符合死鎖的四個(gè)條件：

1. 互斥條件：一個(gè)時(shí)刻一個(gè)線(xiàn)程一個(gè)資源

2. 請(qǐng)求與保持條件：一個(gè)線(xiàn)程因請(qǐng)求資源而阻塞時(shí)，對(duì)已獲得的資源保持不放。

3. 不剝奪條件：線(xiàn)程已獲得的資源，在未用完之前，不能被其他線(xiàn)程剝奪。

4. 循環(huán)等待條件：若干線(xiàn)程形成頭尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。

如何預(yù)防和避免線(xiàn)程死鎖：

1. 破壞請(qǐng)求與保持條件：一次性申請(qǐng)所有資源
2. 破壞不剝奪條件：占用部分資源的線(xiàn)程進(jìn)一步申請(qǐng)其他資源時(shí)，如果申請(qǐng)不到，可以主動(dòng)釋放它占有的資源。
3. 靠按序申請(qǐng)資源來(lái)預(yù)防。按某一順序申請(qǐng)資源，釋放資源則反序釋放。破壞循環(huán)等待條件。

避免死鎖：

? 避免死鎖就是在資源分配時(shí)，借助于算法（比如銀行家算法）對(duì)資源分配進(jìn)行計(jì)算評(píng)估，使其進(jìn)入安全狀態(tài)。

? 安全狀態(tài)：指的是系統(tǒng)能夠按照某種線(xiàn)程推進(jìn)順序（P1,P2,P3...Pn）來(lái)為每個(gè)線(xiàn)程分配資源。知道每個(gè)線(xiàn)程對(duì)資源的最大需求，是每個(gè)線(xiàn)程都iiu可以順利完成。稱(chēng)< P1,P2...Pn>序列為安全序列。

sleep()方法沒(méi)有釋放鎖，wait()方法釋放了鎖。

可以直接調(diào)用Thread類(lèi)的run方法：

? 調(diào)用 start() 方法方可啟動(dòng)線(xiàn)程并使線(xiàn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)，直接執(zhí)行 run() 方法的話(huà)不會(huì)以多線(xiàn)程的方式執(zhí)行。

? run方法可以創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程，但是相當(dāng)于同步的方式，沒(méi)有多線(xiàn)程的存在。

只有調(diào)用start方法才是交給jvm管理，才是多線(xiàn)程。

為什么需要內(nèi)存模型JMM（Java Memory Model）

? 一般來(lái)說(shuō)，編程語(yǔ)言也可以直接復(fù)用操作系統(tǒng)層面的內(nèi)存模型。不過(guò)，不同的操作系統(tǒng)內(nèi)存模型不同。如果直接復(fù)用操作系統(tǒng)層面的內(nèi)存模型，就可能會(huì)導(dǎo)致同樣一套代碼換了一個(gè)操作系統(tǒng)就無(wú)法執(zhí)行了。Java 語(yǔ)言是跨平臺(tái)的，它需要自己提供一套內(nèi)存模型以屏蔽系統(tǒng)差異。

? 這只是 JMM 存在的其中一個(gè)原因。實(shí)際上，對(duì)于 Java 來(lái)說(shuō)，你可以把 JMM 看作是 Java 定義的并發(fā)編程相關(guān)的一組規(guī)范，除了抽象了線(xiàn)程和主內(nèi)存之間的關(guān)系之外，其還規(guī)定了從 Java 源代碼到 CPU 可執(zhí)行指令的這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程要遵守哪些和并發(fā)相關(guān)的原則和規(guī)范，其主要目的是為了簡(jiǎn)化多線(xiàn)程編程，增強(qiáng)程序可移植性的。

? 簡(jiǎn)化多線(xiàn)程編程和增強(qiáng)程序可移植性的

happen-before原則

? happens-before 原則表達(dá)的意義其實(shí)并不是一個(gè)操作發(fā)生在另外一個(gè)操作的前面，雖然這從程序員的角度上來(lái)說(shuō)也并無(wú)大礙。更準(zhǔn)確地來(lái)說(shuō)，它更想表達(dá)的意義是前一個(gè)操作的結(jié)果對(duì)于后一個(gè)操作是可見(jiàn)的，無(wú)論這兩個(gè)操作是否在同一個(gè)線(xiàn)程里。

---

volatile 的作用

1. ? 保證變量的內(nèi)存可見(jiàn)性
2. ? 禁止指令重排序

volatile 關(guān)鍵字能保證數(shù)據(jù)的可見(jiàn)性，但不能保證數(shù)據(jù)的原子性。synchronized 關(guān)鍵字兩者都能保證。

樂(lè)觀鎖和悲觀鎖

悲觀鎖

? 像 Java 中synchronized和ReentrantLock等獨(dú)占鎖就是悲觀鎖思想的實(shí)現(xiàn)。

樂(lè)觀鎖

? 版本號(hào)機(jī)制和CAS算法。

CAS算法：

? Compare And Swap

? 函數(shù)公式：CAS(V,E,N)V：表示要更新的變量E：表示預(yù)期值N：表示新值。

? CAS算法詳解 - 知乎 (zhihu.com)

版本號(hào)機(jī)制：

ABA問(wèn)題

LongAdder：

樂(lè)觀鎖總結(jié)

哈哈總結(jié)

理論上來(lái)說(shuō)：

• 悲觀鎖通常多用于寫(xiě)比較多的情況下（多寫(xiě)場(chǎng)景，競(jìng)爭(zhēng)激烈），這樣可以避免頻繁失敗和重試影響性能，悲觀鎖的開(kāi)銷(xiāo)是固定的。不過(guò)，如果樂(lè)觀鎖解決了頻繁失敗和重試這個(gè)問(wèn)題的話(huà)（比如LongAdder），也是可以考慮使用樂(lè)觀鎖的，要視實(shí)際情況而定。
• 樂(lè)觀鎖通常多于寫(xiě)比較少的情況下（多讀場(chǎng)景，競(jìng)爭(zhēng)較少），這樣可以避免頻繁加鎖影響性能。不過(guò)，樂(lè)觀鎖主要針對(duì)的對(duì)象是單個(gè)共享變量（參考java.util.concurrent.atomic包下面的原子變量類(lèi)）

