同步容器面試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1.在Java中，以下哪個(gè)類是線程安全的集合類？

A.ArrayList

B.Vector

C.LinkedList

D.HashSet

2.如果我們想要在多線程環(huán)境中安全地使用ArrayList，我們應(yīng)該怎么做？

A.使用synchronized關(guān)鍵字

B.使用Collections.synchronizedList方法

C.使用CopyOnWriteArrayList

D.不需要做任何處理

3.在Java中，CopyOnWriteArrayList適用于哪種場(chǎng)景？

A.讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景

B.寫(xiě)多讀少的場(chǎng)景

C.讀寫(xiě)操作都非常頻繁的場(chǎng)景

D.需要頻繁擴(kuò)容的場(chǎng)景

4.以下哪個(gè)類是線程安全的HashMap實(shí)現(xiàn)？

A.HashMap

B.Hashtable

C.ConcurrentHashMap

D.LinkedHashMap

5.在Java中，哪個(gè)類提供了線程安全的棧實(shí)現(xiàn)？

A.Stack

B.Vector

C.Deque

D.ArrayDeque

6.在Java中，如何創(chuàng)建一個(gè)線程安全的Set集合？

A.使用Collections.synchronizedSet方法

B.使用CopyOnWriteArraySet

C.使用HashSet

D.使用LinkedHashSet

7.在Java并發(fā)包中，哪個(gè)類提供了線程安全的隊(duì)列實(shí)現(xiàn)？

A.PriorityQueue

B.LinkedList

C.ConcurrentLinkedQueue

D.ArrayDeque

8.在Java中，以下哪個(gè)方法是Vector類特有的，ArrayList沒(méi)有的？

A.addElement

B.removeElement

C.size

D.isEmpty

9.在Java中，使用哪個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)線程安全的迭代器？

A.Iterator

B.ListIterator

C.Enumeration

D.ConcurrentModificationException

10.在Java中，哪個(gè)類提供了線程安全的雙端隊(duì)列實(shí)現(xiàn)？

A.LinkedList

B.ArrayDeque

C.PriorityQueue

D.Deque

答案：

1.B

2.B

3.A

4.C

5.D

6.A

7.C

8.A

9.C

10.B

二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1.在Java中，以下哪些類是線程安全的？

A.ArrayList

B.Vector

C.ConcurrentHashMap

D.CopyOnWriteArrayList

2.在多線程環(huán)境中，以下哪些措施可以保證ArrayList的線程安全？

A.使用synchronized關(guān)鍵字

B.使用Collections.synchronizedList方法

C.使用CopyOnWriteArrayList

D.使用Vector

3.在Java中，以下哪些類適用于讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景？

A.CopyOnWriteArrayList

B.ConcurrentHashMap

C.CopyOnWriteArraySet

D.Hashtable

4.在Java中，以下哪些類是線程安全的Map實(shí)現(xiàn)？

A.HashMap

B.Hashtable

C.ConcurrentHashMap

D.LinkedHashMap

5.在Java中，以下哪些類提供了線程安全的List實(shí)現(xiàn)？

A.ArrayList

B.Vector

C.CopyOnWriteArrayList

D.Collections.synchronizedList

6.在Java中，以下哪些措施可以創(chuàng)建線程安全的Set集合？

A.使用Collections.synchronizedSet方法

B.使用CopyOnWriteArraySet

C.使用HashSet

D.使用LinkedHashSet

7.在Java并發(fā)包中，以下哪些類提供了線程安全的隊(duì)列實(shí)現(xiàn)？

A.PriorityQueue

B.LinkedList

C.ConcurrentLinkedQueue

D.ArrayDeque

8.在Java中，以下哪些方法是Vector類特有的？

A.addElement

B.removeElement

C.size

D.isEmpty

9.在Java中，以下哪些類可以實(shí)現(xiàn)線程安全的迭代器？

A.Iterator

B.ListIterator

C.Enumeration

D.ConcurrentModificationException

10.在Java中，以下哪些類提供了線程安全的雙端隊(duì)列實(shí)現(xiàn)？

A.LinkedList

B.ArrayDeque

C.PriorityQueue

D.Deque

答案：

1.B,C,D

2.B,C,D

3.A,C

4.B,C

5.B,C,D

6.A,B

7.C,D

8.A,B

9.A,B

10.B,D

三、判斷題（每題2分，共20分）

1.ArrayList是線程安全的集合類。（錯(cuò)誤）

2.Vector類的所有方法都是同步的。（正確）

3.CopyOnWriteArrayList適用于寫(xiě)操作非常頻繁的場(chǎng)景。（錯(cuò)誤）

