高级java工程师考试试题和答案

高级java工程师考试试题和答案

一、选择题（共15题，每题2分，共30分）

1.Java语言实现跨平台特性的核心机制是（）A.Java编译器B.Java虚拟机（JVM）C.Java APID.Java字节码

2.以下关于Java接口的说法，错误的是（）A.接口中只能包含抽象方法和常量B.Java类可以实现多个接口C.接口中的方法默认是public abstract的D.接口可以被实例化

3.线程的状态中，当线程调用start方法后，会进入的状态是（）A.新建（New）B.就绪（Runnable）C.运行（Running）D.阻塞（Blocked）

4.JVM内存模型中，用于存储局部变量表、操作数栈、方法出口等信息的区域是（）A.方法区B.堆C.虚拟机栈D.本地方法栈

5.Spring IoC容器中，Bean的作用域默认是（）第1页共16页A.单例（Singleton）B.原型（Prototype）C.请求（Request）D.会话（Session）

6.HashMap和ConcurrentHashMap的主要区别是（）A.HashMap允许key/value为null，ConcurrentHashMap不允许B.HashMap是线程安全的，ConcurrentHashMap是非线程安全的C.HashMap在并发场景下可能导致死循环，ConcurrentHashMap通过分段锁保证线程安全D.HashMap的初始容量是16，ConcurrentHashMap的初始容量是

327.JDBC中，用于设置事务隔离级别的方法是（）A.Connection.setTransactionIsolationB.Statement.setTransactionIsolationC.PreparedStatement.setTransactionIsolationD.DriverManager.setTransactionIsolation

8.以下关于Java异常处理的说法，正确的是（）A.所有异常都必须通过try-catch捕获B.自定义异常必须继承Exception类C.finally块中的代码一定会执行D.Error是程序可以捕获并处理的异常

9.Java8引入的哪个特性用于简化函数式编程（）A.Lambda表达式B.泛型C.接口默认方法D.内部类第2页共16页

10.单例模式中，以下哪种实现方式在多线程环境下可能存在线程安全问题（）A.饿汉式（直接初始化实例）B.懒汉式（使用volatile+双重检查锁）C.枚举式D.静态内部类式

11.线程池的核心参数中，用于控制任务队列满后如何处理新任务的是（）A.核心线程数（corePoolSize）B.最大线程数（maximumPoolSize）C.队列容量（workQueue）D.拒绝策略（handler）

12.分布式锁的实现方案中，以下哪种方式不依赖第三方组件（）A.Redis分布式锁B.ZooKeeper分布式锁C.数据库乐观锁D.Memcached分布式锁

13.JVM垃圾回收算法中，标记-清除（Mark-Sweep）算法的主要缺点是（）A.产生内存碎片B.只适用于新生代C.需要暂停所有用户线程D.回收效率低

14.Spring AOP的核心是通过哪种机制实现横切关注点的植入（）A.动态代理第3页共16页B.静态代理C.继承D.组合

15.微服务架构相比单体架构的主要优势不包括（）A.服务独立部署和扩展B.技术栈统一C.故障隔离，单个服务故障不影响整体D.便于团队协作开发

二、判断题（共10题，每题1分，共10分）

1.Java是纯面向对象的编程语言，不允许存在全局变量和全局函数（）

2.HashMap在存储键值对时，会对key进行哈希计算，根据哈希值确定存储位置（）

3.线程池的核心线程数设置越大，系统并发处理能力就越强，资源利用率也越高（）

4.Spring Bean的生命周期中，初始化方法可以通过@PostConstruct注解指定（）

5.JVM的永久代（PermGen）和元空间（Metaspace）本质上是同一个概念，只是不同JDK版本的实现差异（）

6.ConcurrentModificationException（并发修改异常）一定是在多线程并发修改集合时产生的（）

7.JDBC连接数据库时，必须显式调用Connection.close方法关闭连接，否则会导致资源泄露（）

8.Java8中的Stream API是线程安全的，可以直接在多线程环境下使用（）第4页共16页

9.Spring Boot的自动配置原理是通过扫描classpath下特定包（如@Entity、@Service）的类，自动生成Bean定义（）

10.接口中的方法默认是public abstract的，且不能被private或protected修饰（）

三、填空题（共15题，每空1分，共20分）

1.Java跨平台特性的实现依赖于__________，其本质是将Java代码编译为__________文件，由不同平台的JVM解释执行

2.JVM内存模型中，__________是所有线程共享的内存区域，用于存储类的信息、常量、静态变量等；__________是线程私有的内存区域，生命周期与线程相同

