尚硅谷-互联网大厂高频重点面试题 (第2季)JUC多线程及高并发

 

本期内容包括
JUC多线程并发、JVM和GC等目前大厂笔试中会考、面试中会问、工作中会用的高频难点知识。
斩offer、拿高薪、跳槽神器,对标阿里P6的《尚硅谷_互联网大厂高频重点面试题(第2季)》发布。本套课程总结分析了2019年大厂互联网公司常见常考的技术点,通过对40多个题目共计120集视频详细全面的讲解,让大家深刻掌握、扎实吃透当前的主流Java高级技术。
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NoSQL数据库Redis
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消息中间件MQ
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JUC多线程及高并发
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并发和并行有什么区别
并发:多个线程去访问同一个资源
并行:各种事情同时去做,一边干什么,一边干什么
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请谈谈你对volatile的理解

volatile是什么

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三大特性
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JMM内存模型之可见性

JMM:java内存模型
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各个线程对主内存中的数据进行改变,不是直接修改,而是会把age=25拷贝到自己的工作内存中再进行改变
t1改为37后要把新数据写回到主内存中,t2,t3不知道主内存中的值已经改变了
所以我们需要有一个机制:JMM内存模型的可见性,只要有一个线程改变数据后要写回到主内存中,其它的线程马上就会知道主内存中的数据已经改变了

可见性的代码验证说明

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3秒之后,a线程已经把number改了,但是main线程不知道,对main线程不可见,还在傻傻的等着,没有人通知我

现在修改程序,加了volatile
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增加了内存之间的可见性
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volatile不保证原子性

原子性:不可分割、完整性,也就是某个线程正在做某个具体业务时,中间不可以被加塞或者被分割,需要整体完整,要么同时成功,要么同时失败。
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把验证可见性的代码写到一个方法seeokbyvolatile

20个线程去调用addplus方法,每个线程调用1000次,则结果应该是2000。
多线程编程的模板forthread10是自己设置的快捷键

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volatile不保证原子性理论解释

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轻量级就是乞丐版的sunchronized
不要杀鸡焉用牛刀,太重了

拷贝回自己的内存空间,每个人都拿到0,写回到主内存时,线程1写回到的时候被挂起了,线程2歘的写回了。然后线程1恢复后又写回了一遍,把原来的1给覆盖了。
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三个线程都拿到1,都在各自的工作内存中加1,写回到的时候,没有拿到最新的值就又写了,写覆盖

volatile不保证原子性问题解决

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volatile指令重排案例1

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不可以,必须考虑指令之间的数据依赖性
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加了volatile之后是禁止指令重排

volatile指令重排案例2

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答案是6

但是指令重排后,答案可能是5

所以在这些变量前面加上volitaile就可以禁止指令重排

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单例模式在多线程环境下可能存在安全问题

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单例模式有六种
掌握一种即可
第一步 定义私有的实例变量
第二步 构造方法
第三步 新建,返回同一个变量
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比较引用类型,内存地址
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在多线程坏境下,单例模式出现了问题
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如果加上synchronized,在多线程的环境控制住了
但是太重了,并发性下降了

单例模式volatile分析

DCL模式 Double Check Lock双端检锁机制

在加锁之前和之后都进行一次检测
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地址不为空,但是内容为空
所以要在instance变量上面加上volatile
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总结:
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CAS你知道吗?

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CAS是什么

CAS compare and set 比较并交换
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多个线程去操作主内存中的数据。
一个叫做期望值、一个叫做更新值

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主内存中数据是5
一个线程拷贝回去自己的工作内存,对它进行修改,然后写回到主内存的时候,会进行比较和交换,如果和拷贝的数据一样的话,就将改变后的数据写回去;否则的话,就不进行写回。
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CAS底层原理上

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当前对象 内存偏移量

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AtomicInteger 的getandincrement方法底层其实是CAS思想+套的是unsafe类的CPU原语来保证原子性,
底层思想是比较并交换,真实值和期望值相等就交换成功,否则就失败,失败就再来,直到比较成功为止。

CAS底层原理下

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CAS缺点

CAS能够不加锁保证一致性,并发性加强了
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原子类AtomicInteger的ABA问题谈谈?原子更新引用知道吗?

