.tryOptimisticRead();
      Data data = read();
      if (!sl.validate(stamp)) {
          stamp = sl.readLock();
          try {
              data = read();
          } finally {
              sl.unlockRead(stamp);
          }
      }
      return data;
  }
}

2.一个线程调用两次start（）方法

1. 线程的状态： New、 runable、blocked、wating、wating_time、Timed_wait 、TERMINATED
2. 当再次调用start的时候，线程会抛异常。

3. 什么情况下产生死锁，如何排查死锁

1. 产生死锁： 资源互斥、互相等待、无外力破坏当前的状态。
2. jstat 打印堆栈dump信息。

• 查看是否有deadLockSample状态信息
• 根据线程状态（wating），查看等待资源目标，对比monitor信息。

3. 如何避免？ 尽量不同时使用多个锁、明确使用顺序、使用带有等待期的lock

4. java并发包

1. 线程同步工具

• countDownLatch(栅栏，允许一个或多个线程等待某些操作完成)、
• CyclicBarrier 一种辅助性的同步结构，允许多个线程等待到达某个屏障。
• Semaphore 信号量机制

区别

CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同：
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；
另外，CountDownLatch是不能够重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。

2. 线程安全容器
   -ConcurrentHashMap、
   有序的ConcurrentSkipListMap、
   通过快照实现的CopyOnWriteArrayList
3. 并发队列
   各种 BlockingQueue 实现，比较典型的 ArrayBlockingQueue、 SynchronousQueue 或针对特定场景的 PriorityBlockingQueue 等。
   4 线程池框架

5. Java并发类库提供的线程池有哪几种

1. 固定数量线程池，Executors.newFixedThreadPool()，线程数量固定，任务队列无界。
2. 线程数量不限制，Executors.newCachedThreadPool()，来任务就创建worker（线程）。
3. 单线程线程池， Executors.newSingleThreadExecutor(),线程数量为1，任务队列无界。（ps: 线程数量为1，不代表只创建一次线程，如果线程执行的业务逻辑抛出异常，则会重新创建。）
4. 调度线程池。 Executors.newScheduledThreadPool()，可以设置coreSize、maxSize、时间间隔。

线程池（Executor）主要功能：将管理线程与线程执行剥离，主要做线程管理、作业管理等工作。

Executor.png

上面的四种线程池都是基于ThreadPoolExecutors 和 ScheduledExecutor。
Executors： 对Executor的实现类进一步包装，提供了工厂创建实用性的线程池。

如何根据自己的需要自定义实现线程池？
线程池实现主要有以下部分：
coreSize，MaxSize -线程的数量
ThreadFactory -创建线程逻辑。
keepAliveTime & TimeUnit 超过coreSize的线程生存时间。
BlockingQueue - 工作队列
RejectedExecutionHandler - 超过线程池的工作额度的拒绝策略。

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                       int maximumPoolSize,
                       long keepAliveTime,
                       TimeUnit unit,
                       BlockingQueue workQueue,
                       ThreadFactory threadFactory,
                       RejectedExecutionHandler handler)

6.AtomicInteger底层实现原理

1. int的原子包装类，提供原子的访问和更新操作。
2. 原子性操作是基于cas技术实现，看源码是通过Unsafe+volatile实现。
3. cas -compare and swap ,java lock+free的基础。

7. AQS -AbstractQueueSynchronizer （抽象类，并没有未实现的抽象方法）

1. 各种同步容器的基础结构
2. 主要包含三个部分：

• volatile 的state属性，表示是否获取锁。
• FIFO先进先出的线程等待队列。

• acquire/release方法（还有一些基础的已经实现的获取锁的方法）。
  等待队列逻辑：
  先判断自己前面的节点是不是头节点，然后尝试获取锁，如果获取成功，改state值，设置新的头节点。若获取失败，则挂起重试（CAS思想）

  
  
  image.png