2025年高頻java多線程編程面試題及答案Q：線程的六種狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換條件是什么？A：Java線程在生命周期中共有六種狀態(tài)，定義于Thread.State枚舉類(lèi)中：1.NEW（新建）：線程對(duì)象已創(chuàng)建但未調(diào)用start()方法，此時(shí)線程尚未啟動(dòng)。2.RUNNABLE（可運(yùn)行）：線程調(diào)用start()后進(jìn)入此狀態(tài)，實(shí)際可能正在運(yùn)行（獲得CPU時(shí)間片）或等待CPU調(diào)度（在就緒隊(duì)列中）。Java將操作系統(tǒng)中的“運(yùn)行”和“就緒”狀態(tài)統(tǒng)一為RUNNABLE。3.BLOCKED（阻塞）：線程試圖獲取synchronized同步鎖但未成功時(shí)進(jìn)入此狀態(tài)，等待鎖釋放后重新競(jìng)爭(zhēng)鎖，回到RUNNABLE。4.WAITING（無(wú)限等待）：線程調(diào)用無(wú)參的wait()（需在synchronized塊中）、join()（等待目標(biāo)線程結(jié)束）或LockSupport.park()后進(jìn)入此狀態(tài)，需其他線程調(diào)用notify()/notifyAll()、目標(biāo)線程結(jié)束或LockSupport.unpark()喚醒，回到RUNNABLE。5.TIMED_WAITING（計(jì)時(shí)等待）：調(diào)用有超時(shí)參數(shù)的wait(long)、sleep(long)、join(long)或parkNanos(long)/parkUntil(long)后進(jìn)入此狀態(tài)，超時(shí)后自動(dòng)喚醒，或提前被喚醒，回到RUNNABLE。6.TERMINATED（終止）：線程執(zhí)行完run()方法或因異常終止后進(jìn)入此狀態(tài)，生命周期結(jié)束。狀態(tài)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵觸發(fā)點(diǎn)包括：start()觸發(fā)NEW→RUNNABLE；獲取不到鎖觸發(fā)RUNNABLE→BLOCKED；主動(dòng)等待觸發(fā)RUNNABLE→WAITING/TIMED_WAITING；喚醒或超時(shí)觸發(fā)WAITING/TIMED_WAITING→RUNNABLE；線程執(zhí)行完畢觸發(fā)RUNNABLE→TERMINATED。Q：synchronized關(guān)鍵字的底層實(shí)現(xiàn)原理是什么？JDK1.6之后做了哪些優(yōu)化？A：synchronized的底層依賴JVM的管程（Monitor）機(jī)制實(shí)現(xiàn)同步。每個(gè)Java對(duì)象（包括類(lèi)對(duì)象）都關(guān)聯(lián)一個(gè)Monitor對(duì)象，其內(nèi)部包含計(jì)數(shù)器（記錄鎖的重入次數(shù)）、所有者（當(dāng)前持有鎖的線程）和等待隊(duì)列（存儲(chǔ)被阻塞的線程）。當(dāng)線程進(jìn)入synchronized修飾的代碼塊或方法時(shí)，會(huì)嘗試獲取對(duì)象關(guān)聯(lián)的Monitor：若計(jì)數(shù)器為0，線程獲取鎖并將計(jì)數(shù)器置1（重入時(shí)計(jì)數(shù)器遞增）；若被其他線程持有，則進(jìn)入等待隊(duì)列，狀態(tài)轉(zhuǎn)為BLOCKED。JDK1.6為優(yōu)化synchronized的性能，引入了鎖升級(jí)（鎖膨脹）機(jī)制，根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)程度動(dòng)態(tài)調(diào)整鎖狀態(tài)，降低線程阻塞的開(kāi)銷(xiāo)：1.偏向鎖：假設(shè)鎖僅被同一線程多次獲取，在對(duì)象頭MarkWord中記錄偏向線程ID，避免每次加鎖/解鎖的CAS操作。當(dāng)其他線程嘗試競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，偏向鎖升級(jí)為輕量級(jí)鎖。2.輕量級(jí)鎖：通過(guò)CAS操作嘗試將對(duì)象頭的MarkWord替換為指向線程棧中鎖記錄的指針。若CAS成功，線程獲得鎖；若失?。ù嬖诟?jìng)爭(zhēng)），升級(jí)為重量級(jí)鎖（傳統(tǒng)Monitor鎖）。3.自旋鎖：線程競(jìng)爭(zhēng)輕量級(jí)鎖失敗時(shí)，不立即阻塞，而是自旋（空循環(huán)）若干次嘗試重新獲取鎖，減少線程切換的開(kāi)銷(xiāo)（適用于鎖持有時(shí)間短的場(chǎng)景）。4.