aqs面試題及答案

aqs面試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1.AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并發(fā)包中的一個類，它屬于以下哪個包？

A.java.util.concurrent.locks

B.java.util.concurrent.atomic

C.java.util.concurrent.collection

D.java.util.concurrent.executors

答案：A

2.AQS內(nèi)部維護(hù)了一個名為state的成員變量，它的作用是什么？

A.存儲線程ID

B.存儲線程數(shù)量

C.表示同步狀態(tài)

D.表示等待隊(duì)列長度

答案：C

3.在AQS中，以下哪個方法是用來獲取同步狀態(tài)的？

A.acquire()

B.release()

C.tryAcquire()

D.tryRelease()

答案：C

4.AQS中，以下哪個方法是用來釋放同步狀態(tài)的？

A.acquire()

B.release()

C.tryAcquire()

D.tryRelease()

答案：B

5.AQS支持的兩種同步組件是什么？

A.互斥鎖和讀寫鎖

B.信號量和條件變量

C.互斥鎖和條件變量

D.讀寫鎖和信號量

答案：A

6.AQS中的Node類代表什么？

A.一個線程

B.一個鎖

C.一個條件變量

D.一個信號量

答案：A

7.AQS中的共享模式和獨(dú)占模式分別對應(yīng)哪個方法？

A.acquireShared()和acquire()

B.acquire()和acquireShared()

C.tryAcquireShared()和tryAcquire()

D.tryAcquire()和tryAcquireShared()

答案：A

8.AQS中的線程是如何被掛起和喚醒的？

A.使用wait()和notify()

B.使用Thread.sleep()和Terrupt()

C.使用LockSupport.park()和LockSupport.unpark()

D.使用Object的wait()和notifyAll()

答案：C

9.AQS中的公平鎖和非公平鎖有什么區(qū)別？

A.公平鎖總是讓等待時間最長的線程先獲得鎖

B.非公平鎖總是讓等待時間最短的線程先獲得鎖

C.公平鎖和非公平鎖沒有區(qū)別

D.公平鎖和非公平鎖只是名稱不同

答案：A

10.AQS中的條件變量是如何實(shí)現(xiàn)的？

A.使用Object的wait()和notifyAll()

B.使用ReentrantLock和Condition

C.使用AQS內(nèi)部的Node類

D.使用線程的join()和interrupt()

答案：B

二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）

1.AQS可以用于實(shí)現(xiàn)哪些同步組件？

A.互斥鎖

B.讀寫鎖

C.信號量

D.條件變量

答案：ABCD

2.AQS中的state變量可以表示哪些狀態(tài)？

A.0表示無鎖狀態(tài)

B.正數(shù)表示重入次數(shù)

C.負(fù)數(shù)表示等待線程數(shù)量

D.正數(shù)表示等待線程數(shù)量

答案：ABC

3.AQS中的Node類包含哪些屬性？

A.線程引用

B.等待狀態(tài)

C.前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)

D.鎖對象

答案：ABC

4.AQS支持的獨(dú)占模式下，以下哪些方法是必須實(shí)現(xiàn)的？

A.tryAcquire()

B.acquire()

C.tryRelease()

D.release()

答案：AD

5.AQS支持的共享模式下，以下哪些方法是必須實(shí)現(xiàn)的？

A.tryAcquireShared()

B.acquireShared()

C.tryReleaseShared()

D.releaseShared()

答案：AC

6.AQS中的線程掛起和喚醒機(jī)制使用的是哪些方法？

A.wait()和notify()

B.Thread.sleep()和Terrupt()

C.LockSupport.park()和LockSupport.unpark()

D.Object的wait()和notifyAll()

答案：C

7.AQS中的公平鎖和非公平鎖的實(shí)現(xiàn)方式有哪些區(qū)別？

A.公平鎖使用tryAcquire()方法

B.非公平鎖使用tryAcquire()方法

C.公平鎖在tryAcquire()方法中檢查隊(duì)列長度

D.非公平鎖在tryAcquire()方法中不檢查隊(duì)列長度

答案：CD

8.AQS中的條件變量是如何與ReentrantLock配合使用的？

A.使用ReentrantLock的newCondition()方法創(chuàng)建條件變量

B.使用ReentrantLock的lock()和unlock()方法控制條件變量

C.使用Condition的await()和signal()方法控制條件變量

D.使用Condition的await()和signalAll()方法控制條件變量

答案：AC

9.AQS中的Node類中的等待狀態(tài)可以是哪些值？

A.0表示節(jié)點(diǎn)是新節(jié)點(diǎn)

