java并发编程面试题

古城微笑少年丶 2022-12-11 06:27 240阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *   *   *  1、Synchronized用过吗，其原理是什么？
                 *  2、你刚才提到获取对象的锁，这个“锁”到底是什么？如何确定对象的 锁？
                 *  3、什么是可重入性，为什么说Synchronized是可重入锁？
                 *  4、JVM对Java的原生锁做了哪些优化？
                 *  5、为什么说Synchronized是非公平锁？
                 *  6、什么是锁消除和锁粗化？
                 *  7、为什么说Synchronized是一个悲观锁?乐观锁的实现原理又是什么？什么是CAS,它有什么特性？
                 *  8、乐观锁一定就是好的吗？
                 *  9、跟Synchronized相比，可重入锁ReentrantLock其实现原理有什 么不同？
                 *  10、那么请谈谈AQS框架是怎么回事儿？
                 *  11、请尽可能详尽地对比下Synchronized和ReentrantLock的异同。
                 *  12、ReentrantLock是如何实现可重入性的？
                 *  13、除了 ReetrantLock,你还接触过JUC中的哪些并发工具？
                 *  14、请谈谈 ReadWriteLock 和 StampedLock。
                 *  15、如何让Java的线程彼此同步?你了解过哪些同步器?
                 *  16、CyclicBarrier和CountDownLatch看起来很相似，请对比下呢？
                 *  17、Java中的线程池是如何实现的？
                 *  18、创建线程池的几个核心构造参数？
                 *  19、线程池中的线程是怎么创建的？是一开始就随着线程池的启动创建好的吗？
                 *  20、既然提到可以通过配置不同参数创建出不同的线程池，那么Java中默认实现好的线程池又有哪些呢?请比较它们的异同。
                 *  21、如何在Java线程池中提交线程？
                 *  22、什么是Java的内存模型，Java中各个线程是怎么彼此看到对方的变量的？
                 *  23、请谈谈volatile有什么特点，为什么它能保证变量对所有线程的可见性？
                 *  24、既然volatile能够保证线程间的变量可见性，是不是就意味着基于volatile变量的运算就是并发安全的？
                 *  25、请对比下volatile对比Synchronized的异同。
                 *  26、请谈谈ThreadLocal是怎么解决并发安全的？
                 *  27、很多人都说要慎用ThreadLocal,谈谈你的理解，使用ThreadLocal需要注意些什么？

##### 1、Synchronized用过吗，其原理是什么？ #####

Synchronized是由JVM实现的一种实现互斥同步的一种方式，如果你查看被Synchronized修饰过 的程序块编译后的字节码，会发现，被Synchronized修饰过的程序块，在编译前后被编译器生成了 monitorenter和monitorexit两个字节码指令。

在虚拟机执行到monitorenter指令时，首先要尝试获取对象的锁：如果这个对象没有锁定，或者当前线程已经拥有了这个对象的锁，把锁的计数器+ 1 ；当执行monitorexit指令时将锁计数器-1 ；当计数器为0时，锁就被释放了。如果获取对象失败了，那当前线程就要阻塞等待，直到对象锁被另外一个线程释放为止。Java中Synchronize通过在对象头设置标记，达到了获取锁和释放锁的目的。

##### 2、你刚才提到获取对象的锁，这个“锁”到底是什么？如何确定对象的 锁？ #####

"锁"的本质其实是monitorenter和monitorexit字节码指令的一个Reference类型的参数，即要锁定和解锁的对象。我们知道，使用Synchronized可以修饰不同的对象，因此，对应的对象锁可以这么确定。

1.  如果Synchronized明确指定了锁对象，比如Synchronized（变量名）、Synchronized（this）等，说明加解锁对象为该对象。
2.  若Synchronized修饰的方法为非静态方法，表示此方法对应的对象为锁对象；若Synchronized修饰的方法为静态方法，则表示此方法对应的类对象为锁对象。注意，当一个对象被锁住时，对象里面所有用Synchronized修饰的方法都将产生堵塞，而对象里非Synchronized修饰的方法可正常被调用，不受锁影响。

