一、线程的状态?

1、新建状态:new一个线程,没还有start

2、运行状态(就绪和运行):调用线程的.start方法

        1)就绪,调用了start方法,CPU没有分配时间片

        2)运行,调用了start方法,CPU正在调度

3、阻塞状态:当竞争synchronized锁时,没拿到,线程挂起

4、等待状态:join,wait,(LockSupport)park方法

5、超时等待状态:Thread.sleep(long),wait(long),join(long),parkNanos(……)

6、死亡状态:run方法结束,或者在run方法中抛出异常没有

二、线程池核心参数

Java中提供了基于Executors构建线程池的方式

直接使用Executors构建会造成对线程池的控制力度很粗

必须以手动的方式构建线程池

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,      // 核心线程、   int maximumPoolSize,  // 最大线程有存活时间   long keepAliveTime,  // 生存时间、   TimeUnit unit,  // 单位、   BlockingQueue<Runnable> workQueue,  //任务队列、   ThreadFactory threadFactory,  // 线程工厂、为了设置线程的名称,方便后面做调试   RejectedExecutionHandler handler)//拒绝策略

三、线程池的执行流程

提交任务到线程池中,让线程池中的线程去执行任务

1、提交任务到线程池后

  •         如果有空闲的核心线程,直接执行

  •         如果没有空闲的核心线程,尝试创建核心线程,去执行任务

2、如果已经达到了核心线程数配置

将任务扔到任务队列中排队,等待核心线程执行完其他任务再来执行我

3、 如果任务队列满了放不下任务了,构建最大线程数

4、 如果最大线程也已经构建满了,执行拒绝策略

四、线程池中的ctl属性什么用?

ctl是线程池中一个属性,本质就是int类型的数值

高3位描述线程池的状态,低29位描述工作线程的数量

线程池在执行任务时,需要多次判断线程池状态,来确实任务是否需要执行(以哪种方式执行)

低29用表述线程池中现存的工作线程数量

五、线程池的状态?

// RUNNING-线程池在正常工作,可以处理提交的任务!!! private static final int RUNNING    = -1 << COUNT_BITS; // 调用线程池的shuwdown()方法,从RUNNING -> SHUTDOWN ,不接收新的任务,但是会处理线程池内部现有的任务包括队列 private static final int SHUTDOWN   =  0 << COUNT_BITS; // 调用线程池的shuwdownNow()方法,从RUNNING -> STOP ,不接收新的任务,中断正在处理的任务,不管工作队列任务 private static final int STOP       =  1 << COUNT_BITS; // 过渡状态,会从SHUTDOWN和STOP转到TIDYING状态 // SHUTDOWN - 工作队列为空,工作线程为空 - TIDYING    // STOP - 工作线程为空 - TIDYING private static final int TIDYING    =  2 << COUNT_BITS; // 当线程池达到了TIDYING后,源码中会自动调用terminated,进入到了TERMINATED状态,线程池凉凉 private static final int TERMINATED =  3 << COUNT_BITS;

六、什么是工作线程?

在Java的线程池中,工作线程指的是Worker对象

线程池中的工作线程是用Worker对象表述的

addWorker(Runnable, true/false)

添加一个Worker对象到线程池中,Runnable具体要执行的任务true:添加的是核心线程数false:添加的是最大线程数

Worker其实就是线程池中的一个内部类,继承了AQS,

实现了Runnableprivate final class Worker

        extends AbstractQueuedSynchronizer

        implements Runnable{}

线程池执行任务,实际就是调用了Worker类中的run方法内部的runWorker方法

Worker继承AQS的目的是为了添加标识来判断当前工作线程是否可以被打断!

七、工作线程存到在哪个位置?

存储在了线程池的一个HashSet里private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>();

八、拒绝策略

1:Abort:抛异常public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {            throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +                                                 " rejected from " +                                                 e.toString());}2:Discard:扔掉,不抛异常public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {}3:DiscardOldest:扔掉排队时间最久的,即将执行的任务public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {            if (!e.isShutdown()) {                e.getQueue().poll();                e.execute(r);  // 再次走一遍线程池的执行流程            }}4:CallerRuns:调用者处理服务,造成调用者性能急剧下降。public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor e) {            if (!e.isShutdown()) {                r.run();            }        }

九、如何在线程池执行任务前后做额外处理

  try { // 前置增强    beforeExecute(wt, task);    try {  // 执行任务        task.run();    } catch (Throwable x) {        thrown = x; throw new Error(x);    } finally {  // 后置增强        afterExecute(task, thrown);    }}protected void beforeExecute(Thread t, Runnable r) { }protected void afterExecute(Runnable r, Throwable t) { }

十、如何合理的分配线程池的大小

在分配线程池容量大小时,必须要根据你的业务类型来决定

CPU密集型,IO密集型,混合型

CPU密集型:更多的CPU在做计算,一直在工作

IO密集型:更多的时候线程在等待响应

混合型:啥任务都有!

