多线程&并发-实例与解决方案

java中你知道哪些锁？

问题回答：
乐观锁/悲观锁
共享锁/独享锁
公平锁/非公平锁
互斥锁/读写锁
可重入锁
自旋锁
分段锁
偏向锁/轻量级锁/重量级锁

辅助理解：

Java线程的状态或者生命周期？

问题回答：

• Java的线程状态被定义在公共枚举类java.lang.Thread.state中。一种有六种状态
  1.新建（NEW）：表示线程新建出来还没有被启动的状态，比如：Thread t = new MyThread();
  2.就绪/运行（RUNNABLE）：该状态包含了经典线程模型的两种状态：就绪(Ready)、运行(Running)：
  3.阻塞（BLOCKED）：通常与锁有关系，表示线程正在获取有锁控制的资源，比如进入synchronized代码块，获取ReentryLock等；发起阻塞式IO也会阻塞，比如字符流字节流操作。
  4.等待（WAITING）：线程在等待某种资源就绪。
  5.超时等待（TIMED_WAIT）：线程进入条件和等待类似，但是它调用的是带有超时时间的方法。
  6.终止（TERMINATED）：线程正常退出或异常退出后，就处于终结状态。也可以叫线程的死亡。

• 经典线程模型包含5种状态，：新建、就绪、运行、等待、退出

• 经典线程的就绪、运行，在java里面统一叫RUNNABLE

• Java的BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING都属于传统模型的等待状态

synchronized 与lock区别？

问题回答
1.lock是一个接口，而synchronized是java的一个关键字
2.synchronized异常会释放锁，lock异常不会释放，所以一般try catch包起来，finally中写入unlock，避免死锁。
3.Lock可以提高多个线程进行读操作的效率
4.synchronized关键字，可以放代码块，实例方法，静态方法，类上
5.lock一般使用ReentrantLock类做为锁，配合lock()和unlock()方法。在finally块中写unlock()以防死锁。
6.jdk1.6之前synchronized低效。jdk1.6之后synchronized高效。

synchronized 与ReentrantLock区别？

问题回答
1.synchronized依赖JVM实现，ReentrantLock是JDK实现的。synchronized是内置锁，只要在代码开始的地方加synchronized，代码结束会自动释放。Lock必须手动加锁，手动释放锁。
2.ReenTrantLock比synchronized增加了一些高级功能。synchronized代码量少，自动化，但扩展性低，不够灵活；ReentrantLock扩展性好，灵活，但代码量相对多。
3.两者都是可重入锁。都是互斥锁。
4.synchronized是非公平锁，ReentrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。

synchronized 与ThreadLocal区别？

1.都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。
2.Synchronized同步机制，提供一份变量，让不同的线程排队访问。
3.ThreadLocal关键字，为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。
4.ThreadLocal比直接使用synchronized同步机制解决线程安全问题更简单，更方便，且结果程序拥有更高的并发性。

synchronized 与volatile区别？

1.volatile是一个类型修饰符（type specifier）。
2.volatile，它能够使变量在值发生改变时能尽快地让其他线程知道。
3.关键字volatile是线程同步的轻量级实现，所以volatile性能肯定比synchronized要好，并且只能修改变量，而synchronized可以修饰方法，以及代码块。
4.多线程访问volatile不会发生阻塞，而synchronized会出现阻塞
volatile能保证数据的可见性，但不能保证原子性；而synchronized可以保证原子性，也可以间接保证可见性，因为它会将私有内存和公共内存中的数据做同步
5.关键字volatile解决的下变量在多线程之间的可见性；而synchronized解决的是多线程之间资源同步问题

Thread类中的start()和run()方法有什么区别?

1.通过调用线程类的start()方法来启动一个线程，使线程处于就绪状态，即可以被JVM来调度执行，在调度过程中，JVM通过调用线程类的run()方法来完成实际的业务逻辑，当run()方法结束后，此线程就会终止。
2.如果直接调用线程类的run()方法，会被当作一个普通的函数调用，程序中仍然只有主线程这一个线程。即start()方法能够异步的调用run()方法，但是直接调用run()方法却是同步的，无法达到多线程的目的。
3.因此，只用通过调用线程类的start()方法才能达到多线程的目的。

事务的隔离级别及引发的问题

• 4个隔离级别
• 读未提交、读已提交、可重复读、串行化
• 分别怎么理解呢？
  读未提交（READ UNCOMMITTED），事务中的修改，即使没有提交，对其它事务也是可见的。
  读已提交（READ COMMITTED），一个事务能读取已经提交的事务所做的修改，不能读取未提交的事务所做的修改。也就是事务未提交之前，对其他事务不可见。
  可重复读（REPEATABLE READ），保证在同一个事务中多次读取同样数据的结果是一样的。
  串行化（SERIALIZABLE），强制事务串行执行。
• 读已提交是sql server的默认隔离级别。
• 可重复读是mysql的默认隔离级别。
• 多个事务，各个隔离级别引起的问题
  读未提交：可能出现脏读、不可重复度、幻读；
  读已提交：可能出现不可重复度、幻读；
  可重复读：可能出现幻读；
  串行化：都没问题；