##### 3、什么是可重入性，为什么说Synchronized是可重入锁？ #####

可重入性是锁的一个基本要求，是为了解决自己锁死自己的情况。例如一个类中的同步方法调用另一个同步方法，假如Synchronized不支持重入，进入method2方法时当前线程获得锁，method2方法里面执行method1时当前线程又要去尝试获取锁，这时如果不支持重入，它就要等释放，把自己阻塞，导致自己锁死自己。 对Synchronized来说，可重入性是显而易见的，刚才提到，在执行monitorenter指令时，如果这个对象没有锁定，或者当前线程已经拥有了这个对象的锁（而不是已拥有了锁则不能继续获取），就把锁的计数器+1, 其实本质上就通过这种方式实现了可重入性。

##### 4、JVM对Java的原生锁做了哪些优化？ #####

在Java 6之前，Monitor的实现完全依赖底层操作系统的互斥锁来实现， 也就是我们刚才在问题二中所阐述的获取/释放锁的逻辑。

由于Java层面的线程与操作系统的原生线程有映射关系，如果要将一个 线程进行阻塞或唤起都需要操作系统的协助，这就需要从用户态切换到内 核态来执行，这种切换代价十分昂贵，很耗处理器时间，现代JDK中做 了大量的优化。一种优化是使用自旋锁，即在把线程进行阻塞操作之前先 让线程自旋等待一段时间，可能在等待期间其他线程已经解锁，这时就无 需再让线程执行阻塞操作，避免了用户态到内核态的切换。

现代JDK中还提供了三种不同的Monitor实现，也就是三种不同的锁：

1.  偏向锁(Biased Locking)
2.  轻量级锁
3.  重量级锁

这三种锁使得JDK得以优化Synchronized的运行，当JVM检测到不同的竞争状况时，会自动切换到适合的锁实现，这就是锁的升级、降级。

1.  当没有竞争出现时，默认会使用偏向锁。

JVM会利用CAS操作，在对象头上的Mark Word部分设置线程ID，以表 示这个对象偏向于当前线程，所以并不涉及真正的互斥锁，因为在很多应 用场景中，大部分对象生命周期中最多会被一个线程锁定，使用偏斜锁可 以降低无竞争开销。

1.  如果有另一线程试图锁定某个被偏斜过的对象，JVM就撤销偏斜锁，切 换到轻量级锁实现。
2.  轻量级锁依赖CAS操作Mark Word来试图获取锁，如果重试成功，就使用普通的轻量级锁;否则，进一步升级为重量级锁。

##### 5、为什么说Synchronized是非公平锁？ #####

非公平主要表现在获取锁的行为上，并非是按照申请锁的时间前后给等待 线程分配锁的，每当锁被释放后，任何一个线程都有机会竞争到锁，这样 做的目的是为了提高执行性能，缺点是可能会产生线程饥饿现象。

##### 6、什么是锁消除和锁粗化？ #####

**锁消除**

指虚拟机即时编译器在运行时，对一些代码上要求同步，但被检 测到不可能存在共享数据竞争的锁进行消除。主要根据逃逸分析。  
程序员怎么会在明知道不存在数据竞争的情况下使用同步呢?很多不是程 序员自己加入的。

**锁粗化**

原则上，同步块的作用范围要尽量小。但是如果一系列的连续操 作都对同一个对象反复加锁和解锁，甚至加锁操作在循环体内，频繁地进 行互斥同步操作也会导致不必要的性能损耗。

锁粗化就是增大锁的作用域。

##### 7、为什么说Synchronized是一个悲观锁?乐观锁的实现原理又是什么？什么是CAS,它有什么特性？ #####

Synchronized显然是一个悲观锁，因为它的并发策略是悲观的：不管是否 会产生竞争，任何的数据操作都必须要加锁、用户态核心态转换、维护锁 计数器和检查是否有被阻塞的线程需要被唤醒等操作。

