Java综合高级篇

1.你用过哪些集合类？

大公司最喜欢问的Java集合类面试题
 40个Java集合面试问题和答案
java.util.Collections 是一个包装类。它包含有各种有关集合操作的静态多态方法。
java.util.Collection 是一个集合接口。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。

Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│　└Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap

ArrayList、HashMap、TreeMap和HashTable类提供对元素的随机访问。

线程安全

Vector
HashTable(不允许插空值)

非线程安全

ArrayList
LinkedList
HashMap(允许插入空值)
HashSet
TreeSet
TreeMap(基于红黑树的Map实现)

2.你说说 arraylist 和 linkedlist 的区别？

ArrayList和LinkedList两者都实现了List接口，但是它们之间有些不同。
（1）ArrayList是由Array所支持的基于一个索引的数据结构，所以它提供对元素的随机访问
（2）与ArrayList相比，在LinkedList中插入、添加和删除一个元素会更快
（3）LinkedList比ArrayList消耗更多的内存，因为LinkedList中的每个节点存储了前后节点的引用

3.HashMap 底层是怎么实现的？还有什么处理哈希冲突的方法？

处理哈希冲突的方法:

解决HashMap一般没有什么特别好的方式，要不扩容重新hash要不优化冲突的链表结构

1.开放定地址法-线性探测法
2.开放定地址法-平方探查法
3.链表解决-可以用红黑树提高查找效率

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HashMap简介
HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
HashMap 继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的,但可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有线程安全的能力。它的key、value都可以为null。此外，HashMap中的映射不是有序的。
HashMap 的实例有两个参数影响其性能：“初始容量” 和 “加载因子”。初始容量默认是16。默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查询成本.
HashMap是数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的,当链表长度太长（默认超过8）时，链表就转换为红黑树.

image.png

Java8系列之重新认识HashMap
功能实现-方法

确定哈希桶数组索引位置 :这里的Hash算法本质上就是三步：取key的hashCode值、高位运算、取模运算。

方法一：

static final int hash(Object key) {   //jdk1.8 & jdk1.7

     int h;

     // h = key.hashCode() 为第一步 取hashCode值

     // h ^ (h >>> 16)  为第二步 高位参与运算

     return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);

}

方法二：

static int indexFor(int h, int length) {  //jdk1.7的源码，jdk1.8没有这个方法，但是实现原理一样的

     return h & (length-1);  //第三步 取模运算

}

分析HashMap的put方法

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扩容机制：原来的两倍

4.熟悉什么算法，还有说说他们的时间复杂度？

经典排序算法总结与实现

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5.ArrayList和Vector的底层代码和他们的增长策略,它们是如何进行扩容的？

ArrayList 默认数组大小是10，其中ensureCapacity扩容，trimToSize容量调整到适中，扩展后数组大小为（(原数组长度*1.5）与传递参数中较大者.
Vector的扩容，是可以指定扩容因子，同时Vector扩容策略是：1.原来容量的2倍,2.原来容量+扩容参数值。

详细内容可以配合阅读源码

6.jvm 原理。程序运行区域划分

问：Java运行时数据区域？
回答：包括程序计数器、JVM栈、本地方法栈、方法区、堆
问：方法区里存放什么？
本地方法栈：和jvm栈所发挥的作用类似，区别是jvm栈为jvm执行java方法（字节码）服务，而本地方法栈为jvm使用的native方法服务。
JVM栈：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口。
方法区：用于存储已被虚拟机加载的类信息，常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等。
堆：存放对象实例。

7.minor GC 与 Full GC，分别什么时候会触发？。分别采用哪种垃圾回收算法？简单介绍算法

GC（或Minor GC）：收集生命周期短的区域(Young area)。
Full GC （或Major GC）：收集生命周期短的区域(Young area)和生命周期比较长的区域(Old area)对整个堆进行垃圾收集。
新生代通常存活时间较短基于Copying算法进行回收,将可用内存分为大小相等的两块，每次只使用其中一块；当这一块用完了，就将还活着的对象复制到另一块上，然后把已使用过的内存清理掉。在HotSpot里，考虑到大部分对象存活时间很短将内存分为Eden和两块Survivor，默认比例为8:1:1。代价是存在部分内存空间浪费，适合在新生代使用；
老年代与新生代不同，老年代对象存活的时间比较长、比较稳定，因此采用标记(Mark)算法来进行回收,所谓标记就是扫描出存活的对象，然后再进行回收未被标记的对象，回收后对用空出的空间要么进行合并、要么标记出来便于下次进行分配，总之目的就是要减少内存碎片带来的效率损耗。
在执行机制上JVM提供了串行GC(Serial MSC)、并行GC(Parallel MSC)和并发GC(CMS)。

