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前言

對于從事后端開發(fā)的同學(xué)來說，并發(fā)編程肯定再熟悉不過了。

說實話，在java中并發(fā)編程是一大難點，至少我是這么認(rèn)為的。不光理解起來比較費勁，使用起來更容易踩坑。

不信，讓繼續(xù)往下面看。

今天重點跟大家一起聊聊并發(fā)編程的10個坑，希望對你有幫助。

1. SimpleDateFormat線程不安全

在java8之前，我們對時間的格式化處理，一般都是用的SimpleDateFormat類實現(xiàn)的。例如：

@Service
public class SimpleDateFormatService {

    public Date time(String time) throws ParseException {
        SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        return dateFormat.parse(time);
    }
}

如果你真的這樣寫，是沒問題的。

就怕哪天抽風(fēng)，你覺得dateFormat是一段固定的代碼，應(yīng)該要把它抽取成常量。

于是把代碼改成下面的這樣：

@Service
public class SimpleDateFormatService {

   private static SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    public Date time(String time) throws ParseException {
        return dateFormat.parse(time);
    }
}

dateFormat對象被定義成了靜態(tài)常量，這樣就能被所有對象共用。

如果只有一個線程調(diào)用time方法，也不會出現(xiàn)問題。

但Serivce類的方法，往往是被Controller類調(diào)用的，而Controller類的接口方法，則會被tomcat的線程池調(diào)用。換句話說，可能會出現(xiàn)多個線程調(diào)用同一個Controller類的同一個方法，也就是會出現(xiàn)多個線程會同時調(diào)用time方法的情況。

而time方法會調(diào)用SimpleDateFormat類的parse方法：

@Override
public Date parse(String text, ParsePosition pos) {
    ...
    Date parsedDate;
    try {
        parsedDate = calb.establish(calendar).getTime();
        ...
    } catch (IllegalArgumentException e) {
        pos.errorIndex = start;
        pos.index = oldStart;
        return null;
    }
   return parsedDate;
}

該方法會調(diào)用establish方法：

Calendar establish(Calendar cal) {
    ...
    //1.清空數(shù)據(jù)
    cal.clear();
    //2.設(shè)置時間
    cal.set(...);
    //3.返回
    return cal;
}

其中的步驟1、2、3是非原子操作。

但如果cal對象是局部變量還好，壞就壞在parse方法調(diào)用establish方法時，傳入的calendar是SimpleDateFormat類的父類DateFormat的成員變量：

public abstract class DateFormat extends Forma {
    ....
    protected Calendar calendar;
    ...
}

這樣就可能會出現(xiàn)多個線程，同時修改同一個對象即：dateFormat，他的同一個成員變量即：Calendar值的情況。

這樣可能會出現(xiàn)，某個線程設(shè)置好了時間，又被其他的線程修改了，從而出現(xiàn)時間錯誤的情況。

那么，如何解決這個問題呢？

SimpleDateFormat類的對象不要定義成靜態(tài)的，可以改成方法的局部變量。
使用ThreadLocal保存SimpleDateFormat類的數(shù)據(jù)。
使用java8的DateTimeFormatter類。

2. 雙重檢查鎖的漏洞

單例模式無論在實際工作，還是在面試中，都出現(xiàn)得比較多。

我們都知道，單例模式有：餓漢模式和懶漢模式兩種。

餓漢模式代碼如下：

public class SimpleSingleton {
    //持有自己類的引用
    private static final SimpleSingleton INSTANCE = new SimpleSingleton();

    //私有的構(gòu)造方法
    private SimpleSingleton() {
    }
    //對外提供獲取實例的靜態(tài)方法
    public static SimpleSingleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

使用餓漢模式的好處是：沒有線程安全的問題，但帶來的壞處也很明顯。

private static final SimpleSingleton INSTANCE = new SimpleSingleton();

