JAVA线程知识小集

1. interrupted与isInterrupted的区别

interrupted()：测试当前线程是否已经是中断状态，执行后具有状态标志清除为false的功能。
isInterrupted()：测试线程Thread对象是否已经是中断状态，但不清除状态标志。
方法：

public static boolean interrupted(){

return currentThread().isInterrupted(true);

}

public boolean isInterrupted() {

return isInterrupted(false);

}

private native boolean isInterrupted(boolean ClearInterrupted);

2. 终止正在运行的线程的三种方法：

使用退出标志，是线程正常退出，也就是当run方法完成后线程终止；
使用stop方法强行终止线程，但是不推荐使用这个方法，因为stop和suspend及resume一样都是作废过期的方法，使用它们可能产生不可预料的结果；
使用interrupt方法中断线程；（推荐）

3. yield方法

yield()方法的作用是放弃当前的CPU资源，将它让给其他的任务去占用CPU执行时间。但放弃时间不确定，有可能刚刚放弃，马上又获得CPU时间片。这里需要注意的是yield()方法和sleep方法一样，线程并不会让出锁，和wait不同。

4. 线程的优先级

Java中线程的优先级分为1-10这10个等级，如果小于1或大于10则JDK抛出IllegalArgumentException()的异常，默认优先级是5。在Java中线程的优先级具有继承性，比如A线程启动B线程，则B线程的优先级与A是一样的。注意程序正确性不能依赖线程的优先级高低，因为操作系统可以完全不理会Java线程对于优先级的决定。

5. Java中线程的状态

New, Runnable, Blocked, Waiting, Time_waiting, Terminated.

6. 守护线程

Java中有两种线程，一种是用户线程，另一种是守护线程。当进程中不存在非守护线程了，则守护线程自动销毁。通过setDaemon(true)设置线程为后台线程。注意thread.setDaemon(true)必须在thread.start()之前设置，否则会报IllegalThreadStateException异常；在Daemon线程中产生的新线程也是Daemon的；在使用ExecutorSerice等多线程框架时，会把守护线程转换为用户线程，并且也会把优先级设置为Thread.NORM_PRIORITY。在构建Daemon线程时，不能依靠finally块中的内容来确保执行关闭或清理资源的逻辑。更多详细内容可参考《Java守护线程概述》

7. synchronized的类锁与对象锁

类锁：在方法上加上static synchronized的锁，或者synchronized(xxx.class)的锁。如下代码中的method1和method2：
对象锁：参考method4, method5,method6.

public class LockStrategy {

public Object object1 = new Object();

public static synchronized void method1(){}

public void method2(){

synchronized(LockStrategy.class){}

}

public synchronized void method4(){}

public void method5() {

synchronized(this){}

}

public void method6() {

synchronized(object1){} }

}

注意方法method4和method5中的同步块也是互斥的。
下面做一道习题来加深一下对对象锁和类锁的理解：
有一个类这样定义

public class SynchronizedTest {

public synchronized void method1(){}

public synchronized void method2(){}

public static synchronized void method3(){}

public static synchronized void method4(){}

}

那么，有SynchronizedTest的两个实例a和b，对于一下的几个选项有哪些能被一个以上的线程同时访问呢？
A. a.method1() vs. a.method2()
B. a.method1() vs. b.method1()
C. a.method3() vs. b.method4()
D. a.method3() vs. b.method3()
E. a.method1() vs. a.method3()
答案是什么呢？BE
有关Java中的锁的详细信息，可以参考《Java中的锁》

8. 同步不具备继承性

当一个线程执行的代码出现异常时，其所持有的锁会自动释放。同步不具有继承性（声明为synchronized的父类方法A，在子类中重写之后并不具备synchronized的特性）。

9. wait, notify, notifyAll用法

只能在同步方法或者同步块中使用wait()方法。在执行wait()方法后，当前线程释放锁（这点与sleep和yield方法不同）。调用了wait函数的线程会一直等待，知道有其他线程调用了同一个对象的notify或者notifyAll方法才能被唤醒，需要注意的是：被唤醒并不代表立刻获得对象的锁，要等待执行notify()方法的线程执行完，即退出synchronized代码块后，当前线程才会释放锁，而呈wait状态的线程才可以获取该对象锁。

如果调用wait()方法时没有持有适当的锁，则抛出IllegalMonitorStateException，它是RuntimeException的一个子类，因此，不需要try-catch语句进行捕获异常。

notify方法只会（随机）唤醒一个正在等待的线程，而notifyAll方法会唤醒所有正在等待的线程。如果一个对象之前没有调用wait方法，那么调用notify方法是没有任何影响的。
详细可以参考《JAVA线程间协作：wait.notify.notifyAll》

带参数的wait(long timeout)或者wait(long timeout, int nanos)方法的功能是等待某一时间内是否有线程对锁进行唤醒，如果超过这个时间则自动唤醒。

10. 管道

在Java中提供了各种各样的输入/输出流Stream，使我们能够很方便地对数据进行操作，其中管道流（pipeStream)是一种特殊的流，用于在不同线程间直接传送数据。一个线程发送数据到输出管道，另一个线程从输入管道中读数据，通过使用管道，实现不同线程间的通信，而无须借助类似临时文件之类的东西。在JDK中使用4个类来使线程间可以进行通信：PipedInputStream, PipedOutputStream, PipedReader, PipedWriter。使用代码类似inputStream.connect(outputStream)或outputStream.connect(inputStream)使两个Stream之间产生通信连接。

几种进程间的通信方式
- 管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
- 有名管道 (named pipe) ：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
- 信号量( semophore ) ：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
- 消息队列( message queue ) ：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
- 信号 ( sinal ) ：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
- 共享内存( shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
- 套接字( socket ) ：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。

11. join方法

如果一个线程A执行了thread.join()语句，其含义是：当前线程A等待thread线程终止之后才从thread.join()返回。join与synchronized的区别是：join在内部使用wait()方法进行等待，而synchronized关键字使用的是“对象监视器”做为同步。
join提供了另外两种实现方法：join(long millis)和join(long millis, int nanos)，至多等待多长时间而退出等待(释放锁)，退出等待之后还可以继续运行。内部是通过wait方法来实现的。

可以参考一下一个例子：

System.out.println("method main begin-----");

Thread t = new Thread(new Runnable(){

int i = 0;

@Override public void run() {

while(true) {

System.out.println(i++);

try {

TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

});

t.start(); t.join(2000);

System.out.println("method main end-----");

12.ThreadLocal

ThreadLocal可以实现每个线程绑定自己的值，即每个线程有各自独立的副本而互相不受影响。一共有四个方法：get, set, remove, initialValue。可以重写initialValue()方法来为ThreadLocal赋初值。如下：

private static final ThreadLocal<Long> TIME_THREADLOCAL = new ThreadLocal<Long>(){

@Override

protected Long initialValue() {

return System.currentTimeMillis();

}

};

ThreadLocal建议设置为static类型的。
使用类InheritableThreadLocal可以在子线程中取得父线程继承下来的值。可以采用重写childValue（Object parentValue）方法来更改继承的值。
查看案例：

public class InheriableThreadLocal {

public static final InheritableThreadLocal<?> itl = new InheritableThreadLocal<Object>(){

@Override

protected Object initialValue() {

return new Date().getTime();

}

@Override

protected Object childValue(Object parentValue) {

return parentValue+" which plus in subThread.";

}

};

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Main: get value = "+itl.get());

Thread a = new Thread(new Runnable(){

@Override

public void run() {

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": get value = "+itl.get()); } });

a.start();

}

运行结果：

Main: get value = 1461585405704

Thread-0: get value = 1461585405704 which plus in subThread.

