2023并发编程最新之基础知识面试题【2023并发编程最新之基础知识面试题之36问-第二十八刊】
文章目录
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- 2023并发编程最新基础知识面试题及答案(1)
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- 01、 Java 程序是怎样运行的？
- 02、 说一下Java对象的创建过程?
- 03、 什么是 Class 文件？ Class 文件主要的信息结构有哪些？
- 04、 什么是类加载器，类加载器有哪些？
- 05、 说说类加载的过程？
- 06、 类的实例化顺序？
- 07、 类加载器双亲委派模型机制？
- 08、 什么是不可变对象，它对写并发应用有什么帮助？
- 09、 对象的访问定位有哪几种方式?
- 10、 什么是并发容器的实现？
- 11、 同步方法和同步块，哪个是更好的选择？
- 12、 JVM常用参数有哪些？
- 13、 JVM 运行时内存有哪些组成部分？
- 14、 JVM 选项 -XX:+UseCompressedOops 有什么作用？为什么要使用？
- 15、 JVM的引用类型有哪些？
- 16、 JVM 监控与分析工具你用过哪些？介绍一下。
- 17、 JVM 提供的常用工具？
- 18、 为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面？
- 19、 堆的作用是什么？
- 20、 堆溢出的原因？
- 21、 什么情况下会发生栈溢出？
- 22、 方法区溢出的原因？
- 23、 讲讲什么情况下会出现内存溢出，内存泄漏？
- 24、 怎么获取 Java 程序使用的内存？堆使用的百分比？
- 25、 乐观锁和悲观锁的理解及如何实现，有哪些实现方式？
- 26、 生产环境 CPU 占用过高，你如何解决？
- 27、 Java内存模型？
- 28、 什么是栈？
- 29、 什么是IO密集？
- 30、 运行时常量池的作用是什么?
- 31、 为什么你应该在循环中检查等待条件?
- 32、 CopyOnWriteArrayList 的设计思想?
- 33、 为什么 wait(), notify()和 notifyAll()必须在同步方法或者同步块中被调用？
- 34、 CopyOnWriteArrayList可以用于什么应用场景？
- 35、 CAS的问题？
- 36、 Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么？对比同步它有什么优势？
2023并发编程最新基础知识面试题及答案(1)
01、 Java 程序是怎样运行的？
Java程序的运行过程可以简单概括为以下几个步骤：
1. 编写Java源代码：首先，开发人员使用Java编程语言编写源代码，源代码以.java为扩展名。
2. 编译Java源代码：使用Java编译器（javac）将源代码编译成字节码文件。字节码文件以.class为扩展名，它包含了Java程序的中间代码。
3. 加载类文件：Java虚拟机（JVM）加载字节码文件，并对其中的类进行解析和验证。在加载过程中，JVM会检查字节码文件的结构和依赖关系，确保类的正确性。
4. 执行字节码指令：JVM将加载的字节码文件解释或编译成机器码，并执行其中的字节码指令。字节码指令是一种与平台无关的中间代码，它包含了Java程序的逻辑和操作。
5. 运行Java程序：JVM按照字节码指令的顺序执行Java程序，包括执行方法、创建对象、访问变量等操作。程序的执行结果将根据具体的逻辑和操作进行计算和输出。
需要注意的是，JVM是Java程序的运行环境，它负责解释和执行字节码指令，并提供了一系列的运行时库和服务。JVM是跨平台的，可以在不同的操作系统上运行Java程序。
此外，Java程序还可以与外部环境进行交互，如读写文件、网络通信、数据库访问等。通过使用Java标准库和第三方库，开发人员可以扩展Java程序的功能和应用领域。
02、 说一下Java对象的创建过程?
Java对象的创建过程可以简单地描述为以下几个步骤：
1. 类加载：在Java程序中，首先需要加载对象所属的类。类加载器负责将类的字节码文件加载到内存中，并创建一个Class对象来表示该类。
2. 分配内存：一旦类加载完成，JVM会在堆内存中为对象分配内存空间。Java中的对象都是在堆上创建的，而堆是一个动态分配的内存区域。
3. 初始化零值：在内存分配完成后，JVM会将分配的内存空间初始化为默认的零值。基本类型的字段会被初始化为0，而引用类型的字段会被初始化为null。
4. 设置对象头：在对象的内存空间中，会有一个对象头（Object Header）用于存储对象的元数据信息，如哈希码、锁信息等。
5. 执行构造函数：在对象头设置完成后，JVM会调用对象的构造函数来初始化对象的实例变量。构造函数会根据代码中的逻辑来执行相应的初始化操作。
6. 返回对象引用：当构造函数执行完毕后，会返回一个指向新创建对象的引用。通过该引用，我们可以在程序中操作和访问该对象。
需要注意的是，Java对象的创建过程是在堆上进行的，而基本类型的变量则是直接存储在栈上。此外，对象的销毁过程是由Java的垃圾回收器负责的，在对象不再被引用时，垃圾回收器会自动回收对象所占用的内存空间。
03、 什么是 Class 文件？ Class 文件主要的信息结构有哪些？
Class文件是Java源代码编译后生成的二进制文件，它包含了Java类或接口的完整描述信息，以及字节码指令和其他相关信息。Class文件是Java虚拟机的标准输入格式，用于加载和执行Java程序。
Class文件的主要信息结构包括：
1. 魔数（Magic Number）：Class文件的前4个字节是一个固定的魔数，用于标识文件是否为有效的Class文件。魔数通常为十六进制值0xCAFEBABE。
2. 版本号（Version）：紧接着魔数的是Class文件的版本号，包括主版本号和次版本号。版本号用于指示Class文件所针对的Java版本。
3. 常量池（Constant Pool）：常量池是Class文件中的一个重要部分，用于存储类、接口、字段、方法的符号引用、字面量等信息。常量池是一个表结构，包含了多个常量项。
4. 访问标志（Access Flags）：访问标志用于描述类或接口的访问级别和属性，如public、private、final等。
5. 类索引、父类索引和接口索引：这些索引用于确定类的继承关系和接口实现关系。
6. 字段表（Fields）：字段表用于描述类中定义的字段，包括字段的访问标志、名称、类型等。
7. 方法表（Methods）：方法表用于描述类中定义的方法，包括方法的访问标志、名称、参数类型、返回类型等。
8. 属性表（Attributes）：属性表用于存储额外的类、字段或方法的附加信息，如注解、源码行号等。
Class文件的结构和内容是按照Java虚拟机规范定义的，不同版本的Java虚拟机对Class文件的格式可能会有所差异。通过解析和加载Class文件，Java虚拟机可以动态加载和执行Java程序。
04、 什么是类加载器，类加载器有哪些？
类加载器（Class Loader）是Java虚拟机（JVM）的一部分，负责将类的字节码加载到内存中，并转换成可执行的Java类。类加载器是实现Java动态性和灵活性的关键组件。
Java中的类加载器可以分为以下几类：
