java面试题 --- 并发①

1. 什么叫死锁？

• 死锁就是多个线程对自己持有的资源不释放，同时又去申请对方持有的资源，形成循环等待。

2. 什么是乐观锁？什么是悲观锁？

• 乐观锁就是很乐观，认为别人不会修改它的数据，不会上锁，每次操作前会判断别人有没有改过它的数据，CAS 就属于乐观锁；
• 悲观锁就是很悲观，认为别人一定会改它的数据，每次操作都会上锁，Synchronized 和 ReentrantLock 都是悲观锁。

3. 什么是自旋锁？适应性自旋锁呢

• 阻塞和唤醒线程需要系统切换CPU状态，这个开销是比较大的。如果一段代码的执行时间很短，刚阻塞线程，代码就执行完了，接着又唤醒线程，这种方式效率不高，倒不如让线程不阻塞，等代码执行完。那么就可以让线程自旋，不必阻塞，等前面线程执行完它就可以获取资源，这就是自旋锁。实现原理就是 CAS。适应性自旋锁就是虚拟机会判断自旋获取到锁的概率大不大，如果大，就自旋，如果不大，就阻塞线程。

4. 什么是共享锁？什么是独占锁？

• 共享锁就是可以同时被多个线程持有，一个资源被加上共享锁后，那么其他线程也只能对其加共享锁。获得共享锁的线程只能读数据，不能写数据。ReentrantReadWriteLock 的读锁是共享锁，写锁是独占锁。
• 独占锁又叫排他锁，同一时刻只能被一个线程持有，获取到锁的线程可以对资源进行读写操作。Synchronized 和 ReentrantLock 就是独占锁。

5. 什么是可重入锁？

• 可重入锁又叫递归锁，就是一个线程获取到锁后，就可以进入它同步着的所有代码，即使内层函数也被锁住，也无需重新获取锁，Synchronized 和 ReentrantLock 都是可重入锁。

6. 可重入锁的原理是什么？

• 有个 state 变量，线程获取到锁就加 1，释放锁就减 1，线程获取锁的时候会判断 state 是不是 0，是 0 就让线程获取锁，state 加 1，如果不是 0，但是当前持有锁的线程等于当前线程，state 也会加 1。

7. 公平锁和非公平锁有什么区别？

• 公平锁就是按照申请锁的顺序去获取锁，先来后到，而非公平锁并不会按照顺序，在高并发的情况下可能出现优先级反转和饥饿现象，就是优先级高的反而后获取到锁，或者某些线程一直没有获取到锁。Synchronized 就是非公平锁，ReentrantLock 可以默认非公平锁，可以通过参数设置为公平锁。

8. CAS 是什么，会有什么问题吗？怎么解决？

• CAS 就是比较并交换，它有三个操作数，内存值，期望值，更新值。当且仅当内存值等于期望值时，才会把内存值修改为更新值，它以自旋的方式同步线程，减少了线程切换的开销。它会出现 ABA 问题，就是线程 1 将共享变量 A 改为 B，再改为 A，线程 2 去判断的时候，以为没有别的线程改过，解决办法是可以每次操作都加个版本号。还有个问题就是 CAS 只能保证一个变量的原子操作，可以用原子引用来解决。如果 CAS 长时间不成功，就会一直自旋，占用大量的 CPU，可以加次数限制。CAS 底层是通过内存偏移量来获取内存值的。

9. 说说你对 AQS 的理解？

• AQS，又叫抽象队列同步器，它是 JUC 的基石。JUC 包下的锁、并发工具，都有一些相似的代码，然后把这些代码抽取出来，就是 AQS，也即 JUC 包下的都是基于 AQS 去构建的。

10. AQS 是怎么协调工作的？

• AQS 底层是通过 LockSupport 实现的。LockSupport 是等待唤醒的另一种实现方式，它使用一个通行证的概念。每个线程都有一个通行证，通行证的数量只可能为 0 或者 1，默认是 0。调用 unpark 方法的时候会发放一个通行证，线程就会被唤醒；调用 park 方法的时候，就会消耗一个通行证，线程就会被阻塞。park 和 unpark 方法底层是调用了 unsafe 类的 native 方法。

11. AQS 的工作原理是什么？

• 有个 volatile 修饰的 int 类型的 state 变量，用来表示同步状态，将线程封装成 node 节点，通过内置的队列来完成资源的获取和排队工作，用 CAS 来完成对状态的修改。

12. 线程申请资源的时候，AQS 是怎么进行入队和出队工作的？

• 入队：假如现在线程 A 正持有锁，此时线程 B 想获取锁，就要进入到队列中等待。如果队列还是空的，首先会创建一个节点，称为傀儡节点，然后把队列的 head 指针和 tail 指针都指向它，然后把线程 B 封装成一个节点，然后把这个节点的 prev 指向傀儡节点，把傀儡节点的 next 指向该节点，最后把 tail 指针指向该节点。
• 出队：假如现在线程 A 释放锁了，那么线程 B 对应的节点就应该出队。首先会把 head 指向线程 B 对应的节点，然后把线程 B 对应节点的线程设置为空，接着把该节点的 prev 设置为空，把傀儡节点的 next 设置为空，这样一来，原先线程 B 所在的节点就成了新的傀儡节点，原先的傀儡节点就没有任何引用指向它，就会被 GC 回收。

13. 你知道哪些并发关键字？

• synchronized，volatile、final。

14. 说说你对 synchronized 的理解？

• 它是一个关键字，是可重入的非公平锁。可以修饰实例方法、静态方法和代码块。修饰实例方法时锁对象是实例，修饰静态方法时锁对象是当前类，修饰代码块时锁对象可以任意对象。修饰方法时，通过 javap 命令反汇编可以看到它是通过 ACC_SYNCHRONIZED 标识来实现同步的；而修饰代码块时是通过 monitor 对象来实现同步的，monitorenter 指向锁开始的地方，monitorexist 指向锁退出的地方，并且有两个 monitorexist，是为了防止程序异常导致锁未释放。

15. 锁状态有哪些？ 无锁、偏向锁、轻量级锁、重量级锁。

• 无锁就是不阻塞线程，在循环内不断地尝试，CAS 便是无锁的实现；
• 偏向锁就是在锁对象头里会保存当前持锁的线程 ID，如果申请资源的线程 ID 等于对象头里保存的线程 ID，那就直接让线程获取锁；
• 轻量级锁就是当锁是偏向锁时别的线程进来请求资源了，那就会自旋一定次数去尝试获取锁，自旋一定次数没获取到，又或者是一个线程持有锁，一个在自旋，第三个线程进来了，都会升级为重量级锁；
• 重量级锁就是等待锁的线程都会阻塞。