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Java高级程序员面试题及答案（实战版）

一、JVM核心技术（考察底层原理与问题排查能力）

1.题目：Java内存模型（JMM）中，volatile关键字的作用是什么？它和synchronized的核心区别是什么？实际项目中你怎么选择使用？

答案：

volatile的核心作用有两个：一是保证变量的可见性（禁止CPU缓存和指令重排序，写操作后强制刷新到主内存，读操作直接从主内存读取）；二是禁止指令重排序（通过内存屏障实现，比如DCL单例中必须给instance加volatile，避免指令重排导致拿到未初始化的对象）。

和synchronized的区别：

粒度：volatile仅修饰变量，synchronized可修饰方法、代码块（粒度更粗）；

原子性：volatile不保证原子性（比如i++仍会出现线程安全问题），synchronized是排他锁，能保证原子性；

性能：volatile是轻量级同步机制，无锁竞争，开销远低于synchronized（尤其是JDK1.6后优化了偏向锁、轻量级锁）。

实际选择：

若仅需保证变量“读可见、写有序”（比如状态标记位、配置开关），用volatile；

若需保证原子性（比如计数、数据更新）或临界区互斥，用synchronized，或并发工具类（AtomicInteger、ReentrantLock）。

2.题目：JVM垃圾回收（GC）中，哪些对象会被判定为“垃圾”？常见的GC算法有哪些？G1收集器的核心优势是什么？

答案：

垃圾判定的核心是“对象不可达”：通过GCRoots（如栈帧局部变量、静态变量、JNI引用等）作为起点，遍历对象引用链，无法被遍历到的对象即为垃圾（主流用可达性分析算法，而非引用计数法，避免循环引用问题）。

常见GC算法：

标记-清除：先标记垃圾，再直接清除（优点：简单；缺点：产生内存碎片）；

标记-复制：将内存分为两块，存活对象复制到另一块（优点：无碎片；缺点：内存利用率低，适合新生代）；

标记-整理：标记后将存活对象向一端移动，再清除垃圾（优点：无碎片、内存利用率高；缺点：耗时，适合老年代）。

G1收集器的核心优势：

Region化内存布局：将堆内存划分为多个大小相等的Region（新生代、老年代混合分布），避免全堆扫描；

可预测的停顿时间：通过优先级机制选择回收价值最高的Region，保证在指定时间内完成GC；

兼顾新生代和老年代：无需单独配置新生代、老年代大小，自动动态调整。

二、并发编程（考察实战能力与问题规避）

1.题目：线程池的核心参数有哪些？核心线程数和最大线程数怎么设置？实际项目中你遇到过哪些线程池问题？

答案：

线程池核心参数（ThreadPoolExecutor）：

corePoolSize：核心线程数（常驻线程，即使空闲也不销毁）；

maximumPoolSize：最大线程数（核心线程+临时线程的上限）；

keepAliveTime：临时线程空闲时间（超过则销毁）；

workQueue：任务阻塞队列（核心线程满时，任务进入队列等待）；

threadFactory：线程创建工厂（可自定义线程名称、优先级）；

handler：拒绝策略（队列满+最大线程数满时，处理新任务的方式，如AbortPolicy直接抛异常、CallerRunsPolicy回退到调用线程执行）。

核心线程数和最大线程数设置：

CPU密集型任务（如计算）：核心线程数=CPU核心数+1（避免线程切换开销，充分利用CPU）；

IO密集型任务（如数据库查询、网络请求）：核心线程数=CPU核心数*2（因线程大部分时间在等待IO，多线程可提高吞吐量）；

实际需结合压测调整，比如通过监控线程池的队列长度、活跃线程数动态优化。

项目中遇到的问题：

队列过大+核心线程数过少：导致任务堆积，响应变慢（解决方案：调整队列大小，增大核心线程数）；

最大线程数过大：导致线程切换频繁，CPU利用率飙升（解决方案：降低最大线程数，优化任务执行效率）；

拒绝策略不合理：比如用AbortPolicy时，高并发下直接抛异常导致请求失败（解决方案：改用CallerRunsPolicy或自定义拒绝策略，如降级处理、缓存任务）；

任务执行时间过长：占用线程池资源，导致其他任务阻塞（解决方案：拆分长任务，或单独用一个线程池处理长任务）。

2.题目：CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore的区别是什么？分别用在什么场景？

答案：

三者都是并发工具类，核心区别在“协作逻辑”和“复用性”：

CountDownLatch：倒计时门闩