core java interview point (3)

 24. 写出生产者消费者模式。

生产者消费者模式是比国内法、多线程编程中经典的设计模式，通过分离的执行工作解耦，简化开发模式，他们又可以以不同的熟读生产、消费数据。

sample：服务员在准备食物（生产者），顾客在等待吃（消费者），他们通过共同约定的桌子等存放、取走这些盘子。如果桌子上已经满了服务员（生产者）就等待，如果食物以及给你吃完了顾客（消费者）等待。这里的桌子就是一个共享对象。

特征和优点：

a.简化开发，独立的开发或者并发的编写消费者和生产者，他们之间仅仅需要知道共享对象是谁。

b.生产者不需要关心谁是消费者或者有多少消费者（不管顾客是谁，有多少人）消费者亦然（不管那个服务员）

c.生产者和消费者可以使用不同的速度

d.分离的生产者、消费者在功能上可以写出更简洁、可读、以维护的代码。

 

多线程中的生产者、消费者问题：

这是一个典型的问题，经典方法：使用wait和notify方法在生产者、消费者线程中合作；在队列满了或者是空的条简写阻塞。java5天界了阻塞队列BlockingQueue数据结构，它隐含了这种机制，就无需wait/notify在二者之间通信，它提供的put()方法将阻塞满了的condition，take()方法将阻塞空的condition。

 

使用阻塞队列实现生产者消费者：

 阻塞队列实现，提供开箱即支持阻塞的方法put()和take()，开发者不用写冗余繁杂的wait-notify实现通信。

 BlockingQueue是一个接口，两种实现子类：ArrayBlockingQueue，LinkedBlockingQueue，都是先进先出原则，ArrayBlockingQueue是自然有界的(事先能够预知边界)，LinkedBlockingQueue可选边界（无法预知边界）。

 

Demo:

public class ProducerConsumerInstance{

 public static void main(String[] args){

  //shared bolckingQueue instance

  BlockingQueue sharedQueue = new LinkedBlockingQueue();

 

  //producer

  Thread producer = new Thread(new Producer(sharedQueue));

  //consumer 

  Thread consumer = new Thread(new Consumer(sharedQueue));

 

  //run 

  producer.start();

  consumer.start();

 }

}

 

//class Producer

public class Producer implements Runnable{

 private final BlockingQueue producerQueue;

 public Producer(BlockingQueue shared){

  producerQueue = shared;

 }

 

 @Override

 public void run(){

  for(int i = Math.random(); i < 0.999; ){

   try{

    System.out.println(producer.put(i));

   }catch(InterruptedException e){

    Syetem.out.print("ERROR by interrupting.");

   }

  }

 }

}

 

//Consumer class ommit...

 

 

25. ThreadLocal的设计理念与作用。

ThreadLocal与其他同步机制相比：

 ThreadLocal和其他所有的同步机制，都是为了解决多线程之间对同一个变量的访问导致的冲突问题。

在普通的同步机制中，通过对象加锁来实现多线程对统一变量的安全访问，这时候变量是对个线程共享的，使用这些同步机制，就需要很细致研究分析什么时候对变量读写而需要加锁，什么时候释放锁。

TheadLocal会为每个线程维护一个和该线程绑定的变量的副本，从另一角度，根本上隔离了多个线程之间对同一对象的访问问题，从而就不存在对该变量同步。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象，在编写多线程代码时候，将不安全的整个变量封装进ThreadLocal，或者将该对象特定于线程的撞他起状态封装进ThreadLocal。

 

ThreadLocal不能取代同步机制，两者面对的领域不同；同步机制是为了同步多个线程对相同资源的并发访问，能够使这些线程之间通信。而ThreadLocal是隔离了多个线程的数据共享，拆分为每个线程绑定的变量副本，从根本上就不再是多个线程间的共享变量了。

如果你需要多线程通信，使用同步机制，而仅仅事项隔离线程间的共享冲突，ThreadLocal不错的选择。

 

ThreadLocal，线程局部变量thread local variable，功能就是为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本，使每一个线程都可以独立改变自己的副本，而不会和其他线程的副本冲突。

 

ThreadLocal类的方法：

protected ThreadLocal initialValue()，是为了子类重写，该方法返回当前线程在该线程局部变量的初始值，是延迟电泳方法，在一个线程第一次调用get()或set()执行，只执行一次。

public ThreadLocal get() 返回当前线程的线程局部变量副本

public void set(ThreadLocal val) 设置当前线程的线程局部变量的副本值。

public void remove() 移除当前线程的线程局部变量值，释放资源