5 - JUC 篇

5.1 線程基礎(chǔ)

5.1.1 進(jìn)程愚战、線程與協(xié)程？

1. 概念：
   • 進(jìn)程：程序執(zhí)行的獨(dú)立實(shí)例齐遵，擁有自己的內(nèi)存空間寂玲。有多個(gè)狀態(tài)，如運(yùn)行梗摇、等待拓哟、就緒和終止。
   • 線程：進(jìn)程中的一個(gè)實(shí)體伶授，是CPU調(diào)度的最小單位断序。同一進(jìn)程的線程共享進(jìn)程資源，如內(nèi)存糜烹。
   • 協(xié)程：輕量級(jí)線程违诗，用于非阻塞的異步編程【巴迹可以在等待操作時(shí)掛起较雕，節(jié)省資源，提高效率挚币。
2. 區(qū)別：
   • 進(jìn)程是正在運(yùn)行程序的 實(shí)例亮蒋，進(jìn)程中包含了線程，每個(gè)線程執(zhí)行不同的 任務(wù)妆毕。
   • 不同的進(jìn)程使用 不同 的內(nèi)存空間慎玖，在當(dāng)前進(jìn)程下的所有線程可以 共享 內(nèi)存空間。
   • 線程比進(jìn)程更輕量笛粘，線程上下文切換成本一般上要比進(jìn)程上下文切換低趁怔。
   • 協(xié)程比線程更輕量，適合處理大量并發(fā)的異步任務(wù)薪前。

5.1.2 并行與并發(fā)的區(qū)別润努？

并發(fā)：

• 并發(fā)是指多個(gè)任務(wù)在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行，它們可能在不同的處理器上示括，也可能在同一個(gè)處理器上快速切換铺浇。
• 在多線程環(huán)境中，即使只有一個(gè)CPU核心垛膝，線程也可以通過 時(shí)間片輪轉(zhuǎn) 實(shí)現(xiàn)并發(fā)執(zhí)行鳍侣。

并行：

• 并行是指多個(gè)任務(wù)同時(shí)進(jìn)行丁稀，且每個(gè)任務(wù)都在不同的處理器上執(zhí)行。
• 并行需要多個(gè)處理器或核心倚聚，這樣多個(gè)任務(wù)可以真正地 同時(shí)進(jìn)行线衫，而不是通過時(shí)間片輪轉(zhuǎn)。

區(qū)別：

• 并發(fā)更側(cè)重于任務(wù)的重疊執(zhí)行惑折，而并行側(cè)重于任務(wù)的真正同時(shí)執(zhí)行授账。
• 并發(fā)可能涉及I/O操作和CPU計(jì)算的交替，而并行則通常涉及多個(gè)計(jì)算任務(wù)的并發(fā)處理惨驶。

5.1.3 線程創(chuàng)建的方式有哪些矗积？

1. 直接使用 Thread 類

   Thread t = new Thread(() -> { log.debug("running"); }, "t1");
   

2. 使用 Runnable 接口配合 Thread

   Runnable r = () -> { log.debug("running"); };
   Thread t = new Thread(r, "t2");
   

3. 使用 Callable 接口配合 Thread

   FutureTask<String> ft = new FutureTask<>(() -> {
       log.debug("running");
       return "Hello from Callable";
   });
   Thread t = new Thread(ft, "t3");
   

4. 使用 ThreadPoolExecutor 線程池

   ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(4);
   e.submit(() -> { log.debug("running"); });
   

5.1.4 Runnable 和 Callable 有什么區(qū)別？

• Runnable 接口 run 方法沒有返回值敞咧。且異常只能在內(nèi)部消化，不允許拋出異常辜腺。
• Callable 接口 call 方法有返回值休建，需要 FutureTask 獲取結(jié)果。且允許拋出異常评疗。

5.1.5 線程的 run() 和 start() 有什么區(qū)別测砂？

• start()：只能被調(diào)用一次，用來啟動(dòng)線程百匆。
• run()：可以被調(diào)用多次砌些，用來執(zhí)行封裝的代碼。

5.1.6 線程的生命周期 / 六種狀態(tài)