1. 启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：它是JVM的一部分，负责加载Java的核心类库，如java.lang包中的类。它是JVM内置的，无法被Java程序直接引用。
2. 扩展类加载器（Extension Class Loader）：它是由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现的，负责加载Java的扩展类库，位于%JAVA_HOME%/jre/lib/ext目录下。
3. 应用程序类加载器（Application Class Loader）：它是由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现的，负责加载应用程序的类，位于类路径（classpath）上。
4. 自定义类加载器（Custom Class Loader）：开发人员可以根据自己的需求自定义类加载器，继承自ClassLoader类，通过重写findClass()方法来实现类的加载。自定义类加载器可以实现一些特定的加载逻辑，如从网络、数据库中加载类等。
类加载器按照父子关系形成了一个层次结构，称为类加载器的双亲委派模型。当一个类需要被加载时，首先由应用程序类加载器尝试加载，如果找不到，则由父类加载器进行尝试，直到达到启动类加载器。这种机制可以确保类的加载是从上层到下层的，避免了类的重复加载和安全性问题。
05、 说说类加载的过程？
类加载是Java虚拟机（JVM）在运行Java程序时将类的字节码加载到内存中的过程。类加载过程可以分为以下几个步骤：
1. 加载（Loading）：类加载的第一个阶段是加载，它负责查找并加载类的字节码文件。类加载器根据类的全限定名（包括包名和类名）在文件系统、网络或其他地方查找对应的字节码文件，并将其读取到内存中。
2. 验证（Verification）：验证阶段是确保类的字节码文件符合Java虚拟机规范的过程。在验证阶段，虚拟机会检查字节码文件的结构和语义，以确保它是有效的、安全的，并且不会破坏虚拟机的稳定性。
3. 准备（Preparation）：准备阶段是为类的静态变量分配内存空间，并设置默认初始值。这些静态变量包括静态字段和静态常量。
4. 解析（Resolution）：解析阶段是将符号引用转换为直接引用的过程。在Java程序中，类之间的引用是通过符号引用来表示的，包括类、方法、字段等。在解析阶段，虚拟机将符号引用解析为对应的直接引用，以便后续的内存访问和调用。
5. 初始化（Initialization）：初始化阶段是执行类的初始化代码的过程。在这个阶段，虚拟机会按照定义的顺序执行类的静态初始化块和静态变量赋值语句。初始化过程是类加载的最后一个阶段，它标志着类的准备工作完成，可以开始正常使用。
需要注意的是，类加载过程是按需进行的，即在首次使用类时才会触发加载。此外，类加载过程是线程安全的，JVM会保证同一个类只会被加载一次，避免重复加载和初始化。
类加载过程的细节和实现方式可能因不同的JVM实现而有所不同，但遵循的基本原理和流程是相似的。类加载机制是Java语言的核心特性之一，它使得Java具有动态性和可扩展性。
06、 类的实例化顺序？
类的实例化顺序是指在创建类的对象时，各个成员变量和代码块的初始化顺序。一般情况下，类的实例化顺序遵循以下规则：
1. 静态变量和静态代码块：首先，会按照它们在代码中出现的顺序依次执行静态变量的初始化和静态代码块的代码。
2. 实例变量和代码块：接下来，会按照它们在代码中出现的顺序依次执行实例变量的初始化和实例代码块的代码。实例代码块在每次创建对象时都会执行。
3. 构造函数：最后，执行构造函数的代码，完成对象的初始化。
下面是一个例子来说明类的实例化顺序：
public class MyClass {
static {
System.out.println("静态代码块1");
}
private static String staticVariable = "静态变量";
static {
System.out.println("静态代码块2");
}
private String instanceVariable = "实例变量";
{
System.out.println("实例代码块");
}
public MyClass() {
System.out.println("构造函数");
}
public static void main(String[] args) {
MyClass myClass = new MyClass();
}
}
运行上述代码，输出结果为：
静态代码块1
静态代码块2
实例代码块
构造函数
可以看到，首先执行静态代码块，然后是静态变量的初始化。接着执行实例代码块，最后执行构造函数。
需要注意的是，如果类继承了其他类，那么会首先初始化父类的静态变量、静态代码块，然后是子类的静态变量、静态代码块，以此类推。实例变量、实例代码块和构造函数的初始化顺序也是一样的。
07、 类加载器双亲委派模型机制？
类加载器的双亲委派模型是Java虚拟机用来加载类的一种机制。根据这个模型，当一个类加载器需要加载一个类时，它首先会委派给它的父类加载器去尝试加载。只有当父类加载器无法加载该类时，子类加载器才会尝试加载。
这种双亲委派模型有以下几个特点：
1. 层次性：类加载器之间形成了层次关系，每个类加载器都有一个父类加载器，除了顶层的启动类加载器外，每个类加载器都有一个唯一的父类加载器。
2. 委派性：当一个类加载器收到加载请求时，它会先将请求委派给父类加载器去尝试加载。只有在父类加载器无法加载时，子类加载器才会尝试加载。
3. 双亲优先：子类加载器在加载类时，会优先委派给父类加载器，这样可以确保类的一致性和避免重复加载。
这种双亲委派模型的好处是可以保证类的一致性，避免重复加载相同的类。同时，它也可以保护核心类库不被篡改，因为核心类库由启动类加载器加载，无法被子类加载器替换。
双亲委派模型在Java中的实现是通过ClassLoader类的loadClass()方法来实现的。当该方法被调用时，它会首先检查是否已经加载过该类，如果没有则委派给父类加载器去加载，直到顶层的启动类加载器。如果所有的父类加载器都无法加载该类，则子类加载器会尝试自己加载。
08、 什么是不可变对象，它对写并发应用有什么帮助？
不可变对象是指一旦创建后其状态就不能被修改的对象。不可变对象的属性值在创建后保持不变，任何修改操作都会返回一个新的对象。常见的不可变对象包括字符串（String）、包装类（Wrapper Class）以及一些自定义的不可变类。
不可变对象对写并发应用有以下几个帮助：
1. 线程安全性：由于不可变对象的状态不可变，多个线程可以同时访问和共享不可变对象，而无需进行额外的同步操作。这样可以避免线程之间的数据竞争和不一致性问题，提高并发应用的安全性。
2. 无需锁机制：不可变对象不需要使用锁机制来保护其状态，因为它的状态不会被修改。这减少了锁的开销和线程上下文切换的开销，提高了并发应用的性能。
3. 可缓存性：由于不可变对象的状态不可变，可以将其缓存起来供多个线程共享使用，避免重复创建对象的开销。这在性能要求较高的场景下尤为重要。
4. 简化代码和调试：不可变对象的状态一旦确定，就不会被修改，这简化了代码的编写和调试过程。不可变对象的属性是只读的，不会被其他代码修改，减少了代码的复杂性和错误的可能性。
总结来说，不可变对象在写并发应用中提供了线程安全性、无需锁机制、可缓存性和简化代码等优势。通过使用不可变对象，可以减少并发编程中的一些常见问题，提高程序的性能和可靠性。
09、 对象的访问定位有哪几种方式?