一開始就實例化對象了，如果實例化過程非常耗時，并且最后這個對象沒有被使用，不是白白造成資源浪費嗎？

還真是啊。

這個時候你也許會想到，不用提前實例化對象，在真正使用的時候再實例化不就可以了？

這就是我接下來要介紹的：懶漢模式。

具體代碼如下：

public class SimpleSingleton2 {

    private static SimpleSingleton2 INSTANCE;

    private SimpleSingleton2() {
    }

    public static SimpleSingleton2 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new SimpleSingleton2();
        }
        return INSTANCE;
    }
}

示例中的INSTANCE對象一開始是空的，在調(diào)用getInstance方法才會真正實例化。

嗯，不錯不錯。但這段代碼還是有問題。

假如有多個線程中都調(diào)用了getInstance方法，那么都走到 if (INSTANCE == null) 判斷時，可能同時成立，因為INSTANCE初始化時默認(rèn)值是null。這樣會導(dǎo)致多個線程中同時創(chuàng)建INSTANCE對象，即INSTANCE對象被創(chuàng)建了多次，違背了只創(chuàng)建一個INSTANCE對象的初衷。

為了解決餓漢模式和懶漢模式各自的問題，于是出現(xiàn)了：雙重檢查鎖。

具體代碼如下：

public class SimpleSingleton4 {

    private static SimpleSingleton4 INSTANCE;

    private SimpleSingleton4() {
    }

    public static SimpleSingleton4 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (SimpleSingleton4.class) {
                if (INSTANCE == null) {
                    INSTANCE = new SimpleSingleton4();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }
}

需要在synchronized前后兩次判空。

但我要告訴你的是：這段代碼有漏洞的。

有什么問題？

public static SimpleSingleton4 getInstance() {
    if (INSTANCE == null) {//1
        synchronized (SimpleSingleton4.class) {//2
            if (INSTANCE == null) {//3
                INSTANCE = new SimpleSingleton4();//4
            }
        }
    }
    return INSTANCE;//5
}

getInstance方法的這段代碼，我是按1、2、3、4、5這種順序?qū)懙模Ｍ舶催@個順序執(zhí)行。

但是java虛擬機(jī)實際上會做一些優(yōu)化，對一些代碼指令進(jìn)行重排。重排之后的順序可能就變成了：1、3、2、4、5，這樣在多線程的情況下同樣會創(chuàng)建多次實例。重排之后的代碼可能如下：

public static SimpleSingleton4 getInstance() {
    if (INSTANCE == null) {//1
       if (INSTANCE == null) {//3
           synchronized (SimpleSingleton4.class) {//2
                INSTANCE = new SimpleSingleton4();//4
            }
        }
    }
    return INSTANCE;//5
}

原來如此，那有什么辦法可以解決呢？

答：可以在定義INSTANCE是加上volatile關(guān)鍵字。具體代碼如下：

public class SimpleSingleton7 {

    private volatile static SimpleSingleton7 INSTANCE;

    private SimpleSingleton7() {
    }

    public static SimpleSingleton7 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (SimpleSingleton7.class) {
                if (INSTANCE == null) {
                    INSTANCE = new SimpleSingleton7();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }
}

volatile關(guān)鍵字可以保證多個線程的可見性，但是不能保證原子性。同時它也能禁止指令重排。

雙重檢查鎖的機(jī)制既保證了線程安全，又比直接上鎖提高了執(zhí)行效率，還節(jié)省了內(nèi)存空間。

3. volatile的原子性

從前面我們已經(jīng)知道volatile，是一個非常不錯的關(guān)鍵字，它能保證變量在多個線程中的可見性，它也能禁止指令重排，但是不能保證原子性。

使用volatile關(guān)鍵字禁止指令重排，前面已經(jīng)說過了，這里就不聊了。

可見性主要體現(xiàn)在：一個線程對某個變量修改了，另一個線程每次都能獲取到該變量的最新值。

先一起看看反例：

public class VolatileTest extends Thread {

    private  boolean stopFlag = false;

    public boolean isStopFlag() {
        return stopFlag;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(300);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();

