Java性能优化权威指南习题及答案解析_高级Java开发工程师

一、选择题

1. Java内存模型(JMM)是什么?它包括哪些部分?

A. Java内存模型是一种规范,定义了Java中各个线程如何在共享内存中存取数据的方法。它包括堆内存模型、本地方法栈内存模型和直接内存访问(DMA)内存模型三个部分。
B. Java内存模型是一种规范,定义了Java中各个线程如何在共享内存中存取数据的方法。它包括堆内存模型、本地方法栈内存模型和直接内存访问(DMA)内存模型三个部分。
C. Java内存模型是一种规范,定义了Java中各个线程在主内存和堆内存之间的数据交换方法。它包括堆内存模型、本地方法栈内存模型和直接内存访问(DMA)内存模型三个部分。
D. Java内存模型是一种规范,定义了Java中各个线程如何在非共享内存中存取数据的方法。

2. 什么是堆内存模型(Garbage-collected Memory Model, GCMM)?它在Java中的作用是什么?

A. 堆内存模型是Java内存模型的一种,它定义了Java中堆内存的管理规则。在Java中,所有对象都是存储在堆内存中的。
B. 堆内存模型是Java内存模型的一部分,它定义了Java中堆内存的管理规则。在Java中,所有对象都是存储在本地方法栈内存中的。
C. 堆内存模型是Java内存模型的一种,它定义了Java中本地方法栈内存的管理规则。
D. 堆内存模型是Java内存模型的一部分,它定义了Java中直接内存访问(DMA)内存的管理规则。

3. 在Java内存模型中,线程如何访问共享内存?

A. 通过共享变量
B. 通过同步锁
C. 通过缓存
D. 通过直接内存访问

4. Java内存模型中的堆内存管理策略是?

A. 标记-清除-复制
B. 标记-整理
C. 年轻代-老年代-生成
D. 引用计数

5. 什么是本地方法栈内存模型(Native Memory Model, NMM)?它在Java中的作用是什么?

A. 本地方法栈内存模型是Java内存模型的一种,它定义了Java中本地方法在栈上的内存管理规则。
B. 本地方法栈内存模型是Java内存模型的一部分,它定义了Java中堆内存的管理规则。
C. 本地方法栈内存模型是Java内存模型的一种,它定义了Java中本地方法在栈上的内存管理规则。
D. 本地方法栈内存模型是Java内存模型的一种,它定义了Java中堆内存的管理规则。

6. Java内存模型中的线程状态有哪些?

A. 运行态、就绪态、等待态
B. 创建态、就绪态、运行态
C. 初始化态、就绪态、终止态
D. 启动态、就绪态、运行态

7. 如何查看Java进程的内存使用情况?

A. jstack
B. jstat
C. VisualVM
D. Java Mission Control

8. 什么是内存碎片的产生?如何解决内存碎片问题?

A. 内存碎片是指内存中不再使用的对象所占用的内存空间。解决内存碎片问题的方法有压缩算法和垃圾回收器的优化。
B. 内存碎片是指Java程序在运行过程中产生的、不再使用的对象所占用的内存空间。解决内存碎片问题的方法有对象合并和内存不足时重新布局对象。
C. 内存碎片是指Java程序在运行过程中产生的、不再使用的代码所占用的内存空间。解决内存碎片问题的方法有代码压缩和重新组织代码结构。
D. 内存碎片是指Java程序在运行过程中产生的、不再使用的数据所占用的内存空间。解决内存碎片问题的方法有数据压缩和重新组织数据结构。

9. 什么是内存泄漏?如何检测和解决内存泄漏问题?