3.HashMap的初始容量是__________，默认加载因子是__________，当元素数量超过“容量×加载因子”时会触发扩容

4.Spring IoC容器的两种核心实现是__________和__________，其中__________是Spring容器的顶层接口，提供了基础的Bean管理功能

5.线程同步的方式包括__________和__________，其中__________是Java语言内置的关键字，用于修饰方法或代码块

6.JDBC中，用于执行SQL查询并返回结果集的对象是__________，用于执行增删改操作并返回影响行数的对象是__________

7.Java8的Stream API中，__________操作会返回一个新的Stream，不直接执行计算；__________操作会触发计算并返回结果（如collect、count）

8.单例模式的“懒汉式”实现需要注意__________问题，通常通过__________关键字保证多线程环境下的线程安全第5页共16页

9.JVM垃圾回收的分代模型基于“优先回收”原则，将内存分为、__________和老年代，不同代采用不同的回收算法

10.Spring事务的传播行为中，REQUIRED表示如果当前存在事务，则加入该事务；如果不存在，则创建一个新事务，其默认传播行为是__________；SUPPORTS表示支持当前事务，如果不存在则以非事务方式执行，其英文全称是__________

四、简答题（共8题，每题5分，请简要回答以下问题）

1.请简述Java内存模型（JMM）的主要作用，以及它如何解决多线程可见性、原子性和有序性问题

2.什么是线程安全？请举例说明至少两种线程安全的集合类，并说明其线程安全的实现原理

3.Spring IoC容器的初始化流程主要包括哪些步骤？请按顺序简述每个步骤的核心操作

4.请解释Java并发编程中的AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架，说明其核心思想和主要组件

5.JDBC中Statement和PreparedStatement的区别是什么？在什么场景下建议使用PreparedStatement？

6.什么是Java的双亲委派模型？它的作用是什么？如果需要自定义类加载器，如何打破双亲委派模型？

7.线程池的工作原理是什么？请描述一个任务从提交到执行完成的完整流程（假设线程池参数为corePoolSize=3，maximumPoolSize=5，workQueue=LinkedBlockingQueue10，keepAliveTime=60s）

8.请说明Java8中Stream API的中间操作和终端操作的区别，并各列举2个常用的操作示例

五、案例分析题（共5题，每题8分，阅读以下案例并回答问题）第6页共16页

1.案例以下代码在多线程环境下对一个非线程安全的计数器进行自增操作public classCounter{private int count=0;public voidincrement{count++;}public intgetCount{return count;}}//使用方式Counter counter=new Counter;for inti=0;i1000;i++{new Thread-counter.increment.start;}System.out.printlncounter.getCount;问题运行上述代码，最终输出的count值一定是1000吗？为什么？如何修改代码以保证线程安全？

2.案例Spring事务配置如下@Servicepublic classServiceA{@Autowiredprivate ServiceBserviceB;@Transactional第7页共16页public voidmethodA{//操作1更新订单状态为“处理中”//...serviceB.methodB;//操作2记录订单日志//...}}@Servicepublic classServiceB{@Transactionalpropagation=Propagation.REQUIRES_NEWpublic voidmethodB{//操作插入订单日志//...throw newRuntimeException插入日志失败;}}问题当ServiceA.methodA执行时，如果ServiceB.methodB抛出RuntimeException，ServiceA中操作1和操作2是否会回滚？请说明原因，并指出可能的解决方案

3.案例JVM监控发现系统频繁发生Full GC，且GC时间较长（超过1秒），导致服务响应延迟问题请分析可能的原因（至少列举3点），并说明对应的排查步骤和优化方案第8页共16页

4.案例以下代码使用HashMap存储用户信息，在高并发场景下出现数据覆盖问题public classUserService{private MapString,User userMap=new HashMap;public voidupdateUserUser user{userMap.putuser.getId,user;}}问题为什么会出现数据覆盖问题？如何修改代码以保证高并发下的数据一致性？请写出修改后的代码