鎖消除：JIT編譯器通過(guò)逃逸分析，若發(fā)現(xiàn)鎖保護(hù)的代碼不會(huì)被其他線程訪問(wèn)（如局部變量對(duì)象），則消除不必要的鎖。5.鎖粗化：將連續(xù)的多次加鎖/解鎖操作合并為一次，減少鎖操作的開(kāi)銷(xiāo)（如循環(huán)內(nèi)對(duì)同一對(duì)象多次加鎖）。Q：synchronized和ReentrantLock的核心區(qū)別有哪些？A：synchronized和ReentrantLock均用于實(shí)現(xiàn)線程同步，但在功能和底層實(shí)現(xiàn)上有顯著差異：1.鎖的獲取方式：synchronized是Java關(guān)鍵字，依賴JVM實(shí)現(xiàn)；ReentrantLock是java.util.concurrent.locks包下的類(lèi)，基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）手動(dòng)實(shí)現(xiàn)。2.可中斷性：synchronized獲取鎖時(shí)不可中斷，線程若被阻塞會(huì)一直等待；ReentrantLock提供lockInterruptibly()方法，允許線程在等待鎖時(shí)響應(yīng)中斷（拋出InterruptedException）。3.公平性：synchronized默認(rèn)是非公平鎖（新線程可能搶占已等待的線程）；ReentrantLock通過(guò)構(gòu)造函數(shù)參數(shù)（fair=true）支持公平鎖（按等待隊(duì)列順序分配鎖），但公平鎖會(huì)降低吞吐量。4.條件變量：synchronized通過(guò)Object的wait()/notify()/notifyAll()實(shí)現(xiàn)線程通信，僅支持一個(gè)等待隊(duì)列；ReentrantLock通過(guò)newCondition()獲取多個(gè)Condition對(duì)象，每個(gè)Condition對(duì)應(yīng)獨(dú)立的等待隊(duì)列，支持精準(zhǔn)喚醒（如喚醒特定條件的線程）。5.鎖的粒度控制：synchronized的鎖范圍由代碼塊或方法邊界決定，無(wú)法手動(dòng)釋放；ReentrantLock需顯式調(diào)用lock()獲取鎖、unlock()釋放鎖（通常在finally塊中執(zhí)行），靈活性更高。6.性能差異：早期版本synchronized性能較差，但JDK1.6優(yōu)化后（如鎖升級(jí)）與ReentrantLock性能接近；高競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)景下，ReentrantLock的可調(diào)節(jié)參數(shù)（如自旋次數(shù)）可能更優(yōu)。Q：線程池的核心參數(shù)有哪些？各參數(shù)的作用是什么？A：線程池通過(guò)ThreadPoolExecutor類(lèi)實(shí)現(xiàn)，其構(gòu)造函數(shù)包含7個(gè)核心參數(shù)：1.corePoolSize（核心線程數(shù)）：線程池長(zhǎng)期保留的最小線程數(shù)（即使空閑也不會(huì)被銷(xiāo)毀，除非設(shè)置allowCoreThreadTimeOut為true）。2.maximumPoolSize（最大線程數(shù)）：線程池允許創(chuàng)建的最大線程數(shù)，當(dāng)任務(wù)隊(duì)列滿且當(dāng)前線程數(shù)小于此值時(shí)，會(huì)創(chuàng)建新線程處理任務(wù)。3.keepAliveTime（存活時(shí)間）：非核心線程（超過(guò)corePoolSize的線程）在空閑時(shí)的存活時(shí)間，超時(shí)后會(huì)被銷(xiāo)毀。若allowCoreThreadTimeOut為true，核心線程也適用此規(guī)則。4.unit（時(shí)間單位）：keepAliveTime的時(shí)間單位（如TimeUnit.SECONDS）。5.workQueue（任務(wù)隊(duì)列）：用于存儲(chǔ)待執(zhí)行任務(wù)的阻塞隊(duì)列，常見(jiàn)類(lèi)型包括：ArrayBlockingQueue（有界隊(duì)列，需指定容量）；LinkedBlockingQueue（無(wú)界隊(duì)列，默認(rèn)容量為Integer.MAX_VALUE，可能導(dǎo)致OOM）；SynchronousQueue（同步隊(duì)列，不存儲(chǔ)任務(wù)，直接將任務(wù)提交給線程）；PriorityBlockingQueue（優(yōu)先隊(duì)列，按任務(wù)優(yōu)先級(jí)排序）。6.threadFactory（線程工廠）：用于創(chuàng)建工作線程，可自定義線程命名、優(yōu)先級(jí)等屬性（如Executors.defaultThreadFactory()）。