2026年编程语言多线程与并发学习题库

2026年编程语言多线程与并发学习题库一、单选题（每题2分，共20题）1.在Java中，以下哪个关键字用于声明一个线程安全的类？A.`synchronized`B.`volatile`C.`final`D.`transient`2.Python中，实现线程安全队列的模块是？A.`threading`B.`queue`C.`concurrent.futures`D.`multiprocessing`3.C#中，用于处理线程异常的关键字是？A.`try-catch`B.`lock`C.`Monitor`D.`Interlocked`4.在Go语言中，实现协程调度的核心机制是？A.`goroutine`B.`channel`C.`mutex`D.`defer`5.以下哪种锁机制适用于高并发场景下的资源保护？A.读写锁（Reader-WriterLock）B.乐观锁C.自旋锁D.悲观锁6.Java中，`ReentrantLock`与`synchronized`的主要区别是什么？A.`ReentrantLock`支持公平锁，`synchronized`不支持B.`ReentrantLock`支持条件变量，`synchronized`不支持C.`ReentrantLock`性能更高D.`ReentrantLock`是重量级锁，`synchronized`是轻量级锁7.Python中，`ThreadPoolExecutor`与`ProcessPoolExecutor`的主要区别是什么？A.`ThreadPoolExecutor`适用于CPU密集型任务，`ProcessPoolExecutor`适用于IO密集型任务B.`ThreadPoolExecutor`支持多进程，`ProcessPoolExecutor`不支持C.`ThreadPoolExecutor`创建的线程数受GIL限制，`ProcessPoolExecutor`不受限制D.`ThreadPoolExecutor`是同步执行，`ProcessPoolExecutor`是异步执行8.C#中，`Task`与`Thread`的主要区别是什么？A.`Task`支持异步操作，`Thread`不支持B.`Task`性能更高C.`Task`是轻量级，`Thread`是重量级D.`Task`只能用于UI线程，`Thread`可以用于后台线程9.Go语言中，`select`语句的作用是什么？A.用于线程同步B.用于实现非阻塞IOC.用于协程通信D.用于超时控制10.在多线程环境下，以下哪种情况可能导致死锁？A.资源竞争B.线程优先级不当C.线程睡眠时间过长D.线程数量过多二、多选题（每题3分，共10题）1.Java中，以下哪些类是线程安全的？A.`String`B.`ArrayList`C.`HashMap`D.`LinkedList`2.Python中，`threading`模块提供了哪些同步原语？A.`Lock`B.`Semaphore`C.`Event`D.`Condition`3.C#中，`Monitor`类提供了哪些方法？A.`Enter`B.`Exit`C.`Wait`D.`Pulse`4.Go语言中，`channel`的类型有哪些？A.值通道（ValueChannel）B.接口通道（InterfaceChannel）C.布尔通道（BooleanChannel）D.列表通道（ListChannel）5.以下哪些是并发编程中的常见问题？A.数据竞争B.死锁C.活锁D.优先级反转6.Java中，`ReentrantReadWriteLock`的特点是什么？A.支持多读单写B.性能优于`synchronized`C.可以减少锁竞争D.支持公平锁和非公平锁7.Python中，`multiprocessing`模块如何实现进程间通信？A.`Queue`B.`Pipe`C.`Value`D.`Array`8.C#中，`async`和`await`关键字的作用是什么？A.实现异步操作B.提高代码可读性C.减少线程阻塞D.支持并行计算9.Go语言中，`goroutine`的特点是什么？A.轻量级B.高效调度C.资源消耗低D.支持抢占式调度10.以下哪些方法可以避免死锁？A.银行家算法B.资源按序分配C.破坏死锁条件D.设置超时时间三、判断题（每题1分，共10题）1.`volatile`关键字可以保证变量的可见性，但无法保证原子性。（√/×）2.Python的GIL（GlobalInterpreterLock）限制了多线程的并发性能。（√/×）3.C#中的`Task`可以替代所有`Thread`的使用场景。（√/×）4.Go语言的`goroutine`比Java的`Thread`更轻量级。（√/×）5.读写锁（Reader-WriterLock）可以提高并发读性能。（√/×）6.死锁和活锁是同一概念。（√/×）7.Java的`synchronized`方法可以继承。（√/×）8.Python的`ThreadPoolExecutor`支持多进程。（√/×）9.C#中的`Interlocked`类用于原子操作。（√/×）10.Go语言的`channel`可以传递任意类型的数据。（√/×）四、简答题（每题5分，共5题）1.简述Java中的`synchronized`关键字与`ReentrantLock`的区别。（要求：至少从锁类型、公平性、条件变量等方面进行比较）2.Python中，如何实现线程安全队列？请说明`queue.Queue`的特点。（要求：说明其线程安全性和阻塞机制）3.C#中，`async`和`await`如何提高异步编程的效率？请举例说明。（要求：结合实际应用场景）4.Go语言中，`goroutine`与`Thread`的区别是什么？为什么`goroutine`更适合高并发场景？（要求：从资源消耗、调度机制等方面分析）5.多线程环境下，如何避免数据竞争？请列举至少三种方法。（要求：说明具体实现方式）五、编程题（每题15分，共2题）1.Java编程：编写一个线程安全的计数器类`SafeCounter`，要求：-支持原子自增操作-支持获取当前计数值-使用`ReentrantLock`实现线程安全2.Python编程：编写一个多线程版本的文件下载工具，要求：-使用`ThreadPoolExecutor`管理线程-支持下载多个文件，并统计下载完成数量-处理下载异常情况（如文件不存在）答案与解析一、单选题答案与解析1.A解析：`final`用于声明不可变类，`volatile`用于保证变量可见性，`transient`用于序列化，只有`synchronized`用于声明线程安全的类。