Minor GC ，Full GC 触发条件

Minor GC触发条件：当Eden区满时，触发Minor GC。
Full GC触发条件：
（1）调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行
（2）老年代空间不足
（3）方法去空间不足
（4）通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存
（5）由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

8.HashMap 实现原理

在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的，HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。

9.java.util.concurrent 包下使用过哪些

1.阻塞队列 BlockingQueue( ArrayBlockingQueue, DelayQueue, LinkedBlockingQueue, SynchronousQueue,LinkedTransferQueue,LinkedBlockingDeque)
2.ConcurrentHashMap
3.Semaphore--信号量
4.CountDownLatch--闭锁
5.CyclicBarrier--栅栏
6.Exchanger--交换机
7.Executor->ThreadPoolExecutor,ScheduledThreadPoolExecutor

Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

//critical section

semaphore.acquire();

...

semaphore.release();

8.锁 Lock--ReentrantLock,ReadWriteLock,Condition,LockSupport

Lock lock = new ReentrantLock();

lock.lock();

//critical section

lock.unlock();

10.concurrentMap 和 HashMap 区别

1.hashMap可以有null的键，concurrentMap不可以有
2.hashMap是线程不安全的，在多线程的时候需要Collections.synchronizedMap(hashMap),ConcurrentMap使用了重入锁保证线程安全。
3.在删除元素时候，两者的算法不一样。
ConcurrentHashMap和Hashtable主要区别就是围绕着锁的粒度以及如何锁,可以简单理解成把一个大的HashTable分解成多个，形成了锁分离。

11.信号量是什么，怎么使用?volatile关键字是什么？

信号量-semaphore：荷兰著名的计算机科学家Dijkstra 于1965年提出的一个同步机制。是在多线程环境下使用的一种设施, 它负责协调各个线程, 以保证它们能够正确、合理的使用公共资源。
整形信号量：表示共享资源状态，且只能由特殊的原子操作改变整型量。
同步与互斥：同类进程为互斥关系（打印机问题），不同进程为同步关系(消费者生产者)。

使用volatile关键字是解决同步问题的一种有效手段。 java volatile关键字预示着这个变量始终是“存储进入了主存”。更精确的表述就是每一次读一个volatile变量，都会从主存读取，而不是CPU的缓存。同样的道理，每次写一个volatile变量，都是写回主存，而不仅仅是CPU的缓存。
Java 保证volatile关键字保证变量的改变对各个线程是可见的。

image.png

12.阻塞队列了解吗？怎么使用

阻塞队列 (BlockingQueue)是Java util.concurrent包下重要的数据结构，BlockingQueue提供了线程安全的队列访问方式：当阻塞队列进行插入数据时，如果队列已满，线程将会阻塞等待直到队列非满；从阻塞队列取数据时，如果队列已空，线程将会阻塞等待直到队列非空。并发包下很多高级同步类的实现都是基于BlockingQueue实现的。

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以ArrayBlockingQueue为例，我们先来看看代码：

public void put(E e) throws InterruptedException {

    if (e == null) throw new NullPointerException();

    final ReentrantLock lock = this.lock;

    lock.lockInterruptibly();

    try {

        while (count == items.length)

            notFull.await();

        enqueue(e);

    } finally {

        lock.unlock();

    }

}

从put方法的实现可以看出，它先获取了锁，并且获取的是可中断锁，然后判断当前元素个数是否等于数组的长度，如果相等，则调用notFull.await()进行等待，当被其他线程唤醒时，通过enqueue(e)方法插入元素，最后解锁。

/**

* Inserts element at current put position, advances, and signals.

* Call only when holding lock.

*/

private void enqueue(E x) {

    // assert lock.getHoldCount() == 1;

    // assert items[putIndex] == null;

    final Object[] items = this.items;

    items[putIndex] = x;

    if (++putIndex == items.length) putIndex = 0;

    count++;

    notEmpty.signal();

}

插入成功后，通过notEmpty唤醒正在等待取元素的线程。

13.Java中的NIO，BIO，AIO分别是什么？

IO的方式通常分为几种，同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、异步非阻塞的AIO

1.BIO，同步阻塞式IO，简单理解：一个连接一个线程.BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。

在JDK1.4之前，用Java编写网络请求，都是建立一个ServerSocket，然后，客户端建立Socket时就会询问是否有线程可以处理，如果没有，要么等待，要么被拒绝。即：一个连接，要求Server对应一个处理线程。

