1.你用過哪些集合類?
大公司最喜歡問的Java集合類面試題
40個Java集合面試問題和答案
java.util.Collections 是一個包裝類。它包含有各種有關集合操作的靜態多態方法。
java.util.Collection 是一個集合接口。它提供了對集合對象進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類提供對元素的隨機訪問。
線程安全
Vector
HashTable(不允許插空值)
非線程安全
ArrayList
LinkedList
HashMap(允許插入空值)
HashSet
TreeSet
TreeMap(基于紅黑樹的Map實現)
2.你說說 arraylist 和 linkedlist 的區別?
ArrayList和LinkedList兩者都實現了List接口,但是它們之間有些不同。
(1)ArrayList是由Array所支持的基于一個索引的數據結構,所以它提供對元素的隨機訪問
(2)與ArrayList相比,在LinkedList中插入、添加和刪除一個元素會更快
(3)LinkedList比ArrayList消耗更多的內存,因為LinkedList中的每個節點存儲了前后節點的引用
3.HashMap 底層是怎么實現的?還有什么處理哈希沖突的方法?
處理哈希沖突的方法:
解決HashMap一般沒有什么特別好的方式,要不擴容重新hash要不優化沖突的鏈表結構
1.開放定地址法-線性探測法
2.開放定地址法-平方探查法
3.鏈表解決-可以用紅黑樹提高查找效率
HashMap簡介
HashMap 是一個散列表,它存儲的內容是鍵值對(key-value)映射。
HashMap 繼承于AbstractMap,實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
HashMap 的實現不是同步的,這意味著它不是線程安全的,但可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有線程安全的能力。它的key、value都可以為null。此外,HashMap中的映射不是有序的。
HashMap 的實例有兩個參數影響其性能:“初始容量” 和 “加載因子”。初始容量默認是16。默認加載因子是 0.75, 這是在時間和空間成本上尋求一種折衷。加載因子過高雖然減少了空間開銷,但同時也增加了查詢成本.
HashMap是數組+鏈表+紅黑樹(JDK1.8增加了紅黑樹部分)實現的,當鏈表長度太長(默認超過8)時,鏈表就轉換為紅黑樹.
Java8系列之重新認識HashMap
功能實現-方法
- 確定哈希桶數組索引位置 :這里的Hash算法本質上就是三步:取key的hashCode值、高位運算、取模運算。
方法一:
static final int hash(Object key) { //jdk1.8 & jdk1.7
int h;
// h = key.hashCode() 為第一步 取hashCode值
// h ^ (h >>> 16) 為第二步 高位參與運算
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
方法二:
static int indexFor(int h, int length) { //jdk1.7的源碼,jdk1.8沒有這個方法,但是實現原理一樣的
return h & (length-1); //第三步 取模運算
}
分析HashMap的put方法
image.png
- 擴容機制:原來的兩倍
3.1 怎樣設計實現一個高效的線程安全的hashmap 。
方法一:通過Collections.synchronizedMap()返回一個新的Map,這個新的map就是線程安全的。 這個要求大家習慣基于接口編程,因為返回的并不是HashMap,而是一個Map的實現。
方法二:重新改寫了HashMap,具體的可以查看java.util.concurrent.ConcurrentHashMap. 這個方法比方法一有了很大的改進。(鎖分離)
方法一使用的是的synchronized方法,是一種悲觀鎖.在進入之前需要獲得鎖,確保獨享當前對象,然后做相應的修改/讀取.
方法二使用的是樂觀鎖(比如通過加個版本號信息,確保修改時版本號對應才修改),只有在需要修改對象時,比較和之前的值是否被人修改了,如果被其他線程修改了,那么就會返回失敗.鎖的實現,使用的是 NonfairSync. 這個特性要確保修改的原子性,互斥性,無法在JDK這個級別得到解決,JDK在此次需要調用JNI方法,而JNI則調用CAS指令來確保原子性與互斥性.
4.熟悉什么算法,還有說說他們的時間復雜度?
5.ArrayList和Vector的底層代碼和他們的增長策略,它們是如何進行擴容的?
ArrayList 默認數組大小是10,其中ensureCapacity擴容,trimToSize容量調整到適中,擴展后數組大小為((原數組長度*1.5)與傳遞參數中較大者.
Vector的擴容,是可以指定擴容因子,同時Vector擴容策略是:1.原來容量的2倍,2.原來容量+擴容參數值。
詳細內容可以配合閱讀源碼
6.jvm 原理。程序運行區域劃分
問:Java運行時數據區域?
回答:包括程序計數器、JVM棧、本地方法棧、方法區、堆
問:方法區里存放什么?
