java基礎知識掃盲

一、string爲何不可繼承？

答：由於string是用final修飾的不可變類，不能夠被繼承；

       爲何要用final修飾？

答：安全，設計者將string設爲共享的，子類不能夠修改，所以設置爲final；

       效率，共享的效率更高；

       String、StringBuffer和StringBuilder區別

答：運行速度StringBuilder>StringBuffer>String,String爲字符串常量，一旦建立對象後不可更改；然後者是可更改的；

       線程安全上StringBuffer是線程安全的，StringBuilder是非線程安全的。

二、怎樣減小線程的上下文切換？

答：減小併發線程數，儘可能使用無鎖編程，CAS算法

       什麼是CAS算法？

答：compare and swap意思是先比較舊的預期值和原來內存中存儲的值相等，再更改成目標值，是一種樂觀鎖，適用於讀多寫少的狀況，效率較高，只有極少的狀況會發生衝突

       CAS會有ABA問題應怎麼解決？

答：ABA問題是指舊的預期值被更改成和原來內存中存儲的值相等，已經發生過一次更改，這種狀況能夠經過版本號（AtomicStampedReference）、時間戳來解決，比較最初獲取的版本號和更改前獲取的版本號是否一致，一致則更改，更改後都將版本號+1

三、說下volatile關鍵字的做用？

答：可見性：當多個線程共同訪問同一變量，當其中一個線程修改了該變量，其餘線程都能馬上看到修改的值

       有序性：防止指令重排序，程序執行順序按當前代碼順序執行

       注：指令重排序不會影響單個線程的執行，但會影響多個線程併發執行的結果

       https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html

內存屏障會提供3個功能：

　　1）它確保指令重排序時不會把其後面的指令排到內存屏障以前的位置，也不會把前面的指令排到內存屏障的後面；即在執行到內存屏障這句指令時，在它前面的操做已經所有完成；

　　2）它會強制將對緩存的修改操做當即寫入主存；

　　3）若是是寫操做，它會致使其餘CPU中對應的緩存行無效。

      volatile能夠保證原子性嗎？

答：不是，兩個線程同時從內存中讀取變量的值i=10到本身的工做內存，線程a和線程b同時作自增操做+1，寫入工做內存，再寫入主內存，兩個線程分別自增一次，但主內存中的結果只增長1，所以volatile不保證原子性

四、描述下java內存模型

答：Java內存模型規定全部的變量都是存在主存當中，每一個線程都有本身的工做內存。線程對變量的全部操做都必須在工做內存中進行，而不能直接對主存進行操做。而且每一個線程不能訪問其餘線程的工做內存。

五、描述下happens-before原則（先行發生原則）

答：Java內存模型具有一些先天的「有序性」

• 程序次序規則：一個線程內，按照代碼順序，書寫在前面的操做先行發生於書寫在後面的操做
• 鎖定規則：一個unLock操做先行發生於後面對同一個鎖額lock操做
• volatile變量規則：對一個變量的寫操做先行發生於後面對這個變量的讀操做
• 傳遞規則：若是操做A先行發生於操做B，而操做B又先行發生於操做C，則能夠得出操做A先行發生於操做C
• 線程啓動規則：Thread對象的start()方法先行發生於此線程的每一個一個動做
• 線程中斷規則：對線程interrupt()方法的調用先行發生於被中斷線程的代碼檢測到中斷事件的發生
• 線程終結規則：線程中全部的操做都先行發生於線程的終止檢測，咱們能夠經過Thread.join()方法結束、Thread.isAlive()的返回值手段檢測到線程已經終止執行
• 對象終結規則：一個對象的初始化完成先行發生於他的finalize()方法的開始

六、ThreadLocal 原理

定義：線程局部變量，爲每個線程都提供了一份變量副本，每個線程均可以隨意修改本身的變量副本，而不會對其餘線程產生影響；

實現：在ThreadLocal類中有一個靜態內部類ThreadLocalMap(其相似於Map)，用鍵值對的形式存儲每個線程的變量副本，ThreadLocalMap中元素的key爲當前ThreadLocal對象，而value對應線程的變量副本，每一個線程可能存在多個ThreadLocal。