2.NIO，同步非阻塞IO，简单理解：一个请求一个线程.NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。

NIO本身是基于事件驱动思想来完成的，其主要想解决的是BIO的大并发问题：在使用同步I/O的网络应用中，如果要同时处理多个客户端请求，或是在客户端要同时和多个服务器进行通讯，就必须使用多线程来处理。也就是说，将每一个客户端请求分配给一个线程来单独处理。这样做虽然可以达到我们的要求，但同时又会带来另外一个问题。由于每创建一个线程，就要为这个线程分配一定的内存空间（也叫工作存储器），而且操作系统本身也对线程的总数有一定的限制。如果客户端的请求过多，服务端程序可能会因为不堪重负而拒绝客户端的请求，甚至服务器可能会因此而瘫痪。

3.AIO，异步非阻塞IO，简单理解：一个有效请求一个线程.AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。

14.类加载机制是怎样的

JVM中类的装载是由ClassLoader和它的子类来实现的,Java ClassLoader是一个重要的Java运行时系统组件。它负责在运行时查找和装入类文件的类。
类加载的五个过程：加载、验证、准备、解析、初始化。

从类被加载到虚拟机内存中开始，到卸御出内存为止，它的整个生命周期分为7个阶段，加载(Loading)、验证(Verification)、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)、卸御(Unloading)。其中验证、准备、解析三个部分统称为连接。

15.什么是幂等性

所谓幂等，简单地说，就是对接口的多次调用所产生的结果和调用一次是一致的。
那么我们为什么需要接口具有幂等性呢？设想一下以下情形：

在App中下订单的时候，点击确认之后，没反应，就又点击了几次。在这种情况下，如果无法保证该接口的幂等性，那么将会出现重复下单问题。
在接收消息的时候，消息推送重复。如果处理消息的接口无法保证幂等，那么重复消费消息产生的影响可能会非常大。

16.有哪些 JVM 调优经验

Jvm参数总结：http://linfengying.com/?p=2470

参数	作用
-Xmx	堆大小的最大值。当前主流虚拟机的堆都是可扩展的
-Xms	堆大小的最小值。可以设置成和 -Xmx 一样的值
-Xmn	新生代的大小。现代虚拟机都是“分代”的，因此堆空间由新生代和老年代组成。新生代增大，相应地老年代就减小。Sun官方推荐新生代占整个堆的3/8
-Xss	每个线程的堆栈大小。该值影响一台机器能够创建的线程数上限
-XX:MaxPermSize=	永久代的最大值。永久代是 HotSpot 特有的，HotSpot 用永久代来实现方法区
-XX:PermSize=	永久代的最小值。可以设置成和 -XX:MaxPermSize 一样的值
-XX:SurvivorRatio=	Eden 和 Survivor 的比值。基于“复制”的垃圾收集器又会把新生代分为一个 Eden 和两个 Survivor，如果该参数为8，就表示 Eden	占新生代的80%，而两个 Survivor 各占10%。默认值为8
-XX:PretenureSizeThreshold=	直接晋升到老年代的对象大小。大于这个参数的对象将直接在老年代分配。默认值为0，表示不启用
-XX:HandlePromotionFailure=	是否允许分配担保失败。在 JDK 6 Update 24 后该参数已经失效。
-XX:MaxTenuringThreshold=	对象晋升到老年代的年龄。对象每经过一次 Minor GC 后年龄就加1，超过这个值时就进入老年代。默认值为15
-XX:MaxDirectMemorySize=	直接内存的最大值。对于频繁使用 nio 的应用，应该显式设置该参数，默认值为0

内存参数

参数	作用
-Xmx	堆大小的最大值。当前主流虚拟机的堆都是可扩展的
-Xms	堆大小的最小值。可以设置成和 -Xmx 一样的值
-Xmn	新生代的大小。现代虚拟机都是“分代”的，因此堆空间由新生代和老年代组成。新生代增大，相应地老年代就减小。Sun官方推荐新生代占整个堆的3/8
-Xss	每个线程的堆栈大小。该值影响一台机器能够创建的线程数上限
-XX:MaxPermSize=	永久代的最大值。永久代是 HotSpot 特有的，HotSpot 用永久代来实现方法区
-XX:PermSize=	永久代的最小值。可以设置成和 -XX:MaxPermSize 一样的值
-XX:SurvivorRatio=	Eden 和 Survivor 的比值。基于“复制”的垃圾收集器又会把新生代分为一个 Eden 和两个 Survivor，如果该参数为8，就表示 Eden	占新生代的80%，而两个 Survivor 各占10%。默认值为8
-XX:PretenureSizeThreshold=	直接晋升到老年代的对象大小。大于这个参数的对象将直接在老年代分配。默认值为0，表示不启用
-XX:HandlePromotionFailure=	是否允许分配担保失败。在 JDK 6 Update 24 后该参数已经失效。
-XX:MaxTenuringThreshold=	对象晋升到老年代的年龄。对象每经过一次 Minor GC 后年龄就加1，超过这个值时就进入老年代。默认值为15
-XX:MaxDirectMemorySize=	直接内存的最大值。对于频繁使用 nio 的应用，应该显式设置该参数，默认值为0