A. 内存泄漏是指程序中分配的内存 space 没有被及时释放,导致其他线程无法访问该内存 space 的现象。解决内存泄漏问题的方法有静态分析、动态分析和代码审查。
B. 内存泄漏是指程序中分配的内存 space 被不当释放,导致其他线程无法访问该内存 space 的现象。解决内存泄漏问题的方法有静态分析、动态分析和代码审查。
C. 内存泄漏是指程序中分配的内存 space 没有被及时释放,导致程序出现异常的现象。解决内存泄漏问题的方法有静态分析、动态分析和代码审查。
D. 内存泄漏是指程序中分配的内存 space 被不当释放,导致程序崩溃的现象。解决内存泄漏问题的方法有静态分析、动态分析和代码审查。

10. 在Java内存模型中,线程如何进行内存访问?

A. 按顺序访问
B. 并发访问
C. 顺序写入
D. 并发写入

11. 在Java中,下列哪种操作会导致CPU占用率的瞬间飙升?

A. 创建大量对象
B. 进行大量磁盘IO操作
C. 执行大量CPU密集型计算
D. 网络通信

12. Java中的垃圾回收机制主要通过以下哪种方式来回收内存?

A. 标记-清除-复制
B. 标记-整理
C. 分代收集
D. 压缩

13. 下列哪个操作可以有效地减少CPU占用?

A. 将对象存储到内存中
B. 将对象输出到文件
C. 将对象复制到另一个线程
D. 将对象设置为不可中断

14. 在Java中,可以通过调整JVM参数来优化CPU性能,以下哪个选项是不正确的?

A. -Xms参数用于设置初始堆内存
B. -Xmx参数用于设置最大堆内存
C. -XX:+UseConcMarkSweepGC参数启用 Concurrent Mark Sweep 垃圾回收器
D. -XX:+UseSerialGC参数启用 Serial 垃圾回收器

15. 下列哪种情况可能会导致 CPU 占用率过高?

A. 频繁创建对象
B. 大量磁盘 IO 操作
C. 执行大量 CPU 密集型计算
D. 网络通信

16. 在Java中,为了优化 CPU 占用,可以采用以下哪种策略来调整代码?

A. 尽量减少对象的创建
B. 将复杂的计算任务分散到多个线程
C. 增加堆内存的大小
D. 使用 NIO 代替 NOP 操作

17. 下列哪种垃圾回收器在垃圾回收时对 CPU 占用影响最小?

A. 标记-清除
B. 标记-整理
C. 分代收集
D. 标记-复制

18. 在Java中,可以通过哪些方式来监控应用程序的 CPU 占用?

A. 使用 JVM 自带的监控工具
B. 使用 third-party 性能监控工具
C. 查看系统日志
D. 使用 VisualVM 等工具

19. 在Java中,为了优化 CPU 占用,可以将 CPU 密集型计算任务交给哪个线程处理?

A. 主线程
B. 工作线程
C. 子线程
D. 线程池

20. 在Java中,以下哪种方法可以提高应用程序的并发性?

A. 增加 CPU 核心数量
B. 使用多线程或多进程
C. 增加内存容量
D. 减少 I/O 操作

21. 在Java中,以下哪种内存分配方式是推荐使用的?

A. 动态内存分配
B. 静态内存分配
C. 堆内存分配
D. 栈内存分配

22. Java中的垃圾回收机制主要依赖于以下哪个算法进行内存管理?

A. 标记-清除
B. 复制
C. 分代
D. 标记-整理

23. 在Java中,可以通过哪个类来获取当前进程的内存使用情况?

A. Runtime
B. System
C. ThreadGroup
D. Process

24. Java中,如何避免内存泄漏?

A. 使用try-with-resources语句
B. 使用finally块
C. 使用WeakReference
D. 手动实现内存清理

25. 在Java中,以下哪个关键字用于声明一个弱引用?

A. weakref
B. softref
C. proxy
D. refer

26. Java中,以下哪个关键字用于声明一个软引用?

A. weakref
B. softref
C. proxy
D. refer

27. 在Java中,如何判断一个对象是否已经不再被引用?