線程的六種狀態(tài)包括新建加匈、可運(yùn)行存璃、運(yùn)行、阻塞雕拼、等待纵东、計(jì)時(shí)等待和終止?fàn)顟B(tài)。

1. 線程從 新建 狀態(tài)開始啥寇，通過調(diào)用 start() 方法進(jìn)入 可運(yùn)行 狀態(tài)偎球，等待操作系統(tǒng)分配時(shí)間片。
2. 獲得時(shí)間片后辑甜，線程進(jìn)入 運(yùn)行 狀態(tài)執(zhí)行任務(wù)衰絮。
3. 在運(yùn)行過程中，線程可能因?yàn)榈却i磷醋、調(diào)用 wait() 方法或 sleep() 方法而進(jìn)入 阻塞猫牡、等待 或 計(jì)時(shí)等待 狀態(tài)。
4. 當(dāng)線程完成任務(wù)或因異常結(jié)束時(shí)子檀，它將進(jìn)入 終止 狀態(tài)镊掖。

5.1.7 wait 和 sleep 方法的不同乃戈？

• wait 的調(diào)用必須獲取 對(duì)象鎖，而 sleep 則不用亩进。

• wait 是 Object 的成員方法症虑，執(zhí)行后 會(huì)釋放 對(duì)象鎖（其他人可以用）。

• sleep 是 Thread 的靜態(tài)方法归薛，執(zhí)行后 不會(huì)釋放 對(duì)象鎖（其他人也用不了）谍憔。

5.1.8 新建三個(gè)線程，如何保證它們按順序執(zhí)行主籍？

通過在創(chuàng)建線程的順序中使用 join() 方法习贫，可以確保線程按照創(chuàng)建的順序執(zhí)行。

Thread t1 = new Thread(Runnable1);
Thread t2 = new Thread(Runnable2);
Thread t3 = new Thread(Runnable3);

t1.start();       t1.join();      // 等待t1執(zhí)行完成
t2.start();       t2.join();      // 等待t2執(zhí)行完成
t3.start();

5.1.9 notify() 和 notifyAll() 有什么區(qū)別千元？

• notifyAll：喚醒所有 wait 的線程
• notify：隨機(jī)喚醒一個(gè) wait 線程

5.1.10 如何停止一個(gè)正在運(yùn)行的線程苫昌？

1. 使用 interrupt() ：線程的中斷狀態(tài)是一個(gè)標(biāo)志，可以通過 Thread.interrupt() 設(shè)置幸海，Thread.isInterrupted() 檢查祟身。
2. 使用標(biāo)志變量：設(shè)置一個(gè)共享的標(biāo)志變量，線程定期檢查這個(gè)變量物独，如果變量被設(shè)置袜硫，則退出運(yùn)行。
3. 使用 Future.cancel()：如果線程是 ExecutorService 管理的挡篓，可以使用 Future.cancel() 方法來取消任務(wù)婉陷。

注意： 直接調(diào)用 stop() 方法來停止線程是不安全的，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致資源泄露和不一致的狀態(tài)官研。

5.2 線程安全

5.2.1 Synchronized 原理及鎖升級(jí)秽澳？

1. Synchronized 底層原理

1. Synchronized 對(duì)象鎖采用 互斥 的方式，讓同一時(shí)刻至多只有一個(gè)線程能持有對(duì)象鎖戏羽。
2. 它的底層由 monitor 實(shí)現(xiàn)肝集，monitor 是 JVM 級(jí)別的對(duì)象（ C++實(shí)現(xiàn)），內(nèi)部有三個(gè)屬性：
   • owner 關(guān)聯(lián)的是當(dāng)前獲得鎖的線程
   • entrylist 關(guān)聯(lián)的是處于阻塞狀態(tài)的線程隊(duì)列
   • waitset 關(guān)聯(lián)的是處于等待狀態(tài)的線程隊(duì)列

2. 鎖升級(jí)

1. 重量級(jí)鎖：當(dāng)多個(gè)線程競(jìng)爭激烈時(shí)蛛壳，synchronized 會(huì)退化為重量級(jí)鎖杏瞻。

   重量級(jí)鎖通過操作系統(tǒng)的互斥鎖來實(shí)現(xiàn)，涉及到用戶態(tài)和內(nèi)核態(tài)的切換衙荐，以及進(jìn)程上下文切換捞挥，會(huì)帶來較高的性能開銷。

