對于一個Java程序員而言,能否熟練掌握并發(fā)編程是判斷他優(yōu)秀與否的重要標準之一。因為并發(fā)編程是Java語言中最為晦澀的知識點,它涉及操作系統(tǒng)、內(nèi)存、CPU、編程語言等多方面的基礎(chǔ)能力,更為考驗一個程序員的內(nèi)功。
那到底應(yīng)該怎么學(xué)習(xí)并發(fā)編程呢? Java SDK的并發(fā)工具包有很多,是要死記硬背每-一個工 具的優(yōu)缺點和使用場景嗎?當然不是,想要學(xué)好并發(fā)編程,你需要從一個個單一的知識和技術(shù)中“跳出來”，高屋建瓴地看問題,并逐步建立自己的知識體系。

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可 重 入 鎖 ReentrantLock 及 其 他 顯 式 鎖 相 關(guān) 問 題問題一： 跟Synchronized相比， 可重入鎖Reentrant Lock其實現(xiàn)原理有什么不同？
其實， 鎖的實現(xiàn)原理基本是為了達到一個目的： 讓所有的線程都能看到某種標記。Synchronized 通 過 在 對 象頭 中 設(shè) 置 標 記 實 現(xiàn) 了這 一 目 的 ， 是 一 種 JVM 原生的鎖實現(xiàn)方式， 而 Reentrant Lock 以及所有的基于 Lock 接口的實現(xiàn)類， 都是通 過用一個 volitile 修飾的 int 型變量， 并保證每個線程 都 能擁 有 對 該 int 的可見性和原子修改， 其本質(zhì)是基于所謂的 AQS 框架。問題二： 那么請談?wù)?AQS 框架是怎么回事兒？
AQS（ Abstract Queued Synchronizer 類 ） 是 一 個 用 來 構(gòu) 建 鎖 和 同 步 器的框架， 各種Lock包中的鎖（ 常用的有Reentrant Lock、ReadWrite Lock） ， 以及其他如 Semaphore、 Count Down Latch， 甚至 是 早期的 Future Task 等， 都是基于 AQS 來 構(gòu)建 。
1. AQS 在 內(nèi) 部 定 義 了 一 個 volatile int state 變 量 ， 表 示 同 步 狀 態(tài) ： 當 線程調(diào)用 lock 方法時 ， 如果 state= 0 ， 說明沒有任何線程占有共享資源的鎖， 可以獲得鎖并將 state= 1 ； 如果 state= 1 ， 則說明有線程目前正在使用共享變量， 其他線程必須加入同步隊列進行等待。
2. AQS 通 過 Node 內(nèi) 部 類 構(gòu) 成 的 一 個 雙 向 鏈 表 結(jié) 構(gòu) 的 同 步 隊 列，來完成線程獲取鎖的排隊工作， 當有線程獲取鎖失敗后， 就被添加到隊列末尾。

• Node 類 是 對 要 訪 問 同 步 代 碼 的 線 程 的 封 裝 ， 包 含 了 線 程 本 身 及 其 狀 態(tài) 叫wait Status（ 有五種不同 取值， 分別表示是否被阻塞， 是否等待喚醒， 是否 已 經(jīng) 被 取 消 等 ） ， 每個 Node 結(jié)點關(guān)聯(lián)其prev 結(jié)點和next 結(jié) 點，方便線程釋放鎖后快速喚醒下一個在等待的線程， 是一個 FIFO 的過程。
• Node 類 有 兩 個 常 量 ， SHARED 和 EXCLUSIVE， 分 別 代 表 共 享 模 式 和 獨占 模 式 。 所 謂 共 享 模 式 是 一 個 鎖 允 許 多 條 線 程 同 時 操 作 （ 信 號 量Semaphore 就 是 基 于 AQS的 共 享 模 式 實 現(xiàn) 的 ） ， 獨 占 模 式 是 同 一 個 時間 段 只 能 有 一 個 線 程 對 共 享 資 源 進 行 操 作 ， 多 余 的 請 求 線 程 需 要 排 隊 等 待（ 如 Reentran Lock） 。