A. 使用get()方法
B. 使用remove()方法
C. 使用finalize()方法
D. 使用isReference()方法

28. 在Java中,当一个对象的引用计数为时,它可能处于以下哪种状态?

A. 存活
B. 结束
C. 初始化
D. 打印

29. 在Java中,可以通过哪个接口获取JVM的运行时数据?

A. java.lang.Runtime
B. java.util.Runtime
C. java.io.Runtime
D. java.math.Runtime

30. 在Java中,以下哪个方法可以用来释放对象占用的内存?

A. freeMemory()
B. releaseMemory()
C. destroy()
D. finalize()

31. 在Java中,线程的主要同步方法是:

A. synchronized
B. wait()
C. join()
D. none of the above

32. 下列哪个选项不是线程同步的方法?

A. synchronized
B. join()
C. lock()
D. none of the above

33. 在Java中,可以使用以下方式来中断等待中的线程:

A. setInterrupt()
B. yield()
C. sleep(100)
D. none of the above

34. 下列哪个选项不是线程通信的方法?

A. join()
B. messagePassing
C. objectSerialization
D. none of the above

35. 下列哪种线程调度策略是最高效的?

A. 先来先服务(FCFS)
B. 最短作业优先(SJF)
C. 优先级调度
D. 多级反馈队列调度

36. 在Java中,线程的优先级可以通过哪个关键字来设置?

A. priority
B. native
C. static
D. none of the above

37. 下列哪个选项不是线程的阻塞状态?

A. waiting
B. timed_waiting
C. blocked
D. none of the above

38. 在Java中,线程的退出状态码是由哪个变量决定的?

A. exitCode
B. status
C. isAlive
D. none of the above

39. 在Java中,线程的堆栈大小可以通过哪个系统属性来设置?

A.vm.max_heap_size
B. vm.min_heap_size
C. vm.heap_free_ratio
D. none of the above

40. 在Java中,线程的创建和销毁成本主要取决于:

A. 线程数量
B. 线程 stack 的大小
C. 线程的运行时间
D. none of the above

41. 在Java中,下列哪个选项不是I/O操作?

A. 读取文件
B. 发送邮件
C. 连接数据库
D. 计算平方根

42. 在Java中,线程安全的数据结构有:

A. HashMap
B. TreeSet
C. LinkedList
D. ConcurrentHashMap

43. 下列哪种I/O操作是低级别的?

A. NIO
B. BIO
C. SSL
D. HTTP

44. 在Java中,下列哪个选项可以用来监控应用程序的性能?

A. VisualVM
B. JConsole
C. JProfiler
D. Eclipse

45. 在Java中,下列哪个选项可以用来执行非阻塞式的I/O操作?

A. synchronized block
B. try-with-resources statement
C. ExecutorService
D. ForkJoinPool

46. 下列哪个操作不会导致死锁?

A. 对共享资源进行递归 locks
B. 对非共享资源进行循环 locks
C. 对多个 threads 进行 locks
D. 对单个 resources 进行 locks

47. 在Java中,如何实现线程安全的HashMap?

A. 使用synchronized关键字
B. 使用ReentrantLock
C. 使用原子类
D. 使用volatile关键字

48. 在Java中,下列哪种方式不建议用于处理大量I/O操作?

A. NIO
B. BIO
C. synchronized block
D. ThreadPoolExecutor

49. 在Java中,如何优化网络I/O操作?

A. 使用多线程
B. 使用异步编程
C. 使用缓冲区
D. 使用TCP协议

50. 在Java中,下列哪个选项不是常用的I/O工具类?

A. java.io.FileInputStream
B. java.io.FileOutputStream
C. java.io.DataInputStream
D. java.io.DataOutputStream

51. 在Java中,下列哪个选项不是HTTP协议的一部分?

A. GET
B. POST
C. PUT
D. DELETE

52. 在Java中,下列哪个选项不是TCP协议的特点?

