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Java并发编程核心知识点整理

一、线程中断机制（interrupt）

为什么interrupt()可以中断线程？

interrupt()方法并不是强制中断线程，而是通过设置中断标志的方式，由线程自己决定如何处理中断。

两种中断场景：

1. 线程处于阻塞状态（如sleep()、wait()、join()）

   • 调用interrupt()会立即抛出InterruptedException异常，从而中断线程

2. 线程正在运行状态

   • interrupt()仅设置中断标志位（true）
   • 需要线程主动检查中断状态（如isInterrupted()），自行决定是否终止执行

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二、线程池工作原理

任务执行流程：

1. 检查核心线程数是否已满
   • 未满 → 创建核心线程执行任务
   • 已满 → 进入步骤2
2. 检查工作队列是否已满
   • 未满 → 将任务放入队列等待
   • 已满 → 进入步骤3
3. 检查当前线程数是否超过最大线程数
   • 未超过 → 创建非核心线程执行任务
   • 超过 → 执行拒绝策略

线程池核心参数：

参数	说明
核心线程数	常驻的核心线程数量
最大线程数	核心线程数 + 非核心线程数
工作队列	存放等待执行的任务
拒绝策略	任务无法执行时的处理方式

最佳实践：

手动创建线程池，根据业务场景合理配置参数，避免使用Executors默认实现（可能引发OOM）。

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三、CountDownLatch详解

作用：

允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。

实现原理：

• 通过计数器实现
• await()：使当前线程等待，直到计数器为0
• countDown()：计数器减1
• 计数器减至0后不会重置

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四、单例模式中的volatile

问题：

为什么使用了synchronized还需要volatile？

原因：

防止指令重排序

对象创建三步过程：

1. 分配内存空间
2. 初始化对象
3. 将内存地址赋值给引用

风险：

如果没有volatile，可能发生指令重排（2和3顺序颠倒），导致其他线程获取到未初始化完成的对象。

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五、sleep() vs wait()

对比项	sleep()	wait()
锁释放	❌ 不释放锁	✅ 释放锁
所属类	Thread类	Object类
唤醒方式	时间到自动唤醒	需notify()/notifyAll()

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六、CAS与ABA问题

CAS原理：

比较并交换，包含三个值：

• 当前内存值 V
• 期望值 E
• 新值 N

当 V == E 时，将 V 更新为 N

ABA问题：

线程1：A → B → A
线程2：观察到值仍为A，认为未被修改，继续操作

解决方案：

版本号机制（如AtomicStampedReference）
同时检查值和版本号，确保变量未被修改过。

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七、AQS核心思想

AbstractQueuedSynchronizer（AQS）原理：

• 资源空闲：将当前线程设为有效工作线程，锁定资源
• 资源被占用：将线程放入FIFO双向队列
• 通过自旋机制等待被唤醒

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八、并发工具对比

工具类	作用
CountDownLatch	一个/多个线程等待其他线程完成
CyclicBarrier	多个线程互相等待，到达屏障点后继续执行
ThreadLocal	每个线程拥有独立变量副本，避免线程间同步消耗

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九、synchronized锁升级过程

锁的四种状态（由低到高）：

1. 无锁状态

   • 没有线程获取锁

2. 偏向锁

   • 只有一个线程获取锁
   • 性能优于正常锁

3. 轻量级锁

   • 多个线程通过CAS自旋竞争锁

4. 重量级锁

   • CAS自旋超过10次（或自旋线程数超过CPU核心数一半）
   • 升级为重量级锁，进入操作系统内核态阻塞

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总结

理解Java并发编程的核心机制，对于编写高性能、线程安全的程序至关重要。本文总结了线程中断、线程池、锁机制、并发工具等关键知识点，希望对您的学习和工作有所帮助。