并发编程

并发是任务在同一时间段内交替推进的能力（单核也可并发，靠调度分时），关注任务组织结构；并行是同一时刻真正同时执行（多核多机），关注物理执行。并发不必然并行，单线程事件循环也能并发处理上万个 IO 任务。同步与异步描述调用方等待方式：同步调用阻塞等待结果返回，异步调用立即返回、结果经回调、Future 或事件通知送达；阻塞与非阻塞描述被调用方在等待资源时的状态，两组概念常被混用但正交——同步非阻塞（轮询就绪再读）与异步阻塞（提交后专门等完成事件）都存在。工程含义：CPU 密集任务靠并行多核加速，IO 密集任务靠并发（异步或协程）提高吞吐。能辨析四组词并各举一例即完整。

互斥锁（mutex）竞争失败即休眠让出 CPU，唤醒有上下文切换成本（微秒级），适合临界区长、持锁时间不确定的场景，是默认选择。自旋锁失败后忙等循环重试，无切换成本但空烧 CPU，仅当临界区极短（几十纳秒到微秒级）且多核时划算，内核与底层库常用，应用层慎用；实际实现常自旋若干次再退化休眠（自适应自旋）。读写锁允许多读单写，读多写少且读侧持锁较久时可提升并行度，但写者可能饥饿（需写优先策略），且读临界区若很短，锁自身开销可能超过收益，不如直接用普通锁或 seqlock、RCU 思路。进阶可提乐观并发：版本号 CAS 无锁推进，冲突才重试。答题给持锁时长与读写比两个判断维度并各配场景即佳。

CAS 即比较并交换，硬件级原子指令：仅当内存值等于预期旧值时才写入新值并返回成功，否则失败重试，是乐观并发的基石，Java 的 AtomicInteger、锁升级的轻量级阶段、无锁队列、数据库乐观锁（版本列）都基于它。优点是无挂起与唤醒开销、竞争适中时吞吐高；缺点一是高竞争下自旋重试浪费 CPU，二是只能保证单个变量的原子性（多变量要用锁或打包成对象），三是 ABA 问题：值从 A 改成 B 又改回 A，CAS 认为没变过而实际发生了中间态，对指针复用类场景（无锁栈弹出后压回同地址节点）会破坏正确性。解法是附加版本号：Java 的 AtomicStampedReference 带 stamp，数据库加 version 列，或用 hazard pointer 等回收机制。答出三点缺陷即优秀。

编译器与 CPU 会重排指令、缓存也会延迟可见，多线程下「写了不一定马上读到」。happens-before 是语言层（Java、Go、C++）给出的可见性承诺：若 A 操作 happens-before B，则 A 的结果对 B 可见且顺序不可重排。建立关系的常见规则：程序顺序、解锁 happens-before 后续加锁、volatile 或原子写 happens-before 后续读、线程 start 与 join、channel 收发（Go）、C++ 的 acquire 与 release 语义。内存屏障是硬件层实现手段：load 与 store 屏障禁止特定重排并刷新或失效缓存行，acquire 读屏障与 release 写屏障配合构成同步边。错误示范是双检锁不加 volatile 的半初始化对象问题。答题先讲问题（重排与可见性），再讲承诺（happens-before 规则列举），最后落到实践：用高层同步原语，避免自己推导屏障。

以 Java ThreadPoolExecutor 为例：corePoolSize 常驻线程、maximumPoolSize 上限、workQueue 任务队列、keepAliveTime 非核心线程空闲存活、拒绝策略（抛异常、调用者执行、丢弃、丢弃最旧）。执行顺序是核心线程、队列、非核心线程、拒绝，先排队再扩容这点反直觉必须讲清。参数经验：CPU 密集取核数加一，IO 密集按 核数 乘（1 加 等待与计算比）估，或直接压测定；更可靠的是按延迟与吞吐目标用指标反推，并给队列设界（无界队列会掩盖过载导致 OOM，有界才有背压）。拒绝策略联动降级（记日志落库补偿、调用者执行做天然限流）。监控线程数、队列深度、任务耗时与拒绝数。另提 Go 与协程池不同，goroutine 便宜仍需并发原语限流。能讲执行顺序与有界队列背压即高分。