B.負(fù)數(shù)表示節(jié)點(diǎn)在等待

C.正數(shù)表示節(jié)點(diǎn)被取消

D.正數(shù)表示節(jié)點(diǎn)是共享模式

答案：BCD

10.AQS中的獨(dú)占模式和共享模式有什么區(qū)別？

A.獨(dú)占模式下，同一時間只有一個線程可以獲得鎖

B.共享模式下，多個線程可以同時獲得鎖

C.獨(dú)占模式下，state變量表示重入次數(shù)

D.共享模式下，state變量表示等待線程數(shù)量

答案：AB

三、判斷題（每題2分，共20分）

1.AQS是一個公平的同步器。（錯誤）

2.AQS內(nèi)部維護(hù)了一個名為head的成員變量，用于指向等待隊(duì)列的頭節(jié)點(diǎn)。（正確）

3.AQS中的tryAcquire()和tryRelease()方法必須由用戶實(shí)現(xiàn)。（正確）

4.AQS中的acquire()和release()方法是公平的。（錯誤）

5.AQS中的Node類中的waitStatus屬性表示節(jié)點(diǎn)的等待狀態(tài)。（正確）

6.AQS中的LockSupport.park()方法用于掛起當(dāng)前線程。（正確）

7.AQS中的LockSupport.unpark()方法用于喚醒被掛起的線程。（正確）

8.AQS中的條件變量必須與ReentrantLock一起使用。（正確）

9.AQS中的共享模式下，state變量的值可以是負(fù)數(shù)。（錯誤）

10.AQS中的獨(dú)占模式下，state變量的值只能是0或正數(shù)。（正確）

四、簡答題（每題5分，共20分）

1.請簡述AQS的工作原理。

答案：

AQS的工作原理是通過一個volatile的state變量來表示同步狀態(tài)，通過內(nèi)置的FIFO隊(duì)列來管理線程的等待隊(duì)列。當(dāng)線程嘗試獲取同步狀態(tài)時，如果狀態(tài)不可用，則線程會被包裝為一個Node對象并加入等待隊(duì)列，隨后線程會被掛起。當(dāng)狀態(tài)可用時，等待隊(duì)列中的線程會被喚醒并嘗試重新獲取同步狀態(tài)。

2.請簡述AQS中的公平鎖和非公平鎖的區(qū)別。

答案：

公平鎖在嘗試獲取同步狀態(tài)時，會先檢查等待隊(duì)列中是否有線程在等待，如果有，則當(dāng)前線程也會加入等待隊(duì)列。非公平鎖則不會檢查等待隊(duì)列，直接嘗試獲取同步狀態(tài)，如果失敗則加入等待隊(duì)列。因此，公平鎖可以保證等待時間最長的線程先獲得鎖，而非公平鎖則可能導(dǎo)致“饑餓”現(xiàn)象。

3.請簡述AQS中的條件變量是如何實(shí)現(xiàn)的。

答案：

AQS中的條件變量是通過ReentrantLock和Condition實(shí)現(xiàn)的。首先，需要創(chuàng)建一個ReentrantLock對象，然后通過該對象的newCondition()方法創(chuàng)建一個Condition對象。在需要等待條件成立時，調(diào)用Condition的await()方法釋放鎖并掛起當(dāng)前線程，當(dāng)條件成立時，其他線程調(diào)用Condition的signal()或signalAll()方法喚醒等待的線程。

4.請簡述AQS中的Node類的作用。

答案：

AQS中的Node類是等待隊(duì)列的節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)代表一個等待獲取同步狀態(tài)的線程。Node類包含線程引用、等待狀態(tài)、前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)等屬性。等待隊(duì)列是一個FIFO隊(duì)列，用于管理那些嘗試獲取同步狀態(tài)但未能成功的線程。

五、討論題（每題5分，共20分）

1.討論AQS在實(shí)現(xiàn)同步組件時的優(yōu)勢和劣勢。

答案：

優(yōu)勢包括：提供了一套統(tǒng)一的框架，可以減少重復(fù)代碼；支持多種同步組件的實(shí)現(xiàn)；可以靈活地實(shí)現(xiàn)獨(dú)占和共享模式。劣勢可能包括：需要用戶自己實(shí)現(xiàn)tryAcquire()和tryRelease()等方法，增加了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性；對于簡單的同步需求，使用AQS可能過于復(fù)雜。

2.討論AQS中的公平鎖和非公平鎖在實(shí)際應(yīng)用中的選擇。

答案：

在需要嚴(yán)格保證線程公平性的場合，如任務(wù)分配等，應(yīng)選擇公平鎖。而在對性能要求較高，且線程饑餓不是主要問題的場合，可以選擇非公平鎖以提高效率。

3.討論AQS中的條件變量與Object的wait()和notify()方法的區(qū)別。

答案：

AQS中的條件變量提供了更靈活的條件等待和通知機(jī)制，可以有多個條件變量，并且可以