2024年150道高频Java面试题（二十八）

55. 解释一下 Java 中的等待/通知机制。

Java中的等待/通知机制是线程间通信的一种方式，它通过Object类的三个方法来实现：wait(), wait(long timeout), 和 notify(), 以及 notifyAll()。

wait(): 当一个线程调用一个共享对象的 wait() 方法时，该线程会进入等待状态，并暂时释放它对共享对象的锁定。这允许其他线程访问该对象。
wait(long timeout): 与 wait() 类似，但它允许设置一个超时时间，如果在指定时间内没有被通知，线程将自动醒来。
notify(): 当一个线程调用共享对象的 notify() 方法时，它会唤醒在该对象上等待的一个线程（如果有多个线程在等待，具体唤醒哪一个是不确定的）。
notifyAll(): 唤醒在该对象上等待的所有线程。

以下是使用等待/通知机制的一个简单示例：

public class WaitNotifyExample {public synchronized void method1() {try {System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is waiting.");wait(); // 释放锁System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is resumed.");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}public synchronized void method2() {System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getName() + " is going to notify.");notify(); // 唤醒在同一个对象上等待的线程}
}public class Main {public static void main(String[] args) {WaitNotifyExample example = new WaitNotifyExample();Thread t1 = new Thread(() -> example.method1(), "Thread-1");Thread t2 = new Thread(() -> example.method2(), "Thread-2");t1.start();t2.start();// 确保线程t1先执行try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }// 通知t1继续执行synchronized (example) {example.notify();}}
}

注意：

wait() 和 notify() 方法必须包含在一个同步块或方法中，因为它们需要操作锁。
当线程调用 wait() 时，它不会竞争锁，直到它被唤醒。
使用 notify() 而不是 notifyAll() 可能会导致线程饥饿，因为某些线程可能永远不会被唤醒。

这种机制主要用于生产者-消费者模式，信号量模式等并发场景中，以实现线程之间的协调和通信。

56. Java 中的线程池是如何工作的？

Java 中的线程池是一种基于池化思想管理线程的机制，它主要解决了两个问题：一是减少创建和销毁线程所需的时间，二是提高系统响应速度。

线程池的工作原理如下：

创建线程池：线程池通过Executor框架来创建和管理，常见的创建方式有ThreadPoolExecutor和Executors工厂类。
提交任务：当一个任务需要执行时，它被提交给线程池。
任务队列：线程池内部维护一个队列（工作队列），用于存储待执行的任务。
- 如果线程池中有空闲线程，线程池将选取一个线程执行任务。
- 如果线程池中所有线程都在工作，新提交的任务将被放入队列中等待。
线程复用：线程池中的线程执行完任务后不会被销毁，而是回到线程池中等待下一个任务。
线程管理：线程池负责管理线程的生命周期，如创建、销毁、挂起等。

以下是线程池中几个重要的参数：

核心线程数（Core Pool Size）：线程池维护线程的最少数量。
最大线程数（Maximum Pool Size）：线程池维护线程的最大数量。
工作队列（Work Queue）：用于存储待执行任务的队列。
存活时间（KeepAliveTime）：非核心线程的空闲存活时间。
线程工厂（ThreadFactory）：用于创建新线程的工厂。
拒绝策略（RejectedExecutionHandler）：当任务无法执行时的处理策略。

下面是一个使用ThreadPoolExecutor创建线程池的示例：

import java.util.concurrent.*;public class ThreadPoolExample {public static void main(String[] args) {int corePoolSize = 2;int maxPoolSize = 4;long keepAliveTime = 10;TimeUnit unit = TimeUnit.SECONDS;BlockingQueue<Runnable> workQueue = new LinkedBlockingQueue<>(2);ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maxPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue);// 提交任务for (int i = 0; i < 6; i++) {final int index = i;executor.execute(() -> {System.out.println("执行任务: " + index);try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});}// 关闭线程池executor.shutdown();}
}