Java高级面试必备：接口、正则、垃圾收集与并发知识解析

"Java2023年最新的高级面试题涵盖了多方面的Java知识，包括进程与线程的区别、TreeMap的定义、线程的停止、多线程编程的最佳实践、Java编码方案及其特点、线程唤醒机制、内存结构以及多线程同步方法。此外，还涉及接口的概念、正则表达式的用途、垃圾收集器的配置、设计模式的职责以及JRE、JDK、JVM和JIT的区别。" ### 进程与线程的区别 在操作系统中，进程是资源分配的基本单位，拥有独立的内存空间，可以同时执行多个不同的程序。而线程是CPU调度的基本单位，是进程内部的一个执行流，线程共享同一进程的资源，例如内存空间。相比进程，线程创建和切换的开销更小，因此在多核或多CPU环境下，多线程能更好地利用硬件资源。 ### TreeMap的定义 TreeMap是Java集合框架中的一个有序的Key-Value存储结构，它基于红黑树（Red-Black Tree）实现。TreeMap保证了元素按照键（Key）的自然顺序或比较器（Comparator）提供的顺序进行排序。插入、删除和查找操作的时间复杂度通常是O(log n)。 ### 如何停止一个正在运行的线程 在Java中，通常不建议直接调用线程的`stop()`方法，因为这可能导致资源未释放的问题。推荐使用`interrupt()`方法来请求线程中断，并在线程内部检查`isInterrupted()`或`InterruptedException`来优雅地终止线程执行。 ### 多线程编程的最佳实践 1. 避免过度使用同步：过多的同步可能导致性能下降，应尽量减少锁的粒度。 2. 使用volatile关键字：确保多线程环境下的变量可见性和有序性。 3. 使用ThreadLocal：避免线程安全问题，每个线程都有自己的副本。 4. 避免死锁：合理设计锁的获取顺序，避免循环等待。 5. 使用ExecutorService管理线程池：提高系统效率，控制并发程度。 ### Java语言采用何种编码方案？有何特点？ Java源代码默认使用UTF-8编码，这是因为它能支持多种字符集，包括Unicode字符集，使得Java程序可以处理各种语言的字符。UTF-8编码具有可变字节长度、广泛支持、兼容性好等特点。 ### Java中唤醒一个阻塞的线程 Java提供了`notify()`和`notifyAll()`方法来唤醒等待在特定监视器对象上的线程。但这些方法必须在同步块或同步方法中调用，且被唤醒的线程并不立即恢复执行，而是等待获取到锁后才继续。 ### 内存中的栈、堆和方法区的用法 - 栈（Stack）：存储局部变量、方法参数、方法返回地址，执行速度快，但内存有限，主要用于存放基本类型和对象引用。 - 堆（Heap）：存放所有new出来的对象，进行垃圾回收的主要区域，线程间可以共享。 - 方法区（Method Area）：存储类信息（如类名、字段、方法等）、常量池、静态变量等，JVM规范中称为Non-Heap，Java 9后改名为元空间（Metaspace）。 ### 多线程同步有哪几种方法？ Java提供了多种同步机制： 1. synchronized关键字：可以作用于方法或代码块，实现互斥访问。 2. volatile关键字：保证变量在多线程环境下的可见性和有序性。 3. Lock接口和ReentrantLock类：提供了比synchronized更细粒度的锁控制。 4. Condition接口：配合Lock使用，用于线程间条件等待。 5. volatile + CAS（Compare and Swap）：无锁编程，用于原子性操作。 6. Thread.join()：让当前线程等待另一个线程完成。 7. Phaser：一种灵活的同步机制，允许多线程协同工作并等待特定阶段。 以上内容详细介绍了Java高级面试中常见的知识点，包括线程管理、集合框架、内存模型、垃圾回收、设计模式和JVM相关概念，这些都是开发者需要掌握的核心技能。