随着硬件指令集的 发展，我们可以使用基于冲突检测的乐观并发策略。先进行操作，如果没 有其他线程征用数据，那操作就成功了；如果共享数据有征用，产生了冲 突，那就再进行其他的补偿措施。这种乐观的并发策略的许多实现不需要 线程挂起，所以被称为非阻塞同步。

**乐观锁**的核心算法是 CAS（Compareand Swap,比较并交换），它涉及到三个操作数:**内存值、预 期值、新值**。当且仅当预期值和内存值相等时才将内存值修改为新值。 这样处理的逻辑是，首先检查某块内存的值是否跟之前我读取时的一样， 如不一样则表示期间此内存值已经被别的线程更改过，舍弃本次操作，否 则说明期间没有其他线程对此内存值操作，可以把新值设置给此块内存。 CAS具有原子性，它的原子性由CPU硬件指令实现保证，即使用JNI调 用Native方法调用由C++编写的硬件级别指令，JDK中提供了 Unsafe 类执行这些操作。

##### 8、乐观锁一定就是好的吗？ #####

乐观锁避免了悲观锁独占对象的现象，同时也提高了并发性能，但它也有缺点：

1.  乐观锁只能保证一个共享变量的原子操作。如果多一个或几个变量，乐 观锁将变得力不从心，但互斥锁能轻易解决，不管对象数量多少及对象颗 粒度大小。
2.  长时间自旋可能导致开销大。假如CAS长时间不成功而一直自旋，会给CPU带来很大的开销。
3.  ABA问题。CAS的核心思想是通过比对内存值与预期值是否一样而判 断内存值是否被改过，但这个判断逻辑不严谨，假如内存值原来是A,后 来被一条线程改为B,最后又被改成了A,则CAS认为此内存值并没有发 生改变，但实际上是有被其他线程改过的，这种情况对依赖过程值的情景 的运算结果影响很大。解决的思路是引入版本号，每次变量更新都把版本号加一。

##### 9、跟Synchronized相比，可重入锁ReentrantLock其实现原理有什 么不同？ #####

锁的实现原理基本是为了达到一个目的：让所有的线程都能看到某种标记。

**Synchronized**通过在对象头中设置标记实现了这一目的，是一种JVM原 生的锁实现方式，而**ReentrantLock**以及所有的基于Lock接口的实现 类，都是通过用一个volitile修饰的int型变量，并保证每个线程都能拥有 对该int的可见性和原子修改，其本质是基于所谓的AQS框架。

##### 10、那么请谈谈AQS框架是怎么回事儿？ #####

**AQS**（AbstractQueuedSynchronizer类）是一个用来构建锁和同步器的框架， 各种Lock包中的锁（常用的有ReentrantLock、ReadWriteLock），以及其他如 Semaphorex CountDownLatch,甚至是早期的 FutureTask 等，都是基于AQS来构建。

1.  AQS在内部定义了一个volatile int state变量，表示同步状态:当线程调 用lock方法时，如果state=O,说明没有任何线程占有共享资源的 锁，可以获得锁并将state=1;如果state=1，则说明有线程目前正在使 用共享变量，其他线程必须加入同步队列进行等待。
2.  AQS通过Node内部类构成的一个双向链表结构的同步队列，来完成线 程获取锁的排队工作，当有线程获取锁失败后，就被添加到队列末尾。
    
    1.  Node类是对要访问同步代码的线程的封装，包含了线程本身及其状 态叫waitStatus（有五种不同取值，分别表駅是否被阻塞，是否等待唤醒，是 否已经被取消等），每个Node结点关联其prev结点和next结点，方便线程释放锁后快速唤醒下一个在等待的线程，是一个FIFO的过程。
    2.  Node类有两个常量，SHARED和EXCLUSIVE,分别代表共享模式和 独占模式。所谓共享模式是一个锁允许多条线程同时操作（信号量 Semaphore就是基于AQS的共享模式实现的），独占模式是同一个时 间段只能有一个线程对共享资源进行操作，多余的请求线程需要排队等 待（如 ReentranLock）。
3.  AQS通过内部类ConditionObject构建等待队列（可有多个），当Condition调用wait。方法后，线程将会加入等待队列中，而当 Condition调用signal。方法后，线程将从等待队列转移动同步队列中进 行锁竞争。
4.  AQS和Condition各自维护了不同的队列，在使用Lock和Condition 的时候，其实就是两个队列的互相移动。

