java線程同步面試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1.在Java中，哪個(gè)關(guān)鍵字可以用于創(chuàng)建同步代碼塊？

A.`synchronized`

B.`volatile`

C.`final`

D.`static`

答案：A

2.`wait()`和`notify()`方法屬于哪個(gè)類(lèi)？

A.`java.lang.Object`

B.`java.lang.Thread`

C.`java.lang.Class`

D.`java.util.concurrent.locks.Lock`

答案：A

3.在Java中，哪個(gè)類(lèi)提供了一種實(shí)現(xiàn)線程間協(xié)作的方法，允許一個(gè)或多個(gè)線程等待某些條件？

A.`java.util.concurrent.locks.Condition`

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

C.`java.util.concurrent.Semaphore`

D.`java.util.concurrent.Executors`

答案：A

4.`synchronized`方法或代碼塊鎖定的是哪個(gè)對(duì)象？

A.當(dāng)前線程對(duì)象

B.調(diào)用該方法的對(duì)象（非靜態(tài)方法）

C.任意指定的對(duì)象

D.調(diào)用該方法的類(lèi)的對(duì)象

答案：B

5.`synchronized`和`ReentrantLock`都可以用于線程同步，它們的主要區(qū)別是什么？

A.`synchronized`是JVM層面的鎖，`ReentrantLock`是API層面的鎖

B.`synchronized`不可中斷，`ReentrantLock`可以中斷

C.`synchronized`不可重入，`ReentrantLock`可重入

D.`synchronized`只能用于方法，`ReentrantLock`只能用于代碼塊

答案：A

6.在Java中，哪個(gè)方法可以用于釋放由`synchronized`鎖定的對(duì)象？

A.`unlock()`

B.`wait()`

C.`notify()`

D.`notifyAll()`

答案：A

7.`Thread.sleep()`方法的作用是什么？

A.暫停當(dāng)前線程的執(zhí)行

B.暫停整個(gè)程序的執(zhí)行

C.暫停CPU的執(zhí)行

D.暫停JVM的執(zhí)行

答案：A

8.`volatile`關(guān)鍵字在Java中的作用是什么？

A.保證變量的可見(jiàn)性

B.保證變量的原子性

C.保證變量的線程安全

D.保證變量的不可變性

答案：A

9.`java.util.concurrent`包中的哪個(gè)類(lèi)提供了一種線程安全的單例實(shí)現(xiàn)？

A.`Executors`

B.`Semaphore`

C.`CountDownLatch`

D.`AtomicInteger`

答案：D

10.在Java中，`Thread.join()`方法的作用是什么？

A.等待線程結(jié)束

B.啟動(dòng)線程

C.暫停線程

D.恢復(fù)線程

答案：A

二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1.以下哪些是Java中實(shí)現(xiàn)線程同步的方法？

A.`synchronized`

B.`ReentrantLock`

C.`volatile`

D.`Thread.sleep()`

答案：A,B,C

2.以下哪些是Java中用于線程間通信的方法？

A.`wait()`

B.`notify()`

C.`notifyAll()`

D.`join()`

答案：A,B,C

3.在Java中，以下哪些是正確的關(guān)于`synchronized`的說(shuō)法？

A.`synchronized`方法鎖定的是當(dāng)前實(shí)例對(duì)象

B.`synchronized`代碼塊鎖定的是括號(hào)內(nèi)指定的對(duì)象

C.`synchronized`可以用于方法和代碼塊

D.`synchronized`是可重入的

答案：A,B,C,D

4.以下哪些是Java中用于實(shí)現(xiàn)線程安全的集合類(lèi)？

A.`Vector`

B.`Hashtable`

C.`Collections.synchronizedList`

D.`ConcurrentHashMap`

答案：A,B,C,D

5.以下哪些是Java中用于線程間協(xié)作的工具類(lèi)？

A.`CountDownLatch`

B.`CyclicBarrier`

C.`Semaphore`

D.`Exchanger`

答案：A,B,C,D

6.以下哪些是Java中用于線程池管理的類(lèi)？

A.`ThreadPoolExecutor`

B.`ScheduledThreadPoolExecutor`

C.`Executors`

D.`Future`

答案：A,B,C

7.以下哪些是Java中用于線程中斷的方法？

A.`interrupt()`

B.`isInterrupted()`

C.`Terrupted()`

D.`join()`

答案：A,B,C

8.以下哪些是Java中用于實(shí)現(xiàn)原子操作的類(lèi)？

A.`AtomicInteger`

B.`AtomicLong`

C.`AtomicBoolean`

D.`AtomicReference`

答案：A,B,C,D

9.以下哪些是Java中用于實(shí)現(xiàn)線程安全的隊(duì)列？

A.`ArrayBlockingQueue`

B.`LinkedBlockingQueue`

C.`PriorityBlockingQueue`

D.`ConcurrentLinkedQueue`

答案：A,B,C,D

10.以下哪些是Java中用于實(shí)現(xiàn)線程安全的Map？

A.`ConcurrentHashMap`

B.`Collections.synchronizedMap`

C.`Hashtable`

D.`Collections.synchronizedSortedMap`

答案：A,B,C,D

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.`volatile`關(guān)鍵字可以保證操作的原子性。（錯(cuò)）

