第20章测试
并发编程实战 - 检验你的实战能力
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第1题
在高并发计数器的实现中,LongAdder相比AtomicLong的主要优势是什么?
LongAdder占用内存更少
LongAdder在高并发时通过分段减少竞争,性能更好
LongAdder提供更多的操作方法
LongAdder是线程安全的,而AtomicLong不是
解析
LongAdder采用分段累加的思想,在高并发场景下将竞争分散到多个Cell上,减少了CAS操作的竞争,从而获得更好的性能。AtomicLong在高并发时所有线程都竞争同一个变量,容易产生性能瓶颈。
第2题
在生产者消费者模式中,使用BlockingQueue的put()和take()方法的主要好处是什么?
性能比其他方法更好
自动实现阻塞等待,简化了线程间的协调
占用内存更少
支持更多的数据类型
解析
BlockingQueue的put()方法在队列满时会阻塞等待,take()方法在队列空时会阻塞等待,这样自动实现了生产者和消费者之间的协调,避免了手动使用wait/notify或其他同步机制的复杂性。
第3题
在并发LRU缓存的实现中,为什么要使用读写锁(ReadWriteLock)而不是普通的synchronized?
读写锁占用内存更少
读写锁允许多个读操作并发执行,提高了读性能
读写锁更容易使用
读写锁不会发生死锁
解析
读写锁允许多个线程同时进行读操作,只有在写操作时才需要独占锁。在缓存系统中,读操作通常远多于写操作,使用读写锁可以显著提高并发读的性能。而synchronized会让所有操作都串行化。
第4题
令牌桶限流算法相比漏桶算法的主要优势是什么?
令牌桶算法实现更简单
令牌桶算法支持突发流量,而漏桶算法不支持
令牌桶算法占用内存更少
令牌桶算法的限流效果更精确
解析
令牌桶算法允许在桶中积累令牌,当有突发流量时可以快速消耗这些令牌,从而支持突发流量。而漏桶算法以固定速率处理请求,无法处理突发流量。这使得令牌桶更适合实际的业务场景。
第5题
在高并发系统中,为什么要避免在锁内部进行I/O操作?
I/O操作会消耗更多内存
I/O操作耗时较长,会延长锁的持有时间,降低并发性能
I/O操作不是线程安全的
I/O操作会导致死锁
解析
I/O操作通常耗时较长且不可预测,如果在锁内部进行I/O操作,会导致锁被长时间持有,其他线程无法获取锁,严重影响系统的并发性能。应该将I/O操作移到锁外部,或者使用异步I/O。
第6题
ConcurrentHashMap在JDK8中使用CAS+synchronized的组合,这样设计的主要原因是什么?
为了保持向后兼容性
CAS用于无竞争场景,synchronized用于高竞争场景,实现最优性能
减少代码复杂度
避免使用ReentrantLock的开销
解析
在无竞争或低竞争的情况下,CAS操作性能很好且无需加锁。但在高竞争场景下,CAS会频繁失败重试,此时使用synchronized(JDK8后优化了偏向锁、轻量级锁)反而性能更好。这种组合设计能在不同场景下都获得最优性能。
第7题
在实现分布式缓存时,为什么要设置TTL(生存时间)?
为了节省网络带宽
防止内存泄漏,确保数据的时效性,避免缓存无限增长
提高查询性能
简化缓存的实现逻辑
解析
TTL机制可以自动清理过期数据,防止缓存无限增长导致内存溢出。同时确保缓存数据的时效性,避免使用过期的数据。在分布式环境中,TTL还能帮助处理数据一致性问题。
第8题
在并发编程面试中,如果被问到"如何设计一个线程安全的单例模式",最佳的回答是哪种实现方式?
懒汉式 + synchronized方法
双重检查锁定(Double-Checked Locking)
静态内部类(Initialization-on-demand holder idiom)
枚举实现
解析
静态内部类方式是最佳选择,因为它利用了JVM的类加载机制保证线程安全,实现了懒加载,性能好且代码简洁。枚举方式也很好但不够灵活。双重检查锁定容易出错且复杂。synchronized方法性能较差。
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