面试题分享

Java高级面试问题及答案

1. 请解释Java内存模型以及它在并发编程中的重要性。

问题:
在Java中,内存模型(Java Memory Model, JMM)是一个规范,它定义了程序在执行时对共享内存的读写操作的执行顺序。请解释JMM是如何工作的,以及它在编写并发程序时的重要性。

答案:
Java内存模型规定了不同线程间共享变量的访问规则,以及在何时对这些共享变量的读写操作对其他线程可见。它确保了在并发环境中,对共享数据的访问是有序且安全的。JMM通过定义happens-before原则来确保操作的内存可见性,从而避免多线程程序中的竞态条件和结果不可预测的问题。在并发编程中,理解JMM对于编写正确、高效的多线程代码至关重要。

2. 介绍下JVM中垃圾收集器的工作原理,并比较一些常见的垃圾收集器。

问题:
在Java虚拟机(JVM)中,垃圾收集器是如何工作的?请简述其原理,并比较一些常见的垃圾收集器如Serial、Parallel、CMS和G1。

答案:
JVM的垃圾收集器(Garbage Collector, GC)的主要任务是自动回收不再使用的对象,以释放内存。GC工作原理通常涉及标记-清除(Mark-Sweep)算法,其中对象会被标记为活跃或非活跃的,非活跃对象占用的内存会被回收。不同的垃圾收集器采用不同的策略来优化性能和延迟。

  • Serial GC:适用于对延迟不敏感的小应用,使用单线程进行垃圾收集。
  • Parallel GC:也称为吞吐量优先收集器,使用多个线程进行垃圾收集,以提高CPU利用率。
  • CMS(Concurrent Mark Sweep):以最小化停顿时间为目标,采用并发标记和清除算法,减少应用的停顿时间。
  • G1(Garbage-First):是一种服务器端的收集器,将堆分割为多个小块,优先回收垃圾最多的区域,平衡了吞吐量和延迟。

3. 解释Java中的类加载机制,并简述双亲委派模型。

问题:
在Java中,类是如何被加载和链接的?请详细解释类加载机制,并阐述双亲委派模型的作用。

答案:
Java的类加载机制包括加载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)和初始化(Initialization)五个阶段。双亲委派模型是Java类加载器的组成原则,其中每个类都有一个父类加载器,当一个类需要被加载时,它会首先请求父类加载器进行加载,只有当父类加载器无法完成加载时,才会尝试用自己的类加载器加载。

双亲委派模型确保了Java核心库的安全性和一致性,防止核心库被篡改。例如,如果应用程序尝试加载java.lang.Object类,请求会从应用类加载器传递到扩展类加载器,最后由启动类加载器加载,避免了多个版本的Object类存在。

4. 讨论Spring框架中Bean的生命周期和作用域。

问题:
在Spring框架中,一个Bean的生命周期是怎样的?请解释Spring支持的不同作用域以及它们的区别。

答案:
Spring框架中Bean的生命周期从实例化开始,通过DI(依赖注入)填充属性,然后通过BeanNameAware、BeanFactoryAware等接口的回调方法进行设置,接着是InitializingBean接口的afterPropertiesSet方法和自定义的init-method方法,最后是DisposableBean接口的destroy方法和自定义的destroy-method方法结束。

Spring支持以下Bean作用域:

  • singleton:每个Spring IoC容器仅共享一个Bean实例。
  • prototype:每次请求都会创建一个新的Bean实例。
  • request:每个HTTP请求都会创建一个新的Bean,适用于Web应用。
  • session:每次HTTP会话都会创建一个新的Bean。
  • application:在Web应用的ServletContext中,每个应用程序共享一个Bean。
  • websocket:每个WebSocket都会创建一个新的Bean。

选择正确的作用域对于内存管理和应用设计都是非常重要的。

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