Java核心知识点常考面试题（持续更新中）

线程与线程池
- 线程
- 线程池
Java锁机制
- java线程模型
- java锁分类
- 轻量级锁
- 重量级锁
- ReentrantLock 底层原理与源码深度解析
- ReentrantReadWriteLock 深入理解读写锁
- CountDownLatch
- semaphore 实现公平锁与非公平锁
- 线程死锁与避免死锁
Java 容器（Collection、Map）

线程与线程池

线程

一、线程的状态
在这里插入图片描述
二、 sleep、wait、join、yield 方法的区别

1、sleep 与 wait 方法的区别
（1）sleep 是 Thread 类的静态本地方法；wait 则是 Object 类的本地方法。
（2）sleep 方法不会释放 lock；但是 wait 会释放，而且会加入到等待队列中。
（3）sleep 方法不依赖于同步器 synchronized；但是 wait 方法需要依赖 synchronized关键字。
（4）sleep 不需要被主动唤醒（休眠时间结束后退出阻塞）；但是 wait 方法需要（不指定时间时，需要被别人中断）。
（5）sleep 方法一般用于当前线程休眠，或者轮询暂停操作；wait 方法则多用于线程之间的通信（得益于wait会释放锁）。
（6）sleep 会让出 CPU 执行时间且强制上下文切换；而 wait 则不一定，wait 后可能还是有机会重新竞争到锁继续执行。

2、yield 方法
yield 方法执行后线程直接进入就绪态，马上释放CPU的执行权，但是依然保留了CPU的执行资格，所以有可能CPU下次进行线程调度时，还会让这个线程获取到执行权继续执行。

3、join 方法
线程执行 join 方法后会进入阻塞状态。例如在线程B中调用线程A的 join 方法，那么线程B就会进入阻塞队列中，直到线程A结束或者中断。

三、线程的创建方式
1、继承 Thread 类；
2、实现 Runnable 接口，不带返回值；
3、实现 Callable 接口，带返回值，阻塞式获取返回值；

public static void main(String[] args) {
     System.out.println("===开始===");
     //通过结合FutureTask类实现
     FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(() -> {
         String result = "";
         //结果处理过程......
         result = "Hello world!";
         return result;
     });
     Thread thread = new Thread(futureTask);
     thread.start();
     try {
         //阻塞主线程并获取返回值
         String result = futureTask.get();
         System.out.println("result = " + result);
     } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
         e.printStackTrace();
     }
     System.out.println("===结束===");
}

4、通过线程池创建线。注意：Java原生线程池（阿里官方不推荐使用Executors），原因如下：
在这里插入图片描述

线程池

1、线程池的核心参数
（1）corePoolSize：核心线程数。
（2）maxinumPoolSize：最大线程数。
（3）keepAliveTime：空闲线程存活时间。
（4）unit：时间单位（秒、分钟等）。
（5）workQueue：任务队列，存放任务的容器。
（6）threadFactory：线程工厂，可以使用默认的，或自定义的，通常使用默认。
（7）handler：拒绝策略，顾名思义，拒绝线程访问，JKD自带共有四种策略，如下表：

拒绝策略名称	描述
new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()	丢弃任务,并抛出RejectedExecutionException异常
new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy()	丢弃任务，但是不抛出异常
new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy()	丢弃队列最前面的任务，然后重新提交被拒绝的任务
new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()	该任务被线程池拒绝，由调用 execute() 方法的线程执行该任务。如果执行程序已关闭，则会丢弃该任务

2、如何设置线程池参数

public static void main(String[] args) {
    //计算CPU核数
    int cpuCores = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
    ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadExecutor(
            corePoolSize,   //核心线程数
            maxinumPoolSize,  //最大线程数，CPU密集型即高并发（一般为CPU核数），IO密集型（一般为：CPU核数*2）
            keepAliveTime,  //空闲线程的存活时间
            unit,  //超时时间单位
            workQueue,  //工作队列：new LinkedBlockingDeque<>(3),阻塞队列
            threadFactory,  //Executors.defaultThreadFactory(),默认创建线程的工厂，一般不动
            handler  //拒绝策略：ThreadPoolExecutor.AbortPolicy(),队列满了还有任务直接抛出异常
    );
}