本地方法棧:和jvm棧所發揮的作用類似,區別是jvm棧為jvm執行java方法(字節碼)服務,而本地方法棧為jvm使用的native方法服務。
JVM棧:局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口。
方法區:用于存儲已被虛擬機加載的類信息,常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等。
堆:存放對象實例。
7.minor GC 與 Full GC,分別什么時候會觸發? 。分別采用哪種垃圾回收算法?簡單介紹算法
GC(或Minor GC):收集 生命周期短的區域(Young area)。
Full GC (或Major GC):收集生命周期短的區域(Young area)和生命周期比較長的區域(Old area)對整個堆進行垃圾收集。
新生代
通常存活時間較短基于Copying算法進行回收,將可用內存分為大小相等的兩塊,每次只使用其中一塊;當這一塊用完了,就將還活著的對象復制到另一塊上,然后把已使用過的內存清理掉。在HotSpot里,考慮到大部分對象存活時間很短將內存分為Eden和兩塊Survivor,默認比例為8:1:1。代價是存在部分內存空間浪費,適合在新生代使用;
老年代
與新生代
不同,老年代對象存活的時間比較長、比較穩定,因此采用標記(Mark)算法來進行回收,所謂標記就是掃描出存活的對象,然后再進行回收未被標記的對象,回收后對用空出的空間要么進行合并、要么標記出來便于下次進行分配,總之目的就是要減少內存碎片帶來的效率損耗。
在執行機制上JVM提供了串行GC(Serial MSC)、并行GC(Parallel MSC)和并發GC(CMS)。
Minor GC ,Full GC 觸發條件
Minor GC觸發條件:當Eden區滿時,觸發Minor GC。
Full GC觸發條件:
(1)調用System.gc時,系統建議執行Full GC,但是不必然執行
(2)老年代空間不足
(3)方法去空間不足
(4)通過Minor GC后進入老年代的平均大小大于老年代的可用內存
(5)由Eden區、From Space區向To Space區復制時,對象大小大于To Space可用內存,則把該對象轉存到老年代,且老年代的可用內存小于該對象大小
8.HashMap 實現原理
在java編程語言中,最基本的結構就是兩種,一個是數組,另外一個是模擬指針(引用),所有的數據結構都可以用這兩個基本結構來構造的,HashMap也不例外。HashMap實際上是一個“鏈表散列”的數據結構,即數組和鏈表的結合體。
9.java.util.concurrent 包下使用過哪些
1.阻塞隊列 BlockingQueue(
ArrayBlockingQueue
,DelayQueue
,LinkedBlockingQueue
,SynchronousQueue
,LinkedTransferQueue
,LinkedBlockingDeque
)
2.ConcurrentHashMap
3.Semaphore
--信號量
4.CountDownLatch
--閉鎖
5.CyclicBarrier
--柵欄
6.Exchanger
--交換機
7.Executor
->ThreadPoolExecutor
,ScheduledThreadPoolExecutor
Semaphore semaphore = new Semaphore(1);
//critical section
semaphore.acquire();
...
semaphore.release();
8.鎖 Lock--
ReentrantLock
,ReadWriteLock
,Condition
,LockSupport
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
//critical section
lock.unlock();
10.concurrentMap 和 HashMap 區別
1.hashMap可以有null的鍵,concurrentMap不可以有
2.hashMap是線程不安全的,在多線程的時候需要Collections.synchronizedMap(hashMap),ConcurrentMap使用了重入鎖保證線程安全。
3.在刪除元素時候,兩者的算法不一樣。
ConcurrentHashMap
和Hashtable
主要區別就是圍繞著鎖的粒度以及如何鎖,可以簡單理解成把一個大的HashTable分解成多個,形成了鎖分離。
11.信號量是什么,怎么使用?volatile關鍵字是什么?
信號量-semaphore
:荷蘭著名的計算機科學家Dijkstra 于1965年提出的一個同步機制。是在多線程環境下使用的一種設施, 它負責協調各個線程, 以保證它們能夠正確、合理的使用公共資源。
整形信號量:表示共享資源狀態,且只能由特殊的原子操作改變整型量。
同步與互斥
:同類進程為互斥關系(打印機問題),不同進程為同步關系(消費者生產者)。
使用volatile關鍵字是解決同步問題的一種有效手段。 java volatile關鍵字預示著這個變量始終是“存儲進入了主存”。更精確的表述就是每一次讀一個volatile變量,都會從主存讀取,而不是CPU的緩存。同樣的道理,每次寫一個volatile變量,都是寫回主存,而不僅僅是CPU的緩存。
Java 保證volatile關鍵字保證變量的改變對各個線程是可見的。
12.阻塞隊列了解嗎?怎么使用
阻塞隊列 (BlockingQueue)是Java util.concurrent包下重要的數據結構,BlockingQueue提供了線程安全的隊列訪問方式:當阻塞隊列進行插入數據時,如果隊列已滿,線程將會阻塞等待直到隊列非滿;從阻塞隊列取數據時,如果隊列已空,線程將會阻塞等待直到隊列非空。并發包下很多高級同步類的實現都是基于BlockingQueue實現的。
以ArrayBlockingQueue為例,我們先來看看代碼:
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();
}
}
從put
方法的實現可以看出,它先獲取了鎖,并且獲取的是可中斷鎖,然后判斷當前元素個數是否等于數組的長度,如果相等,則調用notFull.await()
進行等待,當被其他線程喚醒時,通過enqueue(e)
方法插入元素,最后解鎖。
/**
* 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,通過notEmpty喚醒正在等待取元素的線程。
13.Java中的NIO,BIO,AIO分別是什么?
