aqs面试题及答案

aqs面试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发包中的一个类，它属于以下哪个包？

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内部维护了一个名为state的成员变量，它的作用是什么？

A.存储线程ID

B.存储线程数量

C.表示同步状态

D.表示等待队列长度

答案：C

3.在AQS中，以下哪个方法是用来获取同步状态的？

A.acquire()

B.release()

C.tryAcquire()

D.tryRelease()

答案：C

4.AQS中，以下哪个方法是用来释放同步状态的？

A.acquire()

B.release()

C.tryAcquire()

D.tryRelease()

答案：B

5.AQS支持的两种同步组件是什么？

A.互斥锁和读写锁

B.信号量和条件变量

C.互斥锁和条件变量

D.读写锁和信号量

答案：A

6.AQS中的Node类代表什么？

A.一个线程

B.一个锁

C.一个条件变量

D.一个信号量

答案：A

7.AQS中的共享模式和独占模式分别对应哪个方法？

A.acquireShared()和acquire()

B.acquire()和acquireShared()

C.tryAcquireShared()和tryAcquire()

D.tryAcquire()和tryAcquireShared()

答案：A

8.AQS中的线程是如何被挂起和唤醒的？

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中的公平锁和非公平锁有什么区别？

A.公平锁总是让等待时间最长的线程先获得锁

B.非公平锁总是让等待时间最短的线程先获得锁

C.公平锁和非公平锁没有区别

D.公平锁和非公平锁只是名称不同

答案：A

10.AQS中的条件变量是如何实现的？

A.使用Object的wait()和notifyAll()

B.使用ReentrantLock和Condition

C.使用AQS内部的Node类

D.使用线程的join()和interrupt()

答案：B

二、多项选择题（每题2分，共20分）

1.AQS可以用于实现哪些同步组件？

A.互斥锁

B.读写锁

C.信号量

D.条件变量

答案：ABCD

2.AQS中的state变量可以表示哪些状态？

A.0表示无锁状态

B.正数表示重入次数

C.负数表示等待线程数量

D.正数表示等待线程数量

答案：ABC

3.AQS中的Node类包含哪些属性？

A.线程引用

B.等待状态

C.前驱节点和后继节点

D.锁对象

答案：ABC

4.AQS支持的独占模式下，以下哪些方法是必须实现的？

A.tryAcquire()

B.acquire()

C.tryRelease()

D.release()

答案：AD

5.AQS支持的共享模式下，以下哪些方法是必须实现的？

A.tryAcquireShared()

B.acquireShared()

C.tryReleaseShared()

D.releaseShared()

答案：AC

6.AQS中的线程挂起和唤醒机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中的公平锁和非公平锁的实现方式有哪些区别？

A.公平锁使用tryAcquire()方法

B.非公平锁使用tryAcquire()方法

C.公平锁在tryAcquire()方法中检查队列长度

D.非公平锁在tryAcquire()方法中不检查队列长度

答案：CD

8.AQS中的条件变量是如何与ReentrantLock配合使用的？

A.使用ReentrantLock的newCondition()方法创建条件变量

B.使用ReentrantLock的lock()和unlock()方法控制条件变量

C.使用Condition的await()和signal()方法控制条件变量

D.使用Condition的await()和signalAll()方法控制条件变量

答案：AC

9.AQS中的Node类中的等待状态可以是哪些值？

A.0表示节点是新节点

B.负数表示节点在等待

C.正数表示节点被取消

D.正数表示节点是共享模式

答案：BCD

10.AQS中的独占模式和共享模式有什么区别？

A.独占模式下，同一时间只有一个线程可以获得锁

B.共享模式下，多个线程可以同时获得锁

C.独占模式下，state变量表示重入次数

D.共享模式下，state变量表示等待线程数量

答案：AB

三、判断题（每题2分，共20分）

1.AQS是一个公平的同步器。（错误）

2.AQS内部维护了一个名为head的成员变量，用于指向等待队列的头节点。（正确）

3.AQS中的tryAcquire()和tryRelease()方法必须由用户实现。（正确）

4.AQS中的acquire()和release()方法是公平的。（错误）

5.AQS中的Node类中的waitStatus属性表示节点的等待状态。（正确）

6.AQS中的LockSupport.park()方法用于挂起当前线程。（正确）

7.AQS中的LockSupport.unpark()方法用于唤醒被挂起的线程。（正确）

8.AQS中的条件变量必须与ReentrantLock一起使用。（正确）

9.AQS中的共享模式下，state变量的值可以是负数。（错误）

10.AQS中的独占模式下，state变量的值只能是0或正数。（正确）

四、简答题（每题5分，共20分）

1.请简述AQS的工作原理。

答案：

AQS的工作原理是通过一个volatile的state变量来表示同步状态，通过内置的FIFO队列来管理线程的等待队列。当线程尝试获取同步状态时，如果状态不可用，则线程会被包装为一个Node对象并加入等待队列，随后线程会被挂起。当状态可用时，等待队列中的线程会被唤醒并尝试重新获取同步状态。

2.请简述AQS中的公平锁和非公平锁的区别。

答案：

公平锁在尝试获取同步状态时，会先检查等待队列中是否有线程在等待，如果有，则当前线程也会加入等待队列。非公平锁则不会检查等待队列，直接尝试获取同步状态，如果失败则加入等待队列。因此，公平锁可以保证等待时间最长的线程先获得锁，而非公平锁则可能导致“饥饿”现象。

3.请简述AQS中的条件变量是如何实现的。

答案：

AQS中的条件变量是通过ReentrantLock和Condition实现的。首先，需要创建一个ReentrantLock对象，然后通过该对象的newCondition()方法创建一个Condition对象。在需要等待条件成立时，调用Condition的await()方法释放锁并挂起当前线程，当条件成立时，其他线程调用Condition的signal()或signalAll()方法唤醒等待的线程。

4.请简述AQS中的Node类的作用。

答案：

AQS中的Node类是等待队列的节点，每个节点代表一个等待获取同步状态的线程。Node类包含线程引用、等待状态、前驱节点和后继节点等属性。等待队列是一个FIFO队列，用于管理那些尝试获取同步状态但未能成功的线程。

五、讨论题（每题5分，共20分）

1.讨论AQS在实现同步组件时的优势和劣势。

答案：

优势包括：提供了一套统一的框架，可以减少重复代码；支持多种同步组件的实现；可以灵活地实现独占和共享模式。劣势可能包括：需要用户自己实现tryAcquire()和tryRelease()等方法，增加了实现的复杂性；对于简单的同步需求，使用AQS可能过于复杂。

2.讨论AQS中的公平锁和非公平锁在实际应用中的选择。

答案：

在需要严格保证线程公平性的场合，如任务分配等，应选择公平锁。而在对性能要求较高，且线程饥饿不是主要问题的场合，可以选择非公平锁以提高效率。

3.讨论AQS中的条件变量与Object的wait()和notify()方法的区别。

答案：

AQS中的条件变量提供了更灵活的条件等待和通知机制，可以有多个条件变量，并且可以