Java 多線程相關面試題

1. ConcurrentHashMap的讀是否要加鎖，為什么?

讀操作沒有加鎖，目的是為了進一步降低鎖沖突的概率，為了保證讀到剛修改的數據，搭配了volatile 關鍵字；

2. 介紹下 ConcurrentHashMap 的鎖分段技術?

這個是 Java1.7 中采取的技術，Java1.8 中已經不再使用了，簡單的說就是把若干個哈希桶分成一個 "段"(Segment)，針對每個段分別加鎖，目的也是為了降低鎖競爭的概率，當兩個線程訪問的數據恰好在同一個段上的時候，才觸發鎖競爭；

3. ConcurrentHashMap在jdk1.8做了哪些優化？

取消了分段鎖，直接給每個哈希桶(每個鏈表)分配了一個鎖(就是以每個鏈表的頭結點對象作為鎖對象)，將原來數組 + 鏈表的實現方式改進成數組 + 鏈表 / 紅黑樹的方式，當鏈表較長的時候(大于等于 8 個元素，并且數組長度大于等于 64)就轉換成紅黑樹；

4. Hashtable 和 HashMap、ConcurrentHashMap 之間的區別?

HashMap: 線程不安全，key 允許為 null，

Hashtable: 線程安全，使用 synchronized 鎖 Hashtable 對象，效率較低，key 不允許為 null，

ConcurrentHashMap: 線程安全，使用 synchronized 鎖每個鏈表頭結點，鎖沖突概率低，充分利用 CAS 機制，優化了擴容方式，key 不允許為 null；

5. 談談 volatile 關鍵字的用法?

volatile 能夠保證內存可見性，強制從主內存中讀取數據，此時如果有其他線程修改被 volatile 修飾的變量，可以第?時間讀取到最新的值，volatile 還可以避免指令重排序引起的問題；

6. Java多線程是如何實現數據共享的?

JVM 把內存分成了這幾個區域: 方法區，堆區，棧區，程序計數器，其中方法區和堆區是多個線程之間共享的，只要把某個數據放到堆內存中，就可以讓多個線程都能訪問到；

7. Java 創建線程池的接口是什么？參數的含義？

在這兩篇博客中都有涉及：Java 多線程（01）—— 認識線程和創建線程，線程池拒絕策略創建線程池主要有兩種方式：通過 Executors 工廠類創建，創建方式比較簡單，但是定制能力有限；通過ThreadPoolExecutor 創建.創建方式比較復雜，但是定制能力強；

8. LinkedBlockingQueue 的作用是什么？

LinkedBlockingQueue 表示線程池的任務隊列，用戶通過 submit / execute向這個任務隊列中添加任務，再由線程池中的工作線程來執行任務；

9. Java線程共有幾種狀態？狀態之間怎么切換的？

NEW：安排了工作還未開始行動，新創建的線程，還沒有調用 start 方法時處在這個狀態；

RUNNABLE：可工作的，又可以分成正在工作中和即將開始工作，調用?start 方法之后，并正在CPU上運行 / 在即將準備運行的狀態

BLOCKED：使用 synchronized 時，如果鎖被其他線程占用，就會阻塞等待，并進入該狀態；

WAITING：調用 wait 方法會進入該狀態；

TIMED_WAITING：調用 sleep 方法或者 wait(超時時間) 會進入該狀態；

TERMINATED：工作完成了，當線程 run 方法執行完畢后，會處于這個狀態；

10. 在多線程下，如果對一個數進行疊加，該怎么做？

使用 synchronized/ReentrantLock 加鎖，使用 AtomicInteger 原子操作；?