3. AQS
通 過 內(nèi) 部 類Condition Object構(gòu) 建 等 待 隊 列 （ 可 有 多 個 ） ， 當Condition調(diào) 用wait()方 法 后 ， 線 程 將 會 加 入 等 待 隊 列 中 ， 而 當Condition 調(diào) 用 signal() 方 法 后 ， 線 程 將 從 等 待 隊 列 轉(zhuǎn) 移 動 同 步 隊 列 中進 行 鎖 競 爭 。
4. AQS
和Condition各 自 維 護 了 不 同 的 隊 列 ， 在 使 用Lock和Condition 的時候， 其實就是兩個隊列的互相移動。問題三： 請盡可能詳盡地對比下Synchronized和Reentrant Lock的異同。
Reentrant Lock 是 Lock 的實現(xiàn)類， 是一個互斥的同步鎖。
從 功 能 角 度 ， Reentrant Lock比Synchronized的 同 步 操 作 更 精 細（ 因 為 可 以 像 普 通 對 象 一 樣 使 用 ） ， 甚 至 實 現(xiàn)Synchronized沒 有 的高 級 功 能 ， 如 ：

• 等待可中斷： 當持有鎖的線程長期不釋放鎖的時候， 正在等待的線程可以選擇放 棄等待， 對處理 執(zhí)行時間 非常長的 同步塊很 有用。
• 帶超時的獲取鎖嘗試： 在指定的時間范圍內(nèi)獲取鎖， 如果時間到了仍然無法獲取則返回 。
• 可 以 判 斷 是 否 有 線 程 在 排 隊 等 待 獲 取 鎖 。
• 可 以 響 應(yīng) 中 斷 請 求 ： 與Synchronized不 同 ， 當 獲 取 到 鎖 的 線 程 被 中斷 時 ， 能 夠 響 應(yīng) 中 斷 ， 中 斷 異 常 將 會 被 拋 出 ， 同 時 鎖 會 被 釋 放 。
• 可 以 實 現(xiàn) 公 平 鎖 。

從鎖釋放角度， Synchronized 在 JVM 層面上實現(xiàn)的， 不但可以通過一些監(jiān)控工具監(jiān)控 Synchronized 的鎖定， 而且在代碼執(zhí)行出現(xiàn)異常時， JVM 會自動釋放鎖定；但是使用 Lock 則不行， Lock 是通過代碼實現(xiàn)的， 要保證鎖定一定會被釋放， 就必須將 un Lock() 放到f inally{} 中。
從 性 能 角 度 ， Synchronized早 期 實 現(xiàn) 比 較 低 效 ， 對 比Reentrant Lock， 大多數(shù)場景性能都相差較大。但 是 在 Java 6 中 對 其 進 行 了 非 常 多 的 改 進 ， 在競爭不激烈時 ，
Synchronized 的 性 能 要 優(yōu) 于 Reetrant Lock ； 在 高 競 爭 情 況 下 ，Synchronized 的性 能會下降 幾十倍， 但是 Reetrant Lock 的 性 能 能 維 持常態(tài)。問題四： Reentrant Lock 是如何實現(xiàn)可重入性的？
Reentrant Lock 內(nèi) 部 自 定 義 了 同 步 器 Sync（ Sync 既實現(xiàn)了 AQS， 又實現(xiàn)了 AOS， 而 AOS提 供 了 一 種 互 斥 鎖 持 有 的 方 式 ） ， 其實就是加鎖的 時 候 通 過 CAS 算法， 將線程對象放到一個雙向鏈表中， 每次獲取 鎖 的時 候 ， 看 下 當 前 維 護 的 那 個 線 程 ID 和 當 前 請 求 的 線 程 ID 是 否一 樣 ，一樣就可重入了。
問題五： 除了 Reetrant Lock， 你還接觸過 JUC 中的哪些并發(fā)工具？
問題六： 請談?wù)?Read Write Lock 和 Stamped Lock。
問題七： 如何讓 Java 的線程彼此同步？ 你了解過哪些同步器？ 請分別介紹下。
問題八： Cyclic Barrier和Count Down Latch 看起來很相似， 請對比下呢？

