第二天并发篇

心已赠人 2024-03-24 13:16 36阅读 0赞

**一、线程状态**  
1.新建（New）：创建线程对象时  
2.就绪（Runnable）：线程调用start方法，有执行资格没有执行权  
3.运行：当就绪状态时抢到**cpu**的执行权之后，进入运行状态  
4.阻塞（Blocked）：当获取锁失败后，进入阻塞状态  
5.等待（Waiting）：等待被notify()方法唤醒  
6.休眠（sleep）：休眠一段时间，时间到了之后，进入就绪状态。  
7.终止（Terminated）：线程死亡

![c47e027e61e4454cbd94e31f7ecd2f8b.png][]

**二、线程的七大参数**  
1.**核心**线程数（corePoolSize）：表示保持活动状态的最小线程数。  
2.**最大**线程数（maximumPoolSize）：表示允许创建的最大线程数。  
3.**空闲时间**（keepAliveTime）：表示当线程数量超过核心线程数时，多余的空闲线程能够保持存活的时间。  
4.**阻塞队列**（workQueue）：表示用于存储等待执行的任务的阻塞队列。  
5.**单位**（unit）：表示空闲时间的单位，例如毫秒、秒等。  
6.**拒绝策略**（rejectedExecutionHandler）：表示当任务无法提交给线程池执行时采取的策略。  
当线程任务进来时，首先尝试创建核心线程进行执行。如果线程池中的线程数量已经达到了核心线程数，  
并且阻塞队列也已经满了，那么就会尝试创建新的线程进行执行。  
如果线程池中的线程数量已经达到了最大线程数，并且阻塞队列也已经满了，那么就会执行拒绝策略。

示例：假设线程池的核心线程数为 10，最大线程数为 20，阻塞队列容量为 50，  
则当有 100 个任务进入线程池时，会有 10 个核心线程立刻执行任务，50 个任务进入阻塞队列，  
再有 10 个线程被创建并立即执行剩余的任务。最后还剩下 30 个任务无法执行，就会被拒绝执行。

**三、wait 和 sleep的区别？**  
1.相同点：wait(long) 和 sleep(long) 的效果都是让当前线程暂时放弃 CPU 的使用权，进入阻塞状态  
2.不同点：  
2.1方法归属不同:

sleep是Thread的静态方法，而 wait()都是 Object 的成员方法，每个对象都有  
2.2醒来时间不同：sleep方法是暂停当前线程，相当于休眠一段时间，之后会自动唤醒，而wait()必须被notify 或者notifyall方法唤醒，不然会一直阻塞  
2.3锁特性不同：wait方法的调用必须先获取wait对象的锁，而sleep则无此限制  
；wait方法执行后会释放对象锁  
允许其它线程获得该对象锁（我放弃 cpu，但你们还可以用);如果在 synchronized代码块中执行，并不会释放对象锁（我放弃 cpu，你们也用不了）

**四、lock与synchronized的区别**  
1.语法层面：  
1.1.synchronized是关键字，源码在jvm中，用c++ 语言实现

1.2.Lock 是接口，源码由jdk 提供，用java语言实现

1.3.使用 synchronized 时，退出同步代码块锁会由jvm自动释放，而使用Lock时，需要手动调用unlock方法释放锁,否则可能会导致死锁等问题。

2.功能层面  
相同点：  
2.1都可以用来控制多个线程访问共享资源的互斥性。  
2.2都支持可重入锁机制，即同一个线程在已经获得锁的情况下能够再次获取该锁。  
2.3都支持在发生异常或者代码执行完毕时自动释放锁资源，避免死锁等问题。  
不同点：  
2.4 Lock 提供了更多的锁机制选择，例如公平锁、非公平锁、可重入锁、读写锁等多种类型；而 **synchronized** 只有一种类型，即**独占锁**（排他锁）。  
2.5 **Lock** 应该优先考虑在**高并发**场景下使用，可以获得更好的性能和灵活性；而 synchronized 关键字则更适合用于简单的线程同步场景，易于使用和维护

