多线程面试题详解：同步、锁与高效策略

多线程面试题是求职者在技术面试中常被问到的话题，它涉及操作系统中的核心概念和并发编程中的关键挑战。以下是一些重要的知识点： 1. 线程基础： - 线程是操作系统调度的基本单元，是进程内的执行实体，通过多线程可以提高程序的执行效率。例如，一个任务如果由单线程执行需100毫秒，使用多线程能将时间缩短到10毫秒。 2. 线程安全与线程不安全： - 线程安全意味着在多线程环境下，数据共享时通过锁机制（如Vector的同步方法）确保同一时间只有一个线程访问，避免数据一致性问题。反之，如ArrayList，不提供内置的线程安全支持，可能导致数据污染。 - 线程不安全往往源于全局变量或静态变量的并发修改，即使只读操作也需注意，因为写操作可能引发冲突。对于读多写少的情况，一般情况下全局变量是线程安全的，但写操作则需要同步处理。 3. 自旋锁： - 自旋锁是低级同步机制，在SMP架构下使用，当线程尝试获取已被占用的锁时，线程会不断循环检测直到获取。然而，自旋锁会导致CPU空转，因此持有者应尽快释放，避免资源浪费。在单处理器系统中，自旋锁效果有限。 - CAS（Compare and Swap）技术用于原子性地更新共享内存，通过JNI直接操作Java本地资源，适用于短暂锁持有场景。 4. 线程同步与性能优化： - 在设计并发代码时，需要权衡锁的使用，避免死锁和活锁。选择合适的同步策略（如互斥锁、信号量、条件变量等）对于性能至关重要。对于长时间占用锁的情况，应考虑使用非阻塞算法或者轮询机制。 理解这些概念是解决多线程编程中复杂问题的基础，面试时不仅能展示你的技术深度，还能展现你对并发编程挑战的理解和应对策略。求职者应当熟悉这些面试题的常见解答和应用场景，以便在实际工作中有效地运用多线程技术提升程序性能。