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ABA问题

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2号线程比1号线程快,把原来的A改为B,又改为A。
1号线程回来后,期望的和原来的一样,以为没有改变过,于是写回主内存。
但是中间有猫腻,2号线程已经把它改过了又改回去了。

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AtomicReference原子引用

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只管开头和结尾,没有管中间。
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原子引用的泛型类

原子User类型
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AtomicStampedReference版本号原子引用

时间戳原子引用
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ABA问题的解决

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修改成功,

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我们知道ArrayList是线程不安全的,请编码写一个不安全的案例并给出解决方案。

集合类不安全之并发修改异常

ArrayList底层是一个数组
什么类型的数组?
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数组初始长度为10,超过10以后进行扩容。

它是线程不安全的。
举一个线程不安全的案例。
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把3改为30
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java.util.ConcurrentModificationException
并发修改异常

线程不安全是指:在多线程的情况下,
方法一:
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Vector类可以解决这个问题,加锁一致性可以保证,但是并发性急剧下降。

不许用Vector
方法二:
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Map和Set也是不安全的集合类
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方法三:

集合类不安全之写时复制

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写时复制
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锁、扩容、写新元素
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集合类不安全之Set

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集合类不安全之Map

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TransferValue醒脑小练习

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传值还是传引用
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age属于main方法的,然后调用方法时复印了一份传给它,然后方法把复印件给改动了
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我只是给你复印了一份值,原件根本没动,所以第一个age还是20

person是main的,传引用传内存地址给方法,两个引用指向了同一个地址,这时把这个地址的值改动了
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str是属于main方法的,这个池子里有了abc
这个池子里面没有xxx,那么就重新创建一个指向它
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公平锁/非公平锁/可重入锁/递归锁/自旋锁 谈谈你的理解?请手写一个自旋锁。

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Java锁之公平锁/非公平锁

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无参数:不公平 允许某个同学突然出来加塞
有参数:公平 队列先来后到
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synchronized等同于锁,非公平锁
被它抢到了锁上了

Java锁之可重入锁和递归锁理论

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Java锁之可重入锁和递归锁代码验证

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资源类

线程操作资源类
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t1线程在外层方法获取锁的时候,t1在进入内层方法会自动获取锁
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只要锁匹配,几把锁都可以。
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Java锁之自旋锁理论知识

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Unsafe类+CAS思想(自旋锁)
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Java锁之自旋锁代码验证

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如果是第一次进来线程,就不进循环
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A线程进来,发现期望的是空的,那么while的条件就是false,于是不进入循环,直接拿到了锁。
B线程进来,发现期望的值不是空,那么while的条件就是true,于是它进入锁中,一直会循环的判断,直到期望的值是空了,才能推出循环,获得锁。
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BB等5秒钟,等A解锁了,B才能解锁

Java锁之读写锁理论知识

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Java锁之读写锁代码验证

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以前使用锁和synchronized读和写通通不能并发执行,数据一致量可以保证,但并发性急剧下降。

线程操作资源类
高内聚低耦合
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锁不能进行细粒度的划分,只能把全部进行封杀
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CountDownLatch/CyclicBarrier/Semaphore使用过吗?

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CountDownLatch

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火箭发射
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使用枚举
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CyclicBarrier Demo

循环屏障
人都到齐了才能开会
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一个是减法,倒计时
一个是加法,累积

Semaphore Demo

多个线程强多个资源
信号灯
资源为1时就退化成synchronized
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不写是非公平锁,效率高允许加塞
可以复用
可以抢占可以释放
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停3秒钟
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阻塞队列知道吗?

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阻塞队列理论

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阻塞队列接口结构和实现类

生产者 消费者 sychronized wait notify
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队列:先进先出
阻塞:
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生产者消费者模式:用阻塞对垒写

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阻塞队列API之抛出异常组

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检查队列的首元素是谁?
a
先进先出

阻塞队列API之返回布尔值组

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队列的首元素是谁
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阻塞队列API之阻塞和超时控制

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阻塞的意思是:我现在满了,就等着,直到有元素出去。因为我不能丢消息呀,就等着
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取不出来就堵着

过时不候
超时
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这时候没有等2秒钟
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只阻塞2秒钟。2秒钟之后就打印出false

阻塞队列之同步SynchronizedQueue队列

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0库存,生产出来的马上被别人拿走
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你不消费,你想到里面插第二个你插不进去
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线程通信之生产者消费者传统版

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防止虚假唤醒
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没有控制住,生产了2个
所以唤醒的时候要加入循环
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synchronized和lock有什么区别

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锁绑定多个条件condition

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线程通信之生产者消费者阻塞队列版

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线程池用过吗?ThreadPoolExecutor谈谈你的理解?