應用：採用了「以空間換時間」的方式,解決多線程數據共享問題，實際過程當中應用到了數據庫鏈接。

問題：ThreadLocal有可能產生內存泄漏，由於map中的key弱引用指向ThreadLocal，當把threadlocal實例置爲null之後,沒有任何強引用指向threadlocal實例,因此threadlocal將會被gc回收. 可是,咱們的value卻不能回收,由於存在一條從current thread鏈接過來的強引用。

七、synchronized鎖怎麼實現的？

答：synchronized鎖存在Java對象頭裏，每個被鎖住的對象都會和一個monitor對象關聯；

       執行monitorenter獲取鎖，讀取monitor對象的count字段，count==0，則獲取鎖成功且count+1；

       執行monitorexit指令時將count-1，若count==0，則釋放鎖；

synchronized爲何是重量級鎖？

答：重量級鎖經過對象內部的監視器（monitor）實現，其中monitor的本質是依賴於底層操做系統的Mutex Lock實現，操做系統實現線程之間的切換須要從用戶態到內核態的切換，切換成本很是高。

八、Lock鎖怎麼實現的？

ReentrantLock是基於AQS實現的，AQS的基礎是CAS

AbstractQueuedSynchronizer，簡稱AQS，基於volatile int state +FIFO隊列（雙端隊列）實現的，

ReentrantLock中有一個抽象類Sync，根據傳入構造方法的布爾型參數實例化出Sync的實現類FairSync和NonfairSync，並重寫tryAcquire(int arg)和tryRelease(int arg)兩個方法。

lock()利用CAS去判斷state是否是0，若是state=0，則獲取鎖，state設爲1並將當前線程設爲主；

若是state非0，執行acquire()->tryAcquire()->（非公平鎖）若是state=0，CAS嘗試獲取鎖，若加鎖成功state設爲1並將當前線程設爲主，

                                                                                         state非0，判斷當前owner是不是當前線程，若是是，state+1，返回true，若是不屬於當前線程，返回false，則添加FIFO等待隊列隊尾。

                                                                    （公平鎖）若是state=0，hasQueuedPredecessors（）判斷當前是否有等待的線程， 若是沒有使用CAS嘗試獲取鎖，若加鎖成功state設爲1並將當前線程設爲主，

                                                                                     state非0，判斷當前owner是不是當前線程，若是是，state+1，返回true，若是不屬於當前線程，返回false，則添加FIFO等待隊列隊尾。

ReentrantLock獲取鎖定與三種方式：

    a)  lock(), 若是獲取了鎖當即返回，若是別的線程持有鎖，當前線程則一直處於休眠狀態，直到獲取鎖；

    b) tryLock(), 若是獲取了鎖當即返回true，若是別的線程正持有鎖，當即返回false；

    c)tryLock(long timeout,TimeUnit unit)，若是獲取了鎖定當即返回true，若是別的線程正持有鎖，會等待參數給定的時間，在等待的過程當中，若是獲取了鎖定，就返回true，若是等待超時，返回false；

    d)lockInterruptibly（）:若是獲取了鎖定當即返回，若是沒有獲取鎖，當前線程處於休眠狀態，直到獲取鎖，或者當前線程被別的線程中斷；

九、synchronized和Lock什麼區別？

類別	synchronized	Lock
存在層次	Java的關鍵字，在jvm層面上	經過代碼實現，是一個類
鎖的釋放	會自動釋放鎖定（代碼執行完成或者出現異常）	不會主動釋放，必須將unLock()放到finally{}中
鎖的獲取	假設A線程得到鎖，B線程等待。若是A線程阻塞，B線程會一直等待	分狀況而定，Lock有多個鎖獲取的方式，具體下面會說道，大體就是能夠嘗試得到鎖，線程能夠不用一直等待
鎖狀態	沒法判斷	能夠判斷
鎖類型	可重入，不可中斷，非公平	可重入，可中斷，可公平（二者皆可）
性能	少許同步	大量同步

十、線程池有哪幾種？

答：Java經過Executors提供四種線程池，分別爲：

一、newCachedThreadPool：建立一個可緩存線程池，若是線程池長度超過處理須要，可靈活回收空閒線程，若無可回收，則新建線程。（線程最大併發數不可控制）SynchronousQueue