        }
        stopFlag = true;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " stopFlag = " + stopFlag);
    }

    public static void main(String[] args) {
        VolatileTest vt = new VolatileTest();
        vt.start();

        while (true) {
            if (vt.isStopFlag()) {
                System.out.println("stop");
                break;
            }
        }
    }
}

上面這段代碼中，VolatileTest是一個Thread類的子類，它的成員變量stopFlag默認(rèn)是false，在它的run方法中修改成了true。

然后在main方法的主線程中，用vt.isStopFlag()方法判斷，如果它的值是true時，則打印stop關(guān)鍵字。

那么，如何才能讓stopFlag的值修改了，在主線程中通過vt.isStopFlag()方法，能夠獲取最新的值呢？

正例如下：

public class VolatileTest extends Thread {

    private volatile boolean stopFlag = false;

    public boolean isStopFlag() {
        return stopFlag;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(300);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();

        }
        stopFlag = true;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " stopFlag = " + stopFlag);
    }

    public static void main(String[] args) {
        VolatileTest vt = new VolatileTest();
        vt.start();

        while (true) {
            if (vt.isStopFlag()) {
                System.out.println("stop");
                break;
            }
        }
    }
}

用volatile關(guān)鍵字修飾stopFlag即可。

下面重點說說volatile的原子性問題。

使用多線程給count加1，代碼如下：

public class VolatileTest {

    public volatile int count = 0;

    public void add() {
        count++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        final VolatileTest test = new VolatileTest();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                        test.add();
                    }
                }

                ;
            }.start();
        }
        while (Thread.activeCount() > 2) {
            //保證前面的線程都執(zhí)行完
            Thread.yield();
        }

        System.out.println(test.count);
    }
}

執(zhí)行結(jié)果每次都不一樣，但可以肯定的是count值每次都小于20000，比如：19999。

這個例子中count是成員變量，雖說被定義成了volatile的，但由于add方法中的count++是非原子操作。在多線程環(huán)境中，count++的數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)問題。

由此可見，volatile不能保證原子性。

那么，如何解決這個問題呢？

答：使用synchronized關(guān)鍵字。

改造后的代碼如下：

public class VolatileTest {

    public int count = 0;

    public synchronized void add() {
        count++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        final VolatileTest test = new VolatileTest();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            new Thread() {
                @Override
                public void run() {
                    for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                        test.add();
                    }
                }

                ;
            }.start();
        }
        while (Thread.activeCount() > 2) {
            //保證前面的線程都執(zhí)行完
            Thread.yield();
        }

        System.out.println(test.count);
    }
}

4. 死鎖

死鎖可能是大家都不希望遇到的問題，因為一旦程序出現(xiàn)了死鎖，如果沒有外力的作用，程序?qū)恢碧幱谫Y源競爭的假死狀態(tài)中。

死鎖代碼如下：

public class DeadLockTest {

    public static String OBJECT_1 = "OBJECT_1";
    public static String OBJECT_2 = "OBJECT_2";

    public static void main(String[] args) {
        LockA lockA = new LockA();
        new Thread(lockA).start();

        LockB lockB = new LockB();
        new Thread(lockB).start();
    }

}

class LockA implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (DeadLockTest.OBJECT_1) {
            try {
                Thread.sleep(500);

                synchronized (DeadLockTest.OBJECT_2) {
                    System.out.println("LockA");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class LockB implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (DeadLockTest.OBJECT_2) {
            try {
                Thread.sleep(500);

                synchronized (DeadLockTest.OBJECT_1) {
                    System.out.println("LockB");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

一個線程在獲取OBJECT_1鎖時，沒有釋放鎖，又去申請OBJECT_2鎖。而剛好此時，另一個線程獲取到了OBJECT_2鎖，也沒有釋放鎖，去申請OBJECT_1鎖。由于OBJECT_1和OBJECT_2鎖都沒有釋放，兩個線程將一起請求下去，陷入死循環(huán)，即出現(xiàn)死鎖的情況。