7.handler（拒絕策略）：當(dāng)任務(wù)隊(duì)列滿且線程數(shù)達(dá)到maximumPoolSize時(shí)，對(duì)新提交任務(wù)的處理策略，JDK提供4種實(shí)現(xiàn)：AbortPolicy（默認(rèn)）：拋出RejectedExecutionException異常；CallerRunsPolicy：由調(diào)用者線程（提交任務(wù)的線程）直接執(zhí)行任務(wù)；DiscardPolicy：靜默丟棄新任務(wù)；DiscardOldestPolicy：丟棄隊(duì)列中最舊的任務(wù)，然后嘗試重新提交當(dāng)前任務(wù)。Q：如何合理配置線程池的核心線程數(shù)和最大線程數(shù)？A：線程池參數(shù)的配置需結(jié)合任務(wù)類(lèi)型（CPU密集型、IO密集型）和系統(tǒng)資源（CPU核心數(shù)、內(nèi)存）綜合考慮：1.CPU密集型任務(wù)：任務(wù)主要消耗CPU資源（如計(jì)算、加密），線程空閑時(shí)間少。核心線程數(shù)建議設(shè)置為CPU核心數(shù)+1（+1用于處理偶發(fā)的頁(yè)缺失或其他中斷），最大線程數(shù)與核心線程數(shù)相同（避免過(guò)多線程競(jìng)爭(zhēng)CPU）。公式參考：corePoolSize=Runtime.getRuntime().availableProcessors()+1。2.IO密集型任務(wù)：任務(wù)因IO操作（如數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求）導(dǎo)致線程大量空閑，CPU利用率低。此時(shí)可適當(dāng)增加線程數(shù)，使CPU在等待IO時(shí)處理其他任務(wù)。核心線程數(shù)建議設(shè)置為2CPU核心數(shù)（或根據(jù)實(shí)際測(cè)試調(diào)整），最大線程數(shù)可設(shè)為核心線程數(shù)的1.5-2倍（需結(jié)合任務(wù)隊(duì)列容量和系統(tǒng)內(nèi)存限制）。3.混合任務(wù)：同時(shí)包含CPU和IO操作的任務(wù)，需通過(guò)壓測(cè)確定最優(yōu)配置?？上冉y(tǒng)計(jì)任務(wù)中CPU耗時(shí)與IO耗時(shí)的比例（如CPU耗時(shí)占20%，IO占80%），再根據(jù)阿姆達(dá)爾定律估算合理線程數(shù)。4.注意事項(xiàng)：避免設(shè)置過(guò)大的maximumPoolSize（可能導(dǎo)致線程切換開(kāi)銷(xiāo)劇增），優(yōu)先使用有界隊(duì)列（防止無(wú)界隊(duì)列導(dǎo)致OOM），拒絕策略需根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇（如金融交易場(chǎng)景用AbortPolicy快速暴露問(wèn)題，日志收集場(chǎng)景用DiscardPolicy減少影響）。Q：volatile關(guān)鍵字的作用是什么？與synchronized的區(qū)別有哪些？A：volatile是Java提供的輕量級(jí)同步機(jī)制，主要有兩大作用：1.保證可見(jiàn)性：被volatile修飾的變量，其修改對(duì)所有線程立即可見(jiàn)。JVM通過(guò)在寫(xiě)操作后插入“內(nèi)存屏障”（StoreBarrier），強(qiáng)制將變量值刷新到主內(nèi)存；讀操作前插入“內(nèi)存屏障”（LoadBarrier），強(qiáng)制從主內(nèi)存讀取最新值，避免線程使用本地緩存的舊值。2.禁止指令重排：通過(guò)內(nèi)存屏障限制編譯器和CPU對(duì)指令的重排序優(yōu)化，確保代碼的邏輯順序與執(zhí)行順序一致（適用于單線程寫(xiě)、多線程讀的“happens-before”場(chǎng)景，如DCL單例模式）。volatile與synchronized的核心區(qū)別：原子性：volatile不保證原子性（如i++操作包含讀、改、寫(xiě)三步，非原子）；synchronized通過(guò)鎖機(jī)制保證代碼塊的原子性。作用范圍：volatile用于修飾變量；synchronized用于修飾方法、代碼塊。鎖機(jī)制：volatile無(wú)鎖，不會(huì)導(dǎo)致線程阻塞；synchronized可能因鎖競(jìng)爭(zhēng)使線程進(jìn)入BLOCKED狀態(tài)?？梢?jiàn)性與有序性：兩者均能保證可見(jiàn)性和有序性，但synchronized的覆蓋范圍更廣（通過(guò)Monitor保證整個(gè)代碼塊的同步）。Q：死鎖產(chǎn)生的條件是什么？如何避免和檢測(cè)死鎖？A：死鎖是指兩個(gè)或多個(gè)線程因互相等待對(duì)方持有的資源而無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行的狀態(tài)，其產(chǎn)生需同時(shí)滿足四個(gè)必要條件：1.