1.阐述synchronized Object；Monitor机制；
synchronized关键字通过修饰一个方法或声明一个代码块，从而产生一个同步对象锁以及对应的同步代码块。
每当有线程要对该同步代码块进行访问时，线程就会首先尝试去获取该对象锁，并在成功获取到对象锁后，对该同步代码块进行正常访问，在同步代码块访问过程中，线程会一直持有该对象锁直到同步代码块访问完毕才会释放。
在上述线程持有同步锁并进行同步代码块访问过程中，其它线程将无法获得该对象锁，也无法访问该同步代码，这些线程都会被阻塞直到上述线程访问完毕。syschronized关键字，通过以上措施，确保每次只有一个线程能持有对象锁并对同步代码块进行访问，并在访问结束之前，不会有其它线程对其进行访问。
也就说，即使同步代码块在执行过程中遭遇线程调度，其它线程也无法访问该同步代码块，直到该线程被重新调度并完成同步代码块的访问并释放对象锁。
这样就保证了线程对同步代码块访问的连续性不受线程调度而中断。
结构
在 Monitor Object 模式中，主要有四种类型的参与者：
监视者对象 (Monitor Object): 负责定义公共的接口方法，这些公共的接口方法会在多线程的环境下被调用执行。
同步方法：这些方法是监视者对象所定义。为了防止竞争条件，无论是否同时有多个线程并发调用同步方法，还是监视者对象含有多个同步方法，在任一时间内只有监视者对象的一个同步方法能够被执行。
监视锁 (Monitor Lock): 每一个监视者对象都会拥有一把监视锁。
监视条件 (Monitor Condition): 同步方法使用监视锁和监视条件来决定方法是否需要阻塞或重新执行。
1、同步方法的调用和串行化。当客户线程调用监视者对象的同步方法时，必须首先获取它的监视锁。只要该监视者对象有其他同步方法正在被执行，获取操作便不会成功。在这种情况下，客户线程将被阻塞直到它获取监视锁。当客户线程成功获取监视锁后，进入临界区，执行方法实现的服务。一旦同步方法完成执行，监视锁会被自动释放，目的是使其他客户线程有机会调用执行该监视者对象的同步方法。
2、同步方法线程挂起。如果调用同步方法的客户线程必须被阻塞或是有其他原因不能立刻进行，它能够在一个监视条件上等待，这将导致该客户线程暂时释放监视锁，并被挂起在监视条件上。
3、监视条件通知。一个客户线程能够通知一个监视条件，目的是为了让一个前期使自己挂起在一个监视条件上的同步方法线程恢复运行。
4、同步方法线程恢复。一旦一个早先被挂起在监视条件上的同步方法线程获取通知，它将继续在最初的等待监视条件的点上执行。在被通知线程被允许恢复执行同步方法之前，监视锁将自动被获取。图中描述了监视者对象的动态特性。
为了达到同步，java在一个监控器(Monitor)的基础上实现了一个巧妙的方案。
监控器是一个控制机制，可以认为是一个很小的、只能容纳一个线程的盒子。
一旦一个线程进入监控器，其它的线程必须等待，直到那个线程退出监控为止。
通过这种方式，一个监控器可以保证共享资源在同一时刻只可被一个线程使用，这种方式称为同步。
一旦一个线程进入一个实例的任何同步方法，别的线程将不能进入该同一实例的其它同步方法，但是该实例的非同步方法仍然能够被调用。
2.简述nio原理；
Java NIO(New IO)是一个可以替代标准Java IO API的IO API(从Java1.4开始)，Java NIO提供了与标准IO不同的IO工作方式。
标准的俄IO基于字节流和字符流进行操作的，而NIO是基于通道(Channel)和缓冲区(Buffer)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入通道也类似。
Java NIO可以让你非阻塞的使用IO，例如：当线程从通道读取数据到缓冲区时，线程还是进行其他事情。当数据被写入到缓冲区时，线程可以继续处理它。从缓冲区写入通道也类似。
Java NIO引入了选择器的概念，选择器用于监听多个通道的事件(比如：连接打开，数据到达)。因此，单个的线程可以监听多个数据通道。
Java NIO的通道类似流，但又有些不同：
既可以从通道中读取数据，又可以写数据到通道。但流的读写通常是单向的。
通道可以异步的读写。
通道的数据总是要先读到一个Buffer，或者总要从一个Buffer中写入。
3.简述DCL失效原因，解决方法；
针对延迟加载法的同步实现所产生的性能低的问题，我们可以采用DCL，即双重检查加锁（Double Check Lock）的方法来避免每次调用getInstance（）方法时都同步。
DCL对instance进行了两次null判断，第一层判断主要是为了避免不必要的同步，第二层的判断则是为了在null的情况下创建实例
DCL的分析也告诉我们一条经验原则：对引用（包括对象引用和数组引用）的非同步访问，即使得到该引用的最新值，却并不能保证也能得到其成员变量（对数组而言就是每个数组元素）的最新值
1、最简单而且安全的解决方法是使用static内部类的思想，它利用的思想是：一个类直到被使用时才被初始化，而类初始化的过程是非并行的，这些都有JLS((Java Language Specification)保证。
4、简述happen-before规则
先行发生原则（Happens-Before）是判断数据是否存在竞争、线程是否安全的主要依据。
先行发生是Java内存，模型中定义的两项操作之间的偏序关系，如果操作A先行发生于操作B，那么操作A产生的影响能够被操作B观察到。
口诀：如果两个操作之间具有happen-before关系，那么前一个操作的结果就会对后面的一个操作可见。是Java内存模型中定义的两个操作之间的偏序关系。
1.程序顺序规则：一个线程中的每个操作，happen-before在该线程中的任意后续操作。(注解：如果只有一个线程的操作，那么前一个操作的结果肯定会对后续的操作可见。)
2.锁规则：对一个锁的解锁，happen-before在随后对这个锁的加锁。(注解：这个最常见的就是synchronized方法和syncronized块)
3.volatile变量规则：对一个volatile域的写，happen-before在任意后续对这个volatile域的读。该规则在CurrentHashMap的读操作中不需要加锁有很好的体现。
4.传递性：如果A happen-before B，且B happen-before C，那么A happen - before C.
