diff --git a/1.java/1.Java基础面试题整理.md b/1.java/1.八股文基础整理.md similarity index 100% rename from 1.java/1.Java基础面试题整理.md rename to 1.java/1.八股文基础整理.md diff --git a/1.java/1.Spring boot基础.md b/1.java/11.Spring boot基础.md similarity index 100% rename from 1.java/1.Spring boot基础.md rename to 1.java/11.Spring boot基础.md diff --git a/1.java/2.Spring boot整合mongodb.md b/1.java/12.Spring boot整合mongodb.md similarity index 100% rename from 1.java/2.Spring boot整合mongodb.md rename to 1.java/12.Spring boot整合mongodb.md diff --git a/1.java/2.多线程知识整理.md b/1.java/2.多线程知识整理.md new file mode 100644 index 0000000..9dc7c2c --- /dev/null +++ b/1.java/2.多线程知识整理.md @@ -0,0 +1,173 @@ +# 相关概念 + +## Java内存模型(JMM) + +Java 内存模型定义了程序中各种变量的访问规则。其规定所有变量都存储在主内存,线程均有自己的工作内存。工作内存中保存被该线程使用的变量的主内存副本,线程对变量的所有操作都必须在工作空间进行,不能直接读写主内存数据。操作完成后,线程的工作内存通过缓存一致性协议将操作完的数据刷回主存。 + +## as-if-serial + +编译器等会对原始的程序进行指令重排序和优化。但不管怎么重排序,其结果和用户原始程序输出预定结果一致。 + +## happens-before八大原则 + +- 程序次序规则:一个线程内写在前面的操作先行发生于后面的。 +- 锁定规则:unlock 操作先行发生于后面对同一个锁的 lock 操作。 +- volatile 规则:对 volatile 变量的写操作先行发生于后面的读操作。 +- 线程启动规则:线程的 start 方法先行发生于线程的每个动作。 +- 线程中断规则:对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生。 +- 线程终止规则:线程中所有操作先行发生于对线程的终止检测。 +- 对象终结规则:对象的初始化先行发生于 finalize 方法。 +- 传递性规则:如果操作 A 先行发生于操作 B,操作 B 先行发生于操作 C,那么操作 A 先行发生于操作 C + +## as-if-serial 和 happens-before 的区别 + +as-if-serial 保证单线程程序的执行结果不变,happens-before 保证正确同步的多线程程序的执行结果不变。 + +## 原子性操作 + +一个操作或者多个操作,要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断,要么就都不执行,这就是原子性操作。 + +## 线程的可见性 + +可见性指当一个线程修改了共享变量时,其他线程能够立即得知修改。volatile, synchronized, final关键字都能保证可见性。 + +## 有序性 + +即虽然多线程存在并发和指令优化等操作,在本线程内观察该线程的所有执行操作是有序的。 + +## Java中volatile关键字作用 + +- 保证变量对所有线程的可见性。当一条线程修改了变量值,新值对于其他线程来说是立即可以得知的 +- 禁止指令重排序优化。使用 volatile 变量进行写操作,汇编指令带有 lock 前缀,相当于一个内存屏障,编译器不会将后面的指令重排到内存屏障之前 + +## Java线程的实现方式 + +- 实现Runnable接口 +- 继承Thread类、 +- 实现Callable接口 + +## Java线程的状态 + +- NEW:新建状态,线程被创建且未启动,此时还未调用 start 方法。 +- RUNNABLE: 运行状态。其表示线程正在JVM中执行,但是这个执行,不一定真的在跑,也可能在排队等CPU。 +- BLOCKED:阻塞状态。线程等待获取锁,锁还没获得。 +- WAITING: 等待状态。