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Callable接口

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区别:
runnable接口没有返回值,不会抛异常,实现run
callable接口有返回值,会抛异常,实现call
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要的是runnable,有的是callable,如何把它们之间加上关系

生活的例子:两个同学,我默认接收的参数是张,但是,要找一个中间人
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FutureTask实现穿针引线的作用。

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已经有runnable接口,为什么还需要callable接口呢?
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多个线程都要使用cllable,每次都要返回一个成功或者失败的返回值。
适配模式。
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get()建议放在最后
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因为我们不会等这个线程,给它充足的时间去计算
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如果把get放到前面,mian线程就被堵住了
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所以这里可以加一个循环的判断!等算完了,才往下做

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两个线程都开始做同一个任务,只会执行一次!即复用
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如果说非要进去!那么就要启动多个futuretask

线程池使用及优势

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永远传参数传接口

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看CPU的核数

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线程池3个常用使用方式

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ThreadPoolExecutor
辅助工具类
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一池固定线程、一池一线程、一池多线程
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线程池7大参数入门简介

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线程池7大参数深入介绍

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线程池底层工作原理

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线程池用过吗?生产上你如何设置合理参数。

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线程池的4种拒绝策略理论简介

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从而降低任务流量。

线程池实际中使用哪一个

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无界的阻塞队列
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线程池的手写改造和拒绝策略

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最高几个客户来办业务,就报拒绝了
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默认的拒绝策略:马上报异常
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调用者运行机制:不会抛弃任务也不会抛出异常,而是将某些任务回退到调用者,从而降低新任务的流量
谁让你调用我的,那么你就去找他
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抛弃队列中等待时间最久的任务
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这样的话只能完成8个人的业务,剩下的就直接丢弃了

线程池配置合理线程数

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死锁编码及定位分析

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单线程不可能有死锁!没人跟你抢,你怎么会死锁。

两把锁

持有自己的锁还妄图得到别人的锁。
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  • zengqinn123
    zengqinn1235个月前都是看视频截图的,有没有资源直接下载
     
  • azitl
    羽扬_8个月前我看到120集了, 发现才讲完 最初脑图的 "4 JVM + GC 解析",请问最近 , 后续几个月会更新嘛? 有资源嘛
     
  • weixin_40777293
    weixin_407772939个月前前辈. 我要如何联系上你? 留个Email或者微信/qq?
     
 
 
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JUC多线程并发、JVM和GC等目前大厂笔试中会考、面试中会问、工作中会用的高频难点知识。
斩offer、拿高薪、跳槽神器,对标阿里P6的《尚硅谷_互联网大厂高频重点面试题(第2季)》发布。本套课程总结分析了2019年大厂互联网公司常见常考的技术点,通过对40多个题目共计120集视频详细全面的讲解,让大家深刻掌握、扎实吃透当前的主流Java高级技术。
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JUC多线程及高并发
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并发和并行有什么区别
并发:多个线程去访问同一个资源
并行:各种事情同时去做,一边干什么,一边干什么
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在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

请谈谈你对volatile的理解

volatile是什么

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三大特性
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JMM内存模型之可见性

JMM:java内存模型
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各个线程对主内存中的数据进行改变,不是直接修改,而是会把age=25拷贝到自己的工作内存中再进行改变
t1改为37后要把新数据写回到主内存中,t2,t3不知道主内存中的值已经改变了
所以我们需要有一个机制:JMM内存模型的可见性,只要有一个线程改变数据后要写回到主内存中,其它的线程马上就会知道主内存中的数据已经改变了

可见性的代码验证说明

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3秒之后,a线程已经把number改了,但是main线程不知道,对main线程不可见,还在傻傻的等着,没有人通知我

现在修改程序,加了volatile
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增加了内存之间的可见性
在这里插入图片描述

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volatile不保证原子性

原子性:不可分割、完整性,也就是某个线程正在做某个具体业务时,中间不可以被加塞或者被分割,需要整体完整,要么同时成功,要么同时失败。
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把验证可见性的代码写到一个方法seeokbyvolatile

20个线程去调用addplus方法,每个线程调用1000次,则结果应该是2000。
多线程编程的模板forthread10是自己设置的快捷键

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volatile不保证原子性理论解释

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轻量级就是乞丐版的sunchronized
不要杀鸡焉用牛刀,太重了

