java高级面试经典100题，Java面试必知100题精华

《Java高级面试经典100题》是一本针对Java高级开发者的面试指南，书中涵盖了Java核心概念、集合框架、多线程、网络编程、数据库连接、框架应用等关键领域，通过100道经典面试题，帮助读者深入了解Java高级技术，提升面试竞争力，书中不仅提供了解答，还详细解析了每个问题的背景、原理和实际应用，助你成为Java领域的面试高手。

面试官：您好，很高兴您能来参加这次面试，接下来我会问您一些关于Java高级面试的问题，请您尽量详细地回答,请您谈谈Java中的反射机制。

用户：Java中的反射机制是一个非常强大的特性，它允许在运行时动态地获取类的信息，并且可以创建对象、调用方法等，反射机制主要涉及以下几个类：Class、Method、Field等，通过这些类，我们可以实现动态加载类、访问类的成员变量和方法等功能。

Java集合框架

1. List和Set的区别：List是有序的，可以重复元素；Set是无序的，且元素不能重复，List允许使用索引访问元素,而Set则通过遍历或使用迭代器来访问元素。

2. HashMap和HashSet的区别：HashMap存储键值对，允许键和值都是null；HashSet存储元素，且不允许有重复元素，HashMap的键值对是通过键的hashCode值来存储的,而HashSet则是通过元素本身的hashCode值来存储。

3. ArrayList和LinkedList的区别：ArrayList是基于数组实现的，随机访问速度快，但插入和删除操作慢；LinkedList是基于链表实现的，插入和删除操作快,但随机访问速度慢。

Java多线程

1. 线程和进程的区别：线程是进程的一部分，它是进程中的实际执行单位，线程共享进程的资源，如内存、文件句柄等，而进程是独立的,拥有自己的资源。

2. 线程池的概念和作用：线程池是一组预先创建好的线程，用于执行异步任务，它能够提高应用程序的性能,避免频繁创建和销毁线程的开销。

3. 同步和异步的区别：同步是指多个线程在执行过程中需要按照某种顺序执行，而异步是指多个线程可以同时执行,无需按照顺序。

Java网络编程

1. TCP和UDP的区别：TCP是一种面向连接的协议，提供可靠的数据传输；UDP是一种无连接的协议，传输速度快,但不可靠。

2. Socket编程的基本概念：Socket编程是Java网络编程的基础，它允许程序在网络中实现通信，Socket分为客户端和服务器端，客户端负责发起连接,服务器端负责监听连接。

3. NIO和IO的区别：NIO（非阻塞IO）是Java 1.4引入的一种新的IO模型，它使用Selector来管理多个通道，从而实现多路复用，与传统的IO相比,NIO具有更高的性能。

Java异常处理

1. 异常的分类：异常分为检查型异常和非检查型异常，检查型异常是必须处理的，否则编译不通过；非检查型异常是可选的,不处理也不会影响程序的执行。

2. try-catch-finally语句：try块中包含可能抛出异常的代码，catch块用于捕获和处理异常，finally块用于执行清理工作,无论是否发生异常都会执行。

3. 自定义异常：Java允许用户自定义异常，通过继承Exception类实现,自定义异常可以更精确地描述程序中的错误。

通过以上几个方面的介绍，相信大家对Java高级面试经典100题有了更深入的了解，在实际面试中，除了掌握这些知识点，还要注重编程能力和实际应用能力的培养,祝大家在面试中取得好成绩！

其他相关扩展阅读资料参考文献：

多线程与并发编程

1. 线程池的核心参数与作用
   线程池的核心参数包括核心线程数（corePoolSize）、最大线程数（maximumPoolSize）、队列容量（queueCapacity）等，核心线程数是线程池保持的最小线程数量，即使空闲也会保留；最大线程数是线程池可扩展的上限，用于应对突发任务；队列容量决定了任务缓存的大小，避免资源耗尽，合理配置线程池可提升系统吞吐量，线程复用是其核心优势,减少频繁创建和销毁线程的开销。

2. 并发工具类的使用场景
   Java提供的并发工具类如CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore等，分别用于同步、限流和资源协调，CountDownLatch适用于等待多个线程完成任务，CyclicBarrier用于线程间协作，Semaphore则控制资源访问数量，使用Semaphore实现数据库连接池的资源限流,避免并发过高导致系统崩溃。

3. 线程安全问题的解决方法
   线程安全问题源于共享变量的并发访问，需通过锁机制（synchronized、ReentrantLock）、原子类（AtomicInteger、AtomicReference）或线程隔离（ThreadLocal）解决，对于不可变对象（如String、Integer），因其状态不可变，天然线程安全。volatile关键字能保证变量的可见性和有序性，但无法保证原子性,需配合CAS操作使用。

