Java面试进阶指南：高级技术问题精析与解答（二）

Java 高级面试问题及答案

问题1: 解释Java中的原子操作和原子变量

答案：
在Java中，原子操作指的是不可分割的操作，即使在多线程环境中也不会被中断。原子变量是使用java.util.concurrent.atomic包中的类实现的，它们提供了一种在没有使用锁的情况下进行线程安全操作的方式。例如，AtomicInteger提供了对int类型的原子操作，如增加和递减。

问题2: 描述Java内存模型（JMM）及其对多线程编程的影响

答案：
Java内存模型定义了Java程序在多线程环境下的内存一致性规则。它确保了在不同线程中对共享数据的读写操作的可见性、有序性和原子性。JMM规定了何时一个线程对共享数据的修改对其他线程可见，以及在并发环境下执行操作的顺序。正确理解JMM对于编写正确的并发程序至关重要。

问题3: 什么是类加载器，Java运行时数据区有哪些？

答案：
类加载器负责将.class文件加载到JVM中，并为之分配内存空间。Java运行时数据区主要包括：

• 方法区：存储每个类的结构如运行时常量池、字段数据、方法数据等。
• 堆：存放对象实例，是垃圾回收的主要区域。
• 栈：存放局部变量和部分结果，并在方法调用时用于传递参数和返回值。
• 程序计数器：存储指向下一条指令的地址，即将要执行的指令代码。
• 本地方法栈：为JVM使用到的Native方法服务。

问题4: 如何在Java中实现一个线程安全的单例模式？

答案：
实现线程安全的单例模式有几种方式，以下是两种常见的方法：

• 懒汉式（线程安全）：使用同步代码块或ReentrantLock来确保在多线程环境下只有一个实例被创建。
• 饿汉式：在类加载时就创建实例，避免了多线程的同步问题，但可能导致资源的早期占用。

// 懒汉式（线程安全）
public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

// 饿汉式
public class EagerSingleton {
    private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();

    private EagerSingleton() {}

    public static EagerSingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}