拷贝回自己的内存空间,每个人都拿到0,写回到主内存时,线程1写回到的时候被挂起了,线程2歘的写回了。然后线程1恢复后又写回了一遍,把原来的1给覆盖了。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
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在这里插入图片描述
三个线程都拿到1,都在各自的工作内存中加1,写回到的时候,没有拿到最新的值就又写了,写覆盖

volatile不保证原子性问题解决

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volatile指令重排案例1

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不可以,必须考虑指令之间的数据依赖性
在这里插入图片描述
加了volatile之后是禁止指令重排

volatile指令重排案例2

在这里插入图片描述
答案是6

但是指令重排后,答案可能是5

所以在这些变量前面加上volitaile就可以禁止指令重排

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在这里插入图片描述

单例模式在多线程环境下可能存在安全问题

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单例模式有六种
掌握一种即可
第一步 定义私有的实例变量
第二步 构造方法
第三步 新建,返回同一个变量
在这里插入图片描述
比较引用类型,内存地址
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在这里插入图片描述
在多线程坏境下,单例模式出现了问题
在这里插入图片描述
如果加上synchronized,在多线程的环境控制住了
但是太重了,并发性下降了

单例模式volatile分析

DCL模式 Double Check Lock双端检锁机制

在加锁之前和之后都进行一次检测
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地址不为空,但是内容为空
所以要在instance变量上面加上volatile
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总结:
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CAS你知道吗?

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CAS是什么

CAS compare and set 比较并交换
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多个线程去操作主内存中的数据。
一个叫做期望值、一个叫做更新值

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主内存中数据是5
一个线程拷贝回去自己的工作内存,对它进行修改,然后写回到主内存的时候,会进行比较和交换,如果和拷贝的数据一样的话,就将改变后的数据写回去;否则的话,就不进行写回。
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CAS底层原理上

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当前对象 内存偏移量

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AtomicInteger 的getandincrement方法底层其实是CAS思想+套的是unsafe类的CPU原语来保证原子性,
底层思想是比较并交换,真实值和期望值相等就交换成功,否则就失败,失败就再来,直到比较成功为止。

CAS底层原理下

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CAS缺点

CAS能够不加锁保证一致性,并发性加强了
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原子类AtomicInteger的ABA问题谈谈?原子更新引用知道吗?

在这里插入图片描述

ABA问题

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2号线程比1号线程快,把原来的A改为B,又改为A。
1号线程回来后,期望的和原来的一样,以为没有改变过,于是写回主内存。
但是中间有猫腻,2号线程已经把它改过了又改回去了。

在这里插入图片描述

AtomicReference原子引用

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只管开头和结尾,没有管中间。
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原子引用的泛型类

原子User类型
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在这里插入图片描述

AtomicStampedReference版本号原子引用

时间戳原子引用
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ABA问题的解决

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修改成功,

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我们知道ArrayList是线程不安全的,请编码写一个不安全的案例并给出解决方案。

集合类不安全之并发修改异常

ArrayList底层是一个数组
什么类型的数组?
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数组初始长度为10,超过10以后进行扩容。

它是线程不安全的。
举一个线程不安全的案例。
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java.util.ConcurrentModificationException
并发修改异常

线程不安全是指:在多线程的情况下,
方法一:
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Vector类可以解决这个问题,加锁一致性可以保证,但是并发性急剧下降。

不许用Vector
方法二:
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Map和Set也是不安全的集合类
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方法三:

集合类不安全之写时复制

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写时复制
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锁、扩容、写新元素
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集合类不安全之Set

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集合类不安全之Map

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TransferValue醒脑小练习

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传值还是传引用
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age属于main方法的,然后调用方法时复印了一份传给它,然后方法把复印件给改动了
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我只是给你复印了一份值,原件根本没动,所以第一个age还是20

person是main的,传引用传内存地址给方法,两个引用指向了同一个地址,这时把这个地址的值改动了
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str是属于main方法的,这个池子里有了abc
这个池子里面没有xxx,那么就重新创建一个指向它
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公平锁/非公平锁/可重入锁/递归锁/自旋锁 谈谈你的理解?请手写一个自旋锁。

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Java锁之公平锁/非公平锁

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无参数:不公平 允许某个同学突然出来加塞
有参数:公平 队列先来后到
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synchronized等同于锁,非公平锁
被它抢到了锁上了

Java锁之可重入锁和递归锁理论

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Java锁之可重入锁和递归锁代码验证

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资源类

线程操作资源类
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t1线程在外层方法获取锁的时候,t1在进入内层方法会自动获取锁
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只要锁匹配,几把锁都可以。
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Java锁之自旋锁理论知识

