一天十道Java面试题----第二天（HashMap和hashTable的区别--------》sleep、wait、join）

这里是参考B站上的大佬做的面试题笔记。大家也可以去看视频讲解！！！

文章目录

• 11、HashMap和HashTable的区别及底层实现
• 12、ConcurrentHashMap原理简述，jdk7和jdk8的区别
• 13、如何实现一个IOC容器
• 14、什么是字节码，作用是什么
• 15、java类加载器有哪些
• 16、双亲委派模型
• 17、java中的异常体系
• 18、GC如何判断对象可以被回收
• 19、线程的生命周期及状态
• 20、sleep、wait、join、yield的区别

11、HashMap和HashTable的区别及底层实现

区别：

• HashMap方法没有synchronized修饰、线程非安全，HashTable线程安全
• HashMap允许key和value为null，而HashTable不允许

底层实现：数组+链表实现

jdk8开始链表高度到8，数组长度超过64，链表转变为红黑树，元素内部类Node节点存在

• 计算key的hash值，二次hash然后对数组长度取模，对应到数组下标
• 如果没有产生hash冲突（下标位置没有元素），则直接创建Node存入数组
• 如果产生hash冲突，先进性equal比较，相同则取代该元素不同，则判断链表高度插入链表，链表高度达到8，并且数组长度到64则转变为红黑树，长度低于6则将红黑树传回链表
• key为null，存在下标0的位置

数组扩容

12、ConcurrentHashMap原理简述，jdk7和jdk8的区别

jdk7:

• 数据结构：ReentrantLock+Segment+HashEntry,一个Segment中包含一个HashEntry数组，每个HashEntry又是一个链表结构

• 元素查询：二次hash，第一次Hash定位到Segment，第二次hash定位到元素所在的链表的头部

• 锁：Segment分段锁 Segment继承了ReentrantLock，锁定操作的Segment，其他的Segment不受影响，并发度为Segment个数，可以通过构造函数指定，数组扩容不会影响到其他的segment

• get方法无需加锁，volatile保证

jdk8：

• 数据结构：synchronized+CAS+Node+红黑树，Node的val和next都用volatile修饰，保证可见性
• 查找，替换，赋值操作都使用CAS
• 锁：锁链表的head节点，不影响其他元素的读写，锁粒度更细，效率更高，扩容时，阻塞所有的读写操作、并发扩容
• 读操作无锁：Node的val和next使用volatile修饰，读写线程对该变量互相可见。数组用volatile修饰，保证扩容时被读线程感知

13、如何实现一个IOC容器

1、配置文件配置包扫描路径
2、递归包扫描获取.class文件
3、反射、确定需要交给IOC管理的类
4、对需要注入的类进行依赖注入

• 配置文件中指定需要扫描的包路径
• 定义一些注解，分别表示访问控制层、业务服务处、数据持久层、依赖注入注解，获取配置文件注解
• 从配置文件中获取需要扫描的包路径，获取到当前路径下的文件信息及文件夹信息，我们将当前路径下所有以.class结尾的文件添加到一个Set集合中进行存储
• 遍历这个Set集合，获取在类上有指定注解的类，并将其交给IOC容器，定义一个安全的Map用来存储这些对象
• 遍历整个IOC容器，获取到每一个类的实例，判断里面是有有依赖其他的类的实例，然后进行递归注入

14、什么是字节码，作用是什么

java中的编译器和解释器

java中引入了虚拟机的概念，即在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟机的机器。这台虚拟机的机器在任何平台上都提供给编译程序一个共同的接口。
编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转化为特定系统的机器码执行。在java中，这种提供虚拟机理解的代码叫做字节码（即扩展名为.class的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。

每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。java源程序经过编译器编译后变成字节码，字节码由虚拟机解释执行，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后再特定的机器上运行，这也就是解释了java的编译与解释并存的特点。

java源代码----->编译器------->jvm可执行的java字节码（即虚拟机指令）------>jvm------->jvm中的解释器-------->机器可以执行的二进制机器码------>程序运行。

采用字节码的好处：

java语言通过字节码的方式，在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题，同时保留了解释型语言可移植的特定。所以java程序运行时比较高效，而且，由于字节码并不专对一种特定的机器，因此，java程序无需重新编译便可在多种不同的计算机上运行。

15、java类加载器有哪些

JDK自带有三个类加载器：bootstrap ClassLoader、ExtClassLoader、AppClassLoader.

• BootstrapClassLoader 是ExtClassLoader的父类加载器，默认负责加载%JAVA_HOME%下的jar包和class文件。
• ExtClassLoader是AppCLassLoader的父类加载器，负责加载%JAVA_HOME%/lib/ext文件夹下的jar包和class类。
• AppClassLoader是自定义加载器的父类，负责加载classpath下的类文件
• 继承ClassLoader实现自定义类加载器

16、双亲委派模型

双亲委派模型的好处：

• 主要是为了安全性，避免用户自己编写的类动态替换java的核心类，比如String。
• 同时也避免了类的重复加载，因为JVM中区分不同类，不仅仅是根据类名，相同的class文件被不同的ClassLoader加载就是不同的两个类。

