2019高级Java面试精华：并发编程与锁机制详解

在高级Java面试中，2019年是一个关键节点，许多经典问题反映了当时技术栈的热点和企业招聘趋势。面试官们倾向于考察应聘者对于并发编程的理解深度，这涉及到多线程和并行的概念，以及它们在实际应用中的挑战。 首先，面试者会被问及多线程并发和并行的区别。并发指的是在同一时间执行多个任务，但并不一定同时运行在不同的处理器核心，而并行则是指真正的物理核心同时处理多个任务。理解这些概念有助于评估候选人在并发编程设计中的思考和优化能力。 接着，面试者会被问及线程安全问题，这是关于如何确保在多线程环境中数据的一致性和完整性。这包括识别何时会发生共享变量的内存可见性问题，以及如何通过同步机制如Java的synchronized关键字和Volatile关键字来保证一致性。Synchronized保证了互斥访问，Volatile则确保了数据在多线程间的可见性，防止出现伪共享现象，即不同线程可能同时持有相同部分内存的情况，降低性能。 原子性操作和CAS(Check-and-Set)操作也是重点，原子性保证了在单个操作过程中不会被打断，Java中的Atomic类提供了一组不可分割的操作。CAS操作是一种乐观的并发控制手段，用于实现无锁编程，如AtomicLong的实现就依赖于CAS。 指令重排序是CPU调度的细节，Java编译器和处理器可能会改变代码执行的顺序以提高效率，这可能导致竞态条件，理解这个问题对于正确使用内存屏障至关重要。 Java中的锁机制是并发控制的核心，面试者会遇到可重入锁（ReentrantLock）、乐观锁（Optimistic Locking）、悲观锁（Pessimistic Locking）、公平锁与非公平锁、独占锁（Exclusive Lock）和共享锁（Shared Lock）。ThreadLocal是一种线程局部变量，它为每个线程提供一个独立的副本，避免了共享变量的复杂性。InheritableThreadLocal扩展了ThreadLocal，使得子线程可以继承父线程的值。 CyclicBarrier和CountDownLatch都是同步工具，前者允许一组线程等待其他线程完成特定任务后再继续，而后者则是计数器，当所有参与线程都调用await时才会继续执行。Semaphore控制线程的数量，CopyOnWriteArrayList则是一种线程安全的动态数组，提供了写时复制策略，避免了在并发修改时的性能瓶颈。 理解这些并发组件的原理和使用场景是高级Java面试中不可或缺的一部分，它们涉及了从基本概念到实践应用的广泛知识，展示了应聘者是否能够灵活运用并发编程技巧来构建健壮的多线程系统。