那么如果避免死鎖問題呢？

4.1 縮小鎖的范圍

出現(xiàn)死鎖的情況，有可能是像上面那樣，鎖范圍太大了導(dǎo)致的。

那么解決辦法就是縮小鎖的范圍。

具體代碼如下：

class LockA implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (DeadLockTest.OBJECT_1) {
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        synchronized (DeadLockTest.OBJECT_2) {
             System.out.println("LockA");
        }
    }
}

class LockB implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (DeadLockTest.OBJECT_2) {
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        synchronized (DeadLockTest.OBJECT_1) {
             System.out.println("LockB");
        }
    }
}

在獲取OBJECT_1鎖的代碼塊中，不包含獲取OBJECT_2鎖的代碼。同時在獲取OBJECT_2鎖的代碼塊中，也不包含獲取OBJECT_1鎖的代碼。

4.2 保證鎖的順序

出現(xiàn)死鎖的情況說白了是，一個線程獲取鎖的順序是：OBJECT_1和OBJECT_2。而另一個線程獲取鎖的順序剛好相反為：OBJECT_2和OBJECT_1。

那么，如果我們能保證每次獲取鎖的順序都相同，就不會出現(xiàn)死鎖問題。

具體代碼如下：

class LockA implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (DeadLockTest.OBJECT_1) {
            try {
                Thread.sleep(500);

                synchronized (DeadLockTest.OBJECT_2) {
                    System.out.println("LockA");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class LockB implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        synchronized (DeadLockTest.OBJECT_1) {
            try {
                Thread.sleep(500);

                synchronized (DeadLockTest.OBJECT_2) {
                    System.out.println("LockB");
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

兩個線程，每個線程都是先獲取OBJECT_1鎖，再獲取OBJECT_2鎖。

5. 沒釋放鎖

在java中除了使用synchronized關(guān)鍵字，給我們所需要的代碼塊加鎖之外，還能通過Lock關(guān)鍵字加鎖。

使用synchronized關(guān)鍵字加鎖后，如果程序執(zhí)行完畢，或者程序出現(xiàn)異常時，會自動釋放鎖。

但如果使用Lock關(guān)鍵字加鎖后，需要開發(fā)人員在代碼中手動釋放鎖。

例如：

public class LockTest {

    private final ReentrantLock rLock = new ReentrantLock();

    public void fun() {
        rLock.lock();

        try {
            System.out.println("fun");
        } finally {
            rLock.unlock();
        }
    }
}

代碼中先創(chuàng)建一個ReentrantLock類的實例對象rLock，調(diào)用它的lock方法加鎖。然后執(zhí)行業(yè)務(wù)代碼，最后再finally代碼塊中調(diào)用unlock方法。

但如果你沒有在finally代碼塊中，調(diào)用unlock方法手動釋放鎖，線程持有的鎖將不會得到釋放。

6. HashMap導(dǎo)致內(nèi)存溢出

HashMap在實際的工作場景中，使用頻率還是挺高的，比如：接收參數(shù)，緩存數(shù)據(jù)，匯總數(shù)據(jù)等等。

但如果你在多線程的環(huán)境中使用HashMap，可能會導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果。

@Service
public class HashMapService {

    private Map<Long, Object> hashMap = new HashMap<>();

    public void add(User user) {
        hashMap.put(user.getId(), user.getName());
    }
}

在HashMapService類中定義了一個HashMap的成員變量，在add方法中往HashMap中添加數(shù)據(jù)。在controller層的接口中調(diào)用add方法，會使用tomcat的線程池去處理請求，就相當(dāng)于在多線程的場景下調(diào)用add方法。