如果去掉@Override protected Object childValue(Object parentValue)方法运行结果：

Main: get value = 1461585396073

Thread-0: get value = 1461585396073

注意：在线程池的情况下，在ThreadLocal业务周期处理完成时，最好显式的调用remove()方法，清空”线程局部变量”中的值。正常情况下使用ThreadLocal不会造成内存溢出，弱引用的只是threadLocal，保存的值依然是强引用的，如果threadLocal依然被其他对象强引用，”线程局部变量”是无法回收的。

13. ReentrantLock

ReentrantLock提供了tryLock方法，tryLock调用的时候，如果锁被其他线程持有，那么tryLock会立即返回，返回结果为false；如果锁没有被其他线程持有，那么当前调用线程会持有锁，并且tryLock返回的结果为true。

boolean tryLock()

boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit)

可以在构造ReentranLock时使用公平锁，公平锁是指多个线程在等待同一个锁时，必须按照申请锁的先后顺序来一次获得锁。synchronized中的锁时非公平的，默认情况下ReentrantLock也是非公平的，但是可以在构造函数中指定使用公平锁。

ReentrantLock()

ReentrantLock(boolean fair)

对于ReentrantLock来说，还有一个十分实用的特性，它可以同时绑定多个Condition条件，以实现更精细化的同步控制。
ReentrantLock使用方式如下：

Lock lock = new ReentrantLock();

lock.lock();

try{ }finally{ lock.unlock(); }

14. ReentrantLock中的其余方法

int getHoldCount()：查询当前线程保持此锁定的个数，也就是调用lock()方法的次数。
int getQueueLength()：返回正等待获取此锁定的线程估计数。比如有5个线程，1个线程首先执行await()方法，那么在调用getQueueLength方法后返回值是4，说明有4个线程在等待lock的释放。
int getWaitQueueLength(Condition condition)：返回等待此锁定相关的给定条件Condition的线程估计数。比如有5个线程，每个线程都执行了同一个condition对象的await方法，则调用getWaitQueueLength(Condition condition)方法时返回的int值是5。
boolean hasQueuedThread(Thread thread)：查询指定线程是否正在等待获取此锁定。
boolean hasQueuedThreads()：查询是否有线程正在等待获取此锁定。
boolean hasWaiters(Condition condition)：查询是否有线程正在等待与此锁定有关的condition条件。
boolean isFair()：判断是不是公平锁。
boolean isHeldByCurrentThread()：查询当前线程是否保持此锁定。
boolean isLocked()：查询此锁定是否由任意线程保持。
void lockInterruptibly()：如果当前线程未被中断，则获取锁定，如果已经被中断则出现异常。

15. Condition

一个Condition和一个Lock关联在一起，就想一个条件队列和一个内置锁相关联一样。要创建一个Condition，可以在相关联的Lock上调用Lock.newCondition方法。正如Lock比内置加锁提供了更为丰富的功能，Condition同样比内置条件队列提供了更丰富的功能：在每个锁上可存在多个等待、条件等待可以是可中断的或者不可中断的、基于时限的等待，以及公平的或非公平的队列操作。与内置条件队列不同的是，对于每个Lock，可以有任意数量的Condition对象。Condition对象继承了相关的Lock对象的公平性，对于公平的锁，线程会依照FIFO顺序从Condition.await中释放。

注意：在Condition对象中，与wait,notify和notifyAll方法对于的分别是await,signal,signalAll。但是，Condition对Object进行了扩展，因而它也包含wait和notify方法。一定要确保使用的版本——await和signal.

详细可参考《JAVA线程间协作：Condition》

16. 读写锁ReentrantReadWriteLock

读写锁表示也有两个锁，一个是读操作相关的锁，也称为共享锁；另一个是写操作相关的锁，也叫排它锁。也就是多个读锁之间不互斥，读锁与写锁互斥，写锁与写锁互斥。在没有Thread进行写操作时，进行读取操作的多个Thread都可以获取读锁，而进行写入操作的Thread只有在获取写锁后才能进行写入操作。即多个Thread可以同时进行读取操作，但是同一时刻只允许一个Thread进行写入操作。(lock.readlock.lock(), lock.readlock.unlock, lock.writelock.lock, lock.writelock.unlock)

17. Timer的使用

JDK中的Timer类主要负责计划任务的功能，也就是在指定时间开始执行某一任务。Timer类的主要作用就是设置计划任务，但封装任务的类却是TimerTask类（public abstract class TimerTask extends Object implements Runnable）。可以通过new Timer(true)设置为后台线程。

有以下几个方法：

void schedule(TimerTask task, Date time)：在指定的日期执行某一次任务。如果执行任务的时间早于当前时间则立刻执行。
void schedule(TimerTask task, Date firstTime, long period)：在指定的日期之后，按指定的间隔周期性地无限循环地执行某一任务。如果执行任务的时间早于当前时间则立刻执行。
void schedule(TimerTask task, long delay)：以当前时间为参考时间，在此基础上延迟指定的毫秒数后执行一次TimerTask任务。
void schedule(TimerTask task, long delay, long period）：以当前时间为参考时间，在此基础上延迟指定的毫秒数，再以某一间隔无限次数地执行某一任务。
void scheduleAtFixedRate(TimerTask task, Date firstTime, long period)：下次执行任务时间参考上次任务的结束时间，且具有“追赶性”。

TimerTask是以队列的方式一个一个被顺序执行的，所以执行的时间有可能和预期的时间不一致，因为前面的任务有可能消耗的时间较长，则后面的任务运行时间也会被延迟。
TimerTask类中的cancel方法的作用是将自身从任务队列中清除。
Timer类中的cancel方法的作用是将任务队列中的全部任务清空，并且进程被销毁。

Timer的缺陷：Timer支持基于绝对时间而不是相对时间的调度机制，因此任务的执行对系统时钟变化很敏感，而ScheduledThreadPoolExecutor只支持相对时间的调度。Timer在执行所有定时任务时只会创建一个线程。如果某个任务的执行时间过长，那么将破坏其他TimerTask的定时精确性。Timer的另一个问题是，如果TimerTask抛出了一个未检查的异常，那么Timer将表现出糟糕的行为。Timer线程并不波或异常，因此当TimerTask抛出为检测的异常时将终止定时线程。

JDK5或者更高的JDK中已经很少使用Timer.

