2019年Java面試題基礎系列228道（4）

一、Java 中能建立 volatile 數組嗎？

能，Java 中能夠建立 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。個人意思是，若是改變引用指向的數組，將會受到 volatile 的保護，可是若是多個線程同時改變數組的元素，volatile 標示符就不能起到以前的保護做用了。

二、volatile 能使得一個非原子操做變成原子操做嗎？

一個典型的例子是在類中有一個 long 類型的成員變量。若是你知道該成員變量會被多個線程訪問，如計數器、價格等，你最好是將其設置爲 volatile。爲何？由於 Java 中讀取 long 類型變量不是原子的，須要分紅兩步，若是一個線程正在修改該 long 變量的值，另外一個線程可能只能看到該值的一半（前 32 位）。可是對一個 volatile 型的 long 或 double 變量的讀寫是原子。

三、volatile 修飾符的有過什麼實踐？

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，所以對這兩種類型的讀是分爲兩部分的，第一次讀取第一個 32 位，而後再讀剩下的 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 修復符的另外一個做用是提供內存屏障（memory barrier），例如在分佈式框架中的應用。簡單的說，就是當你寫一個 volatile 變量以前，Java 內存模型會插入一個寫屏障（writebarrier），讀一個 volatile 變量以前，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，在寫以前，也能保證任何數值的更新對全部線程是可見的，由於內存屏障會將其餘全部寫的值更新到緩存。

四、volatile 類型變量提供什麼保證？

volatile 變量提供順序和可見性保證，例如，JVM 或者 JIT 爲了得到更好的性能會對語句重排序，可是 volatile 類型變量即便在沒有同步塊的狀況下賦值也不會與其餘語句重排序。volatile 提供 happens-before 的保證，確保一個線程的修改能對其餘線程是可見的。某些狀況下，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。

五、10 個線程和 2 個線程的同步代碼，哪一個更容易寫？

從寫代碼的角度來講，二者的複雜度是相同的，由於同步代碼與線程數量是相互獨立的。可是同步策略的選擇依賴於線程的數量，由於越多的線程意味着更大的競爭，因此你須要利用同步技術，如鎖分離，這要求更復雜的代碼和專業知識。

六、你是如何調用 wait（）方法的？使用 if 塊仍是循環？爲何？

　　wait() 方法應該在循環調用，由於當線程獲取到 CPU 開始執行的時候，其餘條件可能尚未知足，因此在處理前，循環檢測條件是否知足會更好。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}

七、什麼是多線程環境下的僞共享（false sharing）？

　　僞共享是多線程系統（每一個處理器有本身的局部緩存）中一個衆所周知的性能問題。僞共享發生在不一樣處理器的上的線程對變量的修改依賴於相同的緩存行。

八、什麼是 Busy spin？咱們爲何要使用它？

Busy spin 是一種在不釋放 CPU 的基礎上等待事件的技術。它常常用於避免丟失 CPU 緩存中的數據（若是線程先暫停，以後在其餘 CPU 上運行就會丟失）。因此，若是你的工做要求低延遲，而且你的線程目前沒有任何順序，這樣你就能夠經過循環檢測隊列中的新消息來代替調用 sleep() 或 wait() 方法。它惟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 分佈式框架是一個高性能線程間通訊的庫，該庫有一個 BusySpinWaitStrategy 類就是基於這個概念實現的，使用 busy spin 循環 EventProcessors 等待屏障。

九、Java 中怎麼獲取一份線程 dump 文件？

在 Linux 下，你能夠經過命令 kill -3 PID （Java 進程的進程 ID）來獲取 Java應用的 dump 文件。在 Windows 下，你能夠按下 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，它可能打印在控制檯或者日誌文件中，具體位置依賴應用的配置。若是你使用 Tomcat。

十、Swing 是線程安全的？

不是，Swing 不是線程安全的。你不能經過任何線程來更新 Swing 組件，如JTable、JList 或 JPanel，事實上，它們只能經過 GUI 或 AWT 線程來更新。這就是爲何 Swing供 invokeAndWait() 和 invokeLater() 方法來獲取其餘線程的 GUI 更新請求。這些方法將更新請求放入 AWT 的線程隊列中，能夠一直等待，也能夠經過異步更新直接返回結果。你也能夠在參考答案中查看和學習到更詳細的內容。

十一、什麼是線程局部變量？

線程局部變量是侷限於線程內部的變量，屬於線程自身全部，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。可是在管理環境下（如 web 服務器）使用線程局部變量的時候要特別當心，在這種狀況下，工做線程的生命週期比任何應用變量的生命週期都要長。任何線程局部變量一旦在工做完成後沒有釋放，Java 應用就存在內存泄露的風險。

