Java面试进阶指南：高级知识点问答精粹（二）

Java 面试问题及答案

1. 什么是Java内存模型（JMM）？它在并发编程中扮演什么角色？

答案：
Java内存模型（JMM）是一个抽象的模型，它定义了Java程序中各种变量（线程共享变量）的访问规则，以及在并发环境下这些变量如何被不同线程所看到。JMM规定了主内存和工作内存的概念，以及它们之间的交互规则。在并发编程中，JMM确保了多线程间操作的原子性、可见性和有序性。它允许合理的并行执行，同时保证程序结果的正确性。例如，volatile关键字的使用就是基于JMM来保证变量的可见性。

2. 解释Java中的垃圾回收机制，并举例说明如何优化垃圾回收？

答案：
Java中的垃圾回收（GC）是一种自动内存管理机制，用于回收不再使用的对象所占用的内存。垃圾回收器会定期扫描堆内存，识别那些不再被任何活对象引用的对象，并释放它们占用的内存。优化垃圾回收通常涉及减少对象的创建、使用对象池、选择合适的垃圾回收器以及调整JVM参数等策略。例如，通过使用软引用（SoftReference）和弱引用（WeakReference）可以创建一种更灵活的内存管理策略，让垃圾回收器在内存不足时能够回收这些对象。

3. 在Java中，什么是强引用、软引用、弱引用和虚引用？它们有什么区别？

答案：
在Java中，引用分为四种类型：

• 强引用：如果一个对象具有强引用，那么它永远不会被垃圾回收器回收。
• 软引用：软引用关联的对象在内存不足时会被回收，可以通过java.lang.ref.SoftReference类来实现。
• 弱引用：弱引用关联的对象只能存活到下一次垃圾回收发生为止，使用java.lang.ref.WeakReference类。
• 虚引用：虚引用的主要目的是跟踪对象被垃圾回收的状态，使用java.lang.ref.PhantomReference类。虚引用必须和引用队列一起使用。

它们的主要区别在于垃圾回收器对它们的处理策略不同，从而提供了不同的内存管理和对象生命周期控制机制。

4. 请解释Java中的同步机制，并举例说明如何使用synchronized关键字？

答案：
Java中的同步机制是确保多个线程在访问共享资源时能够保持一致性和线程安全的机制。synchronized关键字可以用来同步方法或代码块，确保同一时刻只有一个线程能够执行该段代码。当一个线程访问一个对象的同步方法或同步代码块时，它会首先获得该对象的锁。例如，可以使用synchronized关键字来同步访问共享计数器的方法：

public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getValue() {
        return count;
    }
}
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在这个例子中，increment和getValue方法都是同步的，因此多个线程可以安全地调用这些方法，而不必担心并发问题。

5. 什么是Java的类加载机制？请简述其加载过程。

答案：
Java的类加载机制是Java运行时环境动态加载Java类文件的过程。这个过程主要分为三个步骤：

1. 加载（Loading）：类加载器（ClassLoader）根据类的全名查找.class文件，然后将其加载到内存中。
2. 链接（Linking）：链接过程包括验证（确保加载的类信息符合JVM规范）、准备（为静态变量分配内存并设置默认初始值）和解析（将类、接口、字段和方法的符号引用转换为直接引用）。
3. 初始化（Initialization）：在这个阶段，JVM为类变量赋予正确的初始值，执行静态初始化代码块。

这个过程确保了类的类型安全和结构安全，并且支持动态加载和卸载类。

6. 在Java中，什么是泛型？它们有什么优点？

答案：
Java中的泛型是一种将类型参数化的技术，它允许在编译时进行类型检查，从而提高代码的复用性、安全性和可读性。泛型在声明类、接口或方法时使用类型参数，这些类型参数在实例化时被具体类型所替换。泛型的主要优点包括：

• 类型安全：编译时类型检查可以避免运行时类型转换错误。
• 消除类型转换：使用泛型可以避免类型转换，使代码更加简洁。
• 提高代码复用性：泛型允许编写不依赖于具体类型的类和方法，从而提高代码的复用性。

例如，使用泛型声明的ArrayList：

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
String value = list.get(0); // 直接使用String类型，无需类型转换
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