互联网Java工程师面试题·Java 并发编程篇·第七弹

16、CAS 的问题

17、什么是 Future？

18、什么是 AQS

19、AQS 支持两种同步方式：

20、ReadWriteLock 是什么

21、FutureTask 是什么

22、synchronized 和 ReentrantLock 的区别

23、什么是乐观锁和悲观锁

24、线程 B 怎么知道线程 A 修改了变量

25、synchronized、volatile、CAS 比较

26、sleep 方法和 wait 方法有什么区别?

27、ThreadLocal 是什么？有什么用？

28、为什么 wait()方法和 notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用

29、多线程同步有哪几种方法？

30、线程的调度策略

31、ConcurrentHashMap 的并发度是什么

32、Linux 环境下如何查找哪个线程使用 CPU 最长

16、CAS 的问题

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 java5 中，已经提供了 AtomicStampedReference 来解决问题。

2、不能保证代码块的原子性

CAS 机制所保证的知识一个变量的原子性操作，而不能保证整个代码块的原子性。比如需要保证 3 个变量共同进行原子性的更新，就不得不使用 synchronized 了。

3、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。

17、什么是 Future？

在并发编程中，我们经常用到非阻塞的模型，在之前的多线程的三种实现中，不管是继承 thread 类还是实现 runnable 接口，都无法保证获取到之前的执行结果。通过实现 Callback 接口，并用 Future 可以来接收多线程的执行结果。Future 表示一个可能还没有完成的异步任务的结果，针对这个结果可以添加Callback 以便在任务执行成功或失败后作出相应的操作。

18、什么是 AQS

AQS 是 AbustactQueuedSynchronizer 的简称，它是一个 Java 提高的底层同步工具类，用一个 int 类型的变量表示同步状态，并提供了一系列的 CAS 操作来管理这个同步状态。

AQS 是一个用来构建锁和同步器的框架，使用 AQS 能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器，比如我们提到的 ReentrantLock，Semaphore，其他的诸如ReentrantReadWriteLock，SynchronousQueue，FutureTask 等等皆是基于AQS 的。

19、AQS 支持两种同步方式：

1、独占式

2、共享式

这样方便使用者实现不同类型的同步组件，独占式如 ReentrantLock，共享式如Semaphore，CountDownLatch，组合式的如 ReentrantReadWriteLock。总之，AQS 为使用提供了底层支撑，如何组装实现，使用者可以自由发挥。

20、ReadWriteLock 是什么

首先明确一下，不是说 ReentrantLock 不好，只是 ReentrantLock 某些时候有局限。如果使用 ReentrantLock，可能本身是为了防止线程 A 在写数据、线程 B 在读数据造成的数据不一致，但这样，如果线程 C 在读数据、线程 D 也在读数据，读数据是不会改变数据的，没有必要加锁，但是还是加锁了，降低了程序的性能。因为这个，才诞生了读写锁 ReadWriteLock。ReadWriteLock 是一个读写锁接口，ReentrantReadWriteLock 是 ReadWriteLock 接口的一个具体实现，实现了读写的分离，读锁是共享的，写锁是独占的，读和读之间不会互斥，读和写、写和读、写和写之间才会互斥，提升了读写的性能。

21、FutureTask 是什么

这个其实前面有提到过，FutureTask 表示一个异步运算的任务。FutureTask 里面可以传入一个 Callable 的具体实现类，可以对这个异步运算的任务的结果进行等待获取、判断是否已经完成、取消任务等操作。当然，由于 FutureTask 也是Runnable 接口的实现类，所以 FutureTask 也可以放入线程池中。

22、synchronized 和 ReentrantLock 的区别

synchronized 是和 if、else、for、while 一样的关键字，ReentrantLock 是类，这是二者的本质区别。既然 ReentrantLock 是类，那么它就提供了比synchronized 更多更灵活的特性，可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量，ReentrantLock 比 synchronized 的扩展性体现在几点上：

1、ReentrantLock 可以对获取锁的等待时间进行设置，这样就避免了死锁

2、ReentrantLock 可以获取各种锁的信息

3、ReentrantLock 可以灵活地实现多路通知

另外，二者的锁机制其实也是不一样的。ReentrantLock 底层调用的是 Unsafe 的park 方法加锁，synchronized 操作的应该是对象头中 mark word，这点我不能确定。

23、什么是乐观锁和悲观锁

1、乐观锁：就像它的名字一样，对于并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态，乐观锁认为竞争不总是会发生，因此它不需要持有锁，将比较-替换这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量，如果失败则表示发生冲突，那么就应该有相应的重试逻辑。

2、悲观锁：还是像它的名字一样，对于并发间操作产生的线程安全问题持悲观状态，悲观锁认为竞争总是会发生，因此每次对某资源进行操作时，都会持有一个独占的锁，就像 synchronized，不管三七二十一，直接上了锁就操作资源了。

24、线程 B 怎么知道线程 A 修改了变量

1、volatile 修饰变量

2、synchronized 修饰修改变量的方法

3、wait/notify

4、while 轮询

25、synchronized、volatile、CAS 比较

1、synchronized 是悲观锁，属于抢占式，会引起其他线程阻塞。

2、volatile 提供多线程共享变量可见性和禁止指令重排序优化。

3、CAS 是基于冲突检测的乐观锁（非阻塞）

26、sleep 方法和 wait 方法有什么区别?

这个问题常问，sleep 方法和 wait 方法都可以用来放弃 CPU 一定的时间，不同点在于如果线程持有某个对象的监视器，sleep 方法不会放弃这个对象的监视器，wait 方法会放弃这个对象的监视器

27、ThreadLocal 是什么？有什么用？

ThreadLocal 是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射，各个线程之间的变量互不干扰，在高并发场景下，可以实现无状态的调用，特别适用于各个线程依赖不通的变量值完成操作的场景。简单说 ThreadLocal 就是一种以空间换时间的做法，在每个 Thread 里面维护了一个以开地址法实现的 ThreadLocal.ThreadLocalMap，把数据进行隔离，数据不共享，自然就没有线程安全方面的问题了。

28、为什么 wait()方法和 notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用

这是 JDK 强制的，wait()方法和 notify()/notifyAll()方法在调用前都必须先获得对象的锁

29、多线程同步有哪几种方法？

Synchronized 关键字，Lock 锁实现，分布式锁等。

30、线程的调度策略

线程调度器选择优先级最高的线程运行，但是，如果发生以下情况，就会终止线程的运行：

1、线程体中调用了 yield 方法让出了对 cpu 的占用权利

2、线程体中调用了 sleep 方法使线程进入睡眠状态

3、线程由于 IO 操作受到阻塞

4、另外一个更高优先级线程出现

5、在支持时间片的系统中，该线程的时间片用完

31、ConcurrentHashMap 的并发度是什么

ConcurrentHashMap 的并发度就是 segment 的大小，默认为 16，这意味着最多同时可以有 16 条线程操作 ConcurrentHashMap，这也是ConcurrentHashMap 对 Hashtable 的最大优势，任何情况下，Hashtable 能同时有两条线程获取 Hashtable 中的数据吗？