Java经典面试题11-20

（11）ReentrantLock中的公平锁和非公平锁的底层实现

首先不管是公平锁和非公平锁，它们的底层实现都会使用AQS来进行排队，它们的区别在于：

线程在使用lock()方法加锁时，如果是公平锁，会先检查AQS队列是否存在线程在排队，
如果有线程在排队，则当前线程也进行排队，
如果是非公平锁，则不会去检查是否有线程在排队，而是直接竞争锁

不管是公平锁还是非公平锁，一旦没竞争到锁，都会进行排队，当锁释放时，都是唤醒排在最前面的线程，所以非公平锁只是体现在了线程加锁阶段，而没有体现在线程唤醒阶段。
另外，ReentranLock是可重入锁，不管是公平锁还是非公平锁都是可重入的。

package com.Test0721;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Test11 {

    static ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock();//默认都是非公平锁

    public static void main(String[] args) {
        reentrantLock.lock();
        reentrantLock.lock();//加锁两次

        reentrantLock.unlock();
        reentrantLock.unlock();//解锁两次

    }
}

（12）ReentrantLock中tryLock()和Lock()方法的区别

tryLock()表示尝试加锁，可能加到，也可能加不到，该方法不会阻塞线程，如果加到锁则返回true，没有加到锁则返回false
lock()表示阻塞加锁，线程会阻塞直到加锁，方法也没有返回值

package com.Test0721;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

import static com.Test0721.Test11.reentrantLock;

//ReentrantLock中tryLock()和Lock()方法的区别
public class Test12 {

    static ReentrantLock renntrantLock = new ReentrantLock();

    public static void main(String[] args) {

        renntrantLock.lock();//阻塞加锁，如果没获得到锁的话，他不会继续执行下面的其他代码，没有返回值
        //其他代码

        boolean result = reentrantLock.tryLock();//非阻塞锁，不管加没加到锁，都会有返回值boolean，没有就返回false

        //自选锁
        while (!reentrantLock.tryLock()){
            //其他事情
        }
//        其他代码

    }
}

（13）CountDownLatch和Semaphore的区别和底层原理

CountDownLatch表示计数器，可以给CountDownLatch设置一个数字，一个线程调用CountDownLatch的await()将会阻塞，其他线程可以调用CountDownLatch的countDown()方法来对CountDownLatch中的数字减一，当数字减成0后，所有的await的线程将被唤醒。
对应的底层原理就是，调用await()方法的线程会利用AQS排队，一旦数字被减到0，则会将AQS中排队的线程依次唤醒。
Semaphore表示信号量，可以设置许可的个数，表示同时允许最多多个线程使用该信号量，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()方式来释放许可，当某个线程释放了某个许可后，会从AQS中正在排队的第一个线程开始依次唤醒，直到没有空闲许可。

package com.Test0721;

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class Test13 {

    static Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        //线程1
        semaphore.acquire();

        //线程2
        semaphore.acquire();

        //线程3
        semaphore.acquire();

        //线程4
        semaphore.acquire();//阻塞

        //线程1
        semaphore.release();

    }
}

（14）Sychronized的偏向锁、轻量级锁、重量级锁

偏向锁：在锁对象的对象头中记录⼀下当前获取到该锁的线程ID，该线程下次如果又来获取该锁就可以直接获取到了。
轻量级锁：由偏向锁升级而来，当一个线程获取到锁后，此时这把锁是偏向锁，此时如果有第⼆个线程来竞争锁，偏向锁就会升级为轻量级锁，之所以叫轻量级锁，是为了和重量级锁区分开来，轻量级锁底层是通过自旋来实现的，并不会阻塞线程。
重量级锁：如果自旋次数过多仍然没有获取到锁，则会升级为重量级锁，重量级锁会导致线程阻塞。
自旋锁：自旋锁就是线程在获取锁的过程中，不会去阻塞线程，也就无所谓唤醒线程，阻塞和唤醒这两个步骤都是需要操作系统去进行的，比较消耗时间。自旋锁是线程通过CAS获取预期的一个标记，如果没有获取到，则继续循环获取，如果获取到了则表示获取到了锁，这个过程线程⼀直在运行中，相对而言没有使用太多的操作系统资源，比较轻量。