18. 线程安全的单例模式

建议不要采用DCL的写法，建议使用下面这种写法：

public class LazyInitHolderSingleton {

private LazyInitHolderSingleton() { }

private static class SingletonHolder {

private static final LazyInitHolderSingleton INSTANCE = new LazyInitHolderSingleton();

}

public static LazyInitHolderSingleton getInstance() {

return SingletonHolder.INSTANCE;

}

或者这种：

public enum SingletonClass { INSTANCE; }

19. 线程组ThreadGroup

为了有效地对一些线程进行组织管理，通常的情况下事创建一个线程组，然后再将部分线程归属到该组中，这样可以对零散的线程对象进行有效的组织和规划。参考以下案例：

ThreadGroup tgroup = new ThreadGroup("mavelous zzh");

new Thread(tgroup, new Runnable(){

@Override

public void run() {

System.out.println("A: Begin: "+Thread.currentThread().getName());

while(!Thread.currentThread().isInterrupted()) { }

System.out.println("A: DEAD: "+Thread.currentThread().getName()); }}).start();;

new Thread(tgroup, new Runnable(){

@Override

public void run() { System.out.println("B: Begin: "+Thread.currentThread().getName());

while(!Thread.currentThread().isInterrupted()) { }

System.out.println("B: DEAD: "+Thread.currentThread().getName()); }}).start();;

System.out.println(tgroup.activeCount());

System.out.println(tgroup.getName());

System.out.println(tgroup.getMaxPriority());

System.out.println(tgroup.getParent());

TimeUnit.SECONDS.sleep(5); tgroup.interrupt();

输出：

A: Begin: Thread-0

mavelous zzh

B: Begin: Thread-1

java.lang.ThreadGroup[name=main,maxpri=10]

B: DEAD: Thread-1

A: DEAD: Thread-0

20. 多线程的异常捕获UncaughtExceptionHandler

setUncaughtExceptionHandler()的作用是对指定线程对象设置默认的异常处理器。

Thread thread = new Thread(new Runnable(){

@Override

public void run() { int a=1/0; } });

thread.setUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler(){

@Override

public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {

System.out.println("线程："+t.getName()+" 出现了异常："+e.getMessage()); } });

thread.start();

输出：线程：Thread-0 出现了异常：/ by zero
setDefaultUncaughtExceptionHandler()方法对所有线程对象设置异常处理器。

Thread thread = new Thread(new Runnable(){

@Override

public void run() { int a=1/0; } });

Thread.setDefaultUncaughtExceptionHandler(new UncaughtExceptionHandler(){

@Override

public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {

System.out.println("线程："+t.getName()+" 出现了异常："+e.getMessage()); } });

thread.start();

输出同上，注意两者之间的区别。如果既包含setUncaughtExceptionHandler又包含setDefaultUncaughtExceptionHandler那么会被setUncaughtExceptionHandler处理，setDefaultUncaughtExceptionHandler则忽略。更多详细信息参考《JAVA多线程之UncaughtExceptionHandler——处理非正常的线程中止》

21.ReentrantLock与synchonized区别

ReentrantLock可以中断地获取锁（void lockInterruptibly() throws InterruptedException）
ReentrantLock可以尝试非阻塞地获取锁（boolean tryLock()）
ReentrantLock可以超时获取锁。通过tryLock(timeout, unit)，可以尝试获得锁，并且指定等待的时间。
ReentrantLock可以实现公平锁。通过new ReentrantLock(true)实现。
ReentrantLock对象可以同时绑定多个Condition对象，而在synchronized中，锁对象的的wait(), notify(), notifyAll()方法可以实现一个隐含条件，如果要和多于一个的条件关联的对象，就不得不额外地添加一个锁，而ReentrantLock则无需这样做，只需要多次调用newCondition()方法即可。

22. 使用多线程的优势

更多的处理器核心；更快的响应时间；更好的编程模型。

23. 构造线程

一个新构造的线程对象是由其parent线程来进行空间分配的，而child线程继承了parent线程的：是否为Daemon、优先级、加载资源的contextClassLoader以及InheritableThreadLocal(参考第12条)，同时还会分配一个唯一的ID来标志这个child线程。

24. 使用多线程的方式

extends Thread 或者implements Runnable

25. 读写锁

读写锁在同一时刻可以允许多个读线程访问，但是在写线程访问时，所有的读线程和其他写线程均被阻塞。读写锁维护了一对锁，一个读锁和一个写锁，通过分离读锁和写锁，使得并发性相比一般的排它锁有了很大的提升。Java中使用ReentrantReadWriteLock实现读写锁，读写锁的一般写法如下(修改自JDK7中的示例)：

class RWDictionary {

private final Map<String, Object> m = new TreeMap<String, Object>();

private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();

private final Lock r = rwl.readLock();

private final Lock w = rwl.writeLock();

public Object get(String key) {

r.lock();

try { return m.get(key); } finally { r.unlock(); }

}

public String[] allKeys() {

r.lock();

try { return (String[]) m.keySet().toArray();

} finally { r.unlock(); }

}

public Object put(String key, Object value) {

w.lock();

try { return m.put(key, value); } finally { w.unlock(); }

}

public void clear() { w.lock(); try { m.clear(); } finally { w.unlock(); } } }

26.锁降级

锁降级是指写锁降级成读锁。如果当前线程拥有写锁，然后将其释放，最后获取读锁，这种分段完成的过程不能称之为锁降级。锁降级是指把持住（当前拥有的）写锁，再获取到读锁，最后释放（先前拥有的）写锁的过程。参考下面的示例：

private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock();

private final Lock r = rwl.readLock();

private final Lock w = rwl.writeLock();

private volatile static boolean update = false;

public void processData() {

r.lock();

if(!update) {

//必须先释放读锁

r.unlock();

//锁降级从写锁获取到开始

w.lock();

try {

if(!update) {

//准备数据的流程（略）

update = true; }

r.lock();

} finally { w.unlock(); }

//锁降级完成，写锁降级为读锁

}

try {

//使用数据的流程（略）

} finally { r.unlock(); } }

锁降级中的读锁是否有必要呢？答案是必要。主要是为了保证数据的可见性，如果当前线程不获取读锁而是直接释放写锁，假设此刻另一个线程（T）获取了写锁并修改了数据，那么当前线程无法感知线程T的数据更新。如果当前线程获取读锁，即遵循锁降级的步骤，则线程T将会被阻塞，直到当前线程使用数据并释放读锁之后，线程T才能获取写锁进行数据更新。

27. ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap，内部采用分段锁来实现，默认初始容量为16，装载因子为0.75f，分段16，每个段的HashEntry<K,V>[]大小为2。键值都不能为null。每次扩容为原来容量的2倍，ConcurrentHashMap不会对整个容器进行扩容，而只对某个segment进行扩容。在获取size操作的时候，不是直接把所有segment的count相加就可以可到整个ConcurrentHashMap大小，也不是在统计size的时候把所有的segment的put, remove, clean方法全部锁住，这种方法太低效。在累加count操作过程中，之前累加过的count发生变化的几率非常小，所有ConcurrentHashMap的做法是先尝试2（RETRIES_BEFORE_LOCK）次通过不锁住Segment的方式统计各个Segment大小，如果统计的过程中，容器的count发生了变化，再采用加锁的方式来统计所有的Segment的大小。

28. 线程安全的非阻塞队列

非阻塞队列有ConcurrentLinkedQueue, ConcurrentLinkedDeque。元素不能为null。以ConcurrentLinkedQueue为例，有头head和尾tail两个指针，遵循FIFO的原则进行入队和出队，方法有add(E e), peek()取出不删除, poll()取出删除, remove(Object o)，size(), contains(Object o), addAll(Collection c), isEmpty()。ConcurrentLinkedDeque是双向队列，可以在头和尾两个方向进行相应的操作。

29. 阻塞队列

阻塞队列（BlockingQueue）是一个支持两个附加操作的队列。这两个附加的操作支持阻塞的插入和移除方法。
支持阻塞的插入方法：意思是当队列满时，队列会阻塞插入元素的线程，直到队列不满。
支持阻塞的移除方法：意思是队列为空时，获取元素的线程会等待队列变为非空。
任何阻塞队列中的元素都不能为null.

