java面试（十二）--(1)实现多线程同步的方法(2)内部类实现线程设计(3)数组中有一个数字出现的次数超过数组长度的一半，请找出这个数字

1.请简述一下实现多线程同步的方法？

为什么要线程同步:
因为当我们有多个线程要同时访问一个变量或对象时，如果这些线程中既有读又有写操作时，就会导致变量值或对象的状态出现混乱，从而导致程序异常。举个例子，如果一个银行账户同时被两个线程操作，一个取100块，一个存钱100块。假设账户原本有0块，如果取钱线程和存钱线程同时发生，会出现什么结果呢？取钱不成功，账户余额是100.取钱成功了，账户余额是0.那到底是哪个呢？很难说清楚。因此多线程同步就是要解决这个问题。

1. 同步方法: 即有synchronized关键字修饰的方法. 由于java的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时，内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态.
   注释:synchronized关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类

2. 同步代码块: 即有synchronized关键字修饰的语句块。被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步.
   注释: 同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法，使用synchronized代码块同步关键代码即可。

3. 使用Volatile实现线程同步:
   3.1 volatile关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制.
   3.2 使用volatile修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新
   3.3 每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值
   3.4 volatile不会提供任何原子操作，它也不能用来修饰final类型的变量
   volatile会组织编译器对代码优化，因此能不使用它就不适用它吧。
   它的原理是每次线程要访问volatile修饰的变量时都是从内存中读取，而不是存缓存当中读取，因此每个线程访问到的变量值都是一样的。这样就保证了同步。

4. 使用重入锁实现线程同步:
   在JavaSE5.0中新增了一个java.util.concurrent包来支持同步。ReentrantLock类是可重入、互斥、实现了Lock接口的锁， 它与使用synchronized的方法和块具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力.
   ReenreantLock类的常用方法有：
   ReentrantLock() : 创建一个ReentrantLock实例
   lock() : 获得锁
   unlock() : 释放锁
   注：ReentrantLock()还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，不推荐使用.

5. 使用ThreadLocal实现线程同步(空间换时间):
   如果使用ThreadLocal管理变量，则每一个使用该变量的线程都获得该变量的副本，副本之间相互独立，这样每一个线程都可以随意修改自己的变量副本，而不会对其他线程产生影响。

注意: 如果synchronized关键字能满足用户的需求，就用synchronized，因为它能简化代码 。如果需要更高级的功能，就用ReentrantLock类，此时要注意及时释放锁，否则会出现死锁，通常在finally代码释放锁

每种同步方法的示例解析,请参考: https://www.jb51.net/article/124073.htm

2.内部类实现线程设计

请使用内部类实现线程设计4个线程，其中两个线程每次对j增加1，另外两个线程对j每次减少1。

实现代码:

public class TestInnerDesignThread {
    //内部类
    class Inner{
        int j=5;
        //设计实现功能
        void func(){
            //初始化var数组,存储j的值
            int[] var=new int[]{0};
            var[0]=j;
            //i<4 设计4个线程
            for(int i=0;i<4;i++){
                //初始化index 存储当前线程号
                int[] index=new int[]{0};
                index[0]=i;
                //设计两个+1线程
                if(i<2){
                    new Thread(()->{
                        var[0]+=1;//j+1
                        System.out.println("当前线程是:"+index[0]+",j的值为:"+var[0]);
                    }).start();
                }else{//设计两个-1的线程
                    new Thread(()->{
                        var[0]-=1;//j-1
                        System.out.println("当前线程是:"+index[0]+",j的值为:"+var[0]);
                    }).start();
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        //实例化外部类
        TestInnerDesignThread test=new TestInnerDesignThread();
        //实例化内部类
        TestInnerDesignThread.Inner inner=test.new Inner();
        inner.func();
    }
}

运行结果：

3.数组中有一个数字出现的次数超过数组长度的一半，请找出这个数字

例如输入一个长度为9的数组{1,2,3,2,2,2,5,4,2}。由于数字2在数组中出现了5次，超过数组长度的一半，因此输出2。如果不存在则输出0。
示例代码:

public class TestArray {
    public int MoreThanHalfNum_TestArray(int[] array) {
        
    }
}

实现代码:

import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;

public class TestArray {
    public int MoreThanHalfNum_TestArray(int[] array) {
        //数组长度为0，返回0
        if(array.length==0) return 0;
        //存取：数字,出现的次数(key-value)
        HashMap<Integer,Integer> map=new HashMap<>();
        for(int i=0;i<array.length;i++){
            if(!map.containsKey(array[i])){//如果没有这个key，表示没有存这个数字
                map.put(array[i],1);//存未出现过的数字
            }else{
                //获取当前出现数字的次数
                Integer index = map.get(array[i]);
                //次数+1
                int count=index.intValue()+1;
                //把新的结果放入map中
                map.put(array[i],count);
            }
        }
        //遍历map
        //map.entrySet() 获取map的key-value
        Iterator<Map.Entry<Integer, Integer>> iterator = map.entrySet().iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            Map.Entry<Integer, Integer> next = iterator.next();
            Integer key = next.getKey();
            Integer value = next.getValue();
            //超过一半
            if(value>=(array.length/2+1)){
                return key;
            }
        }
        return 0;
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestArray test=new TestArray();
        int[] array=new int[]{1,2,3,2,2,2,5,4,2};
        int index = test.MoreThanHalfNum_TestArray(array);
        System.out.println(index);
    }
}