标签：多线程

前言：在面试过程中，锁是经常被问到的问题之一，本文总结了面试过程中一些常见的提问，内容总结自知乎并结合自身面试经历加以阐述，希望能帮助到大家

1、什么是锁？

一种保护机制，在多线程的情况下，保证操作数据的正确性与一致性

2、锁有哪些分类？

悲观锁、乐观锁、独占锁、共享锁、公平锁、非公平锁、分布式锁、自旋锁

3、谈谈悲观锁乐观锁：

指的是看待并发同步的角度，一般结合数据库将，以MySQL为例，悲观锁主要是表锁，行锁和间隙锁，叶锁，读锁，因为这些锁在被触发时会引起线程阻塞，所以叫悲观锁；而乐观锁其实在MySQL中本身不存在，但是MySQL提供了MVCC的机制，支持乐观锁机制

4、什么是MVCC？

只有在InnoDB引擎下存在，MVCC是为了实现事务的隔离性，通过版本号，避免同一数据在不同事务间的竞争，所说的乐观锁只在事务级别未提交锁和已提交锁时才会生效

5、具体MVCC机制有什么？

多版本并发控制，保证数据操作在多线程过程中，保证事务隔离的机制，可以降低锁竞争的压力，保证较高的并发量。在每开启一个事务时，会生成一个事务的版本号，被操作的数据会生成一条新的数据行（临时），但是在提交前对其他事务是不可见的，对于数据的更新操作成功，会将这个版本号更新到数据的行中，事务提交成功，将新的版本号更新到此数据行中，这样保证了每个事务操作的数据，都是互不影响的，也不存在锁的问题

6、在多个事务操作同一条数据的并发过程中，谁先成功?

mysql判断，先提交的先成功

7、谈谈事务。

事务常说一系列操作作为一个整体要么都成功要么都失败，主要特性acid，事务的的实现主要依赖两个log redo-log,undo-log,每次事务都会记录数据修改前的数据undo-log，修改后的数据放入redo-log,提出成功则使用redo-log 更新到磁盘，失败则使用undo-log将数据恢复到事务之前的数据

8、再谈谈独占锁、共享锁：

独占锁即是持有锁的线程只有一个，共享锁则可以有多个线程

9、共享的意义在于？

共享锁是为了提高程序的效率，举个例子：数据的操作有读写之分，对于写的操作加锁，保证数据正确性，而对于读的操作如果不加锁，在写读操作同时进行时，读的数据有可能不是最新数据，如果对读操作加独占锁，面对读多写少的程序肯定效率很低，所有就出现了共享锁，对于读的的操作就使用共享的概念，但是对于写的操作则是互斥的，保证了读写的数据操作都一致，在java中上述的锁叫读写锁

10、读写锁的机制是什么？

在Java中读写锁（ReadWritelock）的机制是基于AQS的一种实现，保证读读共享、读写互斥、写写互斥，如果要说机制的话，得从AQS说起：

AQS是Java实现的一种锁机制，互斥锁、读锁写锁、条件产量、信号量、栅栏都是AQS的衍生物，主要工作基于CHL队列，volatile关键字修饰状态state，线程通过CAS去修改状态符，成功了则获取成功，失败了就进队列等待，等待唤醒。

AQS中还有一个很重要的概念就是自旋：在等待唤醒的时候，经常会使用自旋（while(!cas())）的方式，不停地尝试获取锁，直到被其他线程获取成功

共享与独占的区别在于：
CHL队列中的节点的模式是EXCLUSIVE还是SHARED，当一个线程成功修改了stat状态，表示获取了锁，如果线程所在的节点为SHARED，将开始一个读锁传递的过程，从头结点，向队列后续节点传递唤醒，直到队列结束或者遇到了EXCLUSIVE的节点，等待所有激活的读操作完成，然后进入到独享模式

公平与非公平的区别就在于线程第一次获取锁时，也就是执行修改stat操作时，是进队列还是直接修改状态，这是基本的工作机制

11、Java除了AQS还有其他的锁支持么？

在java中，synchronized关键字，是语言自带的，也叫内置锁，synchronized关键字，被synchronized修饰的方法或者代码块，在同一时间内，只允许一个线程执行，是独享锁

12、synchronized的实现机制？

实现有两部分：monitor对象，线程，工作机制还是线程抢占对象使用权，对象有自己的对象头，存储了对象的很多信息，其中有一个是标识被哪个线程持有，对比AQS，线程从修改state，变为修改monitor的对象头，线程的等待区域动 AQS中的队列，变为monitor对象中的某个区域

13、详细介绍内置锁。

锁一直是围绕线程安全来实现的，比如独占锁，它在内存里面的操作是怎么样的

这个地方涉及到一个概念，内存模型（这个和jvm不要混淆，

The Java memory model used internally in the JVM divides memory between thread stacks and the heap. This diagram illustrates the Java memory model from a logic perspective）

内存模型是JVM用来区别线程栈和堆的内存方式，每个线程在运行的时候，所操作的数据存储空间有两个，一个是主内存，一个是工作内存

主内存其实就是jvm中堆，工作内存就是线程的栈，每次的数据操作，都是从主内存中把数据读到工作内存中，然后在工作内存中进行各种处理，如果进行了修改，会把数据回写到主内存，然后其他线程又进行同样的操作，就这样数据在工作内存和主内存，不断拷贝与刷新，在高并发下，就出现了数据不一致的问题，导致了多线程的不安全性；整个操作过程还牵涉到CPU，高速缓存等概念

14、内存模型还有哪些可以说说？

happen-befor 原则，Volatile 关键字（线程的可见性），内存屏障

（1）happen-befor原则定义了内存模型执行过程中的定律，就像1+1 = 2，不可能被打破的jvm的运行机制都依赖于这个原则，是jvm的“宪法”

（2）volatile关键字：提供内存可见性和禁止内存重排序

• volatile使用场景：
  两个条件如下：
  • 对变量的写操作不依赖当前值，如多线程下执行a++，是无法通过volatile保证结果准确性的
  • 该变量没有包含在具有其他变量的不变式中

• 普通变量和volatile变量的异同：
  • 对于普通变量：读操作会优先读取工作内存的数据，如果工作内存中不存在，则从主内存中拷贝一份数据到工作内存中；写操作只会修改工作内存的副本数据，这种情况下，其它线程就无法读取变量的最新值
  • 对于volatile变量（表层）：读操作时JMM会把工作内存中对应的值设为无效，要求线程从主内存中读取数据；写操作时JMM会把工作内存中对应的数据刷新到主内存中，这种情况下，其它线程就可以读取变量的最新值

• 内存可见性保证原理（底层实现）：volatile变量的内存可见是基于内存屏障（Memory Barrier）实现的。
  • 内存屏障：又称内存栅栏，是一个CPU命令，在程序运行时，为了提高执行性能，编译器和处理器会对指令进行重排序，JMM为了保证在不同的编译器和CPU上有相同的结果（可见性），通过插入特定类型的内存屏障来禁止特定类型的编译器重排序和处理重排序，插入一条内存屏障会告诉编译器和CPU：不管什么指令都不能和这条内存屏障指令重排序（禁止重排序）

参考资料：
1.博客:treenpool
2.个人面试总结