**五、volatile**

1.volatile是java中的**关键字**，可以保证变量的可见性和禁止指令重排序优化  
2.volatile不能保证复合操作的原子性，使用时需要注意  
3.使用volatile的情况：多个线程访问共享变量、共享值经常变化、对变量写操作不依赖当前值、实现简单的线程同步机制  
4.缺点：内容开销较大、可能导致程序执行效率降低。

**六、悲观锁与乐观锁**  
1.什么是悲观锁和乐观锁？  
悲观锁：假设会出现并发冲突，因此在访问**共享资源**时先加锁，防止其他线程修改数据，  
悲观锁示例：synchronized锁（jvm）和Lock(jdk接口)锁  
乐观锁：假设不会出现并发冲突，因此在访问共享资源时先不加锁，在**提交更新时检查数据**是否被其他线程修改过，  
乐观锁示例：1.基于CAS算法实现：AtomicReference类，内部使用 CPU 提供的原子性操作来实现并发控制2.版本号机制：在数据表中增加一个版本号字段，每次更新时检查版本号是否一致，若不一致则表示数据已被其他线程修改过。  
2.悲观锁和乐观锁的**优缺点**：  
悲观锁：优点是可以保证**数据的一致性**，缺点是在高并发场景下可能会出现资源竞争导致的**性能**问题。  
乐观锁：优点是可以**提高系统的并发能力**，缺点是可能会出现**数据不一致**的情况，需要进行补偿机制或者**重试**机制等。

3.场景：

悲观锁适用于写操作较多的场景，例如数据库的 UPDATE、DELETE 操作等，因为这些操作可能会对数据产生破坏性的影响。  
乐观锁适用于**读操作**较多的场景，例如缓存系统的 GET 操作等，因为这些操作不会对数据产生破坏性的影响。

**七、hashmap与concurrentHashmap的区别?**  
1.线程安全性：  
HashMap是非线程安全的，多线程并发访问会导致**数据不一致**问题，而ConcurrentHashMap则采用分段锁的思想，在底层数据结构中将数据分为多个段（Segment）,  
每个段都有自己的**锁**，因此可以保证并发访问时的线程安全性  
2.并发性：  
由于ConcurrentHashMap在内部使用了分段锁，因此在高并发场景下可以保证更好的**性能表现和吞吐量**。而HashMap由于**没有使用任何锁机制**，因此在高并发的环境下容易出现并发冲突和性能瓶颈。  
3.内部实现：  
HashMap的内部实现采用的是**链表和红黑树**等数据结构来解决**哈希冲突**问题，而ConcurrentHashMap则采用**分段锁和CAS算法**

注意：虽然ConcurrentHashMap的性能表现更优秀，但是在一些特定的场景下由于锁的竞争，可能会**导致出现等待**的情况，需根据实际需求选择。

**八、THreadLocal原理**  
每个 ThreadLocal 实例内部都有一个 Map,用于存储数据。  
在默认情况下，这个 Map 是由 ThreadLocal 创建的，  
并且存储在当前线程的 ThreadLocalMap 属性中。  
当调用 ThreadLocal 的 set() 方法设置值时，实际上是先获取当前线程的 ThreadLocalMap 对象，  
然后将 ThreadLocal 实例作为 key，要设置的值作为 value 存入 Map 中。当调用 get() 方法获取值时，实际上是先获取当前线程的 ThreadLocalMap 对象，然后获取 Map 中对应 ThreadLocal 实例的值。  
注意点：使用 ThreadLocal 时需要**注意内存泄漏问题**。  
如果 ThreadLocal 实例被创建后没有被清理，那么就会存在大量无效的 ThreadLocal 实例和对应的 Map，导致内存占用过高。  
可以通过使用 **remove() 方法**或者将 ThreadLocal 实例声明为静态变量并在不需要时手动清理来避免内存泄漏问题。

[c47e027e61e4454cbd94e31f7ecd2f8b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/24/abdb7bc931db469ca8fd7411b2e86db4.png