锁（android） 常见面试题

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AndroidAndroid相关Android知识点Java面试问答题

一.线程安全需要符合那几个特点

为了保证线程安全，Java 中的多线程程序需要符合以下几个特点：

  1. 原子性：多个线程同时修改同一个共享变量时，能够保证对该变量的操作具有原子性，不出现竞态条件。
  2. 可见性：多个线程对同一个共享变量的修改，能够保证其他线程可以立即看到修改后的值，避免出现脏读、幻读等问题。
  3. 有序性：多个线程执行顺序可以按照代码的先后顺序执行，确保程序的正确性和稳定性。
  4. 互斥性：多个线程同时访问同一个共享变量时，能够通过加锁等机制实现互斥访问，避免出现数据竞争等问题。
  5. 线程安全性：整个程序或组件应该是线程安全的，能够正确地处理并发访问共享资源的情况，而不会产生不可预期的错误。

在实际开发中，为了保证线程安全，还需要注意一些细节问题，如线程调度、锁的粒度、内存模型等。因此，在编写多线程程序时，需要注意这些问题，了解相关知识和调试技巧，以保证程序的正确性和稳定性。

二.线程安全需要符合那几个特点

在 Java 中，锁的类型可以分为以下几类：

  1. synchronized 锁：synchronized 是 Java 中最基本的锁机制，也是一种悲观锁，当一个线程获取了 synchronized 锁后，其他线程需要阻塞等待锁的释放。
  2. ReentrantLock 锁：ReentrantLock 是 Java 中提供的一种可重入锁，也是一种悲观锁，能够支持多个相关的条件变量。ReentrantLock 可以显式加锁和释放锁，可以设置一些高级特性，如公平锁和非重入锁等。
  3. ReadWriteLock 锁：ReadWriteLock 是一种特殊的锁，支持读写分离，能够提高共享数据的并发性。它包括一个读锁和一个写锁，当多个线程仅进行读操作时，可以使用读锁，而如果有一个线程进行写操作，则必须获得写锁。
  4. StampedLock 锁：StampedLock 是一种读写锁的改进版，提供了一种优化读取并发性能的机制。相比于 ReadWriteLock，StampedLock 使用乐观锁来支持并发读取，如果发生数据冲突，则可以使用 CAS 操作进行重试。

此外，根据锁机制的不同，可以分为悲观锁和乐观锁两种。

  1. 悲观锁：悲观锁认为每次操作共享数据时都会出现冲突，因此在操作数据之前先获取锁，等待操作完成后再释放锁。synchronized、ReentrantLock 和 ReadWriteLock 都是悲观锁。
  2. 乐观锁：乐观锁认为在操作共享数据时不会出现冲突，因此不需要获取锁，直接进行操作，并在操作完成时检查是否出现冲突。如果出现冲突，则可以使用 CAS 操作进行重试。StampedLock 就是一种基于乐观锁的锁机制。

需要注意的是，在使用乐观锁时，如果数据冲突的概率较大，会导致重试次数较多，可能会影响程序的性能。因此，在选择锁机制时，需要根据具体情况进行判断和选择。

三.Synchronized

  1. 什么是 synchronized？

答：synchronized 是 Java 中一种同步机制，它可以保证同一时间只有一个线程访问某个对象或代码块。当一个线程进入 synchronized 代码块时，它会自动获取该对象的锁，在执行完代码块后自动释放锁。其他线程在竞争同一对象的锁时，会被阻塞，直到该线程释放锁。

  1. synchronized 有哪些用法？

答：synchronized 有两种使用方式：同步方法和同步代码块。

  • 同步方法：在方法声明中添加 synchronized 关键字，表示该方法是同步方法，即只能有一个线程访问该方法。
  • 同步代码块：使用 synchronized 关键字来包围需要同步的代码块，这样只有一个线程可以访问该代码块。
  1. synchronized 底层是如何实现的？

