全网最全JAVA面试八股文，终于整理完了

前言今天为大家整理了目前互联网出现率最高的大厂面试题所谓八股文也就是指文章的八个部分文体有固定格式:由破题、承题、起讲、入题、起股、中股、后股、束股八部分组成题目一律出自四书五经中的原文。而JAVA面试八股文也就是为了考验大家的JAVA基础功底所以强烈建议背诵全文。1、并发编程三要素1 原子性原子性指的是一个或者多个操作要么全部执行并且在执行的过程中不被其他操作打断要 么就全部都不执行。2 可见性可见性指多个线程操作一个共享变量时其中一个线程对变量进行修改后其他线程可以立 即看到修改的结果。3 有序性有序性即程序的执行顺序按照代码的先后顺序来执行。2、实现可见性的方法有哪些synchronized 或者 Lock保证同一个时刻只有一个线程获取锁执行代码锁释放之前把最新的值刷新到主内存实现可见性。3、多线程的价值1 发挥多核 CPU 的优势多线程可以真正发挥出多核 CPU 的优势来达到充分利用 CPU 的目的采用多线程的方式去同时完成几件事情而不互相干扰。2 防止阻塞从程序运行效率的角度来看单核 CPU 不但不会发挥出多线程的优势反而会因为在单核CPU 上运行多线程导致线程上下文的切换而降低程序整体的效率。但是单核 CPU 我们还是要应用多线程就是为了防止阻塞。试想如果单核 CPU 使用单线程那么只要这个线程阻塞了比方说远程读取某个数据吧对端迟迟未返回又没有设置超时时间那么你的整个程序在数据返回回来之前就停止运行了。多线程可以防止这个问题多条线程同时运行 哪怕一条线程的代码执行读取数据阻塞也不会影响其它任务的执行。3 便于建模这是另外一个没有这么明显的优点了。假设有一个大的任务 A单线程编程那么就要考虑很多建立整个程序模型 比较麻烦。但是如果把这个大的任务 A 分解成几个小任务任务 B、任务 C、任务 D分别建立程序模型并通过多线程分别运行这几个任务那就简单很多了。4、创建线程的有哪些方式1 继承 Thread 类创建线程类2 通过 Runnable 接口创建线程类3 通过 Callable 和 Future 创建线程4 通过线程池创建5、创建线程的三种方式的对比1 采用实现 Runnable、Callable 接口的方式创建多线程。优势是线程类只是实现了 Runnable 接口或 Callable 接口还可以继承其他类。在这种方式下多个线程可以共享同一个 target 对象所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况 从而可以将 CPU、代码和数据分开形成清晰的模型较好地体现了面向对象的思想。劣势是编程稍微复杂如果要访问当前线程则必须使用 Thread.currentThread()方法。2 使用继承 Thread 类的方式创建多线程优势是编写简单如果需要访问当前线程则无需使用 Thread.currentThread()方法直接使用 this即可获得当前线程。劣势是线程类已经继承了 Thread 类所以不能再继承其他父类。3 Runnable 和 Callable 的区别1、Callable 规定重写的方法是 call()Runnable 规定重写的方法是 run()。2、Callable 的任务执行后可返回值而 Runnable 的任务是不能返回值的。3、Call 方法可以抛出异常run 方法不可以。4、运行 Callable 任务可以拿到一个 Future 对象表示异步计算的结果。它提供了检查计算是否完成的方法以等待计算的完成并检索计算的结果。通过 Future 对象可以了解任务执行情况可取消任务的执行还可获取执行结果。篇幅限制下面就只能给大家展示小册部分内容了。整理了一份核心面试笔记包括了Java面试、Spring、JVM、MyBatis、Redis、MySQL、并发编程、微服务、Linux、Springboot、SpringCloud、MQ、Kafc需要全套面试笔记及答案【点击此处即可/免费获取】​​​​​https://docs.qq.com/doc/DQXdYWE9LZ2ZHZ1ho6、线程的状态流转图线程的生命周期及五种基本状态7、Java 线程具有五中基本状态1 新建状态New当线程对象对创建后即进入了新建状态如Thread t new MyThread()2 就绪状态Runnable当调用线程对象的 start()方法t.start();线程即进入就绪状态。处于就绪状态的线程 只是说明此线程已经做好了准备随时等待 CPU 调度执行并不是说执行了 t.start()此线程立即就会执行3 运行状态Running当 CPU 开始调度处于就绪状态的线程时此时线程才得以真正执行即进入到运行状态。注就 绪状态是进入到运行状态的唯一入口也就是说线程要想进入运行状态执行首先必须处于就绪状态中4 阻塞状态Blocked处于运行状态中的线程由于某种原因暂时放弃对 CPU 的使用权停止执行此时进入阻塞状态直到其进入到就绪状态才 有机会再次被 CPU 调用以进入到运行状态。