对象的访问定位有以下几种方式：
1. 直接引用：这是最常见的方式，通过直接使用对象的引用来访问对象。例如，假设有一个名为"person"的对象，我们可以使用以下方式访问它的属性或方法：
Person person = new Person();
person.getName(); // 访问person对象的getName方法
person.age = 25; // 访问person对象的age属性
2. 间接引用：通过其他对象或数据结构来间接引用对象。例如，假设有一个名为"list"的列表，其中包含了多个Person对象，我们可以通过索引来访问特定位置的对象：
List<Person> list = new ArrayList<>();
list.add(new Person("Alice"));
list.add(new Person("Bob"));
Person person = list.get(0); // 通过索引获取列表中的第一个对象
person.getName(); // 访问person对象的getName方法
3. 反射：通过Java的反射机制来访问对象。反射允许在运行时动态地检查类、获取类的信息以及调用类的方法。例如，假设有一个名为"person"的对象，我们可以使用反射来获取并调用它的方法：
Person person = new Person();
Class<?> clazz = person.getClass(); // 获取person对象的类
Method method = clazz.getMethod("getName"); // 获取getName方法
Object result = method.invoke(person); // 调用getName方法
请注意，以上只是一些常见的对象访问定位方式的例子，实际的使用取决于具体的应用场景和需求。
10、 什么是并发容器的实现？
并发容器是指能够在多线程环境下安全地进行并发访问的数据结构。它们提供了一组线程安全的操作方法，以确保在并发访问时数据的一致性和正确性。
并发容器的实现通常涉及以下几个方面：
1. 互斥访问：并发容器使用锁机制或其他同步机制来保护共享数据，确保在同一时间只有一个线程可以访问数据，避免数据竞争和不一致性。
2. 原子操作：并发容器提供了原子操作的接口，这些操作可以在一条指令中完成，保证了操作的原子性，避免了线程之间的干扰。
3. 并发性能优化：并发容器通常会针对不同的并发访问场景进行优化，以提高并发性能。例如，使用分段锁或细粒度锁来减小锁的粒度，减少锁冲突的概率。
4. 内存一致性：并发容器需要考虑多线程间的内存可见性问题，确保数据的修改能够被其他线程正确地观察到。这通常需要使用内存屏障或其他内存同步机制来保证数据的一致性。
常见的并发容器包括线程安全的队列、集合和映射等数据结构，如ConcurrentLinkedQueue、ConcurrentHashMap等。它们在多线程环境下能够提供高效且安全的并发访问操作。
11、 同步方法和同步块，哪个是更好的选择？
同步方法和同步块都是用于实现线程安全的机制，但在选择使用哪种方式时，需要根据具体的情况进行考虑。
同步方法是指使用synchronized关键字修饰整个方法，使得在任意时刻只有一个线程可以执行该方法。同步方法的优点是简单易用，只需在方法声明中添加synchronized关键字即可，无需显式地获取和释放锁。然而，同步方法的缺点是锁的粒度较大，可能会导致性能下降，因为每次只能有一个线程执行该方法，其他线程需要等待。
同步块是指使用synchronized关键字修饰一段代码块，只对该代码块中的内容进行同步。同步块的优点是可以控制锁的粒度，只在需要同步的地方使用，减少了不必要的等待时间，提高了并发性能。同步块的缺点是需要显式地获取和释放锁，需要更加细致地管理锁的使用。
因此，对于选择使用同步方法还是同步块，可以根据以下几个方面进行考虑：
1. 锁的粒度：如果需要同步的代码块较小，只有部分代码需要同步，可以选择使用同步块，以减少锁的粒度。如果整个方法都需要同步，可以选择使用同步方法。
2. 性能需求：如果性能是关键考虑因素，需要尽量减少锁的竞争和等待时间，可以选择使用同步块来控制锁的粒度。
3. 代码可读性：同步方法相对简单，代码可读性较高，适用于简单的同步需求。同步块需要显式地管理锁的获取和释放，代码稍微复杂，适用于更复杂的同步需求。
综上所述，同步方法和同步块都有各自的优缺点，选择使用哪种方式需要根据具体的情况进行综合考虑。
12、 JVM常用参数有哪些？
线上常用的JVM参数可以根据具体的应用程序和环境需求而有所不同。以下是一些常见的JVM参数，用于优化性能、调整内存等方面：
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内存相关参数：
- -Xms: 设置JVM的初始堆内存大小。
- -Xmx: 设置JVM的最大堆内存大小。
- -XX:MaxMetaspaceSize: 设置元空间（替代永久代）的最大大小。
- -XX:InitialRAMPercentage: 设置JVM初始堆内存占用系统可用内存的百分比。
- -XX:MaxRAMPercentage: 设置JVM最大堆内存占用系统可用内存的百分比。
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垃圾回收相关参数：
- -XX:+UseSerialGC: 启用串行垃圾回收器。
- -XX:+UseParallelGC: 启用并行垃圾回收器。
- -XX:+UseConcMarkSweepGC: 启用CMS（并发标记清除）垃圾回收器。
- -XX:+UseG1GC: 启用G1（Garbage-First）垃圾回收器。
- -XX:ParallelGCThreads: 设置并行垃圾回收器的线程数。
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线程相关参数：
- -XX:ThreadStackSize: 设置线程栈的大小。
- -XX:ParallelGCThreads: 设置并行垃圾回收器的线程数。
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JIT编译器相关参数：
- -XX:+TieredCompilation: 启用分层编译。
- -XX:+UseCompressedOops: 启用指针压缩，减小对象指针的大小。
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GC日志相关参数：
- -Xloggc: 设置GC日志文件的路径。
- -XX:+PrintGCDetails: 打印详细的GC日志信息。
