Какие инструменты и механизмы используются для обеспечения потокобезопасности

Что проверяют

Понимаете ли вы, что потокобезопасность складывается из атомарности, видимости и порядка операций, и умеете ли подобрать механизм под задачу. Следом обычно просят объяснить разницу между volatile и synchronized или найти гонку в коротком фрагменте кода.

Как отвечать

Самый надёжный вариант: не делить изменяемое состояние между потоками. Дальше по нарастающей:

• неизменяемость и изоляция: final-поля, records, List.of, данные в локальных переменных или ThreadLocal;
• volatile: видимость и запрет переупорядочивания, но не атомарность. Годится для флага остановки, не годится для count++;
• атомики: AtomicInteger, AtomicReference на CAS без блокировок, LongAdder для счётчиков под высокой конкуренцией;
• synchronized: монитор объекта, реентерабельный, даёт happens-before между выходом из блока и следующим входом на том же мониторе;
• блокировки из java.util.concurrent.locks: ReentrantLock с tryLock по таймауту, lockInterruptibly и несколькими Condition, ReentrantReadWriteLock для частого чтения, StampedLock с оптимистичным чтением, но без реентерабельности;
• конкурентные коллекции: ConcurrentHashMap с атомарными computeIfAbsent и merge, CopyOnWriteArrayList для редких записей, BlockingQueue для схемы производитель и потребитель;
• синхронизаторы: CountDownLatch, CyclicBarrier, Semaphore, Phaser.

Упомяните виртуальные потоки из Java 21: до Java 24 synchronized закреплял виртуальный поток за несущим, и под нагрузкой советовали ReentrantLock. JEP 491 в Java 24 это ограничение снял. Взаимоблокировки ищут через jstack: дамп потоков прямо сообщает о найденном deadlock.

Где спотыкаются

Лечат гонку на счётчике через volatile. Инкремент состоит из чтения и записи, и два потока всё равно теряют обновления. Нужен AtomicInteger или блокировка.

Пишут check-then-act на ConcurrentHashMap: if (!map.containsKey(k)) map.put(k, v). Каждый вызов атомарен, а связка из двух нет. Правильно putIfAbsent или computeIfAbsent.

Вызывают lock() без try/finally. Исключение внутри оставит блокировку захваченной навсегда, а synchronized такого не допускает.