JVM内存管理与性能调优

1. GC机制与垃圾回收算法
   JVM的GC机制分为年轻代（Young Generation）、老年代（Old Generation）和元空间（Metaspace），常见的垃圾回收算法包括标记-清除（Mark-Sweep）、标记-整理（Mark-Compact）、复制（Copying）和分代收集（Generational Collection）。G1垃圾收集器通过分区策略平衡吞吐量与延迟，适合大内存应用；CMS则注重低延迟,但存在内存碎片问题。

2. JVM内存模型与可见性问题
   JVM内存模型分为堆（Heap）、栈（Stack）、方法区（Method Area）和寄存器。线程可见性问题源于缓存和主内存的同步，需通过volatile关键字或synchronized块解决，多个线程共享一个变量时，若未使用volatile，线程可能读取到过时的值，导致逻辑错误。内存屏障（Memory Barrier）是底层保证可见性的手段。

3. JVM性能调优的常用工具
   JVM性能调优需借助JVM自带工具（jstat、jmap、jstack）和第三方工具（VisualVM、MAT），jstat用于监控GC统计信息，jmap可分析堆内存快照，jstack用于线程堆栈跟踪。内存泄漏的排查需通过MAT工具定位对象引用链，而CPU占用过高问题则可能由死循环或频繁GC引起,需优化代码逻辑或调整GC参数。

设计模式与架构思想

1. 单例模式的实现方式与优劣
   单例模式通过懒汉式、饿汉式、双重校验锁（DCL）或静态内部类实现。懒汉式存在线程安全问题，需通过synchronized或DCL解决；静态内部类利用类加载机制保证线程安全，是推荐方式，但单例模式可能导致扩展性差,需结合工厂模式或策略模式优化。

2. 工厂模式与策略模式的区别
   工厂模式通过统一接口创建对象，解耦调用方与实现类；策略模式则通过接口封装算法，动态切换实现，工厂模式用于创建数据库连接，策略模式用于实现不同的排序算法，两者的核心差异在于：工厂模式关注对象的创建，策略模式关注行为的替换。

3. 观察者模式的实际应用场景
   观察者模式适用于事件驱动场景，如GUI框架中的事件监听、消息系统中的订阅发布。Subject（主题）维护观察者列表，Observer（观察者）定义更新接口，在Spring框架中，ApplicationEvent和ApplicationListener实现观察者模式，用于解耦组件间的依赖关系，需注意避免内存泄漏,需在主题销毁时手动移除观察者。

网络编程与高并发处理

1. TCP/IP协议与Socket编程
   TCP/IP协议通过三次握手建立连接，四次挥手终止连接。Socket编程需掌握ServerSocket与Socket类，实现客户端与服务端通信，使用NIO（非阻塞IO）替代传统BIO（阻塞IO）可提升高并发下的性能，通过Selector实现多路复用,减少线程阻塞。

2. HTTP协议与RESTful设计规范
   HTTP协议基于请求-响应模型，支持GET、POST、PUT、DELETE等方法。RESTful设计规范要求使用资源命名（如/users）、状态码（200、404、500）和无状态通信，GET方法用于获取资源，POST方法用于创建资源，需注意幂等性和缓存控制,避免重复请求导致数据异常。

3. 高并发场景下的限流与降级策略
   高并发下需通过限流算法（令牌桶、漏桶）控制请求流量，避免系统过载，Guava的RateLimiter实现令牌桶算法，限制接口调用频率。降级策略通过熔断机制（如Hystrix）在服务异常时切换备用方案，保障核心功能可用，需结合监控系统实时调整阈值,避免误触发。

数据库连接池与事务管理

1. 数据库连接池的核心原理
   数据库连接池通过预创建连接、复用连接和动态扩展提升性能。连接池参数包括最大连接数、最小空闲连接数、超时时间等，Druid连接池支持监控和SQL拦截，而HikariCP以高性能著称,适合高并发场景。

2. 事务的ACID特性与隔离级别
   事务需满足原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。隔离级别包括读未提交、读已提交、可重复读和串行化，其中可重复读能避免脏读和不可重复读，但可能引发幻读，需根据业务需求选择合适的隔离级别,避免并发问题。

3. 事务传播行为与Spring的实现
   Spring框架通过传播行为（Propagation）控制事务边界，如REQUIRED（默认）、REQUIRES_NEW（新建事务）和NEVER（不支持事务），在方法调用链中，REQUIRED确保父子方法共用一个事务，REQUIRES_NEW则独立事务，避免事务污染，需结合业务场景合理配置,确保数据一致性。

Java高级面试题涵盖多线程、JVM、设计模式、网络编程和数据库连接池等核心领域，掌握线程池参数、GC机制、设计模式应用场景、限流策略和事务管理是突破高阶面试的关键，建议结合源码分析和性能调优案例，深入理解底层原理,才能在面试中游刃有余。