根据阻塞产生的原因不同阻塞状态又可以分为三种1 等待阻塞运行状态中的线程执行 wait()方法使本线程进入到等待阻塞状态2 同步阻塞线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为锁被其它线程所占用) 它会进入同步阻塞状态3 其他阻塞通过调用线程的 sleep()或 join()或发出了 I/O 请求时线程会进入到阻塞状态。当 sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者 I/O 处理完毕时线程重新转入就绪状态。5 死亡状态Dead线程执行完了或者因异常退出了 run()方法该线程结束生命周期。8、什么是线程池有哪几种创建方式线程池就是提前创建若干个线程如果有任务需要处理线程池里的线程就会处理任务处理完之后线程并不会被销毁而是等待下一个任务。由于创建和销毁线程都是消耗系统资源的所以当你想要频繁的创建和销毁线程的时候就可以考虑使用线程池来提升系统的性能。java 提供了一个java.util.concurrent.Executor 接口的实现用于创建线程池。9、四种线程池的创建1 newCachedThreadPool 创建一个可缓存线程池2 newFixedThreadPool 创建一个定长线程池可控制线程最大并发数。3 newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池支持定时及周期性任务执行。4 newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池它只会用唯一的工作线程来执行任务。10、线程池的优点1 重用存在的线程减少对象创建销毁的开销。2 可有效的控制最大并发线程数提高系统资源的使用率同时避免过多资源竞争避免堵塞。3 提供定时执行、定期执行、单线程、并发数控制等功能。11、常用的并发工具类有哪些1 CountDownLatch2 CyclicBarrier3 Semaphore4 Exchanger12、CyclicBarrier 和 CountDownLatch 的区别1 CountDownLatch 简单的说就是一个线程等待直到他所等待的其他线程都执行完成并且调用 countDown()方法发出通知后当前线程才可以继续执行。2 cyclicBarrier 是所有线程都进行等待直到所有线程都准备好进入 await()方法之后 所有线程同时开始执行3 CountDownLatch 的计数器只能使用一次。而 CyclicBarrier 的计数器可以使用 reset() 方法重置。所以 CyclicBarrier 能处理更为复杂的业务场景比如如果计算发生错误可以重置计数器并让线程们重新执行一次。 4 CyclicBarrier 还提供其他有用的方法 比如 getNumberWaiting 方法可以获得CyclicBarrier 阻塞的线程数量。isBroken 方法用来知道阻塞的线程是否被中断。如果被中断返回 true否则返回 false。13、synchronized 的作用在 Java 中synchronized 关键字是用来控制线程同步的就是在多线程的环境下控制synchronized 代码段不被多个线程同时执行。synchronized 既可以加在一段代码上也可以加在方法上。14、volatile 关键字的作用对于可见性Java 提供了 volatile 关键字来保证可见性。当一个共享变量被 volatile 修饰时它会保证修改的值会立即被更新到主存当有其他线程需要读取时它会去内存中读取新值。从实践角度而言volatile 的一个重要作用就是和 CAS 结合保证了原子性详细的可以参见java.util.concurrent.atomic 包下的类比如 AtomicInteger。15、什么是 CASCAS 是 compare and swap 的缩写即我们所说的比较交换。cas 是一种基于锁的操作而且是乐观锁。在 java 中锁分为乐观锁和悲观锁。悲观锁是将资源锁住等一个之前获得锁的线程释放锁之后下一个线程才可以访问。而乐观锁采取了一种宽泛的态度通过某种方式不加锁来处理资源比如通过给记录加 version 来获取数据 性能较悲观锁有很大的提高。CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置V、预期原值A和新值(B)。如果内存地址里面的值和 A 的值是一样的那么就将内存里面的值更新成 B。CAS 是通过无限循环来获取数据的若果在第一轮循环中a 线程获取地址里面的值被 b 线程修改了那么 a 线程需要自旋到下次循环才有可能机会执行。java.util.concurrent.atomic 包 下 的 类 大 多 是 使 用 CAS 操 作 来 实 现 的(AtomicInteger,AtomicBoolean,AtomicLong)。