##### 11、请尽可能详尽地对比下Synchronized和ReentrantLock的异同。 #####

**ReentrantLock**是Lock的实现类，是一个互斥的同步锁。从功能角度， ReentrantLock比Synchronized的同步操作更精细（因为可以像普通对象一 样使用），甚至实现Synchronized没有的高级功能，如：

1.  等待可中断:当持有锁的线程长期不释放锁的时候，正在等待的线程可以 选择放弃等待，对处理执行时间非常长的同步块很有用。
2.  带超时的获取锁尝试:在指定的时间范围内获取锁，如果时间到了仍然无 法获取则返回。
3.  可以判断是否有线程在排队等待获取锁。
4.  可以响应中断请求:与Synchronized不同，当获取到锁的线程被中断  
    时，能够响应中断，中断异常将会被抛出，同时锁会被释放。
5.  可以实现公平锁。

从锁释放角度，Synchronized在JVM层面上实现的，不但可以通过一些 监控工具监控Synchronized的锁定，而且在代码执行出现异常时，JVM 会自动释放锁定;但是使用Lock则不行，Lock是通过代码实现的，要保证 锁定一定会被释放，就必须将unLock。放到finally。中。

从性能角度，Synchronized早期实现比较低效，对比ReentrantLock，大多数场景性能都相差较大。  
但是在Java 6中对其进行了非常多的改进，在竞争不激烈时，Synchronized的性能要优于ReetrantLock;在高竞争情况下, Synchronized的性能会下降几十倍，但是ReetrantLock的性能能维持常 态。

##### 12、ReentrantLock是如何实现可重入性的？ #####

**ReentrantLock**内部自定义了同步器Sync（Sync既实现了 AQS,又实现了 AOS,而AOS提供了一种互斥锁持有的方式），其实就是加锁的时候通过 CAS算法，将线程对象放到一个双向链表中，每次获取锁的时候，看下 当前维护的那个线程ID和当前请求的线程ID是否一样，一样就可重入了。

##### 13、除了 ReetrantLock,你还接触过JUC中的哪些并发工具？ #####

通常所说的并发包（JUC）也就是java.util.concurrent及其子包，集中了Java并发的各种基础工具类，具体主要包括几个方面：

1.  提供了 CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore等，比 Synchronized更加高级，可以实现更加丰富多线程操作的同步结构。
2.  提供了 ConcurrentHashMap、有序的 ConcunrrentSkipListMap，或者通 过类似快照机制实现线程安全的动态数组CopyOnWriteArrayList等各种线  
    程安全的容器。
3.  提供了 ArrayBlockingQueue、SynchorousQueue 或针对特定场景的 PriorityBlockingQueue等，各种并发队列实现。
4.  强大的Executor框架，可以创建各种不同类型的线程池，调度任务运行等。

##### 14、请谈谈 ReadWriteLock 和 StampedLock。 #####

虽然ReentrantLock和Synchronized简单实用，但是行为上有一定局限 性，要么不占，要么独占。实际应用场景中，有时候不需要大量竞争的写 操作，而是以并发读取为主，为了进一步优化并发操作的粒度，Java提 供了读写锁。读写锁基于的原理是多个读操作不需要互斥，如果读锁试图 锁定时，写锁是被某个线程持有，读锁将无法获得，而只好等待对方操作 结束，这样就可以自动保证不会读取到有争议的数据。

