一、synchronized關鍵字：
- 基本使用與作用：通過搶票代碼示例，展示了
synchronized作為對象鎖，可避免多線程超賣或搶到同一張票問題，保證代碼原子性，同一時刻只有一個線程獲得鎖，其他線程阻塞。 - 底層原理：底層是
monitor，通過分析字節碼信息，可看到monitor enter和monitor exit，分別對應上鎖和解鎖，且有兩個monitor exit以防異常導致鎖未釋放。 monitor工作機制：monitor有wait set、entry list、owner三個屬性。線程嘗試獲取鎖時，若owner為none，則擁有鎖；否則進入entry list等待，釋放鎖后喚醒entry list中線程爭搶。調用wait方法的線程進入wait set。- 鎖升級：
monitor是重量級鎖，因涉及用戶態和內核態切換，性能低。JDK1.6后引入偏向鎖和輕量級鎖。一個線程重復獲取鎖時用偏向鎖；兩個線程交替獲取鎖用輕量級鎖；多線程競爭時用重量級鎖。 - 三種鎖對比：偏向鎖性能最好，首次加鎖記錄線程ID并改標志，后續重入只需判斷；輕量級鎖每次加鎖記錄都需CAS操作；重量級鎖涉及用戶態和內核態切換，性能最低。
二、Java內存模型（JMM）面試題：
- 概念：定義了共享變量在多線程讀寫操作的行為規范，保證內存讀寫指令正確性。
- 內存劃分：分為工作內存和主內存。工作內存是線程私有，存儲線程內私有數據，線程間無法互相訪問；主內存是共享區域，存儲共享變量，多線程同步數據需通過主內存。
- CAS操作面試題：
- 概念與原理：全稱
compare and swap，體現樂觀鎖思想，在無鎖情況下保證線程操作共享數據的原子性。線程操作共享數據時，先讀取主內存數據到工作內存，修改后與主內存數據比對，相同則更新，不同則自旋重試。 - 底層實現：依賴
unsafe類調用操作系統底層CAS指令，unsafe類提供compare and swap object、int、long三個本地方法。 - 與鎖的對比：CAS是樂觀鎖，不怕其他線程修改共享變量，通過自旋重試；
synchronized是悲觀鎖，上鎖后防止其他線程修改。
- 概念與原理：全稱
三、volatile`關鍵字：
-
含義：可修飾共享變量，保證線程間可見性和禁止指令重排序。
-
線程間可見性：通過代碼示例，展示了未加
volatile時，線程修改共享變量，其他線程不可見，原因是JIT編譯器優化。可通過加VM參數禁用JIT或加volatile關鍵字解決，項目開發中推薦使用volatile關鍵字。 -
指令重排序與volatile關鍵字：
- 指令重排序概念：代碼執行順序可能與編寫順序不一致，通過測試代碼可能出現結果為10的情況判斷是否發生重排序，需使用高并發多線程測試工具。
- volatile解決重排序：在共享變量讀寫時加入不同屏障，阻止其他讀寫操作越過屏障。如加在y上能解決問題，加在x上不行。
- volatile使用技巧：寫變量時讓volatile修飾的變量在代碼最后位置，讀變量時讓其在代碼最上面。
- volatile特性總結：保證線程間可見性，禁止指令重排序。
四、AQS（抽象隊列同步器）：
- AQS定義與對比：是JUC中提供的鎖機制，與synchronized對比，它是Java API，需手動開關鎖，在鎖競爭激烈時性能更好。
- 基本工作機制：內部有volatile修飾的state，0表示無鎖，1表示有鎖。線程請求鎖需修改state，失敗則進入隊列等待，隊列為先進先出的雙向隊列。
- 保證原子性：多個線程搶資源時用CAS設置保證原子性。
- 公平鎖與非公平鎖：非公平鎖是新線程與隊列中線程共同搶資源；公平鎖是新線程到隊列尾部等待，按隊列順序獲得鎖。
- AQS總結：是隊列同步器，維護雙向隊列，用state控制鎖，使用CAS保證原子性。
五、ReentrantLock（可重入鎖）：
- 特點：可中斷、可設置超時時間、可設置公平鎖、支持多個條件變量，與synchronized一樣支持重入。
- 實現原理：底層使用CAS和AQS，構造函數可創建公平鎖或非公平鎖。
- 工作方式：與AQS類似，用CAS修改狀態搶鎖，搶到鎖將線程掛到屬性中，釋放鎖喚醒隊列中線程。
- 總結：是可重入鎖，底層用CAS和AQS，支持公平和非公平鎖。
六、synchronized與Lock對比：
- 語法層面：synchronized是關鍵字，由JVM提供，C++實現，退出同步塊自動釋放鎖；Lock由JDK提供，Java實現，需調用unlock釋放鎖。
- 功能層面：都屬悲觀鎖，有互斥同步和鎖重入功能，但Lock有公平鎖、可打斷、可超時、多條件變量等功能，通過代碼演示驗證。
- 性能層面：無競爭時synchronized有優化，性能還行；競爭激烈時Lock性能更好。
七、死鎖問題：
- 死鎖產生條件：一個線程同時獲取多把鎖易發生死鎖，如線程T1持有a鎖等b鎖，線程T2持有b鎖等a鎖。
- 死鎖診斷工具：使用jps輸出JVM中運行的所有進程狀態信息，使用jstack查看Java進程內的線程堆棧信息；還可使用jconsole和VisualVM等可視化工具。
八、ConcurrentHashMap：
- JDK1.7結構：采用分段的數組加列表實現，數組不可擴容，添加數據時用ReentrantLock加鎖，性能較低。
- JDK1.8結構：采用數組加鏈表加紅黑樹結構，添加新節點用CAS自旋鎖，有鏈表或紅黑樹時用synchronized鎖首節點，性能更好。
- 總結：不同版本底層數據結構和加鎖方式不同，1.8加鎖力度更細。
九、并發程序問題根源：
- 原子性：一個線程在CPU中的操作不可暫停或中斷，如搶票代碼可能出現超賣，可通過synchronized或Lock鎖保證。
- 可見性：一個線程對共享變量修改后讓另一個線程可見，可加volatile關鍵字解決，加鎖也可但性能不高。
- 有序性：處理器可能對代碼進行指令重排，加volatile關鍵字可禁止指令重排序。
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