一、多线程预防和避免线程死锁
如何预防死锁？ 破坏死锁的产生的必要条件即可：
- 破坏请求与保持条件：一次性申请所有的资源。
- 破坏不剥夺条件：占用部分资源的线程进一步申请其他资源时，如果申请不到，可以主动释放它占有的资源。
- 破坏循环等待条件：靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源，释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。
如何避免死锁？
避免死锁就是在资源分配时，借助于算法（比如银行家算法）对资源分配进行计算评估，使其进入安全状态。
安全状态 指的是系统能够按照某种线程推进顺序（P1、P2、P3……Pn）来为每个线程分配所需资源，直到满足每个线程对资源的最大需求，使每个线程都可顺利完成。称 <P1、P2、P3.....Pn> 序列为安全序列
二、简述CAS
CAS的全称是 CompareAndSwap（比较与交换） ，用于实现乐观锁，被广泛应用于各大框架中。CAS的思想很简单，就是用一个预期值和要更新的变量值进行比较，两值相等才会进行更新。
CAS是一个原子操作，底层依赖于一条CPU的原子指令。
原子操作 即最小不可拆分的操作，也就是说操作一旦开始，就不能被打断，直到操作完成。
CAS涉及到三个操作数：
- V：要更新的变量值(Var)
- E：预期值(Expected)
- N：拟写入的新值(New)
当且仅当V的值等于E时，CAS通过原子方式用新值N来更新V的值。如果不等，说明已经有其它线程更新了V，则当前线程放弃更新。
举一个简单的例子：线程A要修改变量i的值为6，i原值为1（V=1，E=1，N=6，假设不存在ABA问题）。
i与1进行比较，如果相等，则说明没被其他线程修改，可以被设置为6。
i与1进行比较，如果不相等，则说明被其他线程修改，当前线程放弃更新，CAS操作失败。
当多个线程同时使用CAS操作一个变量时，只有一个会胜出，并成功更新，其余均会失败，但失败的线程并不会被挂起，仅是被告知失败，并且允许再次尝试，当然也允许失败的线程放弃操作。
Java语言并没有直接实现CAS，CAS相关的实现是通过C++内联汇编的形式实现的（JNI调用）。因此，CAS的具体实现和操作系统以及CPU都有关系。
sun.misc包下的Unsafe类提供了compareAndSwapObject、compareAndSwapInt、compareAndSwapLong方法来实现的对Object、int、long类型的CAS操作
/** @param 包含要修改field的对象* @param offset 对象中某field的偏移量* @param expected 期望值* @param update 更新值* @return true | false**/
public final native boolean compareAndSwapObject(Object o, long offset, Object expected, Object update);public final native boolean compareAndSwapInt(Object o, long offset, int expected,int update);public final native boolean compareAndSwapLong(Object o, long offset, long expected, long update)三、乐观锁和悲观锁
什么是乐观锁？
乐观锁总是假设最好的情况，认为共享资源每次被访问的时候不会出现问题，线程可以不停地执行，无需加锁也无需等待，只是在提交修改的时候去验证对应的资源（也就是数据）是否被其它线程修改了（具体方法可以使用版本号机制或CAS算法）。
在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类（比如AtomicInteger、LongAdder）就是使用了乐观锁的一种实现方式 CAS 实现的。
// LongAdder 在高并发场景下会比 AtomicInteger 和 AtomicLong 的性能更好// 代价就是会消耗更多的内存空间（空间换时间）LongAdder sum = new LongAdder();sum.increment();
高并发的场景下，乐观锁相比悲观锁来说，不存在锁竞争造成线程阻塞，也不会有死锁的问题，在性能上往往会更胜一筹。但是，如果冲突频繁发生（写占比非常多的情况），会频繁失败和重试，这样同样会非常影响性能，导致CPU飙升。
不过，大量失败重试的问题也是可以解决的，像我们前面提到的 LongAdder以空间换时间的方式就解决了这个问题。
理论上来说：
悲观锁通常多用于写比较多的情况（多写场景，竞争激烈），这样可以避免频繁失败和重试影响性能，悲观锁的开销是固定的。不过，如果乐观锁解决了频繁失败和重试这个问题的话（比如LongAdder），也是可以考虑使用乐观锁的，要视实际情况而定。
乐观锁通常多用于写比较少的情况（多读场景，竞争较少），这样可以避免频繁加锁影响性能。不过，乐观锁主要针对的对象是单个共享变量（参考java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类）。