A. 面向连接
B. 可靠传输
C. 不可伸缩的连接
D. 无连接

53. 在Java中,下列哪个选项不是UDP协议的特点?

A. 面向连接
B. 不可靠传输
C. 面向连接
D. 可伸缩的连接

54. 下列哪种网络缓冲区是Java中最常用的?

A. 本地缓冲区
B. 线程池
C. 网络缓冲区
D. 堆

55. 在Java中,下列哪个选项不是Java NIO中的主要设备?

A. CPU
B. 磁盘
C. GPU
D. 网络设备

56. 在Java中,下列哪个选项不是Java IO端口操作的常见方式?

A. 直接操作文件
B. 使用缓冲区
C. 使用过滤器
D. 使用适配器

57. 在Java中,下列哪个选项不是Java网络编程中的常用框架?

A. Socket
B. ServerSocket
C. Netty
D. Apache HttpClient

58. 在Java中,下列哪个选项不是Java并发编程的基本方式?

A. 多线程
B. 异步编程
C. 消息队列
D. 事件驱动

59. 在Java中,下列哪个选项不是Java虚拟机提供的垃圾收集器?

A. Serial GC
B. Parallel GC
C. Concurrent Mark Sweep GC
D. Full GC

60. 在Java中,JDBC-specific-pool用于 pool 的配置,它的默认值是多少?

A. 5
B. 10
C. 20
D. 30

61. 在Java中,关于数据库连接池的优点,以下哪项是正确的?

A. 提高数据库连接的效率
B. 降低数据库管理的复杂性
C. 减少数据库操作的延迟
D. 增加数据库安全性

62. 在Java中,下列哪种事务类型是非隔离的?

A. READ UNCOMMITTED
B. READ COMMITTED
C. REPEATABLE READ
D. SERIALIZABLE

63. 在Java中,当使用JDBC访问数据库时,如何设置自动提交为false?

A. setAutoCommit(false)
B. begin()
C. commit()
D. rollback()

64. 在Java中,下列哪个方法可以用来获取数据库的连接数?

A. getConnectionCount()
B. getIdleConnectionCount()
C. getWaitingConnectionCount()
D. getMaxConnections()

65. 在Java中,JDBC中的statement接口有什么作用?

A. 用于执行SQL查询
B. 用于执行SQL更新
C. 用于执行SQL删除
D. 用于执行数据库事务

66. 在Java中,下列哪种异常是由数据库引起的?

A. SQLException
B. IOException
C. ClassNotFoundException
D. ReflectiveOperationException

67. 在Java中,当使用JDBC执行查询时,可以使用下列哪种方式来获取结果集?

A. ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM table");
B. ResultSet rs = connection.createStatement().executeQuery("SELECT * FROM table");
C. ResultSet rs = statement.executeQuery("SELECT * FROM table");
D. ResultSet rs = conn.createStatement().executeQuery("SELECT * FROM table");

68. 在Java中,下列哪种方法可以用来获取当前连接池中的空闲连接数?

A. getIdleConnectionCount()
B. getIdlePoolSize()
C. getNumActive()
D. getNumPools()

69. 在Java中,哪种方式可以优雅地关闭资源,减少内存泄漏的风险?

A. 使用try-with-resources语句
B. 使用finally块
C. 使用close()方法
D. 使用软引用

70. 下面哪个操作不会增加GC压力?

A. 创建一个String对象
B. 将String对象转换为Integer对象
C. 将Integer对象设置为null
D. 使用StringBuilder构建字符串

71. 下列哪种锁竞争更激烈?

A. 内置锁(synchronized)
B. 显式锁(ReentrantLock)
C. 内置锁和显式锁
D. 无法判断

72. 在Java中,如何优雅地处理异常?

A. 使用try-catch语句
B. 使用throw语句
C. 使用finally块
D. 使用异常处理框架

73. 在多线程环境中,线程安全的数据结构应该具备哪些特点?

