Java常見的面試題

　　1)Java 中能建立 volatile 陣列嗎?

　　能，Java 中可以建立 volatile 型別陣列，不過只是一個指向陣列的引用，而不是整個陣列。我的意思是，如果改變引用指向的陣列，將會受到 volatile 的保護，但是如果多個執行緒同時改變陣列的元素，volatile 標示符就不能起到之前的保護作用了。

　　2)volatile 能使得一個非原子操作變成原子操作嗎?

　　一個典型的例子是在類中有一個 long 型別的成員變數。如果你知道該成員變數會被多個執行緒訪問，如計數器、價格等，你最好是將其設定為 volatile。為什麼?因為 Java 中讀取 long 型別變數不是原子的，需要分成兩步，如果一個執行緒正在修改該 long 變數的值，另一個執行緒可能只能看到該值的一半(前 32 位)。但是對一個 volatile 型的 long 或 double 變數的讀寫是原子。

　　3)volatile 修飾符的有過什麼實踐?

　　一種實踐是用 volatile 修飾 long 和 double 變數，使其能按原子型別來讀寫。double 和 long 都是64位寬，因此對這兩種型別的讀是分為兩部分的，第一次讀取第一個 32 位，然後再讀剩下的 32 位，這個過程不是原子的，但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 變數的讀寫是原子的。volatile 修復符的另一個作用是提供記憶體屏障(memory barrier)，例如在分散式框架中的應用。簡單的說，就是當你寫一個 volatile 變數之前，Java 記憶體模型會插入一個寫屏障(write barrier)，讀一個 volatile 變數之前，會插入一個讀屏障(read barrier)。意思就是說，在你寫一個 volatile 域時，能保證任何執行緒都能看到你寫的值，同時，在寫之前，也能保證任何數值的更新對所有執行緒是可見的，因為記憶體屏障會將其他所有寫的值更新到快取。

　　4)volatile 型別變數提供什麼保證?

　　volatile 變數提供順序和可見性保證，例如，JVM 或者 JIT為了獲得更好的效能會對語句重排序，但是 volatile 型別變數即使在沒有同步塊的情況下賦值也不會與其他語句重排序。 volatile 提供 happens-before 的保證，確保一個執行緒的修改能對其他執行緒是可見的。某些情況下，volatile 還能提供原子性，如讀 64 位資料型別，像 long 和 double 都不是原子的，但 volatile 型別的 double 和 long 就是原子的。

　　5) 10 個執行緒和 2 個執行緒的同步程式碼，哪個更容易寫?

　　從寫程式碼的角度來說，兩者的複雜度是相同的，因為同步程式碼與執行緒數量是相互獨立的。但是同步策略的選擇依賴於執行緒的數量，因為越多的執行緒意味著更大的競爭，所以你需要利用同步技術，如鎖分離，這要求更復雜的程式碼和專業知識。

　　6)你是如何呼叫 wait()方法的?使用 if 塊還是迴圈?為什麼?

　　wait() 方法應該在迴圈呼叫，因為當執行緒獲取到 CPU 開始執行的時候，其他條件可能還沒有滿足，所以在處理前，迴圈檢測條件是否滿足會更好。下面是一段標準的使用 wait 和 notify 方法的程式碼：

　　// The standard idiom for using the wait methodsynchronized(obj) {while(condition does not hold)obj.wait(); // (Releases lock, and reacquires on wakeup)... // Perform action appropriate to condition}

　　7)什麼是多執行緒環境下的偽共享(false sharing)?

　　偽共享是多執行緒系統(每個處理器有自己的區域性快取)中一個眾所周知的效能問題。偽共享發生在不同處理器的上的執行緒對變數的修改依賴於相同的快取行，如下圖所示：

　　

　　有經驗程式設計師的 Java 面試題

　　偽共享問題很難被發現，因為執行緒可能訪問完全不同的全域性變數，記憶體中卻碰巧在很相近的位置上。如其他諸多的併發問題，避免偽共享的最基本方式是仔細審查程式碼，根據快取行來調整你的資料結構。

　　8)什麼是 Busy spin?我們為什麼要使用它?

