Java多线程面试必看：68题解析

“这份资料是关于Java面试中多线程部分的68道题目，涵盖了线程基础、线程安全、锁机制、并发工具等多个核心知识点，旨在帮助求职者准备面试。” 在Java面试中，多线程是不可或缺的部分，因为它涉及到程序的并发执行和性能优化。以下是一些关键概念的详细解释： 1. **线程**：线程是操作系统调度的基本单位，它是进程中实际执行的单元。在一个进程中可以有多个线程同时运行，通过多线程可以提高程序的执行效率，例如，如果一个任务需要100毫秒，10个线程并行执行则总耗时只需10毫秒。 2. **线程安全与线程不安全**： - **线程安全**：在多线程环境下，即使有多个线程同时访问，也能保证数据的一致性和完整性。例如，Vector类通过同步方法实现了线程安全，而ArrayList则不是线程安全的。 - **线程不安全**：当多个线程同时修改共享数据时，可能导致数据不一致或数据污染。通常需要通过同步机制（如synchronized关键字）来避免。 3. **自旋锁**：在多处理器系统中，自旋锁是一种低级别的同步机制。当一个线程试图获取已被其他线程持有的自旋锁时，它会在循环中等待，直到锁变为可用状态。自旋锁的优点是快速解锁后，等待线程能立即获取锁，但缺点是持有锁的线程如果长时间不释放，会导致其他线程持续自旋，浪费CPU资源。 4. **CAS（Compare and Swap）**：CAS是一种无锁算法，通过比较目标内存位置的值与预期值是否相等，如果相等则更新目标值，否则不做任何操作。它不依赖于JVM的锁，而是直接利用硬件指令实现，具有高效且避免死锁的特点。但是，过度使用CAS可能导致ABA问题，即一个值从A变到B再变回A，CAS可能无法察觉到中间的变化。 5. **乐观锁和悲观锁**： - **乐观锁**：假设很少发生冲突，所以在读取数据时不会加锁，只有在更新数据时才会检查在此期间数据是否被其他线程修改过，如使用版本号或CAS进行判断。 - **悲观锁**：假设会发生冲突，所以在读取数据时就立即加锁，防止其他线程修改，直至解锁。 6. **AQS（AbstractQueuedSynchronizer）**：AQS是Java并发包中的一个抽象类，提供了基于FIFO队列的等待/通知机制，用于构建锁和同步器，如ReentrantLock和Semaphore。 7. **原子操作**：原子操作是指在多线程环境中，操作不可分割，不会被其他线程打断。Java并发API中提供了许多原子类，如AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等，它们通过CAS操作实现原子性。 8. **Executors框架**：Java的Executor框架是管理线程池的工具，它简化了创建、管理和控制线程的方式，如ExecutorService接口和ThreadPoolExecutor类。 9. **阻塞队列**：阻塞队列是一种特殊的队列，当队列满时，生产者线程会被阻塞，直到有空间可用；当队列空时，消费者线程会被阻塞，直到有元素可消费。它可以用于实现生产者-消费者模型，如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。 10. **Callable和Future**：Callable接口用于创建具有返回值的任务，而Future接口代表Callable任务的结果，提供检查任务是否完成、获取结果、取消任务等方法。FutureTask是实现Callable和Future的类，常与Executor框架一起使用。 了解并掌握这些多线程相关的知识点对于Java开发者来说至关重要，因为它们不仅出现在面试中，也是编写高性能并发程序的基础。