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Java面试精粹:高级问题与解答集锦(二)

Java面试精粹:高级问题与解答集锦(二)

Java 高级面试问题及答案

问题1:解释Java内存模型(JMM)及其重要性

答案
Java内存模型(JMM)定义了Java程序中各种变量(线程共享变量)的访问规则,以及在并发环境下如何保证内存的可见性、原子性和有序性。它确保了在多线程环境中,不同线程对共享变量的读写操作能够按照预期进行,避免出现数据竞争和不一致的问题。JMM规定了happens-before原则,这是保证程序在并发执行时,操作的顺序能够满足逻辑上的一致性。此外,JMM还定义了synchronized和volatile关键字的内存语义,以及final域的重排序规则。

问题2:什么是双亲委派模型?它的优点是什么?

答案
双亲委派模型是Java类加载器的一种工作机制。在这种模型中,每个类加载器在加载类时,首先会委托给它的父加载器去尝试加载这个类,只有当父加载器无法加载时,子加载器才会尝试自己加载。这种机制的优点包括:

  1. 避免类的重复加载:确保一个类在JVM中只被加载一次。
  2. 保证Java核心库的安全性:防止核心库的类被篡改,因为自定义的类加载器无法加载Java核心库中的类。
  3. 层次性的类加载:通过委派机制,形成了一个层次化的类加载结构,使得类加载更加有序。

问题3:请解释Java中的锁机制,包括乐观锁和悲观锁的区别。

答案
Java中的锁机制用于控制多线程环境下对共享资源的访问,以保证线程安全。乐观锁和悲观锁是两种不同的锁策略:

  • 乐观锁:假设多线程并发访问时,冲突发生的概率较低。它通常通过CAS(Compare-And-Swap)操作来实现,即在更新数据时,先比较当前值与预期值是否一致,如果一致,则进行更新。乐观锁适用于读多写少的场景。
  • 悲观锁:假设多线程并发访问时,冲突发生的概率很高。它通过锁机制来保证同一时间只有一个线程可以访问资源。悲观锁适用于写多读少的场景。Java中的synchronized关键字和ReentrantLock类是实现悲观锁的常见方式。

问题4:解释Java中的垃圾收集器及其工作原理。

答案
Java中的垃圾收集器(GC)负责自动回收不再使用的对象所占用的内存。GC的工作原理主要包括以下几个步骤:

  1. 标记:GC遍历堆内存,标记所有存活的对象。
  2. 清除:移除未被标记的对象,释放内存。
  3. 整理(可选):移动存活的对象,减少内存碎片。
    Java提供了多种垃圾收集器,包括:
  • Serial GC:单线程的收集器,适用于单核处理器或小型应用。
  • Parallel GC:使用多个线程进行垃圾收集,提高效率,适用于多核处理器。
  • CMS(Concurrent Mark Sweep):以最小化停顿时间为目标,通过并发标记和清除阶段减少GC暂停时间。
  • G1 GC:一种服务器端的收集器,它将堆划分为多个区域,可以预测停顿时间,并尽量控制在设定的范围内。
  • ZGCShenandoah:是低延迟的垃圾收集器,它们通过并发处理大部分GC阶段,显著减少停顿时间。

以上是Java中的一些高级面试问题及其答案,希望对准备Java面试的开发者有所帮助。

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