Java并发编程常见面试题解析

线程基础

  1. 解释线程和进程的区别？

进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是CPU调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的资源，但拥有独立的程序计数器、堆栈和局部变量等。

  1. 描述线程的生命周期及其状态转换？

线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞和终止五种状态。

- 新建：线程对象已创建但尚未启动。

- 就绪：线程具备运行条件，等待CPU调度。

- 运行：线程获得CPU资源正在执行。

- 阻塞：线程因某种原因暂停执行，例如等待IO或获取锁。

- 终止：线程执行完毕或异常退出。

  1. 如何创建和启动线程？

可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程，并调用start()方法启动线程。

线程同步

  1. 什么是线程安全问题？

当多个线程同时访问共享资源，且至少有一个线程进行写操作时，就可能出现数据不一致的问题，这就是线程安全问题。

  1. 解释 synchronized 关键字的作用？

synchronized关键字用于实现线程同步，它可以保证同一时刻只有一个线程执行被修饰的代码块或方法，从而避免数据竞争。

  1. volatile 关键字有什么作用？

volatile关键字保证了变量的可见性和禁止指令重排序，确保线程读取到的变量值是最新的。

  1. 介绍几种常见的线程安全集合类？

  2. Vector、Hashtable：早期版本提供的线程安全集合类，效率较低。

  3. ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList：基于更细粒度锁机制实现的线程安全集合类，效率更高。

线程池

  1. 为什么要使用线程池？

线程池可以减少线程创建和销毁的开销，提高系统资源利用率，并方便线程管理。

  1. 解释线程池的核心参数？

  2. corePoolSize：核心线程数。

  3. maximumPoolSize：最大线程数。
  4. keepAliveTime：非核心线程闲置超时时间。
  5. workQueue：任务队列。
  6. threadFactory：线程工厂，用于创建线程。

  7. handler：拒绝策略，当线程池已满且任务队列也满时如何处理新任务。

  8. 介绍几种常见的线程池拒绝策略？

  9. AbortPolicy：直接抛出RejectedExecutionException异常。

  10. DiscardPolicy：丢弃新任务。
  11. DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务，然后重试。
  12. CallerRunsPolicy：由调用线程执行任务。

并发工具类

  1. CountDownLatch 的作用是什么？

CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。

  1. CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的区别？

CountDownLatch 用于一次性的计数控制，而 CyclicBarrier 可以重复使用，用于线程间相互等待。

  1. Semaphore 的作用是什么？

Semaphore 用于控制并发线程数，可以通过 permits 数量限制对资源的访问。

  1. Exchanger 的作用是什么？

Exchanger 允许两个线程在同步点交换数据。

其他

  1. ThreadLocal 的作用是什么？

ThreadLocal 为每个线程提供独立的变量副本，避免线程间数据共享问题。

  1. 什么是死锁？如何避免死锁？

当两个或多个线程互相持有对方需要的资源，导致程序无法继续执行，这就是死锁。避免死锁的方法包括：

- 避免循环等待资源。

- 使用超时机制获取资源。

- 使用资源分配图进行分析。

总结

并发编程是Java开发中的重要内容，掌握线程基础、同步机制、线程池、并发工具类等知识点是应对面试的关键。