2. 輕量級(jí)鎖：在競(jìng)爭不激烈的情況下忧吟，synchronized 會(huì)使用輕量級(jí)鎖砌函。

   輕量級(jí)鎖主要通過CAS操作來嘗試獲取鎖，這是一種無鎖的非阻塞算法，它避免了較高的開銷讹俊，因此在低競(jìng)爭環(huán)境下性能較好垦沉。

3. 偏向鎖：當(dāng)一個(gè)線程多次獲取同一個(gè)鎖時(shí)，JVM會(huì)將這個(gè)鎖偏向這個(gè)線程仍劈，但在多線程競(jìng)爭時(shí)會(huì)升級(jí)為輕量級(jí)鎖或重量級(jí)鎖厕倍。

   即在該線程再次獲取鎖時(shí)，會(huì)檢查對(duì)象頭的mark word中的線程ID贩疙，如果一致讹弯，則無需進(jìn)行CAS操作。

5.2.2 談一談 JVM（Java Virtual Machine）这溅？

• JVM 是一個(gè)抽象計(jì)算機(jī)组民，它提供了一個(gè)運(yùn)行時(shí)環(huán)境，允許 Java 字節(jié)碼在任何平臺(tái)上運(yùn)行悲靴。
• JVM 包括類加載器臭胜、運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)和執(zhí)行引擎。
• 類加載器負(fù)責(zé)加載類文件癞尚，運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)包括堆庇楞、棧、方法區(qū)等否纬，執(zhí)行引擎則負(fù)責(zé)執(zhí)行字節(jié)碼。

5.2.3 談一談 CAS（Compare-And-Swap）蛋褥？

• CAS 基于樂觀鎖的思想临燃，是一種無鎖的非阻塞算法，用于實(shí)現(xiàn)多線程下的原子操作烙心。
• 它包含三個(gè)操作數(shù)：內(nèi)存位置（V）膜廊、預(yù)期原值（A）和新值（B）。
• 如果內(nèi)存位置的值與預(yù)期原值相匹配淫茵，那么處理器會(huì)自動(dòng)將該位置值更新為新值爪瓜。

5.2.4 談一談 AQS（AbstractQueuedSynchronizer）？

• AQS 是一個(gè)用于構(gòu)建鎖和其他同步器的框架匙瘪，它提供了一套可擴(kuò)展的原子操作铆铆。
• AQS 使用一個(gè)整數(shù)狀態(tài)來表示同步狀態(tài)，通過內(nèi)置的FIFO隊(duì)列來管理線程丹喻。
• AQS 提供了 acquire薄货、release、tryAcquire 和 tryRelease 等方法碍论，允許自定義同步器實(shí)現(xiàn)自己的同步邏輯谅猾。

5.2.5 ReentrantLock 的實(shí)現(xiàn)原理？

1. ReentrantLock 是一個(gè)可重入的互斥鎖，它基于 AQS 實(shí)現(xiàn)税娜。
2. 它支持公平鎖和非公平鎖兩種模式坐搔，公平鎖會(huì)按照線程等待的順序獲取鎖，非公平鎖則可能造成饑餓敬矩。
3. ReentrantLock 提供了 lock()概行、unlock()、tryLock() 等方法谤绳，允許更靈活的鎖定操作占锯。

5.2.6 Synchronized 和 Lock 的區(qū)別？

1. 語法層面

• Synchronized 是 關(guān)鍵字缩筛，源碼在 jvm 中消略，用 c++ 語言實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)釋放鎖瞎抛。
• Lock 是 接口艺演，源碼由 jdk 提供，用 java 語言實(shí)現(xiàn)桐臊。手動(dòng)釋放鎖胎撤。

2. 功能層面

• Lock 提供了 Synchronized 不具備的功能，例如公平鎖断凶、可打斷伤提、可超時(shí)、多條件變量认烁。
• Lock 有適合不同場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)肿男，如 ReentrantLock， ReentrantReadWriteLock（讀寫鎖）却嗡。