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Java 線程池相關(guān)問題問題一： Java 中的線程池是如何實現(xiàn)的？
? 在 Java 中 ， 所 謂 的 線 程 池 中 的 “ 線 程 ” ， 其 實 是 被 抽 象 為 了 一 個 靜 態(tài)內(nèi) 部 類Worker， 它 基 于AQS實 現(xiàn) ， 存 放 在 線 程 池 的Hash Set< Worker> workers 成 員 變 量 中 ；
? 而 需 要 執(zhí) 行 的 任 務(wù) 則 存 放 在 成 員 變 量work Queue（ Blocking Queue< Runnable> work Queue） 中。這 樣 ， 整 個 線 程 池 實 現(xiàn) 的 基 本 思 想 就 是 ： 從work Queue中 不 斷 取 出需 要 執(zhí) 行 的 任 務(wù) ， 放 在 Workers 中 進 行 處 理 。問題二： 創(chuàng)建線程池的幾個核心構(gòu)造參數(shù)？
Java中 的 線 程 池 的 創(chuàng) 建 其 實 非 常 靈 活 ， 我 們 可 以 通 過 配 置 不 同 的 參數(shù)， 創(chuàng)建出行為不同的線程池， 這幾個參數(shù)包括：? core Pool Size： 線程池的核心線程數(shù)。

• maximum Pool Size： 線程池允許的最大線程數(shù)。
• keep Alive Time： 超過核 心線程數(shù) 時閑置線 程的存活 時間。
• work Queue： 任 務(wù) 執(zhí) 行 前 保 存 任 務(wù) 的 隊 列 ， 保 存 由 execute 方 法 提 交的 Runnable 任 務(wù) 。

問題三： 線程池中的線程是怎么創(chuàng)建的？ 是一開始就隨著線程池的啟動創(chuàng)建好的嗎？
顯 然 不 是 的 。 線 程 池 默 認 初 始 化 后 不 啟 動Worker， 等 待 有 請 求 時 才 啟動 。每 當 我 們 調(diào) 用execute()方 法 添 加 一 個 任 務(wù) 時 ， 線 程 池 會 做 如 下 判斷 ：
? 如 果 正 在 運 行 的 線 程 數(shù) 量 小 于core Pool Size， 那 么 馬 上 創(chuàng) 建 線 程 運 行這 個 任 務(wù) ；
? 如 果 正 在 運 行 的 線 程 數(shù) 量 大 于 或 等 于core Pool Size， 那 么 將 這 個 任 務(wù)放 入 隊 列 ；
? 如果這 時候隊列 滿了， 而且正 在運行的 線程數(shù)量 小于maximum Pool Size， 那么還 是要創(chuàng)建 非核心線 程立刻運 行這個任 務(wù)；
? 如果隊 列滿了， 而且正 在運行的 線程數(shù)量 大于或等 于maximum Pool Size， 那么線程池會拋出異常Reject Execution Exception。當 一 個 線 程 完 成 任 務(wù) 時 ， 它 會 從 隊 列 中 取 下 一 個 任 務(wù) 來 執(zhí) 行 。當 一 個線 程 無 事 可 做 ， 超 過 一 定 的 時 間 （ keep Alive Time） 時 ， 線 程 池 會斷。
如 果 當 前 運 行 的 線 程 數(shù) 大 于core Pool Size， 那么 這個線 程就 被停掉 。所以線程池的所有任務(wù)完成后， 它最終會收縮到core Pool Size的大小。
問題四： 既然提到可以通過配置不同參數(shù)創(chuàng)建出不同的線程池， 那么Java 中默認實現(xiàn)好的線程池又有哪些呢？ 請比較它們的異同。
問題五： 如何在 Java 線程池中提交線程？

