大数据秋招学习笔记14

java并发：
1）守护线程（即daemon thread），是个服务线程，准确地来说就是服务其他的线程，这是它的作用——而其他的线程只有一种，那就是用户线程。
所以java里线程分2种，1、守护线程，比如垃圾回收线程，就是最典型的守护线程。2、用户线程，就是应用程序里的自定义线程。
守护线程：
（1）守护线程，专门用于服务其他的线程，如果其他的线程（即用户自定义线程）都执行完毕，连main线程也执行完毕，那么jvm就会退出（即停止运行）——此时，连jvm都停止运行了，守护线程当然也就停止执行了。
（2）再换一种说法，如果有用户自定义线程存在的话，jvm就不会退出——此时，守护线程也不能退出，也就是它还要运行，干嘛呢，就是为了执行垃圾回收的任务啊。
（3）守护线程又被称为“服务进程”“精灵线程”“后台线程”，是指在程序运行是在后台提供一种通用的线程，这种线程并不属于程序不可或缺的部分。 通俗点讲，任何一个守护线程都是整个JVM中所有非守护线程的“保姆”。
用户自定义线程：
（1）应用程序里的线程，一般都是用户自定义线程。
（2）用户也可以在应用程序代码自定义守护线程，只需要调用Thread类的设置方法设置一下即可。
（3）用户线程和守护线程几乎一样，唯一的不同之处就在于如果用户线程已经全部退出运行，只剩下守护线程存在了，JVM也就退出了。 因为当所有非守护线程结束时，没有了被守护者，守护线程也就没有工作可做了，也就没有继续运行程序的必要了，程序也就终止了，同时会“杀死”所有守护线程。 也就是说，只要有任何非守护线程还在运行，程序就不会终止。
在Java语言中，守护线程一般具有较低的优先级，它并非只由JVM内部提供，用户在编写程序时也可以自己设置守护线程，例如将一个用户线程设置为守护线程的方法就是在调用start()方法启动线程之前调用对象的setDaemon(true)方法，若将以上括号里的参数设置为false，则表示的是用户进程模式。
需要注意的是，当在一个守护线程中产生了其它线程，那么这些新产生的线程默认还是守护线程，用户线程也是如此。
2） synchronized 和 volatile 的区别是什么？
volatile不需要加锁，比synchronized更轻量级，不会阻塞线程；
从内存可见性角度，volatile读相当于加锁，volatile写相当于解锁；
synchronized既能够保证可见性，又能保证原子性，而volatile只能保证可见性，无法保证原子性。
3）线程和进程的区别？
简而言之，进程是程序运行和资源分配的基本单位，一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存资源，减少切换次数，从而效率更高。线程是进程的一个实体，是 cpu 调度和分派的基本单位，是比程序更小的能独立运行的基本单位。同一进程中的多个线程之间可以并发执行。
4）创建线程的几种方式？
1、继承 Thread 类创建线程；
2、实现 Runnable 接口创建线程；
3、通过 Callable 和 Future 创建线程；
4、通过线程池创建线程。
Runnable 和 Callable 的主要区别在于是否有返回值。
5）sleep() 和 wait() 的区别？
1、每个对象都有一个锁来控制同步访问，Synchronized 关键字可以和对象的锁交互，来实现同步方法或同步块。sleep() 方法正在执行的线程主动让出 CPU（然后CPU就可以去执行其他任务），在 sleep 指定时间后CPU 再回到该线程继续往下执行(注意：sleep 方法只让出了 CPU，而并不会释放同步资源锁)；wait() 方法则是指当前线程让自己暂时退让出同步资源锁，以便其他正在等待该资源的线程得到该资源进而运行，只有调用了 notify()方法，之前调用 wait() 的线程才会解除 wait 状态，可以去参与竞争同步资源锁，进而得到执行。（注意：notify 的作用相当于叫醒睡着的人，而并不会给他分配任务，就是说notify 只是让之前调用 wait 的线程有权利重新参与线程的调度）；
2、sleep() 方法可以在任何地方使用，而 wait() 方法则只能在同步方法或同步块中使用；
3、sleep() 是线程类（Thread）的方法，调用会暂停此线程指定的时间，但监控依然保持，不会释放对象锁，到时间自动恢复；wait() 是 Object 的方法，调用会放弃对象锁，进入等待队列，待调用 notify()/notifyAll() 唤醒指定的线程或者所有线程，才会进入锁池，不再次获得对象锁才会进入运行状态；
6）线程的 run() 和 start() 有什么区别？
1、start() 方法来启动一个线程，真正实现了多线程运行。这时无需等待 run 方法体代码执行完毕，可以直接继续执行下面的代码； 这时此线程是处于就绪状态， 并没有运行。然后通过此 Thread 类调用方法 run() 来完成其运行状态， 这里方法 run() 称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容， run 方法运行结束， 此线程终止。然后 CPU 再调度其它线程。
2、run() 方法是在本线程里的，只是线程里的一个函数，而不是多线程的。 如果直接调用
