并发多线程

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阅读提示

建议按“线程基础 -> 并发三特性 -> 锁与 AQS -> 线程池 -> 线上排障”顺序复习。
面试回答时尽量带一个真实场景（如高并发下延迟抖动、线程池打满、锁竞争）。

1、什么是进程、线程、协程？

回答提示：

进程是资源分配单位，线程是 CPU 调度单位。
协程是用户态轻量执行单元，切换成本更低。

参考回答：

一个进程可包含多个线程，线程共享进程资源但执行路径独立。
协程常用于高并发 IO 场景，通过用户态调度减少线程切换开销。

2、线程状态有哪些？

回答提示：

Java 线程状态：NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED。

参考回答：

重点理解 BLOCKED（等锁）和 WAITING/TIMED_WAITING（主动等待）差异。

3、创建线程有哪些方式？

继承 Thread。
实现 Runnable。
实现 Callable + Future。
使用线程池 ExecutorService（生产最常用）。

4、并发三大特性是什么？

回答提示：

原子性：操作不可分割。
可见性：线程间可立即看到更新。
有序性：程序执行顺序受约束。

参考回答：

synchronized 可保证原子性和可见性；volatile 保证可见性并约束重排序。

5、什么是 CAS？优缺点是什么？

回答提示：

CAS：比较并交换，原子指令，常用于无锁并发。
优点：避免阻塞，吞吐高。
缺点：ABA 问题、自旋开销大、只适合单变量原子更新。

参考回答：

CAS 失败会重试，竞争激烈时 CPU 空转明显，必要时要退回锁方案。

6、什么是 ABA 问题？如何解决？

回答提示：

值从 A -> B -> A，CAS 看起来没变但过程已变。
可用版本号机制解决，如 AtomicStampedReference。

7、`synchronized` 的底层和使用范围

回答提示：

修饰实例方法：锁对象实例。
修饰静态方法：锁 Class 对象。
修饰代码块：锁指定对象。

参考回答：

synchronized 是可重入、独占锁，JDK 之后通过偏向锁/轻量级锁做过优化。

8、`volatile` 能保证什么？不能保证什么？

回答提示：

能保证可见性和一定有序性。
不能保证复合操作原子性（如 count++）。

9、`ReentrantLock` 和 `synchronized` 有什么区别？

ReentrantLock 支持可中断加锁、超时尝试、公平锁。
synchronized 语法简单，JVM 层优化充分。
复杂并发控制（多条件队列）更适合 ReentrantLock。

10、什么是 AQS？

回答提示：

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是并发同步框架核心。
通过 state + CLH 队列实现锁和同步器。

参考回答：

ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch 等都基于 AQS 思路构建。

11、`wait` / `notify` / `notifyAll` 和 `sleep` 的区别

wait 会释放对象锁，必须在同步块中调用。
sleep 不释放锁，只是让出 CPU 时间片。
notify 随机唤醒一个等待线程，notifyAll 唤醒全部。

12、`CountDownLatch`、`CyclicBarrier`、`Phaser` 的区别

CountDownLatch：一次性门闩，常用于主线程等待子任务结束。
CyclicBarrier：可复用屏障，常用于多线程分阶段对齐。
Phaser：更灵活，支持动态注册与多阶段同步。

13、`Semaphore` 适合什么场景？

回答提示：

控制并发访问量，典型场景：限流、连接池资源保护。

14、`ThreadLocal` 的作用和风险

回答提示：

作用：线程隔离上下文（如用户信息、追踪ID）。
风险：在线程池中若不 remove，可能造成内存泄漏。

15、为什么要用线程池？

降低线程创建/销毁开销。
控制并发度，保护系统资源。
便于统一监控和治理。

16、线程池核心参数有哪些？

corePoolSize
maximumPoolSize
keepAliveTime
workQueue
threadFactory
RejectedExecutionHandler

17、线程池拒绝策略有哪些？

AbortPolicy：直接抛异常。
CallerRunsPolicy：由提交线程自己执行。
DiscardOldestPolicy：丢弃最旧任务。
DiscardPolicy：直接丢弃。

18、线程池参数怎么估算？

回答提示：

CPU 密集：线程数接近 CPU 核数。
IO 密集：线程数可适当放大（如 2N）。

参考回答：

实际工程要结合压测、队列积压、RT 与 CPU 使用率动态调参。

19、JMM 是什么？为什么需要它？

回答提示：

JMM 是 Java 内存访问规则，统一不同硬件平台的并发语义。
解决可见性、有序性和跨平台一致性问题。

20、乐观锁和悲观锁怎么理解？

悲观锁：先加锁再操作，冲突场景更稳。
乐观锁：先操作后校验（CAS/版本号），读多写少更高效。

21、如何定位线上并发问题？

先看监控：线程数、CPU、队列长度、拒绝次数。
再看 JVM：jstack、jcmd、GC 日志。
最后看代码：锁粒度、线程池配置、共享变量访问。

22、面试表达模板（可直接复述）

我会先判断是“计算瓶颈”还是“并发控制瓶颈”，再决定优先调线程池还是降锁竞争。
对线程池我会重点盯队列积压和拒绝策略，避免任务堆死。
对锁问题我会通过线程 dump 定位阻塞链，再做锁粒度优化或改无锁结构。