3. 性能層面

• 在沒有競(jìng)爭時(shí)舶沛，Synchronized 的性能一般，但輕量級(jí)鎖窗价、偏向鎖也不賴如庭。
• 在競(jìng)爭激烈時(shí)，Lock 的性能更好撼港。

5.2.7 死鎖的必要條件坪它？

• 線程是程序執(zhí)行的最小單位，鎖用于同步線程間的資源訪問帝牡。一個(gè)線程需要同時(shí)獲取多把鎖哟楷，就容易發(fā)生死鎖。

• 死鎖的四個(gè)必要條件：互斥否灾、占有和等待卖擅、不可剝奪、環(huán)路等待。

• 如何避免：避免循環(huán)等待惩阶，確保資源有序分配等挎狸。

5.2.8 如何進(jìn)行死鎖診斷？

1. jps：jdk 自帶工具断楷，檢查進(jìn)程的狀態(tài)信息锨匆。
2. jstack：jdk 自帶工具，檢查線程的堆棧信息冬筒，查看日志恐锣。
3. jconsole、VisualVM：可視化工具舞痰，也可以檢查死鎖問題土榴。

5.2.9 請(qǐng)談?wù)勀銓?duì) volatile 的理解？

1. 保證線程間的可見性响牛。用 volatile 修飾共享變量玷禽，能夠防止編譯器的優(yōu)化，讓一個(gè)線程對(duì)共享變量的修改對(duì)另一個(gè)線程可見呀打。
2. 禁止進(jìn)行指令重排序矢赁。用 volatile 修飾共享變量，會(huì)加入不同的屏障贬丛，阻止其他讀寫操作越過屏障撩银。

5.2.10 并發(fā)問題的根本原因？

1. 并發(fā)問題的根本原因：
   • 沒有保證原子性：一個(gè)線程在 CPU 中操作不可暫停豺憔，也不可中斷额获。解決：synchronized、lock焕阿。
   • 沒有保證可見性：讓一個(gè)線程對(duì)共享變量的修改對(duì)另一個(gè)線程可見。解決：volatile首启、synchronized暮屡、lock。
   • 沒有保證有序性：因?yàn)樘幚砥鳛榱颂岣哌\(yùn)行效率毅桃，對(duì)代碼進(jìn)行了優(yōu)化而無序褒纲。解決：volatile。
2. volatile 的理解：
   • 保證線程間的可見性钥飞。volatile 修飾共享變量能防止編譯器的優(yōu)化莺掠，讓一個(gè)線程對(duì)共享變量的修改對(duì)另一個(gè)線程可見。
   • 禁止進(jìn)行指令重排序读宙。volatile 修飾共享變量會(huì)加入不同的屏障彻秆，阻止其他讀寫操作越過屏障。

5.2.11 Synchronized 用于靜態(tài)方法與普通方法的區(qū)別？

1. 鎖的對(duì)象：

• 對(duì)于普通方法唇兑，鎖的對(duì)象是調(diào)用該方法的實(shí)例對(duì)象（即 this）酒朵。
• 對(duì)于靜態(tài)方法，鎖的對(duì)象是當(dāng)前類的 Class 對(duì)象扎附。

2. 影響范圍：

• 對(duì)于普通方法蔫耽，鎖的范圍是實(shí)例對(duì)象級(jí)別的，即每個(gè)實(shí)例對(duì)象有自己的鎖留夜。
• 對(duì)于靜態(tài)方法匙铡，鎖的范圍是類級(jí)別的，即所有該類的實(shí)例對(duì)象共享同一個(gè)鎖碍粥。