什么是线程安全，java如何保证线程安全？

• 在多线程环境中，能永远保证程序的正确性。执行结果不存在二义性。说白了，运行多少次结果都是一致的。
• 换种说法，当多个线程访问某一个类（对象或方法）时，这个类始终都能表现心正确的行为，那么这个类（对象或方法）就是线程安全的。
• 使用synchronized关键字和使用锁。

介绍一下线程池？

• 线程池就是预先创建一些线程，它们的集合称为线程池。
• 线程池可以很好地提高性能，在系统启动时即创建大量空闲的线程，程序将一个task给到线程池，线程池就会启动一条线程来执行这个任务，执行结束后，该线程不会死亡，而是再次返回线程池中成为空闲状态，等待执行下一个任务。
• 线程的创建和销毁比较消耗时间，线程池可以避免这个问题。
• Executors是jdk1.5之后的一个新类，提供了一些静态方法，帮助我们方便的生成一些常见的线程池
  newSingleThreadExecutor：创建一个单线程化的Executor。
  newFixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池。
  newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池
  newScheduleThreadPool：创建一个定长的线程池，可以周期性执行任务。
• 我们还可以使用ThreadPoolExecutor自己定义线程池，弄懂它的构造参数即可
  int corePoolSize，//核心池的大小
  int maximumPoolSize，//线程池最大线程数
  long keepAliveTime，//保持时间/额外线程的存活时间
  TimeUnit unit，//时间单位
  BlockingQueue workQueue，//任务队列
  ThreadFactory threadFactory，//线程工厂
  RejectedExecutionHandler handler //异常的捕捉器

简要回答

• 线程池就是预先创建一些线程
• 线程池可以很好地提高性能
• 线程池可以避免线程的频繁创建和销毁
• Executors可以创建常见的4种线程（单线程池、固定大小的、可缓存的、可周期性执行任务的）。
  可以通过ThreadPoolExecutor自己定义线程池。

同步和异步有何异同？

• 同步发了指令，会等待返回，然后再发送下一个。
• 异步发了指令，不会等待返回，随时可以再发送下一个请求
• 同步可以避免出现死锁，读脏数据的发生
• 异步则是可以提高效率
• 实现同步的机制主要有临界区、互斥、信号量和事件

如何异步获取多线程返回的数据？

问题包含
说一下Callable这个接口的理解？
说一下Future接口的理解？
说一下FutureTask类的理解？
说一下CompletionService接口的理解？

问题回答

• 通过Callable+Future，Callable负责执行返回，Future负责接收。Callable接口对象可以交给ExecutorService的submit方法去执行。
• 通过Callable+FutureTask，Callable负责执行返回，FutureTask负责接收。FutureTask同时实现了Runnable和Callable接口，可以给到ExecutorService的submit方法和Thread去执行。
• 通过CompletionService，jdk1.8之后提供了完成服务CompletionService，可以实现这样的需求。
• 注意，实现Runnable接口任务执行结束后无法获取执行结果。

如何自定义线程池？

问题回答

• 通过ThreadPoolExecutor创建
• 弄懂它的7个构造参数即可
  int corePoolSize，//核心池的大小
  int maximumPoolSize，//线程池最大线程数
  long keepAliveTime，//保持时间/额外线程的存活时间
  TimeUnit unit，//时间单位
  BlockingQueue workQueue，//任务队列
  ThreadFactory threadFactory，//线程工厂
  RejectedExecutionHandler handler //异常的捕捉器

工作中哪些地方使用了多线程？

• 一般业务，web层–> service层 -->dao --> sql基本用不到多线程
• 数据量很大（1000w级别、TB级别）的I/O操作，可以考虑多线程
• 举一些例子
  自己做并发测试的时候，假如想写想模拟3000个并发请求。
  多线程下单抢单，假如支持5000人的并发下单。
  多线程写入mysql，假如有1000w条数据要入库。
  多线程写入redis，假如有1000w的数据要存入redis。
  多线程导入ES索引，假如有1000w的数据要添加到ES索引。
  poi多线程导出，假如xls里面有10w的数据需要导出。
  poi多线程导入，假如有10w条数据需要导入到xls。
  多线程发送邮件，假如有10w用户需要发送邮件。
  多线程发送短信，假如有10w用户需要发送邮件。
  多线程备份日志，假如10tb日志文件要备份。
  多线程验证数据，比如验证url是否存在，假如有100w个url。