java基础题目总结

Posted 2020-06-18 Ryan Miao

有些基础题目由于工作中用的比较少但却又是不可少的，这样回答起来就会反应慢，不确定，不准确，特此开了文章记录遇到的不确定或者回答比较拗口的问题。

1.servlet是单例的吗，是安全的吗，是多线程吗

servlet是单例的，根据web.xml实例化一次后，其他访问通过多线程的方式调用servlet实例。

因此，关于多线程访问共享变量的安全性问题已经是老生常谈了。这里只要知道servlet是单例的，其他问题也就解决了。servlet的实现方式决定了安全性。成员变量是否是静态的，是否上锁？关于调用成员变量的方法中是否上锁？或者是否是使用封装在线程内的局部变量？

2.什么是线程安全？常用的HashMap,ArrayList是否安全？

线程安全问题的重点还是共享变量的问题，想了解关于共享变量的变化就要了解jmm(java memory model)，简单的说就是线程有工作区，变量放在内存堆中。线程工作必须copy一个副本到工作区去工作，这个操作叫做读取。线程工作结束后将结果写入内存。当多个线程读和写的时候就会有顺序性问题。jvm的中读写无序性使得变量的实际值不确定，每个线程得到的变量的值在于它读取的时候，而之后的时间内改变也不影响线程自己知道的值，即可见性问题。jvm中线程的工作区是互相不可见的。正是因为线程读和写是分两步进行的，在这之间会发生的其他操作造成最终结果的不准确，这就是不安全的原因：原子性。只有保证读写操作是原子的才能保证变量的准确性，于是就是线程同步，即上锁。可以使用synchronized和Lock，还有volatile。

HashMap和ArrayList不是线程安全的。可以使用并发包concurrent下的ConcurrentHashMap,此类采用分段写锁提高并发性，保证写的安全性。同样CopyOnWriteArrayList通过写时上锁并创建副本，在副本写入后，通过volatile规则使得其他线程可见以及缓存一致性，使得其他线程中的副本失效。

3.谈谈对java内存模型的了解

java memory model,jmm.

和上个问题差不多，主要是变量的存储和赋值问题。在上篇文章的volatile有描述。

首先，java对变量的操作：读取，计算，赋值都是在线程中实现的，变量是放在主内存（即内存），而计算的操作必须放在线程的工作区中（对应到硬件就是L1,L2以及寄存器）。线程之间的工作区只有线程自己持有，其他线程无法访问也看不到。这是jmm对可见性的封装。线程根据计算的时间不同而无法保证确切的写入内存的时间，即“无序写入”。java通过上锁来保证原子操作，即原子性。java允许编译器和处理器对指令进行重新排序，但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影响到多线程并发执行的正确性。，java内存模型具备一些先天的“有序性”,即不需要通过任何手段就能够保证的有序性，这个通常也成为happens-before原则。如果两个操作的执行次序无法从happens-before原则推导出来，那么她们就不能保证有序性，虚拟机可以随意地对她们进行重新排序。

• 程序次序规则：一个线程内，按照代码顺序，书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作
• 锁定规则：一个unlock操作先行发生于后面对同一个锁lock操作。
• volatile变量规则：对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作。
• 传递规则：如果操作a线程发生于操作b，而操作b又先行发生于操作c，则可以得出操作a先行发生于操作c。
• 线程启动规则：Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每一个操作。
• 线程中断规则：对于线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断时间的发生。
• 线程终结规则：线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测，我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行
• 对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始
• 这8条原则摘自《深入理解java虚拟机》。前4条规则是比较重要，后4条显而易见。

 4.volatile有什么用？能否用一句话说明下volatile的应用场景？

详细见volatile。

volatile能保证可见性和一定的有序性。由于线程只在自己的工作区工作，如果另一个线程修改了变量的值，其他线程如果需要再次读取变量的值的时候必须从主存中读取。也就是说无法改变已经读取了的线程，但保证了可见性和相对的有序性。另外，jvm的规则：volatile变量规则：对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作。这个可以保证语句的先后执行顺序。代码中volatile标记的操作之前的代码必须执行完毕后才可执行。

应用场景：状态标记量，用作线程run的条件，如果不用volatile则可能会不读取内存标记，或者不知道何时读取。代码顺序保证，volatile标记的变量的操作之前的代码必须执行完毕。double check，双重检查。