【面试实战】# 并发编程
1.线程状态
请解释 Java 中线程的几种状态，并描述每种状态的特点和转换条件。
NEW（新建）：线程被创建，但尚未启动。RUNNABLE（可运行）：线程正在运行，可能在执行代码，也可能等待操作系统资源。BLOCKED（阻塞）：线程在等待监视器锁，以便进入同步块/方法。WAITING（等待）：线程等待另一个线程显式地唤醒它（例如，Object.wait()，Thread.join()）。TIMED_WAITING（计时等待）：线程等待另一个线程在指定的时间内唤醒它（例如，Thread.sleep()，Object.wait(long timeout)）。TERMINATED（终止）：线程已完成执行。
线程状态的转换条件包括线程的启动、资源竞争、同步块/方法的进入与退出、以及超时等。
2.synchronized 和 ReentrantLock
synchronized和ReentrantLock有什么区别？在什么情况下会选择使用ReentrantLock？
synchronized：是Java中的内置同步机制，修饰方法或代码块，使用对象内部的监视器锁。简单易用，但功能有限（如不能尝试锁定、不能定时锁定）。ReentrantLock：是java.util.concurrent.locks包中的锁，具有更多的高级功能，如可重入、可定时、可中断的锁定方式，支持公平锁和非公平锁。
选择 ReentrantLock 的情况：
- 需要尝试锁定或定时锁定。
- 需要公平锁定（顺序锁定）。
- 需要更灵活的锁定机制和条件变量（例如
Condition）。
3.线程池
请说明
ThreadPoolExecutor类的核心参数及其作用。你会如何调整线程池的配置来应对高并发的需求？
ThreadPoolExecutor 类的核心参数：
corePoolSize：核心线程数，线程池中始终保持存活的线程数。maximumPoolSize：最大线程数，线程池中允许的最大线程数。keepAliveTime：线程空闲时间，当线程数超过 corePoolSize 时，超时未任务的线程会被终止。unit：keepAliveTime 的时间单位。workQueue：任务队列，保存等待执行的任务。threadFactory：线程工厂，创建新线程的方式。handler：拒绝策略，当任务无法提交到线程池时的处理方式。
高并发配置建议：
- 根据任务类型调整 corePoolSize 和 maximumPoolSize。
- 选择合适的队列（有界/无界）避免资源耗尽。
- 使用合适的拒绝策略（如
CallerRunsPolicy）以防止任务丢失。
4.Future 和 CompletableFuture
Future和CompletableFuture有何区别？在什么情况下你会选择使用CompletableFuture？
Future：表示一个异步计算的结果，可以通过get()方法获取计算结果，但会阻塞直到任务完成。适用于简单的异步任务。CompletableFuture：扩展了Future，提供了更丰富的 API 来进行异步任务的组合和处理（如thenApply、thenAccept）。支持链式调用和异常处理。
使用 CompletableFuture 的情况：
- 需要进行多个异步任务的组合。
- 需要非阻塞地处理异步结果。
- 需要处理异步计算的异常。
5.阻塞队列
请介绍几种常用的阻塞队列及其适用场景。
常用的阻塞队列：
ArrayBlockingQueue：基于数组的有界阻塞队列。LinkedBlockingQueue：基于链表的有界或无界阻塞队列。PriorityBlockingQueue：支持优先级排序的无界阻塞队列。DelayQueue：支持延时获取元素的无界阻塞队列。SynchronousQueue：不存储元素的队列，每个插入操作必须等待对应的移除操作。
适用场景：
- ArrayBlockingQueue：固定容量的场景，避免队列过大。
- LinkedBlockingQueue：需要动态增长的队列长度场景。
- PriorityBlockingQueue：需要优先级处理的场景。
- DelayQueue：需要延迟执行的任务调度场景。
- SynchronousQueue：生产者和消费者一对一交互的场景。
6.CAS
什么是 CAS（Compare-And-Swap）？它是如何在 Java 中实现的？请描述其优缺点。
CAS（Compare-And-Swap）：
- CAS 是一种无锁算法，用于实现
原子操作。通过比较内存中的某个值与预期值，如果相同则修改成新值，否则不修改。 - 在 Java 中，CAS 通过
sun.misc.Unsafe类中的方法实现（如compareAndSwapInt）。
优点：
- 高效，无需阻塞线程。
- 适合在多线程环境下保证数据一致性。
缺点：
- 可能会导致忙等待（如果 CAS 操作频繁失败）。
- 不适合复杂的同步场景（如需要维护多个变量的一致性）。