垃圾收集器	参数	备注
Serial（新生代）	-XX:+UseSerialGC	虚拟机在 Client 模式下的默认值，打开此开关后，使用 Serial + Serial Old 的收集器组合。Serial 是一个单线程的收集器
ParNew（新生代）	-XX:+UseParNewGC	强制使用 ParNew，打开此开关后，使用 ParNew + Serial Old 的收集器组合。ParNew 是一个多线程的收集器，也是 server 模式下首选的新生代收集器
	-XX:ParallelGCThreads=	垃圾收集的线程数
Parallel Scavenge（新生代）	-XX:+UseParallelGC	虚拟机在 Server 模式下的默认值，打开此开关后，使用 Parallel Scavenge + Serial Old 的收集器组合
	-XX:MaxGCPauseMillis=	单位毫秒，收集器尽可能保证单次内存回收停顿的时间不超过这个值。
	-XX:GCTimeRatio=	总的用于 gc 的时间占应用程序的百分比，该参数用于控制程序的吞吐量
	-XX:+UseAdaptiveSizePolicy	设置了这个参数后，就不再需要指定新生代的大小（-Xmn）、 Eden 和 Survisor 的比例（-XX:SurvivorRatio）以及晋升老年代对象的年龄（-XX:PretenureSizeThreshold）了，因为该收集器会根据当前系统的运行情况自动调整。当然前提是先设置好前两个参数。
Serial Old（老年代）	无	Serial Old 是 Serial 的老年代版本，主要用于 Client 模式下的老生代收集，同时也是 CMS 在发生 Concurrent Mode Failure 时的后备方案
Parallel Old（老年代）	-XX:+UseParallelOldGC	打开此开关后，使用 Parallel Scavenge + Parallel Old 的收集器组合。Parallel Old 是 Parallel Scavenge 的老年代版本，在注重吞吐量和 CPU 资源敏感的场合，可以优先考虑这个组合
CMS（老年代）	-XX:+UseConcMarkSweepGC	打开此开关后，使用 ParNew + CMS 的收集器组合。
	-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=	CMS 收集器在老年代空间被使用多少后触发垃圾收集
	-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection	在完成垃圾收集后是否要进行一次内存碎片整理
	-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=	在进行若干次垃圾收集后才进行一次内存碎片整理

GC参数

垃圾收集器	参数	备注
Serial（新生代）	-XX:+UseSerialGC	虚拟机在 Client 模式下的默认值，打开此开关后，使用 Serial + Serial Old 的收集器组合。Serial 是一个单线程的收集器
ParNew（新生代）	-XX:+UseParNewGC	强制使用 ParNew，打开此开关后，使用 ParNew + Serial Old 的收集器组合。ParNew 是一个多线程的收集器，也是 server 模式下首选的新生代收集器
	-XX:ParallelGCThreads=	垃圾收集的线程数
Parallel Scavenge（新生代）	-XX:+UseParallelGC	虚拟机在 Server 模式下的默认值，打开此开关后，使用 Parallel Scavenge + Serial Old 的收集器组合
	-XX:MaxGCPauseMillis=	单位毫秒，收集器尽可能保证单次内存回收停顿的时间不超过这个值。
	-XX:GCTimeRatio=	总的用于 gc 的时间占应用程序的百分比，该参数用于控制程序的吞吐量
	-XX:+UseAdaptiveSizePolicy	设置了这个参数后，就不再需要指定新生代的大小（-Xmn）、 Eden 和 Survisor 的比例（-XX:SurvivorRatio）以及晋升老年代对象的年龄（-XX:PretenureSizeThreshold）了，因为该收集器会根据当前系统的运行情况自动调整。当然前提是先设置好前两个参数。
Serial Old（老年代）	无	Serial Old 是 Serial 的老年代版本，主要用于 Client 模式下的老生代收集，同时也是 CMS 在发生 Concurrent Mode Failure 时的后备方案
Parallel Old（老年代）	-XX:+UseParallelOldGC	打开此开关后，使用 Parallel Scavenge + Parallel Old 的收集器组合。Parallel Old 是 Parallel Scavenge 的老年代版本，在注重吞吐量和 CPU 资源敏感的场合，可以优先考虑这个组合
CMS（老年代）	-XX:+UseConcMarkSweepGC	打开此开关后，使用 ParNew + CMS 的收集器组合。
	-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=	CMS 收集器在老年代空间被使用多少后触发垃圾收集
	-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection	在完成垃圾收集后是否要进行一次内存碎片整理
	-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=	在进行若干次垃圾收集后才进行一次内存碎片整理

