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Java线程锁面试题,如何做到高效、安全、不死锁

相信在Java开发工程师的面试过程中,线程锁是一个常被问到的问题。这也是因为线程锁涉及到多线程并发调度以及安全可靠性问题等各个方面,使用不当会带来不可预见的后果。在这篇文章中,我们将会从Java线程锁的基础概念到高阶应用技巧,为大家深入剖析Java线程锁的精髓!

一、什么是线程锁?

线程锁是一种机制,用于保证在并发应用程序上下文中数据或代码的完整性、一致性和安全性。当一个线程处于锁定状态时,其他线程不能进入相同代码块,也不能访问该线程的数据。线程锁可以分为悲观锁和乐观锁。在Java中,主要采用悲观锁,因为Java虚拟机(JVM)与操作系统调度程序可以被同时运行的多个线程影响,因此必须确保所有共享内存状态在任何一个时刻都是一致的。

二、Java中的线程锁类型有哪些?

Java中主要有 synchronized、ReentrantLock、ReadWriteLock、StampedLock、LockSUpport等多种锁类型。

三、synchronized 关键字和 Lock 的区别是什么?

synchronized 是 Java 中的内置锁,Lock 是一个Java接口。在实现方面上,Lock 接口可以更好的控制锁状态、实现不可中断、可定时和可轮询的特性。

四、如何避免死锁问题?

死锁问题是一种多线程并发问题,如果在并发执行过程中两个或多个线程互相等待,就会产生死锁。避免死锁问题的方法包括:

1. 避免一个线程同时获取多个锁。

2. 避免一个线程在锁内部同时占有多个资源,尽可能在业务上避免同时占用多个锁。

3. 尝试使用定时锁,用于避免死锁问题的发生。

五、如何使用 ReentrantLock 锁?

使用ReentrantLock锁时,需要在try-catch中使用 lock() 方法获取锁,unlock() 方法释放锁。这样可以确保在执行过程中不会因为锁异常而造成线程阻塞。

六、ReadWriteLock 锁如何使用?

ReadWriteLock是一个读写锁,其中读锁与写锁是分开的。可以通过读锁对同一段代码进行并发读取,但不能进行写操作,同时写锁可以阻塞所有的读和写操作,是一种更加优秀的锁机制。

七、什么是StampedLock?

StampedLock 是一个JDK1.8新增加的类。它是一个Java锁机制,能够提供更多的锁状态和功能。它是一种关于乐观锁机制的一种实现,ReentrantLock与 ReadWriteLock 正好相反,StampedLock在读取数据时不需要加锁,在写入数据时会加写锁,锁成功则返回一个票据(Stamp),并存储在内部控制状态中,读取操作需要存储式票据。

八、如何在 Java 中使用 Condition 构造队列锁?

Condition是java.util.concurrent.locks包中的一个类,它提供了队列锁的一个实现,多个线程的状态被挂起,直到其他线程"Sinal" 条件被触发。通过Condition实现的锁可以对线程进行特定的调度和通信,实现更高效的线程交互。

九、如何使用 LockSuport 锁?

LockSupport是一个非常有用的阻塞工具,可以让当前线程无条件挂起,也可以让指定线程无条件挂起。在使用LockSupport时,需要对锁线程进行安全控制,防止无限挂起导致的线程假死问题。

十、线程锁究竟带来了什么好处?

线程锁通过控制资源访问的安全性和顺序性,实现了多线程应用程序之间的“有序状态”。相比之下,使用线程锁可以在保证执行效率的同时,还可以更加准确地掌握情况,提高应用程序效率和安全性,并为应用程序做出更高效、更稳定的贡献。

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