3. 性能影響：

• 靜態(tài)方法的鎖通常比普通方法的鎖開銷更小鳖眼，因?yàn)樗i定的是類而不是實(shí)例對(duì)象。

5.2.12 樂觀鎖和悲觀鎖的區(qū)別即纲？

1. 樂觀鎖：

   • 樂觀鎖假設(shè)沖突很少發(fā)生具帮，通常通過檢測(cè)在操作過程中數(shù)據(jù)是否被其他線程修改來實(shí)現(xiàn)。

   • 它適用于 讀多寫少 的場(chǎng)景低斋，常見的實(shí)現(xiàn)方式是使用版本號(hào)或時(shí)間戳蜂厅。

2. 悲觀鎖：

   • 悲觀鎖假設(shè)沖突經(jīng)常發(fā)生，通常在操作數(shù)據(jù)時(shí)直接加鎖膊畴。

   • 它適用于 寫操作頻繁 的場(chǎng)景掘猿，可以防止數(shù)據(jù)不一致，但可能導(dǎo)致線程阻塞和性能下降唇跨。

5.3 線程池

5.3.1 線程池創(chuàng)建及執(zhí)行流程稠通？

1. ThreadPoolExecutor 創(chuàng)建線程池的核心參數(shù)：

   • corePoolSize：核心線程數(shù)目

   • maximumPoolSize：最大線程數(shù)目 = 核心線程數(shù)目 + 非核心線程數(shù)目

   • keepAliveTime：生存時(shí)間，生存時(shí)間內(nèi)沒有新任務(wù)买猖，此線程資源會(huì)釋放

   • unit：生存時(shí)間單位改橘，如秒、毫秒等

   • workQueue：阻塞隊(duì)列玉控，當(dāng)沒有空閑核心線程時(shí)飞主，新來任務(wù)會(huì)加入到此隊(duì)列排隊(duì)

   • threadFactory：線程工廠，可以定制線程對(duì)象的創(chuàng)建高诺，例如設(shè)置線程名字

   • handler：拒絕策略碌识，當(dāng)所有線程都在忙，阻塞隊(duì)列也放滿時(shí)虱而，會(huì)觸發(fā)拒絕策略

2. 線程池的執(zhí)行原理：

5.3.2 線程池的 BlockingQueue筏餐？如何體現(xiàn)阻塞？

• 有界隊(duì)列是指隊(duì)列有固定的大小牡拇，當(dāng)隊(duì)列滿了之后魁瞪，新的任務(wù)將不能被提交穆律，除非隊(duì)列中的任務(wù)被消費(fèi)。

• 無界隊(duì)列則沒有固定的大小限制佩番，理論上可以無限增長众旗，直到內(nèi)存耗盡。

LinkedBlockingQueue	ArrayBlockingQueue
默認(rèn)無界趟畏，支持有界	強(qiáng)制有界
底層是鏈表	底層是數(shù)組
是懶惰的贡歧，創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)的時(shí)候添加數(shù)據(jù)	提前初始化 Node 數(shù)組
入隊(duì)會(huì)創(chuàng)建新 Node	Node 需要提前創(chuàng)建好
兩把鎖（頭尾）	一把鎖

1. 線程提交任務(wù)到隊(duì)列時(shí)：如果已滿，put()或offer()方法會(huì)阻塞當(dāng)前線程赋秀，直到隊(duì)列中有空間可用利朵。
2. 線程從隊(duì)列獲取任務(wù)時(shí)：如果為空，take()或poll()方法會(huì)阻塞當(dāng)前線程猎莲，直到隊(duì)列中有任務(wù)可用绍弟。

5.3.3 如何確定核心線程數(shù)？

• 并發(fā)較高著洼、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間短：

  • CPU 核數(shù) + 1樟遣，減少線程上下文的切換。

• 并發(fā)不高身笤、任務(wù)執(zhí)行時(shí)間長：

  • IO 密集型的任務(wù)：CPU核數(shù) * 2 + 1豹悬。
  • 計(jì)算密集型任務(wù)：CPU核數(shù) + 1。

5.3.4 線程池的種類有哪些液荸？

1. newFixedThreadPool：**定長 **的線程池瞻佛，可控制線程最大并發(fā)數(shù)，超出的線程會(huì)在隊(duì)列中等待娇钱。
2. newSingleThreadExecutor：**單線程 **化的線程池伤柄，它只會(huì)用唯一的工作線程來執(zhí)行任務(wù)，保證所有任務(wù)按 FIFO 順序執(zhí)行文搂。
3. newCachedThreadPool：可緩存 的線程池适刀，如果線程池長度超過處理需要，可靈活回收空閑線程煤蹭，若無可回收笔喉，則新建線程。
4. newScheduledThreadPool：可執(zhí)行 延遲任務(wù) 的線程池疯兼，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行然遏。

