Java高级面试问题及答案
问题1: 请解释Java中的强引用、软引用、弱引用和虚引用,并给出使用场景
答案:
- 强引用 :Java中最常见的引用类型,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,直到这个引用被显式地设置为
null
,或者从内存中消失。 - 软引用 :通过
java.lang.ref.SoftReference
类实现,它允许垃圾回收器在内存不足时回收这些对象,即使它们仍然有引用指向。适用于内存敏感的程序,如缓存系统。 - 弱引用 :通过
java.lang.ref.WeakReference
类实现,它比软引用生存期更短,垃圾回收器在下一次回收时就会清除只有弱引用的对象。 - 虚引用 :通过
java.lang.ref.PhantomReference
类实现,一个对象是否有虚引用的存在,完全不会对其生存时间构成影响,也无法通过虚引用来获取一个对象的实例。
问题2: 解释Java中的类加载器双亲委派模型
答案:
Java的类加载器双亲委派模型是一种按照等级顺序加载类的方式。它包括以下几个核心点:
- 启动类加载器 (Bootstrap ClassLoader):负责加载Java核心类库,由C++实现,不继承自
java.lang.ClassLoader
。 - 扩展类加载器 (Extension ClassLoader):负责加载
java.ext.dirs
系统属性指定路径中的类库。 - 应用程序类加载器(Application ClassLoader):负责加载用户路径(classpath)上的类库。
当一个类需要加载时,Java虚拟机首先会委托给它的父类加载器尝试加载这个类,只有当父类加载器无法完成这个请求时,才会尝试自己加载。
问题3: 描述一下Java中synchronized和java.util.concurrent包中的锁有什么区别?
答案:
synchronized
是Java的一个关键字,它是一个重量级锁,用于实现同步,可以用于修饰方法或代码块。它在进入同步代码前会自动获取锁,并且在退出同步代码时自动释放锁。synchronized
也被称为"无差别锁",因为它的获取和释放依赖于JVM的实现细节。
相比之下,java.util.concurrent
包提供了一组更高级的锁,如ReentrantLock
、ReadWriteLock
等。这些锁提供了更灵活的锁定机制,例如:
- 可重入性:允许同一个线程多次获取锁。
- 公平性:可以选择按照线程请求锁的顺序来获取锁。
- 尝试非阻塞地获取锁 :
tryLock()
方法允许线程尝试获取锁,但如果没有成功,线程可以不做等待继续执行。
问题4: 请谈谈Java 8的Stream API以及它如何改变数据处理?
答案:
Java 8引入了Stream API,它允许以声明式方式处理数据集合。Stream API的主要特点包括:
- 函数式编程:使用函数式接口和Lambda表达式来处理数据。
- 惰性求值 :Stream操作如
filter
、map
等不会立即执行,只有当需要结果时(例如通过forEach
或collect
),操作才会执行。 - 并行处理 :可以通过
parallelStream
进行并行数据处理,提高性能。
Stream API通过提供filter
、map
、reduce
、collect
等操作,改变了集合的处理方式,使得代码更加简洁、高效,并且易于并行化。
附加问题:Java中的异常处理机制是怎样的?
答案:
Java中的异常处理机制基于java.lang.Throwable
类及其子类。主要分为两个子类:Error
和Exception
。Error
表示不期望程序能够处理的严重问题,如OutOfMemoryError
;Exception
则分为:
- 受检异常(Checked Exceptions):需要在方法签名中声明或通过抛出异常处理。
- 非受检异常 (Unchecked Exceptions):如
RuntimeException
及其子类,不需要显式声明或抛出。
异常处理使用try
、catch
、finally
和throw
关键字实现:
try
块包含可能抛出异常的代码。catch
块捕获并处理异常。finally
块用于存放无论是否发生异常都要执行的代码。throw
关键字用于抛出异常。
合理的异常处理可以提高程序的健壮性和可维护性。