在jdk1.7中，HashMap使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是：數(shù)組+鏈表。如果在多線程的情況下，不斷往HashMap中添加數(shù)據(jù)，它會調(diào)用resize方法進(jìn)行擴(kuò)容。該方法在復(fù)制元素到新數(shù)組時，采用的頭插法，在某些情況下，會導(dǎo)致鏈表會出現(xiàn)死循環(huán)。

死循環(huán)最終結(jié)果會導(dǎo)致：內(nèi)存溢出。

此外，如果HashMap中數(shù)據(jù)非常多，會導(dǎo)致鏈表很長。當(dāng)查找某個元素時，需要遍歷某個鏈表，查詢效率不太高。

為此，jdk1.8之后，將HashMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)改成了：數(shù)組+鏈表+紅黑樹。

如果同一個數(shù)組元素中的數(shù)據(jù)項小于8個，則還是用鏈表保存數(shù)據(jù)。如果大于8個，則自動轉(zhuǎn)換成紅黑樹。

為什么要用紅黑樹？

答：鏈表的時間復(fù)雜度是O(n)，而紅黑樹的時間復(fù)雜度是O(logn)，紅黑樹的復(fù)雜度是優(yōu)于鏈表的。

既然這樣，為什么不直接使用紅黑樹？

答：樹節(jié)點所占存儲空間是鏈表節(jié)點的兩倍，節(jié)點少的時候，盡管在時間復(fù)雜度上，紅黑樹比鏈表稍微好一些。但是由于紅黑樹所占空間比較大，HashMap綜合考慮之后，認(rèn)為節(jié)點數(shù)量少的時候用占存儲空間更多的紅黑樹不劃算。

jdk1.8中HashMap就不會出現(xiàn)死循環(huán)？

答：錯，它在多線程環(huán)境中依然會出現(xiàn)死循環(huán)。在擴(kuò)容的過程中，在鏈表轉(zhuǎn)換為樹的時候，for循環(huán)一直無法跳出，從而導(dǎo)致死循環(huán)。

那么，如果想多線程環(huán)境中使用HashMap該怎么辦呢？

答：使用ConcurrentHashMap。

7. 使用默認(rèn)線程池

我們都知道jdk1.5之后，提供了ThreadPoolExecutor類，用它可以自定義線程池。

線程池的好處有很多，比如：

降低資源消耗：避免了頻繁的創(chuàng)建線程和銷毀線程，可以直接復(fù)用已有線程。而我們都知道，創(chuàng)建線程是非常耗時的操作。
提供速度：任務(wù)過來之后，因為線程已存在，可以拿來直接使用。
提高線程的可管理性：線程是非常寶貴的資源，如果創(chuàng)建過多的線程，不僅會消耗系統(tǒng)資源，甚至?xí)绊懴到y(tǒng)的穩(wěn)定。使用線程池，可以非常方便的創(chuàng)建、管理和監(jiān)控線程。

當(dāng)然jdk為了我們使用更便捷，專門提供了：Executors類，給我們快速創(chuàng)建線程池。

該類中包含了很多靜態(tài)方法：

newCachedThreadPool：創(chuàng)建一個可緩沖的線程，如果線程池大小超過處理需要，可靈活回收空閑線程，若無可回收，則新建線程。
newFixedThreadPool：創(chuàng)建一個固定大小的線程池，如果任務(wù)數(shù)量超過線程池大小，則將多余的任務(wù)放到隊列中。
newScheduledThreadPool：創(chuàng)建一個固定大小，并且能執(zhí)行定時周期任務(wù)的線程池。
newSingleThreadExecutor：創(chuàng)建只有一個線程的線程池，保證所有的任務(wù)安裝順序執(zhí)行。

