Java高级面试题

Java高级特性

Java 8 中的新特性有哪些？

Lambda 表达式、Stream API、Optional 类、日期时间 API (java.time 包)、函数式接口、默认方法、静态方法等。

Lambda 表达式的用途是什么？

Lambda 表达式提供了一种简洁的方式来定义匿名函数，使得代码更加简洁和易于维护。

Stream API 的工作原理是什么？

Stream API 提供了一种高效地处理集合数据的方式，包括中间操作（如filter、map、distinct等）和终端操作（如collect、forEach等）。

Optional 类的作用是什么？

Optional 类用于包装可能为 null 的值，有助于避免 NullPointerException，提高代码的健壮性。

什么是函数式接口？

函数式接口是指仅有一个抽象方法的接口，可以使用 lambda 表达式或方法引用进行实例化。

Java 9 之后的新特性有哪些？

模块系统（JPMS）、局部变量类型推断 (var)、新的字符串方法、新的集合工具类等。

并发编程

Java中的线程池是如何工作的？

线程池预先创建一定数量的线程，任务提交给线程池后，线程池会调度这些线程来执行任务，从而避免频繁创建和销毁线程的成本。

Java中的锁有哪些类型？

乐观锁、悲观锁、可重入锁（如 ReentrantLock）、读写锁（如 ReadWriteLock）等。

synchronized 关键字的实现原理是什么？

synchronized 关键字通过监视器锁（monitor lock）来实现，它可以锁定对象或方法，保证线程安全。

Java中的 volatile 关键字如何保证可见性和有序性？

volatile 关键字通过内存屏障和缓存一致性协议保证了变量的可见性和有序性，防止编译器和处理器对指令进行重排序。

内存管理与性能调优

Java中的垃圾回收机制是如何工作的？

Java的垃圾回收机制自动管理内存，通过不同的垃圾收集器（如 CMS、G1、ZGC 等）来回收不再使用的对象。

如何优化 JVM 性能？

通过调整 JVM 参数（如初始堆大小、最大堆大小、年轻代与老年代比例等）、选择合适的垃圾收集器、减少内存泄漏等方式来优化性能。

Java中的类加载机制是什么？

类加载机制负责将 .class 文件加载到 JVM 中，并执行初始化等过程。类加载器包括 Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader 等。

Java中的内存模型是什么？

Java内存模型定义了线程之间的共享变量存储和访问规则，确保了内存可见性和原子性。

设计模式

描述一下单例模式的实现方式。

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。实现方式包括饿汉式、懒汉式、双重检查锁定等。
什么是装饰器模式？
装饰器模式允许在不改变对象结构的情况下动态地添加新的功能，通过包装对象而不是继承来扩展功能。

框架与工具

Spring框架的核心特性有哪些？

IoC/DI（依赖注入）、AOP（面向切面编程）、事务管理、数据访问、Web MVC 等。

Spring Boot 的自动配置原理是什么？

Spring Boot 自动配置依赖于 spring.factories 文件中的配置，通过条件注解（如 @ConditionalOnClass, @ConditionalOnMissingBean）来自动配置组件。

MyBatis 的核心组件有哪些？

MyBatis 是一个 ORM 框架，其核心组件包括 SqlSessionFactory、SqlSession、Mapper 接口、Mapper XML 文件等。

数据库与持久层

什么是事务的ACID特性？

ACID 特性包括原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。
描述一下 Hibernate 的缓存机制。
Hibernate 提供了一级缓存（session 级别）和二级缓存（session factory 级别）来提高查询性能和减少数据库访问。

算法与数据结构

描述一下 Dijkstra 算法的原理。

Dijkstra 算法是一种用于寻找图中两点间最短路径的算法，适用于边权为正数的情况。

什么是红黑树？

红黑树是一种自平衡二叉查找树，通过确保树的高度保持在对数级别来保证操作效率。

架构与设计

什么是微服务架构？

微服务架构是一种将应用程序拆分为一组小型、独立部署的服务的方法，每个服务都实现单一业务功能。

描述一下 CAP 定理。

CAP 定理指出分布式系统不可能同时满足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容忍性（Partition tolerance）。

测试与调试

什么是单元测试？

单元测试是对软件中的最小可测试单元进行验证的测试方法，通常使用 JUnit 等框架实现。

什么是集成测试？

集成测试是验证模块间交互是否符合预期的测试方法，通常在单元测试之后进行。

其他问题

描述一下 RESTful API 的设计原则。

RESTful API 是一种设计风格，用于构建基于 HTTP 协议的服务端接口，强调资源的表述性和状态转移。

什么是 Docker？

Docker 是一种容器技术，提供了一种轻量级的虚拟化解决方案，可以打包应用及其依赖项到一个容器中。