2.B解析：`queue.Queue`是线程安全的队列实现，`threading`模块提供线程同步原语，`concurrent.futures`用于异步任务，`multiprocessing`支持多进程。3.A解析：`Monitor`是C#的底层锁机制，`Interlocked`用于原子操作，`lock`和`try-catch`是高级锁和异常处理。4.A解析：`goroutine`是Go的轻量级协程，`channel`用于协程通信，`mutex`是锁机制，`defer`用于延迟执行。5.A解析：读写锁允许多个读线程同时访问，适合读多写少场景，乐观锁和悲观锁适用于写多场景，自旋锁适用于锁持有时间短的场景。6.B解析：`ReentrantLock`支持条件变量（`Condition`），`synchronized`不支持，两者性能相近，但`ReentrantLock`更灵活。7.C解析：`ThreadPoolExecutor`受GIL限制，只能单线程执行CPU密集型任务，`ProcessPoolExecutor`创建独立进程，不受GIL限制。8.A解析：`Task`支持异步操作，`Thread`是同步执行；两者性能相近，但`Task`更易用；`Task`是轻量级，`Thread`是重量级。9.C解析：`select`语句用于等待多个`channel`操作，实现非阻塞通信，类似Java的`await`。10.A解析：资源竞争（如两个线程同时请求相同资源）可能导致死锁，其他选项是并发问题但非死锁。二、多选题答案与解析1.A,D解析：`String`是不可变的，`LinkedList`在多线程下需要额外同步，`ArrayList`和`HashMap`非线程安全。2.A,B,C,D解析：`threading`模块提供`Lock`,`Semaphore`,`Event`,`Condition`等同步原语。3.A,B,C,D解析：`Monitor`类提供`Enter`,`Exit`,`Wait`,`Pulse`等方法，用于锁操作。4.A,B,D解析：`channel`支持值类型、接口类型和列表类型，布尔通道不存在。5.A,B,C,D解析：数据竞争、死锁、活锁、优先级反转都是并发问题。6.A,C,D解析：`ReentrantReadWriteLock`支持多读单写，可以减少锁竞争，支持公平锁和非公平锁。7.A,B,C,D解析：`Queue`,`Pipe`,`Value`,`Array`都是`multiprocessing`模块的通信方式。8.A,B,C解析：`async`和`await`实现异步操作，提高代码可读性，减少线程阻塞，但非并行计算。9.A,B,C解析：`goroutine`轻量级、高效调度、资源消耗低，但不支持抢占式调度。10.A,B,C,D解析：银行家算法、资源按序分配、破坏死锁条件、设置超时时间都可以避免死锁。三、判断题答案与解析1.√解析：`volatile`保证可见性但不保证原子性，需要额外同步。2.√解析：GIL限制Python多线程同时执行CPU密集型任务。3.×解析：`Task`适合异步IO，`Thread`适合CPU密集型任务。4.√解析：`goroutine`栈大小仅几KB，`Thread`栈大小通常几MB。5.√解析：读写锁允许多读，比互斥锁更高效。6.×解析：死锁是循环等待，活锁是线程持续尝试获取锁但无进展。7.√解析：`synchronized`方法可以继承，`synchronized`静态方法锁定类对象。8.×解析：`ThreadPoolExecutor`是线程池，`ProcessPoolExecutor`是多进程。9.√解析：`Interlocked`提供`CompareExchange`等原子操作。10.√解析：`channel`可以传递任意类型（通过`interface{}`）。四、简答题答案与解析1.Java的`synchronized`与`ReentrantLock`对比-锁类型：`synchronized`是内置锁，`ReentrantLock`是手动可重入锁-公平性：`synchronized`默认非公平，`ReentrantLock`支持公平锁-条件变量：`synchronized`不支持，`ReentrantLock`支持`Condition`-性能：`synchronized`轻量级，`ReentrantLock`稍重但更灵活-异常处理：`synchronized`会自动释放锁，`ReentrantLock`需手动`unlock`2.Python线程安全队列-`queue.Queue`使用锁实现线程安全，支持阻塞操作（如`get()`会阻塞直到有数据）-特点：自动同步，适合生产者-消费者模式，避免数据竞争3.C#的`async`和`await`-`async`声明异步方法，`await`暂停执行直到任务完成-示例：csharpasyncTaskDownloadFileAsync(stringurl){using(varclient=newHttpClient()){awaitclient.GetStringAsync(url);}}-效率：避免线程阻塞，提高响应性4.Go的`goroutine`与`Thread`-`goroutine`栈大小动态调整（几KB），`Thread`固定（几MB）-调度：`goroutine`由Go运行时调度，`Thread`由操作系统调度-适合高并发：`goroutine`资源消耗低，可创建成千上万5.避免数据竞争的方法-使用锁（`Lock`,`Semaphore`）-使用原子操作（`AtomicInteger`）-使用不可变数据结构五、编程题答案与解析1.Java线程安全计数器javaimportjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;publicclassSafeCounter{privateintcount=0;privatefinalReentrantLocklock=newReentrantLock();publicvoidincrement(){lock.lock();try{count++;}finally{lock.unlock();}}publicintgetCount(){lock.lock();try{returncount;}finally{lock.unlock();}}}2.Python多线程文件下载pythonimportthreadingfro