30. 阻塞队列的插入和移除操作处理方式：

方法-处理方法	抛出异常	返回特殊值	可能阻塞等待	可设定等待时间
入队	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e,timeout,unit)
出队	remove()	poll()	take()	poll(timeout,unit)
查看	element()	peek()	无	无

如果是无界队列，队列不可能出现满的情况，所以使用put或offer方法永远不会被阻塞，而且使用offer方法时，该方法永远返回true.

31. Java里的阻塞队列

ArrayBlockingQueue:一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
LinkedeBlockingQueue:一个有链表结构组成的有界阻塞队列。
PriorityBlockingQueue:一个支持优先级排序的无界阻塞队列
DelayQueue:一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。
SynchronousQueue:一个不存储元素的阻塞队列。
LinkedTransferQueue:一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
LinkedBlockingDeque:一个由链表结构组成的双向阻塞队列。

32. ArrayBlockingQueue

此队列按照FIFO的原则对元素进行排序，可以设定为公平ArrayBlockingQueue(int capacity, boolean fair)，默认为不公平。初始化时必须设定容量大小ArrayBlockingQueue(int capactiy)。

33. LinkedBlockingQueue

与ArrayBlockingQueue一样，按照FIFO原则进行排序，与ArrayBlockingQueue不同的是内部实现是一个链表结构，且不能设置为公平的。默认和最大长度为Integer.MAX_VALUE。

34. PriorityBlockingQueue

是一个支持优先级的无界阻塞队列，默认初始容量为11，默认情况下采用自然顺序升序排列，不能保证同优先级元素的顺序。内部元素要么实现Comparable接口，要么在初始化的时候指定构造函数的Comparator来对元素进行排序，有关Comparable与Comparator的细节可以参考：Comparable与Comparator浅析。

35. DelayQueue

DelayQueue是一个支持延时获取元素的无界阻塞队列。内部包含一个PriorityQueue来实现，队列中的元素必须实现Delay接口，在创建元素时可以指定多久才能从队列中获取当前元素。只有在延迟期满时才能从队列中提取元素。
DelayQueue非常有用，可以将DelayQueue运用在下面应用场景。
- 缓存系统的设计：可以用DelayQueue保存缓存元素的有效期，使用一个线程循环查询DelayQueue,一旦能从DelayQueue中获取元素时，表示缓存有效期到了。
- 定时任务调度：使用DelayQueue保存当天将会执行的任务和执行时间，一旦从DelayQueue中获取到任务就开始执行，比如TimerQueue就是使用DelayQueue实现的。

36. SynchronousQueue

是一个不存储元素的阻塞队列，每一个put操作必须等待一个take操作，否则不能继续添加元素，非常适合传递性场景。支持公平访问队列。默认情况下线程采用非公平策略访问队列。

37. LinkedTransferQueue

是一个由链表结构组成的无界阻塞TransferQueue队列。相对于其他阻塞队列，LinkedTransferQueue多了tryTransfer和transfer方法。
transfer方法：如果当前有消费者正在等待接收元素（消费者使用take()或者带时间限制的poll方法时），transfer方法可以把生产者传入的元素立刻transfer给消费者，如果没有消费者在等待接收元素，transfer方法会将元素存放在队列的tail节点，并等到该元素被消费者消费了才返回。
tryTransfer方法：用来试探生产者传入的元素是否能直接传给消费者。如果没有消费者等待接收元素，则返回false。和transfer方法的区别是tryTransfer方法无论消费者是否接收，方法立刻返回，而transfer方法是必须等到消费者消费了才返回。

38. LinkedBlockingDeque

LinkedBlockingDeque是一个由链表结构组成的双向阻塞队列。所谓双向队列是指可以从队列的两端插入和移除元素。双向队列因为多了一个操作队列的入口，在多线程同时入队时，也就减少了一半的竞争。相对其他的阻塞队列，LinkedBlockingDeque多了addFirst, addLast, offerFirst, offerLast, peekFirst, peekLast等方法。

39. Fork/Join框架

Fork/Join框架是JDK7提供的一个用于并行执行任务的框架，是一个把大任务切分为若干子任务并行的执行，最终汇总每个小任务后得到大任务结果的框架。我们再通过Fork和Join来理解下Fork/Join框架。Fork就是把一个大任务划分成为若干子任务并行的执行，Join就是合并这些子任务的执行结果，最后得到这个大任务的结果。

使用Fork/Join框架时，首先需要创建一个ForkJoin任务，它提供在任务中执行fork()和join操作的机制。通常情况下，我们不需要直接继承ForkJoinTask，只需要继承它的子类，Fork/Join框架提供了两个子类：RecursiveAction用于没有返回结果的任务；RecursiveTask用于有返回结果的任务。ForkJoinTask需要通过ForkJoinPool来执行。

任务分割出的子任务会添加到当前工作线程所维护的双端队列中，进入队列的头部。当一个工作线程的队列里暂时没有任务时，它会随机从其他工作线程的队列的尾部获取一个任务。（工作窃取算法work-stealing）

示例：计算1+2+3+…+100的结果。

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

public class CountTask extends RecursiveTask<Integer>
{
    private static final int THRESHOLD = 10;
    private int start;
    private int end;

    public CountTask(int start, int end)
    {
        super();
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    @Override
    protected Integer compute()
    {
        int sum = 0;
        boolean canCompute = (end-start) <= THRESHOLD;
        if(canCompute)
        {
            for(int i=start;i<=end;i++)
            {
                sum += i;
            }
        }
        else
        {
            int middle = (start+end)/2;
            CountTask leftTask = new CountTask(start,middle);
            CountTask rightTask = new CountTask(middle+1,end);
            leftTask.fork();
            rightTask.fork();
            int leftResult = leftTask.join();
            int rightResult = rightTask.join();
            sum = leftResult+rightResult;
        }

        return sum;
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        CountTask task = new CountTask(1,100);
        Future<Integer> result = forkJoinPool.submit(task);
        try
        {
            System.out.println(result.get());
        }
        catch (InterruptedException | ExecutionException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }

        if(task.isCompletedAbnormally()){
            System.out.println(task.getException());
        }
    }
}

40. 原子类

Java中Atomic包里一共提供了12个类，属于4种类型的原子更新方式，分别是原子更新基本类型、原子更新数组、原子更新引用、原子更新属性（字段）。Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类。
1）原子更新基本类型：AtomicBoolean，AtomicInteger, AtomicLong.
2）原子更新数组：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray, AtomicReferenceArray.
3）原子更新引用类型：AtomicReference, AtomicStampedReference, AtomicMarkableReference.
4 ) 原子更新字段类型：AtomicReferenceFieldUpdater, AtomicIntegerFieldUpdater, AtomicLongFieldUpdater.

