沖刺高薪Offer：Java并發(fā)編程進階及面試指南

第1章 并發(fā)原理和線程安全 001
1.1 面試官：談?wù)勀銓€程和線程安全的理解 001
1.1.1 Java創(chuàng)建和啟動線程的方式有哪些？它們之間有什么區(qū)別？ 003
1.1.2 Java線程都有哪些狀態(tài)？其狀態(tài)是如何切換的？ 006
1.1.3 Java線程使用到了哪些調(diào)度策略？ 008
1.1.4 為什么使用并發(fā)編程？需注意哪些問題？ 010
1.1.5 并發(fā)編程和并行編程有什么區(qū)別？ 012
1.1.6 什么是線程同步和阻塞？它們有什么關(guān)系？ 013
1.1.7 什么是線程安全？如何確保線程安全？ 014
1.2 面試官：介紹JMM與線程安全的關(guān)系 016
1.2.1 什么是JMM？它有哪些特征和作用？ 017
1.2.2 JMM和Java內(nèi)存結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別？ 019
1.2.3 JMM內(nèi)存是如何交互的？都有哪些操作？ 020
1.2.4 什么是happens-before原則？它有什么作用？ 022
1.2.5 什么是指令重排序和內(nèi)存屏障？ 025
1.2.6 如何保證程序的可見性、原子性和有序性？ 029
1.3 面試官：談?wù)劧嗑€程中的上下文切換 031
1.3.1 什么是上下文切換？上下文切換會帶來哪些問題？ 033
1.3.2 什么是進程上下文切換？引起進程上下文切換的原因有哪些？ 034
1.3.3 什么是線程上下文切換？與進程上下文切換有何區(qū)別？ 036
1.3.4 如何查看線程上下文切換信息？ 038
1.3.5 如何減少線程上下文切換的次數(shù)？ 040
1.4 面試官：談?wù)勀銓QS的理解 042
1.4.1 什么是AQS ？它有什么作用？ 043
1.4.2 AQS支持哪些資源共享方式？ 045
1.4.3 AQS的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理是什么？ 047
1.4.4 什么是Condition ？它有哪些使用場景？ 054
1.4.5 AQS中的Condition是如何實現(xiàn)的？ 056
1.5 面試官：講講CAS實現(xiàn)機制和原理 059
1.5.1 什么是CAS ？它有什么作用？ 061
1.5.2 Java中有哪些CAS工具？如何使用它們？ 062
1.5.3 Unsafe類和CAS有什么關(guān)系？ 064
1.5.4 使用CAS會產(chǎn)生什么問題？如何解決這些問題？ 065

第2章 并發(fā)關(guān)鍵字原理 071
2.1 面試官：談?wù)刦inal關(guān)鍵字對并發(fā)編程的作用 071
2.1.1 final 關(guān)鍵字的底層原理是什么？ 072
2.1.2 final 關(guān)鍵字對并發(fā)編程有什么作用？ 076
2.1.3 為什么final 引用不能從構(gòu)造函數(shù)內(nèi)“逸出”？ 079
2.2 面試官：談?wù)剆ynchronized關(guān)鍵字的特性和原理 082
2.2.1 synchronized關(guān)鍵字的底層實現(xiàn)原理是什么？ 085
2.2.2 synchronized關(guān)鍵字是怎么保證線程安全的？ 091
2.2.3 synchronized是可重入鎖嗎？其底層如何實現(xiàn)？ 094
2.2.4 Java對synchronized關(guān)鍵字做了哪些優(yōu)化？ 096
2.2.5 說說synchronized鎖升級過程及實現(xiàn)原理 100
2.2.6 什么是synchronized鎖消除和鎖粗化？ 102
2.3 面試官：說說volatile 關(guān)鍵字的使用及原理 104
2.3.1 volatile 關(guān)鍵字的使用場景有哪些？ 107
2.3.2 volatile關(guān)鍵字如何做到內(nèi)存可見性？ 111
2.3.3 volatile關(guān)鍵字如何實現(xiàn)禁止指令重排序？ 113
2.3.4 volatile變量的內(nèi)存屏障插入策略是什么？ 114
2.3.5 volatile關(guān)鍵字能保證操作的原子性嗎？ 115
2.3.6 雙重檢查鎖為什么要使用volatile關(guān)鍵字？ 116
2.3.7 volatile和synchronized關(guān)鍵字有什么區(qū)別？ 117

第3章 并發(fā)鎖和死鎖 119
3.1 面試官：談?wù)凧ava并發(fā)鎖的使用和原理 119
3.1.1 Java都有哪些鎖？它們有什么區(qū)別？ 122
3.1.2 樂觀鎖和悲觀鎖的應(yīng)用和原理有什么區(qū)別？ 124
3.1.3 樂觀鎖如何解決ABA問題？ 127
3.1.4 在Java中如何應(yīng)用讀鎖和寫鎖？ 130
3.1.5 Java獨享鎖和共享鎖有何區(qū)別？ 132
3.1.6 偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖是什么？ 133
3.1.7 什么是公平鎖？什么是非公平鎖？ 135
3.1.8 分段鎖的設(shè)計思想和目的是什么？ 137
3.1.9 什么是可重入鎖？其實現(xiàn)原理是什么？ 140
3.1.10 什么是自旋鎖？它有哪些實現(xiàn)方式？ 142
3.1.11 常用的鎖優(yōu)化手段和方法有哪些？ 145
3.2 面試官：如何預防和解決多線程死鎖？ 147
3.2.1 什么是線程死鎖？其產(chǎn)生原因有哪些？ 149
3.2.2 如何避免和解決線程死鎖？ 152
3.2.3 如何分析和定位死鎖問題源頭？ 156
3.2.4 什么是饑餓和活鎖？它們與死鎖有什么區(qū)別？ 159
3.2.5 什么是鎖的分級？如何使用它預防死鎖？ 163
3.2.6 Java并發(fā)API有哪些高級特性可用于避免死鎖？ 164

