java面试题超详细整理《多线程篇》四

什么是上下文切换?

巧妙地利用了时间片轮转的方式， CPU 给每个任务都服务一定的时间，然后把当前任务的状态保存下来，在加载下一任务的状态后，继续服务下一任务，任务的状态保存及再加载, 这段过程就叫做上下文切换。时间片轮转的方式使多个任务在同一颗 CPU 上执行变成了可能。

上下文：指某一时间点 CPU 寄存器和程序计数器的内容

几种发生上下文切换的情况：

主动让出 CPU，比如调用了 sleep(), wait() 等。

时间片用完，因为操作系统要防止一个线程或者进程长时间占用CPU导致其他线程或者进程饿死。

调用了阻塞类型的系统中断，比如请求 IO，线程被阻塞，被终止或结束运行

线程之间如何进行通信

通过共享内存或基于网络通信

如果是基于共享内存进行通信，则需要考虑并发问题，什么时候阻塞，什么时候唤醒

想Java中的wait()、notify()就是阻塞唤醒

通过网络就比较简单，通过网络连接将数据发送给对方，当然也要考虑到并发问题，处理方式就是加锁等方式。
说一下ThreadLocal

ThreadLocal是Java中所提供的线程本地存储机制，可以利用该机制将数据缓存在某个线程内部，该线程可以在任意时刻、任意方法中获取缓存的数据。

ThreadLocal底层是通过 TreadLocalMap来实现的，每个Thread对象中都存在一个 ThreadLocalMap，Map的key为 ThreadLocal对象，Map的 value为需要缓存的值 。

ThreadLocalMap由一个个 Entry对象构成 Entry继承自 WeakReference< Threadlocal<?>>，一个 Entry由 Threadlocal对象和 object构成，由此可见，Entry的key是 Threadlocal对象，并且是一个弱引用。当没指向key的强引用后，该key就会被垃圾收集器回收

当执行set方法时， Threadlocal首先会获取当前线程对象，然后获取当前线程的 ThreadLocalMap对象。再以当前 Threadlocal对象为key，将值存储进 Threadlocalmap对象中

get方法执行过程类似，Threadloca首先会获取当前线程对象，然后获取当前线程的 ThreadLocalMap对象。再以当前 ThreadLocal对象为key，获取对应的value

由于每条线程均含有各自私有的 ThreadLocalMap容器，这些容器相互独立互不影响，因此不会存在线程安全性问题，从而也无需使用同步机制来保证多条线程访问容器的互斥性。

使用场景：

在进行对象跨层传递的时候，使用ThreadLocal可以避免多次传递，打破层次间的约束

线程间数据隔离

进行事务操作，用于存储线程事务信息

数据库连接，Session会话管理

Spring框架在事务开始时会给当前线程绑定一个 Jdbc Connection，在整个事务过程都是使用该线程定的

connection来执行数据库操作，实现了事务的隔离性， spring框架里面就是用的 Threadlocal来实现这种隔离。