IO的方式通常分為幾種,同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、異步非阻塞的AIO
1.BIO,同步阻塞式IO,簡單理解:一個連接一個線程.BIO方式適用于連接數目比較小且固定的架構,這種方式對服務器資源要求比較高,并發局限于應用中,JDK1.4以前的唯一選擇,但程序直觀簡單易理解。
在JDK1.4之前,用Java編寫網絡請求,都是建立一個ServerSocket,然后,客戶端建立Socket時就會詢問是否有線程可以處理,如果沒有,要么等待,要么被拒絕。即:一個連接,要求Server對應一個處理線程。
2.NIO,同步非阻塞IO,簡單理解:一個請求一個線程.NIO方式適用于連接數目多且連接比較短(輕操作)的架構,比如聊天服務器,并發局限于應用中,編程比較復雜,JDK1.4開始支持。
NIO本身是基于事件驅動思想來完成的,其主要想解決的是BIO的大并發問題: 在使用同步I/O的網絡應用中,如果要同時處理多個客戶端請求,或是在客戶端要同時和多個服務器進行通訊,就必須使用多線程來處理。也就是說,將每一個客戶端請求分配給一個線程來單獨處理。這樣做雖然可以達到我們的要求,但同時又會帶來另外一個問題。由于每創建一個線程,就要為這個線程分配一定的內存空間(也叫工作存儲器),而且操作系統本身也對線程的總數有一定的限制。如果客戶端的請求過多,服務端程序可能會因為不堪重負而拒絕客戶端的請求,甚至服務器可能會因此而癱瘓。
3.AIO,異步非阻塞IO,簡單理解:一個有效請求一個線程.AIO方式使用于連接數目多且連接比較長(重操作)的架構,比如相冊服務器,充分調用OS參與并發操作,編程比較復雜,JDK7開始支持。
14.類加載機制是怎樣的
JVM中類的裝載是由ClassLoader和它的子類來實現的,Java ClassLoader是一個重要的Java運行時系統組件。它負責在運行時查找和裝入類文件的類。
類加載的五個過程:加載、驗證、準備、解析、初始化。
從類被加載到虛擬機內存中開始,到卸御出內存為止,它的整個生命周期分為7個階段,加載(Loading)、驗證(Verification)、準備(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)、卸御(Unloading)。其中驗證、準備、解析三個部分統稱為連接。
15.什么是冪等性
所謂冪等,簡單地說,就是對接口的多次調用所產生的結果和調用一次是一致的。
那么我們為什么需要接口具有冪等性呢?設想一下以下情形:
- 在App中下訂單的時候,點擊確認之后,沒反應,就又點擊了幾次。在這種情況下,如果無法保證該接口的冪等性,那么將會出現重復下單問題。
- 在接收消息的時候,消息推送重復。如果處理消息的接口無法保證冪等,那么重復消費消息產生的影響可能會非常大。
16.有哪些 JVM 調優經驗
Jvm參數總結:http://linfengying.com/?p=2470
參數 | 作用 | |
---|---|---|
-Xmx | 堆大小的最大值。當前主流虛擬機的堆都是可擴展的 | |
-Xms | 堆大小的最小值。可以設置成和 -Xmx 一樣的值 | |
-Xmn | 新生代的大小。現代虛擬機都是“分代”的,因此堆空間由新生代和老年代組成。新生代增大,相應地老年代就減小。Sun官方推薦新生代占整個堆的3/8 | |
-Xss | 每個線程的堆棧大小。該值影響一臺機器能夠創建的線程數上限 | |
-XX:MaxPermSize= | 永久代的最大值。永久代是 HotSpot 特有的,HotSpot 用永久代來實現方法區 | |
-XX:PermSize= | 永久代的最小值。可以設置成和 -XX:MaxPermSize 一樣的值 | |
-XX:SurvivorRatio= | Eden 和 Survivor 的比值。基于“復制”的垃圾收集器又會把新生代分為一個 Eden 和兩個 Survivor,如果該參數為8,就表示 Eden | 占新生代的80%,而兩個 Survivor 各占10%。默認值為8 |
-XX:PretenureSizeThreshold= | 直接晉升到老年代的對象大小。大于這個參數的對象將直接在老年代分配。默認值為0,表示不啟用 | |
-XX:HandlePromotionFailure= | 是否允許分配擔保失敗。在 JDK 6 Update 24 后該參數已經失效。 | |
-XX:MaxTenuringThreshold= | 對象晉升到老年代的年齡。對象每經過一次 Minor GC 后年齡就加1,超過這個值時就進入老年代。默認值為15 | |
-XX:MaxDirectMemorySize= | 直接內存的最大值。對于頻繁使用 nio 的應用,應該顯式設置該參數,默認值為0 |
內存參數
參數 | 作用 | |
---|---|---|
-Xmx | 堆大小的最大值。當前主流虛擬機的堆都是可擴展的 | |
-Xms | 堆大小的最小值。可以設置成和 -Xmx 一樣的值 | |
-Xmn | 新生代的大小。現代虛擬機都是“分代”的,因此堆空間由新生代和老年代組成。新生代增大,相應地老年代就減小。Sun官方推薦新生代占整個堆的3/8 | |
-Xss | 每個線程的堆棧大小。該值影響一臺機器能夠創建的線程數上限 | |
-XX:MaxPermSize= | 永久代的最大值。永久代是 HotSpot 特有的,HotSpot 用永久代來實現方法區 | |
