并发编程面试题

一、Java开发中用过哪些锁
1、乐观锁
　　乐观锁顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS(Compare and Swap 比较并交换)实现的
　　乐观锁适合读操作非常多的场景，不加锁会带来大量的性能提升；　　
　　乐观锁在Java中的使用，是无锁编程，常常采用的是CAS算法，典型的例子就是原子类，通过CAS自旋实现原子操作的更新。
2、悲观锁
　　悲观锁总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁。比如Java里面的同步原语synchronized关键字的实现就是悲观锁。
　　悲观锁适合写操作非常多的场景；
　　悲观锁在Java中的使用，就是利用各种锁；
3、独享锁
　　独享锁是指该锁一次只能被一个线程所持有。
　　独享锁通过AQS来实现的，通过实现不同的方法，来实现独享锁。
　　对于Synchronized而言，当然是独享锁。
4、共享锁
　　共享锁是指该锁可被多个线程所持有。
　　读锁的共享锁可保证并发读是非常高效的，读写，写读，写写的过程是互斥的。
　　共享锁也是通过AQS来实现的，通过实现不同的方法，来实现共享锁。
5、互斥锁
　　互斥锁在Java中的具体实现就是ReentrantLock。
6、读写锁
　　读写锁在Java中的具体实现就是ReadWriteLock。
7、可重入锁　　　　
　　重入锁也叫作递归锁，指的是同一个线程外层函数获取到一把锁后，内层函数同样具有这把锁的控制权限；
　　synchronized和ReentrantLock就是重入锁对应的实现；
　　synchronized重量级的锁 ；
　　ReentrantLock轻量级的锁；
8、公平锁
　　公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。
　　对于Java ReetrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。
9、非公平锁
　　非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能，会造成优先级反转或者饥饿现象。　　
　　对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。
10、分段锁
　　分段锁其实是一种锁的设计，并不是具体的一种锁，对于ConcurrentHashMap而言，其并发的实现就是通过分段锁的形式来实现高效的并发操作。
　　我们以ConcurrentHashMap来说一下分段锁的含义以及设计思想，ConcurrentHashMap中的分段锁称为Segment，它即类似于HashMap（JDK7和JDK8中HashMap的实现）的结构，即内部拥有一个Entry数组，数组中的每个元素又是一个链表；同时又是一个ReentrantLock（Segment继承了ReentrantLock）。
　　当需要put元素的时候，并不是对整个hashmap进行加锁，而是先通过hashcode来知道他要放在哪一个分段中，然后对这个分段进行加锁，所以当多线程put的时候，只要不是放在一个分段中，就实现了真正的并行的插入。
　　但是，在统计size的时候，可就是获取hashmap全局信息的时候，就需要获取所有的分段锁才能统计。
　　分段锁的设计目的是细化锁的粒度，当操作不需要更新整个数组的时候，就仅仅针对数组中的一项进行加锁操作。
11、偏向锁　　
　　偏向锁是指一段同步代码一直被一个线程所访问，那么该线程会自动获取锁。降低获取锁的代价。
12、轻量级锁
　　轻量级锁是指当锁是偏向锁的时候，被另一个线程所访问，偏向锁就会升级为轻量级锁，其他线程会通过自旋的形式尝试获取锁，不会阻塞，提高性能。
13、重量级锁
　　重量级锁是指当锁为轻量级锁的时候，另一个线程虽然是自旋，但自旋不会一直持续下去，当自旋一定次数的时候，还没有获取到锁，就会进入阻塞，该锁膨胀为重量级锁。重量级锁会让他申请的线程进入阻塞，性能降低。
14、自旋锁
　　在Java中，自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。