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目录

 

1.什么是java内存模型？

2.什么是java的原子性、可见性、有序性？

3.Java 中的 final 关键字是否能保证变量的可见性?

4.为什么在 Java 中需要使用 ThreadLocal?

5.Java 中的 ThreadLocal 是如何实现线程资源隔离的?

6.为什么 Java 中的 ThreadLocal 对 key 的引用为弱引用?

7.既然说了那么多ThreadLocal，那TheadLocal有什么缺点呢？

8.如何将当前线程的局部变量传递到另一个线程？

9.Java中Thread.sleep 和 Thread.yield 的区别?

10.Java 中 Thread.sleep(0)的作用是什么?

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1.什么是java内存模型？

1.JMM内存模型是java虚拟机定义的一种规范，是为了消除早期不同硬件和操作系统访问内存时的差异。
2.JMM内存模型规范了内存中的变量存储和传递的规则。即线程何时从主内存中读取数据，何时把工作内存中数据写回主内存。
3.保证了多线程环境下的可见性、原子性、有序性。
可见性:即一个线程对变量的修改对其他线程来说是可见的，可以通过volatile关键字实现。
原子性:线程的操作是一个不可分割的一系列操作，不能被中断，分割，要么全部失败要么全部成功。
有序性:线程的执行是有一定顺序的，JMM允许通过指令重排序来提高性能，指令重排序会保证线程内的操作顺序不会被破坏，不会影响线程执行最终的结果，并通过happens-before规则来保证其有序性。

2.什么是java的原子性、可见性、有序性？

1)原子性(Atomicity)
原子性指的是一个操作或一系列操作要么全部执行成功，要么全部不执行，期间不会被其他线程干扰。

原子类与锁:Java 提供了 java.util.concurrent.atomic包中的原子类，如 AtomicInteger，Atomiclong ，来保证基本类型的操作具有原子性。此外，synchronized 关键字和 Lock 接口也可以用来确保操作的原子性。
CAS(Compare-And-Swap):Java 的原子类底层依赖于 CAS 操作来实现原子性。CAS 是一种硬件级的指令，它比较内存位置的当前值与给定的旧值，如果相等则将内存位置更新为新值，这一过程是原子的。CAS 可以避免传统锁机制带来的上下文切换开销。

2)可见性(Visibility)
可见性指的是当一个线程修改了某个共享变量的值，其他线程能够立即看到这个修改。

volatile: volatile关键字是Java 中用来保证可见性的轻量级同步机制。当一个变量被声明为 volatile时，所有对该变量的读写操作都会直接从主内存中进行，从而确保变量对所有线程的可见性。synchronized:synchronized 关键字不仅可以保证代码块的原子性，还可以保证进入和退出 synchronized 块的线程能够看到块内变量的最新值。每次线程退出 synchronized 块时，都会将修改后的变量值刷新到主内存中，进入该块的线程则会从主内存中读取最新的
Java Memory Model(JMM):JMM 规定了共享变量在不同线程间的可见性和有序性规则。它定义了内存屏障的插入规则，确保在多线程环境下的代码执行顺序和内存可见性。

3)有序性(Ordering)
有序性指的是程序执行的顺序和代码的先后顺序一致。但在多线程环境下，为了优化性能，编译器和处理器可能会对指令进行重排序。

指令重排序:为了提高性能，处理器和编译器可能会对指令进行重排序。尽管重排序不会影响单线程中的执行结果，但在多线程环境下口能会导致严重的问题。例如，经典的双重检查锁定(DCL)模式在没有正确同步的情况下，由于指令重排序可能导致对象尚未完全初始化就被另一个线程访问。

3.Java 中的 final 关键字是否能保证变量的可见性?

final关键字的作用主要是用于声明常量和防止重写，它与变量的可见性有关，但不是直接保证可见性。当一个对象的final字段被初始化后，其他线程可以安全地访问这个字段，前提是对象的构造完成后被共享。JMM规定，一旦构造函数完成，final字段的值对其他线程是可见的。 

4.为什么在 Java 中需要使用 ThreadLocal?

 因为在多线程编程中，多个线程可能会同时访问和修改共享变量，导致线程安全问题。 ThreadLocal 提供了一种简单的解决方案，使每个线程都有自己的独立变量副本，避免了多线程间的变量共享和竞争，从而解决了线程安全问题。与通过加锁、同步块等传统方式来保证线程安全相比。 Threadlocal不需要对变量访问进行同步，减少了上下文切换、锁竞争的性能损耗。

以上是某面试网站的答案，但我认为ThreadLocal最主要的作用是方便每个线程处理自己的状态而引入的一种机制，比如当前登录用户的id，如果没有ThreadLocal，我们每次要用都只能在发过来的请求中提取，特别的麻烦。TheadLocal确实有解决共享变量的作用，但我们一般不会专门用TheadLocal来解决共享变量，一般会加锁来解决这个问题。

5.Java 中的 ThreadLocal 是如何实现线程资源隔离的?

每一个线程都有自己的ThreadLocalMap，设置值是设置到自己的map里面取的话也是从自己的map里面取，从而实现了线程隔离。

ThreadLocal原理:
ThreadLocalMap里面有个Entry数组，Entry的key是ThreadLocal对象，key是通过弱引用指向ThreadLocal对象的value是设置的值。
get方法:get方法会先获取当前线程，然后得到当前线程的ThreadLocalMap，然后将当前的ThreadLocal对象作为key从map里面拿到Entry，如果找到的话，直接返回这个entry中的value;没有找到的话，就会调用初始化方法，返回初始值。

6.为什么 Java 中的 ThreadLocal 对 key 的引用为弱引用?