在高并發(fā)的場景下，如果大家使用這些靜態(tài)方法創(chuàng)建線程池，會有一些問題。

那么，我們一起看看有哪些問題？

newFixedThreadPool：允許請求的隊列長度是Integer.MAX_VALUE，可能會堆積大量的請求，從而導(dǎo)致OOM。
newSingleThreadExecutor：允許請求的隊列長度是Integer.MAX_VALUE，可能會堆積大量的請求，從而導(dǎo)致OOM。
newCachedThreadPool：允許創(chuàng)建的線程數(shù)是Integer.MAX_VALUE，可能會創(chuàng)建大量的線程，從而導(dǎo)致OOM。

那我們該怎辦呢？

優(yōu)先推薦使用ThreadPoolExecutor類，我們自定義線程池。

具體代碼如下：

ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
    8, //corePoolSize線程池中核心線程數(shù)
    10, //maximumPoolSize 線程池中最大線程數(shù)
    60, //線程池中線程的最大空閑時間，超過這個時間空閑線程將被回收
    TimeUnit.SECONDS,//時間單位
    new ArrayBlockingQueue(500), //隊列
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); //拒絕策略

順便說一下，如果是一些低并發(fā)場景，使用Executors類創(chuàng)建線程池也未嘗不可，也不能完全一棍子打死。在這些低并發(fā)場景下，很難出現(xiàn)OOM問題，所以我們需要根據(jù)實際業(yè)務(wù)場景選擇。

8. @Async注解的陷阱

之前在java并發(fā)編程中實現(xiàn)異步功能，一般是需要使用線程或者線程池。

線程池的底層也是用的線程。

而實現(xiàn)一個線程，要么繼承Thread類，要么實現(xiàn)Runnable接口，然后在run方法中寫具體的業(yè)務(wù)邏輯代碼。

開發(fā)spring的大神們，為了簡化這類異步操作，已經(jīng)幫我們把異步功能封裝好了。spring中提供了@Async注解，我們可以通過它即可開啟異步功能，使用起來非常方便。

具體做法如下：

1.在springboot的啟動類上面加上@EnableAsync注解。

@EnableAsync
@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

2.在需要執(zhí)行異步調(diào)用的業(yè)務(wù)方法加上@Async注解。

@Service
public class CategoryService {

     @Async
     public void add(Category category) {
        //添加分類
     }
}

3.在controller方法中調(diào)用這個業(yè)務(wù)方法。

@RestController
@RequestMapping("/category")
public class CategoryController {

     @Autowired
     private CategoryService categoryService;
  
     @PostMapping("/add")
     public void add(@RequestBody category) {
        categoryService.add(category);
     }
}

這樣就能開啟異步功能了。

是不是很easy？

但有個壞消息是：用@Async注解開啟的異步功能，會調(diào)用AsyncExecutionAspectSupport類的doSubmit方法。

默認(rèn)情況會走else邏輯。

而else的邏輯最終會調(diào)用doExecute方法：

protected void doExecute(Runnable task) {
  Thread thread = (this.threadFactory != null ? this.threadFactory.newThread(task) : createThread(task));
  thread.start();
}

我去，這不是每次都會創(chuàng)建一個新線程嗎？

沒錯，使用@Async注解開啟的異步功能，默認(rèn)情況下，每次都會創(chuàng)建一個新線程。

如果在高并發(fā)的場景下，可能會產(chǎn)生大量的線程，從而導(dǎo)致OOM問題。

建議大家在@Async注解開啟的異步功能時，請別忘了定義一個線程池。

9. 自旋鎖浪費cpu資源

在并發(fā)編程中，自旋鎖想必大家都已經(jīng)耳熟能詳了。

自旋鎖有個非常經(jīng)典的使用場景就是：CAS（即比較和交換），它是一種無鎖化思想（說白了用了一個死循環(huán)），用來解決高并發(fā)場景下，更新數(shù)據(jù)的問題。

而atomic包下的很多類，比如：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean等，都是用CAS實現(xiàn)的。

我們以AtomicInteger類為例，它的incrementAndGet沒有每次都給變量加1。

public final int incrementAndGet() {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
}