线程内 run 方法运行完语句 Object.wait()或Thread.join() 后进入该状态。 +- TIMED_WAITING:限期等待。在一定时间之后跳出状态。调用 Thread.sleep(long) Object.wait(long) Thread.join(long) 进入状态。其中这些参数代表等待的时间。 +- TERMINATED:结束状态。线程调用完run方法进入该状态。 + +## 线程通信的方式 + +- volatile 关键字修饰变量,保证所有线程对变量访问的可见性。 +- synchronized关键字。确保多个线程在同一时刻只能有一个处于方法或同步块中。 +- wait/notify方法。 +- IO 通信。java.io.PipedInputStream 和 java.io.PipedOutputStream进行通信。 + +## 线程池 + +没有线程池的情况下,多次创建、销毁线程开销会比较大。如果在开辟线程池的情况下,线程执行完当前任务后执行接下来任务,复用已创建的线程,降低开销、控制最大并发数。 + +线程池创建线程时,会将线程封装成工作线程 Worker,Worker 在执行完任务后还会循环获取工作队列中的任务来执行。 + +将任务派发给线程池时,会出现以下几种情况 + +- 核心线程池未满,创建一个新的线程执行任务。 +- 如果核心线程池已满,工作队列未满,将线程存储在工作队列。 +- 如果工作队列已满,线程数小于最大线程数就创建一个新线程处理任务。 +- 如果超过大小线程数,按照拒绝策略来处理任务。 + +## 线程池参数 + +- corePoolSize:常驻核心线程数。超过该值后如果线程空闲会被销毁。 +- maximumPoolSize:线程池能够容纳同时执行的线程最大数。 +- keepAliveTime:线程空闲时间,线程空闲时间达到该值后会被销毁,直到只剩下 corePoolSize 个线程为止,避免浪费内存资源。 +- workQueue:工作队列。 +- threadFactory:线程工厂,用来生产一组相同任务的线程。 +- handler:拒绝策略。有以下几种拒绝策略: + - AbortPolicy:丢弃任务并抛出异常 + - CallerRunsPolicy:重新尝试提交该任务 + - DiscardOldestPolicy 抛弃队列里等待最久的任务并把当前任务加入队列 + - DiscardPolicy 表示直接抛弃当前任务但不抛出异常 + +## 线程池创建方法 + +- newFixedThreadPool,创建固定大小的线程池。 +- newSingleThreadExecutor,使用单线程线程池。 +- newCachedThreadPool,maximumPoolSize 设置为 Integer 最大值,工作完成后会回收工作线程 +- newScheduledThreadPool:支持定期及周期性任务执行,不回收工作线程。 +- newWorkStealingPool:一个拥有多个任务队列的线程池。 + +## 阻塞队列 + +阻塞队列是生产者消费者模式的实现具体组件之一。当阻塞队列为空时,从队列中获取元素的操作将会被阻塞,当阻塞队列满了,往队列添加元素的操作将会被阻塞。具体实现有: + +- ArrayBlockingQueue:底层是由数组组成的有界阻塞队列。 +- LinkedBlockingQueue:底层是由链表组成的有界阻塞队列。 +- PriorityBlockingQueue:阻塞优先队列。 +- DelayQueue:创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素 +- SynchronousQueue:不存储元素的阻塞队列,每一个存储必须等待一个取出操作 +- LinkedTransferQueue:与LinkedBlockingQueue相比多一个transfer方法,即如果当前有消费者正等待接收元素,可以把生产者传入的元素立刻传输给消费者。 +- LinkedBlockingDeque:双向阻塞队列。 + +## ThreadLocal + +ThreadLocal 是线程共享变量。ThreadLoacl 有一个静态内部类 ThreadLocalMap,其 Key 是 ThreadLocal 对象,值是 Entry 对象,ThreadLocalMap是每个线程私有的。 + +- set 给ThreadLocalMap设置值。 +- get 获取ThreadLocalMap。 +- remove 删除ThreadLocalMap类型的对象。 + +存在的问题 + +1. 对于线程池,由于线程池会重用 Thread 对象,因此与 Thread 绑定的 ThreadLocal 也会被重用,造成一系列问题。 +2. 内存泄漏。由于 ThreadLocal 是弱引用,但 Entry 的 value 是强引用,因此当 ThreadLocal 被垃圾回收后,value 依旧不会被释放,产生内存泄漏。 + +## 聊聊你对Java并发包下unsafe类的理解 + +对于 Java 语言,没有直接的指针组件,一般也不能使用偏移量对某块内存进行操作。这些操作相对来讲是安全(safe)的。 + +Java 有个类叫 `Unsafe` 类,这个类使 Java 拥有了像 C 语言的指针一样操作内存空间的能力,同时也带来了指针的问题。这个类可以说是 Java 并发开发的基础。 + +## Java中的乐观锁与CAS算法 + +对于乐观锁,开发者认为数据发送时发生并发冲突的概率不大,所以读操作前不上锁,到了写操作时才会进行判断。数据在此期间如果被其他线程修改,那就返回写入失败;如果没有被修改,那就执行修改操作,返回修改成功。 + +乐观锁一般都采用 Compare And Swap(CAS)算法进行实现。顾名思义,该算法涉及到了两个操作,比较(Compare)和交换(Swap)。 + +CAS 算法的思路如下: + +1. 该算法认为不同线程对变量的操作时产生竞争的情况比较少。 +2. 该算法的核心是对当前读取变量值 E 和内存中的变量旧值 V 进行比较。 +3. 如果相等,就代表其他线程没有对该变量进行修改,就将变量值更新为新值 N。 +4. 如果不等,就认为在读取值 E 到比较阶段,有其他线程对变量进行过修改,不进行任何操作。 + +## ABA问题及解决方法简述 + +CAS 算法是基于值来做比较的,如果当前有两个线程,一个线程将变量值从 A 改为 B ,再由 B 改回为 A ,当前线程开始执行 CAS 算法时,就很容易认为值没有变化,误认为读取数据到执行 CAS 算法的期间,没有线程修改过数据。 + +juc 包提供了一个 AtomicStampedReference,即在原始的版本下加入版本号戳,解决 ABA 问题。 + +## 常见的Atomic类 + +在很多时候,我们需要的仅仅是一个简单的、高效的、线程安全的++或者--方案,使用synchronized关键字和lock固然可以实现,但代价比较大,此时用原子类更加方便。基本数据类型的原子类有: + +- AtomicInteger 原子更新整形 +- AtomicLong 原子更新长整型 +- AtomicBoolean 原子更新布尔类型 + +Atomic数组类型有: + +- AtomicIntegerArray 原子更新整形数组里的元素 +- AtomicLongArray 原子更新长整型数组里的元素 +- AtomicReferenceArray 原子更新引用类型数组里的元素。 + +Atomic引用类型有 + +- AtomicReference 原子更新引用类型 +- AtomicMarkableReference 原子更新带有标记位的引用类型,可以绑定一个 boolean 标记 +- AtomicStampedReference 原子更新带有版本号的引用类型 + +FieldUpdater类型: + +- AtomicIntegerFieldUpdater 原子更新整形字段的更新器 +- AtomicLongFieldUpdater 原子更新长整形字段的更新器 +- AtomicReferenceFieldUpdater 原子更新引用类型字段的更新器 \ No newline at end of file diff --git a/1.java/数据结构与算法.md b/1.java/97.数据结构与算法.md similarity index 100% rename from 1.java/数据结构与算法.md rename to 1.java/97.数据结构与算法.md diff --git a/1.java/Java安全.md b/1.java/98.Java安全.md similarity index 100% rename from 1.java/Java安全.md rename to 1.java/98.Java安全.md diff --git a/1.java/9.用jdk生成ssl证书.md b/1.java/99.用jdk生成ssl证书.md similarity index 100% rename from 1.java/9.用jdk生成ssl证书.md rename to 1.java/99.用jdk生成ssl证书.md