【秋招冲刺篇】5.20的正确操作===操作系统八股文

操作系统八股文

一，产生线程不安全的原因

1.线程是抢占式执行
导致两个线程里的先后顺序无法确定~
这样的随机性，是由操作系统内核决定的，是导致线程安全问题的根本所在。

2.多个线程修改同一个变量：

3.原子性
像++这样的操作就不是原子性的操作，我们可以加锁。
赋值或者一个步骤的操作是原子的
4.内存可见性
单线程下没有什么影响，但是到了多线程，就会引发不安全，
假设：
如果某个线程进行循环自增，那么涉及到多次LOAD，ADD，SAVE。
为了使结果读的更快，提高程序的效率，线程会把多次的LOAD和SAVE省略。变成了LOAD，ADD，ADD，SAVE，此时我另外一个线程去读取这个值，会发现值没有改变，是因为线程2还在add，值还在cpu里面。
（解决方法加上volatile，可以防止优化操作）
5.指令重排序
编译器会按照一个较为节省时间（或资源的路径去执行）

二.线程的所有状态

NEW：安排了，还没有开始工作
RUNNABLE：可工作的，又可以分为正在工作，和即将开始工作。
BLOCKED和WAITING：这几个都表示排队等待。
TERMINATED:工作完成了。

三， synchronized和volatile

synchronized：（既可以原子性，又可以保证内存可见性）
的本质功能，就是把并行变成串行，通过加锁，
锁竞争多个线程争同一个锁。
当然，为了防止程序员犯蠢，synchronized内部记录了这个锁是哪个线程所持有的。
synchronized修饰普通方法相当于，对this进行加锁，
synchronized修饰静态方法，相当于对类对象进行加锁。
内寸可见性：直接对内存进行操作。

volatile：
往往一个线程读一个线程写会用到这个volatile
计算机中一般理解成可变的，用来保证内存可见性，但不能保证原子性

四.Wait和notify（都是Object方法）

举例：比如，亿万富翁小明去银行的ATM机去取钱，同样，在他身后还有一群人准备取钱，小明发现ATM钱不够，可是他又着急取钱，此时就需要我们的工作人员把他带走，去取钱，让后面的人先取钱。
如果，工作人员，直接放，无限多的钱到ATM机中，这些人又需要同时的去竞争这个ATM。

这就好比，从一个就绪队列转换到阻塞队列中去，

Wait 的作用
1.将当前代码执行的线程，放到等待队列中。
2.释放当前锁
3. 满足一定条件被唤醒，重新获取到锁。

结果是 Wait之前证明是在Wait之前就结束了

Wait的使用

Wait的使用必须要在synchronized中且调用Wait的锁对象是同一个才可以使用
这个条件之一就是 Notify，有了Notify才能重新获取到锁。

Notify和NotifyAll
一个是唤醒Wait的线程，另外一个全部线程唤醒。

Wait和Sleep的区别
1.等待时间
Sleep可以指定一个固定时间进行阻塞等待，
Wait既可以指定时间，也可以无限等待。
2.唤醒方式
Wait使用notify来唤醒，而sleep等到时间到了或者interrup来唤醒
3.用途
Wait是用来调整线程的先后顺序，Sleep单纯让某一线程休眠，并不涉及多线程（虽然Sleep也能进行顺序控制，但是这种控制不可靠。）

五.单例模式以及单例模式的实现

（这里的设计模式就相当于棋谱一样，程序员按照相应的模式，来进行相应的操作）
懒汉模式：用到的时候才创建实例

publicclassMain{staticclassSingleton{//饿汉模式privateSingleton(){}privatestatic Singleton instance =null;publicstatic  Singleton getInstance(){if(instance==null){
              instance =newSingleton();}return instance;}}publicstaticvoidmain(String[] args){
      Singleton instance =   Singleton.getInstance();}}

我们仔细看这个代码会发现问题，当这个代码的main中没有实例的
instance的话，直接调用getInstance（）方法会出错，涉及到线程安全问题。
所以我们需要把这个判断全部加上锁，保证这两个操作都是原子性的
（但是锁会导致资源开销变大，所以再进行判断，目的要让第一次成为线程安全的）

if(instance==null){
synchronized（Singleton.class）
if(instance==null){
              instance =newSingleton();}return instance;}}

饿汉模式：开始的时候直接创建实例

publicclassMain{staticclassSingleton{//饿汉模式privateSingleton(){}privatestatic Singleton instance =newSingleton();publicstatic  Singleton getInstance(){return instance;}}}

六.队列的分类

都知道有栈和对列，但是实际上对列才是最常用的，栈不常用。
这里的对列又分为。
优先队列：按优先级先进先出的对列

消息队列：对列里的数据有一定的分类信息，出队列的时候，不是单纯的先进先出，而是按照分类作为维度，让某个类的元素先进先出。
详细用到的场景：医院里面 做检查有很多类型。

阻塞对列：阻塞对列和以上两种对列不同，阻塞队列不为空，线程是安全的。
从以下两方面来谈
当对列为空，我们出对列会发生阻塞，直到有元素为止。
当对列满了，入队列会发生阻塞，直到有元素出队列为止。
有了阻塞对列就可以实现生产者消费者模型。
在计算机中，生产者是一组线程，消费者也是一组线程
判断一个代码是否好的标准指的是看代码，是否是高内聚，低耦合。
低耦合指的是两个代码片段关系是否，比较紧密。
用这个模型可以有效的解耦合，
1.解耦合
因为假设A要给B传输数据，只能a和b传，到时候我想让a传给c，需要该大量的代码。
因此我们使用生产者消费者模型，在a和b的中间加入一个阻塞队列。a把数据产生到对列，b从对列里面拿数据。这样就让耦合降低了。
2.肖峰填谷
有了大坝我们的水就可以得到有效的保护，避免水流太大。
把高峰填到低谷期。
当用户一大批需求冲入网关（服务器入口）会有一个阻塞队列将需求缓存，然后被具体服务器接受。避免服务器崩溃。