【Java开发】Java面试七大专题第3篇:并发篇【附代码文档】

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小帅说java 发表于 2025/09/03 18:59:56 2025/09/03
【摘要】 基础篇 1. 二分查找 2. 冒泡排序 7. ArrayList 8. Iterator 9. LinkedList 10. HashMap 1)基本数据结构 2)树化与退化 3)索引计算 4)put 与扩容 5)并发问题 11. 单例模式 并发篇 1. 线程状态 3. wait vs sleep 4. lock vs synchronized 虚拟机篇 1. JVM 内存结构

🏆🏆🏆教程全知识点简介:基础篇 1. 二分查找 2. 冒泡排序 7. ArrayList 8. Iterator 9. LinkedList 10. HashMap 1)基本数据结构 2)树化与退化 3)索引计算 4)put 与扩容 5)并发问题 11. 单例模式 并发篇 1. 线程状态 3. wait vs sleep 4. lock vs synchronized 虚拟机篇 1. JVM 内存结构 4. 内存溢出 5. 类加载 6. 四种引用 7. finalize 框架篇 1. Spring refresh 流程 2. Spring bean 生命周期 6. Spring 注解 7. SpringBoot 自动配置原理 数据库篇 1. 隔离级别 2. 快照读与当前读 3. InnoDB vs MyISAM 4. 索引 索引基础 5. 查询语句执行流程 6. undo log 与 redo log 7. 锁 缓存篇 1. Redis 数据类型 2. keys 命令问题 3. 过期 key 的删除策略 5. 缓存问题 6. 缓存原子性 7. LRU Cache 实现 分布式篇 1. CAP 定理 2. Paxos 算法 4. Gossip 协议 5. 分布式通用设计 6. 一致性 Hash(补充)


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✨ 本教程项目亮点

🧠 知识体系完整:覆盖从基础原理、核心方法到高阶应用的全流程内容
💻 全技术链覆盖:完整前后端技术栈,涵盖开发必备技能
🚀 从零到实战:适合 0 基础入门到提升,循序渐进掌握核心能力
📚 丰富文档与代码示例:涵盖多种场景,可运行、可复用
🛠 工作与学习双参考:不仅适合系统化学习,更可作为日常开发中的查阅手册
🧩 模块化知识结构:按知识点分章节,便于快速定位和复习
📈 长期可用的技术积累:不止一次学习,而是能伴随工作与项目长期参考


🎯🎯🎯全教程总章节


🚀🚀🚀本篇主要内容

并发篇

1. 线程状态

要求

  • 掌握 Java 线程六种状态
  • 掌握 Java 线程状态转换
  • 能理解五种状态与六种状态两种说法的区别

六种状态及转换

分别是

  • 新建
  • 当一个线程对象被创建,但还未调用 start 方法时处于新建状态
  • 此时未与操作系统底层线程关联
  • 可运行
  • 调用了 start 方法,就会由新建进入可运行
  • 此时与底层线程关联,由操作系统调度执行
  • 终结
  • 线程内代码已经执行完毕,由可运行进入终结
  • 此时会取消与底层线程关联
  • 阻塞
  • 当获取锁失败后,由可运行进入 Monitor 的阻塞队列阻塞,此时不占用 cpu 时间
  • 当持锁线程释放锁时,会按照一定规则唤醒阻塞队列中的阻塞线程,唤醒后的线程进入可运行状态
  • 等待
  • 当获取锁成功后,但由于条件不满足,调用了 wait() 方法,此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合等待,同样不占用 cpu 时间
  • 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法,会按照一定规则唤醒等待集合中的等待线程,恢复为可运行状态
  • 有时限等待
  • 当获取锁成功后,但由于条件不满足,调用了 wait(long) 方法,此时从可运行状态释放锁进入 Monitor 等待集合进行有时限等待,同样不占用 cpu 时间
  • 当其它持锁线程调用 notify() 或 notifyAll() 方法,会按照一定规则唤醒等待集合中的有时限等待线程,恢复为可运行状态,并重新去竞争锁
  • 如果等待超时,也会从有时限等待状态恢复为可运行状态,并重新去竞争锁
  • 还有一种情况是调用 sleep(long) 方法也会从可运行状态进入有时限等待状态,但与 Monitor 无关,不需要主动唤醒,超时时间到自然恢复为可运行状态