-XX:PermSize= | 永久代的最小值。可以設置成和 -XX:MaxPermSize 一樣的值 | |
-XX:SurvivorRatio= | Eden 和 Survivor 的比值。基于“復制”的垃圾收集器又會把新生代分為一個 Eden 和兩個 Survivor,如果該參數為8,就表示 Eden | 占新生代的80%,而兩個 Survivor 各占10%。默認值為8 |
-XX:PretenureSizeThreshold= | 直接晉升到老年代的對象大小。大于這個參數的對象將直接在老年代分配。默認值為0,表示不啟用 | |
-XX:HandlePromotionFailure= | 是否允許分配擔保失敗。在 JDK 6 Update 24 后該參數已經失效。 | |
-XX:MaxTenuringThreshold= | 對象晉升到老年代的年齡。對象每經過一次 Minor GC 后年齡就加1,超過這個值時就進入老年代。默認值為15 | |
-XX:MaxDirectMemorySize= | 直接內存的最大值。對于頻繁使用 nio 的應用,應該顯式設置該參數,默認值為0 |
垃圾收集器 | 參數 | 備注 |
---|---|---|
Serial(新生代) | -XX:+UseSerialGC | 虛擬機在 Client 模式下的默認值,打開此開關后,使用 Serial + Serial Old 的收集器組合。Serial 是一個單線程的收集器 |
ParNew(新生代) | -XX:+UseParNewGC | 強制使用 ParNew,打開此開關后,使用 ParNew + Serial Old 的收集器組合。ParNew 是一個多線程的收集器,也是 server 模式下首選的新生代收集器 |
-XX:ParallelGCThreads= | 垃圾收集的線程數 | |
Parallel Scavenge(新生代) | -XX:+UseParallelGC | 虛擬機在 Server 模式下的默認值,打開此開關后,使用 Parallel Scavenge + Serial Old 的收集器組合 |
-XX:MaxGCPauseMillis= | 單位毫秒,收集器盡可能保證單次內存回收停頓的時間不超過這個值。 | |
-XX:GCTimeRatio= | 總的用于 gc 的時間占應用程序的百分比,該參數用于控制程序的吞吐量 | |
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy | 設置了這個參數后,就不再需要指定新生代的大小(-Xmn)、 Eden 和 Survisor 的比例(-XX:SurvivorRatio)以及晉升老年代對象的年齡(-XX:PretenureSizeThreshold)了,因為該收集器會根據當前系統的運行情況自動調整。當然前提是先設置好前兩個參數。 | |
Serial Old(老年代) | 無 | Serial Old 是 Serial 的老年代版本,主要用于 Client 模式下的老生代收集,同時也是 CMS 在發生 Concurrent Mode Failure 時的后備方案 |
Parallel Old(老年代) | -XX:+UseParallelOldGC | 打開此開關后,使用 Parallel Scavenge + Parallel Old 的收集器組合。Parallel Old 是 Parallel Scavenge 的老年代版本,在注重吞吐量和 CPU 資源敏感的場合,可以優先考慮這個組合 |
CMS(老年代) | -XX:+UseConcMarkSweepGC | 打開此開關后,使用 ParNew + CMS 的收集器組合。 |
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction= | CMS 收集器在老年代空間被使用多少后觸發垃圾收集 | |
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection | 在完成垃圾收集后是否要進行一次內存碎片整理 | |
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction= | 在進行若干次垃圾收集后才進行一次內存碎片整理 |
GC參數
垃圾收集器 | 參數 | 備注 |
---|---|---|
Serial(新生代) | -XX:+UseSerialGC | 虛擬機在 Client 模式下的默認值,打開此開關后,使用 Serial + Serial Old 的收集器組合。Serial 是一個單線程的收集器 |
ParNew(新生代) | -XX:+UseParNewGC | 強制使用 ParNew,打開此開關后,使用 ParNew + Serial Old 的收集器組合。ParNew 是一個多線程的收集器,也是 server 模式下首選的新生代收集器 |
-XX:ParallelGCThreads= | 垃圾收集的線程數 | |
Parallel Scavenge(新生代) | -XX:+UseParallelGC | 虛擬機在 Server 模式下的默認值,打開此開關后,使用 Parallel Scavenge + Serial Old 的收集器組合 |
-XX:MaxGCPauseMillis= | 單位毫秒,收集器盡可能保證單次內存回收停頓的時間不超過這個值。 | |