（AbstractQueuedSynchronizer）

? 主要用來(lái)構(gòu)造鎖和同步器。比如：ReentrantLock ,Semaphore。

AQS核心思想

• ? AQS 核心思想是，如果被請(qǐng)求的共享資源空閑，則將當(dāng)前請(qǐng)求資源的線(xiàn)程設(shè)置為有效的工作線(xiàn)程，并且將共享資源設(shè)置為鎖定狀態(tài)。如果被請(qǐng)求的共享資源被占用，那么就需要一套線(xiàn)程阻塞等待以及被喚醒時(shí)鎖分配的機(jī)制，這個(gè)機(jī)制 AQS 是基于 CLH 鎖 （Craig, Landin, and Hagersten locks） 實(shí)現(xiàn)的。
• CLH鎖： 其實(shí)是一個(gè)虛擬的雙向隊(duì)列（虛擬即不存在實(shí)例，僅存在節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系）。暫時(shí)獲取不到鎖得線(xiàn)程被加入到該隊(duì)列中。AQS 將每條請(qǐng)求共享資源的線(xiàn)程封裝成一個(gè) CLH 隊(duì)列鎖的一個(gè)結(jié)點(diǎn)（Node）來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖的分配。在 CLH 隊(duì)列鎖中，一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)線(xiàn)程，它保存著線(xiàn)程的引用（thread）、 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在隊(duì)列中的狀態(tài)（waitStatus）、前驅(qū)節(jié)點(diǎn)（prev）、后繼節(jié)點(diǎn)（next）。
• AQS使用int成員變量state表示同步狀態(tài)，通過(guò)內(nèi)置得FIFO線(xiàn)程等待/等待線(xiàn)程來(lái)完成獲取資源現(xiàn)成的排隊(duì)工作。

AQS資源共享方式

• 獨(dú)占Exclusive(只有一個(gè)線(xiàn)程能執(zhí)行，如ReentrantLock)

• 共享Share（多個(gè)線(xiàn)程可以給同時(shí)執(zhí)行，如Semaphore/CountDownLatch）

常見(jiàn)同步工具類(lèi)

Semaphore(信號(hào)量)

? synchronized 和 ReentrantLock 都是一次只允許一個(gè)線(xiàn)程訪問(wèn)某個(gè)資源，而Semaphore(信號(hào)量)可以用來(lái)控制同時(shí)訪問(wèn)特定資源的線(xiàn)程數(shù)量。

? Semaphore 通常用于那些資源有明確訪問(wèn)數(shù)量限制的場(chǎng)景比如限流（僅限于單機(jī)模式，實(shí)際項(xiàng)目中推薦使用 Redis +Lua 來(lái)做限流）。

原理

? Semaphore是共享鎖的一種實(shí)現(xiàn)，默認(rèn)構(gòu)造的AQS的state值為permits。

? 以無(wú)參 acquire 方法為例，調(diào)用semaphore.acquire() ，線(xiàn)程嘗試獲取許可證，如果 state > 0 的話(huà)，則表示可以獲取成功，如果 state <= 0 的話(huà)，則表示許可證數(shù)量不足，獲取失敗。

? 如果可以獲取成功的話(huà)(state > 0 )，會(huì)嘗試使用 CAS 操作去修改 state 的值 state=state-1。如果獲取失敗則會(huì)創(chuàng)建一個(gè) Node 節(jié)點(diǎn)加入等待隊(duì)列，掛起當(dāng)前線(xiàn)程。

?

---

ReentrantLock 與synchronized的區(qū)別（增加了那些高級(jí)功能）

? 等待可中斷：lock.lockInterruptibly（）。synchronized不可中斷。

? 可實(shí)現(xiàn)公平鎖。

? 可實(shí)現(xiàn)選擇性通知（鎖可以綁定多個(gè)條件） synchronized=>wait(),notify()/notifyAll(),等待通知，ReentrantLocak=>Condtiton。使用notify()/notifyAll()方法進(jìn)行通知時(shí)，被通知的線(xiàn)程是由 JVM 選擇的，用ReentrantLock類(lèi)結(jié)合Condition實(shí)例可以實(shí)現(xiàn)選擇性通知。使用notify()/notifyAll()方法進(jìn)行通知時(shí)，被通知的線(xiàn)程是由 JVM 選擇的，用ReentrantLock類(lèi)結(jié)合Condition實(shí)例可以實(shí)現(xiàn)“選擇性通知”

ReentrantReadWriteLock

? 其實(shí)是兩把鎖：讀鎖（共享鎖（一把鎖可以被多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)獲得））和寫(xiě)鎖（獨(dú)占鎖）

? 底層也是AQS。

讀鎖拿到，能不能拿到寫(xiě)鎖（不能）；相反分情況。

? 在線(xiàn)程持有讀鎖的情況下，該線(xiàn)程不能取得寫(xiě)鎖(因?yàn)楂@取寫(xiě)鎖的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的讀鎖被占用，就馬上獲取失敗，不管讀鎖是不是被當(dāng)前線(xiàn)程持有)。

? 在線(xiàn)程持有寫(xiě)鎖的情況下，該線(xiàn)程可以繼續(xù)獲取讀鎖（獲取讀鎖時(shí)如果發(fā)現(xiàn)寫(xiě)鎖被占用，只有寫(xiě)鎖沒(méi)有被當(dāng)前線(xiàn)程占用的情況才會(huì)獲取失敗）

