Java之并发编程基础

一、什么是并发？

        并发指的是系统中多个任务（线程）在同一时间段内交替执行。它允许多个任务在逻辑上同时进行，但在实际的单核处理器上，这些任务是通过时间分片的方式交替执行的。

二、什么是并行？

        并行指的是在同一时刻有多个任务在不同的处理器核上同时执行。它利用多核处理器的能力来同时执行多个任务，以提高执行效率。

三、并发与并行的区别？

                并发(concurrency)：指在同一时刻只能有一条指令执行，但多个进程指令被快速的轮换执行，使得在宏观上具有多个进程同时执行的效果

                并行(parallel)：指在同一时刻有多条指令在多个处理器上同时执行。

                来个比喻：并发是一个人同时吃三个馒头，而并行是三个人同时吃三个馒头。

四、线程与进程的区别？

                进程：进程是系统中正在运行的一个程序，程序一旦运行就是进程。

                线程：一个进程可以拥有多个线程，线程是进程的一个特定执行路径。

五、线程的生命周期？

                 新建->就绪->运行->阻塞->死亡

六、在编程中高并发会产生什么问题，发生并发问题的条件是什么？

        1）高并发场景下容易产生的问题：

         2）产生并发问题的条件：

1. 多线程环境
2. 共享资源且对共享资源有修改行为
3. 缺乏同步机制
4. 不适当的锁策略

         3）产生死锁的条件？

                1. 互斥（Mutual Exclusion）

                        定义： 互斥条件指的是至少有一个资源必须被持有且不能被其他线程使用，即资源在同一时刻只能被一个线程占有。如果其他线程想要使用这个资源，它们必须等待。

                        示例： 只有一个线程可以持有一个锁，而其他线程必须等待这个锁被释放。

                2. 占有且等待（Hold and Wait）

                        定义： 占有且等待条件指的是一个线程持有至少一个资源，并且在等待获取其他资源时不会释放它已经持有的资源。

                        示例： 一个线程已经持有锁A，并且在等待锁B的同时不释放锁A。

                3. 非抢占（No Preemption）

                        定义： 非抢占条件指的是资源不能被强制从持有者手中夺走，资源只能由持有者在完成任务后自行释放。

                        示例： 如果线程持有某个资源，系统不会强制将资源从线程中抢占出来，而是需要线程自愿释放。

                4. 循环等待（Circular Wait）

                        定义： 循环等待条件指的是存在一个线程集合，其中每个线程都在等待下一个线程持有的资源，形成一个循环。

                        示例： 线程A等待线程B持有的资源，线程B等待线程C持有的资源，线程C等待线程A持有的资源，形成一个闭环。

                4）如何能尽量预防和避免死锁？

1. 避免条件：通过资源排序和锁定顺序避免循环等待。
2. 资源分配策略：一次性请求所有资源，或使用尝试锁定机制。
3. 死锁检测与恢复：检测死锁并采取恢复措施，如终止线程或回滚操作。
4. 合适的锁策略：控制锁粒度、使用读写锁来提高并发性能。
5. 无锁编程：使用原子变量实现无锁的并发操作。
6. 合理使用线程池：优化线程池配置和任务队列。

七、Java中如何在高并发的情况下保证数据的安全？

                1）使用线程安全的数据结构

                2）使用同步机制

                3）使用原子变量

                4）避免长时间持有锁

                5）使用读写锁

                6）使用线程池