金三银四跳槽季，BAT美团滴滴java面试大纲（带答案版）之二：ThreadLocal和Valotile

金三银四跳槽季，BAT美团滴滴java面试大纲（带答案版）之二：ThreadLocal和Valotile

继续面试大纲系列文章。

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　　ThreadLocal和Valotile是两个比较常见的知识点，虽然简单，可是能从必定程度上考察一个程序员，对多线程环境下，线程通讯和数据安全的认知。闲话少说，进入正题：

 

一.ThreadLocal

 

1. 问：请谈谈你对ThreadLocal的理解。
2. 分析：在多线程环境下，咱们常常遇到这样的场景：维护一个全局变量。若是要保证变量值的正确性（或者说变量值修改的原子性），    需用什么方式来实现呢？是的，对修改代码加锁能够实现，保证了在同一时刻只有一个线程来修改该变量值。办法固然不止一                种，并发包AtomicXXX同样能达到这个效果，原理，差很少，无非是经过锁来实现并发。那么还有没有其余思路呢？有，ThreadLocal，实现思路可谓是另辟蹊径。
3. 答：每一个线程，都会有一个Map（ThreadLocalMap），用来存储以咱们定义的ThreadLocal对象为key，以咱们自定义的值为value的  名值对。而这个Map，是来自于咱们写的多线程程序继承的父线程Thread。以此机制，保证了多线程间该变量值的隔离。

　　　看下源码，以get()方法为切入口：

　　　

 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     }

　　重点是第三行，当前线程做为参数传入，咱们来看下getMap(t)作了什么？

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

　　是的，拿到当前线程对象的threadLocals对象，咱们能够经过方法返回值推断，是一个ThreadLocalMap类型的对象。那么这个对象在哪定义的呢？继续看源码：

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

　　很明显，是在Thread类里定义。

 

　　4.扩展：内存泄漏问题。

       ThreadLocal对象是弱引用。在GC时，会直接回收。这种状况下，Map中的key为null，value值还在，没法获得及时的释放。目前的策略是在调用get、set、remove等方法时，会启动回收这些值。可是若是一直没调用呢？嗯，很容易就致使内存泄漏了。固然，并不能由于此就认为是弱引用致使的内存泄露，而应该是，设计的这个变量存储机制，致使了泄露。因此在使用的时候，要及时释放（经过以上描述，你确定已经想到怎么合理释放了吧？）

 

二.Valotile

    1.问：请你说下对Valotile的了解，以及使用场景。

 

　 2.分析：多线程编程，咱们要解决的问题集中在三个方面：

　　 

        a.原子性，最简单的例子就是，i++,在多线程环境下，最终的结果是不肯定的，为何？就是由于这么一个++操做，被编译为指令    后，是多个指令来完成的。那么遇到并发的状况，就会致使彼此“覆盖”的状况。

　　 

       b.可见性，通俗解释就是，在A线程对一个变量作了修改，在B线程中，能正确的读取到修改后的结果。究其原理，是cpu不是直        接 和系统内存通讯，而是把变量读取到L1，L2等内部的缓存中，也叫做私有的数据工做栈。修改也是在内部缓存中，可是什么时候              同步到系统内存是不能肯定的，有了这个时间差，在并发的时候，就可能会致使，读到的值，不是最新值。

　　

       c.有序性：这里只说指令重排序，虚拟机在把代码编译为指令后执行，出于优化的目的，在保证结果不变的状况下，可能会调整指    令的执行顺序。

 

   3.答：valotile，能知足上述的可见性和有序性。可是没法保证原子性。

         可见性，是在修改后，强制把对变量的修改同步到系统内存。而其余cpu在读取本身的内部缓存中的值的时候，发现是valotile修饰  的，会把内部缓存中的值，置为无效，而后从系统内存读取。

         有序性，是经过内存屏障来实现的。所谓的内存屏障，能够理解为，在某些指令中，插入屏障指令，用以确保，在向屏障指令后面  继续执行的时候，其前面的全部指令已经执行完毕。

 

　　4.扩展：在写单例模式时，咱们一般会采用双层判断的方式，在最内层：

　　

instance = new Singleton()

 

　　其实这也有一个隐含的问题：这句赋值语句，实际上是分三步来操做的：

　　  a.为instance分配内存

　　  b.调用Singleto构造函数来初始化变量

　　  c.instance指向上一步初始化的对象

        在jvm作了指令重排序优化后，上述步骤b和c不能保证，可能出现，c先执行，可是对象却没初始化，这时候其余线程判断的时候，发现是非null，可是使用的时候，却没有具体实例，致使报错。

因此，咱们能够用valotile来修饰instance，避免该问题。

有了以上知识储备，相信能够应对80%的面试挑战了。若是还有兴趣深刻了解，能够留言交流。

 

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