**ReadWriteLock**代表了一对锁，下面是一个基于读写锁实现的数据结构， 当数据量较大，并发读多、并发写少的时候，能够比纯同步版本凸显出优势。

读写锁看起来比Synchronized的粒度似乎细一些，但在实际应用中，其 表现也并不尽如人意，主要还是因为相对比较大的开销。所以，JDK在后期引入了 **StampedLock**，在提供类似读写锁的同时，还支持优化读模式。 优化读基于假设，大多数情况下读操作并不会和写操作冲突，其逻辑是先 试着修改，然后通过validate方法确认是否进入了写模式，如果没有进 入，就成功避免了开销;如果进入，则尝试获取读锁。

##### 15、如何让Java的线程彼此同步?你了解过哪些同步器? #####

JUC中的同步器三个主要的成员:**CountDownLatch**、**CyclicBarrier**和 **Semaphore**，通过它们可以方便地实现很多线程之间协作的功能。

CountDownLatch叫倒计数，允许一个或多个线程等待某些操作完成。

CyclicBarrier叫循环栅栏，它实现让一组线程等待至某个状态之后再全部 同时执行，而且当所有等待线程被释放后，CyclicBarrier可以被重复使 用。CyclicBarrier的典型应用场景是用来等待并发线程结束。

CyclicBarrier 的主要方法是await()，await()每被调用一次，计数便会减少1,并阻塞住 当前线程。当计数减至0时，阻塞解除，所有在此CyclicBarrier上面阻塞的线程开始运行。  
在这之后，如果再次调用await。，计数就又会变成N-1，新一轮重新开 始，这便是Cyclic的含义所在。CyclicBarrier.await。带有返回值，用来表 示当前线程是第几个到达这个Barrier的线程。

Semaphore, Java版本的信号量实现，用于控制同时访问的线程个数，来 达到限制通用资源访问的目的，其原理是通过acquire。获取一个许可，如 果没有就等待，而release。释放一个许可。

如果Semaphore的数值被初始化为1,那么一个线程就可以通过acquire 进入互斥状态，本质上和互斥锁是非常相似的。但是区别也非常明显，比 如互斥锁是有持有者的，而对于Semaphore这种计数器结构，虽然有类 似功能，但其实不存在真正意义的持有者，除非我们进行扩展包装。

##### 16、CyclicBarrier和CountDownLatch看起来很相似，请对比下呢？ #####

它们的行为有一定相似度，区别主要在于：

1.  CountDownLatch是不可以重置的，所以无法重用，CyclicBarrier没有这种限制，可以重用。
2.  CountDownLatch的基本操作组合是countDown/await，调用await的线 程阻塞等待countDown足够的次数，不管你是在一个线程还是多个线程 里countDown,只要次数足够即可。CyclicBarrier的基本操作组合就是 await，当所有的伙伴都调用了 await，才会继续进行任务，并自动进行重 置。

CountDownLatch目的是让一个线程等待其他N个线程达到某个条件后， 自己再去做某个事(通过CyclicBarrier的第二个构造方法public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction),在新线程里做事可以达到同样的效果)。而CyclicBarrier的目的是让N多线程互相等待直到所有 的都达到某个状态，然后这N个线程再继续执行各自后续(通过CountDownLatch在某些场合也能完成类似的效果)。

##### 17、Java中的线程池是如何实现的？ #####

在Java中，所谓的线程池中的“线程"，其实是被抽象为了一个静态内部 类Worker,它基于AQS实现，存放在线程池的HashSet workers成员变量中；

而需要执行的任务则存放在成员变量workQueue(BlockingQueue workQueue)中。  
这样，整个线程池实现的基本思想就是:从workQueue中不断取出需要执 行的任务，放在Workers中进行处理。

##### 18、创建线程池的几个核心构造参数？ #####

Java中的线程池的创建其实非常灵活，我们可以通过配置不同的参数，创建出行为不同的线程池，这几个参数包括：

1.  corePoolSize:线程池的核心线程数。
2.  maximumPoolSize:线程池允许的最大线程数。
3.  keepAliveTime:超过核心线程数时闲置线程的存活时间。
4.  workQueue :任务执行前保存任务的队列，保存由execute方法提交的 Runnable 任务。