5.案例微服务架构中，订单服务调用库存服务扣减库存，调用支付服务创建支付单，若库存扣减成功但支付单创建失败，导致数据不一致问题请设计一个分布式事务解决方案，说明方案的核心思想、实现步骤及优缺点

六、编程题（共3题，每题10分，请按要求编写代码）

1.请使用Java实现一个线程安全的单例模式，要求在多线程环境下只创建一个实例，且不能使用枚举类（提示考虑双重检查锁+volatile关键字）

2.编写一个工具类CollectionUtils，包含一个方法ListTdistinctAndSortListT list，要求o去除列表中的重复元素（假设元素类型T重写了equals方法）；o对去重后的列表进行排序（按自然顺序排序，假设T实现了Comparable接口）；o方法需返回处理后的新列表，原列表不被修改第9页共16页

3.使用Java并发工具类（如CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore等）实现一个多线程累加器，要求o启动10个线程对一个初始值为0的计数器进行累加操作，每个线程累加1000次；o等待所有线程执行完毕后，输出最终的计数器值；o确保代码无数据竞争问题

七、论述题（共2题，每题15分，请结合理论知识和实际应用进行论述）

4.论述Java并发编程中的“锁优化”技术，包括偏向锁、轻量级锁、重量级锁的实现原理、适用场景及锁膨胀的过程

5.分析微服务架构下分布式事务的常见解决方案（如2PC、TCC、Saga、本地消息表等），比较它们的优缺点、适用场景及实现复杂度，并阐述在实际项目中如何选择合适的方案###参考答案汇总

一、选择题D DB CA CA CA BD CA AB

二、判断题×√×√××√××√

三、填空题

1.Java虚拟机（JVM），字节码（.class）

2.方法区，虚拟机栈（或本地方法栈）

3.16，

0.

754.BeanFactory，ApplicationContext，BeanFactory

5.synchronized，Lock接口，synchronized

6.ResultSet，Statement（或PreparedStatement）第10页共16页

7.中间，终端

8.线程安全，volatile

9.优先回收年轻代，新生代，伊甸园（Eden）

10.REQUIRED，Supporting CurrentTransaction

四、简答题

1.JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系，规定所有变量存储在主内存，线程操作变量需将主内存副本加载至工作内存，操作后刷新回主内存通过volatile（可见性）、synchronized/lock（原子性）、volatile/synchronized（有序性）解决三大问题

2.线程安全指多线程并发操作时，结果符合预期且无数据不一致例如Vector（通过方法加synchronized）、ConcurrentHashMap（分段锁/CAS+synchronized）

3.步骤资源定位（加载配置文件）→BeanDefinition加载与注册（解析XML/注解生成BeanDefinition）→BeanFactory初始化（实例化BeanFactory，注册后处理器）→Bean实例化（创建Bean对象，依赖注入）→初始化（执行初始化方法）→销毁前处理（执行销毁方法）

4.AQS是并发工具的基础框架，核心思想是通过共享一个int类型的状态变量（state）和一个FIFO队列管理线程组件包括state变量（表示同步状态）、CLH队列（存储等待线程）、tryAcquire/tryRelease（自定义同步逻辑）、acquire/release（获取/释放资源）

5.Statement直接拼接SQL，存在SQL注入风险；PreparedStatement使用参数占位符，预编译SQL，防注入且性能更好适用于多参数SQL、重复执行的SQL、用户输入包含特殊字符的场景第11页共16页

6.双亲委派模型类加载器加载类时，先委托父类加载器，父类加载失败则自己加载作用避免类重复加载，保证核心类安全打破方式重写loadClass方法，在父类加载前自定义逻辑7-

8.（略，简答题答案需结合标准定义，此处省略详细展开）

五、案例分析题

1.不一定是1000，因为count++不是原子操作（包含读-改-写三步），多线程并发时会导致数据覆盖修改使用AtomicInteger（原子类）或synchronized修饰increment方法