-XX:GCTimeRatio= | 總的用于 gc 的時間占應用程序的百分比,該參數用于控制程序的吞吐量 | |
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy | 設置了這個參數后,就不再需要指定新生代的大小(-Xmn)、 Eden 和 Survisor 的比例(-XX:SurvivorRatio)以及晉升老年代對象的年齡(-XX:PretenureSizeThreshold)了,因為該收集器會根據當前系統的運行情況自動調整。當然前提是先設置好前兩個參數。 | |
Serial Old(老年代) | 無 | Serial Old 是 Serial 的老年代版本,主要用于 Client 模式下的老生代收集,同時也是 CMS 在發生 Concurrent Mode Failure 時的后備方案 |
Parallel Old(老年代) | -XX:+UseParallelOldGC | 打開此開關后,使用 Parallel Scavenge + Parallel Old 的收集器組合。Parallel Old 是 Parallel Scavenge 的老年代版本,在注重吞吐量和 CPU 資源敏感的場合,可以優先考慮這個組合 |
CMS(老年代) | -XX:+UseConcMarkSweepGC | 打開此開關后,使用 ParNew + CMS 的收集器組合。 |
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction= | CMS 收集器在老年代空間被使用多少后觸發垃圾收集 | |
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection | 在完成垃圾收集后是否要進行一次內存碎片整理 | |
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction= | 在進行若干次垃圾收集后才進行一次內存碎片整理 |
附圖:可以配合使用的收集器組合
上面有7中收集器,分為兩塊,上面為新生代收集器,下面是老年代收集器。如果兩個收集器之間存在連線,就說明它們可以搭配使用。
參數 | 作用 |
---|---|
-verbose:class | 打印類加載過程 |
-XX:+PrintGCDetails | 發生垃圾收集時打印 gc 日志,該參數會自動帶上 -verbose:gc 和 -XX:+PrintGC |
-XX:+PrintGCDateStamps / -XX:+PrintGCTimeStamps | 打印 gc 的觸發事件,可以和 -XX:+PrintGC 和 -XX:+PrintGCDetails 混用 |
-Xloggc:<path> | gc 日志路徑 |
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError | 出現 OOM 時 dump 出內存快照用于事后分析 |
-XX:HeapDumpPath= | 堆轉儲快照的文件路徑 |
其他參數
參數 | 作用 |
---|---|
-verbose:class | 打印類加載過程 |
-XX:+PrintGCDetails | 發生垃圾收集時打印 gc 日志,該參數會自動帶上 -verbose:gc 和 -XX:+PrintGC |
-XX:+PrintGCDateStamps / -XX:+PrintGCTimeStamps | 打印 gc 的觸發事件,可以和 -XX:+PrintGC 和 -XX:+PrintGCDetails 混用 |
-Xloggc:<path> | gc 日志路徑 |
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError | 出現 OOM 時 dump 出內存快照用于事后分析 |
-XX:HeapDumpPath= | 堆轉儲快照的文件路徑 |
17.分布式 CAP 了解嗎?
一致性(Consistency)
可用性(Availability)
分區容忍性(Partition tolerance)
18.Java中HashMap的key值要是為類對象則該類需要滿足什么條件?
需要同時重寫該類的hashCode()方法和它的equals()方法。
當程序試圖將一個 key-value 對放入 HashMap 中時,程序首先根據該 key 的 hashCode() 返回值決定該 Entry 的存儲位置:如果兩個 Entry 的 key 的 hashCode() 返回值相同,那它們的存儲位置相同。如果這兩個 Entry 的 key 通過 equals 比較返回 true,新添加 Entry 的 value 將覆蓋集合中原有 Entry 的 value,但 key 不會覆蓋。如果這兩個 Entry 的 key 通過 equals 比較返回 false,新添加的 Entry 將與集合中原有 Entry 形成 Entry 鏈,而且新添加的 Entry 位于 Entry 鏈的頭部——具體說明繼續看 addEntry() 方法的說明。
19.java 垃圾回收會出現不可回收的對象嗎?怎么解決內存泄露問題?怎么定位問題源?
一般不會有不可回收的對象,因為現在的GC會回收不可達內存。
20.終止線程有幾種方式?終止線程標記變量為什么是 valotile 類型?