##### 19、线程池中的线程是怎么创建的？是一开始就随着线程池的启动创建好的吗？ #####

不是。线程池默认初始化后不启动Worker，等待有请求时才启动。

每当我们调用execute()方法添加一个任务时，线程池会做如下判断：

1.  如果正在运行的线程数量小于corePoolSize，那么马上创建线程运行这 个任务
2.  如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，那么将这个任务放 入队列；
3.  如果这时候队列满了，而且正在运行的线程数量小于maximumPoolSize,那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务
4.  如果队列满了，而且正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，那么线程池会抛出异常 RejectExecutionException。当一个线程完成任务时，它会从队列中取下一个任务来执行。当一个线程 无事可做，超过一定的时间(keepAliveTime )时，线程池会判断。

如果当前运行的线程数大于corePoolSize，那么这个线程就被停掉。所以线程池的所有任务完成后，它最终会收缩到corePoolSize的大小。

##### 20、既然提到可以通过配置不同参数创建出不同的线程池，那么Java中默认实现好的线程池又有哪些呢?请比较它们的异同。 #####

1.  SingleThreadExecutor 线程池
    
    这个线程池只有一个核心线程在工作，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。
    
    1.  corePoolSize:'只有一个核心线程在工作。
    2.  maximumPoolSize: 1。
    3.  keepAliveTime: 0L。
    4.  workQueue:new LinkedBlockingQueue()，其缓冲队列 是无界的。
2.  FixedThreadPool 线程池
    
    FixedThreadPool是固定大小的线程池，只有核心线程。每次提交一个任 务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。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。  
    FixedThreadPool多数针对一些很稳定很固定的正规并发线程，多用于服  
    务器。
    
    1.  corePoolSize: nThreads
    2.  maximumPoolSize: nThreads
    3.  keepAliveTime: 0L
    4.  workQueue:new LinkedBlockingQueue()，其缓冲队列 是无界的。

3.CachedThreadPool线程池

CachedThreadPool是无界线程池，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)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。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。SynchronousQueue 是一个是缓冲区为1的阻塞队列。缓存型池子通常用于执行一些生存期很 短的异步型任务，因此在一些面向连接的daemon型SERVER中用得不 多。但对于生存期短的异步任务，它是Executor的首选。
    1. corePoolSize: 0
    1. maximumPoolSize: Integer.MAX_VALUE
    1. keepAliveTime: 60L
    1. workQueue:new SynchronousQueue<Runnable>(), —个是缓冲区为 1的阻塞队列。

1.  ScheduledThreadPool 线程池
    
    ScheduledThreadPool :核心线程池固定，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。创建一个周期性执行任务的线程 池。如果闲置，非核心线程池会在DEFAULT\_KEEPALIVEMILLIS时间内 回收。
    
    1.  corePoolSize: corePoolSize
    2.  maximumPoolSize: Integer.MAX\_VALUE
    3.  keepAliveTime: DEFAULT\_KEEPALIVE\_MILLIS
    4.  workQueue:new DelayedWorkQueue()

##### 21、如何在Java线程池中提交线程？ #####

线程池最常用的提交任务的方法有两种：

1.  execute。： ExecutorService.execute 方法接收一个例，它用来执行一个 任务：  
    utorService.execut«(Runnable runable)
2.  submit。： ExecutorService.submit。方法返回的是 Future 对象。可以用 isDone()来查询Future是否已经完成，当任务完成时，它具有一个结果, 可以调用get。来获取结果。也可以不用isDone。进行检查就直接调用 get()，在这种情况下，get()将阻塞，直至结果准备就绪。

##### 22、什么是Java的内存模型，Java中各个线程是怎么彼此看到对方的变量的？ #####

Java的内存模型定义了程序中各个变量的访问规则，即在虚拟机中将变 量存储到内存和从内存中取出这样的底层细节。此处的变量包括实例字 段、静态字段和构成数组对象的元素，但是不包括局部变量和方法参数， 因为这些是线程私有的，不会被共享，所以不存在竞争问题。  
Java中各个线程是怎么彼此看到对方的变量的呢?Java中定义了主内存与 工作内存的概念：  
所有的变量都存储在主内存，每条线程还有自己的工作内存，保存了被该 线程使用到的变量的主内存副本拷贝。