41. 原子更新基本类型

AtomicBoolean，AtomicInteger, AtomicLong三个类提供的方法类似，以AtomicInteger为例：有int addAndGet(int delta), boolean compareAndSet(int expect, int update), int getAndIncrement(), void lazySet(int newValue)，int getAndSet(int newValue)。其中大多数的方法都是调用compareAndSet方法实现的，譬如getAndIncrement():

    public final int getAndIncrement() {
        for (;;) {
            int current = get();
            int next = current + 1;
            if (compareAndSet(current, next))
                return current;
        }
    }
    public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
        return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
    }

sun.misc.Unsafe只提供三种CAS方法：compareAndSwapObject, compareAndSwapInt和compareAndSwapLong，再看AtomicBoolean源码，发现它是先把Boolean转换成整形，再使用compareAndSwapInt进行CAS，原子更新char,float,double变量也可以用类似的思路来实现。

42. 原子更新数组

以AtomicIntegerArray为例，此类主要提供原子的方式更新数组里的整形，常用方法如下：
int addAndGet(int i, int delta)：以原子的方式将输入值与数组中索引i的元素相加。
boolean compareAndSet(int i, int expect, int update)：如果当前值等于预期值，则以原子方式将数组位置i的元素设置成update值。
AtomicIntegerArray的两个构造方法：
AtomicIntegerArray(int length)：指定数组的大小，并初始化为0
AtomicIntegerArray(int [] array)：对给定的数组进行拷贝。
案例：

        int value[] = new int[]{1,2,3};
        AtomicIntegerArray aia = new AtomicIntegerArray(value);
        System.out.println(aia.getAndSet(1, 9));
        System.out.println(aia.get(1));
        System.out.println(value[1]);

运行结果：2 9 2

43. CountDownLatch

CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。CountDownLatch的构造函数接收一个int类型的参数作为计数器，如果你想等待N个点完成，这里就传入N（CountDownLatch(int count)）。
CountDownLatch的方法有：await(), await(long timeout, TimeUnit unit), countDown(), getCount()等。

计数器必须大于等于0，只是等于0的时候，计数器就是零，调用await方法时不会阻塞当前线程。CountDownLatch不可能重新初始化或者修改CountDownLatch对象的内部计数器的值。一个线程调用countDown方法happens-before另一个线程调用的await()方法。

44. CyclicBarrier

让一组线程达到一个屏障时被阻塞，知道最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续运行。CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier(int parties)，其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用await方法告诉CyclicBarrier我已经达到了屏障，然后当前线程被阻塞。CyclicBarrier还提供了一个更高级的构造函数CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)用于在线程达到屏障时，优先执行barrierAction，方便处理更复杂的业务场景，举例如下。

import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;

public class CyclicBarrierTest
{
    static CyclicBarrier c = new CyclicBarrier(2,new A());

    public static void main(String[] args)
    {
        new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run()
            {
                try
                {
                    System.out.println(1);
                    c.await();
                }
                catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(2);
            }
        }).start();

        try
        {
            System.out.println(3);
            c.await();
        }
        catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(4);
    }

    static class A implements Runnable
    {
        @Override
        public void run()
        {
            System.out.println(5);
        }
    }
}

输出结果：3 1 5 2 4

45. CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

CountDownLatch的计数器只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器可以使用reset()方法重置。

46. Semaphore

Semaphore(信号量)是用来控制同事访问特定资源的线程数量，它协调各个线程，以保证合理的使用公共资源。Semaphore有两个构造函数：Semaphore(int permits)默认是非公平的，Semaphore(int permits, boolean fair)可以设置为公平的。应用案例如下：

public class SemaphoreTest
{
    private static final int THREAD_COUNT=30;
    private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(30);
    private static Semaphore s = new Semaphore(10);

    public static void main(String[] args)
    {
        for(int i=0;i<THREAD_COUNT;i++)
        {
            final int a = i;
            threadPool.execute(new Runnable(){
                @Override
                public void run()
                {
                    try
                    {
                        s.acquire();
                        System.out.println("do something...."+a);
                        s.release();
                    }
                    catch (InterruptedException e)
                    {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
        threadPool.shutdown();
    }
}

由上例可以看出Semaphore的用法非常的简单，首先线程使用Semaphore的acquire()方法获取一个许可证，使用完之后调用release()方法归还许可证。还可以用tryAcquire()方法尝试获取许可证。Semaphore还提供了一些其他方法： int availablePermits()返回此信号量中当前可用的许可证数；int getQueueLength()返回正在等待获取许可证的线程数；boolean hasQueuedThreads()是否有线程正在等待获取许可证；void reducePermits(int reduction)减少reduction个许可证，是个protected方法；Collection<Thread> getQueuedThreads()返回所有等待获取许可证的线程集合，也是一个protected方法。

47. 线程间交换数据的Exchanger

Exchanger是一个用于线程间协作的工具类。Exchanger用于进行线程间的数据交换。它提供一个同步点，在这个同步点，两个线程可以交换彼此的数据。这两个线程通过exchange方法交换数据，如果第一个线程先执行exchange()方法，它会一直等待第二个线程也执行exchange方法。当两个线程都到达同步点时，这两个线程就可以交换数据，将本现场生产出来的数据传递给对方。

import java.util.concurrent.Exchanger;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ExchangerTest
{
    private static final Exchanger<String> exchanger = new Exchanger<>();
    private static ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(2);

    public static void main(String[] args)
    {
        threadPool.execute(new Runnable(){
            @Override
            public void run()
            {
                String A = "I'm A!";
                try
                {
                    String B = exchanger.exchange(A);
                    System.out.println("In 1-"+Thread.currentThread().getName()+": "+B);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

        threadPool.execute(new Runnable(){
            @Override
            public void run()
            {
                try
                {
                    String B="I'm B!";
                    String A = exchanger.exchange(B);
                    System.out.println("In 2-"+Thread.currentThread().getName()+": "+A);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        threadPool.shutdown();
    }
}

输出结果：

In 2-pool-1-thread-2: I'm A!
In 1-pool-1-thread-1: I'm B!

如果两个线程有一个没有执行exchange(V x)方法，则会一直等待，如果担心有特殊情况发生，避免一直等待，可以使用exchange(V x, long timeout, TimeUnit unit)设置最大等待时长。

48. Java中的线程池ThreadPoolExecutor

可以通过ThreadPoolExecutor来创建一个线程池：

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue, ThreadFactory threadFactory, RejectedExecutionHandler handler)

