Java面試總結

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型方法。
java.util.Collection 是一個集合介面。它提供了對集合物件進行基本操作的通用介面方法。

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。

執行緒安全

Vector
HashTable(不允許插空值)

非執行緒安全

ArrayList
LinkedList
HashMap(允許插入空值)
HashSet
TreeSet
TreeMap(基於紅黑樹的Map實現)

2.你說說 arraylist 和 linkedlist 的區別？

ArrayList和LinkedList兩者都實現了List介面，但是它們之間有些不同。
（1）ArrayList是由Array所支援的基於一個索引的資料結構，所以它提供對元素的隨機訪問
（2）與ArrayList相比，在LinkedList中插入、新增和刪除一個元素會更快
（3）LinkedList比ArrayList消耗更多的記憶體，因為LinkedList中的每個節點儲存了前後節點的引用

3.HashMap 底層是怎麼實現的？還有什麼處理雜湊衝突的方法？

處理雜湊衝突的方法:

解決HashMap一般沒有什麼特別好的方式，要不擴容重新hash要不優化衝突的連結串列結構

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.連結串列解決-可以用紅黑樹提高查詢效率

HashMap簡介
HashMap 是一個散列表，它儲存的內容是鍵值對(key-value)對映。
HashMap 繼承於AbstractMap，實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable介面。
HashMap 的實現不是同步的，這意味著它不是執行緒安全的,但可以用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具有執行緒安全的能力。它的key、value都可以為null

。此外，HashMap中的對映不是有序的。
HashMap 的例項有兩個引數影響其效能：“初始容量” 和 “載入因子”。初始容量預設是16。預設載入因子是 0.75, 這是在時間和空間成本上尋求一種折衷。載入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是陣列+連結串列+紅黑樹（JDK1.8增加了紅黑樹部分）實現的,當連結串列長度太長（預設超過8）時，連結串列就轉換為紅黑樹.

1. 確定雜湊桶陣列索引位置 :這裡的Hash演算法本質上就是三步：取key的hashCode值、高位運算、取模運算。

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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的原始碼，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}

1. 分析HashMap的put方法
   

2. 擴容機制：原來的兩倍

4.熟悉什麼演算法，還有說說他們的時間複雜度？

5.ArrayList和Vector的底層程式碼和他們的增長策略,它們是如何進行擴容的？

ArrayList 預設陣列大小是10，其中ensureCapacity擴容，trimToSize容量調整到適中，擴充套件後陣列大小為（(原陣列長度1.5）與傳遞引數中較大者.
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+擴容引數值。
*詳細內容可以配合閱讀原始碼

6.jvm 原理。程式執行區域劃分

問：Java執行時資料區域？
回答：包括程式計數器、JVM棧、本地方法棧、方法區、堆
問：方法區裡存放什麼？
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（位元組碼）服務，而本地方法棧為jvm使用的native方法服務。
JVM棧：區域性變量表、運算元棧、動態連結、方法出口。
方法區：用於儲存已被虛擬機器載入的類資訊，常量、靜態變數、即時編譯器編譯後的程式碼等。
堆：存放物件例項。

7.minor GC 與 Full GC，分別什麼時候會觸發？ 。分別採用哪種垃圾回收演算法？簡單介紹演算法

GC（或Minor GC）：收集 生命週期短的區域(Young area)。
Full GC （或Major GC）：收集生命週期短的區域(Young area)和生命週期比較長的區域(Old area)對整個堆進行垃圾收集。
新生代通常存活時間較短基於Copying演算法進行回收,將可用記憶體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，就將還活著的物件複製到另一塊上，然後把已使用過的記憶體清理掉。在HotSpot裡，考慮到大部分物件存活時間很短將記憶體分為Eden和兩塊Survivor，預設比例為8:1:1。代價是存在部分記憶體空間浪費，適合在新生代使用；
老年代與新生代不同，老年代物件存活的時間比較長、比較穩定，因此採用標記(Mark)演算法來進行回收,所謂標記就是掃描出存活的物件，然後再進行回收未被標記的物件，回收後對用空出的空間要麼進行合併、要麼標記出來便於下次進行分配，總之目的就是要減少記憶體碎片帶來的效率損耗。
在執行機制上JVM提供了序列GC(Serial MSC)、並行GC(Parallel MSC)和併發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）呼叫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後進入老年代的平均大小大於老年代的可用記憶體
• （5）由Eden區、From Space區向To Space區複製時，物件大小大於To Space可用記憶體，則把該物件轉存到老年代，且老年代的可用記憶體小於該物件大小

8.HashMap 實現原理

在java程式語言中，最基本的結構就是兩種，一個是陣列，另外一個是模擬指標（引用），所有的資料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“連結串列雜湊”的資料結構，即陣列和連結串列的結合體。

9.java.util.concurrent 包下使用過哪些

1.阻塞佇列 BlockingQueue( ArrayBlockingQueue, DelayQueue, LinkedBlockingQueue, SynchronousQueue,LinkedTransferQueue,LinkedBlockingDeque)
2.ConcurrentHashMap
3.Semaphore–訊號量
4.CountDownLatch–閉鎖
5.CyclicBarrier–柵欄
6.Exchanger–交換機
7.Executor->ThreadPoolExecutor,ScheduledThreadPoolExecutor