（15）Sychronized和ReentrantLock的区别

sychronized是⼀个关键字，ReentrantLock是⼀个类
sychronized会⾃动的加锁与释放锁，ReentrantLock需要程序员⼿动加锁与释放锁
sychronized的底层是JVM层⾯的锁，ReentrantLock是API层⾯的锁
sychronized是⾮公平锁，ReentrantLock可以选择公平锁或⾮公平锁
sychronized锁的是对象，锁信息保存在对象头中，ReentrantLock通过代码中int类型的state标识来标识锁的状态
sychronized底层有⼀个锁升级的过程

（16）线程池内部是通过队列+线程实现的，当我们利用线程池执行任务时

1. 如果此时线程池中的线程数量小于corePoolSize，即使线程池中的线程都处于空闲状态，也要创建新的线程来处理被添加的任务。
2. 如果此时线程池中的线程数量等于corePoolSize，但是缓冲队列workQueue未满，那么任务被放入缓冲队列。
3. 如果此时线程池中的线程数量大于等于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量小于maximumPoolSize，建新的线程来处理被添加的任务。
4. 如果此时线程池中的线程数量大于corePoolSize，缓冲队列workQueue满，并且线程池中的数量等于maximumPoolSize，那么通过 handler所指定的策略来处理此任务。
5. 当线程池中的线程数量大于corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止。这样，线程池可以动态的调整池中的线程数。

（17）JVM中哪些是线程共享区

堆区和方法区是所有线程共享的，栈、本地方法栈、程序计数器是每个线程独有的

（18）JVM中哪些可以作为gc root

什么是gc root，JVM在进行垃圾回收时，需要找到“垃圾”对象，也就是没有被引用的对象，但是直接找“垃圾”对象是比较耗时的，所以反过来，先找“非垃圾”对象，也就是正常对象，那么就需要从某些“根”的引用路径找到正常对象，而这些“根”有一个特征，就是它只会引用其他对象

例如：栈中的本地变量、方法区的静态变量、本地方法栈中的变量、正常运行的线程等可以作为gc root。

（19）你们项目如何排查JVM问题

对于还在正常运行的系统：

可以使用jmap来查看JVM中各个区域的使用情况
可以通过jstack来查看线程的运行情况，比如哪些线程阻塞、是否出现了死锁
可以通过jstat命令来查看垃圾回收的情况，特别是fullgc，如果发现fullgc比较频繁，那么就得进⾏调优了
通过各个命令的结果，或者jvisualvm等工具来进行分析
首先，初步猜测频繁发送fullgc的原因，如果频繁发生fullgc但是又⼀直没有出现内存溢出，那么表示fullgc实际上是回收了很多对象了，所以这些对象最好能在younggc过程中就直接回收掉，避免这些对象进⼊到老年代，对于这种情况，就要考虑这些存活时间不长的对象是不是比较大，导致年轻代放不下，直接进入到了老年代，尝试加大年轻代的大小，如果改完之后，fullgc减少，则证明修改有效
同时，还可以找到占用CPU最多的线程，定位到具体的方法，优化这个方法的执行，看是否能避免某些对象的创建，从而节省内存

（20）说说类加载器双亲委派模型

JVM中存在三个默认的类加载器：

BootstrapClassLoader
ExtClassLoader
AppClassLoader

AppClassLoader的父加载器是ExtClassLoader
ExtClassLoader的父加载器是BootstrapClassLoader。

JVM在加载⼀个类时，会调用AppClassLoader的loadClass方法来加载这个类，不过在这个方法中，会先使用ExtClassLoader的loadClass方法来加载类，同样ExtClassLoader的loadClass方法中，会先使用BootstrapClassLoader来加载类，如果BootstrapClassLoader加载到了就直接成功，如果BootstrapClassLoader没有加载到，那么ExtClassLoader就会自己尝试加载该类，如果没有加载到，那么则会由AppClassLoader来加载这个类。

所以，双亲委派指得是，JVM在加载类时，会委派给Ext和Bootstrap进行加载，如果没加载到才由自己进行加载。

Java经典面试题11-20

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