常见 Java 并发编程面试题汇总（2021年并发编程面试题大全附答案）

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Java 并发

题1：Java 中的 ReadWriteLock 是什么？

ReadWriteLock读写锁是用来提升并发程序性能的锁分离技术的成果。

ReadWriteLock管理一组锁，一个是只读的锁，一个是写锁。

Java并发库中ReetrantReadWriteLock实现了ReadWriteLock接口并添加了可重入的特性。

题2：什么是 Java 优先级队列（Priority Queue）？

PriorityQueue是一个基于优先级堆的无界队列，它的元素是按照自然顺序（natural order）排序的。在创建的时候，可以给它提供一个负责给元素排序的比较器。

PriorityQueue不允许null值，因为它们没有自然顺序，或者说它们没有任何的相关联的比较器。

最后，PriorityQueue不是线程安全的，入队和出队的时间复杂度是O(log(n))。

题3：线程池的原理是什么？

线程池状态

线程池和线程一样拥有自己的状态，在ThreadPoolExecutor类中定义了一个volatile变量runState来表示线程池的状态，线程池有四种状态，分别为RUNNING、SHURDOWN、STOP、TERMINATED。

1）线程池创建后处于RUNNING状态。

2）调用shutdown后处于SHUTDOWN状态，线程池不能接受新的任务，会等待缓冲队列的任务完成。

3）调用shutdownNow后处于STOP状态，线程池不能接受新的任务，并尝试终止正在执行的任务。

4）当线程池处于SHUTDOWN或STOP状态，并且所有工作线程已经销毁，任务缓存队列已经清空或执行结束后，线程池被设置为TERMINATED状态。

线程池原理： 预先启动一些线程，线程无限循环从任务队列中获取一个任务进行执行，直到线程池被关闭。如果某个线程因为执行某个任务发生异常而终止，那么重新创建一个新的线程而已，如此反复。

题4：锁优化的方法有哪些？

减少锁持有时间

减少其他线程等待的时间，只在有线程安全要求的程序代码上加锁。

减小锁粒度

将大对象（这个对象可能会被很多线程访问），拆成小对象，大大增加并行度，降低锁竞争。降低了锁的竞争，偏向锁，轻量级锁成功率才会提高。

锁分离

读写锁ReadWriteLock，根据功能进行分离成读锁和写锁，这样读读不互斥，读写互斥，写写互斥。即保证了线程安全，又提高了性能。

读写分离思想可以延伸，只要操作互不影响，锁就可以分离。

锁粗化

为了保证多线程间的有效并发，会要求每个线程持有锁的时间尽量短，即在使用完公共资源后，应该立即释放锁。只有这样，等待在这个锁上的其他线程才能尽早的获得资源执行任务。

锁消除

在即时编译器时，如果发现不可能被共享的对象，则可以消除这些对象的锁操作。

题5：公平锁和非公平锁有什么区别？

公平锁：多个线程按照申请锁的顺序去获得锁，线程会直接进入队列去排队，永远都是队列的第一位才能得到锁。

优点：所有的线程都能得到资源，不会饿死在队列中。

缺点：吞吐量会下降很多，队列里面除了第一个线程，其他的线程都会阻塞，cpu唤醒阻塞线程的开销会很大。

非公平锁：多个线程去获取锁的时候，会直接去尝试获取，获取不到，再去进入等待队列，如果能获取到，就直接获取到锁。

优点：可以减少CPU唤醒线程的开销，整体的吞吐效率会高点，CPU也不必取唤醒所有线程，会减少唤起线程的数量。

缺点：可能导致队列中间的线程一直获取不到锁或者长时间获取不到锁，导致饿死。

题6：什么是守护线程？

守护线程（即daemon thread），是个服务线程，准确地来说就是服务其他的线程，而其他的线程只有一种，那就是用户线程。

java中线程可以划分为2种

1、守护线程，比如垃圾回收线程，就是最典型的守护线程。 2、用户线程，就是应用程序里的自定义线程。

守护线程

1、守护线程，专门用于服务其他的线程，如果其他的线程（即用户自定义线程）都执行完毕，连main线程也执行完毕，那么jvm就会退出（即停止运行）——此时，连jvm都停止运行了，守护线程当然也就停止执行了。

2、如果存在用户自定义线程的话，jvm就不会退出，此时守护线程也不能退出，也就是它还要运行，就是为了执行垃圾回收的任务。

3、守护线程又被称为“服务进程”“精灵线程”“后台线程”，是指在程序运行是在后台提供一种通用的线程，这种线程并不属于程序不可或缺的部分。

通俗点讲，任何一个守护线程都是整个JVM中所有非守护线程的“保姆”。

题7：如何保证线程按顺序执行？

保证线程按顺序执行的方法有以下几种：

1、使用线程的join()方法

2、使用主线程的join()方法

3、使用线程的wait()方法

4、使用线程的线程池方法

5、使用线程的Condition(条件变量)方法

6、使用线程的CountDownLatch(倒计数)方法

7、使用线程的CyclicBarrier(回环栅栏)方法

8、使用线程的Semaphore(信号量)方法

题8：CAS 有什么缺点？

1、CAS容易造成ABA问题。

一个线程a将数值改成了b，接着又改成了a，此时CAS认为是没有变化，其实是已经变化过了，而这个问题的解决方案可以使用版本号标识，每操作一次version加1。在JDK1.5版本中，已经提供了AtomicStampedReference来解决问题。

2、CAS造成CPU利用率增加。之前说过了CAS里面是一个循环判断的过程，如果线程一直没有获取到状态，cpu资源会一直被占用。

题9：什么是 CAS？

CAS是compare and swap的缩写，即我们所说的比较交换。

cas是一种基于锁的操作，而且是乐观锁。在java中锁分为乐观锁和悲观锁。悲观锁是将资源锁住，等一个之前获得锁的线程释放锁之后，下一个线程才可以访问。而乐观锁采取了一种宽泛的态度，通过某种方式不加锁来处理资源，比如通过给记录加version来获取数据，性能较悲观锁有很大的提高。

CAS操作包含三个操作数分别是内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。如果内存地址里面的值和A的值是一样的，那么就将内存里面的值更新成B。CAS是通过无限循环来获取数据的，若果在第一轮循环中，a线程获取地址里面的值被b线程修改了，那么a线程需要自旋，到下次循环才有可能机会执行。

题10：Java 支持协程吗？

Java 官方目前是还没推出协程。

目前可用性比较高的有Quasar和ea-async两个第三方库，都是通过byte code Instrument，把编译后同步程序class文件修改为异步的操作。