面试题：Java非阻塞算法之原理

Question

请简要阐述Java非阻塞算法的基本概念，以及它与阻塞算法相比，在多线程环境下的主要优势是什么？

Answer 1

基本概念

Java非阻塞算法是一种在多线程环境下，线程在执行某些操作时无需等待其他线程释放资源的算法。它主要基于原子操作和乐观锁机制实现。通过使用诸如java.util.concurrent.atomic包中的原子类，如AtomicInteger、AtomicReference等，这些类提供了对单个变量的原子操作，线程可以直接尝试修改共享数据，而不需要获取传统的锁。如果修改失败（例如因为其他线程同时修改了该数据），线程可以重试操作或者采取其他策略，而不是像阻塞算法那样进入等待状态。

多线程环境下的主要优势

1. 更高的吞吐量：阻塞算法在锁竞争激烈时，大量线程会被阻塞，导致CPU资源浪费在上下文切换上。而非阻塞算法因为线程不需要等待锁，能更充分地利用CPU资源，提高系统整体吞吐量。
2. 避免死锁：阻塞算法中，线程获取锁的顺序不一致等原因容易导致死锁。非阻塞算法不存在锁的持有与等待问题，从根本上避免了死锁的发生。
3. 更好的响应性：在阻塞算法中，当一个线程持有锁进行长时间操作时，其他等待该锁的线程会被阻塞，影响系统响应性。非阻塞算法线程不会因等待锁而阻塞，能更快地对外部事件做出响应。