- -XX:+PrintGCDateStamps: 打印GC发生的时间戳。
需要注意的是，这些参数只是一些常用的示例，实际使用时需要根据应用程序的特点和需求进行调整和优化。在生产环境中，建议进行性能测试和监控，根据实际情况来选择和调整JVM参数，以获得最佳的性能和稳定性。
13、 JVM 运行时内存有哪些组成部分？
JVM（Java虚拟机）运行时内存主要包括以下几个组成部分：
1. 堆（Heap）：堆是Java虚拟机管理的最大的一块内存区域，用于存储对象实例和数组。堆内存被所有线程共享，在JVM启动时就被分配，用于动态分配和回收内存。堆内存又分为新生代（Young Generation）、老年代（Old Generation）和永久代（Permanent Generation，已在Java 8中被元空间（Metaspace）取代）等区域。
2. 方法区（Method Area）：方法区用于存储类的结构信息、常量、静态变量等数据。方法区也是所有线程共享的内存区域，它在JVM启动时被创建，用于存储类的元数据信息。
3. 栈（Stack）：栈用于存储线程的局部变量、方法参数、方法返回值等数据。每个线程都有自己的栈空间，用于支持方法的调用和执行。栈是线程私有的，随着线程的创建和销毁而动态分配和释放。
4. 本地方法栈（Native Method Stack）：本地方法栈与栈类似，但它用于执行本地方法（Native Method）的调用和执行。
5. PC寄存器（Program Counter Register）：PC寄存器用于存储当前线程执行的字节码指令地址。
6. 堆外内存：堆外内存是指JVM管理之外的内存，例如NIO（New I/O）中使用的直接内存。堆外内存不受JVM堆内存大小的限制，但需要手动管理。
JVM运行时内存的管理和分配是由Java虚拟机自动进行的，开发人员可以通过调整JVM参数来控制内存的大小和行为，以满足不同应用程序的需求。
14、 JVM 选项 -XX:+UseCompressedOops 有什么作用？为什么要使用？
JVM选项 -XX:+UseCompressedOops的作用是启用指针压缩（Compressed Oops），用于在64位JVM中压缩对象指针的存储空间。对象指针通常占用8个字节，但在某些情况下，对象的内存地址可以通过压缩存储为4个字节，从而节省了内存空间。
使用-XX:+UseCompressedOops选项的原因是：
1. 节省内存空间：64位JVM的默认情况下，对象指针占用8个字节。但是，对于大多数应用程序来说，使用4个字节的指针已经足够表示对象的内存地址。启用指针压缩可以将对象指针的存储空间减少一半，从而节省了内存空间。
2. 提高缓存命中率：由于压缩指针占用的内存空间更小，可以容纳更多的对象指针在CPU缓存中，从而提高了缓存的命中率。这可以减少内存访问延迟，提高程序的性能。
需要注意的是，启用指针压缩可能会略微增加CPU的开销，因为在访问对象指针时需要进行额外的解压缩操作。但是，由于节省的内存空间和提高的缓存命中率，通常可以获得更好的整体性能。
在大多数情况下，建议使用-XX:+UseCompressedOops选项来启用指针压缩，除非特定的应用程序或场景需要使用大于32GB内存的堆空间。
15、 JVM的引用类型有哪些？
JVM中的引用类型主要有以下几种：
1. 强引用（Strong Reference）：强引用是最常见的引用类型，如果一个对象被强引用关联着，那么它就不会被垃圾回收器回收，即使内存不足时也不会被回收。
2. 软引用（Soft Reference）：软引用是一种比强引用弱一些的引用类型。当内存不足时，垃圾回收器可能会回收被软引用关联的对象。在Java中，可以使用SoftReference类来创建软引用。
3. 弱引用（Weak Reference）：弱引用也是一种比强引用弱一些的引用类型。当垃圾回收器进行垃圾回收时，无论内存是否足够，都会回收被弱引用关联的对象。在Java中，可以使用WeakReference类来创建弱引用。
4. 虚引用（Phantom Reference）：虚引用是最弱的一种引用类型，它几乎没有引用的作用。虚引用主要用于在对象被回收时收到一个系统通知。在Java中，可以使用PhantomReference类来创建虚引用。
这些引用类型可以用于控制对象的生命周期和内存的回收。强引用可以保证对象不被回收，软引用和弱引用可以在内存不足时进行回收，虚引用则可以用于跟踪对象被回收的情况。
16、 JVM 监控与分析工具你用过哪些？介绍一下。
了解一些常用的JVM监控与分析工具，以下是其中几个：
1. JVisualVM：这是一个Java虚拟机监控和性能分析工具，它可以提供实时的CPU、内存和线程使用情况，以及堆转储分析等功能。它是基于Java VisualVM开发的，可以通过插件扩展功能。
2. Java Mission Control（JMC）：这是Oracle提供的一款商业化的JVM监控和性能分析工具。它可以提供实时的应用程序性能数据，包括线程、内存、垃圾回收等信息。JMC提供了丰富的图表和报告，帮助开发人员进行性能优化和故障排查。
3. VisualGC：这是一个可视化的垃圾回收监控工具，它可以提供关于Java堆和垃圾回收的实时数据。通过图表和图形界面，开发人员可以更直观地了解垃圾回收的情况，优化内存使用和性能。
4. Java Flight Recorder（JFR）：这是JDK自带的一款事件记录器，可以记录应用程序在运行时的各种事件和性能数据。通过JFR，开发人员可以深入分析应用程序的性能问题，并进行优化。
5. Apache JMeter：这是一款用于性能测试的工具，可以模拟大量用户并发访问应用程序。它可以监控和分析应用程序的性能指标，如响应时间、吞吐量等。
这些工具都提供了丰富的功能和界面，可以帮助开发人员监控和分析Java应用程序的性能问题，从而进行优化和故障排查。具体选择哪个工具取决于具体的需求和场景。
17、 JVM 提供的常用工具？
JVM（Java虚拟机）提供了许多常用的工具，用于调试、监控和性能分析等方面。以下是一些常见的JVM工具：
1. jps（Java进程状态工具）：用于列出当前系统中运行的Java进程的信息，如进程ID和类名等。
2. jstack（Java堆栈跟踪工具）：用于生成Java进程的线程快照，可以用于分析线程死锁、死循环等问题。
3. jmap（Java内存映像工具）：用于生成Java进程的堆转储快照，可以分析内存使用情况、查看对象实例、统计对象数量等。
4. jstat（Java统计监视工具）：用于监视和收集Java进程的各种统计信息，如垃圾回收统计、类加载统计、线程统计等。
5. jvisualvm（Java视觉化监视工具）：提供了一个图形界面，可以监视和分析Java应用程序的性能、内存使用、线程等信息。