互斥條件：資源同一時(shí)間只能被一個(gè)線程占用（如synchronized鎖）。2.持有并等待：線程已持有至少一個(gè)資源，同時(shí)請(qǐng)求其他線程持有的資源，且不釋放已持有的資源。3.不可搶占：線程持有的資源不能被其他線程強(qiáng)行搶占，只能由持有者主動(dòng)釋放。4.循環(huán)等待：線程間形成資源的環(huán)形等待鏈（如線程A等線程B的資源，線程B等線程A的資源）。避免死鎖的方法：破壞互斥條件：某些資源可改為共享訪問(wèn)（如使用無(wú)鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），但多數(shù)資源（如文件）本身具有互斥性，此方法適用場(chǎng)景有限。破壞持有并等待：要求線程一次性獲取所有需要的資源（如通過(guò)鎖排序，按固定順序獲取多個(gè)鎖）。破壞不可搶占：使用可搶占的鎖（如ReentrantLock的tryLock(longtime,TimeUnitunit)方法，超時(shí)后釋放已持有的鎖）。破壞循環(huán)等待：對(duì)資源進(jìn)行全局排序，所有線程按同一順序獲取資源（如線程A和B都先鎖資源1，再鎖資源2）。檢測(cè)死鎖的方法：jstack命令：通過(guò)“jstack<進(jìn)程ID>”提供線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件，搜索“BLOCKED”狀態(tài)線程，查看其等待的鎖和持有鎖的線程，判斷是否存在循環(huán)等待。JConsole/JVisualVM：圖形化工具可直觀展示線程狀態(tài)和鎖競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，標(biāo)記死鎖線程。ThreadMXBean：通過(guò)編程方式調(diào)用ThreadMXBean.findDeadlockedThreads()獲取死鎖線程ID，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)。Q：CAS（Compare-And-Swap）的原理是什么？存在哪些問(wèn)題？如何解決？A：CAS是一種無(wú)鎖的原子操作，其核心思想是“比較并交換”，具體步驟為：1.假設(shè)當(dāng)前內(nèi)存值為V，預(yù)期舊值為A，目標(biāo)新值為B。2.若V等于A（說(shuō)明未被其他線程修改），則將V更新為B，操作成功。3.若V不等于A（說(shuō)明已被其他線程修改），則操作失敗，可重試或放棄。CAS的底層依賴CPU的原子指令（如x86的cmpxchg）實(shí)現(xiàn)，無(wú)需加鎖，因此在低競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)景下性能優(yōu)于synchronized。Java中通過(guò)sun.misc.Unsafe類(lèi)的compareAndSwapXXX()方法提供CAS操作（如AtomicInteger的incrementAndGet()方法基于CAS實(shí)現(xiàn)）。CAS存在的三大問(wèn)題及解決方法：1.ABA問(wèn)題：線程1讀取V=A，準(zhǔn)備更新為B；此時(shí)線程2將V改為A（中間經(jīng)歷A→B→A），線程1的CAS操作仍會(huì)成功，但實(shí)際數(shù)據(jù)已被修改過(guò)。解決方法是使用帶版本號(hào)的原子類(lèi)（如AtomicStampedReference，存儲(chǔ)值和版本號(hào)，比較時(shí)同時(shí)檢查值和版本）。2.循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)開(kāi)銷(xiāo)大：高競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)景下，CAS可能多次重試仍失敗，導(dǎo)致CPU空轉(zhuǎn)。解決方法是限制重試次數(shù)，或退化為鎖（如JDK1.8的ConcurrentHashMap在鏈表轉(zhuǎn)紅黑樹(shù)時(shí)使用synchronized）。3.只能保證單個(gè)變量的原子性：CAS僅能對(duì)單個(gè)變量進(jìn)行原子操作，對(duì)多個(gè)變量的同步需使用鎖或AtomicReference（將多個(gè)變量封裝為一個(gè)對(duì)象）。Q：AQS（AbstractQueuedSynchronizer）的核心設(shè)計(jì)思想是什么？如何通過(guò)AQS實(shí)現(xiàn)自定義同步器？A：AQS是Java并發(fā)包（java.util.concurrent）的基礎(chǔ)框架，用于構(gòu)建鎖（如ReentrantLock）和同步工具類(lèi)（如CountDownLatch）。