金三銀四跳槽季，BAT美團滴滴java面試大綱（帶答案版）之二：ThreadLocal和Valotile

金三銀四跳槽季，BAT美團滴滴java面試大綱（帶答案版）之二：ThreadLocal和Valotile

繼續面試大綱系列文章。

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　　ThreadLocal和Valotile是兩個比較常見的知識點，雖然簡單，可是能從必定程度上考察一個程序員，對多線程環境下，線程通訊和數據安全的認知。閒話少說，進入正題：

 

一.ThreadLocal

 

1. 問：請談談你對ThreadLocal的理解。
2. 分析：在多線程環境下，咱們常常遇到這樣的場景：維護一個全局變量。若是要保證變量值的正確性（或者說變量值修改的原子性），    需用什麼方式來實現呢？是的，對修改代碼加鎖能夠實現，保證了在同一時刻只有一個線程來修改該變量值。辦法固然不止一                種，併發包AtomicXXX同樣能達到這個效果，原理，差很少，無非是經過鎖來實現併發。那麼還有沒有其餘思路呢？有，ThreadLocal，實現思路可謂是另闢蹊徑。
3. 答：每一個線程，都會有一個Map（ThreadLocalMap），用來存儲以咱們定義的ThreadLocal對象爲key，以咱們自定義的值爲value的  名值對。而這個Map，是來自於咱們寫的多線程程序繼承的父線程Thread。以此機制，保證了多線程間該變量值的隔離。

　　　看下源碼，以get()方法爲切入口：

　　　

 1  public T get() {
 2         Thread t = Thread.currentThread();
 3         ThreadLocalMap map = getMap(t);
 4         if (map != null) {
 5             ThreadLocalMap.Entry e = map.getEntry(this);
 6             if (e != null) {
 7                 @SuppressWarnings("unchecked")
 8                 T result = (T)e.value;
 9                 return result;
10             }
11         }
12         return setInitialValue();
13     }

　　重點是第三行，當前線程做爲參數傳入，咱們來看下getMap(t)作了什麼？

1 ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
2         return t.threadLocals;
3     }

　　是的，拿到當前線程對象的threadLocals對象，咱們能夠經過方法返回值推斷，是一個ThreadLocalMap類型的對象。那麼這個對象在哪定義的呢？繼續看源碼：

1 public class Thread implements Runnable {
2     ......
3     ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
4     ......
5 }

　　很明顯，是在Thread類裏定義。

 

　　4.擴展：內存泄漏問題。

       ThreadLocal對象是弱引用。在GC時，會直接回收。這種狀況下，Map中的key爲null，value值還在，沒法獲得及時的釋放。目前的策略是在調用get、set、remove等方法時，會啓動回收這些值。可是若是一直沒調用呢？嗯，很容易就致使內存泄漏了。固然，並不能由於此就認爲是弱引用致使的內存泄露，而應該是，設計的這個變量存儲機制，致使了泄露。因此在使用的時候，要及時釋放（經過以上描述，你確定已經想到怎麼合理釋放了吧？）

 

二.Valotile

    1.問：請你說下對Valotile的瞭解，以及使用場景。

 

　 2.分析：多線程編程，咱們要解決的問題集中在三個方面：

　　 

        a.原子性，最簡單的例子就是，i++,在多線程環境下，最終的結果是不肯定的，爲何？就是由於這麼一個++操做，被編譯爲指令    後，是多個指令來完成的。那麼遇到併發的狀況，就會致使彼此「覆蓋」的狀況。

　　 

       b.可見性，通俗解釋就是，在A線程對一個變量作了修改，在B線程中，能正確的讀取到修改後的結果。究其原理，是cpu不是直        接 和系統內存通訊，而是把變量讀取到L1，L2等內部的緩存中，也叫做私有的數據工做棧。修改也是在內部緩存中，可是什麼時候              同步到系統內存是不能肯定的，有了這個時間差，在併發的時候，就可能會致使，讀到的值，不是最新值。

　　

       c.有序性：這裏只說指令重排序，虛擬機在把代碼編譯爲指令後執行，出於優化的目的，在保證結果不變的狀況下，可能會調整指    令的執行順序。

 

   3.答：valotile，能知足上述的可見性和有序性。可是沒法保證原子性。

         可見性，是在修改後，強制把對變量的修改同步到系統內存。而其餘cpu在讀取本身的內部緩存中的值的時候，發現是valotile修飾  的，會把內部緩存中的值，置爲無效，而後從系統內存讀取。

         有序性，是經過內存屏障來實現的。所謂的內存屏障，能夠理解爲，在某些指令中，插入屏障指令，用以確保，在向屏障指令後面  繼續執行的時候，其前面的全部指令已經執行完畢。

 

　　4.擴展：在寫單例模式時，咱們一般會採用雙層判斷的方式，在最內層：

　　

instance = new Singleton()

 

　　其實這也有一個隱含的問題：這句賦值語句，實際上是分三步來操做的：

　　  a.爲instance分配內存

　　  b.調用Singleto構造函數來初始化變量

　　  c.instance指向上一步初始化的對象

        在jvm作了指令重排序優化後，上述步驟b和c不能保證，可能出現，c先執行，可是對象卻沒初始化，這時候其餘線程判斷的時候，發現是非null，可是使用的時候，卻沒有具體實例，致使報錯。

因此，咱們能夠用valotile來修飾instance，避免該問題。

有了以上知識儲備，相信能夠應對80%的面試挑戰了。若是還有興趣深刻了解，能夠留言交流。

 

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