讀鎖為什么不能升級(jí)為寫(xiě)鎖

? 可降級(jí)不可升級(jí)。

? 因?yàn)樯?jí)會(huì)導(dǎo)致，引發(fā)線(xiàn)程的爭(zhēng)奪（會(huì)導(dǎo)致死鎖）；并且寫(xiě)鎖是獨(dú)占鎖，回影響性能。

StampedLock

? jdk1.8引入，讀寫(xiě)鎖；不可重入；不支持條件變量Condition。

? 不同于一般Lock類(lèi)，不是直接實(shí)現(xiàn)Lock或ReadWriteLock接口，基于CLH鎖（AQS也是基于這個(gè)）獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的。

三種讀寫(xiě)控制模式：讀鎖，寫(xiě)鎖，樂(lè)觀鎖。

• 寫(xiě)鎖：獨(dú)占鎖（一把鎖只能被一個(gè)線(xiàn)程獲取）。當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程獲取寫(xiě)鎖后，其他請(qǐng)求讀鎖和寫(xiě)鎖的線(xiàn)程必須等待。類(lèi)似于 ReentrantReadWriteLock 的寫(xiě)鎖，不過(guò)這里的寫(xiě)鎖是不可重入的。

• 讀鎖（悲觀鎖）：共享鎖，沒(méi)有線(xiàn)程獲取寫(xiě)鎖的情況下，多個(gè)線(xiàn)程可以同時(shí)持有讀鎖。如果己經(jīng)有線(xiàn)程持有寫(xiě)鎖，則其他線(xiàn)程請(qǐng)求獲取該讀鎖會(huì)被阻塞。類(lèi)似于 ReentrantReadWriteLock 的讀鎖，不過(guò)這里的讀鎖是不可重入的。

• 樂(lè)觀讀：允許多個(gè)線(xiàn)程獲取樂(lè)觀讀以及讀鎖。同時(shí)允許一個(gè)寫(xiě)線(xiàn)程獲取寫(xiě)鎖。

  StampedLock實(shí)現(xiàn)了不僅多個(gè)讀不互相阻塞，同時(shí)在讀操作時(shí)不會(huì)阻塞寫(xiě)操作。能夠達(dá)到這種效果，它的核心思想在于，**在讀的時(shí)候如果發(fā)生了寫(xiě)，應(yīng)該通過(guò)重試的方式來(lái)獲取新的值，而不應(yīng)該阻塞寫(xiě)操作。

  這種操作方式?jīng)Q定了StampedLock在讀線(xiàn)程非常多而寫(xiě)線(xiàn)程非常少的場(chǎng)景下非常適用，同時(shí)還避免了寫(xiě)?zhàn)囸I情況的發(fā)生。

  StampedLock不可重入

  tampedLock 在獲取鎖的時(shí)候會(huì)返回一個(gè) long 型的數(shù)據(jù)戳，該數(shù)據(jù)戳用于稍后的鎖釋放參數(shù)，如果返回的數(shù)據(jù)戳為 0 則表示鎖獲取失敗。當(dāng)前線(xiàn)程持有了鎖再次獲取鎖還是會(huì)返回一個(gè)新的數(shù)據(jù)戳，這也是StampedLock不可重入的原因。

---

? tampedLock 和 ReentrantReadWriteLock 一樣，StampedLock 同樣適合讀多寫(xiě)少的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，可以作為 ReentrantReadWriteLock的替代品，性能更好。

StampedLock 適合什么場(chǎng)景？

java實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程的幾種方式

1繼承Thread類(lèi)：

? 1.創(chuàng)建多個(gè)線(xiàn)程，調(diào)用start方法，啟動(dòng)線(xiàn)程的時(shí)候，并不是調(diào)用線(xiàn)程類(lèi)的run方法，而是調(diào)用了線(xiàn)程類(lèi)的start方法。那么我們能不能調(diào)用run方法呢？答案是肯定的，因?yàn)閞un方法是一個(gè)public聲明的方法，因此我們是可以調(diào)用的，但是如果我們調(diào)用了run方法，那么這個(gè)方法將會(huì)作為一個(gè)普通的方法被調(diào)用，并不會(huì)開(kāi)啟線(xiàn)程。這里實(shí)際上是采用了設(shè)計(jì)模式中的模板方法模式，Thread類(lèi)作為模板，而run方法是在變化的，因此放到子類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。（能調(diào)用，但是就不算開(kāi)啟線(xiàn)程了）
? 2。指定線(xiàn)程名稱(chēng)，不指定的話(huà)，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)指定線(xiàn)程名，命名規(guī)則是Thread-N的形式。但是為了排查問(wèn)題方便，建議在創(chuàng)建線(xiàn)程的時(shí)候指定一個(gè)合理的線(xiàn)程名字。下面的代碼是不使用線(xiàn)程名的樣子。

2實(shí)現(xiàn)runnable接口：

? 1.將低程序的耦合度

? 2.Runnabl接口中只定義一個(gè)方法run方法。

? 3.利用線(xiàn)程任務(wù)和線(xiàn)程的控制分離，實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)程的解耦。我們要實(shí)現(xiàn)一個(gè)線(xiàn)程，可以借助Thread類(lèi)，Thread類(lèi)要執(zhí)行的任務(wù)就可以由實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的類(lèi)來(lái)處理。

? 4.1）創(chuàng)建線(xiàn)程任務(wù)