16、CAS 的问题1 CAS 容易造成 ABA 问题一个线程 a 将数值改成了 b接着又改成了 a此时 CAS 认为是没有变化其实是已经变化过了而这个问题的解决方案可以使用版本号标识每操作一次 version 加 1。在 java5 中已经提供了 AtomicStampedReference 来解决问题。2 不能保证代码块的原子性CAS 机制所保证的知识一个变量的原子性操作而不能保证整个代码块的原子性。比如需要保证 3 个变量共同进行原子性的更新就不得不使用 synchronized 了。3 CAS 造成 CPU 利用率增加之前说过了 CAS 里面是一个循环判断的过程如果线程一直没有获取到状态cpu 资源会一直被占用。17、什么是 Future在并发编程中我们经常用到非阻塞的模型在之前的多线程的三种实现中不管是继承thread 类还是实现 runnable 接口都无法保证获取到之前的执行结果。通过实现 Callback 接口并用 Future 可以来接收多线程的执行结果。Future 表示一个可能还没有完成的异步任务的结果针对这个结果可以添加 Callback 以便在任务执行成功或失败后作出相应的操作。18、什么是 AQSAQS 是AbustactQueuedSynchronizer 的简称它是一个 Java 提高的底层同步工具类用一个 int 类型的变量表示同步状态并提供了一系列的 CAS 操作来管理这个同步状态。AQS 是一个用来构建锁和同步器的框架使用 AQS 能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器比如我们提到的 ReentrantLockSemaphore其他的诸如 ReentrantReadWriteLock SynchronousQueueFutureTask 等等皆是基于 AQS 的。19、AQS 支持两种同步方式1 独占式2 共享式这样方便使用者实现不同类型的同步组件独占式如 ReentrantLock共享式如 Semaphore CountDownLatch组 合 式 的 如 ReentrantReadWriteLock。总之AQS 为使用提供了底层支撑如何组装实现使用者可以自由发挥。20、ReadWriteLock 是什么首先明确一下不是说 ReentrantLock 不好只是 ReentrantLock 某些时候有局限。如果使用 ReentrantLock可能本身是为了防止线程 A 在写数据、线程 B 在读数据造成的数据不一致但这样如果线程 C 在读数据、线程 D 也在读数据读数据是不会改变数据的 没有必要加锁 但是还是加锁了 降低了程序的性能。因为这个 才诞生了读写锁ReadWriteLock 。 ReadWriteLock 是 一 个 读 写 锁 接 口 ReentrantReadWriteLock 是ReadWriteLock 接口的一个具体实现实现了读写的分离读锁是共享的写锁是独占的 读和读之间不会互斥读和写、写和读、写和写之间才会互斥提升了读写的性能。21、FutureTask 是什么这个其实前面有提到过FutureTask 表示一个异步运算的任务。FutureTask 里面可以传入一个 Callable 的具体实现类可以对这个异步运算的任务的结果进行等待获取、判断是否已经完成、取消任务等操作。当然由于 FutureTask 也是 Runnable 接口的实现类所以FutureTask 也可以放入线程池中。篇幅限制下面就只能给大家展示小册部分内容了。整理了一份核心面试笔记包括了Java面试、场景题、Spring、JVM、MyBatis、Redis、MySQL、并发编程、微服务、Linux、Springboot、SpringCloud、MQ、Kafc需要全套面试笔记及答案【点击此处即可/免费获取】https://docs.qq.com/doc/DQXdYWE9LZ2ZHZ1ho22、synchronized 和 ReentrantLock 的区别synchronized 是和 if、else、for、while 一样的关键字ReentrantLock 是类这是二者的本质区别。既然 ReentrantLock 是类那么它就提供了比 synchronized 更多更灵活的特性可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量ReentrantLock 比 synchronized 的扩展性体现在几点上1 ReentrantLock 可以对获取锁的等待时间进行设置这样就避免了死锁2 ReentrantLock 可以获取各种锁的信息3 ReentrantLock 可以灵活地实现多路通知另外二者的锁机制其实也是不一样的。ReentrantLock 底层调用的是 Unsafe 的 park 方法加锁synchronized 操作的应该是对象头中 mark word这点我不能确定。