JAVA面试：深入解析进程、线程与synchronized

"JAVA面试问题，包括进程与线程的区别以及synchronized的原理" 在Java面试中，常常会遇到关于进程和线程的基础知识以及高级特性的问题。首先，让我们深入理解进程与线程的区别。 **进程与线程的区分：** - **进程** 是程序在计算机上的一次执行活动，它是操作系统分配资源的基本单位。每个进程都有独立的内存空间，包括堆、栈等，这使得进程之间相互隔离，避免了数据的直接冲突。进程的并发执行可以提高系统的资源利用率和吞吐率，但创建、销毁和切换进程会带来较大的开销。 - **线程** 则是进程内的一个执行流，是操作系统调度的最小单位。相比于进程，线程共享同一进程的内存空间，特别是堆，但每个线程有自己的栈空间，用于存储局部变量和函数调用信息。线程的创建和切换成本低于进程，因此线程更适合实现多任务并行，提高程序的并发性。 接下来，我们讨论Java中的**synchronized关键字**，它是Java提供的一种内置锁机制，用于实现原子性操作和解决共享变量的内存可见性问题。 - **synchronized原理**：synchronized是基于JVM层面的内置锁，也称为监视器锁。在字节码层面，它会在同步代码块前后添加`monitorenter`和`monitorexit`指令。当线程尝试进入同步块时，会尝试获取对象锁，成功则计数器+1，失败则进入等待队列。退出同步块时，计数器-1，当计数器归零时，锁被释放，等待队列中的线程有机会重新竞争锁。 - **锁的实现**：synchronized依赖于操作系统的互斥锁，确保同一时间只有一个线程执行同步代码。当线程因竞争锁失败而进入等待状态时，会从用户态切换到内核态，这是一个开销较大的操作。 - **内存语义**：使用synchronized时，线程在进入同步代码块前会清空工作内存中的共享变量，并从主内存中读取最新值。退出时，会将工作内存中的共享变量写回主内存，确保了内存可见性。 - **等待队列与唤醒机制**：在源码层面，synchronized涉及到两个队列，即waitSet和entryList。线程进入同步代码块时，首先加入entryList，获取到锁后进入执行。若线程调用`wait()`方法，会释放锁，进入waitSet等待，直到被唤醒重新竞争锁。 了解这些基础概念和原理对于Java开发人员来说至关重要，它们不仅有助于理解多线程编程的底层机制，也是面试中常考的知识点。在实际开发中，合理运用这些知识可以编写出高效、安全的并发代码。