面試題及答案之java幾種鎖

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1.在Java中，以下哪個(gè)類(lèi)提供了鎖的功能？

A.`java.util.concurrent.locks.Lock`

B.`java.util.concurrent.locks.ReentrantLock`

C.`java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock`

D.`java.util.concurrent.locks.Condition`

答案：B

2.`synchronized`關(guān)鍵字在Java中用于實(shí)現(xiàn)什么？

A.單例模式

B.線程安全的集合

C.線程同步

D.線程通信

答案：C

3.`ReentrantLock`類(lèi)中的哪個(gè)方法用于嘗試獲取鎖？

A.`lock()`

B.`unlock()`

C.`tryLock()`

D.`lockInterruptibly()`

答案：C

4.`ReadWriteLock`允許多少個(gè)讀鎖同時(shí)存在？

A.0或1

B.1個(gè)

C.多個(gè)

D.0個(gè)

答案：C

5.`synchronized`和`ReentrantLock`在功能上有什么區(qū)別？

A.`synchronized`不能中斷，`ReentrantLock`可以

B.`ReentrantLock`不能中斷，`synchronized`可以

C.兩者都可以中斷

D.兩者都不能中斷

答案：A

6.`Lock`接口中的哪個(gè)方法是用于釋放鎖的？

A.`lock()`

B.`unlock()`

C.`tryLock()`

D.`lockInterruptibly()`

答案：B

7.`Condition`對(duì)象與`Object`類(lèi)的`wait()`和`notify()`方法有什么區(qū)別？

A.`Condition`可以指定多個(gè)條件，而`wait()`和`notify()`只能用于單一條件

B.`Condition`不能中斷，而`wait()`和`notify()`可以

C.`Condition`可以中斷，而`wait()`和`notify()`不能

D.`Condition`和`wait()`/`notify()`沒(méi)有區(qū)別

答案：A

8.在Java中，`公平鎖`和`非公平鎖`的區(qū)別是什么？

A.`公平鎖`總是讓等待時(shí)間最長(zhǎng)的線程先獲得鎖，`非公平鎖`則不一定

B.`公平鎖`和`非公平鎖`沒(méi)有區(qū)別

C.`公平鎖`總是讓等待時(shí)間最短的線程先獲得鎖，`非公平鎖`則不一定

D.`公平鎖`和`非公平鎖`只是名字不同，功能上沒(méi)有區(qū)別

答案：A

9.`ReentrantLock`是否支持鎖的重入？

A.是

B.否

C.有時(shí)支持，有時(shí)不支持

D.只有在特定條件下支持

答案：A

10.`StampedLock`是Java中的哪種類(lèi)型的鎖？

A.讀寫(xiě)鎖

B.重入鎖

C.樂(lè)觀鎖

D.悲觀鎖

答案：C

二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1.Java中的鎖機(jī)制可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)以下哪些功能？

A.線程同步

B.線程通信

C.保證數(shù)據(jù)一致性

D.實(shí)現(xiàn)單例模式

答案：A,C

2.`synchronized`關(guān)鍵字可以實(shí)現(xiàn)哪些鎖的功能？

A.互斥鎖

B.讀寫(xiě)鎖

C.可重入鎖

D.條件變量

答案：A,C

3.`ReentrantLock`類(lèi)提供了哪些方法？

A.`lock()`

B.`unlock()`

C.`tryLock()`

D.`lockInterruptibly()`

答案：A,B,C,D

4.`ReadWriteLock`中包含哪些類(lèi)型的鎖？

A.讀鎖

B.寫(xiě)鎖

C.互斥鎖

D.可重入鎖

答案：A,B

5.`Condition`對(duì)象提供了哪些方法？

A.`await()`

B.`signal()`

C.`awaitUninterruptibly()`

D.`signalAll()`

答案：A,B,C,D

6.`StampedLock`提供了哪些方法？

A.`readLock()`

B.`writeLock()`

C.`tryConvertToWriteLock()`

D.`tryConvertToOptimisticRead()`

答案：A,B,C

7.在Java中，哪些鎖支持中斷？

A.`synchronized`

B.`ReentrantLock`

C.`StampedLock`

D.`ReadWriteLock`

答案：B,C

8.`ReentrantReadWriteLock`與`ReadWriteLock`的區(qū)別是什么？

A.`ReentrantReadWriteLock`支持重入

B.`ReadWriteLock`不支持重入

C.`ReentrantReadWriteLock`不支持重入

D.`ReadWriteLock`支持重入

答案：A,B

9.`StampedLock`中的`stamp`有什么作用？

A.用于標(biāo)記樂(lè)觀讀鎖的狀態(tài)

B.用于標(biāo)記悲觀寫(xiě)鎖的狀態(tài)

C.用于標(biāo)記鎖的版本

D.用于標(biāo)記鎖的持有者

答案：A,C

10.`synchronized`和`ReentrantLock`在性能上的差別主要體現(xiàn)在哪些方面？

A.`ReentrantLock`提供了更多的擴(kuò)展功能

B.`synchronized`是內(nèi)置的，性能更好

C.`ReentrantLock`可以響應(yīng)中斷

D.`synchronized`不能響應(yīng)中斷

答案：A,C

三、判斷題（每題2分，共20分）

1.`synchronized`關(guān)鍵字可以用于方法和代碼塊。（對(duì)）

2.`ReentrantLock`是`java.util.concurrent.locks.Lock`接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)。（對(duì)）