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Java 內(nèi)存模型相關(guān)問題問題一： 什么是 Java 的內(nèi)存模型， Java中各個線程是怎么彼此看到對方的變量的？
Java 的內(nèi)存模型定義了程序中各個變量的訪問規(guī)則， 即在虛擬機中將變量存儲到內(nèi)存和從內(nèi)存中取出這樣的底層細節(jié)。
此處的變量包括實例字段、 靜態(tài)字段和構(gòu)成數(shù)組對象的元素， 但是不包括局部變量和方法參數(shù)， 因為這些是線程私有的， 不會被共享， 所以不存在競爭問題。
Java 中各個線程是怎么彼此看到對方的變量的呢？ Java 中定義了主內(nèi)存與工作內(nèi)存的概念：
所有的變量都存儲在主內(nèi)存， 每條線程還有自己的工作內(nèi)存， 保存了被該線程使用到的變量的主內(nèi)存副本拷貝。線程對變量的所有操作（ 讀取、 賦值） 都必須在工作內(nèi)存中進行， 不能直接讀寫主內(nèi)存的變量。 不同的線程之間也無法直接訪問對方工作內(nèi)存的變量， 線程間變量值的傳遞需要通過主存。
問題二： 請談?wù)?volatile 有什么特點， 為什么它能保證變量對所有線程的可見性？
問題三： 既然 volatile 能夠保證線程間的變量可見性， 是不是就意味著基于volatile 變量的運算就是并發(fā)安全的？
問題四： 請對比下 volatile 對比 Synchronized 的異同。
問題五： 請談?wù)?Thread Local 是怎么解決并發(fā)安全的？
問題六： 很多人都說要慎用 Thread Local， 談?wù)勀愕睦斫?#xff0c; 使用Thread Local 需要注意些什么？

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Synchronized 相關(guān)問題
問題一： Synchronized 用過嗎， 其原理是什么？
問題二： 你剛才提到獲取對象的鎖， 這個“ 鎖” 到底是什么？ 如何確定對象的鎖？
問題三： 什么是可重入性， 為什么說 Synchronized 是可重入鎖？ 可 重 入 性
問題四： JVM 對 Java 的原生鎖做了哪些優(yōu)化？
問題五： 為什么說 Synchronized 是非公平鎖？
問題六： 什么是鎖消除和鎖粗化？
問題七： 為什么說Synchronized是一個悲觀鎖？ 樂觀鎖的實現(xiàn)原理又是什么？ 什么是CAS， 它有什么特性？
問題八： 樂觀鎖一定就是好的嗎？
其他問題
JAVA 并發(fā)知識庫
JAVA 線程實現(xiàn)/創(chuàng)建方式
4 種線程池
線程生命周期(狀態(tài))
終止線程 4 種方式
sleep 與 wait 區(qū)別
start 與 run 區(qū)別
JAVA 后臺線程
JAVA 鎖
線程基本方法
線程上下文切換
同步鎖與死鎖
線程池原理
JAVA 阻塞隊列原理
CyclicBarrier、CountDownLatch、Semaphore 的用法
volatile 關(guān)鍵字的作用（變量可見性、禁止重排序）
如何在兩個線程之間共享數(shù)據(jù)
ThreadLocal 作用（線程本地存儲）
synchronized 和 ReentrantLock 的區(qū)別
ConcurrentHashMap 并發(fā)
Java 中用到的線程調(diào)度
進程調(diào)度算法
什么是 CAS（比較并交換-樂觀鎖機制-鎖自旋）
什么是 AQS（抽象的隊列同步器）
所有的并發(fā)編程面試題已合成文檔，由于篇幅過長，沒辦法全部上傳資料展示

知識腦圖：

忍不住想吐槽，知識點多且復(fù)雜。。。。。。。。。

快來，一起學(xué)習(xí)，加入頭大家族吧！！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 变量锁_并发编程高频面试题：可重入锁+线程池+内存模型等（含答案）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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