二、newFixedThreadPool：建立一個定長線程池，可控制線程最大併發數，超出的線程會在隊列中等待。LinkedBlockingQueue

三、newScheduledThreadPool：建立一個定長線程池，支持定時及週期性任務執行。

四、newSingleThreadExecutor：建立一個單線程化的線程池，它只會用惟一的工做線程來執行任務，保證全部任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優先級)執行。LinkedBlockingQueue

       線程池參數有哪些？

答：ThreadPoolExecutor構造方法

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//核心線程池大小

                              int maximumPoolSize,//最大線程池大小

                              long keepAliveTime,//線程池中超過corePoolSize數目的空閒線程最大存活時間；能夠allowCoreThreadTimeOut(true)成爲核心線程的有效時間

                              TimeUnit unit,//keepAliveTime的時間單位

                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,//阻塞任務隊列

                              ThreadFactory threadFactory,//線程工廠

                              RejectedExecutionHandler handler) {//當提交任務數超過maxmumPoolSize+workQueue之和時，任務會交給RejectedExecutionHandler來處理

      線程池的工做過程？

答：1.當線程池小於corePoolSize時，新提交任務將建立一個新線程執行任務，即便此時線程池中存在空閒線程；

2.當線程池達到corePoolSize時，新提交任務將被放入workQueue中，等待線程池中任務調度執行；

3.當workQueue已滿，且當前線程數大於corePoolSize且小於maximumPoolSize時，新提交任務會建立新線程執行任務；

4.當提交任務數超過maximumPoolSize時，新提交任務由RejectedExecutionHandler處理；

5.當線程池中超過corePoolSize線程，空閒時間達到keepAliveTime時，關閉空閒線程；

6.當設置allowCoreThreadTimeOut(true)時，線程池中corePoolSize線程空閒時間達到keepAliveTime也將關閉；

  線程池拒絕策略有幾種？

答：ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丟棄任務並拋出RejectedExecutionException異常。

ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丟棄任務，可是不拋出異常。

ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丟棄隊列最前面的任務，而後從新嘗試執行任務（重複此過程）

ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由調用線程處理該任務

  線程池相關的幾個隊列：

答：ArrayBlockingQueue, 一個由數組結構組成的有界阻塞隊列fifo；默認狀況下不保證公平阻塞，能夠經過配置建立公平阻塞的隊列，實現原理是可重入鎖。

LinkedBlockingQueue，一個由鏈表結構組成的有界阻塞隊列 fifo，LinkedBlockingQueue 可無界，也能夠有界，初始化指定長度則爲有界，不指定則爲無界

PriorityBlockingQueue，一個支持優先級排序的無界阻塞隊列

synchronousQueue，一個不存儲元素的阻塞隊列

十一、線程狀態有幾種？

答：線程的生命週期爲5個狀態，新建狀態、就緒狀態(start)、運行狀態(run)、阻塞狀態和死亡狀態。

運行的線程執行sleep線程進入阻塞狀態，sleep時間到了之後進入就緒狀態。

線程的實現由3種方法：繼承Tread類；實現Runnable接口；實現Callable接口

Sleep和wait的區別：sleep屬於Thread類，wait屬於Object類，

                               sleep線程不會釋放對象鎖，wait會釋放對象鎖；

                               wait須要調用notify()方法後本線程才進入對象索定池（只能同步方法或同步代碼塊中使用），sleep結束後進入就緒狀態。

notify()與notifyAll()的區別：notify()隨機通知一個線程;

                                              notifyAll()通知全部線程；

十一、Java8新特性

答：(1) lambda表達式 (2) Stream，處理集合數據(3) 接口default方法，有利於數據移植

十二、抽象類和接口

答：抽象類和抽象方法都須要被abstract修飾，抽象方法必定要定義在抽象類中。抽象類全部方法都是抽象方法的時候，徹底能夠用接口實現。抽象類爲部分方法提供實現，避免了子類重複實現這些方法，提供了代碼重用性。單繼承，多實現。既要定義子類的行爲，又要爲子類提供共性功能時才選用抽象類。