其它情况(只需了解)

  • 可以用 interrupt() 方法打断等待有时限等待的线程,让它们恢复为可运行状态
  • park,unpark 等方法也可以让线程等待和唤醒

五种状态

五种状态的说法来自于操作系统层面的划分

  • 运行态:分到 cpu 时间,能真正执行线程内代码的
  • 就绪态:有资格分到 cpu 时间,但还未轮到它的
  • 阻塞态:没资格分到 cpu 时间的
  • 涵盖了 java 状态中提到的阻塞等待有时限等待
  • 多出了阻塞 I/O,指线程在调用阻塞 I/O 时,实际活由 I/O 设备完成,此时线程无事可做,只能干等
  • 新建与终结态:与 java 中同名状态类似,不再啰嗦

2. 线程池

要求

  • 掌握线程池的 7 大核心参数

七大参数

  1. corePoolSize 核心线程数目 - 池中会保留的最多线程数
  2. maximumPoolSize 最大线程数目 - 核心线程+救急线程的最大数目
  3. keepAliveTime 生存时间 - 救急线程的生存时间,生存时间内没有新任务,此线程资源会释放
  4. unit 时间单位 - 救急线程的生存时间单位,如秒、毫秒等
  5. workQueue - 当没有空闲核心线程时,新来任务会加入到此队列排队,队列满会创建救急线程执行任务
  6. threadFactory 线程工厂 - 可以定制线程对象的创建,例如设置线程名字、是否是守护线程等
  7. handler 拒绝策略 - 当所有线程都在繁忙,workQueue 也放满时,会触发拒绝策略
  8. 抛异常 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.AbortPolicy
  9. 由调用者执行任务 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy
  10. 丢弃任务 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy
  11. 丢弃最早排队任务 java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy

[Error Prone 文档]

代码说明

day02.TestThreadPoolExecutor 以较为形象的方式演示了线程池的核心组成

3. wait vs sleep

要求

  • 能够说出二者区别

一个共同点,三个不同点

共同点

  • wait() ,wait(long) 和 sleep(long) 的效果都是让当前线程暂时放弃 CPU 的使用权,进入阻塞状态

不同点

  • 方法归属不同
  • sleep(long) 是 Thread 的静态方法
  • 而 wait(),wait(long) 都是 Object 的成员方法,每个对象都有

  • 醒来时机不同

  • 执行 sleep(long) 和 wait(long) 的线程都会在等待相应毫秒后醒来
  • wait(long) 和 wait() 还可以被 notify 唤醒,wait() 如果不唤醒就一直等下去
  • 它们都可以被打断唤醒

  • 锁特性不同(重点)

  • wait 方法的调用必须先获取 wait 对象的锁,而 sleep 则无此限制
  • wait 方法执行后会释放对象锁,允许其它线程获得该对象锁(我放弃 cpu,但你们还可以用)
  • 而 sleep 如果在 synchronized 代码块中执行,并不会释放对象锁(我放弃 cpu,你们也用不了)

4. lock vs synchronized

要求

  • 掌握 lock 与 synchronized 的区别
  • 理解 ReentrantLock 的公平、非公平锁
  • 理解 ReentrantLock 中的条件变量

[Spring Data JPA 文档]

三个层面

不同点

  • 语法层面
  • synchronized 是关键字,源码在 jvm 中,用 c++ 语言实现
  • Lock 是接口,源码由 jdk 提供,用 java 语言实现

[ActiveMQ 文档]

[Bouncy Castle 文档]

[Infinispan 文档]

  • 使用 synchronized 时,退出同步代码块锁会自动释放,而使用 Lock 时,需要手动调用 unlock 方法释放锁
  • 功能层面
  • 二者均属于悲观锁、都具备基本的互斥、同步、锁重入功能
  • Lock 提供了许多 synchronized 不具备的功能,例如获取等待状态、公平锁、可打断、可超时、多条件变量
  • Lock 有适合不同场景的实现,如 ReentrantLock, ReentrantReadW

🚀✨ (未完待续)项目系列下一章

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