Java面试之多线程&并发篇（9）

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本来想着给自己放松一下，刷刷博客，突然被几道面试题难倒！引用类型有哪些？有什么区别？说说你对JMM内存模型的明白？为什么必要JMM？多线程有什么用？似乎有点模糊了，那就大概看一下面试题吧。好记性不如烂键盘
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说说你对JMM内存模型的明白？为什么必要JMM？

随着CPU和内存的发展速率差异的问题，导致CPU的速率远快于内存，以是现在的CPU加入了高速缓存，高速缓存一般可以分为L1、L2、L3三级缓存。基于上面的例子我们知道了这导致了缓存一致性的问题，以是加入了缓存一致性协议，同时导致了内存可见性的问题，而编译器和CPU的重排序导致了原子性和有序性的问题，JMM内存模型正是对多线程操作下的一系列规范束缚，由于不大概让陈雇员的代码去兼容所有的CPU，通过JMM我们才屏蔽了不同硬件和操作系统内存的访问差异，这样保证了Java程序在不同的平台下达到一致的内存访问效果，同时也是保证在高效并发的时间程序能够准确执行。

• 原子性：Java内存模型通过read、load、assign、use、store、write来保证原子性操作，别的还有lock和unlock，直接对应着synchronized关键字的monitorenter和monitorexit字节码指令。
  
• 可见性：可见性的问题在上面的回答已经说过，Java保证可见性可以认为通过volatile、synchronized、final来实现。
  
• 有序性：由于处置惩罚器和编译器的重排序导致的有序性问题，Java通过volatile、synchronized来保证。
  

happen-before规则

虽然指令重排提高了并发的性能，但是Java虚拟机会对指令重排做出一些规则限制，并不能让所有的指令都随意的改变执行位置，主要有以下几点：

• 单线程每个操作，happen-before于该线程中恣意后续操作
  
• volatile写happen-before与后续对这个变量的读
  
• synchronized解锁happen-before后续对这个锁的加锁
  
• final变量的写happen-before于final域对象的读，happen-before后续对final变量的读
  
• 传递性规则，A先于B，B先于C，那么A一定先于C发生
  

说了半天，到底工作内存和主内存是什么？

主内存可以认为就是物理内存，Java内存模型中实际就是虚拟机内存的一部门。而工作内存就是CPU缓存，他有大概是寄存器也有大概是L1\L2\L3缓存，都是有大概的。
多线程有什么用？

一个大概在很多人看来很扯淡的一个问题：我会用多线程就好了，还管它有什么用？在我看来，这个回答更扯淡。所谓"知其然知其以是然"，"会用"只是"知其然"，"为什么用"才是"知其以是然"，只有达到"知其然知其以是然"的水平才可以说是把一个知识点运用自如。OK，下面说说我对这个问题的看法：
（1）发挥多核CPU的优势
随着工业的进步，现在的笔记本、台式机乃至商用的应用服务器至少也都是双核的，4核、8核甚至16核的也都不少见，假如是单线程的程序，那么在双核CPU上就浪费了50%，在4核CPU上就浪费了75%。单核CPU上所谓的"多线程"那是假的多线程，同一时间处置惩罚器只会处置惩罚一段逻辑，只不外线程之间切换得比力快，看着像多个线程"同时"运行罢了。多核CPU上的多线程才是真正的多线程，它能让你的多段逻辑同时工作，多线程，可以真正发挥出多核CPU的优势来，达到充分利用CPU的目的。
（2）防止阻塞
从程序运行服从的角度来看，单核CPU不光不会发挥出多线程的优势，反而会由于在单核CPU上运行多线程导致线程上下文的切换，而降低程序整体的服从。但是单核CPU我们还是要应用多线程，就是为了防止阻塞。试想，假如单核CPU使用单线程，那么只要这个线程阻塞了，比方说长途读取某个数据吧，对端迟迟未返回又没有设置超时时间，那么你的整个程序在数据返回回来之前就停止运行了。多线程可以防止这个问题，多条线程同时运行，哪怕一条线程的代码执行读取数据阻塞，也不会影响其它任务的执行。
（3）便于建模
这是另外一个没有这么明显的优点了。假设有一个大的任务A，单线程编程，那么就要思量很多，创建整个程序模型比力贫苦。但是假如把这个大的任务A分解成几个小任务，任务B、任务C、任务D，分别创建程序模型，并通过多线程分别运行这几个任务，那就简单很多了。

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