17、java中的异常体系

• java中的所有的异常都来自顶级父类Throwable
• Throwable下有两个子类Exception和Error
• Error是程序无法处理的错误，一旦出现这个错误，则程序将被迫停止运行。
• Exception不会导致程序停止，又分为两个部分RunTimeException运行时异常和CheckException检查异常。
• RunTimeException常常发生在程序运行过程中，会导致程序当前线程执行失败。CheckedException常常发生在程序编译过程中，会导致程序编译不通过

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18、GC如何判断对象可以被回收

• 引用计数法：每个对象有一个引用计数属性，新增一个引用计数加1，引用释放时计数减1，计数为0时可以回收。
• 可达性分析法：从GC Root开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的，那么虚拟机就判断是可回收对象。

引用计数法，可能会出现A引用lB，B又引用了A，这时候就算他们都不在使用了，但因为相互引用计数器=1、永远无法完成回收。

GC Toots的对象有哪些：

• 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
• 本地方法栈中国JNI（即一般说的Native方法）引用的对象。

可达性算法中的不可达对象并不是并不是立即死亡的，对象拥有一次自我拯救的机会。对象被系统宣告死亡至少要经历两次标记过程：第一次是经过可达性分析发现没有GC Roots相连接的引用链，第二次是在由虚拟机自动建立的Finalizer队列中判断是否需要执行finalize()方法。

当对象变成（GC ROOts）不可达时，GC会判断该对象是否覆盖了finalize()方法，若未覆盖，则直接将其回收。否则，若对象未执行过finalize()方法，将其放入F-Queue队列，由一低优先级线程执行该队列中对象的finalize()方法。执行finalize()方法完毕后，GC会再次判断该对象是否可达，若不可达，则进行回收，否则，对象“复活"

每个对象只能触发一次finalize()方法

由于finalize()方法运行代价高昂，不确定性大，无法保证各个对象的调用顺序，不推荐大家使用，建议遗忘它

19、线程的生命周期及状态

1、线程通常有五种状态，创建、就绪、运行、阻塞和死亡状态。

2、阻塞的情况又分为三种：

• 等待阻塞：运行的线程执行wait()方法，该线程会释放占用的所有资源，JVM会把该线程放入”等待池中“。进入这个状态后，是不能自动唤醒的，必须依靠其他线程调用notify或notifyAll方法才能被唤醒，wait是object类的方法

• 同步阻塞：运行的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入”锁池“中

• 其他阻塞：运行的线程执行sleep或join方法，或者发出来I/O请求时，JVM会把该线程设置为阻塞状态。当sleep状态超时、join等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。sleep是Thread类的方法

1、新建状态（new）：新建了一个线程对象

2、就绪状态（Runnable)：线程对象创建后、其他线程调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于
可运行线程池中，变得可运行，等待获取cpu的使用权。

3、运行状态（Runnbaleing）：就绪状态的线程获取了CPU,执行程序代码。

4、阻塞状态（Blocked）：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU的使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。

5、死亡状态（Dead）：线程执行完了或者因异常推出了run方法，该线程结束生命周期

20、sleep、wait、join、yield的区别

1、锁池

所有需要竞争同步锁的线程都会放在锁池中，比如当前对象的锁已经被其中一个线程得到，则其他线程需要在这个锁池进行等待，当前面的线程释放同步锁后锁池中的线程区竞争同步锁，当某个线程得到后会进入就绪队列进行等待CPU资源分配。

2、等待池

当我们调用wait()方法后，线程会放到等待池当中，等待池的线程是不会去竞争同步锁的。只有调用了notify()或notifyAll()后等待池的线程才会去竞争锁，notify()是随机从等待池选出一个线程放到锁池，而notifyAll(）是将等待池中的所有线程放到锁池中。

1、sleep是Thread类的静态本地方法，wait是object类的本地方法

2、sleep方法不会释放lock，但是wait会释放，而且会加入到等待队列中。

sleep就是把cpu的执行资格和执行权释放出去，不再运行此线程，当定时时间结束再取回cpu资源，参与cpu调度，获取到cpu资源后就可以继续运行了。而如果sleep时该线程有锁，那么sleep不会释放这个锁，而是把锁带着进入了冻结状态，也就是说其他需要这个锁的线程根本不可能获取到这个锁。也就是说无法执行程序。如果在睡眠期间其他线程调用了这个线程的interrupt方法，那么这个线程也就会抛出interruptexception异常返回，这点和wait是一样的

3、sleep方法不依赖于同步器synchronized，但是wait需要依赖synchronized关键字

4、sleep不需要被唤醒（休眠之后推出阻塞），但是wait需要（不指定时间需要被别人中断）。

5、sleep一般用于当前线程休眠，或者轮循暂停操作，wait则多用于多线程之间的通信

6、sleep会让出CPU执行时间且强制上下文切换，而wait则不一定，wait后可能还是有机会重新竞争到锁继续执行的。

yield（）执行后线程直接进入就绪状态，马上释放了cpu的执行权，但是依然保留了cpu的执行资格，所以有可能cpu下次进行线程调度还会让这个线程获取到执行权继续执行。

join（）执行后线程进入阻塞状态，例如在线程B中调用线程A的join（），那么线程B会进入到阻塞队列，直到线程A结束或中断线程