其核心設(shè)計(jì)思想是通過(guò)一個(gè)volatile的state變量（表示同步狀態(tài)，如鎖的重入次數(shù)、計(jì)數(shù)器值）和一個(gè)FIFO的同步隊(duì)列（存儲(chǔ)等待獲取鎖的線程），結(jié)合模板方法模式，將同步操作的通用邏輯（如線程入隊(duì)、喚醒）封裝，由子類(lèi)實(shí)現(xiàn)具體的同步規(guī)則（如state的獲取和釋放）。AQS的關(guān)鍵組件：state變量：通過(guò)getState()、setState()、compareAndSetState()方法原子操作，子類(lèi)需定義state的含義（如ReentrantLock中state表示鎖的重入次數(shù)）。同步隊(duì)列：雙向鏈表結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)（Node）包含線程引用、等待狀態(tài)（如SIGNAL、CANCELLED），用于管理等待線程。條件隊(duì)列（可選）：由ConditionObject實(shí)現(xiàn)，每個(gè)Condition對(duì)應(yīng)一個(gè)單向鏈表隊(duì)列，用于線程等待特定條件（如ReentrantLock.newCondition()）。自定義同步器的步驟：1.繼承AQS，重寫(xiě)tryAcquire(intarg)（獨(dú)占模式獲取鎖）或tryAcquireShared(intarg)（共享模式獲取鎖）方法，定義state的獲取邏輯（需保證原子性，通常使用CAS操作）。2.重寫(xiě)tryRelease(intarg)（獨(dú)占模式釋放鎖）或tryReleaseShared(intarg)（共享模式釋放鎖）方法，定義state的釋放邏輯。3.根據(jù)需求選擇獨(dú)占模式（如自定義鎖）或共享模式（如自定義信號(hào)量），通過(guò)acquire()/release()（獨(dú)占）或acquireShared()/releaseShared()（共享）方法調(diào)用模板方法，利用AQS的隊(duì)列管理功能。示例：實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的不可重入獨(dú)占鎖，state=0表示未鎖定，state=1表示鎖定。```javaclassSimpleLockextendsAbstractQueuedSynchronizer{//嘗試獲取鎖（獨(dú)占模式）@OverrideprotectedbooleantryAcquire(intarg){if(arg!=1)thrownewIllegalArgumentException("argmustbe1");returncompareAndSetState(0,1);//CAS設(shè)置state為1，成功則獲取鎖}//嘗試釋放鎖（獨(dú)占模式）@OverrideprotectedbooleantryRelease(intarg){if(arg!=1)thrownewIllegalArgumentException("argmustbe1");setState(0);//釋放鎖，直接設(shè)置state為0（無(wú)需CAS，因只有持有者能釋放）returntrue;}publicvoidlock(){acquire(1);//調(diào)用AQS的acquire模板方法}publicvoidunlock(){release(1);//調(diào)用AQS的release模板方法}}```Q：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore的區(qū)別和使用場(chǎng)景是什么？A：三者均為并發(fā)工具類(lèi)，用于協(xié)調(diào)多線程執(zhí)行，但功能和適用場(chǎng)景不同：1.CountDownLatch：核心機(jī)制：內(nèi)部維護(hù)一個(gè)計(jì)數(shù)器（初始值為N），線程調(diào)用countDown()將計(jì)數(shù)器減1，調(diào)用await()的線程會(huì)阻塞直到計(jì)數(shù)器變?yōu)?。特點(diǎn)：計(jì)數(shù)器只能使用一次（不可重置），適用于“等待多個(gè)任務(wù)完成”的場(chǎng)景（如主線程等待所有子線程完成初始化后開(kāi)始業(yè)務(wù)操作）。示例：```javaCountDownLatchlatch=newCountDownLatch(3);for(inti=0;i<3;i++){newThread(()->{//執(zhí)行任務(wù)latch.countDown();}).start();}latch.await();//主線程等待3個(gè)子線程完成```2.CyclicBarrier：核心機(jī)制：設(shè)置一個(gè)屏障點(diǎn)（初始Parties=N），線程調(diào)用await()后進(jìn)入等待，當(dāng)有N個(gè)線程到達(dá)屏障時(shí)，屏障打開(kāi)，所有線程繼續(xù)執(zhí)行（可選擇觸發(fā)一個(gè)Runnable回調(diào)）。