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Semaphore semaphore = new Semaphore(1);  //critical section  semaphore.acquire();  ...  semaphore.release();

8.鎖 Lock–ReentrantLock,ReadWriteLock,Condition,LockSupport

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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是執行緒不安全的，在多執行緒的時候需要Collections.synchronizedMap(hashMap),ConcurrentMap使用了重入鎖保證執行緒安全。
3.在刪除元素時候，兩者的演算法不一樣。
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.訊號量是什麼，怎麼使用?volatile關鍵字是什麼？

訊號量-semaphore：荷蘭著名的電腦科學家Dijkstra 於1965年提出的一個同步機制。是在多執行緒環境下使用的一種設施, 它負責協調各個執行緒, 以保證它們能夠正確、合理的使用公共資源。
整形訊號量：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：同類程序為互斥關係（印表機問題），不同程序為同步關係(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數始終是“儲存進入了主存”。更精確的表述就是每一次讀一個volatile變數，都會從主存讀取，而不是CPU的快取。同樣的道理，每次寫一個volatile變數，都是寫回主存，而不僅僅是CPU的快取。
Java 保證volatile關鍵字保證變數的改變對各個執行緒是可見的。

12.阻塞隊列了解嗎？怎麼使用

阻塞佇列 (BlockingQueue)是Java util.concurrent包下重要的資料結構，BlockingQueue提供了執行緒安全的佇列訪問方式：當阻塞佇列進行插入資料時，如果佇列已滿，執行緒將會阻塞等待直到佇列非滿；從阻塞佇列取資料時，如果佇列已空，執行緒將會阻塞等待直到佇列非空。併發包下很多高階同步類的實現都是基於BlockingQueue實現的。

以ArrayBlockingQueue為例，我們先來看看程式碼：

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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，並且獲取的是可中斷鎖，然後判斷當前元素個數是否等於陣列的長度，如果相等，則呼叫notFull.await()進行等待，當被其他執行緒喚醒時，通過enqueue(e)方法插入元素，最後解鎖。

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/*** 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();}

插入成功後，通過notEmpty喚醒正在等待取元素的執行緒。

13.Java中的NIO，BIO，AIO分別是什麼？

IO的方式通常分為幾種，同步阻塞的BIO、同步非阻塞的NIO、非同步非阻塞的AIO

1.BIO，同步阻塞式IO，簡單理解：一個連線一個執行緒.BIO方式適用於連線數目比較小且固定的架構，這種方式對伺服器資源要求比較高，併發侷限於應用中，JDK1.4以前的唯一選擇，但程式直觀簡單易理解。

在JDK1.4之前，用Java編寫網路請求，都是建立一個ServerSocket，然後，客戶端建立Socket時就會詢問是否有執行緒可以處理，如果沒有，要麼等待，要麼被拒絕。即：一個連線，要求Server對應一個處理執行緒。

2.NIO，同步非阻塞IO，簡單理解：一個請求一個執行緒.NIO方式適用於連線數目多且連線比較短（輕操作）的架構，比如聊天伺服器，併發侷限於應用中，程式設計比較複雜，JDK1.4開始支援。

NIO本身是基於事件驅動思想來完成的，其主要想解決的是BIO的大併發問題： 在使用同步I/O的網路應用中，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伺服器進行通訊，就必須使用多執行緒來處理。也就是說，將每一個客戶端請求分配給一個執行緒來單獨處理。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。由於每建立一個執行緒，就要為這個執行緒分配一定的記憶體空間（也叫工作儲存器），而且作業系統本身也對執行緒的總數有一定的限制。如果客戶端的請求過多，服務端程式可能會因為不堪重負而拒絕客戶端的請求，甚至伺服器可能會因此而癱瘓。

3.AIO，非同步非阻塞IO，簡單理解：一個有效請求一個執行緒.AIO方式使用於連線數目多且連線比較長（重操作）的架構，比如相簿伺服器，充分呼叫OS參與併發操作，程式設計比較複雜，JDK7開始支援。

14.類載入機制是怎樣的

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執行時系統元件。它負責在執行時查詢和裝入類檔案的類。
類載入的五個過程：載入、驗證、準備、解析、初始化。

從類被載入到虛擬機器記憶體中開始，到卸御出記憶體為止，它的整個生命週期分為7個階段，載入(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線。

15.什麼是冪等性

所謂冪等，簡單地說，就是對介面的多次呼叫所產生的結果和呼叫一次是一致的。
那麼我們為什麼需要介面具有冪等性呢？設想一下以下情形：

• 在App中下訂單的時候，點選確認之後，沒反應，就又點選了幾次。在這種情況下，如果無法保證該介面的冪等性，那麼將會出現重複下單問題。
• 在接收訊息的時候，訊息推送重複。如果處理訊息的介面無法保證冪等，那麼重複消費訊息產生的影響可能會非常大。

16.有哪些 JVM 調優經驗

• 記憶體引數

• GC引數