? 2）創(chuàng)建可運(yùn)行類(lèi)：

	線(xiàn)程任務(wù)和線(xiàn)程的控制分離，那么一個(gè)線(xiàn)程任務(wù)可以提交給多個(gè)線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行。這是很有用的，比如車(chē)站的售票窗口，每個(gè)窗口可以看做是一個(gè)線(xiàn)程，他們每個(gè)窗口做的事情都是一樣的，也就是售票。這樣我們程序在模擬現(xiàn)實(shí)的時(shí)候就可以定義一個(gè)售票任務(wù)，讓多個(gè)窗口同時(shí)執(zhí)行這一個(gè)任務(wù)。那么如果要改動(dòng)任務(wù)執(zhí)行計(jì)劃，只要修改線(xiàn)程任務(wù)類(lèi)，所有的線(xiàn)程就都會(huì)按照修改后的來(lái)執(zhí)行。相比較繼承Thread類(lèi)的方式來(lái)創(chuàng)建線(xiàn)程的方式，實(shí)現(xiàn)Runnable接口是更為常用的。

? 3)lamba方式創(chuàng)建線(xiàn)程任務(wù)：簡(jiǎn)化內(nèi)部類(lèi)的編寫(xiě)。

3使用內(nèi)部類(lèi)的方式

? 線(xiàn)程只想執(zhí)行一次的時(shí)候，就可以使用內(nèi)部類(lèi)，可以少定義一個(gè)類(lèi)。就分為兩種情況：

? 1)繼承Thread類(lèi)

? 2）實(shí)現(xiàn)runnable接口。

? 當(dāng)兩者同時(shí)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)時(shí)，忽略runnable的方式。

代碼如下：

 // 基于子類(lèi)的方式
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                while (true) {
                    printThreadInfo();
                }
            }
        }.start();

    // 基于接口的實(shí)現(xiàn)
    new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                printThreadInfo();
            }
        }
    }).start();
}

? lambda方式改造：

// 使用lambda的形式
new Thread(() -> {
    while (true) {
        printThreadInfo();
    }
}).start();

// 對(duì)比不使用lambda的形式
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            printThreadInfo();
        }
    }
}).start();

4定時(shí)器

? 定時(shí)器可以說(shuō)是一種基于線(xiàn)程的一個(gè)工具類(lèi)，可以定時(shí)的來(lái)執(zhí)行某個(gè)任務(wù)。在應(yīng)用中經(jīng)常需要定期執(zhí)行一些操作，比如要在凌晨的時(shí)候匯總一些數(shù)據(jù)，比如要每隔10分鐘抓取一次某個(gè)網(wǎng)站上的數(shù)據(jù)等等，總之計(jì)時(shí)器無(wú)處不在。

? 1.指定時(shí)間點(diǎn)執(zhí)行

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
public class CreateThreadDemo9_Timer {

    private static final SimpleDateFormat format =
            new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ```
        // 創(chuàng)建定時(shí)器
        Timer timer = new Timer();

        // 提交計(jì)劃任務(wù)
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("定時(shí)任務(wù)執(zhí)行了...");
            }
        }, format.parse("2017-10-11 22:00:00"));
        ```
    }
}

? 2.間隔時(shí)間重復(fù)執(zhí)行

		// 提交計(jì)劃任務(wù)
        timer.schedule(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("定時(shí)任務(wù)執(zhí)行了...");
            }
        },
   		new Date(), 1000);

5帶返回值的線(xiàn)程實(shí)現(xiàn)方式（Callable接口）

•  imort java.util.concurrent.Callable;
   import java.util.concurrent.FutureTask;
   
   /**
   
    * 帶返回值的方式
      */
      public class CreateThreadDemo11_Callable {
   
      public static void main(String[] args) throws Exception {
   
          // 創(chuàng)建線(xiàn)程任務(wù)
          Callable<Integer> call = () -> {
              System.out.println("線(xiàn)程任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行了....");
              Thread.sleep(2000);
              return 1;
          };
          
          // 將任務(wù)封裝為FutureTask
          FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(call);
          
          // 開(kāi)啟線(xiàn)程，執(zhí)行線(xiàn)程任務(wù)
          new Thread(task).start();
          
          // ====================
          // 這里是在線(xiàn)程啟動(dòng)之后，線(xiàn)程結(jié)果返回之前
          System.out.println("這里可以為所欲為....");
          // ====================
          
          // 為所欲為完畢之后，拿到線(xiàn)程的執(zhí)行結(jié)果
          Integer result = task.get();
          System.out.println("主線(xiàn)程中拿到異步任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果為：" + result);
   
      }
      }
  

6基于線(xiàn)程池的方式實(shí)現(xiàn)

	我們知道，線(xiàn)程和數(shù)據(jù)庫(kù)連接這些資源都是非常寶貴的資源。那么每次需要的時(shí)候創(chuàng)建，不需要的時(shí)候銷(xiāo)毀，是非常浪費(fèi)資源的。那么我們就可以使用緩存的策略，也就是使用線(xiàn)程池。當(dāng)然了，線(xiàn)程池也不需要我們來(lái)實(shí)現(xiàn)，jdk的官方也給我們提供了API。

?~~~java
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class CreateThreadDemo12_ThreadPool {
public static void main(String[] args) throws Exception {
```
// 創(chuàng)建固定大小的線(xiàn)程池
ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);

while (true) {
    // 提交多個(gè)線(xiàn)程任務(wù)，并執(zhí)行
    threadPool.execute(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            printThreadInfo();
        }
    });
}
```
}

/**
 * 輸出當(dāng)前線(xiàn)程的信息
   */
   private static void printThreadInfo() {
   System.out.println("當(dāng)前運(yùn)行的線(xiàn)程名為： " + Thread.currentThread().getName());
   try {
       Thread.sleep(1000);
   } catch (Exception e) {
       throw new RuntimeException(e);
   }
}
}
?~~~

?

ThreadLocal

?