特點(diǎn)：計(jì)數(shù)器可重復(fù)使用（reset()方法重置），適用于“多線程協(xié)作完成階段任務(wù)”的場(chǎng)景（如多個(gè)線程分階段處理數(shù)據(jù)，每階段需所有線程完成后再進(jìn)入下一階段）。示例：```javaCyclicBarrierbarrier=newCyclicBarrier(3,()->System.out.println("階段完成"));for(inti=0;i<3;i++){newThread(()->{//階段1任務(wù)barrier.await();//階段2任務(wù)barrier.await();}).start();}```3.Semaphore：核心機(jī)制：維護(hù)一個(gè)許可證計(jì)數(shù)器（初始permits=N），線程調(diào)用acquire()獲取許可證（計(jì)數(shù)器減1，若為0則阻塞），調(diào)用release()釋放許可證（計(jì)數(shù)器加1）。特點(diǎn)：控制同時(shí)訪問(wèn)資源的線程數(shù)（限流），適用于“資源池訪問(wèn)控制”的場(chǎng)景（如數(shù)據(jù)庫(kù)連接池最多允許10個(gè)線程同時(shí)獲取連接）。示例：```javaSemaphoresemaphore=newSemaphore(2);//允許2個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)for(inti=0;i<5;i++){newThread(()->{semaphore.acquire();try{//訪問(wèn)受限資源}finally{semaphore.release();}}).start();}```Q：線程間通信的方式有哪些？wait/notify和Condition的區(qū)別是什么？A：線程間通信指多個(gè)線程通過(guò)共享狀態(tài)或信號(hào)協(xié)調(diào)執(zhí)行順序，常見(jiàn)方式包括：1.共享變量：通過(guò)volatile或原子類(lèi)（如AtomicBoolean）標(biāo)記狀態(tài)，線程輪詢檢查狀態(tài)變化（需結(jié)合鎖保證可見(jiàn)性）。2.wait/notify機(jī)制：基于Object類(lèi)的wait()、notify()、notifyAll()方法，需在synchronized塊中調(diào)用，通過(guò)Monitor的等待隊(duì)列實(shí)現(xiàn)通信。3.Condition接口：基于Lock的newCondition()方法獲取Condition對(duì)象，通過(guò)await()、signal()、signalAll()方法實(shí)現(xiàn)通信，支持多個(gè)等待隊(duì)列。4.管道流：通過(guò)PipedInputStream/PipedOutputStream在兩個(gè)線程間傳輸數(shù)據(jù)（適用于字節(jié)流或字符流通信）。5.并發(fā)工具類(lèi)：如CountDownLatch、CyclicBarrier（前文已述），通過(guò)計(jì)數(shù)器或屏障協(xié)調(diào)線程。wait/notify與Condition的核心區(qū)別：所屬對(duì)象：wait/notify是Object類(lèi)的方法，依賴synchronized同步塊；Condition是java.util.concurrent.locks包下的接口，依賴Lock對(duì)象（如ReentrantLock）。等待隊(duì)列數(shù)量：一個(gè)Object對(duì)象僅對(duì)應(yīng)一個(gè)等待隊(duì)列；一個(gè)Lock可創(chuàng)建多個(gè)Condition對(duì)象，每個(gè)對(duì)應(yīng)獨(dú)立的等待隊(duì)列，支持精準(zhǔn)喚醒（如生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型中，生產(chǎn)者喚醒消費(fèi)者，消費(fèi)者喚醒生產(chǎn)者）。喚醒靈活性：notify()隨機(jī)喚醒一個(gè)線程，notifyAll()喚醒所有線程；signal()喚醒指定Condition隊(duì)列中的一個(gè)線程，signalAll()喚醒所有線程，避免無(wú)效喚醒（如多個(gè)生產(chǎn)者等待同一條件時(shí)，僅喚醒一個(gè)）。超時(shí)和中斷支持：Condition的await(longtime,TimeUnitunit)支持超時(shí)等待，awaitInterruptibly()支持中斷響應(yīng)；wait(longtimeout)雖支持超時(shí)，但中斷響應(yīng)需捕獲InterruptedException。