3、线程池的状态及说明

4、线程池中的提交优先级和执行优先级
参考文章：https://blog.51cto.com/u_15891990/5908010
（1）提交优先级：核心线程 > 工作队列 > 非核心线程
（2）执行优先级：核心线程 > 非核心线程 > 工作队列

Java锁机制

视屏地址：B站讲的最好的Java锁机制

java线程模型

一、java线程模型，参考文章：https://www.cnblogs.com/songgj/p/15390160.html

java锁分类

参考文章：
方式一、彻底理解Java中的21种锁
方式二、彻底理解Java中的21种锁

轻量级锁

一、CAS（Compare And Swap）：比较并交换。也被称为：乐观锁、自旋锁。参考文章：https://blog.csdn.net/weixin_43715214/article/details/128255225

重量级锁

一、synchronized 关键字（非公平锁） 参考如下文章：

1、深入理解 synchronized（一）：https://blog.csdn.net/weixin_43715214/article/details/128608153

2、深入理解 synchronized（二）：https://blog.csdn.net/weixin_43715214/article/details/128628524

3、synchronized 锁升级过程：
在这里插入图片描述
4、分段式CAS：LongAdder。参考文章：https://www.ngui.cc/el/1845495.html?action=onClick

ReentrantLock 底层原理与源码深度解析

1、参考视屏：B站讲的最好的Java锁机制【P8 - P13】
2、参考文章：深入ReentrantLock实现原理和源码分析

一、ReentrantLock 公平锁与非公平锁

1、ReentrantLock 公平锁与非公平锁，参考文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/45305463

2、ReentrantLock 中的 lock() 与 tryLock() 方法的区别

public class Test {

    private static ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) {

        //阻塞式加锁，业务代码不会执行
        reentrantLock.lock();

        //非阻塞式加锁，可以根据尝试加锁是否成功来决定执行逻辑。通常结合while实现自旋
        boolean tryLockResult = reentrantLock.tryLock(); 
        /*
            业务代码 .....
        */
    }
}

ReentrantReadWriteLock 深入理解读写锁

参考文章：深入理解读写锁ReentrantReadWriteLock
参考案例：https://blog.csdn.net/wujian_csdn_csdn/article/details/114385796

CountDownLatch

CounDownLatch 表示计数器，可以给 CountDownLatch 设置一个数字，一个线程调用 CountDownLatch 的 await() 方法将会阻塞，其他线程可以调用 CountDownLatch 的 countDown() 方法来对这个共享计数器中的数字减一，当数字被减成 0 后，所有的 await 的线程都将被唤醒。对应的底层原理就是，调用 await() 方法的线程就会领用AQS排队，一旦数字被减为 0 ，则会将 AQS 中排队的线程依次唤醒。（建议参考源码）

semaphore 实现公平锁与非公平锁

Semaphore 表示信号量，可以设置许可的个数，表示同时允许最多多少个线程使用改信号量，通过 acquire() 来获取许可，如果没有许可可用则线程阻塞，并通过 AQS 来排队，可以通过 release() 方法来释放许可，当某个线程释放了许可后，会从 AQS 中正在排队的第一个线程开始一次唤醒，直到没有空闲许可。（其中公平与非公平两种方式建议参考源码）

线程死锁与避免死锁

一、如何查看线程死锁：https://blog.csdn.net/fengsheng5210/article/details/123576559

二、MySQL如何查看死锁：https://blog.csdn.net/wufagang/article/details/125554792

三、java如何避免死锁，造成死锁的四个必要条件如下：
1、互斥：一个资源每次只能被一个进程使用。
2、请求且保持：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
3、资源不可剥夺：进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
4、循环等待：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
注意：避免死锁只需要破坏其中一个条件就可以避免死锁，而其中前 3 个条件是作为锁要符合的必要条件，所以避免死锁就需要打破第 4 个条件（循环等待）。
在开发过程中的注意事项：
1、注意加锁的顺序，保证每个线程按同样的顺序进行加锁。
2、加锁的时间，可以针对锁设置超时时间。
3、检查锁循环等待，避免死锁。