Java多线程与并发面试问答

1、什么是线程？什么是进程?他们之间有什么区别？

• 进程：操作系统资源分配的基本单位，有独立内存空间（如一个运行的Java程序）。
• 线程：CPU调度的基本单位，共享进程内存（如一个进程中的多个任务）。

2、什么是并发和并行？

• 并发：单核处理多个任务（快速切换，看似同时执行）。
• 示例：单核CPU边下载文件边听音乐
• 并行：多核同时处理多个任务（真正同时执行）。
• 示例：8核CPU同时渲染视频的8个片段。

3、什么是线程安全？

• 定义：多线程访问共享资源时，程序仍能保持正确行为（数据一致、无脏读）。
• 核心问题：原子性、可见性、有序性。
• 解决方案：synchronized、volatile、锁、原子类（如AtomicInteger）。

4、如何创建线程？

// 方式1：继承Thread类
class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Thread running");
    }
}
new MyThread().start();

// 方式2：实现Runnable接口（避免单继承限制，更灵活）
Runnable task = () -> System.out.println("Task running");
new Thread(task).start();

5、什么是ThreadLocal?它的应用场景是什么？

• 作用：为每个线程提供独立的变量副本（线程隔离）。
• 场景：
• 数据库连接（Connection）避免多线程共享。
• 用户会话（Session）管理（如Spring的RequestContextHolder）。

ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>();
local.set("ThreadA"); // 线程A存数据
String value = local.get(); // 线程A取自己的数据

6、synchronized关键字的作用是什么？

synchronized 是 Java 中用于实现同步的关键字，它的核心作用是确保多个线程在访问共享资源时，同一时刻只有一个线程可以执行某个代码段或方法，从而避免出现数据不一致等线程安全问题。

• 用法：

//1.同步实例方法
//锁是当前对象实例（this）
public class Counter {
    private int count = 0;
    
    // 锁是当前Counter对象实例
    public synchronized void increment() {
        count++; // 这个操作是原子性的
    }
}
//当多个线程操作同一个Counter对象的increment方法时，它们会互斥执行

//2.同步静态方法
//锁是当前类的 Class 对象（例如 Counter.class）
public class Counter {
    private static int count = 0;
    
    // 锁是Counter.class这个类对象
    public static synchronized void increment() {
        count++;
    }
}
//因为静态方法属于类而不属于实例，所以它用于控制对所有实例共享的静态资源的访问。

//3. 同步代码块
public class Counter {
    private int count = 0;
    // 自定义一个锁对象
    private final Object lock = new Object();
    
    public void increment() {
        // 同步代码块，锁是lock对象
        synchronized (lock) {
            count++;
        }
        // 其他可以并发执行的代码...
    }
    
    public void doSomething() {
        // 同步代码块，锁是当前实例(this)
        synchronized (this) {
            // ...
        }
    }
}
//使用同步代码块的好处是可以减少锁的持有时间，提高并发性能，因为只有需要同步的代码被锁住，其他代码可以并发执行。

7、什么是ReentrantLock，它与 synchronized的区别是什么？

ReentrantLock 是 Java 并发包 java.util.concurrent.locks 下的一个类，它实现了 Lock 接口。顾名思义，它是一个可重入的互斥锁，其基本行为和作用与 synchronized 关键字类似，但提供了更强大、更灵活的功能。

8、volatile关键字的作用？

• 作用：
• 可见性：写操作立即刷新到主内存，读操作从主内存读取。
• 禁止指令重排序（如单例模式的双重检查锁）。
• 局限：不保证原子性（如i++仍需synchronized）。

9、什么是死锁，如何避免死锁？

• 死锁条件（缺一不可）：
• 互斥访问
• 持有并等待
• 不可剥夺
• 循环等待
• 避免方法：
• 顺序加锁：所有线程按固定顺序获取锁。
• 超时释放：用tryLock(timeout)打破等待。
• 银行家算法：系统预分配资源时检查安全性。

10、Thread.sleep和Object.wait()有什么区别？

11、什么是线程池？为什么使用线程池？

• 定义：管理一组线程的容器（复用线程，避免频繁创建销毁）。
• 优点：
• 降低资源消耗（线程复用）
• 提高响应速度（任务直接执行）
• 控制并发度（避免系统崩溃）
• 统一管理任务（队列、拒绝策略）

ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
pool.submit(() -> System.out.println("Task executed"));

12、Java并发集合类有哪些？

• ConcurrentHashMap：分段锁/CAS实现高并发Map。
• CopyOnWriteArrayList：读无锁，写时复制（适合读多写少）。
• BlockingQueue：阻塞队列（生产者-消费者模型）。
• 实现类：ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue。
• ConcurrentLinkedQueue：非阻塞高性能队列（CAS）。
• ConcurrentSkipListMap：跳表实现的并发有序Map。