面試被問線程問題！然后就被虐了
最近行情特別好，小編也投了簡歷去面試了一下，結(jié)果被虐了，阿里果然都喜歡問底層問題。之后找了點(diǎn)資料，大家一起學(xué)習(xí)下。
一、線程安全等級
之前的博客中已有所提及“線程安全”問題，一般我們常說某某類是線程安全的，某某是非線程安全的。其實線程安全并不是一個“非黑即白”單項選擇題。
按照“線程安全”的安全程度由強(qiáng)到弱來排序，我們可以將java語言中各種操作共享的數(shù)據(jù)分為以下5類：不可變、絕對線程安全、相對線程安全、線程兼容和線程對立。
在java語言中，不可變的對象一定是線程安全的，無論是對象的方法實現(xiàn)還是方法的調(diào)用者，都不需要再采取任何的線程安全保障措施。如final關(guān)鍵字修飾的數(shù)據(jù)不可修改，可靠性最高。
絕對的線程安全完全滿足Brian GoetZ給出的線程安全的定義，這個定義其實是很嚴(yán)格的，一個類要達(dá)到“不管運(yùn)行時環(huán)境如何，調(diào)用者都不需要任何額外的同步措施”通常需要付出很大的代價。
相對線程安全就是我們通常意義上所講的一個類是“線程安全”的。另外，多線程系列面試題和答案全部整理好了，微信搜索Java技術(shù)棧，在后臺發(fā)送：面試，可以在線閱讀。
它需要保證對這個對象單獨(dú)的操作是線程安全的，我們在調(diào)用的時候不需要做額外的保障措施，但是對于一些特定順序的連續(xù)調(diào)用，就可能需要在調(diào)用端使用額外的同步手段來保證調(diào)用的正確性。
在java語言中，大部分的線程安全類都屬于相對線程安全的，例如Vector、HashTable、Collections的synchronizedCollection()方法保證的集合。
4、線程兼容
線程兼容就是我們通常意義上所講的一個類不是線程安全的。
線程兼容是指對象本身并不是線程安全的，但是可以通過在調(diào)用端正確地使用同步手段來保證對象在并發(fā)環(huán)境下可以安全地使用。Java API中大部分的類都是屬于線程兼容的。如與前面的Vector和HashTable相對應(yīng)的集合類ArrayList和HashMap等。
5、線程對立
線程對立是指無論調(diào)用端是否采取了同步錯誤，都無法在多線程環(huán)境中并發(fā)使用的代碼。由于java語言天生就具有多線程特性，線程對立這種排斥多線程的代碼是很少出現(xiàn)的。
一個線程對立的例子是Thread類的supend()和resume()方法。如果有兩個線程同時持有一個線程對象，一個嘗試去中斷線程，另一個嘗試去恢復(fù)線程，如果并發(fā)進(jìn)行的話，無論調(diào)用時是否進(jìn)行了同步，目標(biāo)線程都有死鎖風(fēng)險。正因此如此，這兩個方法已經(jīng)被廢棄啦。
二、線程安全的實現(xiàn)方法
保證線程安全以是否需要同步手段分類，分為同步方案和無需同步方案。
互斥同步是最常見的一種并發(fā)正確性保障手段。同步是指在多線程并發(fā)訪問共享數(shù)據(jù)時，保證共享數(shù)據(jù)在同一時刻只被一個線程使用（同一時刻，只有一個線程在操作共享數(shù)據(jù)）。
而互斥是實現(xiàn)同步的一種手段，臨界區(qū)、互斥量和信號量都是主要的互斥實現(xiàn)方式。因此，在這4個字里面，互斥是因，同步是果；互斥是方法，同步是目的。
在java中，最基本的互斥同步手段就是synchronized關(guān)鍵字，synchronized關(guān)鍵字編譯之后，會在同步塊的前后分別形成monitorenter和monitorexit這兩個字節(jié)碼質(zhì)量，這兩個字節(jié)碼指令都需要一個reference類型的參數(shù)來指明要鎖定和解鎖的對象。
此外，ReentrantLock也是通過互斥來實現(xiàn)同步。在基本用法上，ReentrantLock與synchronized很相似，他們都具備一樣的線程重入特性。另外，多線程系列面試題和答案全部整理好了，微信搜索Java技術(shù)棧，在后臺發(fā)送：面試，可以在線閱讀。
互斥同步最主要的問題就是進(jìn)行線程阻塞和喚醒所帶來的性能問題，因此這種同步也成為阻塞同步。從處理問題的方式上說，互斥同步屬于一種悲觀的并發(fā)策略，總是認(rèn)為只要不去做正確地同步措施（例如加鎖），那就肯定會出現(xiàn)問題，無論共享數(shù)據(jù)是否真的會出現(xiàn)競爭，它都要進(jìn)行加鎖。
CAS指令執(zhí)行時，CAS指令指令時，當(dāng)且僅當(dāng)V處的值符合舊預(yù)期值A(chǔ)時，處理器用B更新V處的值，否則它就不執(zhí)行更新，但是無論是否更新了V處的值，都會返回V的舊值，上述的處理過程是一個原子操作。
ABA問題：因為CAS需要在操作值的時候檢查下值有沒有發(fā)生變化，如果沒有發(fā)生變化則更新，但是一個值原來是A，變成了B，又變成了A，那么使用CAS進(jìn)行檢查時會發(fā)現(xiàn)它的值沒有發(fā)生變化，但是實際上卻變化了。
要保證線程安全，并不是一定就要進(jìn)行同步，兩者沒有因果關(guān)系。同步只是保證共享數(shù)據(jù)爭用時的正確性的手段，如果一個方法本來就不涉及共享數(shù)據(jù)，那它自然就無需任何同步操作去保證正確性，因此會有一些代碼天生就是線程安全的。
可重入代碼（ReentrantCode）也稱為純代碼（Pure Code），可以在代碼執(zhí)行的任何時刻中斷它，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行另外一段代碼，而在控制權(quán)返回后，原來的程序不會出現(xiàn)任何錯誤。所有的可重入代碼都是線程安全的，但是并非所有的線程安全的代碼都是可重入的。
可重入代碼的特點(diǎn)是不依賴存儲在堆上的數(shù)據(jù)和公用的系統(tǒng)資源、用到的狀態(tài)量都是由參數(shù)中傳入、不調(diào)用 非可重入的方法等。
（類比：synchronized擁有鎖重入的功能，也就是在使用synchronized時，當(dāng)一個線程得到一個對象鎖后，再次請求此對象鎖時時可以再次得到該對象的鎖）
2）線程本地存儲
如果一段代碼中所需的數(shù)據(jù)必須與其他代碼共享，那就看看這些共享數(shù)據(jù)的代碼是否能保證在同一個線程中執(zhí)行？如果能保證，我們就可以把共享數(shù)據(jù)的可見范圍限制在同一個線程之內(nèi)。這樣無需同步也能保證線程之間不出現(xiàn)數(shù)據(jù)的爭用問題。
符合這種特點(diǎn)的應(yīng)用并不少見，大部分使用消費(fèi)隊列的架構(gòu)模式（如“生產(chǎn)者-消費(fèi)者”模式）都會將產(chǎn)品的消費(fèi)過程盡量在一個線程中消費(fèi)完。
其中最重要的一個應(yīng)用實例就是經(jīng)典的Web交互模型中的“一個請求對應(yīng)一個服務(wù)器線程（Thread-per-Request）”的處理方式，這種處理方式的廣泛應(yīng)用使得很多Web服務(wù)器應(yīng)用都可以使用線程本地存儲來解決線程安全問題。
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