run()，其实就相当于是调用了一个普通函数而已，直接待用 run() 方法必须等待 run() 方法执行完毕才能执行下面的代码，所以执行路径还是只有一条，根本就没有线程的特征，所以在多线程执行时要使用 start() 方法而不是 run() 方法。
7）线程的 sleep() 方法和 yield() 方法有什么区别？
线程执行 sleep() 方法后进入超时等待（TIMED_WAITING）状态，而执行 yield() 方法后进入就绪（READY）状态。
sleep() 方法给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级，因此会给低优先级的线程运行的机会；yield() 方法只会给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会。
8）并行和并发有什么区别？
并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生；而并发是指两个或多个事件在同一时间
间隔发生。
并行是在不同实体上的多个事件，并发是在同一实体上的多个事件。
在一台处理器上“同时”处理多个任务，在多台处理器上同时处理多个任务。如hadoop 分布式集群。所以并发编程的目标是充分的利用处理器的每一个核，以达到最高的处理性能。
9）线程池：
相比于手工创建、运行线程，使用线程池，有如下优点：
降低线程创建和销毁线程造成的开销。
提高响应速度。任务到达时，相对于手工创建一个线程，直接从线程池中拿线程，速度肯定快很多提高线程可管理性。
线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。
线程池参数：
corePoolSize:核心线程最大数量，通俗点来讲就是，线程池中常驻线程的最大数量
maximumPoolSize:线程池中运行最大线程数(包括核心线程和非核心线程)
keepAliveTime:线程池中空闲线程（仅适用于非核心线程）所能存活的最长时间
unit:存活时间单位，与keepAliveTime搭配使用
workQueue：存放任务的阻塞队列
handler:线程池饱和策略
线程池执行流程：
当提交一个新任务，线程池的处理流程如下：
判断线程池中核心线程数是否已达阈值corePoolSize,若否，则创建一个新核心线程执行任务。
若核心线程数已达阈值corePoolSize,判断阻塞队列workQueue是否已满，若未满，则将新任务添加进阻塞队列 。
若满，再判断，线程池中线程数是否达到阈值maximumPoolSize,若否，则新建一个非核心线程执行任务。若达到阈值，则执行线程池饱和策略。
线程池饱和策略分为一下几种：
AbortPolicy:直接抛出一个异常，默认策略
DiscardPolicy: 直接丢弃任务
DiscardOldestPolicy:抛弃下一个将要被执行的任务(最旧任务)
CallerRunsPolicy:主线程中执行任务
10）线程的 join() 方法是干啥用的？
用于等待当前线程终止。如果一个线程A执行了 threadB.join() 语句，其含义是：当前线程A等待 threadB 线程终止之后才从 threadB.join() 返回继续往下执行自己的代码。
11）​一个线程可以处于以下状态之一：
NEW：新建但是尚未启动的线程处于此状态，没有调用 start() 方法。
RUNNABLE：包含就绪（READY）和运行中（RUNNING）两种状态。线程调用 start() 方法会会进入就绪（READY）状态，等待获取 CPU 时间片。如果成功获取到 CPU 时间片，则会进入运行中（RUNNING）状态。
BLOCKED：线程在进入同步方法/同步块（synchronized）时被阻塞，等待同步锁的线程处于此状态。
WAITING：无限期等待另一个线程执行特定操作的线程处于此状态，需要被显示的唤醒，否则会一直等待下去。例如对于 Object.wait()，需要等待另一个线程执行 Object.notify() 或 Object.notifyAll()；对于 Thread.join()，则需要等待指定的线程终止。
TIMED_WAITING：在指定的时间内等待另一个线程执行某项操作的线程处于此状态。跟 WAITING 类似，区别在于该状态有超时时间参数，在超时时间到了后会自动唤醒，避免了无期限的等待。
TERMINATED：执行完毕已经退出的线程处于此状态。
线程在给定的时间点只能处于一种状态。这些状态是虚拟机状态，不反映任何操作系统线程状态。
12）synchronized 和 Lock 的区别:
(1）Lock 是一个接口；synchronized 是 Java 中的关键字，synchronized 是内置的语言实现；
（2）Lock 在发生异常时，如果没有主动通过 unLock() 去释放锁，很可能会造成死锁现象，因此使用 Lock 时需要在 finally 块中释放锁；synchronized 不需要手动获取锁和释放锁，在发生异常时，会自动释放锁，因此不会导致死锁现象发生；
（3）Lock 的使用更加灵活，可以有响应中断、有超时时间等；而 synchronized 却不行，使用 synchronized 时，等待的线程会一直等待下去，直到获取到锁；