2.操作1和操作2都会回滚原因ServiceB.methodB抛出异常，REQUIRES_NEW传播行为会导致其在独立事务中执行，抛出异常时该事务回滚，但ServiceA的事务因被调用后未收到回滚信号（方法B的异常未抛出给A），最终A的事务提交，导致操作1成功但操作2失败，数据不一致解决方案将ServiceB的异常抛出给A，让A的事务感知并回滚；或使用Propagation.REQUIRED传播行为

3.可能原因老年代内存不足（对象长期未回收）、内存泄漏（如静态集合未清理、缓存未设置过期策略）、大对象频繁进入老年代（如大数组、大集合）排查步骤jstat查看GC频率和内存占用，jmapdump堆内存分析大对象，jstack查看线程状态优化方案调大-Xmx/-Xms，检查内存泄漏，设置大对象阈值（-XX:PretenureSizeThreshold），使用G1收集器优化老年代回收

4.原因在于HashMap非线程安全，多线程put时可能导致内部结构（如链表/红黑树）被破坏，出现数据覆盖修改使用ConcurrentHashMap，或在updateUser方法上加synchronized锁

5.方案TCC（Try-Confirm-Cancel）核心思想每个操作拆分为Try（资源检查和预留）、Confirm（确认操作）、Cancel（取消操作第12页共16页回滚）实现步骤订单服务调用库存服务Try扣减库存（返回成功），调用支付服务Try创建支付单（返回成功）→业务操作执行成功，调用Confirm确认→若失败，调用Cancel回滚库存和支付单优点性能好，无锁阻塞；缺点侵入业务代码，实现复杂适用场景核心业务流程，对一致性要求高的场景

六、编程题

1.双重检查锁+volatile实现public classSingleton{private staticvolatile Singletoninstance;private Singleton{}public staticSingleton getInstance{if instance==null{synchronized Singleton.class{if instance==null{instance=new Singleton;}}}return instance;}}

2.工具类实现import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.HashSet;第13页共16页import java.util.List;import java.util.Set;public classCollectionUtils{public staticT extendsComparableT ListTdistinctAndSortListTlist{if list==nulllist.isEmpty{return newArrayList;}SetT set=new HashSetlist;ListT result=new ArrayListset;Collections.sortresult;return result;}}

3.CountDownLatch实现import java.util.concurrent.CountDownLatch;public classAccumulator{private staticfinal intTHREAD_COUNT=10;private staticfinal intINCREMENT_TIMES=1000;private staticintcount=0;public staticvoid mainString[]args throwsInterruptedException{CountDownLatch latch=newCountDownLatchTHREAD_COUNT;第14页共16页for inti=0;iTHREAD_COUNT;i++{new Thread-{for intj=0;jINCREMENT_TIMES;j++{synchronized Accumulator.class{count++;}}latch.countDown;}.start;}latch.await;System.out.println最终计数+count;}}

七、论述题

4.锁优化技术o偏向锁首次获取锁时，将线程ID记录在对象头，后续该线程获取锁无需CAS，直接判断对象头，适用于单线程重复获取锁场景o轻量级锁无竞争时，通过CAS将对象头替换为线程栈中的锁Record，若竞争，自旋等待（不阻塞线程），适用于竞争较少的场景o重量级锁CAS竞争失败后，线程进入阻塞状态（调用操作系统API），由OS调度，适用于竞争激烈的场景锁膨胀过程无锁→偏向锁（首次竞争）→轻量级锁（竞争升级，自旋）→重量级锁（自旋超时，OS阻塞）第15页共16页

5.分布式事务方案o2PC（两阶段提交）协调者先询问参与者“准备提交”，参与者同意后，协调者发送“提交”，失败则“回滚”优点强一致性；缺点阻塞、协调者故障影响整体o TCC（Try-Confirm-Cancel）业务层拆分为三个操作，Try预留资源，Confirm确认执行，Cancel回滚优点性能好；缺点侵入业务，实现复杂o Saga将事务拆分为本地事务链，每个步骤失败时执行补偿操作优点长事务支持好；缺点补偿逻辑复杂，一致性较弱o本地消息表本地记录消息，通过消息队列异步发送，接收方处理成功后删除消息优点无侵入，可靠性高；缺点延迟高，依赖消息队列选择依据业务对一致性要求（强/最终）、性能要求（高/低）、实现复杂度、技术栈匹配度第16页共16页。