1. Java中线程和进程的区别是什么？

• 进程是系统分配资源的基本单位，它包含了一个或多个线程以及相关的系统资源（如内存、文件句柄等）。进程间相互独立，通过进程间通信（IPC）进行信息交换。
• 线程是CPU调度的基本单位，它是进程内的一条执行路径。线程共享进程的资源，因此线程间通信相对简单，但也可能导致资源竞争和同步问题。

2. 什么是Java内存模型（JMM）？它在并发编程中有什么作用？

• Java内存模型定义了线程和主内存之间的抽象关系，以及线程之间共享变量的可见性和有序性规则。它解决了由于多线程并发访问共享数据可能导致的可见性、原子性和有序性问题。

3. volatile关键字的作用是什么？

• volatile关键字用于声明变量，保证了变量的可见性和禁止指令重排序。它主要用于多线程环境下的变量共享，确保一个线程对变量的修改对其他线程是可见的。

4. 什么是线程局部变量（ThreadLocal）？它在什么场景下使用？

• ThreadLocal提供了线程本地变量。这些变量与其他普通变量的区别在于，每一个访问这个变量的线程都有其自己独立初始化的变量副本。常用于解决多线程环境下，每个线程需要有自己的独立变量副本的问题，如数据库连接、用户身份信息等。

5. 什么是阻塞队列？它在Java并发包中是如何实现的？

• 阻塞队列是一种特殊的队列，当队列为空时，从队列中获取元素的线程将会被阻塞，直到队列中有新的元素可以获取；当队列已满时，试图往队列里添加新元素的线程也将被阻塞，直到队列有空余空间。Java的java.util.concurrent包中提供了多种阻塞队列的实现，如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。

6. 什么是Future和Callable？它们在并发编程中有什么应用？

• Future和Callable是Java并发包中用于异步计算的两个接口。Callable用于定义需要异步执行的任务，并返回一个结果；Future用于表示异步计算的结果，提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并获取计算的结果。它们通常与ExecutorService一起使用，实现异步编程模型。

7. 什么是ForkJoinPool？它适用于哪些场景？

• ForkJoinPool是Java 7引入的一个用于执行可以拆分为子任务的任务的线程池。它适用于可以递归拆分为更小任务的问题，如大规模数据处理、并行计算等。通过合理地拆分和合并任务，ForkJoinPool可以有效地利用多核处理器，提高程序的执行效率。

8. 如何在Java中实现线程间的通信？

• Java中线程间通信的主要方式有：共享内存、消息队列、等待/通知机制（wait/notify/notifyAll）以及条件变量（Condition）等。这些机制可以帮助线程间协调执行顺序、共享数据以及处理并发问题。

9. 什么是CAS操作？它在Java并发中有什么应用？

• CAS（Compare and Swap）操作是一种无锁技术，它包含三个操作数——内存位置（V）、预期原值（A）和新值（B）。当内存位置V的值等于预期原值A时，将内存位置V的值设置为新值B。否则，不做任何操作。CAS操作在Java并发中常用于实现无锁数据结构，如原子变量、并发集合等，以避免使用锁带来的性能开销。

10. Java中的原子类有哪些？它们是如何保证原子性的？

• Java中的原子类如AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等，它们通过CAS操作来保证原子性。原子类中的方法如incrementAndGet()、compareAndSet()等内部使用了CAS操作，确保在多线程环境下对共享变量的操作是原子的。

11. 什么是AQS（AbstractQueuedSynchronizer）？它在Java并发包中是如何应用的？

• AQS是一个用于构建锁和同步器的框架，它使用了一个FIFO的队列来管理获取锁的线程。AQS提供了原子状态管理、阻塞和唤醒线程等功能，使得开发者可以方便地实现各种同步机制。Java并发包中的ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等都是基于AQS实现的。

12. 什么是锁的顺序和锁偏序？如何避免死锁？

• 锁的顺序是指多个线程在尝试获取锁时遵循的特定顺序。如果所有线程都按照相同的顺序请求锁，那么可以避免出现循环等待的情况，从而避免死锁。锁偏序是指由于锁的获取顺序不一致导致的非确定性行为。为了避免死锁，可以采取以下策略：避免嵌套锁、按固定顺序获取锁、使用定时锁、检测死锁并恢复等。

13. Java中的锁策略有哪些？它们各自适用于什么场景？

• Java中的锁策略包括公平锁、非公平锁、可重入锁、读写锁等。公平锁按照线程请求锁的顺序来分配锁，适用于需要保证线程公平性的场景；非公平锁则不保证这个顺序，适用于追求性能的场景。可重入锁允许同一线程多次获取同一把锁，适用于递归调用的场景。读写锁则分为读锁和写锁，允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入，适用于读多写少的场景。

14. 什么是线程状态？Java中线程有哪些状态？

• 线程状态指的是线程在生命周期内所处的不同阶段。在Java中，线程有五种状态：新建（NEW）、就绪（RUNNABLE）、阻塞（BLOCKED）、等待（WAITING）、超时等待（TIMED_WAITING）和终止（TERMINATED）。这些状态反映了线程在执行过程中的不同情况，如等待资源、执行任务、被阻塞等。

15. 请解释Java中的Happens-Before规则。

• Happens-Before是Java内存模型定义的两项操作之间的偏序关系，如果两个操作之间存在Happens-Before关系，那么前一个操作的结果对后一个操作是可见的。这有助于我们理解多线程环境下变量可见性的保证。

16. 什么是Java的内存屏障？它如何保证并发安全性？

• 内存屏障是一组处理器指令，用于控制不同CPU或不同CPU核心之间的内存访问操作顺序。在Java中，可以通过volatile关键字引入内存屏障，从而确保volatile变量的读写操作的顺序性，进而保证并发安全性。

17. 如何使用Java进行性能调优，特别是在并发环境下？

• 在并发环境下，性能调优涉及多个方面，如减少线程上下文切换、优化锁策略、使用无锁数据结构、合理设置线程池大小等。此外，还可以使用JVM调优工具（如JProfiler、VisualVM等）来分析和优化程序的性能。

18. 简述Java中的分段锁（Segment Lock）及其应用场景。

• 分段锁是ConcurrentHashMap等并发容器中使用的一种锁策略。它将整个容器划分为多个段（Segment），每个段都有自己的锁。这样，多个线程可以同时访问不同段的数据，从而提高并发性能。适用于读多写少的并发场景。

19. 在Java中，如何检测和处理死锁？

• Java提供了jstack等工具来检测死锁。当检测到死锁时，需要分析线程栈信息，找出导致死锁的线程和锁，然后调整锁的顺序或避免嵌套锁来解决死锁问题。此外，也可以使用tryLock等方法来尝试获取锁，避免长时间等待导致的死锁。

20. Java中的锁升级是什么？为什么需要锁升级？

• 锁升级是指JVM在运行时将对象的锁从无锁状态逐步升级为偏向锁、轻量级锁和重量级锁的过程。这是为了优化性能，减少不必要的锁开销。当多个线程竞争同一个锁时，会逐步升级锁的级别，以保证线程安全。

21. 请谈谈你对Java并发编程中“分而治之”策略的理解。

• “分而治之”是并发编程中的一种重要思想，它将一个大任务拆分成多个小任务，然后让多个线程并行执行这些小任务。这样可以充分利用多核CPU的并行处理能力，提高程序的执行效率。在Java中，可以使用ForkJoinPool等并发工具来实现“分而治之”策略。