? ThreadLocal類(lèi)主要解決的就是讓每個(gè)線(xiàn)程綁定自己的值。 訪問(wèn)一個(gè)threadLocal變量，則每一個(gè)線(xiàn)程都會(huì)有這個(gè)變量的本地副本。

? ThreadLocal類(lèi)主要解決的就是讓每個(gè)線(xiàn)程綁定自己的值，可以將ThreadLocal類(lèi)形象的比喻成存放數(shù)據(jù)的盒子，盒子中可以存儲(chǔ)每個(gè)線(xiàn)程的私有數(shù)據(jù)。

TheadLocal原理：

從上面Thread類(lèi) 源代碼可以看出Thread 類(lèi)中有一個(gè) threadLocals 和 一個(gè) inheritableThreadLocals 變量，它們都是 ThreadLocalMap 類(lèi)型的變量,我們可以把 ThreadLocalMap 理解為ThreadLocal 類(lèi)實(shí)現(xiàn)的定制化的 HashMap。默認(rèn)情況下這兩個(gè)變量都是 null，只有當(dāng)前線(xiàn)程調(diào)用 ThreadLocal 類(lèi)的 set或get方法時(shí)才創(chuàng)建它們，實(shí)際上調(diào)用這兩個(gè)方法的時(shí)候，我們調(diào)用的是ThreadLocalMap類(lèi)對(duì)應(yīng)的 get()、set()方法。

過(guò)上面這些內(nèi)容，我們足以通過(guò)猜測(cè)得出結(jié)論：最終的變量是放在了當(dāng)前線(xiàn)程的 ThreadLocalMap 中，并不是存在 ThreadLocal 上，ThreadLocal 可以理解為只是ThreadLocalMap的封裝，傳遞了變量值。 ThrealLocal 類(lèi)中可以通過(guò)Thread.currentThread()獲取到當(dāng)前線(xiàn)程對(duì)象后，直接通過(guò)getMap(Thread t)可以訪問(wèn)到該線(xiàn)程的ThreadLocalMap對(duì)象。

**每個(gè)Thread中都具備一個(gè)ThreadLocalMap，而ThreadLocalMap可以存儲(chǔ)以ThreadLocal為 key ，Object 對(duì)象為 value 的鍵值對(duì)。

ThreadLocal內(nèi)存泄漏問(wèn)題：

---

線(xiàn)程池

什么線(xiàn)程池

為什么使用線(xiàn)程池

? 池化技術(shù)的思想主要是為了減少每次獲取資源的消耗，提高對(duì)資源的利用率。

? 線(xiàn)程池提供了一種限制和管理資源（包括執(zhí)行一個(gè)任務(wù)）的方式。 每個(gè)線(xiàn)程池還維護(hù)一些基本統(tǒng)計(jì)信息，例如已完成任務(wù)的數(shù)量。

創(chuàng)建線(xiàn)程池的方式

1通過(guò)ThreadPoolExecutor構(gòu)造函數(shù)來(lái)創(chuàng)建（推薦）。

2通過(guò) Executor 框架的工具類(lèi) Executors 來(lái)創(chuàng)建。

?

不推薦內(nèi)置線(xiàn)程池方法來(lái)創(chuàng)建線(xiàn)程池。

線(xiàn)程池常見(jiàn)參數(shù)

/**
 * 用給定的初始參數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的ThreadPoolExecutor。
 */
public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//線(xiàn)程池的核心線(xiàn)程數(shù)量
                          int maximumPoolSize,//線(xiàn)程池的最大線(xiàn)程數(shù)
                          long keepAliveTime,//當(dāng)線(xiàn)程數(shù)大于核心線(xiàn)程數(shù)時(shí)，多余的空閑線(xiàn)程存活的最長(zhǎng)時(shí)間
                          TimeUnit unit,//時(shí)間單位
                          BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任務(wù)隊(duì)列，用來(lái)儲(chǔ)存等待執(zhí)行任務(wù)的隊(duì)列
                          ThreadFactory threadFactory,//線(xiàn)程工廠，用來(lái)創(chuàng)建線(xiàn)程，一般默認(rèn)即可
                          RejectedExecutionHandler handler//拒絕策略，當(dāng)提交的任務(wù)過(guò)多而不能及時(shí)處理時(shí)，我們可以定制策略來(lái)處理任務(wù)
                           ) {
    if (corePoolSize < 0 ||
        maximumPoolSize <= 0 ||
        maximumPoolSize < corePoolSize ||
        keepAliveTime < 0)
        throw new IllegalArgumentException();
    if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
        throw new NullPointerException();
    this.corePoolSize = corePoolSize;
    this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
    this.workQueue = workQueue;
    this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
    this.threadFactory = threadFactory;
    this.handler = handler;
}

線(xiàn)程池的飽和策略

? 如果當(dāng)前同時(shí)運(yùn)行的線(xiàn)程數(shù)量達(dá)到最大線(xiàn)程數(shù)量并且隊(duì)列也已經(jīng)被放滿(mǎn)了任務(wù)時(shí)，ThreadPoolTaskExecutor 定義一些策略:

線(xiàn)程池常用的阻塞隊(duì)列

?

應(yīng)為當(dāng)隊(duì)列無(wú)界是，既無(wú)法達(dá)到隊(duì)列的最大值，所以不需要擴(kuò)容核心線(xiàn)程數(shù)，所以最大創(chuàng)建的線(xiàn)程為核心線(xiàn)程數(shù)。

線(xiàn)程池處理任務(wù)流程

如何設(shè)定線(xiàn)程池大小

? 多線(xiàn)程這個(gè)場(chǎng)景來(lái)說(shuō)主要是增加了上下文切換成本

如何動(dòng)態(tài)創(chuàng)建線(xiàn)程池參數(shù)（美團(tuán)的解決方案）

? 線(xiàn)程池參數(shù)動(dòng)態(tài)化。

動(dòng)態(tài)化的原理

經(jīng)過(guò)前面兩個(gè)方法的分析，我們知道了最大線(xiàn)程數(shù)和核心線(xiàn)程數(shù)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整。

如何動(dòng)態(tài)指定等待隊(duì)列的長(zhǎng)度

?