5.3.5 為什么不建議用 Executors 創(chuàng)建線程池贫途？

線程池不建議使用 Executors 創(chuàng)建吧彪，而是通過 ThreadPoolExecutor，可以規(guī)避資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)丢早。分析源碼：

1. FixedThreadPool 和 SingleThreadPool：允許的請(qǐng)求隊(duì)列長度為 Integer.MAXVALUE姨裸，可能堆積 大量請(qǐng)求秧倾，從而導(dǎo)致 OOM。
2. CachedThreadPool：允許的創(chuàng)建線程數(shù)量為 Integer.MAXVALUE傀缩，可能創(chuàng)建 大量線程那先，從而導(dǎo)致 OOM。

5.3.6 線程池的拒絕策略有哪些赡艰？

線程池的拒絕策略就是當(dāng)線程池忙不過來售淡，任務(wù)太多，隊(duì)列都滿了准谚，它怎么處理新來的任務(wù)弹惦。Java里有幾個(gè)招兒：

1. AbortPolicy：這個(gè)策略就是直接說“不”账胧，如果新任務(wù)來了，它就直接拋出一個(gè)異常汤纸，告訴你“不行，我忙不過來了”芹血。

2. CallerRunsPolicy：這個(gè)策略比較溫和贮泞，它會(huì)告訴提交任務(wù)的線程說“你等等，我先幫你跑這個(gè)任務(wù)”幔烛。

   但是啃擦，如果線程池已經(jīng)關(guān)了，它就不管了说贝。這個(gè)策略可能會(huì)讓程序變慢议惰，但是如果真的需要每個(gè)任務(wù)被處理，可以用這個(gè)乡恕。

3. DiscardPolicy：這個(gè)策略就是“無視”言询，新任務(wù)來了，它看都不看傲宜，直接扔掉运杭，不處理。

4. DiscardOldestPolicy：這個(gè)策略有點(diǎn)“喜新厭舊”函卒，它會(huì)看隊(duì)列里哪個(gè)任務(wù)最老辆憔，然后把老任務(wù)扔掉，給新任務(wù)騰地方报嵌。

5.3.7 線程池的作用虱咧？

1. 資源優(yōu)化：線程池通過重用已經(jīng)創(chuàng)建的線程來執(zhí)行新的任務(wù)，避免了頻繁創(chuàng)建和銷毀線程的開銷锚国，從而優(yōu)化了系統(tǒng)資源的使用腕巡。
2. 提高性能：線程池減少線程創(chuàng)建和銷毀的開銷，因?yàn)閯?chuàng)建和銷毀是耗時(shí)的過程血筑，線程池可以提高程序的響應(yīng)速度和吞吐量绘沉。
3. 控制并發(fā)：線程池限制程序中同時(shí)運(yùn)行的線程數(shù)量煎楣，避免線程過多而系統(tǒng)過載和資源競(jìng)爭，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力车伞。
4. 提高線程管理的簡便性：線程池提供了統(tǒng)一的線程管理機(jī)制择懂，使得線程的創(chuàng)建、調(diào)度另玖、執(zhí)行和銷毀更加方便和高效困曙。
5. 異常和任務(wù)管理：線程池集中處理線程執(zhí)行中出現(xiàn)的異常，并且對(duì)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度和優(yōu)先級(jí)管理谦去，使得任務(wù)執(zhí)行更加有序和可控赂弓。

5.4 使用場(chǎng)景

5.4.1 線程池使用場(chǎng)景？

1. 資源管理： 線程池可以限制并發(fā)線程的數(shù)量哪轿，有效管理資源盈魁。
2. 提高響應(yīng)速度： 線程池可以減少線程創(chuàng)建和銷毀的開銷，快速響應(yīng)任務(wù)請(qǐng)求窃诉。
3. 提高線程的可管理性： 線程池提供了線程的統(tǒng)一管理杨耙，包括線程的創(chuàng)建、銷毀和監(jiān)控飘痛。
4. 控制并發(fā)級(jí)別： 在需要控制并發(fā)任務(wù)數(shù)量的場(chǎng)景下珊膜，線程池可以限制同時(shí)運(yùn)行的線程數(shù)量。