（4）在性能上，随着近些年 synchronized 的不断优化，Lock 和 synchronized 在性能上已经没有很明显的差距了，所以性能不应该成为我们选择两者的主要原因。官方推荐尽量使用 synchronized，除非 synchronized 无法满足需求时，则可以使用 Lock。
13）synchronized 各种加锁场景的作用范围：
1.作用于非静态方法，锁住的是对象实例（this），每一个对象实例有一个锁。
2.作用于静态方法，锁住的是类的Class对象，因为Class的相关数据存储在永久代元空间，元空间是全局共享的，因此静态方法锁相当于类的一个全局锁，会锁所有调用该方法的线程。
3.作用于 Lock.class，锁住的是 Lock 的Class对象，也是全局只有一个。
4.作用于 this，锁住的是对象实例，每一个对象实例有一个锁。
5.作用于静态成员变量，锁住的是该静态成员变量对象，由于是静态变量，因此全局只有一个。
14）如何检测死锁？
死锁的四个必要条件：
（1）互斥条件：进程对所分配到的资源进行排他性控制，即在一段时间内某资源仅为一个进程所占有。此时若有其他进程请求该资源，则请求进程只能等待。
（2）请求和保持条件：进程已经获得了至少一个资源，但又对其他资源发出请求，而该资源已被其他进程占有，此时该进程的请求被阻塞，但又对自己获得的资源保持不放。
（3）不可剥夺条件：进程已获得的资源在未使用完毕之前，不可被其他进程强行剥夺，只能由自己释放。
（4）环路等待条件：存在一种进程资源的循环等待链，链中每一个进程已获得的资源同时被链中下一个进程所请求。即存在一个处于等待状态的进程集合{Pl, P2, …, pn}，其中 Pi 等待的资源被 P(i+1) 占有（i=0, 1, …, n-1)，Pn 等待的资源被 P0占 有。
15）怎么预防死锁？
预防死锁的方式就是打破四个必要条件中的任意一个即可。
（1）打破互斥条件：在系统里取消互斥。若资源不被一个进程独占使用，那么死锁是肯定不会发生的。但一般来说在所列的四个条件中，“互斥”条件是无法破坏的。因此，在死锁预防里主要是破坏其他几个必要条件，而不去涉及破坏“互斥”条件。。
（2）打破请求和保持条件：1）采用资源预先分配策略，即进程运行前申请全部资源，满足则运行，不然就等待。 2）每个进程提出新的资源申请前，必须先释放它先前所占有的资源。
（3）打破不可剥夺条件：当进程占有某些资源后又进一步申请其他资源而无法满足，则该进程必须释放它原来占有的资源。
（4）打破环路等待条件：实现资源有序分配策略，将系统的所有资源统一编号，所有进程只能采用按序号递增的形式申请资源。
16）为什么要使用线程池？直接new个线程不是很舒服？
如果我们在方法中直接new一个线程来处理，当这个方法被调用频繁时就会创建很多线程，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性。
如果我们合理的使用线程池，则可以避免把系统搞崩的窘境。总得来说，使用线程池可以带来以下几个好处：
（1）降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程，降低线程创建和销毁造成的消耗。
（2）提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
（3）增加线程的可管理型。线程是稀缺资源，使用线程池可以进行统一分配，调优和监控。
17）线程池的核心属性有哪些？
（1）threadFactory（线程工厂）：用于创建工作线程的工厂。
（2）corePoolSize（核心线程数）：当线程池运行的线程少于 corePoolSize 时，将创建一个新线程来处理请求，即使其他工作线程处于空闲状态。
（3）workQueue（队列）：用于保留任务并移交给工作线程的阻塞队列。
（4）maximumPoolSize（最大线程数）：线程池允许开启的最大线程数。
（5）handler（拒绝策略）：往线程池添加任务时，将在下面两种情况触发拒绝策略：1）线程池运行状态不是 RUNNING；2）线程池已经达到最大线程数，并且阻塞队列已满时。
（6）keepAliveTime（保持存活时间）：如果线程池当前线程数超过 corePoolSize，则多余的线程空闲时间超过 keepAliveTime 时会被终止。
18）线程池有哪些拒绝策略？
（1）AbortPolicy：中止策略。默认的拒绝策略，直接抛出 RejectedExecutionException。调用者可以捕获这个异常，然后根据需求编写自己的处理代码。
（2）DiscardPolicy：抛弃策略。什么都不做，直接抛弃被拒绝的任务。
（3）DiscardOldestPolicy：抛弃最老策略。抛弃阻塞队列中最老的任务，相当于就是队列中下一个将要被执行的任务，然后重新提交被拒绝的任务。如果阻塞队列是一个优先队列，那么“抛弃最旧的”策略将导致抛弃优先级最高的任务，因此最好不要将该策略和优先级队列放在一起使用。
（4）CallerRunsPolicy：调用者运行策略。在调用者线程中执行该任务。该策略实现了一种调节机制，该策略既不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将任务回退到调用者（调用线程池执行任务的主线程），由于执行任务需要一定时间，因此主线程至少在一段时间内不能提交任务，从而使得线程池有时间来处理完正在执行的任务。
19）volatile：