11. Servlet是否是線程安全的？

Servlet 本身是工作在多線程環境下，如果在 Servlet 中創建了某個成員變量，此時如果有多個請求到達服務器，服務器就會在多線程進行操作，是可能出現線程不安全的情況的；

12. Thread 和 Runnable 的區別和聯系?

Thread 類描述了一個線程，Runnable描述了一個任務；在創建線程的時候需要指定線程完成的任務，可以直接重寫 Thread 的 run 方法，也可以使用 Runnable 來描述這個任務；

13. 多次 start ?個線程會怎么樣？

第一次調用 start 可以成功，后續再調用 start 會拋出 java.lang.IllegalThreadStateException 異常

14. 有 synchronized 兩個方法，兩個線程分別同時用這個方法，請問會發生什么？

synchronized 加在非靜態方法上，相當于針對當前對象加鎖；

如果這兩個方法屬于同一個實例：線程1 能夠獲取到鎖，并執行方法，線程2 會阻塞等待，直到線程1 執行完畢，釋放鎖，線程2 獲取到鎖之后才能執行方法內容；

如果這兩個方法屬于不同實例：兩者能并發執行，互不干擾；

15. 進程和線程的區別？

進程是包含線程的，每個進程至少有一個線程存在，即主線程；進程和進程之間不共享內存空間.同一個進程的線程之間共享同一個內存空間；進程是系統分配資源的最小單位，線程是系統調度的最小單位。

16. 線程同步的方式有哪些？

synchronized，ReentrantLock，Semaphore 等都可以用于線程同步；

17. 為什么有了 synchronized 還需要 juc 下的 lock？

以 juc 的 ReentrantLock 為例，synchronized 使用時不需要手動釋放鎖，ReentrantLock 使用時需要手動釋放，使用起來更靈活；synchronized 在申請鎖失敗時，會死等，ReentrantLock 可以通過trylock 的方式等待一段時間就放棄；synchronized 是非公平鎖，ReentrantLock 默認是非公平鎖，但可以通過構造方法傳入一個 true 開啟公平鎖模式；synchronized 是通過 Object 的 wait/notify 實現等待，喚醒，每次喚醒的是一個隨機等待的線程，ReentrantLock 搭配 Condition 類實現等待喚醒，可以更精確控制喚醒某個指定的線程；

18. AtomicInteger 的實現原理是什么？

基于 CAS 機制，詳細信息可以看這篇博客：Java多線程（04）

19. 信號量聽說過么？之前都用在過哪些場景下？

信號量，用來表示 "可用資源的個數"，本質上就是一個計數器，使用信號量可以實現 "共享鎖" ，比如某個資源允許 3 個線程同時使用，那么就可以使用?P 操作作為加鎖，V操作作為解鎖，前三個線程的P操作都能順利返回，后續線程再進行 P 操作就會阻塞等待，直到前面的線程執行了 V 操作；

20. 什么是偏向鎖?

偏向鎖不是真的加鎖，而只是在鎖的對象頭中記錄一個標記(記錄該鎖所屬的線程)，如果沒有其他線程參與競爭鎖，那么就不會真正執行加鎖操作，從而降低程序開銷，一旦真的涉及到其他的線程競爭，再取消偏向鎖狀態，進入輕量級鎖狀態；

21. 講解下你自己理解的 CAS 機制

全稱Compareandswap，即"比較并交換"，相當于通過一個原?的操作，同時完成 "讀取內存，比較是否相等，修改內存" 這三個步驟，本質上需要 CPU 指令的支撐；

22. ABA 問題怎么解決？

給要修改的數據引入版本號；在 CAS 比較數據當前值和舊值的同時，也要比較版本號是否符合預期，如果發現當前版本號和之前讀到的版本號一致，就真正執行修改操作，并讓版本號自增，如果發現當前版本號比之前讀到的版本號大，就認為操作失敗；

23. 你是怎么理解樂觀鎖和悲觀鎖的，具體怎么實現呢？

悲觀鎖認為多個線程訪問同一個共享變量沖突的概率較大，會在每次訪問共享變量之前都去真正加鎖.；樂觀鎖認為多個線程訪問同一個共享變量沖突的概率不大，并不會真的加鎖，而是直接嘗試訪問數據.，在訪問的同時識別當前的數據是否出現訪問沖突；悲觀鎖的實現就是先加鎖(比如借助操作系統提供的 mutex)，獲取到鎖再操作數據，獲取不到鎖就等待，樂觀鎖的實現可以引入一個版本號；借助版本號識別出當前的數據訪問是否沖突；