附图：可以配合使用的收集器组合

image.png

上面有7中收集器，分为两块，上面为新生代收集器，下面是老年代收集器。如果两个收集器之间存在连线，就说明它们可以搭配使用。

参数	作用
-verbose:class	打印类加载过程
-XX:+PrintGCDetails	发生垃圾收集时打印 gc 日志，该参数会自动带上 -verbose:gc 和 -XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDateStamps / -XX:+PrintGCTimeStamps	打印 gc 的触发事件，可以和 -XX:+PrintGC 和 -XX:+PrintGCDetails 混用
-Xloggc:<path>	gc 日志路径
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	出现 OOM 时 dump 出内存快照用于事后分析
-XX:HeapDumpPath=	堆转储快照的文件路径

其他参数

参数	作用
-verbose:class	打印类加载过程
-XX:+PrintGCDetails	发生垃圾收集时打印 gc 日志，该参数会自动带上 -verbose:gc 和 -XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDateStamps / -XX:+PrintGCTimeStamps	打印 gc 的触发事件，可以和 -XX:+PrintGC 和 -XX:+PrintGCDetails 混用
-Xloggc:<path>	gc 日志路径
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	出现 OOM 时 dump 出内存快照用于事后分析
-XX:HeapDumpPath=	堆转储快照的文件路径

17.分布式 CAP 了解吗？

一致性(Consistency)
可用性(Availability)
分区容忍性(Partition tolerance)

18.Java中HashMap的key值要是为类对象则该类需要满足什么条件？

需要同时重写该类的hashCode()方法和它的equals()方法。

当程序试图将一个 key-value 对放入 HashMap 中时，程序首先根据该 key 的 hashCode() 返回值决定该 Entry 的存储位置：如果两个 Entry 的 key 的 hashCode() 返回值相同，那它们的存储位置相同。如果这两个 Entry 的 key 通过 equals 比较返回 true，新添加 Entry 的 value 将覆盖集合中原有 Entry 的 value，但 key 不会覆盖。如果这两个 Entry 的 key 通过 equals 比较返回 false，新添加的 Entry 将与集合中原有 Entry 形成 Entry 链，而且新添加的 Entry 位于 Entry 链的头部——具体说明继续看 addEntry() 方法的说明。

19.java 垃圾回收会出现不可回收的对象吗？怎么解决内存泄露问题？怎么定位问题源？

一般不会有不可回收的对象，因为现在的GC会回收不可达内存。

20.终止线程有几种方式？终止线程标记变量为什么是 valotile 类型？

1.线程正常执行完毕，正常结束
2.监视某些条件，结束线程的不间断运行
3.使用interrupt方法终止线程

在定义exit时，使用了一个Java关键字volatile，这个关键字的目的是使exit同步，也就是说在同一时刻只能由一个线程来修改exit的值

21.用过哪些并发的数据结构？ cyclicBarrier 什么功能？信号量作用？数据库读写阻塞怎么解决

主要有锁机制，然后基于CAS的concurrent包。
CyclicBarrier的字面意思是可循环使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要做的事情是，让一组线程到达一个屏障（也可以叫同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续干活。CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier(int parties)，其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程调用await方法告诉CyclicBarrier我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。
CountDownLatch的计数器只能使用一次。而CyclicBarrier的计数器可以使用reset() 方法重置。
Semaphore（信号量）是用来控制同时访问特定资源的线程数量，它通过协调各个线程，以保证合理的使用公共资源。很多年以来，我都觉得从字面上很难理解Semaphore所表达的含义，只能把它比作是控制流量的红绿灯，比如XX马路要限制流量，只允许同时有一百辆车在这条路上行使，其他的都必须在路口等待，所以前一百辆车会看到绿灯，可以开进这条马路，后面的车会看到红灯，不能驶入XX马路，但是如果前一百辆中有五辆车已经离开了XX马路，那么后面就允许有5辆车驶入马路，这个例子里说的车就是线程，驶入马路就表示线程在执行，离开马路就表示线程执行完成，看见红灯就表示线程被阻塞，不能执行。