corePoolSize（线程池基本大小）：当向线程池提交一个任务时，若线程池已创建的线程数小于corePoolSize，即便此时存在空闲线程，也会通过创建一个新线程来执行该任务，直到已创建的线程数大于或等于corePoolSize时，才会根据是否存在空闲线程，来决定是否需要创建新的线程。除了利用提交新任务来创建和启动线程（按需构造），也可以通过 prestartCoreThread() 或 prestartAllCoreThreads() 方法来提前启动线程池中的基本线程。
maximumPoolSize（线程池最大大小）：线程池所允许的最大线程个数。当队列满了，且已创建的线程数小于maximumPoolSize，则线程池会创建新的线程来执行任务。另外，对于无界队列，可忽略该参数。
keepAliveTime（线程存活保持时间）：默认情况下，当线程池的线程个数多于corePoolSize时，线程的空闲时间超过keepAliveTime则会终止。但只要keepAliveTime大于0，allowCoreThreadTimeOut(boolean) 方法也可将此超时策略应用于核心线程。另外，也可以使用setKeepAliveTime()动态地更改参数。
unit（存活时间的单位）：时间单位，分为7类，从细到粗顺序：NANOSECONDS（纳秒），MICROSECONDS（微妙），MILLISECONDS（毫秒），SECONDS（秒），MINUTES（分），HOURS（小时），DAYS（天）；
workQueue（任务队列）：用于传输和保存等待执行任务的阻塞队列。可以使用此队列与线程池进行交互：
- 如果运行的线程数少于 corePoolSize，则 Executor 始终首选添加新的线程，而不进行排队。
- 如果运行的线程数等于或多于 corePoolSize，则 Executor 始终首选将请求加入队列，而不添加新的线程。
- 如果无法将请求加入队列，则创建新的线程，除非创建此线程超出 maximumPoolSize，在这种情况下，任务将被拒绝。
threadFactory（线程工厂）：用于创建新线程。由同一个threadFactory创建的线程，属于同一个ThreadGroup，创建的线程优先级都为Thread.NORM_PRIORITY，以及是非守护进程状态。threadFactory创建的线程也是采用new Thread()方式，threadFactory创建的线程名都具有统一的风格：pool-m-thread-n（m为线程池的编号，n为线程池内的线程编号）;
handler（线程饱和策略）：当线程池和队列都满了，则表明该线程池已达饱和状态。
- ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：处理程序遭到拒绝，则直接抛出运行时异常 RejectedExecutionException。(默认策略)
- ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：调用者所在线程来运行该任务，此策略提供简单的反馈控制机制，能够减缓新任务的提交速度。
- ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：无法执行的任务将被删除。
- ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：如果执行程序尚未关闭，则位于工作队列头部的任务将被删除，然后重新尝试执行任务（如果再次失败，则重复此过程）。

可以使用两个方法向线程池提交任务，分别为execute()和submit()方法。execute()方法用于提交不需要返回值的任务，所以无法判断任务是否被线程池执行成功。submit()方法用于提交需要返回值的任务，线程池会返回一个Future类型的对象，通过这个对象可以判断任务是否执行成功。如Future<Object> future = executor.submit(task);

利用线程池提供的参数进行监控，参数如下：

getTaskCount()：线程池需要执行的任务数量。
getCompletedTaskCount()：线程池在运行过程中已完成的任务数量，小于或等于taskCount。
getLargestPoolSize()：线程池曾经创建过的最大线程数量，通过这个数据可以知道线程池是否满过。如等于线程池的最大大小，则表示线程池曾经满了。
getPoolSize()：线程池的线程数量。如果线程池不销毁的话，池里的线程不会自动销毁，所以这个大小只增不减。
getActiveCount()：获取活动的线程数。

49. shutdown和shutdownNow

可以调用线程池的shutdown或者shutdownNow方法来关闭线程池。他们的原理是遍历线程池的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法停止。

区别：shutdown方法将执行平缓的关闭过程：不在接收新的任务，同时等待已提交的任务执行完成——包括哪些还未开始执行的任务。shutdownNow方法将执行粗暴的关闭过程：它将尝试取消所有运行中的任务，并且不再启动队列中尚未开始执行的任务。

只要调用了这两个关闭方法中的任意一个,isShutdown方法就会返回true，当所有的任务都已关闭后，才表示线程池关闭成功，这时调用isTerminated方法会返回true。至于应该调用哪一种方法来关闭线程池，应该由提交到线程池的任务特性决定，通常调用shutdown方法来关闭线程池，如果任务不一定要执行完，则可以调用shutdownNow方法。

50. 扩展ThreadPoolExecutor

可以通过继承线程池来自定义线程池，重写线程池的beforeExecute, afterExecute和terminated方法。在执行任务的线程中将调用beforeExecute和afterExecute等方法，在这些方法中还可以添加日志、计时、监视或者统计信息收集的功能。无论任务是从run中正常返回，还是抛出一个异常而返回，afterExecute都会被调用。如果任务在完成后带有一个Error，那么就不会调用afterExecute。如果beforeExecute抛出一个RuntimeException，那么任务将不被执行，并且afterExecute也不会被调用。在线程池完成关闭时调用terminated，也就是在所有任务都已经完成并且所有工作者线程也已经关闭后，terminated可以用来释放Executor在其生命周期里分配的各种资源，此外还可以执行发送通知、记录日志或者手机finalize统计等操作。详细可以参考《JAVA多线程之扩展ThreadPoolExecutor》

51. SimpleDateFormat非线程安全

当多个线程共享一个SimpleDateFormat实例的时候，就会出现难以预料的异常。

主要原因是parse()方法使用calendar来生成返回的Date实例，而每次parse之前，都会把calendar里的相关属性清除掉。问题是这个calendar是个全局变量，也就是线程共享的。因此就会出现一个线程刚把calendar设置好，另一个线程就把它给清空了，这时第一个线程再parse的话就会有问题了。

解决方案:1. 每次使用时创建一个新的SimpleDateFormat实例；2. 创建一个共享的SimpleDateFormat实例变量，并对这个变量进行同步；3. 使用ThreadLocal为每个线程都创建一个独享的SimpleDateFormat实例变量。

52. CopyOnWriteArrayList

在每次修改时，都会创建并重新发布一个新的容器副本，从而实现可变现。CopyOnWriteArrayList的迭代器保留一个指向底层基础数组的引用，这个数组当前位于迭代器的起始位置，由于它不会被修改，因此在对其进行同步时只需确保数组内容的可见性。因此，多个线程可以同时对这个容器进行迭代，而不会彼此干扰或者与修改容器的线程相互干扰。“写时复制”容器返回的迭代器不会抛出ConcurrentModificationException并且返回的元素与迭代器创建时的元素完全一致，而不必考虑之后修改操作所带来的影响。显然，每当修改容器时都会复制底层数组，这需要一定的开销，特别是当容器的规模较大时，仅当迭代操作远远多于修改操作时，才应该使用“写入时赋值”容器。

53. 工作窃取算法（work-stealing）

工作窃取算法是指某个线程从其他队列里窃取任务来执行。在生产-消费者设计中，所有消费者有一个共享的工作队列，而在work-stealing设计中，每个消费者都有各自的双端队列，如果一个消费者完成了自己双端队列中的全部任务，那么它可以从其他消费者双端队列末尾秘密地获取工作。

优点：充分利用线程进行并行计算，减少了线程间的竞争。
缺点：在某些情况下还是存在竞争，比如双端队列（Deque）里只有一个任务时。并且该算法会消耗了更多的系统资源，比如创建多个线程和多个双端队列。

54. Future & FutureTask

FutureTask表示的计算是通过Callable来实现的，相当于一种可生产结果的Runnable，并且可以处于一下3种状态：等待运行，正在运行和运行完成。运行表示计算的所有可能结束方式，包括正常结束、由于取消而结束和由于异常而结束等。当FutureTask进入完成状态后，它会永远停止在这个状态上。Future.get的行为取决于任务的状态，如果任务已经完成，那么get会立刻返回结果，否则get将阻塞知道任务进入完成状态，然后返回结果或者异常。FutureTask的使用方式如下：

public class Preloader
{
    //method1
    private final static FutureTask<Object> future = new FutureTask<Object>(new Callable<Object>(){
        @Override
        public Object call() throws Exception
        {
            return "yes";
        }
    });

    //method2
    static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
    private static final Future<Object> futureExecutor = executor.submit(new Callable<Object>(){
        @Override
        public Object call() throws Exception
        {
            return "no";
        }
    });        