3.`Thread.sleep()`方法會(huì)釋放對(duì)象鎖。（對(duì)）

4.`notify()`方法可以喚醒所有等待的線程。（錯(cuò)）

5.`ReentrantLock`可以被中斷。（對(duì)）

6.`CountDownLatch`用于讓一個(gè)線程等待其他線程完成某些操作。（對(duì)）

7.`AtomicInteger`類(lèi)提供了`compareAndSet`方法用于原子地更新數(shù)值。（對(duì)）

8.`Executors.newCachedThreadPool()`方法創(chuàng)建的是一個(gè)固定大小的線程池。（錯(cuò)）

9.`Semaphore`用于限制可以訪問(wèn)某些資源的線程數(shù)量。（對(duì)）

10.`join()`方法可以被用來(lái)等待線程終止，但它不會(huì)釋放對(duì)象鎖。（錯(cuò)）

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）

1.請(qǐng)解釋Java中的`synchronized`關(guān)鍵字是如何工作的？

答案：

`synchronized`關(guān)鍵字在Java中用于實(shí)現(xiàn)方法和代碼塊的同步。當(dāng)一個(gè)線程訪問(wèn)一個(gè)對(duì)象的`synchronized`方法或者代碼塊時(shí)，它會(huì)獲取該對(duì)象的鎖。其他線程訪問(wèn)同一個(gè)對(duì)象的`synchronized`方法或代碼塊時(shí)，必須等待直到當(dāng)前線程釋放鎖。`synchronized`方法鎖定的是調(diào)用該方法的對(duì)象（非靜態(tài)方法），而`synchronized`代碼塊鎖定的是指定的對(duì)象。

2.描述`java.util.concurrent`包中`Lock`接口的主要方法。

答案：

`Lock`接口的主要方法包括`lock()`、`unlock()`、`tryLock()`、`tryLock(longtimeout,TimeUnitunit)`和`lockInterruptibly()`。`lock()`方法用于獲取鎖，`unlock()`方法用于釋放鎖。`tryLock()`方法嘗試獲取鎖，如果鎖不可用則立即返回`false`。`tryLock(longtimeout,TimeUnitunit)`方法嘗試獲取鎖，如果鎖不可用則等待指定的時(shí)間。`lockInterruptibly()`方法用于獲取鎖，如果鎖不可用則線程可以被中斷。

3.什么是死鎖？請(qǐng)給出一個(gè)Java中可能導(dǎo)致死鎖的例子。

答案：

死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)線程在執(zhí)行過(guò)程中，因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局。每個(gè)線程都在等待其他線程釋放資源，但任何線程都不能向前推進(jìn)。一個(gè)可能導(dǎo)致死鎖的例子是兩個(gè)線程分別嘗試鎖定兩個(gè)不同的對(duì)象，但鎖定的順序不同。例如，線程A先鎖定對(duì)象A，然后嘗試鎖定對(duì)象B；而線程B先鎖定對(duì)象B，然后嘗試鎖定對(duì)象A。

4.`java.util.concurrent`包中的`ExecutorService`接口有什么作用？

答案：

`ExecutorService`接口是`Executor`接口的子接口，它提供了管理任務(wù)生命周期的方法，包括提交任務(wù)、關(guān)閉線程池、等待任務(wù)完成等。它允許程序員將任務(wù)提交給線程池，而不是直接處理線程的創(chuàng)建和銷(xiāo)毀。`ExecutorService`提供了`submit()`、`invokeAll()`、`shutdown()`、`awaitTermination()`等方法，使得并發(fā)編程更加簡(jiǎn)單和安全。

五、討論題（每題5分，共20分）

1.討論`synchronized`和`ReentrantLock`在使用上的主要區(qū)別，并給出你的選擇場(chǎng)景。

答案：

`synchronized`和`ReentrantLock`都可以用于線程同步，但它們?cè)谑褂蒙嫌幸恍﹨^(qū)別。`synchronized`是Java內(nèi)置的同步機(jī)制，使用簡(jiǎn)單，但功能有限，不能響應(yīng)中斷，也不能?chē)L試非阻塞地獲取鎖。`ReentrantLock`是`java.util.concurrent.locks`包中的一個(gè)類(lèi)，提供了比`synchronized`更多的高級(jí)功能，如可中斷的鎖獲取、嘗試非阻塞地獲取鎖、可定時(shí)的鎖獲取等。在需要這些高級(jí)功能的場(chǎng)景下，應(yīng)選擇`ReentrantLock`；而在簡(jiǎn)單的同步場(chǎng)景下，`synchronized`可能更簡(jiǎn)單易用。

2.討論`volatile`關(guān)鍵字在多線程編程中的作用和限制。

答案：

`volatile`關(guān)鍵字在多線程編程中的主要作用是確保變量的可見(jiàn)性，即當(dāng)一個(gè)線程修改了`volatile`變量時(shí)，新值對(duì)其他線程是立即可見(jiàn)的。`volatile`的限制是不能保證復(fù)合操作的原子性，例如遞增操作`i++`不是原子的。因此，`volatile`適用于狀態(tài)標(biāo)志等簡(jiǎn)單的變量，而對(duì)于需要原子操作的場(chǎng)景，應(yīng)使用`synchronized`或`java.util.concurrent.atomic`包中的原子類(lèi)。

3.討論`java.util.concurrent`包中的`CountDownLatch`和`CyclicBarrier`的區(qū)別和使用場(chǎng)景。

答案：

`CountDownLatch`和`CyclicBarrier`都是用于線程間協(xié)作的工具。`CountDownLatch`用于一個(gè)或多個(gè)線程等待其他線程完成某些操作，它有一個(gè)計(jì)數(shù)器，每當(dāng)一個(gè)線程完成操作時(shí)，計(jì)數(shù)器減一，當(dāng)計(jì)數(shù)器為零時(shí)，所有等待的線程被喚醒。`CyclicBarrier`用于一組線程互相等待，直到所有線程都到達(dá)一個(gè)共同的屏障點(diǎn)，然后所有線程可以繼續(xù)執(zhí)行。`CountDown