答：在 Java 中，每个对象都有一个内部锁，也叫做监视器锁（monitor）。synchronized 采用的就是这种锁的机制。当一个线程访问 synchronized 代码时，它会先尝试获取该对象的锁，如果锁已经被其他线程占用，则该线程会被阻塞，直到锁被释放。当代码块执行完毕后，该线程会自动释放锁。

  1. synchronized 和 Lock 有什么不同？

答：synchronized 是 Java 语言内置的同步机制，而 Lock 是 JDK 5.0 之后新加入的同步机制。它们有以下几点不同：

  • synchronized 是基于 Java 虚拟机的内置锁实现的，而 Lock 是基于 Java 代码实现的锁机制。
  • synchronized 没有显示地释放锁，而 Lock 必须显示地释放锁。
  • synchronized 是重量级锁，而 Lock 是轻量级锁。
  • Lock 可以定时和可被打断的获取锁。
  1. synchronized 是如何保证线程安全的？

答：synchronized 保证线程安全是因为它每次只允许一个线程访问同步块，保证了数据的一致性。当一个线程访问同步块、持有锁时，其他线程尝试获取该锁时会被阻塞，从而保证了同步块的原子性操作，避免了多个线程同时访问造成的数据不一致问题。

四.volitate

  1. 什么是 volatile？

答：volatile 是 Java 中的一个关键字，它用于修饰变量。被 volatile 修饰的变量具有可见性和禁止指令重排两个特性，可以保证多线程并发环境下的线程安全。

  1. volatile 关键字有哪些特点？

答：volatile 关键字有以下特点：

  • 可见性：被 volatile 关键字修饰的变量对所有线程可见，保证了读取到最新的值。
  • 禁止指令重排：被 volatile 关键字修饰的变量在赋值时，禁止编译器和处理器对代码进行重排序优化，保证代码执行顺序与程序中的顺序一致，避免了可能出现的线程安全问题。
  1. volatile 和 synchronized 有什么区别？

答：volatile 和 synchronized 都可以解决多线程环境下的线程安全问题，但它们的作用不同。volatile 是一种轻量级的同步机制，用于保证可见性和防止重排序，而 synchronized 是一种重量级的同步机制，用于保证原子性、可见性和有序性。

  • 可见性：volatile 可以保证对变量的读写操作对所有线程可见，而 synchronized 则可以保证被锁住的代码块的所有变量对所有线程可见。
  • 原子性：volatile 只能保证单纯的操作的可见性，无法保证操作的原子性，而 synchronized 可以保证代码块作为一个整体的原子性操作。
  • 有序性：volatile 只可以保证操作的有序性，即禁止编译器和处理器对代码的重排序优化，而 synchronized 可以保证线程间的有序性，即线程在互斥锁作用下的执行有序性。
  1. 什么情况下需要使用 volatile？

答：需要使用 volatile 的情况包括：

  • 数据状态可变：变量的状态可能会发生变化，而这些变化会对其他线程产生影响，此时需要使用 volatile 来保证变量的可见性。
  • 变量只有简单的读取和赋值操作：如果变量的操作不是原子性的，但是只有简单的读取和赋值操作，使用 volatile 可以保证一个线程修改了变量的值时，其他线程可以立即看到这个变化。
  • 单例模式：使用 volatile 修饰的单例模式可以保证在多线程环境下只创建一个对象。
  1. volatile 底层是如何实现的？

答：volatile 的实现依赖于处理器的内存屏障（memory barrier）指令。在处理器中，每个线程都有自己独立的缓存，缓存中的数据可能不同步于主内存中的数据。volatile 可以保证数据被修改后立即更新到主内存中，而其他线程读取该变量的时候会直接从主内存中读取最新值。同时，当线程对 volatile 变量进行写操作时，会强制刷新缓存并把处理器缓存中的数据同步到主内存中，保证数据的可见性。

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