Q：Future和Callable的作用是什么？如何處理Future的異常？A：Future和Callable是Java并發(fā)包中用于處理異步任務(wù)的接口：Callable：與Runnable類(lèi)似，但可返回結(jié)果并拋出受檢異常。Runnable的run()方法無(wú)返回值，Callable的call()方法返回V類(lèi)型結(jié)果（需配合Future獲?。uture：表示異步任務(wù)的結(jié)果，提供方法檢查任務(wù)是否完成（isDone()）、取消任務(wù)（cancel(booleanmayInterruptIfRunning)）、獲取結(jié)果（get()/get(longtimeout,TimeUnitunit)）。使用示例：```javaExecutorServiceexecutor=Executors.newSingleThreadExecutor();Future<Integer>future=executor.submit(()->{//submit接收Callableif(Math.random()<0.5)thrownewIOException("任務(wù)失敗");return42;});try{Integerresult=future.get();//阻塞直到任務(wù)完成或異常System.out.println("結(jié)果："+result);}catch(InterruptedExceptione){Thread.currentThread().interrupt();//恢復(fù)中斷狀態(tài)}catch(ExecutionExceptione){Throwablecause=e.getCause();//獲取任務(wù)中的原始異常System.out.println("任務(wù)異常："+cause.getMessage());}```處理Future異常的方法：1.get()方法捕獲ExecutionException：任務(wù)中的異常會(huì)被封裝為ExecutionException拋出，通過(guò)e.getCause()獲取原始異常（如IOException、RuntimeException）。2.使用CompletableFuture：Java8引入的CompletableFuture支持更靈活的異常處理，通過(guò)exceptionally()、handle()等方法異步處理異常，避免阻塞。例如：```javaCompletableFuture<Integer>future=CompletableFuture.supplyAsync(()->{thrownewRuntimeException("任務(wù)失敗");}).exceptionally(e->{System.out.println("處理異常："+e.getMessage());return-1;//默認(rèn)值});```3.超時(shí)控制：調(diào)用get(longtimeout,TimeUnitunit)避免無(wú)限阻塞，超時(shí)后拋出TimeoutException，可結(jié)合重試邏輯處理。Q：ConcurrentHashMap在JDK1.7和JDK1.8中的實(shí)現(xiàn)差異有哪些？A：ConcurrentHashMap是線程安全的哈希表，JDK1.7和JDK1.8的實(shí)現(xiàn)差異主要體現(xiàn)在鎖機(jī)制和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上：JDK1.7版本：分段鎖（Segment）：基于ReentrantLock的分段設(shè)計(jì)，將哈希表分為多個(gè)Segment（默認(rèn)16個(gè)），每個(gè)Segment獨(dú)立加鎖，不同Segment的操作可并行。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：每個(gè)Segment包含一個(gè)HashEntry數(shù)組（鏈表結(jié)構(gòu)），哈希沖突時(shí)通過(guò)鏈表解決。鎖粒度：對(duì)單個(gè)Segment加鎖，并發(fā)度為Segment的數(shù)量（默認(rèn)16），但調(diào)整并發(fā)度需重建整個(gè)結(jié)構(gòu)（不支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容）。JDK1.8版本：CAS+synchronized：取消Segment，采用Node數(shù)組+鏈表/紅黑樹(shù)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)操作數(shù)組中的某個(gè)桶（Node）時(shí)，僅對(duì)該桶的頭節(jié)點(diǎn)加synchronized鎖（鎖粒度更小，僅鎖一個(gè)節(jié)點(diǎn)）。