金三銀四跳槽季，BAT美團滴滴java面試大綱（帶答案版）之二：ThreadLocal和Valotile
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ThreadLocal和Valotile是兩個比較常見的知識點，雖然簡單，但是能從一定程度上考察一個程序員，對多線程環境下，線程通信和數據安全的認知。閑話少說，進入正題：
一.ThreadLocal
- 問：請談談你對ThreadLocal的理解。
- 分析：在多線程環境下，我們經常遇到這樣的場景：維護一個全局變量。如果要保證變量值的正確性（或者說變量值修改的原子性）， 需用什么方式來實現呢？是的，對修改代碼加鎖可以實現，保證了在同一時刻只有一個線程來修改該變量值。辦法當然不止一 種，並發包AtomicXXX一樣能達到這個效果，原理，差不多，無非是通過鎖來實現並發。那么還有沒有其他思路呢？有，ThreadLocal，實現思路可謂是另辟蹊徑。
- 答：每個線程，都會有一個Map（ThreadLocalMap），用來存儲以我們定義的ThreadLocal對象為key，以我們自定義的值為value的 名值對。而這個Map，是來自於我們寫的多線程程序繼承的父線程Thread。以此機制，保證了多線程間該變量值的隔離。
看下源碼，以get()方法為切入口：
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 }
重點是第三行，當前線程作為參數傳入，我們來看下getMap(t)做了什么？
1 ThreadLocalMap getMap(Thread t) {
2 return t.threadLocals;
3 }
是的，拿到當前線程對象的threadLocals對象，我們可以通過方法返回值推斷，是一個ThreadLocalMap類型的對象。那么這個對象在哪定義的呢？繼續看源碼：
1 public class Thread implements Runnable {
2 ......
3 ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null;
4 ......
5 }
很明顯，是在Thread類里定義。
4.擴展：內存泄漏問題。
ThreadLocal對象是弱引用。在GC時，會直接回收。這種情況下，Map中的key為null，value值還在，無法得到及時的釋放。目前的策略是在調用get、set、remove等方法時，會啟動回收這些值。但是如果一直沒調用呢？嗯，很容易就導致內存泄漏了。當然，並不能因為此就認為是弱引用導致的內存泄露，而應該是，設計的這個變量存儲機制，導致了泄露。所以在使用的時候，要及時釋放（通過以上描述，你肯定已經想到怎么合理釋放了吧？）
二.Valotile
1.問：請你說下對Valotile的了解，以及使用場景。
2.分析：多線程編程，我們要解決的問題集中在三個方面：
a.原子性，最簡單的例子就是，i++,在多線程環境下，最終的結果是不確定的，為什么？就是因為這么一個++操作，被編譯為指令 后，是多個指令來完成的。那么遇到並發的情況，就會導致彼此“覆蓋”的情況。
b.可見性，通俗解釋就是，在A線程對一個變量做了修改，在B線程中，能正確的讀取到修改后的結果。究其原理，是cpu不是直 接 和系統內存通信，而是把變量讀取到L1，L2等內部的緩存中，也叫作私有的數據工作棧。修改也是在內部緩存中，但是何時 同步到系統內存是不能確定的，有了這個時間差，在並發的時候，就可能會導致，讀到的值，不是最新值。
c.有序性：這里只說指令重排序，虛擬機在把代碼編譯為指令后執行，出於優化的目的，在保證結果不變的情況下，可能會調整指 令的執行順序。
3.答：valotile，能滿足上述的可見性和有序性。但是無法保證原子性。
可見性，是在修改后，強制把對變量的修改同步到系統內存。而其他cpu在讀取自己的內部緩存中的值的時候，發現是valotile修飾 的，會把內部緩存中的值，置為無效，然后從系統內存讀取。
有序性，是通過內存屏障來實現的。所謂的內存屏障，可以理解為，在某些指令中，插入屏障指令，用以確保，在向屏障指令后面 繼續執行的時候，其前面的所有指令已經執行完畢。
4.擴展：在寫單例模式時，我們通常會采用雙層判斷的方式，在最內層：
instance = new Singleton()
其實這也有一個隱含的問題：這句賦值語句，其實是分三步來操作的：
a.為instance分配內存
b.調用Singleto構造函數來初始化變量
c.instance指向上一步初始化的對象
在jvm做了指令重排序優化后，上述步驟b和c不能保證，可能出現，c先執行，但是對象卻沒初始化，這時候其他線程判斷的時候，發現是非null，但是使用的時候，卻沒有具體實例，導致報錯。
所以，我們可以用valotile來修飾instance，避免該問題。
有了以上知識儲備，相信可以應對80%的面試挑戰了。如果還有興趣深入了解，可以留言交流。
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