1三、內部類

靜態內部類：static修飾，能夠訪問外部類全部的靜態變量和方法。應用場景如hashmap的靜態內部類entry

成員內部類：能夠訪問外部類全部的變量和方法。和靜態內部類不一樣，成員內部類的實例都依賴外部類的實例。

局部內部類：即定義在方法中的類，能夠訪問外部類的全部變量和方法，若是局部內部類用static修飾方法內，則只能訪問外部類的static變量

匿名內部類：匿名內部類能夠出如今任何容許表達式出現的地方，定義格式爲new 類/接口。應用場景，分佈式工具類，多線程，android中的綁定監聽事件。

1三、反射

反射是java在運行狀態下，對於任意一個類，都可以知道這個類的全部屬性和方法；

優勢是能夠動態建立對象和編譯；缺點是對性能有影響。

獲取方式有3種：類名.class,Class.forName(xxx); new 類名.getclass()。

反射的應用場景有：反編譯、mybatis底層實現、工具類，bean轉map，經過反射獲取註解，能夠作一些校驗

1四、java面向對象的三大特性

  繼承：是對有共同特性的多類事物，進行再抽象成一個類。java繼承是extends關鍵字，子類中有和父類中可訪問的同名同返回同參數列表的方法時，就會覆蓋從父類繼承來的方法

  封裝：隱藏對象的屬性和實現細節，僅對外提供接口。java中的類屬性訪問權限不是private，要想隱藏該類方法須要用private修飾符

  多態：兩種機制：編譯時多態和運行時多態.

  方法重載，方法名相同，其餘不一樣，編譯時重載。方法重寫（覆蓋），子類覆蓋父類的方法。

1五、泛型

泛型只在編譯階段有效，在編譯過程當中，正確檢測泛型結果後，會將泛型的相關信息擦除，而且添加類型檢測和類型轉換。

使用泛型的好處是：類型安全；消除強制類型轉換，提升性能。

泛型的具體使用有3種方式：

(1) 泛型類，例如hashmap<K，V>，其中key和value只在運行時纔會真正根據類型來構造和分配內存

(2) 泛型接口，當2個接口的處理方式一致，只是對象不一樣的時候，能夠用泛型接口

(3) 泛型方法，把方法參數泛型話

1六、join是怎麼實現的？

join是thread類synchronized修飾的同步方法，其使用wait()方法實現等待；

 1七、異常

1、error

程序沒法處理的錯誤，比較嚴重的問題，虛擬機錯誤，如OutOfMemoryError、NoClassDefFoundError

2、exception

一、已檢查異常

編譯器要求必須對代碼try catch或者throw expetion，如IOException、SQLException、FileNotFoundException、ParseException

二、未檢查異常（RuntimeException運行時異常）

編譯時不檢查，運行時可能發生的異常，如NullPointerException，IndexOutOfBoundsException

1八、有return的狀況下try catch finally的執行順序：

 （1）無論有沒有出現異常，當執行到try內時，finally塊中代碼都會執行；
 （2）當try和catch中有return時，finally仍然會執行；
  （3）finally是在return後面的表達式運算後執行的（此時並無返回運算後的值，而是先把要返回的值保存起來，無論finally中的代碼怎麼樣，返回的值都不會改變（對象類型須要另外分析），仍然是以前保存的值），因此函數返回值是在finally執行前肯定的；
  （4）finally中最好不要包含return，不然程序會提早退出，返回值不是try或catch中保存的返回值。

1九、對象的初始化順序：

（1）類加載以後，按從上到下（從父類到子類）執行被static修飾的語句；

（2）當static語句執行完以後,再執行main方法；

（3）若是有語句new了自身的對象，將從上到下執行構造代碼塊、構造器（二者能夠說綁定在一塊兒）。

20、cookie與session

Web應用程序是使用HTTP協議傳輸數據的。HTTP協議是無狀態的協議。一旦數據交換完畢，客戶端與服務器端的鏈接就會關閉，再次交換數據須要創建新的鏈接。這就意味着服務器沒法從鏈接上跟蹤會話。要跟蹤該會話，必須引入一種機制。

Cookie就是這樣的一種機制。它能夠彌補HTTP協議無狀態的不足。在Session出現以前，基本上全部的網站都採用Cookie來跟蹤會話。

Cookie其實是一小段的文本信息。客戶端請求服務器，若是服務器須要記錄該用戶狀態，就使用response向客戶端瀏覽器頒發一個Cookie。客戶端瀏覽器會把Cookie保存起來。當瀏覽器再請求該網站時，瀏覽器把請求的網址連同該Cookie一同提交給服務器。服務器檢查該Cookie，以此來辨認用戶狀態。