第4章 并發(fā)容器和工具 167
4.1 面試官：談?wù)勀銓UC的理解 167
4.1.1 什么是JUC ？它包含哪些內(nèi)容？ 169
4.1.2 什么是原子類？它有哪些作用和優(yōu)點？ 170
4.1.3 Lock框架有哪些常用的鎖？它們有什么優(yōu)缺點？ 172
4.1.4 常用的并發(fā)容器有哪些？適用于哪些場景？ 174
4.1.5 同步容器與并發(fā)容器有什么區(qū)別？ 177
4.1.6 JUC包含哪些同步工具類？有什么作用？ 179
4.2 面試官：談?wù)凧UC容器的實現(xiàn)原理 181
4.2.1 ConcurrentHashMap的底層存儲結(jié)構(gòu)是什么？ 183
4.2.2 ConcurrentHashMap如何保證線程安全？ 185
4.2.3 ConcurrentHashMap如何實現(xiàn)擴容？ 187
4.2.4 在ConcurrentHashMap中什么情況下鏈表會轉(zhuǎn)換
為紅黑樹？ 193
4.2.5 什么是Copy-on-Write ？常見的CopyOnWrite容器有哪些？ 195
4.2.6 CopyOnWriteArrayList是如何保證線程安全的？ 197
4.3 面試官：談?wù)勀銓Σl(fā)隊列的理解 200
4.3.1 BlockingQueue和BlockingDeque有什么區(qū)別？ 201
4.3.2 BlockingQueue阻塞隊列的實現(xiàn)原理是什么？ 204
4.3.3 ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue有什么區(qū)別？ 206
4.3.4 SynchronousQueue底層有幾種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？有什么區(qū)別？ 207
4.3.5 ConcurrentLinkedQueue是如何保證線程安全的？ 208
4.4 面試官：介紹JUC同步工具的使用及實現(xiàn)原理 212
4.4.1 CountDownLatch如何使用？其實現(xiàn)原理是什么？ 214
4.4.2 CyclicBarrier 和CountDownLatch有什么區(qū)別？ 216
4.4.3 使用Semaphore需注意哪些問題？其底層如何實現(xiàn)？ 219
4.4.4 Exchanger主要解決什么問題？實現(xiàn)機制是什么？ 224
4.5 面試官：談?wù)勀銓hreadLocal的理解 230
4.5.1 工作中遇到過哪些ThreadLocal的使用場景？ 231
4.5.2 ThreadLocal底層是如何實現(xiàn)線程隔離的？ 234
4.5.3 為什么ThreadLocal會導致內(nèi)存泄漏？如何解決？ ......235

第5章 并發(fā)線程池 237
5.1 面試官：說說線程池的設(shè)計思想和實現(xiàn)原理 237
5.1.1 什么是線程池？它有哪些適用場景？ 240
5.1.2 線程池有哪些狀態(tài)？這些狀態(tài)如何轉(zhuǎn)換？ 242
5.1.3 線程池主要有哪些參數(shù)？它們有什么作用？ 244
5.1.4 核心線程和非核心線程有什么區(qū)別？ 247
5.1.5 Java線程池的線程復用原理是什么？ 249
5.1.6 線程池是如何進行任務(wù)調(diào)度的？ 255
5.1.7 線程池為什么要使用阻塞隊列？ 258
5.1.8 Java線程池的底層實現(xiàn)原理是什么？ 259
5.2 面試官：談?wù)勀闶褂肑ava線程池的一些經(jīng)驗 262
5.2.1 Java有哪些類型的線程池？它們各自適用于什么場景？ 265
5.2.2 為什么不推薦使用Executors創(chuàng)建線程池？ 269
5.2.3 如何合理配置Java線程池的參數(shù)？ 270
5.2.4 Java線程池線程拋出的異常該如何處理？ 273
5.2.5 如何優(yōu)雅且安全地關(guān)閉一個線程池？ 276
5.2.6 如何監(jiān)控和優(yōu)化線程池的性能？ 277

第6章 并發(fā)設(shè)計與實戰(zhàn) 283
6.1 面試官：講講并發(fā)編程中有哪些常用的線程操作 283
6.1.1 如何正確處理一個線程發(fā)生的異常？ 285
6.1.2 如何正確停止一個正在運行的線程？ 288
6.1.3 如何喚醒一個阻塞的線程？ 290
6.1.4 如何保證多個線程的執(zhí)行順序？ 294
6.1.5 如何在兩個線程之間共享數(shù)據(jù)？ 298
6.1.6 怎么檢查一個線程是否持有某個對象鎖？ 304
6.2 面試官：談?wù)劜l(fā)編程中的一些設(shè)計實踐和經(jīng)驗 306
6.2.1 如何解決單例模式的線程安全問題？ 307
6.2.2 如何使用阻塞隊列來實現(xiàn)生產(chǎn)者- 消費者模型？ 310
6.2.3 如何使用AQS實現(xiàn)互斥鎖？ 312
6.2.4 怎樣設(shè)計一個線程池？ 314
6.2.5 設(shè)計一個并發(fā)系統(tǒng)，如何確保系統(tǒng)不會出現(xiàn)死鎖？ 316