它的底層就是用的自旋鎖實現(xiàn)的：

public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
  int var5;
  do {
      var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
  } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));

    return var5;
}

在do...while死循環(huán)中，不停進(jìn)行數(shù)據(jù)的比較和交換，如果一直失敗，則一直循環(huán)重試。

如果在高并發(fā)的情況下，compareAndSwapInt會很大概率失敗，因此導(dǎo)致了此處cpu不斷的自旋，這樣會嚴(yán)重浪費cpu資源。

那么，如果解決這個問題呢？

答：使用LockSupport類的parkNanos方法。

具體代碼如下：

private boolean compareAndSwapInt2(Object var1, long var2, int var4, int var5) {
     if(this.compareAndSwapInt(var1,var2,var4, var5)) {
          return true;
      } else {
          LockSupport.parkNanos(10);
          return false;
      }
 }

當(dāng)cas失敗之后，調(diào)用LockSupport類的parkNanos方法休眠一下，相當(dāng)于調(diào)用了Thread.Sleep方法。這樣能夠有效的減少頻繁自旋導(dǎo)致cpu資源過度浪費的問題。

10. ThreadLocal用完沒清空

在java中保證線程安全的技術(shù)有很多，可以使用synchroized、Lock等關(guān)鍵字給代碼塊加鎖。

但是它們有個共同的特點，就是加鎖會對代碼的性能有一定的損耗。

其實，在jdk中還提供了另外一種思想即：用空間換時間。

沒錯，使用ThreadLocal類就是對這種思想的一種具體體現(xiàn)。

ThreadLocal為每個使用變量的線程提供了一個獨立的變量副本，這樣每一個線程都能獨立地改變自己的副本，而不會影響其它線程所對應(yīng)的副本。

ThreadLocal的用法大致是這樣的：

先創(chuàng)建一個CurrentUser類，其中包含了ThreadLocal的邏輯。

public class CurrentUser {
    private static final ThreadLocal<UserInfo> THREA_LOCAL = new ThreadLocal();
    
    public static void set(UserInfo userInfo) {
        THREA_LOCAL.set(userInfo);
    }
    
    public static UserInfo get() {
       THREA_LOCAL.get();
    }
    
    public static void remove() {
       THREA_LOCAL.remove();
    }
}

在業(yè)務(wù)代碼中調(diào)用CurrentUser類。

public void doSamething(UserDto userDto) {
   UserInfo userInfo = convert(userDto);
   CurrentUser.set(userInfo);
   ...

   //業(yè)務(wù)代碼
   UserInfo userInfo = CurrentUser.get();
   ...
}

在業(yè)務(wù)代碼的第一行，將userInfo對象設(shè)置到CurrentUser，這樣在業(yè)務(wù)代碼中，就能通過CurrentUser.get()獲取到剛剛設(shè)置的userInfo對象。特別是對業(yè)務(wù)代碼調(diào)用層級比較深的情況，這種用法非常有用，可以減少很多不必要傳參。

但在高并發(fā)的場景下，這段代碼有問題，只往ThreadLocal存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)用完之后并沒有及時清理。

ThreadLocal即使使用了WeakReference（弱引用）也可能會存在內(nèi)存泄露問題，因為 entry對象中只把key(即threadLocal對象)設(shè)置成了弱引用，但是value值沒有。

那么，如何解決這個問題呢？

public void doSamething(UserDto userDto) {
   UserInfo userInfo = convert(userDto);
   
   try{
     CurrentUser.set(userInfo);
     ...
     
     //業(yè)務(wù)代碼
     UserInfo userInfo = CurrentUser.get();
     ...
   } finally {
      CurrentUser.remove();
   }
}

需要在finally代碼塊中，調(diào)用remove方法清理沒用的數(shù)據(jù)。

以上就是關(guān)于并發(fā)編程中的10個坑介紹以及解決方案的全部內(nèi)容，希望本篇文章能給大家提供幫助，也希望大家多多支持一下。

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