1. 面试题一：在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？

线程安全在三个方面体现：

「原子性」：提供互斥访问，同⼀时刻只能有⼀个线程对数据进行操作；
「可见性」：⼀个线程对主内存的修改可以及时地被其他线程看到；
「有序性」：⼀个线程观察其他线程中的指令执行顺序，由于指令重排序，该观察结果⼀般杂乱无序（happens&before 原则）。

补充：

原子性指一个操作是不可中断的。即使是在多个线程一起执行的时候，一个操作一旦开始，就不会被其他线程干扰。
可见性指当一个线程修改了某一个共享变量的值，其他的线程是否能够立即知道这个修改。显然，对于串行程序来说，可见性问题是不存在的。因为我们在任何一个操作步骤中修改了某个变量，那么在后续的步骤中，读取这个变量一定是修改后的值。
有序性指对于一个线程的执行代码，我们习惯性的认为代码的执行是从前往后，依次执行的。但是在并发时，程序的执行可能会出现乱序。给人直观的感觉就是：写在前面的代码，可能会在后面执行。

1.1 追问一：Java 线程同步的几种方法？

「同步方法」：即有「synchronized」关键字修饰的方法，由于 Java 的每个对象都有一个内置锁，当用此关键字修饰方法时，内置锁会保护整个方法。在调用该方法前，需要获得内置锁，否则就处于阻塞状态。需要注意， synchronized 关键字也可以修饰静态方法，此时如果调用该静态方法，将会锁住整个类。
「同步代码块」：即有「synchronized」关键字修饰的语句块，被该关键字修饰的语句块会自动被加上内置锁，从而实现同步。需值得注意的是，同步是一种高开销的操作，因此应该尽量减少同步的内容。通常没有必要同步整个方法，使用「synchronized」代码块同步关键代码即可。
「ReentrantLock」：Java 5 新增了一个 java.util.concurrent 包来支持同步，其中 ReentrantLock 类是可重入、互斥、实现了 Lock 接口的锁，它与使用 synchronized 方法和快具有相同的基本行为和语义，并且扩展了其能力。需要注意的是，ReentrantLock 还有一个可以创建公平锁的构造方法，但由于能大幅度降低程序运行效率，因此不推荐使用。
「volatile」：volatile 关键字为域变量的访问提供了一种免锁机制，使用 volatile 修饰域相当于告诉虚拟机该域可能会被其他线程更新，因此每次使用该域就要重新计算，而不是使用寄存器中的值。需要注意的是，volatile 不会提供任何原子操作，它也「不能用来修饰 final 类型的变量」。
「原子变量」：在 Java 的 java.util.concurrent.atomic 包中提供了创建了原子类型变量的工具类，使用该类可以简化线程同步。例如 AtomicInteger 表可以用原子方式更新 int 的值，可用在应用程序中（如以原子方式增加的计数器），但不能用于替换 Integer。可扩展 Number，允许那些处理机遇数字类的工具和实用工具进行统一访问。