6. jconsole（Java控制台）：也是一个图形界面工具，可以监视和管理Java应用程序的性能、内存使用、线程等。
7. jcmd（Java命令工具）：提供了一系列用于JVM诊断和性能监控的命令，可以动态地控制和监视Java进程。
这些工具在开发和调试Java应用程序时非常有用，可以帮助开发人员分析和解决各种性能和内存问题。
18、 为什么wait, notify 和 notifyAll这些方法不在thread类里面？
wait、notify和notifyAll这些方法不在Thread类中，而是在Object类中，是因为它们是用于线程间的同步和通信的机制，而不是线程的基本操作。
wait方法用于使当前线程进入等待状态，直到其他线程调用notify或notifyAll方法唤醒它。notify方法用于唤醒一个正在等待的线程，而notifyAll方法则唤醒所有正在等待的线程。这些方法是Object类的一部分，是为了让任何Java对象都能够支持同步和通信的机制。
将这些同步和通信的方法放在Object类中，而不是Thread类中，是因为同步和通信是对象级别的操作，不是线程级别的操作。每个对象都有一个锁（或监视器），wait、notify和notifyAll方法需要获取这个锁来进行操作。因此，这些方法必须与特定的对象关联，而不是与线程本身关联。
另外，将这些方法放在Object类中也符合Java的面向对象设计原则，即将相关的操作和功能放在合适的类中，而不是将所有的功能都放在一个类中。
需要注意的是，在使用wait、notify和notifyAll方法时，必须在同步代码块中使用，即获取对象的锁之后才能调用这些方法。否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。
19、 堆的作用是什么？
堆是一种数据结构，用于存储和管理数据。它的主要作用是实现高效的数据插入和删除操作。堆通常用于优先级队列、排序算法等场景。
举个例子，假设你要管理一群学生的考试成绩。你可以使用一个堆来存储这些成绩，其中堆顶元素是最高分。这样，你可以快速找到最高分的学生，并且在有新的成绩加入时，也可以快速更新堆中的数据。这种方式可以方便地获取最高分或者按照成绩排序。
另外，堆还可以用于调度任务。假设你有一组任务，每个任务都有一个优先级。你可以使用堆来存储这些任务，并根据优先级快速找到最高优先级的任务进行执行。
总之，堆在许多场景中都有着重要的作用，可以高效地进行数据的插入、删除和查找操作。
20、 堆溢出的原因？
堆溢出（Heap Overflow）是指在Java虚拟机的堆内存中分配对象时，无法继续分配新的对象，导致堆内存耗尽的情况。堆溢出的原因主要有以下几个：
1. 对象创建过多：如果程序中频繁地创建大量的对象，并且这些对象没有被及时释放，就会导致堆内存不断增长，最终耗尽堆内存。
2. 内存泄漏：当程序中存在内存泄漏的情况时，即一些对象已经不再被使用，但仍然被引用，导致这些对象无法被垃圾回收器回收。随着时间的推移，堆内存中的对象越来越多，最终导致堆溢出。
3. 长生命周期的对象：如果程序中存在长生命周期的对象，即这些对象在整个程序运行过程中一直存在，并且占用较大的内存空间，就会增加堆溢出的风险。
4. 堆内存设置不合理：如果为Java虚拟机分配的堆内存过小，无法满足程序的需求，也会导致堆溢出。通常可以通过调整-Xmx和-Xms参数来增加堆内存的大小。
5. 递归调用过深：如果程序中存在过深的递归调用，每次递归都会创建新的栈帧，占用堆内存空间，当递归层次过多时，堆内存可能会耗尽。
为了避免堆溢出，可以合理管理对象的生命周期，及时释放不再使用的对象，避免内存泄漏；优化代码，减少对象的创建和销毁；合理设置堆内存大小等。
21、 什么情况下会发生栈溢出？
栈溢出（Stack Overflow）通常发生在以下情况下：
1. 递归调用：当一个方法递归调用自身或其他方法时，如果递归深度过大，栈空间可能会被耗尽，导致栈溢出。
2. 方法调用层级过深：当方法调用的层级过深，每个方法在栈上分配的内存空间过多，超出栈的容量限制，就会发生栈溢出。
3. 局部变量过多或占用过多内存：如果在一个方法中定义了过多的局部变量，或者某个局部变量占用的内存空间过大，也可能导致栈溢出。
4. 无限递归的异常处理：如果在异常处理代码中发生了无限递归，即异常处理代码本身抛出异常，然后又被自身的异常处理代码捕获，这种情况也会导致栈溢出。
当发生栈溢出时，通常会抛出StackOverflowError异常。为了避免栈溢出，可以采取以下措施：
- 优化递归算法，确保递归深度不会过大。
- 减少方法调用层级，避免方法调用过于复杂。
- 合理管理局部变量，避免定义过多或占用过多内存的局部变量。
- 避免在异常处理代码中发生无限递归的情况。
需要根据具体的代码和使用情况来判断并解决栈溢出问题。
22、 方法区溢出的原因？
方法区溢出（Method Area Overflow）是指Java虚拟机中的方法区（Method Area）空间不足，无法容纳新的类元数据、常量池、静态变量等信息，从而导致程序异常或崩溃的现象。
方法区是Java虚拟机规范中的一个概念，它用于存储类的结构信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等。方法区的大小是在虚拟机启动时就被确定的，通常是固定的，取决于具体的虚拟机实现。
方法区溢出可能由以下原因导致：
1. 类过多：如果应用程序中加载了大量的类，方法区的空间可能会被耗尽。这通常发生在动态生成大量类的场景中，比如使用动态代理、动态生成字节码等技术。
2. 字符串常量过多：字符串常量池也位于方法区中，如果应用程序中有大量的字符串常量，也会增加方法区的负担。
3. 长期存活的大对象：如果方法区中的大对象长时间无法被垃圾回收机制回收，也会导致方法区溢出。
4. 类的卸载失败：如果一个类加载器加载了某个类后，该类的实例或者该类的类对象一直被引用着，即使类加载器已经被回收，该类也无法被卸载，这将导致方法区的内存泄漏。
为了避免方法区溢出，可以采取以下措施：
1. 增加方法区的大小：可以通过虚拟机参数调整方法区的大小，例如使用"-XX:MaxMetaspaceSize"参数。
2. 优化类的加载和卸载过程：合理管理类的加载和卸载，避免不必要的类加载和长期占用方法区的对象。
3. 优化字符串常量的使用：避免大量的字符串常量的创建和使用，可以使用字符串池来共享字符串常量。
4. 避免长期存活的大对象：及时释放不再使用的大对象，避免长时间占用方法区的内存。
请注意，方法区是Java虚拟机规范中的一个概念，在不同的虚拟机实现中可能有所不同。以上回答是基于通用的Java虚拟机规范的理解。
23、 讲讲什么情况下会出现内存溢出，内存泄漏？
内存溢出（Out of Memory）和内存泄漏（Memory Leak）是两个与内存管理相关的问题。