线程对变量的所有操作(读取、赋值)都必须在工作内存中进行，不能直接 读写主内存的变量。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存的变 量，线程间变量值的传递需要通过主内存。

##### 23、请谈谈volatile有什么特点，为什么它能保证变量对所有线程的可见性？ #####

关键字volatile是Java虚拟机提供的最轻量级的同步机制。当一个变量被 定义成volatile之后，具备两种特性：

1.  保证此变量对所有线程的可见性。当一条线程修改了这个变量的值，新 值对于其他线程是可以立即得知的。而普通变量做不到这一点。
2.  禁止指令重排序优化。普通变量仅仅能保证在该方法执行过程中，得到 正确结果，但是不保证程序代码的执行顺序。

Java的内存模型定义了8种内存间操作：

**lock 和 unlock**

1.  把一个变量标识为一条线程独占的状态。
2.  把一个处于锁定状态的变量释放出来，释放之后的变量才能被其他线程 锁定。

**read 和 write**

1.  把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存，以便load。
2.  把store操作从工作内存得到的变量的值，放入主内存的变量中。

**load 和 store**

把read操作从主内存得到的变量值放入工作内存的变量副本中。•把工 作内存的变量值传送到主内存，以便write。

**use 和 assgin**

1.  把工作内存变量值传递给执行引擎。
2.  将执行引擎值传递给工作内存变量值。

volatile的实现基于这8种内存间操作，保证了一个线程对某个volatile变量的修改，一定会被另一个线程看见，即保证了可见性。

##### 24、既然volatile能够保证线程间的变量可见性，是不是就意味着基于volatile变量的运算就是并发安全的？ #####

不是。基于volatile变量的运算在并发下不一定是安全的。volatile 变量在各个线程的工作内存，不存在一致性问题（各个线程的工作内存中 volatile变量，每次使用前都要刷新到主内存）。

但是Java里面的运算并非原子操作，导致volatile变量的运算在并发下一 样是不安全的。

##### 25、请对比下volatile对比Synchronized的异同。 #####

Synchronized既能保证可见性，又能保证原子性，而volatile只能保证可见性，无法保证原子性。  
ThreadLoca l和Synchonized都用于解决多线程并发访问，防止任务在共 享资源上产生冲突。但是ThreadLocal与Synchronized有本质的区别。

Synchronized用于实现同步机制，是利用锁的机制使变量或代码块在某一 时该只能被一个线程访问，是一种“以时间换空间’'的方式。

而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一 时间访问到的并不是同一个对象，根除了对变量的共享，是一种“以空间 换时间”的方式。

##### 26、请谈谈ThreadLocal是怎么解决并发安全的？ #####

ThreadLocal这是Java提供的一种保存线程私有信息的机制，因为其在 整个线程生命周期内有效，所以可以方便地在一个线程关联的不同业务模 块之间传递信息，比如事务ID、Cookie等上下文相关信息。

ThreadLocal为每一个线程维护变量的副本，把共享数据的可见范围限制 在同一个线程之内，其实现原理是，在ThreadLocal类中有一个Map，用 于存储每一个线程的变量的副本。

##### 27、很多人都说要慎用ThreadLocal,谈谈你的理解，使用ThreadLocal需要注意些什么？ #####

使用 ThreadLocal 要注意 remove!

ThreadLocal的实现是基于一个所谓的ThreadLocalMap，在 ThreadLocalMap中，它的key是一个弱引用。  
通常弱引用都会和引用队列配合清理机制使用，但是ThreadLocal是个例外，它并没有这么做。  
这意味着，废弃项目的回收依赖于显式地触发，否则就要等待线程结束， 进而回收相应ThreadLocalMap!这就是很多00M的来源，所以通常都会建议，应用一定要自己负责remove，并且不要和线程池配合，因为 worker线程往往是不会退出的。