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Unsafe类+CAS思想(自旋锁)
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Java锁之自旋锁代码验证

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如果是第一次进来线程,就不进循环
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A线程进来,发现期望的是空的,那么while的条件就是false,于是不进入循环,直接拿到了锁。
B线程进来,发现期望的值不是空,那么while的条件就是true,于是它进入锁中,一直会循环的判断,直到期望的值是空了,才能推出循环,获得锁。
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BB等5秒钟,等A解锁了,B才能解锁

Java锁之读写锁理论知识

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Java锁之读写锁代码验证

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以前使用锁和synchronized读和写通通不能并发执行,数据一致量可以保证,但并发性急剧下降。

线程操作资源类
高内聚低耦合
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锁不能进行细粒度的划分,只能把全部进行封杀
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CountDownLatch/CyclicBarrier/Semaphore使用过吗?

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CountDownLatch

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火箭发射
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使用枚举
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CyclicBarrier Demo

循环屏障
人都到齐了才能开会
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一个是减法,倒计时
一个是加法,累积

Semaphore Demo

多个线程强多个资源
信号灯
资源为1时就退化成synchronized
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不写是非公平锁,效率高允许加塞
可以复用
可以抢占可以释放
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停3秒钟
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阻塞队列知道吗?

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阻塞队列理论

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阻塞队列接口结构和实现类

生产者 消费者 sychronized wait notify
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队列:先进先出
阻塞:
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生产者消费者模式:用阻塞对垒写

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阻塞队列API之抛出异常组

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检查队列的首元素是谁?
a
先进先出

阻塞队列API之返回布尔值组

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队列的首元素是谁
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阻塞队列API之阻塞和超时控制

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阻塞的意思是:我现在满了,就等着,直到有元素出去。因为我不能丢消息呀,就等着
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取不出来就堵着

过时不候
超时
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这时候没有等2秒钟
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只阻塞2秒钟。2秒钟之后就打印出false

阻塞队列之同步SynchronizedQueue队列

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0库存,生产出来的马上被别人拿走
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你不消费,你想到里面插第二个你插不进去
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线程通信之生产者消费者传统版

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防止虚假唤醒
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没有控制住,生产了2个
所以唤醒的时候要加入循环
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synchronized和lock有什么区别

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锁绑定多个条件condition

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线程通信之生产者消费者阻塞队列版

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线程池用过吗?ThreadPoolExecutor谈谈你的理解?

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Callable接口

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区别:
runnable接口没有返回值,不会抛异常,实现run
callable接口有返回值,会抛异常,实现call
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要的是runnable,有的是callable,如何把它们之间加上关系

生活的例子:两个同学,我默认接收的参数是张,但是,要找一个中间人
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FutureTask实现穿针引线的作用。

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已经有runnable接口,为什么还需要callable接口呢?
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多个线程都要使用cllable,每次都要返回一个成功或者失败的返回值。
适配模式。
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get()建议放在最后
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因为我们不会等这个线程,给它充足的时间去计算
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如果把get放到前面,mian线程就被堵住了
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所以这里可以加一个循环的判断!等算完了,才往下做

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两个线程都开始做同一个任务,只会执行一次!即复用
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如果说非要进去!那么就要启动多个futuretask

线程池使用及优势

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永远传参数传接口

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看CPU的核数

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线程池3个常用使用方式

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ThreadPoolExecutor
辅助工具类
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一池固定线程、一池一线程、一池多线程
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线程池7大参数入门简介

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线程池7大参数深入介绍

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线程池底层工作原理

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线程池用过吗?生产上你如何设置合理参数。

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线程池的4种拒绝策略理论简介

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从而降低任务流量。

线程池实际中使用哪一个

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无界的阻塞队列
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线程池的手写改造和拒绝策略

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最高几个客户来办业务,就报拒绝了
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默认的拒绝策略:马上报异常
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调用者运行机制:不会抛弃任务也不会抛出异常,而是将某些任务回退到调用者,从而降低新任务的流量
谁让你调用我的,那么你就去找他
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抛弃队列中等待时间最久的任务
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这样的话只能完成8个人的业务,剩下的就直接丢弃了

线程池配置合理线程数

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死锁编码及定位分析

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单线程不可能有死锁!没人跟你抢,你怎么会死锁。

两把锁

持有自己的锁还妄图得到别人的锁。
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