第1章 并發原理和線程安全 001

1.1 面試官：談談你對線程和線程安全的理解 001

1.1.1 Java創建和啟動線程的方式有哪些？它們之間有什么區別？ 003

1.1.2 Java線程都有哪些狀態？其狀態是如何切換的？ 006

1.1.3 Java線程使用到了哪些調度策略？ 008

1.1.4 為什么使用并發編程？需注意哪些問題？ 010

1.1.5 并發編程和并行編程有什么區別？ 012

1.1.6 什么是線程同步和阻塞？它們有什么關系？ 013

1.1.7 什么是線程安全？如何確保線程安全？ 014

1.2 面試官：介紹JMM與線程安全的關系 016

1.2.1 什么是JMM？它有哪些特征和作用？ 017

1.2.2 JMM和Java內存結構有什么區別？ 019

1.2.3 JMM內存是如何交互的？都有哪些操作？ 020

1.2.4 什么是happens-before原則？它有什么作用？ 022

1.2.5 什么是指令重排序和內存屏障？ 025

1.2.6 如何保證程序的可見性、原子性和有序性？ 029

1.3 面試官：談談多線程中的上下文切換 031

1.3.1 什么是上下文切換？上下文切換會帶來哪些問題？ 033

1.3.2 什么是進程上下文切換？引起進程上下文切換的原因有哪些？ 034

1.3.3 什么是線程上下文切換？與進程上下文切換有何區別？ 036

1.3.4 如何查看線程上下文切換信息？ 038

1.3.5 如何減少線程上下文切換的次數？ 040

1.4 面試官：談談你對AQS的理解 042

1.4.1 什么是AQS ？它有什么作用？ 043

1.4.2 AQS支持哪些資源共享方式？ 045

1.4.3 AQS的底層數據結構和工作原理是什么？ 047

1.4.4 什么是Condition ？它有哪些使用場景？ 054

1.4.5 AQS中的Condition是如何實現的？ 056

1.5 面試官：講講CAS實現機制和原理 059

1.5.1 什么是CAS ？它有什么作用？ 061

1.5.2 Java中有哪些CAS工具？如何使用它們？ 062

1.5.3 Unsafe類和CAS有什么關系？ 064

1.5.4 使用CAS會產生什么問題？如何解決這些問題？ 065



第2章 并發關鍵字原理 071

2.1 面試官：談談final關鍵字對并發編程的作用 071

2.1.1 final 關鍵字的底層原理是什么？ 072

2.1.2 final 關鍵字對并發編程有什么作用？ 076

2.1.3 為什么final 引用不能從構造函數內“逸出”？ 079

2.2 面試官：談談synchronized關鍵字的特性和原理 082

2.2.1 synchronized關鍵字的底層實現原理是什么？ 085

2.2.2 synchronized關鍵字是怎么保證線程安全的？ 091

2.2.3 synchronized是可重入鎖嗎？其底層如何實現？ 094

2.2.4 Java對synchronized關鍵字做了哪些優化？ 096

2.2.5 說說synchronized鎖升級過程及實現原理 100

2.2.6 什么是synchronized鎖消除和鎖粗化？ 102

2.3 面試官：說說volatile 關鍵字的使用及原理 104

2.3.1 volatile 關鍵字的使用場景有哪些？ 107

2.3.2 volatile關鍵字如何做到內存可見性？ 111

2.3.3 volatile關鍵字如何實現禁止指令重排序？ 113

2.3.4 volatile變量的內存屏障插入策略是什么？ 114

2.3.5 volatile關鍵字能保證操作的原子性嗎？ 115

2.3.6 雙重檢查鎖為什么要使用volatile關鍵字？ 116

2.3.7 volatile和synchronized關鍵字有什么區別？ 117



第3章 并發鎖和死鎖 119

3.1 面試官：談談Java并發鎖的使用和原理 119

3.1.1 Java都有哪些鎖？它們有什么區別？ 122

3.1.2 樂觀鎖和悲觀鎖的應用和原理有什么區別？ 124

3.1.3 樂觀鎖如何解決ABA問題？ 127

3.1.4 在Java中如何應用讀鎖和寫鎖？ 130

3.1.5 Java獨享鎖和共享鎖有何區別？ 132

3.1.6 偏向鎖、輕量級鎖、重量級鎖是什么？ 133

3.1.7 什么是公平鎖？什么是非公平鎖？ 135

3.1.8 分段鎖的設計思想和目的是什么？ 137

3.1.9 什么是可重入鎖？其實現原理是什么？ 140

3.1.10 什么是自旋鎖？它有哪些實現方式？ 142

3.1.11 常用的鎖優化手段和方法有哪些？ 145

3.2 面試官：如何預防和解決多線程死鎖？ 147

3.2.1 什么是線程死鎖？其產生原因有哪些？ 149

3.2.2 如何避免和解決線程死鎖？ 152

