2025秋招Java面试必备：10道并发编程实战考题

随着分布式系统和高并发应用的普及，Java并发编程能力已成为中高级后端开发工程师的必备技能。在2025年的秋招面试中，面试官会更加注重候选人对并发编程原理的理解和实际应用能力。以下是精心整理的10道高频实战考题，助你顺利通过技术面试。

1. 线程安全与锁机制

问题：请说明synchronized和ReentrantLock的区别，并描述在什么场景下会选择使用ReentrantLock。

这道题考察对Java基础锁机制的理解。synchronized是JVM层面的关键字，而ReentrantLock是JDK提供的API类，两者在功能和使用上有显著差异：

• 锁的获取方式：synchronized是隐式获取释放，ReentrantLock需要显式调用lock和unlock
• 可中断性：ReentrantLock支持在等待锁的过程中响应中断
• 公平锁选项：ReentrantLock可以构造公平锁，减少线程饥饿
• 条件变量：ReentrantLock可以绑定多个Condition对象

在需要更细粒度控制锁的场景，如限时获取锁、公平性要求高或需要多个等待条件时，应优先选择ReentrantLock。

2. volatile关键字的内存语义

问题：volatile关键字如何保证可见性和有序性？它能保证原子性吗？请举例说明。

volatile是轻量级的同步机制，通过内存屏障实现以下特性：

需要注意的是，volatile不能保证复合操作的原子性，如count++这样的操作仍然需要同步。

3. ConcurrentHashMap的并发优化

问题：JDK 1.8中ConcurrentHashMap如何实现高并发下的线程安全？与HashTable和Collections.synchronizedMap有什么区别？

ConcurrentHashMap在JDK 1.8中放弃了分段锁，改用更细粒度的锁策略：

• 使用Node数组+链表/红黑树结构
• 对数组的每个桶（bucket）使用synchronized同步
• 引入CAS操作保证原子性的无锁更新
• sizeCtl字段控制扩容时的并发安全

相比于HashTable的全局锁，ConcurrentHashMap的锁粒度更小，并发度更高，在读写分离场景下性能优势明显。

4. 线程池的核心参数与工作流程

问题：ThreadPoolExecutor有哪些核心参数？请描述线程池的工作流程和任务拒绝策略。

线程池的七大核心参数决定了其行为特性：

• corePoolSize：核心线程数，即使空闲也不会被回收
• maximumPoolSize：最大线程数限制
• keepAliveTime：非核心线程空闲存活时间
• workQueue：任务队列，如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue
• threadFactory：线程工厂，用于创建线程
• handler：拒绝策略，当队列和线程池都满时的处理方式

四种内置拒绝策略包括AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者执行）、DiscardPolicy（直接丢弃）和DiscardOldestPolicy（丢弃最老任务）。

5. AQS原理与实现

问题：请阐述AQS（AbstractQueuedSynchronizer）的工作原理，并说明ReentrantLock如何基于AQS实现。

AQS是Java并发包的核心基础组件，通过一个volatile的int状态变量和一个FIFO队列来实现同步：

• 状态管理：通过getState、setState和compareAndSetState操作状态值
• 队列管理：使用CLH队列的变体管理等待线程
• 模板方法：定义tryAcquire、tryRelease等模板方法供子类实现

ReentrantLock通过内部Sync类继承AQS，实现了可重入的独占锁功能，公平锁和非公平锁分别对应FairSync和NonfairSync。

6. 原子类与CAS机制

问题：什么是CAS？AtomicInteger等原子类如何利用CAS实现无锁编程？CAS存在哪些问题？

CAS（Compare And Swap）是CPU提供的原子指令，包含三个操作数：内存位置V、预期原值A和新值B。当且仅当V的值等于A时，才会用B更新V的值。

AtomicInteger的实现原理：

• 使用Unsafe类提供硬件级别的原子操作
• 通过volatile value保证可见性
• 自旋CAS实现无锁更新

CAS的典型问题包括ABA问题（通过AtomicStampedReference解决）和自旋开销。

7. 线程间通信与协作

问题：请说明wait/notify与Condition await/signal的区别，并实现一个生产者-消费者模型。

两种通信机制的主要区别：

8. Fork/Join框架原理

问题：Fork/Join框架如何实现工作窃取算法？请举例说明其适用场景。

Fork/Join框架是JDK 7引入的并行计算框架，核心特点包括：

• 工作窃取（Work-Stealing）算法：空闲线程从其他线程队列尾部窃取任务
• 分治思想：将大任务分解为小任务并行执行
• 递归任务：通过ForkJoinTask的fork和join方法实现任务拆分与合并

适用场景包括大规模数据处理、递归算法并行化（如归并排序、快速排序）等计算密集型任务。

9. 并发容器选型与性能考量

问题：在高并发场景下，如何选择合适的并发容器？请比较CopyOnWriteArrayList与ConcurrentLinkedQueue的适用场景。

不同并发容器的性能特点和适用场景：

• CopyOnWriteArrayList：读多写少的场景，写操作通过复制整个数组实现
• ConcurrentLinkedQueue：无界非阻塞队列，基于CAS实现的高性能队列
• BlockingQueue家族：ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等，支持阻塞操作

10. 死锁诊断与预防

问题：什么是死锁？产生死锁的必要条件是什么？如何预防和检测死锁？

死锁是指两个或更多线程永久阻塞，每个线程都在等待其他线程释放资源。产生死锁的四个必要条件：

• 互斥条件：资源不能被共享，只能由一个线程使用
• 请求与保持条件：线程已持有资源，又请求其他资源
• 不可剥夺条件：已分配的资源不能被强制剥夺
• 循环等待条件：多个线程形成头尾相接的循环等待资源关系

预防死锁的策略包括破坏四个必要条件中的至少一个，如使用锁顺序、超时机制等。

掌握这些并发编程的核心考点，不仅能够帮助你在2025秋招中脱颖而出，更重要的是能够提升在实际项目中的问题解决能力。建议结合源码阅读和实际编码练习，深入理解每个知识点背后的原理和实现。