金三银四跳槽季，BAT美团滴滴java面试大纲（带答案版）之二：ThreadLocal和Valotile
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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：
一.ThreadLocal
- 问：请谈谈你对ThreadLocal的理解。
- 分析：在多线程环境下，我们经常遇到这样的场景：维护一个全局变量。如果要保证变量值的正确性（或者说变量值修改的原子性）， 需用什么方式来实现呢？是的，对修改代码加锁可以实现，保证了在同一时刻只有一个线程来修改该变量值。办法当然不止一 种，并发包AtomicXXX一样能达到这个效果，原理，差不多，无非是通过锁来实现并发。那么还有没有其他思路呢？有，ThreadLocal，实现思路可谓是另辟蹊径。
- 答：每个线程，都会有一个Map（ThreadLocalMap），用来存储以我们定义的ThreadLocal对象为key，以我们自定义的值为value的 名值对。而这个Map，是来自于我们写的多线程程序继承的父线程Thread。以此机制，保证了多线程间该变量值的隔离。
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？）
二.Valotile
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。
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