5.线程启动规则：Thread对象的start()方法happen-before此线程的每一个动作。
6.线程终止规则：线程的所有操作都happen-before对此线程的终止检测，可以通过Thread.join()方法结束，Thread.isAlive()的返回值等手段检测到线程已经终止执行。
7.线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用happen-before发生于被中断线程的代码检测到中断时事件的发生。
总结：一个操作“时间上的先发生”不代表这个操作先行发生；一个操作先行发生也不代表这个操作在时间上是先发生的（重排序的出现）。
5.jvm运行时数据区域有哪几部分组成，各自作用；
JVM所管理的内存分为以下几个运行时数据区：程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈、Java堆、方法区。
JVM(JAVA虚拟机)
1.程序计数器(Program Counter Register)
一块较小的内存空间，它是当前线程所执行的字节码的行号指示器，字节码解释器工作时通过改变该计数器的值来选择下一条需要执行的字节码指令，分支、跳转、循环等基础功能都要依赖它来实现。每条线程都有一个独立的的程序计数器，各线程间的计数器互不影响，因此该区域是线程私有的。
当线程在执行一个Java方法时，该计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址，当线程在执行的是Native方法（调用本地操作系统方法）时，该计数器的值为空。另外，该内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中么有规定任何OOM（内存溢出：OutOfMemoryError）情况的区域。
2.Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）
该区域也是线程私有的，它的生命周期也与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧，栈它是用于支持续虚拟机进行方法调用和方法执行的数据结构。对于执行引擎来讲，活动线程中，只有栈顶的栈帧是有效的，称为当前栈帧，这个栈帧所关联的方法称为当前方法，执行引擎所运行的所有字节码指令都只针对当前栈帧进行操作。栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址和一些额外的附加信息。在编译程序代码时，栈帧中需要多大的局部变量表、多深的操作数栈都已经完全确定了，并且写入了方法表的Code属性之中。因此，一个栈帧需要分配多少内存，不会受到程序运行期变量数据的影响，而仅仅取决于具体的虚拟机实现。
3.本地方法栈（Native Method Stacks）
该区域与虚拟机栈所发挥的作用非常相似，只是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法服务，而本地方法栈则为使用到的本地操作系统（Native）方法服务。
4.Java堆（Java Heap）
Java Heap是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块，它是所有线程共享的一块内存区域。几乎所有的对象实例和数组都在这类分配内存。Java Heap是垃圾收集器管理的主要区域，因此很多时候也被称为“GC堆”。
根据Java虚拟机规范的规定，Java堆可以处在物理上不连续的内存空间中，只要逻辑上是连续的即可。如果在堆中没有内存可分配时，并且堆也无法扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
5.方法区（Method Area）
方法区也是各个线程共享的内存区域，它用于存储已经被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。方法区域又被称为“永久代”，但这仅仅对于Sun HotSpot来讲，JRockit和IBM J9虚拟机中并不存在永久代的概念。Java虚拟机规范把方法区描述为Java堆的一个逻辑部分，而且它和Java Heap一样不需要连续的内存，可以选择固定大小或可扩展，另外，虚拟机规范允许该区域可以选择不实现垃圾回收。相对而言，垃圾收集行为在这个区域比较少出现。该区域的内存回收目标主要针是对废弃常量的和无用类的回收。运行时常量池是方法区的一部分，Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池（Class文件常量池），用于存放编译器生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后存放到方法区的运行时常量池中。运行时常量池相对于Class文件常量池的另一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只能在编译期产生，也就是并非预置入Class文件中的常量池的内容才能进入方法区的运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用比较多的是String类的intern（）方法。
根据Java虚拟机规范的规定，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
网友评论