2023年并发编程面试精华：阻塞队列、线程同步与死锁解析

"并发编程最新2023年面试题大汇总，附答案" ### 并发编程面试知识点详解 #### 1、阻塞队列与非阻塞队列的区别 阻塞队列（Blocking Queue）和非阻塞队列（Non-blocking Queue）主要区别在于对操作的处理方式： - **阻塞队列**： - 当队列为空时，尝试从队列中获取元素的线程会被阻塞，直到有其他线程放入元素。 - 队列满时，尝试添加元素的线程同样会被阻塞，直至队列有空闲空间。 - 常见的阻塞队列实现有Java的`ArrayBlockingQueue`，`LinkedBlockingQueue`等。 - **非阻塞队列**： - 不会强制阻塞线程，而是通过返回值或异常告知线程操作是否成功。 - 如果队列为空，尝试获取元素的线程不会阻塞，而是立即返回失败结果或抛出异常。 - 对于添加元素，非阻塞队列会尝试插入，如果队列满，则可能立即返回失败，如Java的`ConcurrentLinkedQueue`。 #### 2、类加载的五个过程 类加载包括以下几个阶段： - **加载**：读取字节流，创建类的Class对象。 - **验证**：确保类信息符合JVM规范，消除安全风险。 - **准备**：为类的静态变量分配内存，并初始化为默认值。 - **解析**：将符号引用转换为直接引用。 - **初始化**：执行类的初始化方法 `<clinit>`，初始化静态变量和执行静态初始化块。 #### 3、线程间同步与通信 线程A修改变量后，线程B感知到变化的方式： - **volatile**：使用volatile关键字修饰变量，确保多线程环境下的可见性和有序性。 - **synchronized**：通过synchronized修饰方法或代码块，实现互斥访问，保证数据一致性。 - **wait/notify**：基于Object类的wait()和notify()方法进行线程间的通信，等待和唤醒机制。 - **while轮询**：线程B不断检查共享变量的值，直到满足特定条件。 #### 4、停止线程的策略 - **退出标志**：设置共享变量作为退出标志，线程在运行时检查并退出。 - **stop方法**：已废弃，不安全，可能导致资源未释放。 - **interrupt方法**：通过调用`interrupt()`标记线程中断状态，线程内部需检查并响应中断请求。 #### 5、线程死锁的理解 线程死锁是多个线程互相等待对方释放资源，导致都无法继续执行的状态。其特征包括： - **资源不可抢占**：一旦获得资源，除非主动释放，否则其他线程无法强制夺取。 - **循环等待**：存在一个线程集合，每个线程都等待集合中的另一个线程释放资源，形成环形等待链。 #### 6、常见的并发工具类 - **CountDownLatch**：计数器，用于等待一组线程完成操作，计数值减至零后，所有等待的线程可以继续执行。 - **CyclicBarrier**：回环栅栏，允许多个线程同步到达一个屏障点后继续执行。 - **Semaphore**：信号量，限制同时访问特定资源的线程数量。 - **ThreadPoolExecutor**：线程池，高效管理线程资源，避免频繁创建和销毁线程。 - **FutureTask**：代表异步计算的结果，可以检查计算是否完成，获取或取消结果。 - **ReentrantLock**：可重入锁，提供与synchronized相似的互斥访问，但更灵活，支持公平锁、非公平锁和定时锁等功能。 了解并熟练掌握这些并发编程的知识点，对于解决多线程问题和优化系统性能至关重要。在面试中，能够详细解释并举例说明这些概念，将大大提高你的专业素养和面试成功率。