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内存溢出：当程序在运行过程中申请的内存超过了系统所能提供的可用内存时，就会发生内存溢出。这通常是由以下情况引起的：- 无限循环：程序中存在无限循环或递归调用，导致内存不断被占用，最终耗尽可用内存。
- 内存泄漏：程序中存在未及时释放的对象或资源，导致内存持续增长，直到耗尽可用内存。
- 大对象：程序中创建了过多的大对象，导致内存无法容纳这些对象。
- 过多线程：程序中创建了过多的线程，每个线程都占用一定的内存，导致内存耗尽。
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内存泄漏：内存泄漏是指程序中已经不再使用的对象或资源没有被正确释放，导致这部分内存无法再被其他对象或资源使用，最终导致内存的浪费。内存泄漏可能由以下情况引起：- 对象引用未被释放：当一个对象不再被使用时，如果其引用没有被置为null，那么该对象将无法被垃圾回收，导致内存泄漏。
- 集合类不正确使用：在使用集合类时，如果没有适时地从集合中移除对象，那么这些对象将一直存在于内存中，导致内存泄漏。
- 文件或资源未关闭：如果打开的文件、数据库连接、网络连接等资源没有被正确关闭，会导致这些资源一直占用内存，引发内存泄漏。
内存溢出和内存泄漏都是常见的内存管理问题，会导致程序的性能下降、系统崩溃或不稳定。为了避免这些问题，开发人员应该注意及时释放不再使用的对象和资源，合理使用内存，并进行内存监控和优化。
24、 怎么获取 Java 程序使用的内存？堆使用的百分比？
要获取Java程序使用的内存以及堆使用的百分比，可以使用Java的管理接口（Java Management Extensions，JMX）来获取相关信息。以下是一种常用的方法：
1. 导入相关的JMX包：
import java.lang.management.ManagementFactory;
import java.lang.management.MemoryMXBean;
import java.lang.management.MemoryUsage;
2. 获取内存管理Bean：
MemoryMXBean memoryMxBean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
3. 获取堆内存使用情况：
MemoryUsage heapMemoryUsage = memoryMxBean.getHeapMemoryUsage();
4. 获取堆内存使用的百分比：
long usedHeapMemory = heapMemoryUsage.getUsed();
long maxHeapMemory = heapMemoryUsage.getMax();
double heapMemoryUsagePercentage = (double) usedHeapMemory / maxHeapMemory * 100;
通过以上方法，可以获取Java程序使用的内存情况以及堆内存使用的百分比。其中，使用 getHeapMemoryUsage() 方法可以获取堆内存使用情况，然后通过计算已使用堆内存和最大堆内存的比例，得到堆内存使用的百分比。
需要注意的是，获取内存使用情况和计算百分比的代码必须在Java程序运行时才能正确获取到实际的内存使用情况。
25、 乐观锁和悲观锁的理解及如何实现，有哪些实现方式？
乐观锁和悲观锁是并发控制的两种不同策略。
乐观锁（Optimistic Locking）的思想是，假设并发操作不会产生冲突，因此不会加锁，而是在更新数据时进行版本检查。当要提交更新时，会比较当前数据的版本与之前读取的版本是否一致，如果一致则提交更新，否则认为数据已被修改，需要进行相应的处理（如回滚或报错）。
悲观锁（Pessimistic Locking）的思想是，假设并发操作会产生冲突，因此在操作数据之前就会加锁，确保其他操作无法同时修改数据。悲观锁适用于并发写操作较多的场景。
实现乐观锁的方式通常有以下几种：
1. 版本号（Versioning）：在数据表中增加一个版本号字段，每次更新时将版本号加一，更新时比较版本号是否一致。
2. 时间戳（Timestamp）：在数据表中增加一个时间戳字段，每次更新时更新时间戳，更新时比较时间戳是否一致。
3. CAS（Compare and Swap）：使用原子操作来比较当前值与期望值是否一致，如果一致则更新，否则重试。
实现悲观锁的方式通常有以下几种：
1. synchronized关键字：使用synchronized关键字对共享资源进行加锁，确保同一时间只有一个线程可以访问。
2. ReentrantLock类：通过ReentrantLock类提供的lock()和unlock()方法来手动控制加锁和解锁的过程。
3. 锁机制（如数据库锁）：通过数据库的锁机制来实现悲观锁，如行级锁、表级锁等。
需要根据具体的业务场景和需求选择合适的乐观锁或悲观锁的实现方式。
26、 生产环境 CPU 占用过高，你如何解决？
针对生产环境中CPU占用过高的问题，可以采取以下几种解决方法：
1. 性能优化：对代码进行性能分析和优化，查找并修复性能瓶颈。可以通过使用更高效的算法、减少循环次数、避免频繁的IO操作等方式来提升代码性能。
2. 多线程处理：如果业务允许，可以将耗时的任务进行多线程处理，将计算密集型的任务分配给多个线程并行执行，以提高CPU利用率。
3. 引入缓存：对于一些重复计算的结果或者频繁访问的数据，可以引入缓存机制，减少对CPU的计算压力。
4. 资源限制：对于某些可能导致CPU占用过高的操作，可以设置资源限制，如设置最大线程数、限制请求频率等，以防止过多的计算任务同时执行。
5. 分布式部署：如果单机的CPU资源已经达到瓶颈，可以考虑将系统进行分布式部署，将负载分散到多台服务器上，以提高整体的计算能力。
6. 监控和调优：使用监控工具对系统进行实时监控，及时发现CPU占用过高的问题，并进行调优和优化。
需要根据具体的业务场景和系统架构来选择合适的解决方法，并进行综合考虑和优化。
27、 Java内存模型？
Java内存模型（Java Memory Model，简称JMM）定义了Java程序中多线程并发访问共享内存的规范。它规定了线程如何与主内存和工作内存进行交互，以及如何保证内存可见性、原子性和有序性。
Java内存模型包含以下几个重要的概念：
1. 主内存（Main Memory）：主内存是所有线程共享的内存区域，包含了所有的变量和对象实例。
2. 工作内存（Working Memory）：每个线程都有自己的工作内存，用于存储主内存中的变量副本。线程对变量的读写操作都是在工作内存中进行的。
