面试题：Java Socket编程中线程池与线程安全的关系及应用

线程池与线程安全机制的协同工作

任务提交：
- 当客户端连接请求到达时，线程池的阻塞队列接收这些任务。由于阻塞队列本身是线程安全的（如LinkedBlockingQueue），多个线程可以安全地向队列中添加任务（offer或put方法）。例如：
```
BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>(10);
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    5, 10, 10L, TimeUnit.SECONDS, queue);
executor.submit(() -> {
    // 处理客户端连接请求的代码
});
```
- 线程池中的工作线程从阻塞队列中获取任务（take方法）。阻塞队列的设计确保了在多线程环境下，获取任务的操作也是线程安全的，避免了竞争条件。
线程复用：
- 线程池维护一定数量的工作线程，这些线程被复用处理不同的客户端请求。线程安全机制保证了每个工作线程在执行任务时不会相互干扰。例如，每个线程独立执行自己从队列中取出的任务，不会出现一个线程修改另一个线程正在处理的数据的情况。
- 工作线程执行任务时，可能会访问共享资源（如数据库连接池等）。这时就需要通过锁机制（如synchronized关键字、ReentrantLock等）来保证对共享资源的访问是线程安全的。例如：
```
private static final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void accessSharedResource() {
    lock.lock();
    try {
        // 访问共享资源的代码
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
```

可能遇到的线程安全问题及解决方法

竞争条件：
- 问题描述：多个线程同时访问和修改共享资源，导致数据不一致。例如，在统计客户端连接数时，如果多个线程同时进行自增操作，可能会丢失部分计数。
- 解决方法：使用锁机制（如synchronized关键字或ReentrantLock）对共享资源的访问进行同步。例如：
```
private int clientCount = 0;
public synchronized void incrementClientCount() {
    clientCount++;
}
```
- 也可以使用原子类（如AtomicInteger），它内部使用CAS（Compare - And - Swap）操作实现线程安全的自增等操作。例如：
```
private AtomicInteger clientCount = new AtomicInteger(0);
public void incrementClientCount() {
    clientCount.incrementAndGet();
}
```

死锁：

问题描述：两个或多个线程相互等待对方释放资源，导致所有线程都无法继续执行。例如，线程A持有锁1并等待锁2，线程B持有锁2并等待锁1。

解决方法：

避免嵌套锁，尽量减少锁的使用范围。
给锁设置超时时间，使用tryLock方法尝试获取锁，并在一定时间内获取不到时放弃。例如：

ReentrantLock lock1 = new ReentrantLock();
ReentrantLock lock2 = new ReentrantLock();
boolean success = false;
try {
    success = lock1.tryLock(100, TimeUnit.MILLISECONDS);
    if (success) {
        success = lock2.tryLock(100, TimeUnit.MILLISECONDS);
        if (success) {
            // 执行需要锁1和锁2的代码
        }
    }
} catch (InterruptedException e) {
    // 处理中断
} finally {
    if (success) {
        lock2.unlock();
    }
    if (lock1.isHeldByCurrentThread()) {
        lock1.unlock();
    }
}

资源泄漏：

问题描述：线程在获取资源（如数据库连接、文件句柄等）后，由于异常或错误没有正确释放资源，导致资源无法被其他线程使用。
解决方法：使用try - finally块确保资源在使用后被正确释放。例如，在获取数据库连接时：

Connection conn = null;
try {
    conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);
    // 使用连接执行数据库操作
} catch (SQLException e) {
    // 处理异常
} finally {
    if (conn != null) {
        try {
            conn.close();
        } catch (SQLException e) {
            // 处理关闭连接时的异常
        }
    }
}

或者使用Java 7引入的try - with - resources语句，它会自动关闭实现了AutoCloseable接口的资源。例如：

try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password)) {
    // 使用连接执行数据库操作
} catch (SQLException e) {
    // 处理异常
}

星途面试题库

面试题：Java Socket编程中线程池与线程安全的关系及应用

知识考点

面试题答案

线程池与线程安全机制的协同工作

可能遇到的线程安全问题及解决方法