Java面试精粹:高级问题与解答指南(二)

Java 高级面试问题与答案

问题1:请解释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,这些变量如何被不同线程所观察到。JMM确保了在并发编程中,对共享变量的访问能够保持一致性,避免出现数据竞争和不可预期的行为。它规定了线程如何与主内存交互,以及线程之间如何通过主内存进行通信。理解JMM对于编写正确、高效的并发程序至关重要。

问题2:在Java中,什么是双亲委派模型?它有什么优点?

答案:
双亲委派模型是Java类加载器的一个特性,它要求除了顶层的启动类加载器之外,其余的类加载器在加载一个类时,首先会委托给它的父类加载器去尝试加载这个类。这种模型的优点包括:

  1. 安全性:防止核心库被随意替换,确保Java运行时环境的稳定性。
  2. 避免重复加载:确保一个类只被加载一次,无论它被请求加载多少次。
  3. 层次性:类加载器的层次结构使得Java应用可以拥有自己定制的类加载器,以满足特定的需求。

问题3:解释一下Java中的锁优化技术有哪些?

答案:
Java虚拟机(JVM)提供了多种锁优化技术,以提高并发程序的性能:

  1. 锁粗化(Lock Coarsening):将多个细粒度锁合并为一个粗粒度锁,减少锁的开销。
  2. 锁消除(Lock Elimination):JVM在编译期间分析代码,如果确定某个锁不会被共享资源的其他线程所访问,那么可以完全消除这个锁。
  3. 轻量级锁(Lightweight Locking):当线程竞争不激烈时,使用轻量级锁代替重量级锁,减少线程阻塞和唤醒的开销。
  4. 偏向锁(Biased Locking):当一个对象或方法在大多数情况下只被一个线程访问时,JVM会将锁偏向这个线程,减少锁竞争。
  5. 自旋锁(Spin-Wait Locking):在单核处理器上,当线程获取锁的等待时间非常短时,线程可以选择自旋等待,而不是立即阻塞。

问题4:在Java中,什么是死锁?如何避免?

答案:
死锁是指两个或多个线程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种僵局,使得这些线程无法继续执行。避免死锁的策略包括:

  1. 避免资源分配的循环等待:确保线程按照一定的顺序请求资源。
  2. 使用超时机制:在请求资源时设置超时时间,如果超时则释放已持有的资源并重试。
  3. 资源分配图:使用资源分配图来检测死锁的可能性,并在检测到潜在死锁时进行干预。
  4. 有序资源分配:为所有资源分配一个唯一的标识符,并要求线程按照这个标识符的顺序来请求资源。
  5. 检测并恢复:定期检测死锁的存在,并采取恢复措施,如终止一些线程或资源抢占。

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