3. 内存屏障（Memory Barrier）：内存屏障是一种同步操作，用于保证线程间的内存可见性和有序性。它可以分为读屏障和写屏障，用于刷新变量值到主内存或从主内存加载变量值到工作内存。
4. 原子性（Atomicity）：原子性指的是一个操作是不可分割的，要么全部执行成功，要么全部不执行。Java提供了一些原子性的操作，如AtomicInteger、AtomicLong等。
5. 可见性（Visibility）：可见性指的是当一个线程修改了共享变量的值后，其他线程能够立即看到修改后的值。要保证可见性，需要使用volatile关键字或使用同步操作（如synchronized或Lock）。
6. 有序性（Ordering）：有序性指的是程序执行的结果必须符合指令的顺序性。在Java中，通过内存屏障来保证指令的有序性。
Java内存模型的设计目标是在保证多线程并发访问的正确性的同时，尽量提高程序的执行效率。开发人员在编写多线程程序时，需要遵循Java内存模型的规范，合理使用同步机制和内存屏障，以保证线程安全和正确性。
28、 什么是栈？
栈（Stack）是一种常见的数据结构，它遵循"后进先出"（Last-In-First-Out，LIFO）的原则。栈可以看作是一种特殊的线性表，它只允许在表的一端进行插入和删除操作，这一端被称为栈顶，另一端被称为栈底。
栈的操作主要包括两个基本操作：
1. 入栈（Push）：将元素添加到栈顶。
2. 出栈（Pop）：从栈顶移除元素。
栈的特点是后进先出，也就是最后入栈的元素最先被访问或移除。这是由于栈的插入和删除操作只能在栈顶进行。
栈的应用非常广泛，常见的应用场景包括：
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方法调用：在方法调用时，每个方法的局部变量和返回地址都会被压入栈中，当方法执行完毕后，这些数据又会从栈中弹出。
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表达式求值：在编程语言中，栈可以用于解析和求解表达式，如计算器程序中的中缀表达式转后缀表达式。
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括号匹配：栈可以用于检查括号是否匹配，如圆括号、方括号和花括号等。
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浏览器历史记录：浏览器的后退功能通常使用栈来记录浏览历史。
在编程中，栈可以使用数组或链表来实现。数组实现的栈称为顺序栈，链表实现的栈称为链式栈。无论使用哪种实现方式，栈的基本特性和操作都是相同的。
29、 什么是IO密集？
IO密集（IO-bound）是指在程序运行过程中，主要的瓶颈是输入/输出（IO）操作而不是计算操作。在IO密集型任务中，大部分的时间都花费在等待输入/输出操作的完成，而不是进行计算或处理数据。
在IO密集型任务中，常见的操作包括读取或写入文件、网络通信、数据库查询等。这些操作通常需要与外部资源进行交互，而这些交互的时间相对较长。
与IO密集型任务相对的是计算密集型任务（CPU-bound），在这种任务中，主要的瓶颈是计算操作而不是IO操作。在计算密集型任务中，大部分的时间都花费在进行复杂的计算或数据处理上，而不是等待IO操作的完成。
了解任务是IO密集型还是计算密集型对于进行系统设计和性能优化非常重要。对于IO密集型任务，可以采用异步IO、多线程或使用非阻塞IO等技术来提高性能。而对于计算密集型任务，可以考虑使用并行计算、分布式计算等方法来加速计算过程。
需要根据具体的应用场景和任务需求来判断任务的类型，并选择合适的技术和优化策略。
30、 运行时常量池的作用是什么?
运行时常量池（Runtime Constant Pool）是Java虚拟机中的一块内存区域，用于存储编译期生成的各种字面量和符号引用。它是方法区的一部分，用于支持动态链接、运行时常量池解析等操作。
运行时常量池的作用主要有以下几点：
1. 存储字面量和符号引用：运行时常量池可以存储各种字面量，如字符串、整数、浮点数等，以及符号引用，如类、方法、字段的符号引用。这些字面量和符号引用在程序运行时被使用。
2. 动态链接：在Java程序的运行过程中，需要进行动态链接，即将符号引用解析为直接引用。运行时常量池可以存储类、方法、字段的符号引用，并在需要时进行解析，将其解析为直接引用，以实现动态链接。
3. 运行时常量池解析：运行时常量池中的符号引用可以被解析为直接引用，用于获取类、方法、字段的具体信息，从而进行方法调用、字段访问等操作。
举个例子，假设有以下Java代码：
public class Example {
public static final String MESSAGE = "Hello, World!";
public static void main(String[] args) {
System.out.println(MESSAGE);
}
}
在编译阶段，编译器会将字符串字面量"Hello, World!“存储在运行时常量池中。在运行时，System.out.println(MESSAGE)会从运行时常量池中获取MESSAGE的引用，然后通过引用找到实际的字符串值，最终打印出"Hello, World!”。
这个例子展示了运行时常量池存储字面量和符号引用的作用，以及在运行时解析和使用运行时常量池中的信息。
31、 为什么你应该在循环中检查等待条件?
在多线程编程中，当一个线程等待某个条件满足时，通常会使用循环来检查等待条件。这是因为在多线程环境中，等待条件的状态可能会发生变化，如果不进行循环检查，可能会导致等待条件被错误地认为已经满足，从而引发逻辑错误或不正确的行为。
以下是几个原因说明为什么应该在循环中检查等待条件：
1. 避免虚假唤醒（Spurious Wakeup）：在多线程环境中，等待条件的状态可能会受到其他线程的干扰，导致线程在没有被显式唤醒的情况下醒来。这种情况被称为虚假唤醒。通过循环检查等待条件，可以避免虚假唤醒导致的错误行为。
2. 确保等待条件的正确性：等待条件的状态可能会在等待期间发生变化，只有在等待条件满足时才能安全地继续执行后续操作。通过循环检查等待条件，可以确保等待条件的正确性，并在条件满足时才继续执行。
3. 提高并发性能：循环检查等待条件可以减少线程的不必要等待时间，提高并发性能。当等待条件尚未满足时，线程可以继续执行其他任务，而不是一直等待。
需要注意的是，在循环中检查等待条件时，应该使用适当的同步机制（如synchronized、Lock等）来保证线程安全性，并使用合适的线程间通信方式（如wait/notify、Condition等）来实现等待和唤醒操作。
32、 CopyOnWriteArrayList 的设计思想?