4.ConcurrentHashMap是線程安全的HashMap實(shí)現(xiàn)。（正確）

5.Stack類是線程安全的。（錯(cuò)誤）

6.使用Collections.synchronizedSet方法可以創(chuàng)建線程安全的Set集合。（正確）

7.CopyOnWriteArraySet是適用于讀多寫(xiě)少場(chǎng)景的線程安全Set實(shí)現(xiàn)。（正確）

8.Hashtable是線程安全的Map實(shí)現(xiàn)，但是它的性能不如ConcurrentHashMap。（正確）

9.ConcurrentLinkedQueue是線程安全的隊(duì)列實(shí)現(xiàn)。（正確）

10.ArrayDeque提供了線程安全的雙端隊(duì)列實(shí)現(xiàn)。（正確）

四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）

1.請(qǐng)解釋什么是線程安全的集合，并給出一個(gè)線程安全集合的例子。

2.描述CopyOnWriteArrayList的工作原理，并說(shuō)明它適用于哪種場(chǎng)景。

3.解釋為什么Hashtable被認(rèn)為是線程安全的，但它的性能可能不如ConcurrentHashMap。

4.簡(jiǎn)述ConcurrentLinkedQueue和LinkedList的區(qū)別，并說(shuō)明它們各自適用的場(chǎng)景。

答案：

1.線程安全的集合是指在多線程環(huán)境下，不需要額外的同步措施就可以安全使用的集合。例如，Vector和Hashtable都是線程安全的集合類。

2.CopyOnWriteArrayList的工作原理是在每次修改操作（add、set等）時(shí)，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)組副本，并將修改應(yīng)用在這個(gè)副本上，最后將原數(shù)組引用指向新數(shù)組。這種機(jī)制適用于讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景，因?yàn)樽x操作不需要加鎖，而寫(xiě)操作雖然需要復(fù)制數(shù)組，但由于讀操作頻繁，整體性能仍然較高。

3.Hashtable被認(rèn)為是線程安全的，因?yàn)樗乃泄卜椒ǘ际峭降?。然而，它的性能可能不如ConcurrentHashMap，因?yàn)镠ashtable在每個(gè)方法上都進(jìn)行了同步，導(dǎo)致線程競(jìng)爭(zhēng)和阻塞更加嚴(yán)重。而ConcurrentHashMap使用了分段鎖技術(shù)，減少了鎖的粒度，提高了并發(fā)性能。

4.ConcurrentLinkedQueue是一個(gè)基于鏈接節(jié)點(diǎn)的無(wú)界線程安全隊(duì)列，適用于高并發(fā)場(chǎng)景。LinkedList是一個(gè)雙向鏈表，不是線程安全的，但在單線程環(huán)境下性能較好。ConcurrentLinkedQueue適用于需要線程安全且并發(fā)量高的隊(duì)列操作，而LinkedList適用于單線程環(huán)境或者需要頻繁增刪改查操作的場(chǎng)景。

五、討論題（每題5分，共20分）

1.討論在多線程環(huán)境中，為什么需要使用線程安全的集合，并給出至少兩個(gè)使用線程安全集合的場(chǎng)景。

2.討論CopyOnWriteArrayList和Vector在性能上的主要差異，并解釋為什么。

3.討論Hashtable和ConcurrentHashMap在線程安全實(shí)現(xiàn)上的不同，并解釋它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

4.討論ConcurrentLinkedQueue和ArrayDeque在實(shí)際應(yīng)用中如何選擇，并給出你的建議。

答案：

1.在多線程環(huán)境中，需要使用線程安全的集合是因?yàn)槠胀ǖ募项愒诙嗑€程環(huán)境下可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題，如臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀等。使用線程安全集合的場(chǎng)景包括：（1）共享資源的多線程訪問(wèn)，如緩存數(shù)據(jù)；（2）并發(fā)計(jì)數(shù)器，如網(wǎng)站訪問(wèn)量統(tǒng)計(jì)。

2.CopyOnWriteArrayList和Vector的主要性能差異在于：CopyOnWriteArrayList在寫(xiě)操作時(shí)會(huì)復(fù)制整個(gè)數(shù)組，適用于讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景，而Vector在每次操作時(shí)都會(huì)加鎖，適用于寫(xiě)操作較多的場(chǎng)景。CopyOnWriteArrayList在讀操作時(shí)不需要加鎖，性能較高，但在寫(xiě)操作時(shí)需要復(fù)制數(shù)組，成本較高；Vector在讀和寫(xiě)操作時(shí)都需要加鎖，性能較低，但在寫(xiě)操作時(shí)不需要復(fù)制數(shù)組，成本較低。

3.Hashtable和ConcurrentHashMap在線程安全實(shí)現(xiàn)上的不同在于：Hashtable通過(guò)在每個(gè)公共方法上加synchronized關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)線程安全，而ConcurrentHashMap使用了分段鎖技術(shù)，減少了鎖的粒度。Hashtable的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是性能較低，尤其在高并發(fā)場(chǎng)景下；Conc