ResizableCapacityLinkedBlockIngQueue 的隊(duì)列：

定義一個(gè)隊(duì)列，讓其可以對(duì) Capacity 參數(shù)進(jìn)行修改即可。操作起來(lái)也非常方便，把 LinkedBlockingQueue 粘貼一份出來(lái)，修改個(gè)名字，然后把 Capacity 參數(shù)的 final 修飾符去掉，并提供其對(duì)應(yīng)的 get/set 方法。

Future類(lèi)

作用：

? 具體來(lái)說(shuō)是這樣的：當(dāng)我們執(zhí)行某一耗時(shí)的任務(wù)時(shí)，可以將這個(gè)耗時(shí)任務(wù)交給一個(gè)子線(xiàn)程去異步執(zhí)行，同時(shí)我們可以干點(diǎn)其他事情，不用傻傻等待耗時(shí)任務(wù)執(zhí)行完成。等我們的事情干完后，我們?cè)偻ㄟ^(guò) Future 類(lèi)獲取到耗時(shí)任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。這樣一來(lái)，程序的執(zhí)行效率就明顯提高了。

? 其實(shí)就是多線(xiàn)程中經(jīng)典的 Future 模式，你可以將其看作是一種設(shè)計(jì)模式，核心思想是異步調(diào)用，主要用在多線(xiàn)程領(lǐng)域，并非 Java 語(yǔ)言獨(dú)有。

Callable與Futrue的關(guān)系：

FutureTask 提供了 Future 接口的基本實(shí)現(xiàn)，常用來(lái)封裝 Callable 和 Runnable，具有取消任務(wù)、查看任務(wù)是否執(zhí)行完成以及獲取任務(wù)執(zhí)行結(jié)果的方法。ExecutorService.submit() 方法返回的其實(shí)就是 Future 的實(shí)現(xiàn)類(lèi) FutureTask。

<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
Future<?> submit(Runnable task); 

FutureTask 有兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)，可傳入 Callable 或者 Runnable 對(duì)象。實(shí)際上，傳入 Runnable 對(duì)象也會(huì)在方法內(nèi)部轉(zhuǎn)換為Callable 對(duì)象。

public FutureTask(Callable<V> callable) {
    if (callable == null)
        throw new NullPointerException();
    this.callable = callable;
    this.state = NEW;
}
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
    // 通過(guò)適配器RunnableAdapter來(lái)將Runnable對(duì)象runnable轉(zhuǎn)換成Callable對(duì)象
    this.callable = Executors.callable(runnable, result);
    this.state = NEW;
}

FutureTask相當(dāng)于對(duì)Callable 進(jìn)行了封裝，管理著任務(wù)執(zhí)行的情況，存儲(chǔ)了 Callable 的 call 方法的任務(wù)執(zhí)行結(jié)果

CompletableFuture 類(lèi)的作用

AQS(AbstractQueuedSynchronizer)

? 抽象隊(duì)列同步器。java.util.concurrent.locks 包下面。

? AQS 就是一個(gè)抽象類(lèi)，主要用來(lái)構(gòu)建鎖和同步器。

? AQS 為構(gòu)建鎖和同步器提供了一些通用功能的實(shí)現(xiàn)，因此，使用 AQS 能簡(jiǎn)單且高效地構(gòu)造出應(yīng)用廣泛的大量的同步器，比如我們提到的 ReentrantLock，Semaphore，其他的諸如 ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue等等皆是基于 AQS 的。

AQS的原理

? 1.如果被請(qǐng)求的資源空閑，則當(dāng)前請(qǐng)求資源的線(xiàn)程設(shè)置為有效的工作線(xiàn)程，并且將共享資源設(shè)置為共享狀態(tài)。

? 2.如果請(qǐng)求得資源被占用時(shí)，那么就需要一套線(xiàn)程阻塞等待以及被喚醒時(shí)鎖分配的機(jī)制。這個(gè)機(jī)制AQS就是用CLH隊(duì)列實(shí)現(xiàn)的，即將暫時(shí)獲取不到鎖的線(xiàn)程加入到隊(duì)列中。

? CLH隊(duì)列是一個(gè)虛擬的雙向隊(duì)列。一個(gè)線(xiàn)程相當(dāng)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)保存著1）線(xiàn)程的引用 ；2）當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在隊(duì)列中的狀態(tài)，3）前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，4）后驅(qū)節(jié)點(diǎn)。

?

AQS使用int成員變量state表示同步狀態(tài)，通過(guò)內(nèi)置的線(xiàn)程等待隊(duì)列來(lái)完成獲取資源線(xiàn)程的排隊(duì)工作。

state由volatile關(guān)鍵字修飾，用于展示當(dāng)前臨界資源的獲鎖情況。

// 共享變量，使用volatile修飾保證線(xiàn)程可見(jiàn)性
private volatile int state;

以CountDownLatch為例：

Semaphore的用處

? synchronized和ReentrantLock都是一次只允許一個(gè)線(xiàn)程訪問(wèn)某個(gè)資源。

? semaphore可以用來(lái)控制同時(shí)訪問(wèn)特定資源的線(xiàn)程數(shù)量。

當(dāng)初始資源個(gè)數(shù)為1時(shí)，Semaphore退化為排他鎖。

兩種模式

? 1.公平模式：調(diào)用acquire方法的順序就是獲取許可證的順序，遵循FIFO。

? 2.非公平模式：搶占式的。

Semaphore的原理：

? 共享鎖的一種實(shí)現(xiàn)，默認(rèn)構(gòu)造AQS的state的值為permits，可以將permits的值理解為許可證的數(shù)量，只有拿到許可證的線(xiàn)程才能執(zhí)行。