Cookie具備不可跨域名性。

ookie生命週期默認爲瀏覽器會話期間，駐留內存，關閉瀏覽器cookie就沒了
設置cookie的過時時間爲永不過時，將cookie保存在硬盤上

首先瀏覽器請求服務器訪問web站點時，程序須要爲客戶端的請求建立一個session的時候，服務器首先會檢查這個客戶端請求是否已經包含了一個session標識、稱爲SESSIONID，若是已經包含了一個sessionid則說明之前已經爲此客戶端建立過session，服務器就按照sessionid把這個session檢索出來使用，若是客戶端請求不包含session id，則服務器爲此客戶端建立一個session而且生成一個與此session相關聯的session id，sessionid 的值應該是一個既不會重複，又不容易被找到規律以仿造的字符串，這個sessionid將在本次響應中返回到客戶端保存，保存這個sessionid的方式就能夠是cookie，這樣在交互的過程當中，瀏覽器能夠自動的按照規則把這個標識發回給服務器，服務器根據這個sessionid就能夠找獲得對應的session，又回到了這段文字的開始

關閉瀏覽器不會致使session被刪除，迫使服務器爲seesion設置了一個失效時間，通常是30分鍾

當瀏覽器將cookie禁用，基於cookie的session將不能正常工做，每次使用request.getSession() 都將建立一個新的session。達不到session共享數據的目的，可是咱們知道原理，只須要將session id 傳遞給服務器session就能夠正常工做的。

解決：經過URL將session id 傳遞給服務器：URL重寫

2一、通訊方式

1、進程間的通訊方式
# 管道( pipe )：管道是一種半雙工的通訊方式，數據只能單向流動，並且只能在具備親緣關係的進程間使用。進程的親緣關係一般是指父子進程關係。
# 有名管道 (namedpipe) ： 有名管道也是半雙工的通訊方式，可是它容許無親緣關係進程間的通訊。
# 信號量(semophore ) ： 信號量是一個計數器，能夠用來控制多個進程對共享資源的訪問。它常做爲一種鎖機制，防止某進程正在訪問共享資源時，其餘進程也訪問該資源。所以，主要做爲進程間以及同一進程內不一樣線程之間的同步手段。
# 消息隊列( messagequeue ) ： 消息隊列是由消息的鏈表，存放在內核中並由消息隊列標識符標識。消息隊列克服了信號傳遞信息少、管道只能承載無格式字節流以及緩衝區大小受限等缺點。
# 信號 (sinal ) ： 信號是一種比較複雜的通訊方式，用於通知接收進程某個事件已經發生。
# 共享內存(shared memory ) ：共享內存就是映射一段能被其餘進程所訪問的內存，這段共享內存由一個進程建立，但多個進程均可以訪問。共享內存是最快的 IPC 方式，它是針對其餘進程間通訊方式運行效率低而專門設計的。它每每與其餘通訊機制，如信號量，配合使用，來實現進程間的同步和通訊。
# 套接字(socket ) ： 套解口也是一種進程間通訊機制，與其餘通訊機制不一樣的是，它可用於不一樣及其間的進程通訊。

2、線程間的通訊方式

# 鎖機制：包括互斥鎖、條件變量、讀寫鎖
*互斥鎖提供了以排他方式防止數據結構被併發修改的方法。
*讀寫鎖容許多個線程同時讀共享數據，而對寫操做是互斥的。
*條件變量能夠以原子的方式阻塞進程，直到某個特定條件爲真爲止。對條件的測試是在互斥鎖的保護下進行的。條件變量始終與互斥鎖一塊兒使用。
# 信號量機制(Semaphore)：包括無名線程信號量和命名線程信號量
# 信號機制(Signal)：相似進程間的信號處理
線程間的通訊目的主要是用於線程同步，因此線程沒有像進程通訊中的用於數據交換的通訊機制。

2二、使用DateTimeFormatter

若是是Java8應用，可使用DateTimeFormatter代替SimpleDateFormat，這是一個線程安全的格式化工具類。