Java 并发面试题, Java 中线程之间如何进行通信?

Step 1

Q:: Java 中线程之间如何进行通信？

A:: Java 中线程之间进行通信主要通过以下几种方式：1. 共享对象：多个线程可以访问同一个对象，通过修改共享对象的状态实现通信。2. wait/notify机制：Object类中的wait(), notify(), notifyAll()方法用于线程间的协调。3. volatile 关键字：可以确保变量在多个线程之间的可见性。4. 线程中断：通过Thread类中的interrupt()方法和isInterrupted()方法，可以实现线程之间的通信。5. 并发库：Java 提供了 java.util.concurrent 包，其中包括各种并发工具类，例如 CountDownLatch, CyclicBarrier, Semaphore 等，帮助线程间的同步与通信。

Step 2

Q:: 为什么需要线程之间进行通信？

A:: 在多线程环境中，线程之间的通信是必不可少的。它允许线程之间协调工作，分享数据和状态，从而完成更复杂的任务。例如，在生产者-消费者模式中，生产者线程生成数据，消费者线程处理数据，二者之间需要通过某种方式进行数据传递和状态同步。

Step 3

Q:: 什么是wait和notify？

A:: wait 和 notify 是 Object 类中的两个方法，用于实现线程间的通信。调用 wait 方法的线程会释放对象锁并进入等待状态，直到有其他线程调用同一对象的 notify 或 notifyAll 方法唤醒它们。notify 方法唤醒一个等待该对象锁的线程，而 notifyAll 方法唤醒所有等待该对象锁的线程。这两个方法需要在同步代码块或同步方法中调用。

Step 4

Q:: volatile 关键字的作用是什么？

A:: volatile 关键字用于声明变量，当一个线程修改了该变量的值，新值对其他线程立即可见。它保证了变量的可见性，防止了线程缓存导致的数据不一致问题。然而，volatile 并不能保证原子性操作，即多个线程对变量的并发操作需要进一步的同步机制。

Step 5

Q:: 线程中断如何实现通信？

A:: 线程中断是另一种线程通信方式。Thread 类的 interrupt() 方法可以中断目标线程，被中断的线程可以通过检查自身的中断状态（isInterrupted()）或捕获 InterruptedException 异常来响应中断请求。中断通常用于停止或打断线程的执行，尤其是在线程需要进行长时间任务或可能被阻塞的情况下。

Step 6

Q:: 什么是 CountDownLatch？

A:: CountDownLatch 是 java.util.concurrent 包中的一个同步工具类，允许一个或多个线程等待，直到在其他线程中执行的一组操作完成。CountDownLatch 初始化时指定一个计数值，每次调用 countDown() 方法会将计数值减一，await() 方法会阻塞当前线程，直到计数值减到零。