垃圾回收：弱引用允许垃圾回收器（GC）在没有强引用指向这些对象时回收它们。如果 ThreadLocal 对象没有被外部强引用，那么将其设置为弱引用可以确保垃圾回收器能够回收这些对象，即使它们仍然被某些线程的 ThreadLocalMap 引用。

内存泄漏问题：如果 ThreadLocalMap 的 key 是强引用，当线程结束时，由于线程对象还持有对 ThreadLocal 实例的强引用，这时候ThreadLocal对象不能被GC（垃圾回收器）视为“垃圾”，因此无法被正确回收，导致 ThreadLocalMap 中 的entry 无法及时被清理，从而造成内存泄漏；

弱引用解决方案：将 ThreadLocalMap中 的 key 设为 弱引用可以有效避免这个问题，因为 弱引用 的对象在下一次垃圾回收时就会被回收，这样一来，即使线程结束后，ThreadLcoal 对象也能够被正确的回收，从而避免内存泄漏；

延伸→这里可能会被提问到JVM的垃圾回收机制。

7.既然说了那么多ThreadLocal，那TheadLocal有什么缺点呢？

1.内存泄漏风险 ThreadLocal变量会在整个线程生命周期内存在，除非明确地被设置为null或者线程结束。如果线程长时间运行而没有适当地清理 ThreadLocal 变量，那么这些变量会一直占据内存，从而导致内存泄漏。
2.不适合共享数据 ThreadLocal的设计初衷是为了每个线程提供独立的数据副本，因此不适合用来在多个线程之间共享数据。如果需要多个线程共享数据，应该考虑使用其他同步机制，如synchronized、Lock 或 Atomic 类型。
3.难以调试 由于 ThreadLocal 变量是线程私有的，因此在调试时很难追踪每个线程的状态。如果多个线程在操作 ThreadLocal 变量时出现问题，调试起来可能会比较困难。
4.静态 ThreadLocal 变量的问题 如果 ThreadLocal 变量是静态的，那么这个变量会伴随整个应用程序的生命周期，除非显式地调用 remove() 方法。这意味着即使线程结束了，ThreadLocal 变量仍然存在，可能会导致内存泄漏。
5.性能开销 虽然 ThreadLocal 可以减少锁的竞争，但是它也有一定的性能开销。每次访问 ThreadLocal 变量时都需要查找线程的本地存储空间，这比直接访问普通变量要慢一些。

8.如何将当前线程的局部变量传递到另一个线程？

我们可以使用阿里开源的一个组件：TransmittableThreadLocal（TTL），TransmittableThreadLocal是一种扩展了Java 的 ThreadLocal 的功能的类，主要解决在多线程环境中，特别是在线程池中，如何将线程局部变量从一个线程传递到另一个线程的问题特性:
1.允许在任务从一个线程(例如，一个线程池中的线程)转移到另一个线程时，保持线程局部变量的值
2.TransmittableThreadLocal 能够捕获当前线程的局部变量并在新线程中恢复这些变量，支持异步执行
3.TransmittableThreadLocal 提供了对当前线程的值进行快照的能力，并在新的线程中恢复这些值适用场景:
1.使用 TransmittableThreadLocal 能确保ThreadLocal在执行过程中能够传递所需的上下文信息
2.在进行异步处理或回调时，TransmittableThreadLocal 确保在异步执行上下文中，可以访问到原线程的上下文信息

9.Java中Thread.sleep 和 Thread.yield 的区别?

暂停时间：Thread.sleep 可以让线程暂停一段确定的时间，而 Thread.yield 不会暂停线程，只是建议调度器让出CPU。

响应中断：Thread.sleep 可以响应中断，而 Thread.yield 不会抛出异常，也不会改变线程的中断状态。

锁的管理：两者都不会导致线程释放锁。

调度行为：Thread.sleep 会导致线程进入TIMED_WAITING状态，而 Thread.yield 只是向调度器发出一个调度建议，不会改变线程的状态。

10.Java 中 Thread.sleep(0)的作用是什么?

1. 提示线程调度器：Thread.sleep(0) 可以被看作是一种提示，告诉线程调度器当前线程愿意让出CPU给其他同优先级的线程。尽管这个调用不会使线程实际休眠，但它会触发线程调度器重新考虑线程的调度。

2. 释放CPU：如果当前线程是运行状态，并且执行了Thread.sleep(0)，它会释放CPU给其他线程，即使没有其他同优先级的线程可以运行，当前线程也可能在下一次调度时被延迟执行。

3. 响应中断：尽管Thread.sleep(0)不会使线程进入长时间的休眠状态，但如果在调用Thread.sleep(0)之前线程的中断状态已经被设置，那么这个方法会抛出InterruptedException，并且清除中断状态。这可以作为一种快速响应中断的方式

延伸→那这个作用不是和Thread.yield一样吗？这两者有什么区别呢？

两者都不会进入阻塞状态且愿意让出CPU给其他线程，但是：

Thread.sleep(0) 会检查线程的中断状态。如果线程在调用之前被中断，Thread.sleep(0) 会抛出InterruptedException，并且清除中断状态。

Thread.yield 不会抛出异常，也不会改变线程的中断状态，它只是单纯地提示线程调度器当前线程愿意让出CPU。

延伸→这两者的应用场景分别在哪些方面呢？

Thread.sleep(0)可以在循环中使用 ，提供一个快速检查线程中断状态的机会，尤其是在需要频繁响应中断信号的场合。

在实时性要求不高的场景下，Thread.yield() 可以用来让当前线程偶尔让出CPU，给其他线程执行的机会。