java常见面试题（3）

synchronized和ReentrantLock有什么区别？

synchronized是java内建的同步机制，所以也称其为Intrinsic Locking，它提供了互斥的语义和可见性，当一个线程已获取当前锁时，其它试图获取的线程只能等待或者阻塞在那里。在java 1.5以前，synchronized是仅有的同步手段，可以用来修饰方法，也可以指定在特定的代码块上，本质上synchronized方法等同于把方法语句用synchronized块包起来。

synchronized代码块是由一对儿monitorenter/monitorexit指令实现对的，Monitor对象是同步的基本单元。

ReentrantLock为再入锁，是java 5提供的锁实现。再入锁通过代码直接调用lock()方法获取。ReentrantLock提供了很多使用的方法，能够实现很多synchronized无法做到的细节控制，比如可以控制fairness，也就是公平性，或者利用定义条件等。但是，必须明确调用unlock方法释放。

保证线程安全的两个办法：

• 封装：通过封装，我们可以将对象内部状态隐藏、保护起来。
• 不可变

线程安全需要保证的几个基本特性：

• 原子性：相关操作不会中途被其他线程干扰，一般通过同步机制实现。
• 可见性：是一个线程修改某个共享变量，其状态能够立即被其他线程知晓，通常被解释为将线程本地状态反映到主内存上，volatile就是负责保证可见性。
• 有序性：是保证线程内串行语义，避免指令重排等。

什么是锁的升级、降级？

所谓锁的升级、降级就是JVM优化synchronized运行的机制，当JVM检测到不同的竞争状况时，会自动切换到适合的锁实现，这种切换就是锁的升级、降级。当没有竞争出现时，默认会使用偏斜锁。JVM会利用CAS操作（compare and swap），在对象头上的Mark Word部分设置线程ID，以表示这个对象偏向于当前线程，所以并不涉及真正的互斥锁。如果另外的线程试图锁定已经被偏斜的对象，JVM就需要撤销（revoke）偏斜锁，并切换到轻量级锁的实现。轻量级锁依赖CAS操作Mark Word来试图获取锁，如果重试成功，就是用普通的轻量级锁；否则，进一步升级为重量级锁。

JVM内存区域的划分，那些区域可能发生OutOfMemory Error？

JVM内存区域划分：

• 程序计数器（PC）：在JVM规范中，每个线程都有它自己的程序计数器，并且任何时间一个线程只有一个方法在执行，也就是所谓的当前方法。程序计数器会储存当前线程正在执行的java方法的指令地址。
• java虚拟机栈：每个线程在创建时，都会创建一个java虚拟机栈，其内部保存一个个栈帧，对应着一次次java方法的调用。栈帧中存储着局部变量表、操作数栈、动态链接、方法正常退出或异常退出的定义。
• 堆：它是java内存管理的核心区域，用来防止java对象实例，几乎所有创建的java对象实例都是直接分配在堆上。堆被所有的线程共享，在虚拟机启动时，我们指定的“Xmx”之类参数就是用来指定最大堆空间等指标。堆也是垃圾收集器重点照顾的区域，所以堆内空间还会被垃圾收集器进一步细分，最有名的就是新生代、老年代的划分。
• 方法区：这也是所有的线程共享的一片内存区域，用于存储元数据，例如类结构信息，以及对应的运行时常量池、字段、方法代码等。
• 运行时常量池：这是方法区的一部分，存储各种常量信息。
• 本地方法栈：它和java虚拟机栈是非常相似的，支持对本地方法的调用，也是每个线程都会创建一个。

OOM问题：没有空闲内存，并且垃圾收集器也无法提供更多的内存。

出现OOM原因：

• 堆内存不足，出现的原因有内存泄漏，堆的大小不合理，JVM处理引用不及时，导致堆积起来，内存无法释放。
• 对于java虚拟机栈和本地方法栈，如果我们写一段程序不断地进行递归调用，而且没有退出条件，就会导致不断地压栈。这种情况就JVM会抛出StackOverFlowError。如果JVM试图去扩展栈空间失败，则会抛出OOM。
• 老版的Oracle JDK，因为永久代大小是有限的，并且JVM对永久代垃圾回收不积极，所以当我们不断添加新类型时，永久代出现OOM。
• 直接内存不足也会出现OOM。