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException
    {
        executor.shutdown();
        future.run();
        System.out.println(future.get());
        System.out.println(futureExecutor.get());
    }
}

运行结果：yes no
Callable表示的任务可以抛出受检查或未受检查的异常，并且任何代码都可能抛出一个Error.无论任务代码抛出什么异常，都会被封装到一个ExecutionException中，并在Future.get中被重新抛出。

55. Executors

newFixedThreadPool：创建一个固定长度的线程池，每当提交一个任务时就创建一个线程，直到达到线程池的最大数量，这时线程池的规模将不再变化（如果某个线程由于发生了未预期的Exception而结束，那么线程池会补充一个新的线程）。（LinkedBlockingQueue）
newCachedThreadPool：创建一个可换成的线程池，如果线程池的当前规模超过了处理需求时，那么将回收空闲的线程，而当需求增加时，则可以添加新的线程，线程池的规模不存在任何限制。（SynchronousQueue）
newSingleThreadExecutor：是一个单线程的Executor，它创建单个工作者线程来执行任务，如果这个线程异常结束，会创建另一个线程来替代。能确保一组任务在队列中的顺序来串行执行。（LinkedBlockingQueue）
newScheduledThreadPool：创建了一个固定长度的线程池，而且以延迟或者定时的方式来执行任务，类似于Timer。

56. ScheduledThreadPoolExecutor替代Timer

由第17项可知Timer有两个缺陷，在JDK5开始就很少使用Timer了，取而代之的可以使用ScheduledThreadPoolExecutor。使用实例如下：

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.ScheduledFuture;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ScheduleThreadPoolTest
{
    private static ScheduledExecutorService exec = Executors.newScheduledThreadPool(2);

    public static void method1()
    {
        exec.schedule(new Runnable(){
            @Override
            public void run()
            {
                System.out.println("1");
            }}, 2, TimeUnit.SECONDS);
    }

    public static void method2()
    {
        ScheduledFuture<String> future = exec.schedule(new Callable<String>(){
            @Override
            public String call() throws Exception
            {
                return "Callable";
            }}, 4, TimeUnit.SECONDS);
        try
        {
            System.out.println(future.get());
        }
        catch (InterruptedException | ExecutionException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        method1();
        method2();
    }
}

运行结果：1 Callable

57. Callable & Runnable

Executor框架使用Runnable作为基本的任务表示形式。Runnable是一种有很大局限的抽象，虽然run能写入到日志文件或者将结果放入某个共享的数据结构，但它不能返回一个值或抛出一个受检查的异常。

许多任务实际上都是存在延迟的计算——执行数据库查询，从网络上获取资源，或者计算某个复杂的功能。对于这些任务，Callable是一种更好的抽象：它认为主入口点（call()）将返回一个值，并可能抛出一个异常。

Runnable和Callable描述的都是抽象的计算任务。这些任务通常是有范围的，即都有一个明确的起始点，并且最终会结束。

58. CompletionService

如果想Executor提交了一组计算任务，并且希望在计算完成后获得结果，那么可以保留与每个任务关联的Future，然后反复使用get方法，同事将参数timeout指定为0，从而通过轮询来判断任务是否完成。这种方法虽然可行，但却有些繁琐。幸运的是，还有一种更好的方法：CompletionService。CompletionService将Executor和BlockingQueue的功能融合在一起。你可以将Callable任务提交给它来执行，然后使用类似于队列操作的take和poll等方法来获得已完成的结果，而这些结果会在完成时被封装为Future。ExecutorCompletionService实现了CompletionService,并将计算部分委托到一个Executor。代码示例如下：

        int coreNum = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(coreNum);
        CompletionService<Object> completionService = new ExecutorCompletionService<Object>(executor);

        for(int i=0;i<coreNum;i++)
        {
            completionService.submit( new Callable<Object>(){
                @Override
                public Object call() throws Exception
                {
                    return Thread.currentThread().getName();
                }});
        }

        for(int i=0;i<coreNum;i++)
        {
            try
            {
                Future<Object> future = completionService.take();
                System.out.println(future.get());
            }
            catch (InterruptedException | ExecutionException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }

运行结果：

pool-1-thread-1
pool-1-thread-2
pool-1-thread-3
pool-1-thread-4

可以通过ExecutorCompletionService(Executor executor, BlockingQueue<Future<V>> completionQueue)构造函数指定特定的BlockingQueue（如下代码剪辑），默认为LinkedBlockingQueue。

        BlockingQueue<Future<Object>> bq = new LinkedBlockingQueue<Future<Object>>();
        CompletionService<Object> completionService = new ExecutorCompletionService<Object>(executor,bq);

ExecutorCompletionService的JDK源码只有100行左右，有兴趣的朋友可以看看。

59. 通过Future来实现取消

ExecutorService.submit将返回一个Future来描述任务。Future拥有一个cancel方法，该方法带有一个boolean类型的参数mayInterruptIfRunning，表示取消操作是否成功。如果mayInterruptIfRunning为true并且任务当前正在某个线程运行，那么这个线程能被中断。如果这个参数为false，那么意味着“若任务还没启动，就不要运行它”，这种方式应该用于那些不处理中断的任务中。当Future.get抛出InterruptedException或TimeoutException时，如果你知道不再需要结果，那么就可以调用Futuure.cancel来取消任务。

60. 处理不可中断的阻塞

对于一下几种情况，中断请求只能设置线程的中断状态，除此之外没有其他任何作用。

Java.io包中的同步Socket I/O：虽然InputStream和OutputStream中的read和write等方法都不会响应中断，但通过关闭底层的套接字，可以使得由于执行read或write等方法而被阻塞的线程抛出一个SocketException。
Java.io包中的同步I/O：当中断一个在InterruptibleChannel上等待的线程时会抛出ClosedByInterrptException并关闭链路。当关闭一个InterruptibleChannel时，将导致所有在链路操作上阻塞的线程都抛出AsynchronousCloseException。
Selector的异步I/O：如果一个线程在调用Selector.select方法时阻塞了，那么调用close或wakeup方法会使线程抛出ClosedSelectorException并提前返回。
获得某个锁：如果一个线程由于等待某个内置锁而阻塞，那么将无法响应中断，因为线程认为它肯定会获得锁，所以将不会理会中断请求，但是在Lock类中提供了lockInterruptibly方法，该方法允许在等待一个锁的同时仍能响应中断。

61. 关闭钩子

JVM既可以正常关闭也可以强制关闭，或者说非正常关闭。关闭钩子可以在JVM关闭时执行一些特定的操作，譬如可以用于实现服务或应用程序的清理工作。关闭钩子可以在一下几种场景中应用：1. 程序正常退出（这里指一个JVM实例）；2.使用System.exit()；3.终端使用Ctrl+C触发的中断；4. 系统关闭；5. OutOfMemory宕机；6.使用Kill pid命令干掉进程（注：在使用kill -9 pid时，是不会被调用的）。使用方法（Runtime.getRuntime().addShutdownHook(Thread hook)）。更多内容可以参考JAVA虚拟机关闭钩子(Shutdown Hook)

