Java常見的面試題

　　1)Java 中能創建 volatile 數組嗎?

　　能，Java 中可以創建 volatile 類型數組，不過只是一個指向數組的引用，而不是整個數組。我的意思是，如果改變引用指向的數組，將會受到 volatile 的保護，但是如果多個線程同時改變數組的元素，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 類型的成員變量。如果你知道該成員變量會被多個線程訪問，如計數器、價格等，你最好是將其設置為 volatile。為什么?因為 Java 中讀取 long 類型變量不是原子的，需要分成兩步，如果一個線程正在修改該 long 變量的值，另一個線程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 變量的讀寫是原子。

　　3)volatile 修飾符的有過什么實踐?

　　一種實踐是用 volatile 修飾 long 和 double 變量，使其能按原子類型來讀寫。double 和 long 都是64位寬，因此對這兩種類型的讀是分為兩部分的，第一次讀取第一個 32 位，然后再讀剩下的 32 位，這個過程不是原子的，但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 變量的讀寫是原子的。volatile 修復符的另一個作用是提供內存屏障(memory barrier)，例如在分布式框架中的應用。簡單的說，就是當你寫一個 volatile 變量之前，Java 內存模型會插入一個寫屏障(write barrier)，讀一個 volatile 變量之前，會插入一個讀屏障(read barrier)。意思就是說，在你寫一個 volatile 域時，能保證任何線程都能看到你寫的值，同時，在寫之前，也能保證任何數值的更新對所有線程是可見的，因為內存屏障會將其他所有寫的值更新到緩存。

　　4)volatile 類型變量提供什么保證?

　　volatile 變量提供順序和可見性保證，例如，JVM 或者 JIT為了獲得更好的性能會對語句重排序，但是 volatile 類型變量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，確保一個線程的修改能對其他線程是可見的。某些情況下，volatile 還能提供原子性，如讀 64 位數據類型，像 long 和 double 都不是原子的，但 volatile 類型的 double 和 long 就是原子的。

　　5) 10 個線程和 2 個線程的同步代碼，哪個更容易寫?

　　從寫代碼的角度來說，兩者的復雜度是相同的，因為同步代碼與線程數量是相互獨立的。但是同步策略的選擇依賴于線程的數量，因為越多的線程意味著更大的競爭，所以你需要利用同步技術，如鎖分離，這要求更復雜的代碼和專業知識。

　　6)你是如何調用 wait()方法的?使用 if 塊還是循環?為什么?

　　wait() 方法應該在循環調用，因為當線程獲取到 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，循環檢測條件是否滿足會更好。下面是一段標準的使用 wait 和 notify 方法的代碼：

　　// 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)什么是多線程環境下的偽共享(false sharing)?

　　偽共享是多線程系統(每個處理器有自己的局部緩存)中一個眾所周知的性能問題。偽共享發生在不同處理器的上的線程對變量的修改依賴于相同的緩存行，如下圖所示：

　　有經驗程序員的 Java 面試題

　　偽共享問題很難被發現，因為線程可能訪問完全不同的全局變量，內存中卻碰巧在很相近的位置上。如其他諸多的并發問題，避免偽共享的最基本方式是仔細審查代碼，根據緩存行來調整你的數據結構。

　　8)什么是 Busy spin?我們為什么要使用它?

　　Busy spin 是一種在不釋放 CPU 的基礎上等待事件的技術。它經常用于避免丟失 CPU 緩存中的數據(如果線程先暫停，之后在其他CPU上運行就會丟失)。所以，如果你的工作要求低延遲，并且你的線程目前沒有任何順序，這樣你就可以通過循環檢測隊列中的新消息來代替調用 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 分布式框架是一個高性能線程間通信的庫，該庫有一個 BusySpinWaitStrategy 類就是基于這個概念實現的，使用 busy spin 循環 EventProcessors 等待屏障。

　　9)Java 中怎么獲取一份線程 dump 文件?

　　在 Linux 下，你可以通過命令 kill -3 PID (Java 進程的進程 ID)來獲取 Java 應用的 dump 文件。在 Windows 下，你可以按下 Ctrl + Break 來獲取。這樣 JVM 就會將線程的 dump 文件打印到標準輸出或錯誤文件中，它可能打印在控制臺或者日志文件中，具體位置依賴應用的配置。如果你使用Tomcat。

　　10)Swing 是線程安全的?

　　不是，Swing 不是線程安全的。你不能通過任何線程來更新 Swing 組件，如 JTable、JList 或 JPanel，事實上，它們只能通過 GUI 或 AWT 線程來更新。這就是為什么 Swing 提供 invokeAndWait() 和 invokeLater() 方法來獲取其他線程的 GUI 更新請求。這些方法將更新請求放入 AWT 的線程隊列中，可以一直等待，也可以通過異步更新直接返回結果。你也可以在參考答案中查看和學習到更詳細的內容。

　　11)什么是線程局部變量?

　　線程局部變量是局限于線程內部的變量，屬于線程自身所有，不在多個線程間共享。Java 提供 ThreadLocal 類來支持線程局部變量，是一種實現線程安全的方式。但是在管理環境下(如 web 服務器)使用線程局部變量的時候要特別小心，在這種情況下，工作線程的生命周期比任何應用變量的生命周期都要長。任何線程局部變量一旦在工作完成后沒有釋放，Java 應用就存在內存泄露的風險。

　　12)用 wait-notify 寫一段代碼來解決生產者-消費者問題?

　　請參考答案中的示例代碼。只要記住在同步塊中調用 wait() 和 notify()方法，如果阻塞，通過循環來測試等待條件。

　　13) 用 Java 寫一個線程安全的單例模式(Singleton)?

　　請參考答案中的示例代碼，這里面一步一步教你創建一個線程安全的 Java 單例類。當我們說線程安全時，意思是即使初始化是在多線程環境中，仍然能保證單個實例。Java 中，使用枚舉作為單例類是最簡單的方式來創建線程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運行的線程，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，這就是為什么該方法要釋放鎖，因為只有這樣，其他等待的線程才能在滿足條件時獲取到該鎖。

　　15)什么是不可變對象(immutable object)?Java 中怎么創建一個不可變對象?

　　不可變對象指對象一旦被創建，狀態就不能再改變。任何修改都會創建一個新的對象，如 String、Integer及其它包裝類。詳情參見答案，一步一步指導你在 Java 中創建一個不可變的類。