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化：當(dāng)鏈表長(zhǎng)度超過(guò)8且數(shù)組長(zhǎng)度≥64時(shí)，鏈表轉(zhuǎn)換為紅黑樹(shù)（提高查找效率）；當(dāng)紅黑樹(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù)≤6時(shí)，退化為鏈表。并發(fā)度提升：鎖粒度從Segment級(jí)別降至節(jié)點(diǎn)級(jí)別，并發(fā)度顯著提高（理論上為數(shù)組長(zhǎng)度）。動(dòng)態(tài)擴(kuò)容：采用“多線程協(xié)助擴(kuò)容”機(jī)制，當(dāng)某個(gè)線程觸發(fā)擴(kuò)容時(shí)，其他線程參與遷移數(shù)據(jù)（通過(guò)sizeCtl變量標(biāo)記擴(kuò)容狀態(tài)），提升擴(kuò)容效率?？偨Y(jié)：JDK1.8的ConcurrentHashMap通過(guò)更細(xì)粒度的鎖（頭節(jié)點(diǎn)synchronized）、紅黑樹(shù)優(yōu)化和多線程擴(kuò)容，在高并發(fā)場(chǎng)景下性能優(yōu)于1.7的分段鎖實(shí)現(xiàn)，同時(shí)簡(jiǎn)化了代碼結(jié)構(gòu)（移除了Segment類(lèi)）。Q：什么是線程安全？常見(jiàn)的線程安全實(shí)現(xiàn)方式有哪些？A：線程安全指多個(gè)線程并發(fā)訪問(wèn)某個(gè)對(duì)象或方法時(shí)，無(wú)論操作系統(tǒng)如何調(diào)度線程、如何交替執(zhí)行，對(duì)象的狀態(tài)始終保持一致，且執(zhí)行結(jié)果與單線程執(zhí)行結(jié)果一致。線程不安全的典型場(chǎng)景包括：多個(gè)線程同時(shí)修改共享變量（如i++）、未正確同步的共享對(duì)象狀態(tài)訪問(wèn)等。常見(jiàn)的線程安全實(shí)現(xiàn)方式：1.不可變對(duì)象：對(duì)象創(chuàng)建后狀態(tài)不可修改（如String、Integer），通過(guò)final關(guān)鍵字修飾字段，避免并發(fā)修改風(fēng)險(xiǎn)。例如：```javaclassImmutableUser{privatefinalStringname;publicImmutableUser(Stringname){=name;}publicStringgetName(){returnname;}//無(wú)修改方法}```2.線程封閉：將數(shù)據(jù)限制在單個(gè)線程內(nèi)訪問(wèn)，避免共享。常見(jiàn)方式：棧封閉：數(shù)據(jù)作為局部變量（如方法內(nèi)的對(duì)象），僅被當(dāng)前線程訪問(wèn)。ThreadLocal：通過(guò)ThreadLocal存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，每個(gè)線程有獨(dú)立的副本（如數(shù)據(jù)庫(kù)連接的線程本地存儲(chǔ)）。3.同步控制：通過(guò)鎖或原子操作保證共享數(shù)據(jù)的原子性、可見(jiàn)性和有序性：顯式鎖：ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock（讀寫(xiě)鎖分離，讀鎖共享、寫(xiě)鎖獨(dú)占）。隱式鎖：synchronized關(guān)鍵字（修飾方法或代碼塊）。原子類(lèi)：java.util.concurrent.atomic包下的類(lèi)（如AtomicInteger、AtomicReference），基于CAS實(shí)現(xiàn)原子操作。4.并發(fā)容器：使用線程安全的容器類(lèi)（如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList），內(nèi)部已封裝同步邏輯，無(wú)需額外加鎖。例如，CopyOnWriteArrayList在寫(xiě)操作時(shí)復(fù)制數(shù)組，讀操作無(wú)鎖，適用于讀多寫(xiě)少場(chǎng)景。Q：如何分析和定位多線程程序中的性能瓶頸？A：多線程程序的性能瓶頸通常源于鎖競(jìng)爭(zhēng)、線程上下文切換、內(nèi)存可見(jiàn)性問(wèn)題或資源爭(zhēng)用，可通過(guò)以下步驟分析和定位：1.監(jiān)控線程狀態(tài)：使用JDK工具（如jstack、JConsole、JVisualVM）查看線程狀態(tài)（RUNNABLE、BLOCKED、WAITING），統(tǒng)計(jì)阻塞線程比例。若大量線程處于BLOCKED狀態(tài)，可能存在鎖競(jìng)爭(zhēng)（如synchroniz