　　Busy spin 是一種在不釋放 CPU 的基礎上等待事件的技術。它經常用於避免丟失 CPU 快取中的資料(如果執行緒先暫停，之後在其他CPU上執行就會丟失)。所以，如果你的工作要求低延遲，並且你的執行緒目前沒有任何順序，這樣你就可以透過迴圈檢測佇列中的新訊息來代替呼叫 sleep() 或 wait() 方法。它唯一的好處就是你只需等待很短的時間，如幾微秒或幾納秒。LMAX 分散式框架是一個高效能執行緒間通訊的庫，該庫有一個 BusySpinWaitStrategy 類就是基於這個概念實現的，使用 busy spin 迴圈 EventProcessors 等待屏障。

　　9)Java 中怎麼獲取一份執行緒 dump 檔案?

　　在 Linux 下，你可以透過命令 kill -3 PID (Java 程式的程式 ID)來獲取 Java 應用的 dump 檔案。在 Windows 下，你可以按下 Ctrl + Break 來獲取。這樣 JVM 就會將執行緒的 dump 檔案列印到標準輸出或錯誤檔案中，它可能列印在控制檯或者日誌檔案中，具體位置依賴應用的配置。如果你使用Tomcat。

　　10)Swing 是執行緒安全的?

　　不是，Swing 不是執行緒安全的。你不能透過任何執行緒來更新 Swing 元件，如 JTable、JList 或 JPanel，事實上，它們只能透過 GUI 或 AWT 執行緒來更新。這就是為什麼 Swing 提供 invokeAndWait() 和 invokeLater() 方法來獲取其他執行緒的 GUI 更新請求。這些方法將更新請求放入 AWT 的執行緒佇列中，可以一直等待，也可以透過非同步更新直接返回結果。你也可以在參考答案中檢視和學習到更詳細的內容。

　　11)什麼是執行緒區域性變數?

　　執行緒區域性變數是侷限於執行緒內部的變數，屬於執行緒自身所有，不在多個執行緒間共享。Java 提供 ThreadLocal 類來支援執行緒區域性變數，是一種實現執行緒安全的方式。但是在管理環境下(如 web 伺服器)使用執行緒區域性變數的時候要特別小心，在這種情況下，工作執行緒的生命週期比任何應用變數的生命週期都要長。任何執行緒區域性變數一旦在工作完成後沒有釋放，Java 應用就存在記憶體洩露的風險。

　　12)用 wait-notify 寫一段程式碼來解決生產者-消費者問題?

　　請參考答案中的示例程式碼。只要記住在同步塊中呼叫 wait() 和 notify()方法，如果阻塞，透過迴圈來測試等待條件。

　　13) 用 Java 寫一個執行緒安全的單例模式(Singleton)?

　　請參考答案中的示例程式碼，這裡面一步一步教你建立一個執行緒安全的 Java 單例類。當我們說執行緒安全時，意思是即使初始化是在多執行緒環境中，仍然能保證單個例項。Java 中，使用列舉作為單例類是最簡單的方式來建立執行緒安全單例模式的方式。

　　14)Java 中 sleep 方法和 wait 方法的區別?

　　雖然兩者都是用來暫停當前執行的執行緒，但是 sleep() 實際上只是短暫停頓，因為它不會釋放鎖，而 wait() 意味著條件等待，這就是為什麼該方法要釋放鎖，因為只有這樣，其他等待的執行緒才能在滿足條件時獲取到該鎖。

　　15)什麼是不可變物件(immutable object)?Java 中怎麼建立一個不可變物件?

　　不可變物件指物件一旦被建立，狀態就不能再改變。任何修改都會建立一個新的物件，如 String、Integer及其它包裝類。詳情參見答案，一步一步指導你在 Java 中建立一個不可變的類。