飞越面试官（二）--JUC

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JUC是什么东西？我相信很多经验尚浅的小伙伴部分都会为之一懵，我也是，三个字母都会读，连在一起就不知道在说什么，其实如果把它的全称写出来，“java.util.concurrent”，这就很清楚了。这个jar包的内容就是，atomic类、volatile、cas、concurrentHashMap、CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、实现Callable接口创建线程，ReentrantLock同步锁，ReadWriteLock读写锁，线程池。

    围绕上面列举的JUC下的类，几乎都是面试的重灾区，不问才是奇怪。

    ReentrantLock了解吗？嗯。功能如其名，它是一把锁，而且还是可重入的，这个和synchriozed是类似的。它作用于代码片段，可以通过lock方法去竞争锁，当然也提供了顺序上锁的形式，这synchriozed是做不到的，它的底层原理是AQS，释放锁要使用unlock方法，否则会一直阻塞改代码判断，同时也提供了一些方法用于感知锁的状态和响应中断，还可以通过condition来唤醒指定的线程。
    你说AQS？是的，它位于java.util.concurrent.locks包下，AQS是一个用来构建锁和同步器的框架，例如ReentrantLock和Semaphore等等，原理是被请求的共享资源空闲，那么当前空闲的线程就会被标记为运行状态，资源也被标记为被锁定，需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制，AQS使用CLH队列锁（自旋锁，先来先服务，保证无饥饿）实现，即将暂时获取不到锁的线程放在队列中。

    简单说下CAS吧！全称就是compare and swap，通过保存一个旧值，更新时用旧值来比较当前值，没有改变则更新为更新后的值。像atomicInteger就是利用volatile修饰值，然后使用上面说的cas这个方法来做。

    concurrentHashMap是怎么保证线程安全的？与Hashtable不同，concurrentHashMap不会锁住整个表，JDK7及之前是做了一个分段锁，将表分成16段，每段单独加锁，每段的里面是一个不会互相干扰的数组。JDK8以及之后，分段锁的做法成了CAS加synchroized，段里面的数组超过8个之后会成为红黑树。

    Volatile的作用？它可以 保证每个线程都可以获取到最新的值，或者说是从主内存中读取的值。同时也可以用于阻止指令重排，像一个变量初始，第一步是开辟内存，第二步是内存赋值，第三步是内存指向引用。第二和第三步是可以不一定的取决于JVM，用了volatile之后不会调换这个步骤。

    用没用过多线程呢？按我理解，用了线程池和CountDownLatch之类的，也就是用过多线程了。这里说下ContDownLatch，它可以用于控制指定数量线程的开始，通过调用countDown方法标记执行完成，最后调用await方法，阻塞等待最后一个线程执行完毕。这个可以用于应用中发起多个请求同时执行的需求。

    除了CountDownLatch，还有CycliBarrier栅栏，栅栏是一个比CountDownLatch更进一步的线程控制方案，在指定线程数量执行到一定数量的时候，才能进行下一步。就好比，老师布置了作业，接着大家就开始做，做完的就交作业，老师等到了最后一个交作业的同学交上来，然后老师拿着全部写好的作业又分了下去给各个同学去改，全部改完了大家又交了上来，老师收齐了所有的作业后，可以翻一下试卷找找最高分什么的，然后又让同学们给发下去，最后一张试卷发完，事情就结束了。

    另外一些高级工具像信号量Semaphore和Phaser移相器，感觉Semaphore和线程池类似，Phaser和栅栏也类似。

    线程池？可以说说为什么要用线程池吗？使用池化技术，它是有好处的！第一个减少创建和销毁线程的开销，利于复用，第二个任务不用等创建线程就可以运行，第三个就是可以管理、调优和监控线程的运行。这里很有必要提一下线程池的运用，Java提供四种内置的创建线程池的方法，虽然都被阿里规范认为不要用为好，避免OOM。有newFixedThreadExecutor，但有等待队列过大造成OOM的可能、ScheduleThreadExecutor、newSingleThreadExecutor，newCacheThreadExecutor，有创建线程过大导致OOM风险。这个时候只能上自定义的线程池了，自定义线程池通过ThreadPoolExecutor创建，参数包括核心线程数、最大线程数、销毁核心线程数之外的线程的等待时间、等待队列、线程工厂、拒绝策略。其中拒绝策略又包括直接抛异常，抛弃最老的，直接丢弃，由调用者自己执行。

    线程池可以执行实现了Runable和Callable接口的线程，不需要返回结果的时候使用execute方法，需要返回结果的时候执行submit方法，返回结果要与Future结合使用，用get得到执行结果的时候，会阻塞线程直到执行完成。

    补充：

    谈一下Java的异常？它们都是Throwable的子类，Error基本就是程序挂掉了，得人工介入排查。Exception也分运行时和非运行时异常，非运行时异常需要catch处理，例如IO操作。运行时异常，例如下标越界，空指针，类不存在，方法不存在，数字格式异常。

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