摘要：线程：Java 中最小的执行单元， THREAD 类和 Runnable 接口是实现线程的基础。同步：多个线程访问共享资源时，确保数据一致性和线程安全。锁：用来控制线程对共享资源的访问，防止数据竞争（Data Race）。线程池：复用线程资源，提高并发性能。无
并发 是指多个任务在同一时间段内执行，而 并行 则是指多个任务在同一时刻同时执行。在多核 CPU 环境下，并行是并发的一种特殊情况。
在 Java 中，并发编程通常涉及到以下几个核心概念：
线程 ：Java 中最小的执行单元， THREAD 类和 Runnable 接口是实现线程的基础。同步 ：多个线程访问共享资源时，确保数据一致性和线程安全。锁 ：用来控制线程对共享资源的访问，防止数据竞争（Data Race）。线程池 ：复用线程资源，提高并发性能。无锁编程 ：通过原子操作（Atomic）和不可变对象实现高效的并发。多个线程同时访问共享资源时，可能导致数据不一致或逻辑错误。例如在银行转账场景中，若两个线程同时对同一账户进行扣款和入账操作，且未进行同步处理，就可能出现账户金额异常的情况。这是因为线程在读取和修改数据时，可能会受到其他线程的干扰。
高并发环境下，过多的线程竞争有限的资源，如 CPU、内存、数据库连接等，会导致上下文切换频繁，降低系统整体性能。此外，I/O 操作（如网络请求、磁盘读写）的等待时间也会成为性能瓶颈，大量线程在等待 I/O 完成时处于阻塞状态，无法充分利用 CPU 资源。
当多个线程相互持有对方所需的资源，且都不释放自己已持有的资源时，就会形成死锁。例如，线程 A 持有资源 X 并等待资源 Y，线程 B 持有资源 Y 并等待资源 X，此时两个线程都无法继续执行，导致系统部分功能无法正常运行。
实际场景 ：在一个电商库存管理系统中，多个订单处理线程可能同时对商品库存进行减扣操作，如果不进行同步控制，可能会出现超卖现象。
解决方案 ：
使用 synchronized 关键字public class Inventory { private int stock; public Inventory(int stock) { this.stock = stock; } public synchronized boolean deduct(int quantity) { if (stock >= quantity) { stock -= quantity; return true; } return false; }}使用 Lock 接口import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class InventoryWithLock { private int stock; private Lock lock = new ReentrantLock; public InventoryWithLock(int stock) { this.stock = stock; } public boolean deduct(int quantity) { lock.lock; try { if (stock >= quantity) { stock -= quantity; return true; } return false; } finally { lock.unlock; } }}使用原子类import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class InventoryWithAtomic { private AtomicInteger stock; public InventoryWithAtomic(int stock) { this.stock = new AtomicInteger(stock); } public boolean deduct(int quantity) { int oldValue; do { oldValue = stock.get; if (oldValue实际场景 ：一个在线教育平台的直播系统，在上课高峰期会有大量用户同时进入直播间，系统需要快速处理用户请求并保证视频流的稳定传输。
优化策略 ：
合理使用线程池import java.util.concurrent.*;public class LiveRoomThreadPool { private static final int CORE_POOL_SIZE = 4 + 1; private static final int MAXIMUM_POOL_SIZE = 4 * 2 + 1; private static final long KEEP_ALIVE_TIME = 10L; private static final TimeUnit UNIT = TimeUnit.SECONDS; private static final BlockingQueue WORK_QUEUE = new ArrayBlockingQueue(1000); private static final ThreadFactory THREAD_FACTORY = new ThreadFactorybuilder .setNameFormat("live-room-thread-pool-%d") .build; private static final RejectedExecutionHandler HANDLER = new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy; public static ThreadPoolExecutor getThreadPool { return new ThreadPoolExecutor( CORE_POOL_SIZE, MAXIMUM_POOL_SIZE, KEEP_ALIVE_TIME, UNIT, WORK_QUEUE, THREAD_FACTORY, HANDLER ); }}异步处理任务 ：对于一些非实时性的任务，如用户观看直播后的学习记录保存、课后作业提交等，可以使用CompletableFuture进行异步处理，避免阻塞主线程。import java.util.concurrent.CompletableFuture;public class AsyncTask { public static void saveStudyRecord(String userId) { CompletableFuture.runAsync( -> { try { Thread.sleep(1000); System.out.println("学习记录已保存，用户ID：" + userId); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace; } }); }}缓存技术 ：使用缓存（如 Redis）存储热点数据，如直播间的课程介绍、讲师信息等，减少对数据库的频繁访问，提高响应速度。实际场景 ：在一个任务调度系统中，多个任务可能需要获取多个资源才能执行，若资源分配不当，可能会引发死锁。
检测与避免方法 ：
死锁检测 ：可以通过 JDK 自带的jconsole或jvisualvm工具来检测死锁。这些工具能够监控线程状态，当检测到死锁时，会给出相关提示。避免死锁 ：资源有序分配 ：对资源进行编号，线程按照固定的顺序获取资源。例如，线程 A 和线程 B 都需要资源 X 和资源 Y，规定先获取资源 X 再获取资源 Y，这样就不会出现相互等待的情况。 设置超时时间 ：在使用Lock接口获取锁时，设置超时时间，如果在规定时间内未获取到锁，则放弃本次尝试，避免无限等待。 import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;public class DeadlockAvoidance { private Lock lock1 = new ReentrantLock; private Lock lock2 = new ReentrantLock; public void method1 { boolean gotLock1 = false; boolean gotLock2 = false; try { gotLock1 = lock1.tryLock(1, java.util.concurrent.TimeUnit.SECONDS); if (gotLock1) { try { gotLock2 = lock2.tryLock(1, java.util.concurrent.TimeUnit.SECONDS); if (gotLock2) { System.out.println("成功获取锁，执行任务"); } } finally { if (gotLock2) { lock2.unlock; } } } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace; } finally { if (gotLock1) { lock1.unlock; } } }}Java 中的高并发问题复杂多样，需要开发者深入理解并发编程的原理，并结合实际场景灵活运用各种技术和工具。在解决高并发问题时，应从线程安全、性能优化、死锁避免等多个方面综合考虑。同时，多进行代码实践和性能测试，不断积累经验，才能在面对高并发挑战时游刃有余。通过对经典面试题的学习和分析，希望你能更好地掌握高并发编程知识，在实际开发和面试中取得优异表现。
来源：墨码行者