十二、用 wait-notify 寫一段代碼來解決生產者-消費者問題？

　　只要記住在同步塊中調用 wait() 和 notify()方 法 ，若是阻塞，經過循環來測試等待條件。

1三、用 Java 寫一個線程安全的單例模式（Singleton）？

一步一步建立一個線程安全的 Java 單例類。當咱們說線程安全時，意思是即便初始化是在多線程環境中，仍然能保證單個實例。Java 中，使用枚舉做爲單例類是最簡單的方式來建立線程安全單例模式的方式。

1四、Java 中 sleep 方法和 wait 方法的區別？

雖然二者都是用來暫停當前運行的線程，可是 sleep() 實際上只是短暫停頓，由於它不會釋放鎖，而 wait() 意味着條件等待，這就是爲何該方法要釋放鎖，由於只有這樣，其餘等待的線程才能在知足條件時獲取到該鎖。

1五、什麼是不可變對象（immutable object）？Java 中怎麼建立一個不可變對象？

　　不可變對象指對象一旦被建立，狀態就不能再改變。任何修改都會建立一個新的對象，如 String、Integer 及其它包裝類。詳情參見答案，一步一步指導你在 Java中建立一個不可變的類。

1六、咱們能建立一個包含可變對象的不可變對象嗎？

是的，咱們是能夠建立一個包含可變對象的不可變對象的，你只須要謹慎一點，不要共享可變對象的引用就能夠了，若是須要變化時，就返回原對象的一個拷貝。最多見的例子就是對象中包含一個日期對象的引用。數據類型和 Java 基礎面試問題

1七、Java 中應該使用什麼數據類型來表明價格？

　　若是不是特別關心內存和性能的話，使用 BigDecimal，不然使用預約義精度的double 類型。

1八、怎麼將 byte 轉換爲 String？

　　可使用 String 接收 byte[] 參數的構造器來進行轉換，須要注意的點是要使用的正確的編碼，不然會使用平臺默認編碼，這個編碼可能跟原來的編碼相同，也可能不一樣。

1九、Java 中怎樣將bytes[] 轉換爲 long 類型？

　　bytes[] 到數字類型的轉換是個常常用到的代碼,解決方式也不止一種。

　　java代碼實現，若是不想借助任何已經有的類，徹底能夠本身實現這段代碼，以下：

/**
     * 將字節數組轉爲long<br>
     * 若是input爲null,或offset指定的剩餘數組長度不足8字節則拋出異常
     * @param input
     * @param offset 起始偏移量
     * @param littleEndian 輸入數組是否小端模式
     * @return
     */public static long longFrom8Bytes(byte[] input, int offset, Boolean littleEndian){
    long value=0;
    // 循環讀取每一個字節經過移位運算完成long的8個字節拼裝
    for (int  count=0;count<8;++count){
        int shift=(littleEndian?count:(7-count))<<3;
        value |=((long)0xff<< shift) & ((long)input[offset+count] << shift);
    }
    return value;}

藉助java.nio.ByteBuffer實現

java.nio.ByteBuffer 自己就有getLong,getInt,getFloat….方法,只要將byte[]轉換爲ByteBuffer就能夠實現全部primitive類型的數據讀取,參見javadoc。

/**
     * 利用 {@link java.nio.ByteBuffer}實現byte[]轉long
     * @param input
     * @param offset
     * @param littleEndian 輸入數組是否小端模式
     * @return
     */public static long bytesTolong(byte[] input, int offset, Boolean littleEndian) {
    // 將byte[] 封裝爲 ByteBuffer
    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(input,offset,8);
    if(littleEndian){
        // ByteBuffer.order(ByteOrder) 方法指定字節序,即大小端模式(BIG_ENDIAN/LITTLE_ENDIAN)
        // ByteBuffer 默認爲大端(BIG_ENDIAN)模式
        buffer.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
    }
    return buffer.getlong();}

藉助java.io.DataInputStream實現

java.io.DataInputStream 一樣提供了readLong,readLong,readLong….方法,只要將byte[]轉換爲DataInputStream就能夠實現全部primitive類型的數據讀取,參見javadoc。

20、咱們能將 int 強制轉換爲 byte 類型的變量嗎？若是該值大於 byte 類型的範圍，將會出現什麼現象？

是的，咱們能夠作強制轉換，可是 Java 中 int 是 32 位的，而 byte 是 8 位的，因此，若是強制轉化是，int 類型的高 24 位將會被丟棄，byte 類型的範圍是從 -128 到 127。