1.線程正常執行完畢,正常結束
2.監視某些條件,結束線程的不間斷運行
3.使用interrupt方法終止線程
在定義exit時,使用了一個Java關鍵字volatile,這個關鍵字的目的是使exit同步,也就是說在同一時刻只能由一個線程來修改exit的值
21.用過哪些并發的數據結構? cyclicBarrier 什么功能?信號量作用?數據庫讀寫阻塞怎么解決
- 主要有鎖機制,然后基于CAS的concurrent包。
- CyclicBarrier的字面意思是可循環使用(Cyclic)的屏障(Barrier)。它要做的事情是,讓一組線程到達一個屏障(也可以叫同步點)時被阻塞,直到最后一個線程到達屏障時,屏障才會開門,所有被屏障攔截的線程才會繼續干活。CyclicBarrier默認的構造方法是CyclicBarrier(int parties),其參數表示屏障攔截的線程數量,每個線程調用await方法告訴CyclicBarrier我已經到達了屏障,然后當前線程被阻塞。
CountDownLatch的計數器只能使用一次。而CyclicBarrier的計數器可以使用reset() 方法重置。 - Semaphore(信號量)是用來控制同時訪問特定資源的線程數量,它通過協調各個線程,以保證合理的使用公共資源。很多年以來,我都覺得從字面上很難理解Semaphore所表達的含義,只能把它比作是控制流量的紅綠燈,比如XX馬路要限制流量,只允許同時有一百輛車在這條路上行使,其他的都必須在路口等待,所以前一百輛車會看到綠燈,可以開進這條馬路,后面的車會看到紅燈,不能駛入XX馬路,但是如果前一百輛中有五輛車已經離開了XX馬路,那么后面就允許有5輛車駛入馬路,這個例子里說的車就是線程,駛入馬路就表示線程在執行,離開馬路就表示線程執行完成,看見紅燈就表示線程被阻塞,不能執行。
22.關于抽象類和接口的關系
簡言之抽象類是一種功能不全的類,接口只是一個抽象方法聲明和靜態不能被修改的數據的集合,兩者都不能被實例化。
從某種意義上說,接口是一種特殊形式的抽象類,在java語言中抽象類表示的是一種繼承關系,一個類只能繼承繼承一個抽象類,而一個類卻可以實現多個接口。在許多情況下,接口確實可以代替抽象類,如果你不需要刻意表達屬性上的繼承的話。
23.堆內存和棧內存的區別
寄存器:JVM內部虛擬寄存器,存取速度非常快,程序不可控制。
棧:保存局部變量的值包括:1.保存基本數據類型的值;2.保存引用變量,即堆區對象的引用(指針)。也可以用來保存加載方法時的幀。
堆:用來存放動態產生的數據,比如new出來的對象。注意創建出來的對象只包含屬于各自的成員變量,并不包括成員方法。因為同一個類的對象擁有各自的成員變量,存儲在各自的堆中,但是他們共享該類的方法,并不是每創建一個對象就把成員方法復制一次。
常量池:JVM為每個已加載的類型維護一個常量池,常量池就是這個類型用到的常量的一個有序集合。包括直接常量(基本類型,String)和對其他類型、方法、字段的符號引用(1)。池中的數據和數組一樣通過索引訪問。由于常量池包含了一個類型所有的對其他類型、方法、字段的符號引用,所以常量池在Java的動態鏈接中起了核心作用。常量池存在于堆中。
代碼段:用來存放從硬盤上讀取的源程序代碼。
數據段:用來存放static修飾的靜態成員(在java中static的作用就是說明該變量,方法,代碼塊是屬于類的還是屬于實例的)。
24.關于Java文件的內部類的解釋?匿名內部類是什么?如何訪問在其外面定義的變量?
java中的內部類總結
靜態內部類不能訪問外部類非靜態的成員
25.關于重載和重寫的區別
重載是overload,是一個類中同方法名的不同具體實現。然后重寫是override,是子類重寫父類中的方法。
26.String、StringBuffer與StringBuilder之間區別
1.三者在執行速度方面的比較:StringBuilder > StringBuffer > String
String:字符串常量
StringBuffer:字符串變量
StringBuilder:字符串變量
2.StringBuilder:線程非安全的,StringBuffer:線程安全的
**對于三者使用的總結: **
1.如果要操作少量的數據用 = String
2.單線程操作字符串緩沖區 下操作大量數據 = StringBuilder
3.多線程操作字符串緩沖區 下操作大量數據 = StringBuffer
27.運行時異常與一般異常有何異同?常見異常
Java提供了兩類主要的異常:runtime exception和checked exception
常見異常:NullPointerException、IndexOutOfBoundsException、ClassNotFoundException,IllegalArgumentException,ClassCastException(數據類型轉換異常)
28.error和exception有什么區別?
error 表示恢復不是不可能但很困難的情況下的一種嚴重問題。比如說內存溢出。不可能指望程序能處理這樣的情況。
exception表示一種設計或實現問題。也就是說,它表示如果程序運行正常,從不會發生的情況。
29.Java異常處理機制
1.捕獲異常:try、catch 和 finally
2.拋出異常
2.1. throws拋出異常
methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN
{ }
30.java中有幾種方法可以實現一個線程?
