多线程基础知识

什么是死锁？如何避免死锁？

死锁是指在多线程编程中，两个或多个线程互相等待对方持有的资源，导致程序无法继续执行的状态。

死锁的发生通常需要满足以下四个条件：

互斥条件：至少有一个资源被某个线程独占时，其他线程无法访问。
请求和保持条件：线程在持有一个资源的同时，又请求其他线程持有的资源。
不可剥夺条件：资源只能由持有它的线程主动释放，其他线程无法强行剥夺。
循环等待条件：存在一个资源的循环链，每个线程都在等待下一个线程持有的资源。

为了避免死锁，可以采取以下策略：

避免使用多个锁：如果可能的话，尽量减少使用多个锁，使用更高级别的同步机制来管理资源。
破坏循环等待条件：通过定义资源的顺序来避免线程之间相互等待资源，即线程按照一定的顺序获取资源，释放的顺序与获取的顺序相反。
显式锁定顺序：如果不可避免地需要使用多个锁，确保线程按照相同的顺序获取锁，避免产生死锁。
设置超时时间：在获取锁时设置超时时间，如果在指定时间内无法获取到锁，则放弃获取并释放已持有的锁。
使用死锁检测工具：可以使用工具来检测死锁的发生，并分析修复。

需要注意的是，死锁是在多线程编程中常见的问题，因此在设计和实现多线程程序时，需要注意避免死锁的发生。

多线程之间如何进行通信

Java多线程之间可以通过以下几种方式进行通信：

共享变量：多个线程可以共享某个变量，通过修改和读取该变量来进行通信。需要注意的是，多个线程同时对共享变量进行操作可能会出现竞态条件，需要通过同步机制来保证线程安全。
等待/通知机制（wait/notify）：多个线程可以通过等待和通知机制来进行通信。其中一个线程可以调用对象的wait()方法，使自己进入等待状态，同时释放对象的锁。其他线程可以调用对象的notify()方法来唤醒等待的线程，使其继续执行。
阻塞队列：多个线程可以通过使用阻塞队列来进行通信。一个线程可以将数据放入队列中，而其他线程可以从队列中取出数据，实现线程间的数据传递。
CountDownLatch和CyclicBarrier：CountDownLatch是一个计数器，一个或多个线程需要等待其他线程完成一组操作后才能继续执行。而CyclicBarrier是另一个同步工具，它可以使多个线程在某个点处等待，直到所有线程都到达这个点后才继续执行。
Future和Callable：可以使用Future和Callable来实现多线程的结果传递。Callable是一个可以返回结果的线程，而Future则可以用来获取线程的执行结果。

线程怎样拿到返回结果

在Java中，一个线程无法直接获取另一个线程的返回结果。这是因为每个线程都具有自己的执行上下文，线程之间无法直接访问彼此的数据。然而，有几种方式可以实现线程之间的结果传递：

使用共享变量：可以使用一个共享的变量来存储结果，在一个线程中设置结果，在另一个线程中读取结果。这种方法需要使用同步机制，如锁或信号量，来确保线程之间的正确同步。
使用回调函数：可以定义一个接口，包含一个方法来接收结果，在一个线程中设置结果，并在另一个线程中调用该方法传递结果。
使用Future和Callable：可以使用Java提供的Future和Callable接口来获取线程的返回结果。Callable接口可以理解为带返回值的Runnable接口，线程执行完毕后可以返回一个结果。Future接口可以用来获取Callable的返回结果，可以通过Future的get()方法来阻塞当前线程，直到获取到结果。

使用线程池管理线程时，可以使用submit()方法提交一个Callable任务，该方法返回一个Future对象，通过调用Future的get()方法可以获取返回结果。

violatile 关键字的作用

volatile关键字用于表示该变量是易变的，即可能被多个线程同时访问并修改。在多线程编程中，如果一个变量被声明为volatile，那么在一个线程中对该变量的修改会立即被其他线程可见。

volatile关键字的作用主要有两个方面：

保证可见性：当一个线程修改一个volatile变量时，会立即将该变量的修改结果刷新到主存，使其他线程可见。
禁止指令重排序：在多线程环境下，JVM为了提高执行效率会对指令进行优化，可能会改变指令的执行顺序。但对于volatile变量，JVM会禁止指令重排序，保证volatile变量的赋值操作和读取操作按照程序顺序执行。

下面是一个示例代码：

java">public class VolatileExample {private volatile boolean flag = false;public void writer() {flag = true;  // 写volatile变量}public void reader() {while (!flag) {}  // 读volatile变量System.out.println("Flag is true");}
}

在上述代码中，有两个线程分别调用writer和reader方法。writer方法将flag变量设置为true，而reader方法会一直循环等待flag变量变为true，然后输出信息。

如果没有使用volatile关键字，由于JVM对指令进行重排序优化的原因，可能会导致reader线程陷入死循环，永远无法读到flag变量的修改结果。而使用volatile关键字修饰flag变量，可以保证其可见性，reader线程能够及时感知到flag变量的修改，从而跳出循环并输出信息。

总结

volatile关键字用于修饰变量，用来保证多个线程之间对变量的可见性。
当一个变量被volatile修饰时，线程在访问变量时会直接从主内存中读取，而不是从线程的工作内存中读取。这样可以确保每次读取都是最新的值。
volatile关键字禁止了指令重排优化，保证了指令的执行顺序和在代码中的顺序一致。
volatile关键字不能保证原子性。如果一个变量的操作不是原子的，即使使用volatile修饰也不能保证线程安全。例如，i++操作实际上是由三个步骤完成的：读取i的值、对i进行加1、将新值写入i，这三个步骤并不是原子的。
当一个变量被volatile修饰时，对它的写操作会立即反映到主内存中，而不是延迟到其他操作时才写入。
volatile关键字适用于简单的标志位控制，例如用于终止一个线程的执行。
volatile关键字的使用要谨慎，不恰当地使用会导致出现线程安全问题或者降低性能。正确地使用volatile需要对多线程编程有一定的了解。