线程的相关技术总结

--CountDownKatch

   CountDownLatch 内部维护了一个整数 n，n（要大于等于0）在 当前线程 初始化 CountDownLatch 方法指定。当前线程调用 CountDownLatch 的 await() 方法阻塞当前线程，等待其他调用 CountDownLatch 对象的 CountDown() 方法的线程执行完毕。 其他线程调用该 CountDownLatch 的 CountDown() 方法，该方法会把 n-1，直到所有线程执行完成，n 等于 0，当前线程 就恢复执行

--CyclicBarrier

  CyclicBarrier 是一个同步辅助类,允许一组线程互相等待,直到到达某个公共屏障点(CommonBarrierPoint)。因为该 barrier 在释放等待线程后可以重用,所以称它为循环的 barrier。

--Semaphore 

 Semaphore 直译为信号。实际上 Semaphore 可以看做是一个信号的集合。不同的线程能够从 Semaphore 中获取若干个信号量。当 Semaphore 对象持有的信号量不足时，尝试从 Semaphore 中获取信号的线程将会阻塞。直到其他线程将信号量释放以后，阻塞的线程会被唤醒，重新尝试获取信号量。

--说说 CountDownLatch 与 CyclicBarrier 区别

1. CountDownLatch 的作用是允许 1 或 N 个线程等待其他线程完成执行;而 CyclicBarrier 则是允许 N个线程相互等待。
2. CountDownLatch 的计数器无法被重置; CyclicBarrier 的计数器可以被重置后使用,因此它被称为是循环的 barrier。

--线程池的几种方式与使用场景

1. 在 Executors 类里面提供了一些静态工厂，生成一些常用的线程池。

1. newFixedThreadPool：创建固定大小的线程池。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。
2. newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说 JVM）能够创建的最大线程大小。
3. newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
4. newScheduledThreadPool：创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
5. newSingleThreadScheduledExecutor：创建一个单线程的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

--说说线程安全问题

线程安全是多线程领域的问题，线程安全可以简单理解为一个方法或者一个实例可以在多线程环境中使用而不会出现问题。

在 Java 多线程编程当中，提供了多种实现 Java 线程安全的方式：

• 最简单的方式，使用 Synchronization 关键字
• 使用 java.util.concurrent.atomic 包中的原子类，例如 AtomicInteger
• 使用 java.util.concurrent.locks 包中的锁
• 使用线程安全的集合 ConcurrentHashMap
• 使用 volatile 关键字，保证变量可见性（直接从内存读，而不是从线程 cache 读）

--volatile 实现原理

• 在 JVM 底层 volatile 是采用“内存屏障”来实现的
• 缓存一致性协议（MESI协议）它确保每个缓存中使用的共享变量的副本是一致的。其核心思想如下：当某个 CPU 在写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，则会通知其他 CPU 告知该变量的缓存行是无效的，因此其他 CPU 在读取该变量时，发现其无效会重新从主存中加载数据

--synchronized 与 lock 的区别

• synchronized 和 lock 的用法区别

  • synchronized(隐式锁)：在需要同步的对象中加入此控制，synchronized 可以加在方法上，也可以加在特定代码块中，括号中表示需要锁的对象。
  • lock（显示锁）：需要显示指定起始位置和终止位置。一般使用 ReentrantLock 类做为锁，多个线程中必须要使用一个 ReentrantLock 类做为对象才能保证锁的生效。且在加锁和解锁处需要通过 lock() 和 unlock() 显示指出。所以一般会在 finally 块中写 unlock() 以防死锁。

• synchronized 和 lock 性能区别 synchronized 是托管给 JVM 执行的，而 lock 是 Java 写的控制锁的代码。在 JDK 1.5 中，synchronize 是性能低效的。因为这是一个重量级操作，需要调用操作接口，导致有可能加锁消耗的系统时间比加锁以外的操作还多。相比之下使用 Java 提供的 Lock 对象，性能更高一些。但是到了 JDK 1.6，发生了变化。synchronize 在语义上很清晰，可以进行很多优化，有适应自旋，锁消除，锁粗化，轻量级锁，偏向锁等等。导致在 JDK 1.6 上 synchronize 的性能并不比 Lock 差。

• synchronized 和 lock 机制区别

  • synchronized 原始采用的是 CPU 悲观锁机制，即线程获得的是独占锁。独占锁意味着其 他线程只能依靠阻塞来等待线程释放锁。
  • Lock 用的是乐观锁方式。所谓乐观锁就是，每次不加锁而是假设没有冲突而去完成某项操作，如果因为冲突失败就重试，直到成功为止。乐观锁实现的机制就是 CAS 操作（Compare and Swap）。