3.`ReadWriteLock`允許多個(gè)線程同時(shí)獲得讀鎖。（對(duì)）

4.`Condition`對(duì)象可以與任何類(lèi)型的鎖一起使用。（錯(cuò)）

5.`StampedLock`是一種悲觀鎖。（錯(cuò)）

6.`ReentrantLock`支持公平鎖和非公平鎖。（對(duì)）

7.`synchronized`關(guān)鍵字可以被中斷。（錯(cuò)）

8.`ReadWriteLock`中的寫(xiě)鎖是公平的。（錯(cuò)）

9.`StampedLock`可以減少線程在獲取鎖時(shí)的上下文切換。（對(duì)）

10.`ReentrantReadWriteLock`中的讀鎖是可重入的。（錯(cuò)）

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述`synchronized`關(guān)鍵字和`ReentrantLock`的區(qū)別。

答案：

`synchronized`是Java內(nèi)置的同步機(jī)制，它可以用來(lái)修飾方法或者代碼塊，是非公平鎖，不能響應(yīng)中斷。而`ReentrantLock`是`java.util.concurrent.locks`包中的一個(gè)類(lèi)，提供了與`synchronized`關(guān)鍵字類(lèi)似的同步功能，但它是公平鎖，可以響應(yīng)中斷，并且提供了更多的擴(kuò)展功能，如嘗試非阻塞獲取鎖、可中斷地獲取鎖等。

2.請(qǐng)解釋`ReadWriteLock`的作用。

答案：

`ReadWriteLock`是一種讀寫(xiě)鎖，它允許多個(gè)讀操作同時(shí)進(jìn)行，但寫(xiě)操作是獨(dú)占的。這種鎖機(jī)制可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性能，特別是在讀操作遠(yuǎn)多于寫(xiě)操作的場(chǎng)景下。`ReadWriteLock`由兩個(gè)鎖組成：一個(gè)讀鎖和一個(gè)寫(xiě)鎖。多個(gè)線程可以同時(shí)獲得讀鎖，但寫(xiě)鎖在同一時(shí)間只能被一個(gè)線程獲得。

3.`StampedLock`是如何實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖的？

答案：

`StampedLock`通過(guò)樂(lè)觀讀鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖機(jī)制。它使用一個(gè)版本號(hào)（stamp）來(lái)跟蹤鎖的狀態(tài)變化。當(dāng)線程嘗試獲取樂(lè)觀讀鎖時(shí)，會(huì)獲得一個(gè)包含版本號(hào)的stamp。如果在讀操作期間沒(méi)有其他線程修改數(shù)據(jù)（即沒(méi)有寫(xiě)操作發(fā)生），那么線程可以繼續(xù)執(zhí)行。如果檢測(cè)到版本號(hào)發(fā)生變化，說(shuō)明有寫(xiě)操作發(fā)生，線程需要重新獲取鎖。

4.`ReentrantLock`和`synchronized`在性能上的主要差異是什么？

答案：

`ReentrantLock`和`synchronized`在性能上的主要差異在于`ReentrantLock`提供了更多的擴(kuò)展功能，如嘗試非阻塞獲取鎖、可中斷地獲取鎖等，這些功能可以提高某些場(chǎng)景下的性能。然而，`synchronized`是Java內(nèi)置的同步機(jī)制，它的實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單，因此在某些情況下可能具有更好的性能。此外，`ReentrantLock`是公平鎖，可以保證等待時(shí)間最長(zhǎng)的線程先獲得鎖，而`synchronized`是非公平鎖。

五、討論題（每題5分，共20分）

1.討論`synchronized`和`ReentrantLock`在實(shí)際應(yīng)用中的選擇。

答案：

在實(shí)際應(yīng)用中，選擇`synchronized`還是`ReentrantLock`取決于具體的需求。如果需要簡(jiǎn)單的同步機(jī)制，并且不需要額外的擴(kuò)展功能，`synchronized`是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。但如果需要更靈活的鎖機(jī)制，如嘗試非阻塞獲取鎖、可中斷地獲取鎖等，那么`ReentrantLock`可能更適合。此外，`ReentrantLock`還支持公平鎖和非公平鎖的選擇，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行配置。

2.討論`ReadWriteLock`在并發(fā)編程中的優(yōu)勢(shì)和局限性。

答案：

`ReadWriteLock`的優(yōu)勢(shì)在于它允許多個(gè)讀操作同時(shí)進(jìn)行，這可以大大提高系統(tǒng)的并發(fā)性能，特別是在讀操作遠(yuǎn)多于寫(xiě)操作的場(chǎng)景下。然而，它的局限性在于寫(xiě)操作是獨(dú)占的，這意味著在寫(xiě)操作期間，所有讀操作都必須等待，這可能會(huì)導(dǎo)致性能瓶頸。

3.討論`StampedLock`在并發(fā)編程中的優(yōu)勢(shì)和局限性。

答案：

`StampedLock`的優(yōu)勢(shì)在于它通過(guò)樂(lè)觀讀鎖減少了線程在獲取鎖時(shí)的上下文切換，這可以提高系統(tǒng)的并發(fā)性能。然而，它的局限性在于樂(lè)觀讀鎖需要在每次讀操作后檢查鎖的狀態(tài)，這可能會(huì)增加額外的開(kāi)銷(xiāo)。此外，`StampedLock`的寫(xiě)鎖仍然是