23、什么是乐观锁和悲观锁1 乐观锁就像它的名字一样对于并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态乐观锁认为竞争不总 是会发生因此它不需要持有锁将比较-替换这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量如果失败则表示发生冲突那么就应该有相应的重试逻辑。2 悲观锁还是像它的名字一样对于并发间操作产生的线程安全问题持悲观状态悲观锁认为竞争总 是会发生因此每次对某资源进行操作时都会持有一个独占的锁就像 synchronized不管三七二十一直接上了锁就操作资源了。24、线程 B 怎么知道线程 A 修改了变量1 volatile 修饰变量2 synchronized 修饰修改变量的方法3 wait/notify4 while 轮询25、synchronized、volatile、CAS 比较1 synchronized 是悲观锁属于抢占式会引起其他线程阻塞。2 volatile 提供多线程共享变量可见性和禁止指令重排序优化。3 CAS 是基于冲突检测的乐观锁非阻塞26、sleep 方法和 wait 方法有什么区别?这个问题常问sleep 方法和 wait 方法都可以用来放弃 CPU 一定的时间不同点在于如果线程持有某个对象的监视器sleep 方法不会放弃这个对象的监视器wait 方法会放弃这个对象的监视器27、ThreadLocal 是什么有什么用ThreadLocal 是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射各个线程之间的变量互不干扰在高并发场景下可以实现无状态的调用 特别适用于各个线程依赖不通的变量值完成操作的场景。简单说 ThreadLocal 就是一种以空间 换 时 间 的 做 法 在 每 个 Thread 里 面 维 护 了 一 个 以 开 地 址 法 实 现 的ThreadLocal.ThreadLocalMap把数据进行隔离数据不共享自然就没有线程安全方面的问题了。28、为什么 wait()方法和 notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用这是 JDK 强制的wait()方法和 notify()/notifyAll()方法在调用前都必须先获得对象的锁29、多线程同步有哪几种方法Synchronized 关键字Lock 锁实现分布式锁等。30、线程的调度策略线程调度器选择优先级最高的线程运行但是如果发生以下情况就会终止线程的运行1 线程体中调用了 yield 方法让出了对 cpu 的占用权利2 线程体中调用了 sleep 方法使线程进入睡眠状态3 线程由于 IO 操作受到阻塞4 另外一个更高优先级线程出现5 在支持时间片的系统中该线程的时间片用完31、ConcurrentHashMap 的并发度是什么ConcurrentHashMap 的并发度就是 segment 的大小默认为 16这意味着最多同时可以有16 条线程操作 ConcurrentHashMap这也是 ConcurrentHashMap 对 Hashtable 的最大优势任何情况下Hashtable 能同时有两条线程获取 Hashtable 中的数据吗32、Linux 环境下如何查找哪个线程使用 CPU 最长1 获取项目的 pidjps 或者 ps -ef | grep java2 top -H -p pid顺序不能改变33、Java 死锁以及如何避免Java 中的死锁是一种编程情况其中两个或多个线程被永久阻塞Java 死锁情况出现至少两个线程和两个或更多资源。Java 发生死锁的根本原因是在申请锁时发生了交叉闭环申请。34、死锁的原因1 是多个线程涉及到多个锁这些锁存在着交叉所以可能会导致了一个锁依赖的闭环。例如线程在获得了锁 A 并且没有释放的情况下去申请锁 B这时另一个线程已经获得了锁 B在释放锁 B 之前又要先获得锁 A因此闭环发生陷入死锁循环。2 默认的锁申请操作是阻塞的。所以要避免死锁就要在一遇到多个对象锁交叉的情况就要仔细审查这几个对象的类中的 所有方法是否存在着导致锁依赖的环路的可能性。总之是尽量避免在一个同步方法中调用 其它对象的延时方法和同步方法。35、怎么唤醒一个阻塞的线程如果线程是因为调用了 wait()、sleep()或 者 join()方法而导致的阻塞可以中断线程并且通过抛出 InterruptedException 来唤醒它如果线程遇到了 IO 阻塞无能为力因为 IO 是操作系统实现的Java 代码并没有办法直接接触到操作系统。36、不可变对象对多线程有什么帮助前面有提到过的一个问题不可变对象保证了对象的内存可见性对不可变对象的读取不需 要进行额外的同步手段提升了代码执行效率。37、什么是多线程的上下文切换多线程的上下文切换是指 CPU 控制权由一个已经正在运行的线程切换到另外一个就绪并等待获取 CPU 执行权的线程的过程。