Java 高级面试问题及答案
1. 请解释Java内存模型以及它在多线程编程中的重要性。
答案：
Java内存模型（Java Memory Model, JMM）定义了Java程序在执行时，变量在内存中的存储和访问规则。它确保了在多线程环境中，各个线程对共享数据的一致性和同步操作的原子性。JMM规定了线程之间共享变量的读写操作，必须遵循特定的规则，以避免内存一致性错误，如竞态条件和死锁。
在多线程编程中，JMM的重要性体现在以下几个方面：
- 可见性：确保一个线程对共享变量的修改能够及时地对其他线程可见。
- 原子性：保证复合操作在多线程环境下能够“不可分割”地执行。
- 有序性：在单线程程序中，代码的执行顺序是确定的，但在多线程环境中，JMM允许编译器和处理器对操作进行重排序，以优化程序性能。
2. 什么是JVM的垃圾回收机制？请描述垃圾回收的基本原理。
答案：
Java虚拟机（JVM）的垃圾回收（Garbage Collection, GC）机制是一种自动内存管理功能，用于回收不再使用的对象，释放内存资源。垃圾回收的基本原理包括以下几个步骤：
- 对象创建：Java对象在堆内存中创建，分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。
- 可达性分析：GC周期性地进行可达性分析，通过一系列称为“GC Roots”的对象（如线程栈中的局部变量）开始搜索，所有能够被这些GC Roots直接或间接引用的对象被认为是存活的。
- 标记-清除：标记出所有不可达的对象，然后清除这些对象占用的内存。
- 压缩整理：为了解决内存碎片问题，GC会将存活的对象移动到内存的一端，然后清理边界外的内存。
垃圾回收的目的是防止内存泄漏，提高程序性能，但不当的垃圾回收策略可能导致性能下降。
3. 在Java中，什么是类加载器（ClassLoader）？请简述它的双亲委派模型。
答案：
类加载器（ClassLoader）在Java中负责加载.class文件，将其转换为JVM可以理解的字节码。Java类加载器遵循双亲委派模型（Parent Delegation Model），这是一种类加载的机制，其工作原理如下：
- 双亲委派：当一个类加载器尝试加载一个类时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是将这个任务委托给它的父类加载器去完成。
- 层次结构：类加载器形成了一个层次结构，自顶向下分别为启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）、扩展类加载器（Extension ClassLoader）和应用程序类加载器（Application ClassLoader）。
- 自定义加载器：除了这些内置的类加载器，开发者还可以根据需要实现自定义类加载器。
双亲委派模型的好处是可以避免类的重复加载，确保Java核心库的类型安全，防止核心库被篡改。
4. 请谈谈Java中同步和并发的基本概念，并给出一个使用synchronized关键字实现线程安全的示例。
答案：
在Java中，同步和并发是多线程编程的核心概念。同步是指在多线程环境下，协调对共享资源的访问，以防止数据竞争和内存一致性错误。并发则是指多个线程同时执行，提高程序的执行效率。
synchronized关键字是Java提供的一种同步机制，它可以用于修饰方法或代码块，确保同一时间只有一个线程可以执行被同步的部分。以下是一个使用synchronized实现线程安全的示例：
java">public class Counter {private int count = 0;public synchronized void increment() {count++;}public int getCount() {return count;}
}
