鎖優化java面試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.在Java中，`synchronized`關鍵字可以用于修飾哪些元素？

A.方法

B.代碼塊

C.類

D.所有以上

答案：D

2.`ReentrantLock`類屬于哪個包？

A.`java.util.concurrent`

B.`java.util`

C.`java.lang`

D.`java.io`

答案：A

3.在Java中，`Lock`接口提供了哪些方法？

A.`lock()`和`unlock()`

B.`tryLock()`和`unlock()`

C.`lockInterruptibly()`和`unlock()`

D.所有以上

答案：D

4.`ReadWriteLock`允許多個線程同時讀共享資源，但寫操作是互斥的。以下哪個類實現了`ReadWriteLock`接口？

A.`ReentrantReadWriteLock`

B.`ReentrantLock`

C.`StampedLock`

D.`CountDownLatch`

答案：A

5.`StampedLock`是一個讀寫鎖，它通過什么機制來減少鎖的競爭？

A.樂觀讀鎖

B.悲觀讀鎖

C.樂觀寫鎖

D.悲觀寫鎖

答案：A

6.`Condition`對象允許線程等待特定條件成立。以下哪個方法用于在`Condition`上等待？

A.`await()`

B.`join()`

C.`sleep()`

D.`wait()`

答案：A

7.`java.util.concurrent`包中的哪個類提供了一種方式，允許線程在等待某些條件成立時釋放鎖？

A.`Semaphore`

B.`CyclicBarrier`

C.`CountDownLatch`

D.`Phaser`

答案：C

8.`LockSupport`類提供了一種方式，允許線程掛起和恢復。以下哪個方法用于掛起線程？

A.`park()`

B.`unpark(Threadthread)`

C.`parkNanos(longnanos)`

D.所有以上

答案：D

9.在Java中，`ConcurrentHashMap`是如何實現線程安全的？

A.使用`synchronized`

B.使用`ReentrantLock`

C.使用`Segment`

D.使用`CAS`操作

答案：D

10.`AtomicInteger`類是如何保證操作的原子性的？

A.使用`synchronized`

B.使用`Lock`

C.使用`CAS`操作

D.使用`StampedLock`

答案：C

二、多項選擇題（每題2分，共10題）

1.Java中的哪些鎖是可重入的？

A.`synchronized`

B.`ReentrantLock`

C.`StampedLock`

D.`ReadWriteLock`

答案：ABC

2.`ReentrantLock`提供了哪些高級功能？

A.可中斷的鎖獲取

B.嘗試非阻塞獲取鎖

C.可定時鎖獲取

D.公平性選擇

答案：ABCD

3.`ReadWriteLock`的哪些特性使得它適用于讀多寫少的場景？

A.允許多個讀鎖同時存在

B.寫鎖是獨占的

C.讀鎖可以降級為寫鎖

D.寫鎖可以升級為讀鎖

答案：AB

4.`StampedLock`的樂觀讀模式提供了哪些優勢？

A.減少鎖的競爭

B.提高性能

C.允許多個讀操作并發

D.降低CPU使用率

答案：ABC

5.`Condition`對象可以用于實現哪些功能？

A.線程間的協作

B.線程間的通信

C.等待/通知機制

D.線程的掛起和恢復

答案：AC

6.`CountDownLatch`可以用于實現哪些場景？

A.等待所有任務完成

B.等待某個任務完成

C.線程間的同步

D.線程的啟動

答案：AC

7.`LockSupport`類提供了哪些方法？

A.`park()`

B.`unpark(Threadthread)`

C.`parkNanos(longnanos)`

D.`parkUntil(longdeadline)`

答案：ABCD

8.`ConcurrentHashMap`相比于`Hashtable`有哪些優勢？

A.非阻塞

B.支持更高的并發

C.線程安全

D.性能更好

答案：ABCD

9.`AtomicInteger`相比于`synchronized`有哪些優勢？

A.無鎖

B.性能更好

C.適用于計數操作

D.適用于復雜的業務邏輯

答案：ABC

10.`StampedLock`相比于`ReentrantLock`有哪些優勢？

A.減少鎖的競爭

B.性能更好

C.適用于讀多寫少的場景

D.適用于寫多讀少的場景

答案：ABC

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.`synchronized`關鍵字可以用于方法和代碼塊。（對）

2.`ReentrantLock`是`java.util.concurrent`包的一部分。（對）

3.`Lock`接口提供了`tryLock()`方法，該方法是非阻塞的。（對）

4.`ReadWriteLock`允許多個線程同時寫共享資源。（錯）

5.`StampedLock`的樂觀讀模式可以減少鎖的競爭。（對）

6.`Condition`對象的`await()`方法會釋放鎖。（對）

7.`CountDownLatch`的`countDown()`方法用于減少計數。（對）

8.`LockSupport`的`park()`方法會掛起線程，直到被`unpark()`。（對）

9.`ConcurrentHashMap`使用`CAS`操作來保證線程安全。（對）

10.`AtomicInteger`使用`synchronized`關鍵字來保證操作的原子性。（錯）

四、簡答題（每題5分，共4題）

1.請解釋Java中的`synchronized`關鍵字是如何工作的。

答案：

`synchronized`關鍵字在Java中用于實現方法和代碼塊的同步。當一個線程訪問某個對象的`synchronized`方法或者代碼塊時，它會自動獲取該對象的鎖。其他線程在獲取相同鎖之前將被阻塞，直到當前線程釋放鎖。這確保了在同一時間只有一個線程可以執行`synchronized`代碼。

2.`ReentrantLock`與`synchronized`相比有哪些優勢？

答案：

`ReentrantLock`提供了比`synchronized`更靈活的鎖定機制。它允許嘗試非阻塞地獲取鎖（`tryLock()`），可以被中斷地獲取（`lockInterruptibly()`），并且支持公平性選擇。此外，`ReentrantLock`可以綁定多個`Condition`對象，而`synchronized`只能使用一個`Object`的`wait()`和`notify()`方法。

3.`StampedLock`是如何優化讀寫鎖的？

答案：

`StampedLock`通過引入樂觀讀模式來優化讀寫鎖。在讀多寫少的場景下，樂觀讀模式允許多個讀操作并發執行，而不需要獲取鎖，從而減少了鎖的競爭。當寫操作發生時，`StampedLock`會轉換為悲觀模式，確保寫操作的獨占性。

4.`AtomicInteger`如何保證操作的原子性？

答案：

`AtomicInteger`利用`CAS`（Compare-And-Swap）操作來保證操作的原子性。`CAS`操作涉及到三個操作數：內存位置（V）、預期原值（A）和新值（B）。如果內存位置的值與預期原值相匹配，那么處理器會自動將該位置值更新為新值。`CAS`操作是一個原子操作，這意味著在任何給定時間只有一個線程能夠成功地對其執行修改。

五、討論題（每題5分，共4題）

1.討論`synchronized`和`ReentrantLock`在