java架构面试题及答案

在Java架构面试中，面试官通常会考察候选人对Java核心概念的理解以及实际应用能力。以下是两个Java架构面试题的详细解析，以及相关的代码案例。

1. 单例模式的实现及其线程安全性

定义与目的：单例模式是一种常用的软件设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式常用于管理共享资源，如线程池、缓存等。

线程安全性：在多线程环境中，如果多个线程同时尝试创建单例实例，可能会导致创建多个实例。因此，实现线程安全的单例模式是必要的。

实现方式对比：

• 懒汉式：在第一次调用getInstance()时才创建实例，简单但不线程安全。
• 饿汉式：在类加载时就创建实例，线程安全，但可能导致资源浪费。

// 懒汉式单例（线程不安全）
public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

// 饿汉式单例（线程安全）
public class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {}

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

使用场景：单例模式适用于全局配置信息、共享资源管理等场景。

2. Java中的同步与锁

定义与目的：同步是控制多个线程访问共享资源的一种机制，确保在同一时间只有一个线程可以执行特定的代码段。锁是实现同步的一种机制。

重要知识点：

• synchronized：Java内置的同步关键字，可以用于方法或代码块，实现线程同步。
• Lock：Java并发包中的锁接口，提供了比synchronized更灵活的锁操作。

核心类与方法：

• synchronized：用于方法或代码块，自动释放锁。
• ReentrantLock：实现了Lock接口，提供了更多控制，如尝试非阻塞获取锁。

使用场景：当需要精确控制线程对共享资源的访问时，可以使用Lock。

代码案例：

// 使用synchronized实现同步
public class SynchronizedExample {
    public synchronized void synchronizedMethod() {
        // 线程安全的代码
    }
}

// 使用Lock实现同步
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockExample {
    private Lock lock = new ReentrantLock();

    public void methodWithLock() {
        lock.lock();
        try {
            // 线程安全的代码
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

对比表格：

通过上述两个案例，我们可以看到在Java架构设计中，面试题不仅考察理论知识，更注重实际应用和问题解决能力。理解并掌握这些模式和机制，对于Java开发者来说是非常重要的。