1.class Thread1 extends Thread{},然后重寫run方法
2.class Thread2 implements Runnable{},然后重寫run方法
3.class Thread3 implements Callable<Integer>{},然后new FutureTask(thread3),再用new Thread(future)封裝。
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 + "運行--->>>" + 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() + "運行 : " + 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()+" 的循環變量i的值"+i);
if(i==20)
{
new Thread(ft,"有返回值的線程").start();
}
}
try
{
System.out.println("子線程的返回值:"+ft.get());
} catch (InterruptedException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
如果一個類繼承Thread,則不適合資源共享。但是如果實現了Runable接口的話,則很容易的實現資源共享。
31.Java中常用的類,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在處理線程同步時,常用方法有:
1、synchronized關鍵字。
2、Lock顯示加鎖。
3、信號量Semaphore。
4、CAS算法
5、concurrent包
33.Spring IOC/AOP?
回答了IOC/DI、AOP的概念。
AOP(Aspect-OrientedProgramming,面向方面編程),可以說是OOP(Object-Oriented Programing,面向對象編程)的補充和完善。
OOP引入封裝、繼承和多態性等概念來建立一種對象層次結構,用以模擬公共行為的一個集合。當我們需要為分散的對象引入公共行為的時候,OOP則顯得無能為力。
也就是說,OOP允許你定義從上到下的關系,但并不適合定義從左到右的關系。例如日志功能。日志代碼往往水平地散布在所有對象層次中,而與它所散布到的對象的核心功能毫無關系。
對于其他類型的代碼,如安全性、異常處理和透明的持續性也是如此。這種散布在各處的無關的代碼被稱為橫切(cross-cutting)代碼,
在OOP設計中,它導致了大量代碼的重復,而不利于各個模塊的重用。
依賴注入(Dependency Injection)和控制反轉(Inversion of Control)是同一個概念。
當某個角色(可能是一個Java實例,調用者)需要另一個角色(另一個Java實例,被調用者)的協助時,在傳統的程序設計過程中,通常由調用者來創建被調用者的實例。
但在Spring里,創建被調用者的工作不再由調用者來完成,因此稱為控制反轉;創建被調用者 實例的工作通常由Spring容器來完成,然后注入調用者,因此也稱為依賴注入。
不管是依賴注入,還是控制反轉,都說明Spring采用動態、靈活的方式來管理各種對象。對象與對象之間的具體實現互相透明。
在理解依賴注入之前,看如下這個問題在各種社會形態里如何解決:一個人(Java實例,調用者)需要一把斧子(Java實例,被調用者)。
34.對JVM的垃圾回收的認識?
垃圾回收器的作用是查找和回收(清理)無用的對象。以便讓JVM更有效的使用內存。
35.進程與線程的區別,及其通信方式
線程與進程的區別及其通信方式
區別
1.一個程序至少有一個進程,一個進程至少有一個線程.
2.進程在執行過程中擁有獨立的內存單元,而多個線程共享內存
3.線程是進程的一個實體,是CPU調度和分派的基本單位
- 進程間通信
1.管道(Pipe)及有名管道(named pipe)
2.信號(Signal)
3.消息隊列(Message)
4.共享內存
5.信號量(semaphore)
6.套接口(Socket)
36.JVM如何GC,新生代,老年代,持久代,都存儲哪些東西?
JVM的GC算法有:引用計數器算法
,根搜索方法
新生成的對象首先都是放在年輕代的。年輕代的目標就是盡可能快速的收集掉那些生命周期短的對象。
在年輕代中經歷了N次垃圾回收后仍然存活的對象,就會被放到年老代中。因此,可以認為年老代中存放的都是一些生命周期較長的對象。
持久代主要存放的是Java類的類信息
37.JVM分為哪些區,每一個區干嘛的?
問:Java運行時數據區域?
回答:包括程序計數器、JVM棧、本地方法棧、方法區、堆
問:方法區里存放什么?
本地方法棧:和jvm棧所發揮的作用類似,區別是jvm棧為jvm執行java方法(字節碼)服務,而本地方法棧為jvm使用的native方法服務。
JVM棧:局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口。
方法區:用于存儲已被虛擬機加載的類信息,常量、靜態變量、即時編譯器編譯后的代碼等。
堆:存放對象實例。
38.GC用的引用可達性分析算法中,哪些對象可作為GC Roots對象?
- 虛擬機棧(棧幀中的本地變量表)中引用的對象;
- 方法區中類靜態屬性引用的對象;
- 方法區中常量引用的對象;
- 本地方法棧中JNI(即一般說的Native方法)引用的對象
39.用什么工具調試程序?jmap、jstack,JConsole,用過嗎?
40.線程池用過嗎?