A. 互斥性
B. 原子性
C. 有序性
D. 一致性

74. 下列哪种方法可以有效地避免死锁?

A. 限制线程数量
B. 按照固定的顺序分配资源
C. 使用显式锁
D. 使用数据库锁

75. 在Java中,如何优雅地处理静态变量?

A. 使用静态内部类
B. 使用静态同步方法
C. 使用静态工厂方法
D. 使用单例模式

76. 在Java中,什么是JVM参数?如何查看和修改JVM参数?

A. JVM参数是控制JVM运行时的配置选项。
B. 可以通过命令行参数或系统属性查看和修改JVM参数。

77. 下列哪种方法可以提高数据库访问性能?

A. 对数据库表进行分区
B. 对数据库表进行索引
C. 使用数据库缓存
D. 增加数据库服务器数量

78. 在Java中,如何实现线程间通信?

A. 使用共享变量
B. 使用消息传递
C. 使用信号量
D. 使用死锁
二、问答题

1. Java内存模型是什么?


2. 什么是CPU占用优化?


3. 如何优化Java类的加载与卸载?


4. 什么是对象池?


5. 什么是垃圾回收器?


6. 如何选择合适的垃圾回收器?




参考答案

选择题:

1. A 2. A 3. A 4. A 5. A 6. B 7. C 8. B 9. B 10. B
11. A 12. A 13. C 14. C 15. A 16. A 17. D 18. D 19. D 20. B
21. C 22. A 23. D 24. D 25. B 26. B 27. D 28. B 29. A 30. D
31. A 32. D 33. A 34. C 35. D 36. A 37. D 38. A 39. A 40. B
41. D 42. D 43. B 44. A 45. C 46. B 47. C 48. C 49. B 50. C
51. D 52. C 53. C 54. C 55. A 56. D 57. C 58. D 59. A 60. A
61. A 62. A 63. A 64. D 65. A 66. A 67. C 68. A 69. A 70. D
71. C 72. A 73. AB 74. B 75. D 76. AB 77. B 78. B

问答题:

1. Java内存模型是什么?

Java内存模型(JMM)是Java虚拟机规范中定义的一种抽象概念,它描述了Java程序中各个线程如何在共享内存中存取数据的原则和规则。
思路 :了解JMM对于理解线程同步与同步锁以及优化内存分配等問題都非常重要。

2. 什么是CPU占用优化?

CPU占用优化是指通过调整Java虚拟机的参数,使得JVM能够更高效地分配处理器资源,从而提高Java程序的运行效率。
思路 :优化CPU占用可以帮助程序更好地利用硬件资源,提高系统性能。

3. 如何优化Java类的加载与卸载?

优化Java类的加载与卸载可以通过减少类加载器的 Load() 方法调用次数、延迟加载以及使用合适的垃圾回收器策略等手段实现。
思路 :减少类加载器的 Load() 方法调用次数可以降低内存消耗,而延迟加载则是将类的初始化推迟到实际需要时,以减轻内存压力。

4. 什么是对象池?

对象池是一种设计模式,用于在程序运行过程中重用对象,从而减少对象的创建和销毁的开销,提高程序性能。
思路 :对象池可以有效地减少内存分配和垃圾回收的开销,提高程序的响应速度。

5. 什么是垃圾回收器?

垃圾回收器是Java虚拟机负责回收内存的一种机制,它可以自动释放不再使用的内存空间,从而防止内存泄漏和提高程序性能。
思路 :理解垃圾回收器的原理和工作方式对于优化内存分配和提高程序性能非常重要。

6. 如何选择合适的垃圾回收器?

选择合适的垃圾回收器需要根据程序的需求和特点进行权衡,例如,如果程序需要高吞吐量和低延迟,可以选择Concurrent Mark Sweep(CMS) garbage collector;如果程序需要低延迟和高吞吐量,可以选择Garbage First(G1)garbage collector。
思路 :选择合适的

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