3.2.3 如何分析和定位死鎖問題源頭？ 156

3.2.4 什么是饑餓和活鎖？它們與死鎖有什么區別？ 159

3.2.5 什么是鎖的分級？如何使用它預防死鎖？ 163

3.2.6 Java并發API有哪些高級特性可用于避免死鎖？ 164



第4章 并發容器和工具 167

4.1 面試官：談談你對JUC的理解 167

4.1.1 什么是JUC ？它包含哪些內容？ 169

4.1.2 什么是原子類？它有哪些作用和優點？ 170

4.1.3 Lock框架有哪些常用的鎖？它們有什么優缺點？ 172

4.1.4 常用的并發容器有哪些？適用于哪些場景？ 174

4.1.5 同步容器與并發容器有什么區別？ 177

4.1.6 JUC包含哪些同步工具類？有什么作用？ 179

4.2 面試官：談談JUC容器的實現原理 181

4.2.1 ConcurrentHashMap的底層存儲結構是什么？ 183

4.2.2 ConcurrentHashMap如何保證線程安全？ 185

4.2.3 ConcurrentHashMap如何實現擴容？ 187

4.2.4 在ConcurrentHashMap中什么情況下鏈表會轉換

為紅黑樹？ 193

4.2.5 什么是Copy-on-Write ？常見的CopyOnWrite容器有哪些？ 195

4.2.6 CopyOnWriteArrayList是如何保證線程安全的？ 197

4.3 面試官：談談你對并發隊列的理解 200

4.3.1 BlockingQueue和BlockingDeque有什么區別？ 201

4.3.2 BlockingQueue阻塞隊列的實現原理是什么？ 204

4.3.3 ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue有什么區別？ 206

4.3.4 SynchronousQueue底層有幾種數據結構？有什么區別？ 207

4.3.5 ConcurrentLinkedQueue是如何保證線程安全的？ 208

4.4 面試官：介紹JUC同步工具的使用及實現原理 212

4.4.1 CountDownLatch如何使用？其實現原理是什么？ 214

4.4.2 CyclicBarrier 和CountDownLatch有什么區別？ 216

4.4.3 使用Semaphore需注意哪些問題？其底層如何實現？ 219

4.4.4 Exchanger主要解決什么問題？實現機制是什么？ 224

4.5 面試官：談談你對ThreadLocal的理解 230

4.5.1 工作中遇到過哪些ThreadLocal的使用場景？ 231

4.5.2 ThreadLocal底層是如何實現線程隔離的？ 234

4.5.3 為什么ThreadLocal會導致內存泄漏？如何解決？ ......235



第5章 并發線程池 237

5.1 面試官：說說線程池的設計思想和實現原理 237

5.1.1 什么是線程池？它有哪些適用場景？ 240

5.1.2 線程池有哪些狀態？這些狀態如何轉換？ 242

5.1.3 線程池主要有哪些參數？它們有什么作用？ 244

5.1.4 核心線程和非核心線程有什么區別？ 247

5.1.5 Java線程池的線程復用原理是什么？ 249

5.1.6 線程池是如何進行任務調度的？ 255

5.1.7 線程池為什么要使用阻塞隊列？ 258

5.1.8 Java線程池的底層實現原理是什么？ 259

5.2 面試官：談談你使用Java線程池的一些經驗 262

5.2.1 Java有哪些類型的線程池？它們各自適用于什么場景？ 265

5.2.2 為什么不推薦使用Executors創建線程池？ 269

5.2.3 如何合理配置Java線程池的參數？ 270

5.2.4 Java線程池線程拋出的異常該如何處理？ 273

5.2.5 如何優雅且安全地關閉一個線程池？ 276

5.2.6 如何監控和優化線程池的性能？ 277



第6章 并發設計與實戰 283

6.1 面試官：講講并發編程中有哪些常用的線程操作 283

6.1.1 如何正確處理一個線程發生的異常？ 285

6.1.2 如何正確停止一個正在運行的線程？ 288

6.1.3 如何喚醒一個阻塞的線程？ 290

6.1.4 如何保證多個線程的執行順序？ 294

6.1.5 如何在兩個線程之間共享數據？ 298

6.1.6 怎么檢查一個線程是否持有某個對象鎖？ 304

6.2 面試官：談談并發編程中的一些設計實踐和經驗 306

6.2.1 如何解決單例模式的線程安全問題？ 307

6.2.2 如何使用阻塞隊列來實現生產者- 消費者模型？ 310

6.2.3 如何使用AQS實現互斥鎖？ 312

6.2.4 怎樣設計一個線程池？ 314

6.2.5 設計一個并發系統，如何確保系統不會出現死鎖？ 316