線程池(Thread Pool)對于限制應用程序中同一時刻運行的線程數很有用。因為每啟動一個新線程都會有相應的性能開銷,每個線程都需要給棧分配一些內存等等。
我們可以把并發執行的任務傳遞給一個線程池,來替代為每個并發執行的任務都啟動一個新的線程。只要池里有空閑的線程,任務就會分配給一個線程執行。在線程池的內部,任務被插入一個阻塞隊列(Blocking Queue ),線程池里的線程會去取這個隊列里的任務。當一個新任務插入隊列時,一個空閑線程就會成功的從隊列中取出任務并且執行它。
41.操作系統如何進行分頁調度?--要考LRU
1.最講置換原則-OPT
2.先進先出原則-FIFO
3.最近最少使用置換算法-LRU
4.時鐘置換算法
//擴展一下LinkedHashMap這個類,讓他實現LRU算法
class LRULinkedHashMap<K,V> extends LinkedHashMap<K,V>{
//定義緩存的容量
private int capacity;
private static final long serialVersionUID = 1L;
//帶參數的構造器
LRULinkedHashMap(int capacity){
//調用LinkedHashMap的構造器,傳入以下參數
super(16,0.75f,true);
//傳入指定的緩存最大容量
this.capacity=capacity;
}
//實現LRU的關鍵方法,如果map里面的元素個數大于了緩存最大容量,則刪除鏈表的頂端元素
@Override
public boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest){
System.out.println(eldest.getKey() + "=" + eldest.getValue());
return size()>capacity;
}
}
42.講講LinkedHashMap
LinkedHashMap是通過哈希表和鏈表實現的,它通過維護一個鏈表來保證對哈希表迭代時的有序性,而這個有序是指鍵值對插入的順序。
LinkedHashMap 的大致實現如下圖所示,當然鏈表和哈希表中相同的鍵值對都是指向同一個對象,這里把它們分開來畫只是為了呈現出比較清晰的結構。
LinkedHashMap是Hash表和鏈表的實現,并且依靠著雙向鏈表保證了迭代順序是插入的順序。
三個重點實現的函數
在HashMap中提到了下面的定義:
// Callbacks to allow LinkedHashMap post-actions
//1.把當前節點e移至鏈表的尾部。因為使用的是雙向鏈表,所以在尾部插入可以以O(1)的時間復雜度來完成。并且只有當accessOrder設置為true時,才會執行這個操作。在HashMap的putVal方法中,就調用了這個方法。
void afterNodeAccess(Node<K,V> p) { }
//2.afterNodeInsertion方法是在哈希表中插入了一個新節點時調用的,它會把鏈表的頭節點刪除掉,刪除的方式是通過調用HashMap的removeNode方法。通過afterNodeInsertion方法和afterNodeAccess方法,是不是就可以簡單的實現一個基于最近最少使用(LRU)的淘汰策略了?當然,我們還要重寫removeEldestEntry方法,因為它默認返回的是false。
void afterNodeInsertion(boolean evict) { }
//3.這個方法是當HashMap刪除一個鍵值對時調用的,它會把在HashMap中刪除的那個鍵值對一并從鏈表中刪除,保證了哈希表和鏈表的一致性。
void afterNodeRemoval(Node<K,V> p) { }
LinkedHashMap繼承于HashMap,因此也重新實現了這3個函數,顧名思義這三個函數的作用分別是:節點訪問后、節點插入后、節點移除后做一些事情。
43.線程同步與阻塞的關系?同步一定阻塞嗎?阻塞一定同步嗎?,同步和異步有什么區別?
同步與非同步:主要是保證互斥的訪問臨界資源的情況
阻塞與非阻塞:主要是從 CPU 的消耗上來說的
44.int與Integer的區別,分別什么場合使用
1、Integer是int提供的封裝類,而int是Java的基本數據類型
2、Integer默認值是null,而int默認值是0;
3、聲明為Integer的變量需要實例化,而聲明為int的變量不需要實例化;
4、Integer是對象,用一個引用指向這個對象,而int是基本類型,直接存儲數值。
int
是基本數據類型,Integer
是包裝類,類似HashMap這樣的結構必須使用包裝類,因為包裝類繼承自Object,都需要實現HashCode,所以可以使用在HashMap這類數據結構中。
45.RPC的詳細過程
RPC主要的重點有:
動態代理
,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
服務發現
,使用zookeeper
可以實現
- 1)服務消費方(client)調用以本地調用方式調用服務;
- 2)client stub接收到調用后負責將方法、參數等組裝成能夠進行網絡傳輸的消息體;
- 3)client stub找到服務地址,并將消息發送到服務端;
- 4)server stub收到消息后進行解碼;
- 5)server stub根據解碼結果調用本地的服務;
- 6)本地服務執行并將結果返回給server stub;
- 7)server stub將返回結果打包成消息并發送至消費方;
- 8)client stub接收到消息,并進行解碼;
- 9)服務消費方得到最終結果。