并发关键字

1、并发关键字
synchronized
在java中，synchronized关键字是用来控制线程同步的，就是在多线程的环境下，控制synchronized代码段不被多个线程同时执行。synchronize可以修饰类，方法，代码块，在早起版本，属于重量级锁。
2、synchronized关键字的三种使用方法

• synchronized关键字加到实例方法上是给对象加锁。
• synchronized关键字加到static静态方法是给class类加锁。
• synchronized关键字修饰代码块上，就可以给对象synchronized(this|object)或者当前class类加锁synchronized(类.class)
• 单例模式就是用到synchronize，双重检验锁方式

3、构造方法可以使用synchronize关键字修饰吗
不可以，因为构造方法本来就属于线程安全的，不存在同步的构造方法一说。

4、synchronize关键字的底层原理

• synchronize同步语句块的实现使用的是monitorenter和monitorexit指令，其中monitorenter指令指向同步代码块的开始位置，monitorexit指令指向同步代码块结束的位置。
• 当执行monitorenter指令时，线程试图获取锁，也就是获取对象监视器monitor的持有权。

5、synchronize可重入的原理
重入锁是指线程获取了锁之后，该线程可以继续获得该锁。底层会有一个计数器，第一次获得锁，计数器从0变为1，继续获得该锁，计数器就加1.释放锁时，计数器减1，这样当计数器为0时，该锁就没有被任何线程所持有，其他线程可以竞争获取锁。

6、说说JDK1.6之后synchronized关键字底层做了哪些优化

• JDK1.6对锁的实现做了大量的优化，如偏向锁、轻量级锁、自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化等技术减少锁操作的开销。
• 锁主要存在4种状态：无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁、重量级锁，随着竞争的激烈锁会不断升级，锁可以升级但不可以降级，这种策略是为了提高获得锁和释放锁的效率。

7、谈谈synchronized和reentrantlock的区别
（1）两者都是可重入锁
（2）synchronize是依赖JVM实现的，reentrantlock是基于JDK实现的
（3）reentrantlock加了一些高级功能

• 等待可中断：当持有锁的线程长期不释放锁的时候，正在等待的线程可以放弃等待，转而处理其他事情。
• 可实现公平锁：reentrantlock可以指定是公平锁还是非公平锁。公平锁是指先等待的线程先获得锁。
• 锁可以绑定多个条件：一个reentrantlock可以绑定多个condition对象。

8、简述下JVM的内存模型JMM
（1）JVM中存在一个主内存（Main memory）,java中所有变量都保存在主内存中，所有线程共享。而每个线程都存在自己的工作内存，也就是本地内存。工作内存中保存的是主内存中某些变量的拷贝，线程对所有变量的操作不是发生在主存中，而是在工作内存中，而线程之间是不能直接访问的，变量在程序中的传递，是依赖主存完成的。这就导致线程本地内存和主内存数据不一致的情况，即可见性。

volatile关键字底层：volatile关键字修饰的变量在汇编阶段，会多出一个lock前缀指令，这会导致当前处理器缓存的数据写回到主存中，且让其他改数据的处理器缓存失效，这就保障了可见性。volatile修饰的变量，虚拟机会使用内存屏障禁止指令重排序，保障它的有序性。

13、JMM内存模型的三个特性
（1）原子性（用synchronized保证）：一个操作或者多次操作，要么所有的操作全部被执行，且不会被任何因素的干扰所中断，要么就都不执行。
（2）可见性：当一个线程对共享变量进行修改之后，另外的线程可以立即看到修改后的最新值。JMM内存模型是靠修改后的变量值同步回到主存中，在线程读取前从主存中刷新变量值。volatile关键字保证可见性。synchronize也可以
（3）有序性：程序执行的顺序会按照代码的先后顺序执行，volatile关键字可以禁止指令重排序。

14、说说synchronize关键字和volatile关键字的区别
synchronize关键字和volatile关键字是互补的存在
（1）volatile关键字是线程同步的轻量级实现，因此它的性能肯定比synchronize关键字要好，但是volatile关键字只能修饰变量，而synchronize关键字还可以修饰方法和代码块。
（2）volatile关键字可以保证数据的可见性，但是不能保证原子性。
（3）volatile关键字主要用于保证线程之间的可见性，而synchronize关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性。

15、ThreadLocal的基本概念
ThreadLocal是线程本地存储，ThreadLocal类主要解决的是让每个线程绑定自己的值，当创建了一个ThreadLocal变量，那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的本地副本。可以用set或者get方法，来获取默认值或者把值更改为当前线程所村的副本的值，从而避免了线程安全问题。

16、ThreadLocal的底层原理
ThreadLocal底层是靠ThreadLocalMap是实现的。每个线程都有一个ThreadLocalMap，而ThreadLocalMap可以存储以ThreadLocal为key，Object对象为value的键值对。
16.1、内存泄漏
ThreadLocal对象在使用完之后，就要进行回收。ThreadLocalMap的entry节点中的key指向ThreadLocal是弱引用，但是value是强引用，所以进行垃圾回收的时候，key会被清理，但是value不会，所以ThreadLocalMap中就会出现key为null的Entry，就会发生内存泄漏。所以使用完ThreadLocal()方法之后，要调用remove()方法清除value。

18、java中有哪些方法可以保证线程安全

• 使用synchronized/reentrantlock加锁
• 使用volatile声明变量，轻量级同步，不能保证原子性。
• 使用线程安全类，比如原子类AtomicXXX等
• 使用线程安全的集合容器，比如：CopyOnWriteArrayList/ConcurrenHashMap