面试 Java 并发编程八股文十问十答第九期

作者：程序员小白条，个人博客

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1）ThreadLocal造成内存泄漏的原因？

ThreadLocal 造成内存泄漏的主要原因是在使用完 ThreadLocal 后没有及时清理对应的线程副本。当线程结束后，如果没有手动清理 ThreadLocal 对应的值，那么该值将会一直存在于内存中，不会被垃圾回收器回收，从而导致内存泄漏。

具体来说，当一个线程结束时，如果 ThreadLocalMap 中的 Entry 对象没有被及时清理，其中的 value 对象将无法被回收，从而造成内存泄漏。

2）ThreadLocal内存泄漏解决方案？

为了避免 ThreadLocal 的内存泄漏，可以采取以下解决方案：

及时清理：在使用完 ThreadLocal 后，手动调用 remove() 方法清理对应的线程副本。可以使用 try-finally 语句块来确保在任何情况下都能进行清理操作。
使用弱引用：可以使用弱引用来存储 ThreadLocal 对象，这样当线程结束时，ThreadLocal 对象将会被垃圾回收器回收，从而自动清理线程副本。可以使用 InheritableThreadLocal 类来代替 ThreadLocal，因为它使用了弱引用来存储 ThreadLocal 对象。
使用线程池：在使用线程池时，应该及时清理 ThreadLocal 的值，以避免线程重用时出现副本的问题。

3）什么是阻塞队列？阻塞队列的实现原理是什么？如何使用阻塞队列来实现生产者-消费者模型？

阻塞队列的实现原理是通过使用锁和条件变量来实现的。当队列为空时，从队列中获取元素的操作会进入等待状态，直到有新的元素被添加到队列中，并通知等待的线程；当队列已满时，往队列中添加元素的操作会进入等待状态，直到有空位被释放，并通知等待的线程。

阻塞队列可以用来实现生产者-消费者模型，其中生产者线程负责往队列中添加元素，消费者线程负责从队列中获取元素。生产者线程和消费者线程可以并发地操作队列，而不需要显式地进行同步操作。阻塞队列提供了一种简单而高效的方式来实现线程间的通信和协作。常见的阻塞队列实现包括 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue 等。

4）什么是线程池？有哪几种创建方式？

线程池是一种管理和复用线程的机制，它通过预先创建一定数量的线程，并将任务提交给这些线程来执行，从而避免了频繁创建和销毁线程的开销。线程池可以根据需要动态地调整线程数量，以适应不同的工作负载。

Java 中的线程池可以通过 ThreadPoolExecutor 类来创建和管理。常见的线程池创建方式包括：

使用 Executors 工具类的静态方法创建线程池，如 Executors.newFixedThreadPool()、Executors.newCachedThreadPool() 等。
使用 ThreadPoolExecutor 类的构造函数自定义线程池的参数，如核心线程数、最大线程数、线程空闲时间等。

5）线程池有什么优点？

线程池具有以下优点：

提高性能：线程池可以重复利用已创建的线程，避免了线程创建和销毁的开销，提高了程序的性能。
提高响应性：线程池可以根据需要动态调整线程数量，确保任务能够及时得到处理，提高了系统的响应性。
提供线程管理和监控：线程池提供了对线程的管理和监控功能，可以方便地控制线程的数量、状态和执行优先级，以及监控线程的运行情况。
控制资源占用：线程池可以限制线程的数量，避免过多的线程占用系统资源，从而提高系统的稳定性和可靠性。

6）线程池都有哪些状态？

Java 中的线程池有以下几种状态：

RUNNING：线程池处于运行状态，可以接受新的任务，并处理已提交的任务。
SHUTDOWN：线程池处于关闭状态，不再接受新的任务，但会处理已提交的任务。
STOP：线程池处于停止状态，不再接受新的任务，也不会处理已提交的任务，并且会中断正在执行的任务。
TIDYING：线程池正在进行状态转换，例如在 SHUTDOWN 状态下，当所有任务都已完成时，会转换为 TIDYING 状态。
TERMINATED：线程池已经终止，不再接受新的任务，也不会处理已提交的任务。

线程池的状态转换是有顺序的，一般是从 RUNNING 状态开始，经过 SHUTDOWN、TIDYING 最终到达 TERMINATED 状态。

7）什么是 Executor 框架？为什么使用 Executor 框架？

Executor 框架是 Java 中用于管理和执行线程任务的框架。它提供了一种简单、灵活和可扩展的方式来创建和管理线程，以及处理并发任务。

使用 Executor 框架的好处包括：

提供了线程池的管理和复用机制，避免了频繁创建和销毁线程的开销。
可以根据需要动态调整线程数量，以适应不同的工作负载。
可以提高程序的性能和响应性，确保任务能够及时得到处理。
提供了线程管理和监控功能，方便控制线程的数量、状态和执行优先级，以及监控线程的运行情况。
控制资源占用，避免过多的线程占用系统资源，提高系统的稳定性和可靠性。

8）在 Java 中 Executor 和 Executors 的区别？

Executor 是一个接口，定义了执行任务的方法，主要包括 execute() 方法用于提交任务。

Executors 是一个工具类，提供了一些静态方法来创建和管理线程池。它封装了 Executor 接口的实现，提供了一些常用的线程池创建方式，如 newFixedThreadPool()、newCachedThreadPool() 等。

可以说 Executors 是 Executor 的一个实现和扩展，它提供了更方便的方式来创建和管理线程池。

9）线程池中 submit() 和 execute() 方法有什么区别？

线程池中的 submit() 和 execute() 方法都用于提交任务给线程池执行，但它们有一些区别：

execute() 方法只能接受 Runnable 对象，而 submit() 方法既可以接受 Runnable 对象，也可以接受 Callable 对象。
execute() 方法没有返回值，而 submit() 方法返回一个 Future 对象，可以用于获取任务的执行结果。
对于抛出异常的任务，execute() 方法会在控制台打印异常堆栈信息，而 submit() 方法会把异常包装在 Future 对象中，需要通过调用 Future 的 get() 方法来获取异常。

一般来说，如果不需要获取任务的执行结果，可以使用 execute() 方法；如果需要获取任务的执行结果或捕获任务抛出的异常，可以使用 submit() 方法。