1、CPU密集型:线程数少一点,推荐:CPU内核数+1

2、IO密集型:线程数多一些,推荐:一般CPU内核数 2,(线程等待时间与线程CPU时间之比 + 1) CPU数目

3、混合型:可以将CPU密集和IO密集的操作分成两个线程池去执行即可!

十一、如果存在临界(共享)资源,如何保证线程的安全性

1、互斥锁:

synchronized、LockReentrantLock,ReadWriteLock)2、非阻塞锁:

CAS(真的无锁嘛,底层lock cmpexchg有锁,Java层面没锁)3、不采用任何锁:

ThreadLocal,适当的情况采用volatile也成!

ThreadLocal:让多个线程将共享资源copy到本地,没有多线程操作共享资源的问题

volatile:只要不包含并发对共享数据进行运算,基本没问题。

十二、ThreadLocal到底是什么?

ThreadLocal的本质就是一个Map。
ThreadLocal可以将一个数据和本地线程绑定在一起。

十三、ThreadLocal的内存泄漏问题?

Java中四种引用

强引用:OOM也不清除

软引用:内存不足清除

弱引用:只要GC就清除

虚引用:拿不到引用,构建出来就凉凉~~

想要处理这个问题,就在使用TheadLocal完毕后,进行remove操作

十四、volatile

可见性和禁止指令重排,无法保证原子性!

为什么CPU会指令重排?

CPU会在保证happens-before的前提下,对指令进行重新排序,从而提高效率

为了实现禁止指令重排,JVM虚拟机提出了规范,内存屏障

  •          LoadLoad

  •             StoreLoad

  •             LoadStore

  •             StroeStore

hotSpot虚拟机实现的很简单,在两条指令中间,追加一个lock指定实现volatile的效果

CPU级别中多线程处理共享数据时,加锁。

lock指令会让CPU内存中的数据操作完同步到主内存。

十五、伪共享(缓存行共享)问题

CPU内部分为L1,L2,L3内存,CPU内部内存,效率比去主内存中找数据快的多!

一般的64的CPU,内部会有缓存行存储数据,一个缓存行是64byte

一般的处理方式,就是让一个业务的数据填满整个缓存行。

long l = 真正的数据。

long l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7;

在JDK1.8中,一般采用@Contended注解即可实现

十六、CAS

compare And Swap(比较并交换)

CAS存在的问题:

ABA问题:追加版本号解决

如果失败次数过多,占用CPU资源:不同场景有不同的处理方案

synchronized:处理方案是自适应自旋锁,如果自旋次数过多,就挂起线程

LongAdder:自增时,如果失败,将失败的信息添加到Cell[]中

只能保证一个数据的安全:无法像synchronized一样锁住一段代码,ReentrantLock内部就是基于CAS的方式实现了锁的效果

十七、ConcurrenthashMap

只说JDK1.8的……

ConcurrenthashMap在没有Hash冲突时,以CAS的方式尝试插入到数组中

如果有Hash冲突,这个时候回将当前数组索引位置锁住,以synchronized的形式挂到链表下面

如果数组长度达到了最开始的长度的0.75时,就要将数组长度扩大二倍,从来避免链表过长造成查询效率较低

十八、ConcurrenHashMap在并发扩容时,如何保证安全?

在计算Node中key的hash值时,会特意的将hash值正常情况的数值定义为正数

负数有特殊的含义,如果hash值为-1,代表当前节点正在扩容

ConcurrenthashMap会在扩容时,每次将老数组中的数据table.size - 1 ~ table.size - 16索引的位置移动,然后再迁移其他索引位置的数据,如果有线程在插入数据时,发现正在扩容,找还没有被迁移数据的索引位置,帮助最开始扩容的线程进行扩容,

最开始扩容A:31~16

线程B插入数据,发现正在扩容,帮你迁移数据,15~0索引位置

每一个迁移完毕的数据,都会加上标识,代表扩容完毕,放上一个ForwardingNode节点,代表扩容完毕, 而且再扩容是,不会应用ConcurrentHashMap的遍历,查询和添加(发现扩容,会帮忙~)

十九、线程扩容时,会使用sizeCtl记录现在扩容时的线程数量,那么为什么1个线程扩容时,低位数值为2,2个线程扩容为?

如果sizeCtl为-1,代表ConcurrentHashMap正在初始化,-N代表正在扩容

所以不得已,要将1个线程正在扩容的标识这是为-2,-2代表有1个线程扩容

-3代表有2个线程扩容。

二十、AQS

AQS是啥?

AQS是JUC包下的一个并发基类,很多内容都基于AQS实现,如常用的
ReentrantLock/Semaphore/CountDownLatch/线程池。

AQS结构?

CLH(双向队列)+state(int类型的变量)

基于双向队列和CAS的方式操作state,实现了各个JUC下常用的并发内容

公平锁:AQS队列有Node,就直接排队,不竞争锁资源

非公平锁:啥也不管,上来直接先竞争锁资源,然后再走上面套路

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