【3】并发编程21-30
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知识点23：线程池中 submit()和 execute()方法有什么区别？
知识点28：synchronized 和 volatile 的区别是什么？
知识点29：synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？
知识点21：创建线程池有哪几种方式？
①. newFixedThreadPool(int nThreads)
创建一个固定长度的线程池，每当提交一个任务就创建一个线程，直到达到线程池的最大数量，这时线程规模将不再变化，当线程发生未预期的错误而结束时，线程池会补充一个新的线程。
②. newCachedThreadPool()
创建一个可缓存的线程池，如果线程池的规模超过了处理需求，将自动回收空闲线程，而当需求增加时，则可以自动添加新线程，线程池的规模不存在任何限制。
③. newSingleThreadExecutor()
这是一个单线程的Executor，它创建单个工作线程来执行任务，如果这个线程异常结束，会创建一个新的来替代它；它的特点是能确保依照任务在队列中的顺序来串行执行。
④. newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
创建了一个固定长度的线程池，而且以延迟或定时的方式来执行任务，类似于Timer。
知识点22：线程池都有哪些状态？
线程池有5种状态：Running、ShutDown、Stop、Tidying、Terminated。
线程池各个状态切换框架图：
知识点23：线程池中 submit()和 execute()方法有什么区别？
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接收的参数不一样
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submit有返回值，而execute没有
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submit方便Exception处理
知识点24：在 java 程序中怎么保证多线程的运行安全？
线程安全在三个方面体现：
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原子性：提供互斥访问，同一时刻只能有一个线程对数据进行操作，（atomic,synchronized）；
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可见性：一个线程对主内存的修改可以及时地被其他线程看到，（synchronized,volatile）；
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有序性：一个线程观察其他线程中的指令执行顺序，由于指令重排序，该观察结果一般杂乱无序，（happens-before原则）。
知识点25：多线程锁的升级原理是什么？
在Java中，锁共有4种状态，级别从低到高依次为：无状态锁，偏向锁，轻量级锁和重量级锁状态，这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级。
锁升级的图示过程：
知识点26：什么是死锁？
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。是操作系统层面的一个错误，是进程死锁的简称，最早在 1965 年由 Dijkstra 在研究银行家算法时提出的，它是计算机操作系统乃至整个并发程序设计领域最难处理的问题之一。
知识点27：怎么防止死锁？
死锁的四个必要条件：
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互斥条件：进程对所分配到的资源不允许其他进程进行访问，若其他进程访问该资源，只能等待，直至占有该资源的进程使用完成后释放该资源
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请求和保持条件：进程获得一定的资源之后，又对其他资源发出请求，但是该资源可能被其他进程占有，此事请求阻塞，但又对自己获得的资源保持不放
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不可剥夺条件：是指进程已获得的资源，在未完成使用之前，不可被剥夺，只能在使用完后自己释放
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环路等待条件：是指进程发生死锁后，若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系
这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之 一不满足，就不会发生死锁。
理解了死锁的原因，尤其是产生死锁的四个必要条件，就可以最大可能地避免、预防和 解除死锁。
所以，在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立，如何确 定资源的合理分配算法，避免进程永久占据系统资源。
此外，也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。因此，对资源的分配要给予合理的规划。
知识点28：synchronized 和 volatile 的区别是什么？
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volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取； synchronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。
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volatile仅能使用在变量级别；synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。
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volatile仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性。
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volatile不会造成线程的阻塞；synchronized可能会造成线程的阻塞。
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volatile标记的变量不会被编译器优化；synchronized标记的变量可以被编译器优化。
知识点29：synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？
synchronized是和if、else、for、while一样的关键字，ReentrantLock是类，这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类，那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性，可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量，ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上：
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ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置，这样就避免了死锁
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ReentrantLock可以获取各种锁的信息
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ReentrantLock可以灵活地实现多路通知
另外，二者的锁机制其实也是不一样的:ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁，synchronized操作的应该是对象头中mark word。
知识点30：说一下 atomic 的原理？
Atomic包中的类基本的特性就是在多线程环境下，当有多个线程同时对单个（包括基本类型及引用类型）变量进行操作时，具有排他性，即当多个线程同时对该变量的值进行更新时，仅有一个线程能成功，而未成功的线程可以向自旋锁一样，继续尝试，一直等到执行成功。
Atomic系列的类中的核心方法都会调用unsafe类中的几个本地方法。我们需要先知道一个东西就是Unsafe类，全名为：sun.misc.Unsafe，这个类包含了大量的对C代码的操作，包括很多直接内存分配以及原子操作的调用，而它之所以标记为非安全的，是告诉你这个里面大量的方法调用都会存在安全隐患，需要小心使用，否则会导致严重的后果，例如在通过unsafe分配内存的时候，如果自己指定某些区域可能会导致一些类似C++一样的指针越界到其他进程的问题。