調(diào)用semaphore。acquire(),嘗試獲取許可證，

? 如果state>=0,表示可以獲取成功。

? 獲取成功的話(huà)，使用CAS操作去修改state的值使得state=state-1。、

? 如果state<0，則表示許可證數(shù)量不足。此時(shí)加入阻塞隊(duì)列，掛起當(dāng)前線(xiàn)程。

CountDownLatch的用處

? CountDownLatch 允許 count 個(gè)線(xiàn)程阻塞在一個(gè)地方，直至所有線(xiàn)程的任務(wù)都執(zhí)行完畢。

CountDownLatch 是一次性的，計(jì)數(shù)器的值只能在構(gòu)造方法中初始化一次，之后沒(méi)有任何機(jī)制再次對(duì)其設(shè)置值，當(dāng) CountDownLatch 使用完畢后，它不能再次被使用。

CountDownLatch的原理

? 共享鎖的一種實(shí)現(xiàn)。默認(rèn)構(gòu)造AQS的state值為count。

CountDownLatch的場(chǎng)景：

偽代碼如下：

public class CountDownLatchExample1 {
    // 處理文件的數(shù)量
    private static final int threadCount = 6;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 創(chuàng)建一個(gè)具有固定線(xiàn)程數(shù)量的線(xiàn)程池對(duì)象（推薦使用構(gòu)造方法創(chuàng)建）
        ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
        final CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(threadCount);
        for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
            final int threadnum = i;
            threadPool.execute(() -> {
                try {
                    //處理文件的業(yè)務(wù)操作
                    //......
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    //表示一個(gè)文件已經(jīng)被完成
                    countDownLatch.countDown();
                }

            });
        }
        countDownLatch.await();
        threadPool.shutdown();
        System.out.println("finish");
    }
}

CyclicBarrier的作用

? 可循環(huán)的屏障

CyclicBarrier的原理

? CyclicBarrier內(nèi)部通過(guò)一個(gè)count變量作為計(jì)數(shù)器，count的初始值為parties屬性為初始值，每當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程到了柵欄這里了，那么就將計(jì)數(shù)器減 1。如果 count 值為 0 了，表示這是這一代最后一個(gè)線(xiàn)程到達(dá)柵欄，就嘗試執(zhí)行我們構(gòu)造方法中輸入的任務(wù)。

await的使用

在Java中，"await"方法通常與多線(xiàn)程編程和并發(fā)控制相關(guān)。這個(gè)方法通常用于等待某個(gè)條件或事件的發(fā)生，然后暫停當(dāng)前線(xiàn)程的執(zhí)行，直到條件滿(mǎn)足或事件發(fā)生后再繼續(xù)執(zhí)行。"await"方法通常與信號(hào)量、條件變量、鎖或線(xiàn)程池等并發(fā)控制機(jī)制一起使用，以實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程的同步和協(xié)作。 在Java中，常見(jiàn)的使用"await"方法的類(lèi)和接口包括：

1. CountDownLatch（倒計(jì)數(shù)門(mén)閂）：使用await()方法等待計(jì)數(shù)器歸零。

2. CyclicBarrier（循環(huán)屏障）：使用await()方法等待到達(dá)指定的屏障位置。

3. Phaser（階段器）：使用awaitAdvance()方法等待其他參與者到達(dá)相同的階段。

4. Condition（條件）：在使用ReentrantLock或ReentrantReadWriteLock時(shí)，可以使用await()方法等待條件滿(mǎn)足。

   需要注意的是，"await"方法必須在某種線(xiàn)程同步機(jī)制的作用域內(nèi)使用，并且通常需要正確設(shè)置條件或事件的觸發(fā)條件，以避免線(xiàn)程永遠(yuǎn)等待或出現(xiàn)死鎖等并發(fā)問(wèn)題。

JMM(Java內(nèi)存模型）

CPU緩存模型

? 解決CPU處理速度和內(nèi)存不匹配的問(wèn)題。

? CPUCache工作方式可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存緩存不一致性的問(wèn)題。

? 為了解決這個(gè)問(wèn)題：通過(guò)制定緩存一致協(xié)議（MESI協(xié)議），或其他手段。

?

Java線(xiàn)程池詳解

監(jiān)控線(xiàn)程池

? SpringBoot 中的 Actuator 組件。自己寫(xiě)一個(gè)監(jiān)控線(xiàn)程池的HealthContributor,(https://www.codenong.com/cs110918477/)

建議不同類(lèi)別的業(yè)務(wù)用不同的線(xiàn)程池

一個(gè)線(xiàn)程池執(zhí)行父子任務(wù)（父等子的回應(yīng)，子等父的釋放資源）容易發(fā)生死鎖。

線(xiàn)程池和ThreadLocal共用的坑

Java常見(jiàn)并發(fā)容器總結(jié)

基本都在java.util.concurren包里。

ConcurrentHashMap

? 1.7版本Segment數(shù)組+HashEntry數(shù)組+鏈表

1.8版本Node數(shù)組+鏈表+紅黑樹(shù)

CopyOnWriteArrayList

Java1.5版本使用的是vetor，但是該容器增刪改查基本都加了synchornized.相當(dāng)于給vector加了一把大鎖，性能非常低下。

JUC中唯一的線(xiàn)程安全Lisy就是這個(gè)CopyOnWriteArrayList.