和数据库乐观锁的区别？
JavaCAS：CAS是底层的原子操作，它适用于线程间对内存中的共享资源进行无锁的、低级别的同步。CAS操作通常用于实现高级的并发数据结构（如无锁队列、栈等）和同步工具（如原子类AtomicInteger、AtomicReference等），这些结构和工具可以在多线程环境下提供更好的性能和更低的延迟。CAS操作不依赖于外部存储，它是在内存级别上保证数据的原子性和一致性。
数据库版本号乐观锁：在数据库操作中，使用版本号作为乐观锁是一种常见的做法。这通常通过在数据表中增加一个版本号字段来实现。每次更新数据时，版本号会递增。在提交更新时，应用程序会检查版本号是否自上次读取以来没有变化。如果版本号匹配，则执行更新；否则，表示数据已被其他事务修改，需要重新获取数据并重试更新操作。这种机制适用于数据库中的高并发更新操作，可以避免因为数据库行锁而导致的性能瓶颈。
什么是悲观锁？
悲观锁总是假设最坏的情况，认为共享资源每次被访问的时候就会出现问题(比如共享数据被修改)，所以每次在获取资源操作的时候都会上锁，这样其他线程想拿到这个资源就会阻塞直到锁被上一个持有者释放。也就是说，共享资源每次只给一个线程使用，其它线程阻塞，用完后再把资源转让给其它线程。
像Java中synchronized和ReentrantLock等独占锁就是悲观锁思想的实现。
高并发的场景下，激烈的锁竞争会造成线程阻塞，大量阻塞线程会导致系统的上下文切换，增加系统的性能开销。并且，悲观锁还可能会存在死锁问题，影响代码的正常运行。
- 线程池核心参数，线程池工作模型
①、corePoolSize
定义了线程池中的核心线程数量。即使这些线程处于空闲状态，它们也不会被回收。这是线程池保持在等待状态下的线程数。
②、maximumPoolSize
线程池允许的最大线程数量。当工作队列满了之后，线程池会创建新线程来处理任务，直到线程数达到这个最大值。
③、keepAliveTime
非核心线程的空闲存活时间。如果线程池中的线程数量超过了corePoolSize，那么这些多余的线程在空闲时间超过keepAliveTime时会被终止。
④、unit
keepAliveTime参数的时间单位：
TimeUnit.DAYS;天
TimeUnit.HOURS;小时
TimeUnit.MINUTES;分钟
TimeUnit.SECONDS;秒
TimeUnit.MILLISECONDS;毫秒
TimeUnit.MICROSECONDS;微秒
TimeUnit.NANOSECONDS;纳秒
⑤、workQueue
用于存放待处理任务的阻塞队列。当所有核心线程都忙时，新任务会被放在这个队列里等待执行。
⑥、threadFactory
一个创建新线程的工厂。它用于创建线程池中的线程。可以通过自定义 ThreadFactory 来给线程池中的线程设置有意义的名字，或设置优先级等。
⑦、handler
拒绝策略RejectedExecutionHandler，定义了当线程池和工作队列都满了之后对新提交的任务的处理策略。常见的拒绝策略包括抛出异常、直接丢弃、丢弃队列中最老的任务、由提交任务的线程来直接执行任务等。
四、线程池的工作流程
当应用程序提交一个任务时，线程池会根据当前线程的状态和参数决定如何处理这个任务。
如果线程池中的核心线程都在忙，并且线程池未达到最大线程数，新提交的任务会被放入队列中进行等待。
如果任务队列已满，且当前线程数量小于最大线程数，线程池会创建新的线程来处理任务。
空闲的线程会从任务队列中取出任务来执行，当任务执行完毕后，线程并不会立即销毁，而是继续保持在池中等待下一个任务。
当线程空闲时间超出指定时间，且当前线程数量大于核心线程数时，线程会被回收。
public class ThreadPoolDemo {public static void main(String[] args) {// 创建一个线程池ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(3, // 核心线程数6, // 最大线程数0, // 线程空闲时间TimeUnit.SECONDS, // 时间单位new LinkedBlockingQueue<>(10), // 等待队列Executors.defaultThreadFactory(), // 线程工厂new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy() // 拒绝策略);// 模拟 10 个顾客来银行办理业务try {for (int i = 1; i <= 10; i++) {final int tempInt = i;threadPool.execute(() -> {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + "办理业务" + tempInt);});}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {threadPool.shutdown();}}
}
注：此片可能部分摘自JavaGuide （具体那篇文章链接不记得了从我自己笔记中又拿出来的）
