继续面试大纲系列文章。
ThreadLocal和Valotile是两个比较常见的知识点,虽然简单,但是能从一定程度上考察一个程序员,对多线程环境下,线程通信和数据安全的认知。闲话少说,进入正题:
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,当前线程作为参数传入,我们来看下getMap(t)做了什么?
1 ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
2 return t.threadLocals;
3 }
是的,拿到当前线程对象的threadLocals对象,我们可以通过方法返回值推断,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。这种情况下,Map中的key为null,value值还在,无法得到及时的释放。目前的策略是在调用get、set、remove等方法时,会启动回收这些值。但是如果一直没调用呢?嗯,很容易就导致内存泄漏了。当然,并不能因为此就认为是弱引用导致的内存泄露,而应该是,设计的这个变量存储机制,导致了泄露。所以在使用的时候,要及时释放(通过以上描述,你肯定已经想到怎么合理释放了吧?)
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,我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,最终的结果是不确定的,为什么?就是因为这么一个++操作,被编译为指令 后,是多个指令来完成的。那么遇到并发的情况,就会导致彼此“覆盖”的情况。
b.可见性,通俗解释就是,在A线程对一个变量做了修改,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 和系统内存通信,而是把变量读取到L1,L2等内部的缓存中,也叫作私有的数据工作栈。修改也是在内部缓存中,但是何时 同步到系统内存是不能确定的,有了这个时间差,在并发的时候,就可能会导致,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,在保证结果不变的情况下,可能会调整指 令的执行顺序。
3.答:valotile,能满足上述的可见性和有序性。但是无法保证原子性。
可见性,是在修改后,强制把对变量的修改同步到系统内存。而其他cpu在读取自己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,然后从系统内存读取。
有序性,是通过内存屏障来实现的。所谓的内存屏障,可以理解为,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,其前面的所有指令已经执行完毕。
4.扩展:在写单例模式时,我们通常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,其实是分三步来操作的:
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做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,但是对象却没初始化,这时候其他线程判断的时候,发现是非null,但是使用的时候,却没有具体实例,导致报错。
所以,我们可以用valotile来修饰instance,避免该问题。
有了以上知识储备,相信可以应对80%的面试挑战了。如果还有兴趣深入了解,可以留言交流。