Java 并发编程

2501_94278931

309人浏览 · 2026-05-29 09:31:42

2501_94278931 · 2026-05-29 09:31:42 发布

一、并发编程三大核心问题

所有并发难点都来自这 3 点：

原子性：操作不可中断，要么全部成功，要么全部失败
可见性：一个线程修改值，另一个线程能立即看到
有序性：代码按顺序执行，不被指令重排优化

二、核心基础：线程创建方式

4 种写法，掌握前 2 个足够：

继承 Thread
实现 Runnable（无返回值）
实现 Callable（有返回值 + 抛异常）
线程池（企业标准用法，必用）

三、锁核心：synchronized

1. 作用

保证原子性 + 可见性，解决线程安全问题。

2. 锁的位置

修饰普通方法：锁当前对象 this
修饰静态方法：锁类对象（.class）
修饰代码块：锁括号里的对象

3. 底层原理

依赖 JVM 指令 monitorenter / monitorexit
JDK 1.6 后优化：偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁

四、volatile 关键字（高频）

1. 作用

保证可见性
禁止指令重排
不保证原子性

2. 使用场景

状态标记量（如 volatile boolean flag = false）
单例模式 DCL 双重校验锁

五、Lock 锁体系（比 synchronized 更灵活）

1. 核心接口

java.util.concurrent.locks.Lock

2. 常用实现

ReentrantLock：可重入锁（常用）
ReentrantReadWriteLock：读写锁（读共享，写互斥）

3. 标准用法

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock(); // 加锁
try {
    // 业务代码
} finally {
    lock.unlock(); // 必须在 finally 释放锁
}

4. 优点

可尝试获取锁
可中断
可设置超时
可指定公平/非公平

六、AQS 原理（锁的底层）

AbstractQueuedSynchronizer
所有 Lock 锁的底层基石。

核心：

state 变量：表示锁状态（0=无锁，1=已锁定）
CLH 队列：存放等待锁的线程
CAS 操作：无锁修改 state，高效

七、线程池（企业开发 100% 用）

1. 为什么要用？

避免频繁创建销毁线程
控制并发数量
统一管理

2. 核心参数（必须背）

new ThreadPoolExecutor(
    corePoolSize,      // 核心线程数
    maximumPoolSize,   // 最大线程数
    keepAliveTime,     // 空闲线程存活时间
    unit,              // 时间单位
    workQueue,         // 阻塞队列
    threadFactory,     // 线程工厂
    handler           // 拒绝策略
);

3. 执行流程

任务来了 → 核心线程未满 → 创建核心线程
核心线程满 → 放入阻塞队列
队列满 → 创建非核心线程
总线程满 → 执行拒绝策略

4. 常用线程池（面试）

Executors.newFixedThreadPool：固定线程
Executors.newSingleThreadExecutor：单线程
Executors.newCachedThreadPool：缓存线程
⚠️ 生产禁用 Executors 创建，必须手动 new ThreadPoolExecutor

八、并发工具类（高频）

1. CountDownLatch

倒计时门栓
让一个线程等待其他 N 个线程完成

2. CyclicBarrier

循环屏障
一组线程互相等待，集齐后一起执行

3. Semaphore

信号量
控制同时执行的线程数量（限流）

九、ThreadLocal

作用

每个线程拥有独立变量副本，互不干扰。

注意

必须 remove()，否则会内存泄漏

十、线程状态（6 种）

NEW（新建）
RUNNABLE（运行）
BLOCKED（阻塞）
WAITING（等待）
TIMED_WAITING（限时等待）
TERMINATED（终止）

十一、死锁（高频）

4 个条件（同时满足）

互斥
不可剥夺
请求保持
循环等待

解决

按固定顺序获取锁
设置锁超时
破坏循环等待

十二、高频面试题（直接背答案）

synchronized 和 Lock 区别？
- synchronized 是 JVM 层面，Lock 是 JDK 代码
- synchronized 自动释放锁，Lock 手动
- Lock 更灵活（可尝试、可超时）
volatile 为什么不能保证原子性？
因为 volatile 只保证可见性，不保证多步操作的原子性。
线程池参数有哪些？拒绝策略？
7 个参数；4 种策略：抛异常、丢弃、丢弃最老、调用者执行
死锁如何排查？
jstack 查看线程堆栈
ConcurrentHashMap 1.8 如何保证安全？
CAS + synchronized + volatile