38、如果你提交任务时线程池队列已满这时会发生什么这里区分一下1如果使用的是无界队列 LinkedBlockingQueue也就是无界队列的话没关系继续添加任务到阻塞队列中等待执行因为 LinkedBlockingQueue 可以近乎认为是一个无穷大的队列可以无限存放任务 2 如果 使 用的 是 有界 队 列 比如 ArrayBlockingQueue 任务 首 先会 被 添加 到ArrayBlockingQueue 中ArrayBlockingQueue 满了会根据 maximumPoolSize 的值增加线程数量如果增加了线程数量还是处理不过来ArrayBlockingQueue 继续满那么则会使用拒绝策略 RejectedExecutionHandler 处理满了的任务默认是 AbortPolicy39、Java 中用到的线程调度算法是什么抢占式。一个线程用完 CPU 之后操作系统会根据线程优先级、线程饥饿情况等数据算出一个总的优先级并分配下一个时间片给某个线程执行。40、什么是线程调度器(Thread Scheduler)和时间分片(TimeSlicing)线程调度器是一个操作系统服务它负责为 Runnable 状态的线程分配 CPU 时间。一旦我们创建一个线程并启动它它的执行便依赖于线程调度器的实现。时间分片是指将可用的CPU 时间分配给可用的 Runnable 线程的过程。分配 CPU 时间可以基于线程优先级或者线程等待的时间。线程调度并不受到 Java 虚拟机控制所以由应用程序来控制它是更好的选择也就是说不要让你的程序依赖于线程的优先级。41、什么是自旋很多 synchronized 里面的代码只是一些很简单的代码执行时间非常快此时等待的线程都加锁可能是一种不太值得的操作因为线程阻塞涉及到用户态和内核态切换的问题。既然synchronized 里面的代码执行得非常快 不妨让等待锁的线程不要被阻塞 而是在synchronized 的边界做忙循环这就是自旋。如果做了多次忙循环发现还没有获得锁再阻塞这样可能是一种更好的策略。42、Java Concurrency API 中的 Lock 接口(Lock interface)是什么对比同步它有什么优势Lock 接口比同步方法和同步块提供了更具扩展性的锁操作。他们允许更灵活的结构可以具有完全不同的性质并且可以支持多个相关类的条件对象。它的优势有1 可以使锁更公平2 可以使线程在等待锁的时候响应中断3 可以让线程尝试获取锁并在无法获取锁的时候立即返回或者等待一段时间4 可以在不同的范围以不同的顺序获取和释放锁43、单例模式的线程安全性老生常谈的问题了首先要说的是单例模式的线程安全意味着某个类的实例在多线程环境 下只会被创建一次出来。单例模式有很多种的写法我总结一下1 饿汉式单例模式的写法线程安全2 懒汉式单例模式的写法非线程安全3 双检锁单例模式的写法线程安全44、Semaphore 有什么作用Semaphore 就是一个信号量它的作用是限制某段代码块的并发数。Semaphore 有一个构造函数可以传入一个 int 型整数 n表示某段代码最多只有 n 个线程可以访问如果超出了 n那么请等待等到某个线程执行完毕这段代码块下一个线程再进入。由此可以看出如果 Semaphore 构造函数中传入的 int 型整数 n1相当于变成了一个 synchronized 了。45、Executors 类是什么Executors 为 ExecutorExecutorServiceScheduledExecutorServiceThreadFactory 和 Callable类提供了一些工具方法。Executors 可以用于方便的创建线程池46、线程类的构造方法、静态块是被哪个线程调用的这是一个非常刁钻和狡猾的问题。请记住线程类的构造方法、静态块是被 new 这个线程类所在的线程所调用的而 run 方法里面的代码才是被线程自身所调用的。如果说上面的说法让你感到困惑那么我举个例子假设 Thread2 中 new 了 Thread1main函数中 new 了 Thread2那么1 Thread2 的构造方法、静态块是 main 线程调用的Thread2 的 run()方法是 Thread2 自己调用的2 Thread1 的构造方法、静态块是 Thread2 调用的Thread1 的 run()方法是 Thread1 自己调用的47、同步方法和同步块哪个是更好的选择?同步块这意味着同步块之外的代码是异步执行的这比同步整个方法更提升代码的效率。 请知道一条原则同步的范围越小越好。48、Java 线程数过多会造成什么异常1 线程的生命周期开销非常高2 消耗过多的 CPU 资源如果可运行的线程数量多于可用处理器的数量那么有线程将会被闲置。大量空闲的线程会 占用许多内存给垃圾回收器带来压力而且大量的线程在竞争 CPU 资源时还将产生其他性能的开销。3 降低稳定性JVM 在可创建线程的数量上存在一个限制这个限制值将随着平台的不同而不同并且承受着多个因素制约包括 JVM 的启动参数、Thread 构造函数中请求栈的大小以及底层操作系统对线程的限制等。如果破坏了这些限制那么可能抛出 OutOfMemoryError 异常。