22.关于抽象类和接口的关系

简言之抽象类是一种功能不全的类，接口只是一个抽象方法声明和静态不能被修改的数据的集合，两者都不能被实例化。
从某种意义上说，接口是一种特殊形式的抽象类，在java语言中抽象类表示的是一种继承关系，一个类只能继承继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。在许多情况下，接口确实可以代替抽象类，如果你不需要刻意表达属性上的继承的话。

23.堆内存和栈内存的区别

寄存器：JVM内部虚拟寄存器，存取速度非常快，程序不可控制。
栈：保存局部变量的值包括：1.保存基本数据类型的值；2.保存引用变量，即堆区对象的引用(指针)。也可以用来保存加载方法时的帧。
堆：用来存放动态产生的数据，比如new出来的对象。注意创建出来的对象只包含属于各自的成员变量，并不包括成员方法。因为同一个类的对象拥有各自的成员变量，存储在各自的堆中，但是他们共享该类的方法，并不是每创建一个对象就把成员方法复制一次。
常量池：JVM为每个已加载的类型维护一个常量池，常量池就是这个类型用到的常量的一个有序集合。包括直接常量(基本类型，String)和对其他类型、方法、字段的符号引用(1)。池中的数据和数组一样通过索引访问。由于常量池包含了一个类型所有的对其他类型、方法、字段的符号引用，所以常量池在Java的动态链接中起了核心作用。常量池存在于堆中。
代码段：用来存放从硬盘上读取的源程序代码。
数据段：用来存放static修饰的静态成员（在java中static的作用就是说明该变量，方法，代码块是属于类的还是属于实例的）。

image.png

24.关于Java文件的内部类的解释？匿名内部类是什么？如何访问在其外面定义的变量？

java中的内部类总结
静态内部类不能访问外部类非静态的成员

25.关于重载和重写的区别

重载是overload，是一个类中同方法名的不同具体实现。然后重写是override，是子类重写父类中的方法。

26.String、StringBuffer与StringBuilder之间区别

1.三者在执行速度方面的比较：StringBuilder > StringBuffer > String

String：字符串常量
StringBuffer：字符串变量
StringBuilder：字符串变量

2.StringBuilder：线程非安全的,StringBuffer：线程安全的
**对于三者使用的总结： **
1.如果要操作少量的数据用 = String
2.单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = StringBuilder
3.多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = StringBuffer

27.运行时异常与一般异常有何异同？常见异常

Java提供了两类主要的异常:runtime exception和checked exception
常见异常：NullPointerException、IndexOutOfBoundsException、ClassNotFoundException，IllegalArgumentException，ClassCastException(数据类型转换异常)

28.error和exception有什么区别?

error 表示恢复不是不可能但很困难的情况下的一种严重问题。比如说内存溢出。不可能指望程序能处理这样的情况。
exception表示一种设计或实现问题。也就是说，它表示如果程序运行正常，从不会发生的情况。

29.Java异常处理机制

image.png

1.捕获异常：try、catch 和 finally
2.抛出异常
2.1. throws抛出异常

methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN

{  }

30.java中有几种方法可以实现一个线程?

Java多线程学习（吐血超详细总结）
40个Java多线程问题总结

1.class Thread1 extends Thread{},然后重写run方法
2.class Thread2 implements Runnable{},然后重写run方法
3.class Thread3 implements Callable<Integer>{},然后new FutureTask(thread3),再用new Thread(future)封装。

class Thread1 extends Thread {

    private String name;

    public Thread1(String name) {

        this.name = name;

    }

    @Override

    public void run() {

        for (int i = 0; i < 5; i++) {

            System.out.println(name + "运行--->>>" + i);

        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        Thread1 mTh11=new Thread1("A");

        Thread1 mTh12=new Thread1("B");

        mTh1.start();

        mTh2.start();

    }

}

class Thread2 implements Runnable {

    private String name;

    private int count = 15;

    public Thread2() {

    }

    public Thread2(String name) {

        this.name = name;

    }

    public void run() {

        for (int i = 0; i < 5; i++) {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "运行  :  " + count--);

