java面试题整理《多线程篇》二

本文详细探讨了线程安全的概念,指出在多线程环境下,无需额外同步控制即可正确执行的对象即为线程安全。文章还介绍了如何确保线程安全,包括使用并发安全类、synchronized关键字以及手动锁Lock。对于synchronized,讲解了其作用、三种使用方式以及为何构造方法不需要它的修饰。最后,强调了synchronized在静态和实例方法上的区别。

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对线程安全的理解
当多个线程访问一个对象时,如果不用进行额外的同步控制或其他的协调操作,调用这个对象的行为都可以获得正确的结果,我们就说这个对象是线程安全的 。

在每个进程的内存空间中都会有一块特殊的公共区域,通常称为堆(内存)。进程内的所有线程都可以访问到该区域,这就是造成线程安全的潜在原因。

目前主流操作系统都是多任务的。为了保证安全,每个进程只能访问分配给自己的内存空间,而不能访问别的进程的,这是由操作系统保障的

如何保证线程安全?

方法一:使用安全类,比如 java.util.concurrent 下的类,使用原子类AtomicInteger
方法二:使用JVM提供的自动锁 synchronized。
方法三:使用JDK提供的手动锁 Lock。

synchronized关键字的作用
synchronized 它可以把任意一个非 NULL 的对象当作锁。他属于独占式的悲观锁,同时属于可重入锁。

synchronized 关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性,synchronized关键字可以保证被它修饰的方法或者代码块在任意时刻只能有一个线程执行。

三种使用方式:

修饰实例方法:作用于当前对象实例加锁,进入同步代码前要获得当前对象实例的锁
修饰静态方法:也就是给当前类加锁,会作用于类的所有对象实例,因为静态成员不属于任何一个实例对象,是类成员。所以如果一个线程A调用一个实例对象的非静态 synchronized 方法,而线程B需要调用这个实例对象所属类的静态 synchronized 方法,是允许的,不会发生互斥现象,因为访问静态synchronized 方法占用的锁是当前类的锁,而访问非静态 synchronized 方法占用的锁是当前实例对象锁。
修饰代码块: 指定加锁对象,对给定对象加锁,进入同步代码库前要获得给定对象的锁。
总结: synchronized 关键字加到 static 静态方法和 synchronized(class)代码块上都是是给 Class 类上锁。synchronized 关键字加到实例方法上是给对象实例上锁。尽量不要使用 synchronized(String a) 因为JVM中,字符串常量池具有缓存功能

构造方法可以使用 synchronized 关键字修饰么?
构造方法不能使用 synchronized 关键字修饰,构造方法本身就属于线程安全的,不存在同步的构造方法一说。


 

### Java 并发与多线程常见面试题整理 #### 1. **Java 线程的状态有哪些?** Java 中的线程在其生命周期中有六种不同的状态,分别是 NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING 和 TERMINATED。这些状态定义了一个线程在任何给定时刻可以处于的不同阶段[^1]。 #### 2. **什么是并发和并行的区别?** 并发指的是多个任务在同一 CPU 上通过细粒度的时间片轮转来交替执行的现象;而并行则是指在多处理器或多核环境下,多个任务能够真正意义上同时被执行的情况。两者的核心区别在于是否实现了真正的同步操作[^2]。 #### 3. **如何创建一个新线程?** 可以通过继承 `Thread` 类或者实现 `Runnable` 接口的方式创建一个新的线程对象。如果采用后者,则需将自定义类传递至 `Thread` 的构造函数中,并调用其 `start()` 方法触发线程运行逻辑[^3]。 ```java class MyThread implements Runnable { @Override public void run() { System.out.println("MyThread is running."); } } public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread myTask = new MyThread(); Thread thread = new Thread(myTask); thread.start(); } } ``` #### 4. **为什么推荐使用 `ExecutorService` 来管理线程池而不是手动创建线程?** 因为频繁地创建销毁线程会带来较大的性能开销以及资源浪费问题,而利用现成框架如 `Executors.newFixedThreadPool(int nThreads)` 可有效减少这种负担,提高程序效率的同时也便于统一管理和控制。 #### 5. **谈谈 synchronized 关键字的作用及其原理机制是什么样的?** `synchronized` 是一种内置锁机制用于解决共享变量访问冲突情况下的数据一致性保护需求。当某个方法被声明为此修饰符时意味着每次仅允许单一线程进入临界区完成相应业务流程后再释放许可权供其他等待者继续尝试获取直至全部结束为止。 --- ###
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