寫(xiě)時(shí)復(fù)制（Copy-On-Write）的策略（只有寫(xiě)寫(xiě)互斥）；

ConcurrentLinkedQueue(非阻塞隊(duì)列)（無(wú)鎖）

? 阻塞隊(duì)列可以通過(guò)加鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)，非阻塞隊(duì)列可以通過(guò) CAS 操作實(shí)現(xiàn)。

主要使用CAS非阻塞算法來(lái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程安全。其使用鏈表作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

BlockingQueue(阻塞隊(duì)列)（是一個(gè)接口）（以后好好看看）

ArrayBlockingQueue(實(shí)現(xiàn)類(lèi))（有界）

LinkedBlockingQueue(實(shí)現(xiàn)類(lèi)無(wú)界）（單向鏈表）

PriorityBlockingQueue(實(shí)現(xiàn)類(lèi)無(wú)界,支持優(yōu)先級(jí)）

ConcurrentSkipListMap

跳表（時(shí)間復(fù)雜度O(Logn)）

? 所以在并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，JDK 使用跳表來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè) Map。

上圖是一個(gè)2級(jí)索引跳表

跳表是一種利用空間換時(shí)間的算法。

Atomic原子類(lèi)總結(jié)

? 在java.util.concurrent.atmoic包下面

原子類(lèi)可分為4類(lèi)。

一般都是通過(guò)CAS操作，比synchornized的操作開(kāi)銷(xiāo)小多了。

ThreadLocal詳解

具體使用

public class ThreadLocalTest {
    private List<String> messages = Lists.newArrayList();
    public static final ThreadLocal<ThreadLocalTest> holder = 			         ThreadLocal.withInitial(ThreadLocalTest::new);
    public static void add(String message) {
        holder.get().messages.add(message);
    }

    public static List<String> clear() {
        List<String> messages = holder.get().messages;
        holder.remove();

        System.out.println("size: " + holder.get().messages.size());
        return messages;
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThreadLocalTest.add("一枝花算不算浪漫");
        System.out.println(holder.get().messages);
        ThreadLocalTest.clear();
    }
}

需要理解的是：

public static final ThreadLocal<ThreadLocalTest> holder = 			         ThreadLocal.withInitial(ThreadLocalTest::new);

? 當(dāng)我們創(chuàng)建一個(gè)ThreadLocal對(duì)象時(shí)，我們可以使用withInitial方法為其指定一個(gè)供應(yīng)商函數(shù)（Supplier Function）。供應(yīng)商函數(shù)在需要的時(shí)候創(chuàng)建初始值，返回一個(gè)新的對(duì)象作為線(xiàn)程的局部變量。 在這個(gè)例子中，ThreadLocalTest.holder是一個(gè)ThreadLocal<ThreadLocalTest>對(duì)象，它的泛型參數(shù)是ThreadLocalTest，表示每個(gè)線(xiàn)程都將擁有一個(gè)ThreadLocalTest對(duì)象作為其局部變量。 ThreadLocalTest.holder使用了withInitial方法，并傳入了一個(gè)方法引用ThreadLocalTest::new作為供應(yīng)商函數(shù)。這意味著當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程首次訪問(wèn)ThreadLocalTest.holder的get()方法時(shí)，會(huì)調(diào)用ThreadLocalTest::new方法創(chuàng)建一個(gè)新的ThreadLocalTest對(duì)象作為該線(xiàn)程的局部變量。 換句話(huà)說(shuō)，每個(gè)線(xiàn)程都有自己的ThreadLocalTest對(duì)象，通過(guò)ThreadLocalTest.holder.get()獲取。如果線(xiàn)程首次訪問(wèn)holder時(shí)還沒(méi)有創(chuàng)建過(guò)ThreadLocalTest對(duì)象，withInitial指定的供應(yīng)商函數(shù)會(huì)被調(diào)用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象。而后續(xù)的訪問(wèn)會(huì)返回該線(xiàn)程已經(jīng)創(chuàng)建的那個(gè)對(duì)象。 這種方式保證了每個(gè)線(xiàn)程都擁有獨(dú)立的對(duì)象實(shí)例，而不會(huì)相互影響。每個(gè)線(xiàn)程都可以向自己的ThreadLocalTest對(duì)象的messages列表中添加消息，而不會(huì)影響其他線(xiàn)程的列表。 希望這樣解釋更詳細(xì)一些，如果還有疑問(wèn)，請(qǐng)隨時(shí)問(wèn)我！??

ThreadLocal的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

GC 之后 key 是否為 null？

https://blog.csdn.net/thewindkee/article/details/103726942

ThreadLocal的內(nèi)存泄漏：

ThreadLocal的Hash算法

?

int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);

ThreadLocalHash沖突

?

ThreadLocalMap過(guò)期Key的探測(cè)式清理流程：

? 共有兩種過(guò)期Key的數(shù)據(jù)清理方式：探測(cè)式清理和啟發(fā)式清理

探測(cè)式清理：

? 離得更近，變位置。

啟發(fā)式清理：

?

ThreadLocal擴(kuò)容機(jī)制

在ThreadLocal.set()的最后，如果執(zhí)行完清理式工作后，未清理到任何數(shù)據(jù)，且當(dāng)前散列數(shù)據(jù)中Entry的數(shù)量達(dá)到了列表的擴(kuò)容閾值（len*2/3）,就開(kāi)始執(zhí)行rehash()邏輯。

rehash()的閾值為threshold*2/3

擴(kuò)容的閾值：只是通過(guò)

擴(kuò)容后的大小為oldLen*2.

Get方法

第一種情況：通過(guò)key值查找出散列表中slot的位置，然后通過(guò)判斷slot位置的key是否與查找的key值相同。相同則返回

第二種情況：slot位置的Entry.key和查找的key不一致：

? 不一致時(shí)，往后迭代查找。當(dāng)Entry.key=null,觸發(fā)一次探測(cè)式數(shù)回收操作。

InheritableThreadLocal