        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        Thread2 mTh2 = new Thread2();

        new Thread(mTh2, "C").start();

        new Thread(mTh2, "D").start();

    }

}

class MyCallableThread implements Callable<Integer>{

        public Integer call() throws Exception {

        int i = 0;

        for(;i<100;i++)

        {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);

        }

        return i;

    }

    public static void main(String[] args) {

        MyCallableThread mct = new MyCallableThread();

        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(mct);

        for(int i = 0;i < 100;i++)

        {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);

            if(i==20)

            {

                new Thread(ft,"有返回值的线程").start();

            }

        }

        try

        {

            System.out.println("子线程的返回值："+ft.get());

        } catch (InterruptedException e)

        {

            e.printStackTrace();

        } catch (ExecutionException e)

        {

            e.printStackTrace();

        }

    }

}

如果一个类继承Thread，则不适合资源共享。但是如果实现了Runable接口的话，则很容易的实现资源共享。

31.Java中常用的类，包，接口。

class: 'Date','System','Calender','Math','ArrayList','HashMap'
package: 'java.lang','java.util','java.io','java.sql','java.net'
interface: 'Collection','Map','List','Runnable','Callable'

32.java在处理线程同步时，常用方法有：

1、synchronized关键字。
2、Lock显示加锁。
3、信号量Semaphore。
4、CAS算法
5、concurrent包

33.Spring IOC/AOP？

回答了IOC/DI、AOP的概念。
AOP（Aspect-OrientedProgramming，面向方面编程），可以说是OOP（Object-Oriented Programing，面向对象编程）的补充和完善。
OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构，用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候，OOP则显得无能为力。
也就是说，OOP允许你定义从上到下的关系，但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中，而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。
对于其他类型的代码，如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切（cross-cutting）代码，
在OOP设计中，它导致了大量代码的重复，而不利于各个模块的重用。
依赖注入(Dependency Injection)和控制反转(Inversion of Control)是同一个概念。
当某个角色(可能是一个Java实例，调用者)需要另一个角色(另一个Java实例，被调用者)的协助时，在传统的程序设计过程中，通常由调用者来创建被调用者的实例。
但在Spring里，创建被调用者的工作不再由调用者来完成，因此称为控制反转;创建被调用者实例的工作通常由Spring容器来完成，然后注入调用者，因此也称为依赖注入。
不管是依赖注入，还是控制反转，都说明Spring采用动态、灵活的方式来管理各种对象。对象与对象之间的具体实现互相透明。
在理解依赖注入之前，看如下这个问题在各种社会形态里如何解决:一个人(Java实例，调用者)需要一把斧子(Java实例，被调用者)。

34.对JVM的垃圾回收的认识?

垃圾回收器的作用是查找和回收（清理）无用的对象。以便让JVM更有效的使用内存。

35.进程与线程的区别，及其通信方式

线程与进程的区别及其通信方式
区别
1.一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.
2.进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存
3.线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位

进程间通信

1.管道（Pipe）及有名管道（named pipe）

2.信号（Signal）

3.消息队列（Message）

4.共享内存

5.信号量（semaphore）

6.套接口（Socket）

36.JVM如何GC，新生代，老年代，持久代，都存储哪些东西？

JVM的GC算法有：引用计数器算法，根搜索方法

新生成的对象首先都是放在年轻代的。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。

在年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。

持久代主要存放的是Java类的类信息

37.JVM分为哪些区，每一个区干嘛的？

问：Java运行时数据区域？
回答：包括程序计数器、JVM栈、本地方法栈、方法区、堆
问：方法区里存放什么？
本地方法栈：和jvm栈所发挥的作用类似，区别是jvm栈为jvm执行java方法（字节码）服务，而本地方法栈为jvm使用的native方法服务。
JVM栈：局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口。
方法区：用于存储已被虚拟机加载的类信息，常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等。
堆：存放对象实例。

38.GC用的引用可达性分析算法中，哪些对象可作为GC Roots对象？

虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象；
方法区中类静态属性引用的对象；
方法区中常量引用的对象；
本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象

39.用什么工具调试程序？jmap、jstack,JConsole，用过吗？

虚拟机性能监控与调优实战--博客

40.线程池用过吗？

线程池--并发编程网 - ifeve.com

线程池（Thread Pool）对于限制应用程序中同一时刻运行的线程数很有用。因为每启动一个新线程都会有相应的性能开销，每个线程都需要给栈分配一些内存等等。

我们可以把并发执行的任务传递给一个线程池，来替代为每个并发执行的任务都启动一个新的线程。只要池里有空闲的线程，任务就会分配给一个线程执行。在线程池的内部，任务被插入一个阻塞队列（Blocking Queue ），线程池里的线程会去取这个队列里的任务。当一个新任务插入队列时，一个空闲线程就会成功的从队列中取出任务并且执行它。