62. 终结器finalize

终结器finalize：在回收器释放它们后，调用它们的finalize方法，从而保证一些持久化的资源被释放。在大多数情况下，通过使用finally代码块和显示的close方法，能够比使用终结器更好地管理资源。唯一例外情况在于：当需要管理对象，并且该对象持有的资源是通过本地方法获得的。但是基于一些原因（譬如对象复活），我们要尽量避免编写或者使用包含终结器的类。

63. 线程工厂ThreadFactory

每当线程池（ThreadPoolExecutor）需要创建一个线程时，都是通过线程功夫方法来完成的。默认的线程工厂方法将创建一个新的、非守护的线程，并且不包含特殊的配置信息。通过指定一个线程工厂方法，可以定制线程池的配置信息。在ThreadFactory中只定义了一个方法newThread，每当线程池需要创建一个新线程时都会调用这个方法。默认的线程工厂(DefaultThreadFactory 是Executors的内部类)如下：

    static class DefaultThreadFactory implements ThreadFactory {
        private static final AtomicInteger poolNumber = new AtomicInteger(1);
        private final ThreadGroup group;
        private final AtomicInteger threadNumber = new AtomicInteger(1);
        private final String namePrefix;

        DefaultThreadFactory() {
            SecurityManager s = System.getSecurityManager();
            group = (s != null) ? s.getThreadGroup() :
                                  Thread.currentThread().getThreadGroup();
            namePrefix = "pool-" +
                          poolNumber.getAndIncrement() +
                         "-thread-";
        }

        public Thread newThread(Runnable r) {
            Thread t = new Thread(group, r,
                                  namePrefix + threadNumber.getAndIncrement(),
                                  0);
            if (t.isDaemon())
                t.setDaemon(false);
            if (t.getPriority() != Thread.NORM_PRIORITY)
                t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
            return t;
        }
    }

通过implements ThreadFactory可以定制线程工厂。譬如，你希望为线程池中的线程指定一个UncaughtExceptionHandler，或者实例化一个定制的Thread类用于执行调试信息的记录。

64. synchronized与ReentrantLock之间进行选择

由第21条可知ReentrantLock与synchronized想必提供了许多功能：定时的锁等待，可中断的锁等待、公平锁、非阻塞的获取锁等，而且从性能上来说ReentrantLock比synchronized略有胜出（JDK6起），在JDK5中是远远胜出，为嘛不放弃synchronized呢？ReentrantLock的危险性要比同步机制高，如果忘记在finnally块中调用unlock，那么虽然代码表面上能正常运行，但实际上已经埋下了一颗定时炸弹，并很可能伤及其他代码。仅当内置锁不能满足需求时，才可以考虑使用ReentrantLock.

65. Happens-Before规则

程序顺序规则：如果程序中操作A在操作B之前，那么在线程中A操作将在B操作之前。
监视器锁规则：一个unlock操作现行发生于后面对同一个锁的lock操作。
volatile变量规则：对一个volatile变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作，这里的“后面”同样是指时间上的先后顺序。
线程启动规则：Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每一个动作。
线程终止规则：线程的所有操作都先行发生于对此线程的终止检测，我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值等于段检测到线程已经终止执行。
线程中断规则：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。
终结器规则：对象的构造函数必须在启动该对象的终结器之前执行完成。
传递性：如果操作A先行发生于操作B，操作B先行发生于操作C，那就可以得出操作A先行发生于操作C的结论。

注意：如果两个操作之间存在happens-before关系，并不意味着java平台的具体实现必须要按照Happens-Before关系指定的顺序来执行。如果重排序之后的执行结果，与按happens-before关系来执行的结果一致，那么这种重排序并不非法。

66. as-if-serial

不管怎么重排序，程序执行结果不能被改变。

67. ABA问题

ABA问题发生在类似这样的场景：线程1转变使用CAS将变量A的值替换为C，在此时，线程2将变量的值由A替换为C，又由C替换为A，然后线程1执行CAS时发现变量的值仍为A，所以CAS成功。但实际上这时的现场已经和最初的不同了。大多数情况下ABA问题不会产生什么影响。如果有特殊情况下由于ABA问题导致，可用采用AtomicStampedReference来解决，原理：乐观锁+version。可以参考下面的案例来了解其中的不同。

public class ABAQuestion
{
    private static AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(100);
    private static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedRef = new AtomicStampedReference<Integer>(100,0);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException
    {
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run()
            {
                atomicInt.compareAndSet(100, 101);
                atomicInt.compareAndSet(101, 100);
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run()
            {
                try
                {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
                boolean c3 = atomicInt.compareAndSet(100, 101);
                System.out.println(c3);
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread1.join();
        thread2.join();

        Thread thread3 = new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run()
            {
                try
                {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
                atomicStampedRef.compareAndSet(100, 101, atomicStampedRef.getStamp(), atomicStampedRef.getStamp()+1);
                atomicStampedRef.compareAndSet(101, 100, atomicStampedRef.getStamp(), atomicStampedRef.getStamp()+1);
            }
        });

        Thread thread4 = new Thread(new Runnable(){
            @Override
            public void run()
            {
                int stamp = atomicStampedRef.getStamp();
                try
                {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
                }
                catch (InterruptedException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
                boolean c3 = atomicStampedRef.compareAndSet(100, 101, stamp, stamp+1);
                System.out.println(c3);
            }
        });
        thread3.start();
        thread4.start();
    }
}

输出结果：true false

1. interrupted与isInterrupted的区别

2. 终止正在运行的线程的三种方法：

3. yield方法

4. 线程的优先级

5. Java中线程的状态

6. 守护线程

7. synchronized的类锁与对象锁

8. 同步不具备继承性

9. wait, notify, notifyAll用法

10. 管道

11. join方法

12.ThreadLocal

14. ReentrantLock中的其余方法

15. Condition

16. 读写锁ReentrantReadWriteLock

17. Timer的使用

18. 线程安全的单例模式

19. 线程组ThreadGroup

20. 多线程的异常捕获UncaughtExceptionHandler

21.ReentrantLock与synchonized区别

22. 使用多线程的优势

23. 构造线程

24. 使用多线程的方式

25. 读写锁

26.锁降级

27. ConcurrentHashMap

28. 线程安全的非阻塞队列

29. 阻塞队列

30. 阻塞队列的插入和移除操作处理方式：

31. Java里的阻塞队列

32. ArrayBlockingQueue

33. LinkedBlockingQueue

34. PriorityBlockingQueue

35. DelayQueue

36. SynchronousQueue

37. LinkedTransferQueue

38. LinkedBlockingDeque

39. Fork/Join框架

40. 原子类

41. 原子更新基本类型

42. 原子更新数组

43. CountDownLatch

44. CyclicBarrier

45. CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

46. Semaphore

47. 线程间交换数据的Exchanger

48. Java中的线程池ThreadPoolExecutor

49. shutdown和shutdownNow

50. 扩展ThreadPoolExecutor

51. SimpleDateFormat非线程安全

52. CopyOnWriteArrayList

53. 工作窃取算法（work-stealing）

54. Future & FutureTask

55. Executors

56. ScheduledThreadPoolExecutor替代Timer

57. Callable & Runnable

58. CompletionService

59. 通过Future来实现取消

60. 处理不可中断的阻塞

61. 关闭钩子

62. 终结器finalize

63. 线程工厂ThreadFactory

64. synchronized与ReentrantLock之间进行选择

65. Happens-Before规则

66. as-if-serial

67. ABA问题

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