Java多线程，被面试官难倒了

　　本期是【 大厂面试 】系列文章的第 5 期，题目来源于网络。 面试现场
　　面试官 ： 看你简历上写了精通多线程，来聊聊，为什么要使用多线程呢？
　　独白：精通...您不会真信了吧...
　　大彬 ：使用多线程最主要的原因是提高系统的资源利用率。
　　大彬 ：多个线程同时运行，可以减少线程上下文切换的开销，提高并发的能力和CPU的利用效率。
　　大彬 ：在平时工作中多线程也是常见的。比如Tomcat每处理一个请求都会从线程连接池里取一个线程去处理。
　　面试官 ： 嗯，那什么场景可以使用多线程呢？
　　大彬 ：一些并发量大的场景，比如读入大量文件写入数据库，使用多线程能够极大提高效率。
　　大彬 ：耗时比较长的任务，比如用户注册之后发送邮件、短信之类的操作，这种任务就算失败了也不是特别重要，可以使用异步线程去处理。
　　大彬 ：定时任务，比如定期更新配置文件、备份数据之类的任务。
　　面试官 ： 嗯，平时在使用多线程的时候，可能会遇到线程安全的问题吧。讲讲什么是线程安全？
　　大彬 ：我是这么理解的，当多个线程访问一个对象时，如果不用考虑这些线程在运行时环境下的调度和交替执行，也不需要进行额外的同步，调用这个对象的行为都可以获得正确的结果，那这个对象就是线程安全的。
　　面试官 ： 那你平时怎么处理线程安全问题的？
　　独白：幸亏看了【面试笔记】，不慌哈哈
　　大彬 ：这个还得具体问题具体分析。首先判断有没有线程安全问题，若有则根据具体的情况去处理线程安全的问题。
　　大彬 ：比如涉及到操作的原子性，可以考虑使用原子类。
　　大彬 ：如果涉及到对线程的控制，可以考虑线程工具类 CountDownLatch /Semaphore 等等。
　　大彬 ：集合类的话，考虑 java.util.concurrent 包下的集合类。
　　大彬 ：还有 synchronized 和lock 包下的类，redis分布式锁等。
　　面试官 ：刚刚提到 synchronized ，讲讲它的底层原理？
　　独白：底层原理...裂开
　　大彬 ： synchronized  同步代码块的实现是通过 monitorenter 和 monitorexit 指令，其中 monitorenter 指令指向同步代码块的开始位置，monitorexit 指令则指明同步代码块的结束位置。当执行 monitorenter 指令时，线程试图获取锁也就是获取 monitor 的持有权。
　　独白：monitor对象存在于每个Java对象的对象头中， synchronized 锁便是通过这种方式获取锁的，这也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因。
　　大彬 ：其内部包含一个计数器，当计数器为0则可以成功获取，获取后将锁计数器设为1也就是加1。相应的在 执行 monitorexit 指令后，将锁计数器设为0 ，表明锁被释放。如果获取对象锁失败，那当前线程就要阻塞等待，直到锁被另外一个线程释放为止。
　　大彬 ： synchronized  修饰的方法并没有 monitorenter 指令和 monitorexit 指令，取得代之的确实是ACC_SYNCHRONIZED 标识，该标识指明了该方法是一个同步方法，JVM 通过该 ACC_SYNCHRONIZED  访问标志来辨别一个方法是否声明为同步方法，从而执行相应的同步调用。
　　面试官 ：那synchronized和ReentrantLock有什么区别呢？
　　大彬 ： 使用synchronized关键字实现同步，线程执行完同步代码块会自动释放锁，而ReentrantLock需要手动释放锁。 synchronized是非公平锁，ReentrantLock默认是非公平锁，可以设置为公平锁。 ReentrantLock上等待获取锁的线程是可中断的，线程可以放弃等待锁。而synchonized会无限期等待下去。 ReentrantLock 可以设置超时获取锁。在指定的截止时间之前获取锁，如果截止时间到了还没有获取到锁，则返回。 ReentrantLock 的 tryLock() 方法可以尝试非阻塞的获取锁，调用该方法后立刻返回，如果能够获取则返回true，否则返回false。
　　面试官 ：什么叫公平锁和非公平锁？
　　大彬 ：如果是按照线程访问顺序去获取对象锁，则为公平锁，否则为非公平锁。
　　面试官 ：知道什么是CAS吗？
　　大彬 ：嗯，CAS全称Compare And Swap，比较与交换，是乐观锁的主要实现方式。CAS 在不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步。ReentrantLock 内部的 AQS 和原子类内部都使用了 CAS。
　　大彬 ：CAS算法涉及到三个操作数：需要读写的内存值 V；进行比较的值 A；要写入的新值 B。
　　大彬 ：只有当 V 的值等于 A 时，才会使用原子方式用新值B来更新V的值，否则会继续重试直到成功更新值。
　　大彬 ：以 AtomicInteger 为例，AtomicInteger 的 getAndIncrement()方法底层就是CAS实现，关键代码是  compareAndSwapInt(obj, offset, expect, update) ，其含义就是，如果obj 内的value 和expect 相等，就证明没有其他线程改变过这个变量，那么就更新它为update ，如果不相等，那就会继续重试直到成功更新值。
　　面试官 ：基础掌握的不错，今天面试就到这吧~