41.操作系统如何进行分页调度？--要考LRU

1.最讲置换原则-OPT
2.先进先出原则-FIFO
3.最近最少使用置换算法-LRU
4.时钟置换算法

//扩展一下LinkedHashMap这个类，让他实现LRU算法

class LRULinkedHashMap<K,V> extends LinkedHashMap<K,V>{

    //定义缓存的容量

    private int capacity;

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    //带参数的构造器

    LRULinkedHashMap(int capacity){

        //调用LinkedHashMap的构造器，传入以下参数

        super(16,0.75f,true);

        //传入指定的缓存最大容量

        this.capacity=capacity;

    }

    //实现LRU的关键方法，如果map里面的元素个数大于了缓存最大容量，则删除链表的顶端元素

    @Override

    public boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest){

        System.out.println(eldest.getKey() + "=" + eldest.getValue());

        return size()>capacity;

    }

}

42.讲讲LinkedHashMap

Java8 LinkedHashMap工作原理及实现

LinkedHashMap是通过哈希表和链表实现的，它通过维护一个链表来保证对哈希表迭代时的有序性，而这个有序是指键值对插入的顺序。

LinkedHashMap 的大致实现如下图所示，当然链表和哈希表中相同的键值对都是指向同一个对象，这里把它们分开来画只是为了呈现出比较清晰的结构。

image.png

LinkedHashMap是Hash表和链表的实现，并且依靠着双向链表保证了迭代顺序是插入的顺序。

三个重点实现的函数

在HashMap中提到了下面的定义：

// Callbacks to allow LinkedHashMap post-actions

//1.把当前节点e移至链表的尾部。因为使用的是双向链表，所以在尾部插入可以以O（1）的时间复杂度来完成。并且只有当accessOrder设置为true时，才会执行这个操作。在HashMap的putVal方法中，就调用了这个方法。

void afterNodeAccess(Node<K,V> p) { }

//2.afterNodeInsertion方法是在哈希表中插入了一个新节点时调用的，它会把链表的头节点删除掉，删除的方式是通过调用HashMap的removeNode方法。通过afterNodeInsertion方法和afterNodeAccess方法，是不是就可以简单的实现一个基于最近最少使用（LRU）的淘汰策略了？当然，我们还要重写removeEldestEntry方法，因为它默认返回的是false。

void afterNodeInsertion(boolean evict) { }

//3.这个方法是当HashMap删除一个键值对时调用的，它会把在HashMap中删除的那个键值对一并从链表中删除，保证了哈希表和链表的一致性。

void afterNodeRemoval(Node<K,V> p) { }

LinkedHashMap继承于HashMap，因此也重新实现了这3个函数，顾名思义这三个函数的作用分别是：节点访问后、节点插入后、节点移除后做一些事情。

43.线程同步与阻塞的关系？同步一定阻塞吗？阻塞一定同步吗？,同步和异步有什么区别？

同步与非同步：主要是保证互斥的访问临界资源的情况
阻塞与非阻塞：主要是从 CPU 的消耗上来说的

44.int与Integer的区别，分别什么场合使用

1、Integer是int提供的封装类，而int是Java的基本数据类型

2、Integer默认值是null，而int默认值是0；

3、声明为Integer的变量需要实例化，而声明为int的变量不需要实例化；

4、Integer是对象，用一个引用指向这个对象，而int是基本类型，直接存储数值。

int是基本数据类型，Integer是包装类，类似HashMap这样的结构必须使用包装类，因为包装类继承自Object,都需要实现HashCode，所以可以使用在HashMap这类数据结构中。

45.RPC的详细过程

RPC主要的重点有：
动态代理,主要是invoke反射原理
序列化,使用Thrift的效率高
通信方式,使用Netty的NIO能提高效率
服务发现,使用zookeeper可以实现

1）服务消费方（client）调用以本地调用方式调用服务；
2）client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体；
3）client stub找到服务地址，并将消息发送到服务端；
4）server stub收到消息后进行解码；
5）server stub根据解码结果调用本地的服务；
6）本地服务执行并将结果返回给server stub；
7）server stub将返回结果打包成消息并发送至消费方；
8）client stub接收到消息，并进行解码；
9）服务消费方得到最终结果。

作者：哪吒小子
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