面试中的一些问题——JAVA（三）

22. 线程同步的方法：sychronized、lock、reentrantLock等

在并发量比较小的情况下，使用synchronized是个不错的选择，但是在并发量比较高的情况下，其性能下降很严重，此时ReentrantLock是个不错的方案。

1、ReentrantLock 拥有Synchronized相同的并发性和内存语义，此外还多了 锁投票，定时锁等候和中断锁等候

线程A和B都要获取对象O的锁定，假设A获取了对象O锁，B将等待A释放对O的锁定，

如果使用 synchronized ，如果A不释放，B将一直等下去，不能被中断

如果 使用ReentrantLock，如果A不释放，可以使B在等待了足够长的时间以后，中断等待，而干别的事情

ReentrantLock获取锁定与三种方式：
a) lock(), 如果获取了锁立即返回，如果别的线程持有锁，当前线程则一直处于休眠状态，直到获取锁

b) tryLock(), 如果获取了锁立即返回true，如果别的线程正持有锁，立即返回false；

c) tryLock(long timeout,TimeUnit unit)， 如果获取了锁定立即返回true，如果别的线程正持有锁，会等待参数给定的时间，在等待的过程中，如果获取了锁定，就返回true，如果等待超时，返回false；

d) lockInterruptibly:如果获取了锁定立即返回，如果没有获取锁定，当前线程处于休眠状态，直到或者锁定，或者当前线程被别的线程中断

2、synchronized是在JVM层面上实现的，不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定，而且在代码执行时出现异常，JVM会自动释放锁定，但是使用Lock则不行，lock是通过代码实现的，要保证锁定一定会被释放，就必须将unLock()放到finally{}中

3、在资源竞争不是很激烈的情况下，Synchronized的性能要优于ReetrantLock，但是在资源竞争很激烈的情况下，Synchronized的性能会下降几十倍，但是ReetrantLock的性能能维持常态；

23. 锁的等级：对象锁、类锁

假设我有一个类ClassA，其中有一个方法synchronized methodA()，那么当这个方法被调用的时候你获得就是对象锁，但是要注意，如果这个类有两个实例，比如：ClassA a = new ClassA();ClassA b = new ClassA();那么如果你在a这对象上调用了methodA，不会影响b这个对象，也就是说对于b这个对象，他也可以调用methodA，因为这是两对象，所以说对象锁是针对对象的。而类锁，其实没有所谓的类锁，因为类锁实际上就是这个类的对象的对象锁，还是举例，我有一个类ClassA，其中有一个方法synchronized
static methodA()，注意这个方法是静态的了，那就是说这个类的所有的对象都公用一个这个方法了，那如果你在这个类的某个对象上调用了这个方法，那么其他的对象如果想要用这个方法就得等着锁被释放，所以感觉就好像这个类被锁住了一样。

24. 写出生产者消费者模式

25. ThreadLocal的设计理念与作用（还不太懂）

ThreadLocal并非是一个线程的本地实现版本，它并不是一个Thread，而是thread local variable（线程局部变量）。它的功用非常简单，就是为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本，是每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会和其它线程的副本冲突。从线程的角度看，就好像每一个线程都完全拥有该变量。

该类有1个默认构造函数，4个普通函数

T get() 返回此线程局部变量的当前线程副本中的值。

protected T initialValue() 返回此线程局部变量的当前线程的“初始值”。 该方法返回当前线程在该线程局部变量的初始值，这个方法是一个延迟调用方法，在一个线程第1次调用get()或者set(Object)时才执行，并且仅执行1次。

void remove() 移除此线程局部变量当前线程的值。

void set(T value) 将此线程局部变量的当前线程副本中的值设置为指定值。

26. ThreadPool用法与优势

合理利用线程池能够带来三个好处:

第一：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。

第二：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。

第三：提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一的分配，调优和监控。

使用：（以下为个人理解）

1.首先创建一个线程池，创建线程池有4种方法 ExecutorService
mThreadPool

Excutors.newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

newFixedThreadPool
创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。

newScheduledThreadPool
创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

newSingleThreadExecutor
创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。

2.创建任务队列，将要执行的任务加入其中，通过轮询线程去除，让线程池去执行。LinkedList<Runnable>
mTaskQueue;

3.创建轮询线程PoolThread，对线程池中的任务进行轮询，通过其Handler发消息给线程池去执行任务

4.创建轮询线程用的Handler

Executor是一个顶层接口，在它里面只声明了一个方法execute(Runnable)，返回值为void，参数为Runnable类型，从字面意思可以理解，就是用来执行传进去的任务的；
然后ExecutorService接口继承了Executor接口，并声明了一些方法：submit、invokeAll、invokeAny以及shutDown等；
抽象类AbstractExecutorService实现了ExecutorService接口，基本实现了ExecutorService中声明的所有方法；
然后ThreadPoolExecutor继承了类AbstractExecutorService。
在ThreadPoolExecutor类中有几个非常重要的方法：
execute():ThreadPoolExecutor的核心方法，通过这个方法可以向线程池提交一个任务，交由线程池去执行
submit():在ExecutorService中声明的方法，在AbstractExecutorService就已经有了具体的实现，在ThreadPoolExecutor中并没有对其进行重写，这个方法也是用来向线程池提交任务的，但是它和execute()方法不同，它能够返回任务执行的结果，去看submit()方法的实现，会发现它实际上还是调用的execute()方法，只不过它利用了Future来获取任务执行结果。
shutdown();shutdownNow():用来关闭线程池的

27. Concurrent包里的其他东西：ArrayBlockingQueue、CountDownLatch等等

障栅：CyclicBarrier.当所有等待的线程到达障栅后，才能继续向下运行。如一组数拆分n组排序，则要等这n组拍完后再合并，则每部分都排好了，可并行执行。

适用于线程数固定的情况。CyclicBarrier（int parties）其中parties为需要等待的线程个数。可循环使用。

倒计时门阀：CountDownLatch（int count），带计数开关的门，只有在门前等待的线程达到一定数量，门才会打开，线程才会执行。

count为初始值，线程调用await方法等待，方法countDown会导致计数值递减，计数值为0，所有在倒计时门阀范围内等待的线程的阻塞状态将解除。

与障栅不同点：1.不是所有线程都需要等待门阀打开；

2.门阀可由外部事件打开；

3.倒计时门阀是一次性的，一旦计数器为0，就不能再重复用它了。

信号量：一个信号量管理了一个许可集合。Semaphore（int permits），Semaphore（int permits，boolean fair），通过acquire获取一个许可，release释放一个许可。ImageLoader中就用到了信号量控制。

同步队列:SynchronousQueue.是一个没有数据缓冲的阻塞队列，在同步队列上的插入操作必须等待相应的删除执行完成后才能执行。不能调用peek方法来查看队列中是否有数据元素，也不允许对整个队列进行迭代遍历。

交换器：

阶段化处理：

28. wait()和sleep()的区别

wait()，调用一般形式 对象名.wait()，通常需要放入方法synchronize修饰的语句块或方法中。

作用是把当前对象放入对象的等待集合中。

sleep是线程被调用时，占着cpu去睡觉，其他线程不能占用cpu，os认为该线程正在工作，不会让出系统资源。

29. foreach与正常for循环效率对比

使用foreach的对象必须实现Iterator 接口，对iterator进行了更多操作，效率相比fo更低。

30. Java IO与NIO