5.4.2 如何控制某個(gè)方法允許并發(fā)訪問線程的數(shù)量宣脉？

在多線程中提供了一個(gè)工具類 Semaphore车柠，信號(hào)量。在并發(fā)的情況下塑猖，可以控制方法的訪問量：

1. 創(chuàng)建 Semaphore 對(duì)象竹祷，可以給一個(gè)容量。
2. acquire() 可以請(qǐng)求一個(gè)信號(hào)量羊苟，此時(shí)信號(hào)量個(gè)數(shù) - 1塑陵。
3. release() 可以釋放一個(gè)信號(hào)量，此時(shí)信號(hào)量個(gè)數(shù) + 1蜡励。

5.4.3 談?wù)?ThreadLocal令花？

1. ThreadLocal 實(shí)現(xiàn)了資源對(duì)象的線程隔離，讓每個(gè)線程各用各的凉倚，避免爭用 引發(fā)線程安全問題兼都。
   • 就像每個(gè)線程都把物品放在私人儲(chǔ)物柜里，別的線程看不到也拿不到稽寒，就不會(huì)因?yàn)榇蠹叶枷胗猛粯訓(xùn)|西而打架扮碧。
2. ThreadLocal 實(shí)現(xiàn)了線程內(nèi)的 資源共享。每個(gè)線程內(nèi)有一個(gè) ThreadLocalMap 類型的成員變量：
   • 調(diào)用 set 方法瓦胎，以 ThreadLocal 作為 key芬萍，以資源對(duì)象作為 value 存入。
   • 調(diào)用 get 方法搔啊，以 ThreadLocal 作為 key柬祠，以資源對(duì)象作為 value 取出。
3. 內(nèi)存泄漏 問題：key 是弱引用负芋，會(huì)被 GC 釋放內(nèi)存漫蛔。而 value 是強(qiáng)引用，不會(huì)釋放旧蛾。建議主動(dòng)調(diào)用 remove 釋放莽龟。
   • 就像如果有人吃完了飯，但是忘記把自己的餐具放回原位锨天，這些餐具就會(huì)一直占用空間毯盈，這就是所謂的“內(nèi)存泄漏”。
   • 在 ThreadLocal 里病袄，如果你不再需要某個(gè)線程的資源搂赋，但是沒有手動(dòng)清理，那么這些資源就會(huì)一直占用內(nèi)存益缠。
   • 因?yàn)?key（儲(chǔ)物柜號(hào)碼）是弱引用脑奠，可能會(huì)被垃圾回收器清理掉，但是 value（物品）是強(qiáng)引用幅慌，不會(huì)被自動(dòng)清理宋欺。

5.4.4 Java 中有哪些類型的鎖？

• 鎖的應(yīng)用場(chǎng)景：

  • 對(duì)象鎖（Synchronized）適用于保護(hù)單個(gè)對(duì)象實(shí)例的訪問胰伍。

  • 類鎖（Synchronized）適用于控制對(duì)類級(jí)別資源的訪問齿诞，如靜態(tài)變量。

  • 重入鎖（ReentrantLock）適用于需要復(fù)雜同步控制的場(chǎng)景骂租。

  • 讀寫鎖（ReentrantReadWriteLock）適用于讀操作頻繁且寫操作較少的場(chǎng)景掌挚。

  • 自旋鎖（Spin Lock）適用于鎖持有時(shí)間短且競(jìng)爭激烈度低的場(chǎng)景。

• 鎖的性能比較：

  • Synchronized經(jīng)過 JVM 優(yōu)化菩咨，性能較高吠式，但可能導(dǎo)致線程阻塞。

  • ReentrantLock提供更多功能抽米，但性能略低于Synchronized特占。

  • ReentrantReadWriteLock適用于讀多寫少，提高讀操作并發(fā)性云茸。

  • SpinLock適用于鎖保護(hù)時(shí)間短是目，避免上下文切換開銷，但可能導(dǎo)致CPU消耗标捺。