CopyOnWriteArrayList（写时复制数组列表）是Java并发集合中的一种实现，它的设计思想是通过复制原有数组来实现并发安全。
CopyOnWriteArrayList的主要特点是读操作无锁，写操作是通过对底层数组进行复制来实现的。当有写操作发生时，它会创建一个新的数组副本，并在副本上执行写操作，而不影响原有数组。这样可以保证读操作的并发性，因为读操作不会受到写操作的干扰。
CopyOnWriteArrayList适用于读多写少的场景，例如读取频率远远大于写入频率的情况。在这种情况下，使用CopyOnWriteArrayList可以避免使用锁来保证并发安全，提高读取的性能。
然而，由于每次写操作都需要复制整个数组，因此写操作的开销较大，可能会影响性能。因此，CopyOnWriteArrayList适用于数据量较小且写入操作较少的情况。
需要注意的是，由于CopyOnWriteArrayList的写操作是在副本上进行的，因此在并发环境下，读操作可能会看到旧的数据，即读操作不一定能立即反映出最新的写入结果。这是因为写操作和读操作是并发进行的，读操作可能在写操作之前完成，因此读操作可能看到的是旧的数据。
总之，CopyOnWriteArrayList通过复制数组来实现并发安全，适用于读多写少的场景，提供了读操作的高并发性。
33、 为什么 wait(), notify()和 notifyAll()必须在同步方法或者同步块中被调用？
wait()、notify()和notifyAll()方法必须在同步方法或同步块中被调用，是因为它们涉及到线程间的协作和共享资源的同步。
1. wait()方法的调用会使线程进入等待状态，并释放对象的锁。如果wait()方法不在同步方法或同步块中被调用，就无法释放对象的锁，其他线程无法获取锁，导致线程间的协作无法正常进行。
2. notify()和notifyAll()方法用于唤醒等待的线程。如果它们不在同步方法或同步块中被调用，就无法获得对象的锁，无法唤醒等待的线程。
同步方法或同步块提供了线程间的互斥和协作机制。在进入同步方法或同步块时，线程会获取对象的锁，其他线程无法同时访问该方法或块。这样可以确保在调用wait()、notify()或notifyAll()方法时，线程能够正确地获取和释放对象的锁，实现线程间的协作和共享资源的同步。
需要注意的是，wait()、notify()和notifyAll()方法只能在已经获取了对象的锁的情况下调用，否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。同时，它们只能用于线程间的协作，不能用于任意对象的任意方法上。
34、 CopyOnWriteArrayList可以用于什么应用场景？
CopyOnWriteArrayList适用于读多写少的应用场景。以下是一些适合使用CopyOnWriteArrayList的场景：
1. 高并发读取：当有多个线程需要同时读取数据，而写入操作较少时，CopyOnWriteArrayList可以提供高并发性能。由于读取操作无需加锁，多个线程可以同时读取，不会发生竞争和阻塞。
2. 配置管理：在配置管理中，通常会有多个线程读取共享的配置信息，而写入操作较少。使用CopyOnWriteArrayList可以保证读取配置的线程能够实时获取到最新的配置信息，而无需加锁。
3. 观察者模式：当有多个观察者需要监听某个事件，并且事件的发生频率较低时，可以使用CopyOnWriteArrayList作为观察者列表。当事件发生时，通过遍历观察者列表通知所有观察者。
4. 缓存管理：在缓存管理中，当有多个线程需要从缓存中读取数据，而写入操作较少时，可以使用CopyOnWriteArrayList作为缓存容器。这样可以保证读取操作的高并发性，同时避免读取和写入操作的冲突。
需要注意的是，由于CopyOnWriteArrayList的写操作需要复制整个数组，因此写操作的开销较大，适用于数据量较小且写入操作较少的场景。在需要频繁进行写操作的场景中，CopyOnWriteArrayList的性能可能不如其他并发集合。因此，在选择使用CopyOnWriteArrayList时，需要根据具体的应用场景和需求进行评估。
35、 CAS的问题？
CAS（比较并交换，Compare and Swap）是一种并发算法，用于实现多线程环境下的原子操作。它是一种乐观锁机制，通过比较内存中的值与期望值是否相等，如果相等则进行交换操作，否则重新尝试。
CAS的基本操作包括三个参数：内存地址（或变量）、期望值和新值。它的执行过程如下：
1. 读取内存地址中的值，即当前值。
2. 比较当前值与期望值是否相等。如果相等，则将新值写入内存地址，操作成功结束。如果不相等，则表示其他线程已经修改了内存地址的值。
3. 根据需要，可以选择重新读取当前值、更新期望值，然后再次尝试CAS操作。
CAS的问题主要涉及到以下几个方面：
1. ABA问题：CAS只关注值是否相等，而不关注值的变化过程。因此，如果一个值在操作过程中被修改了多次，最终又恢复成原来的值，那么CAS无法察觉到这个变化。这种情况下，CAS可能会误判操作成功，而实际上可能存在潜在的问题。
2. 自旋开销：当CAS操作失败时，为了保证操作的原子性，需要不断地重试，直到操作成功。这种重试的过程称为自旋。自旋会占用CPU资源，增加系统的开销。
3. 只能保证一个变量的原子操作：CAS只能保证对单个变量的原子操作，对于涉及多个变量的复合操作，CAS无法保证其原子性。
为了解决CAS的问题，通常需要结合其他机制来使用。例如，可以使用版本号或时间戳来解决ABA问题，或者使用锁机制来保证复合操作的原子性。在实际开发中，需要根据具体的场景和需求，综合考虑CAS的优势和问题，选择合适的并发控制机制。
36、 Java Concurrency API中的Lock接口(Lock interface)是什么？对比同步它有什么优势？
在Java Concurrency API中，Lock接口是一个提供了显式锁定和解锁操作的机制。它是与synchronized关键字相对应的一种替代方式，用于实现线程同步。
与synchronized关键字相比，Lock接口有以下优势：
1. 可以实现更细粒度的锁定：Lock接口提供了更灵活的锁定方式，可以在代码中指定需要锁定的代码块，从而实现更细粒度的锁定。这样可以减少锁的竞争，提高并发性能。
2. 支持公平锁：Lock接口的实现类可以选择支持公平锁的机制。公平锁会按照线程请求的顺序来获取锁，避免了饥饿现象，保证了线程的公平性。
3. 支持可中断的锁：Lock接口的实现类可以支持可中断的锁。即当一个线程在等待锁时，可以被其他线程中断，避免了线程长时间等待的问题。
4. 支持条件变量：Lock接口提供了Condition接口，可以通过Condition对象实现线程间的通信和协作。可以在Condition上进行等待和唤醒操作，使线程能够更加灵活地控制执行顺序。
总的来说，Lock接口相对于synchronized关键字提供了更多的灵活性和功能，可以更好地满足复杂的线程同步需求。但是，使用Lock接口需要手动进行锁的获取和释放操作，相对而言更加复杂，需要开发人员自己负责管理锁的状态。因此，在简单的线程同步场景下，synchronized关键字可能更加方便和易用。
