Android面試之Java中級篇

本文是Android面試題整理中的一篇，結合右下角目錄食用更佳，包括：

• 集合
• 內存
• 垃圾回收

集合

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0. List和Set的區別

1. 它們都是接口，都實現了Collection接口
2. List元素能夠重複，元素順序與插入順序相同，其子類有LinkedList和ArrayList
3. Set元素不能重複，元素順序與插入順序不一樣，子類有HashSet（經過HashMap實現），LinkedHashSet，TreeSet（紅黑樹實現，排序的）

1. List、Map、Set三個接口存取元素時，各有什麼特色？

1. List繼承了Collection，儲存值,能夠有重複值
2. Set繼承了Collection，儲存值,不能有重複值
3. Map儲存健值對，能夠一對一或一對多

2. List、Set、Map是否繼承自Collection接口

List、Set 是，Map 不是。Map是鍵值對映射容器，與List和Set有明顯的區別，而Set存儲的零散的元素且不容許有重複元素（數學中的集合也是如此），List是線性結構的容器，適用於按數值索引訪問元素的情形

3. HashMap實現原理

1. 在1.7中，HashMap採用數組+單鏈表的結構；1.8中，採用數組+單鏈表或紅黑樹的結構（當鏈表size > 8時，轉換成紅黑樹）
2. HaspMap中有兩個關鍵的構造函數，一個是初始容量，另外一個是負載因子。
3. 初始容量即數組的初始大小，當map中元素個數 > 初始容量*負載因子時，HashMap調用resize（）方法擴容
4. 在存入數據時，對key的hashCode再次進行hash（），目的是讓hash值分佈均勻
5. 對hash() 返回的值與容量進行與運算，肯定在數組中的位置
6. key能夠爲null，null的hash值是0

4. HashMap是怎麼解決hash衝突的

1. 對hashCode在調用hash（）方法進行計算
2. 當超過閾值時進行擴容
3. 當發生衝突時使用鏈表或者紅黑樹解決衝突

5. 爲何不直接採用通過hashCode（）處理的哈希碼做爲存儲數組table的下標位置

1. hashCode可能很大，數組初始容量可能很小，不匹配，因此須要： hash碼 & （數組長度-1）做爲數組下標
2. hashCode可能分佈的不均勻

6. 爲何在計算數組下標前，需對哈希碼進行二次處理：擾動處理？

加大哈希碼低位的隨機性，使得分佈更均勻，從而提升對應數組存儲下標位置的隨機性 & 均勻性，最終減小Hash衝突

7. 爲何說HashMap不保證有序，儲存位置會隨時間變化

1. 經過hash值肯定位置，與用戶插入順序不一樣
2. 在達到閾值後，HashMap會調用resize方法擴容，擴容後位置發生變化

8. HashMap的時間複雜度

HashMap經過數組和鏈表實現，數組查找的時間複雜度是O(1)，鏈表的時間複雜度是O（n），因此要讓HashMap儘量的塊，就須要鏈表的長度儘量的小，當鏈表長度是1是，HashMap的時間複雜度就變成了O(1)；根據HashMap的實現原理，要想讓鏈表長度儘量的短，須要hash算法儘可能減小衝突。

9. HashMap 中的 key若 Object類型， 則需實現哪些方法

hashCode和equals

10. 爲何 HashMap 中 String、Integer 這樣的包裝類適合做爲 key 鍵

1. 它們是final的，不可變，保證了安全性
2. 均已經實現了hashCode和equals方法，計算準確

11. HashMap線程安全嗎

1. HashMap線程不安全
2. HashMap沒有同步鎖，舉例：好比A、B兩個線程同時觸發擴容，HashMap容量增長2倍，並將原數據從新分配到新的位置，這個時候可能出現原鏈表轉移到新鏈表時生成了環形鏈表，出現死循環。

12. HashMap線程安全的解決方案

1. 使用Collections.synchronizedMap()方法，該方法的實現方式是使用synchronized關鍵字
2. 使用ConcurrentHashMap，性能比Collections.synchronizedMap()更好

13. HashMap 如何刪除元素

1. 計算key的Hash值，找到數組中的位置，獲得鏈表的頭指針
2. 遍歷鏈表，經過equals比較key，肯定是否是要找的元素
3. 找到後調整鏈表，將該元素從鏈表中刪除

//源碼 java8
 @Override public V remove(Object key) {
        if (key == null) {
            return removeNullKey();
        }
        int hash = Collections.secondaryHash(key);
        HashMapEntry<K, V>[] tab = table;
        int index = hash & (tab.length - 1);
        for (HashMapEntry<K, V> e = tab[index], prev = null;
                e != null; prev = e, e = e.next) {
            if (e.hash == hash && key.equals(e.key)) {
                if (prev == null) {
                    tab[index] = e.next;
                } else {
                    prev.next = e.next;
                }
                modCount++;
                size--;
                postRemove(e);
                return e.value;
            }
        }
        return null;
    }
複製代碼

14. HashMap的擴容過程

1. 在初次加載時，會調用resize（）進行初始化
2. 當put（）時，會查看當前元素個數是否大於閾值（閾值=數組長度*負載因子），當大於時，調用resize方法擴容
3. 新建一個數組，擴容後的容量是原來的兩倍
4. 將原來的數據從新計算位置，拷貝到新的table上

15. java8 中HashMap的優化

最大變化是當鏈表超過必定的長度後，將鏈表轉換成紅黑樹存儲，在存儲不少數據時，效率提高了。鏈表的查找複雜度是O（n），紅黑樹是O（log（n））

16. HashMap和HashTable的區別

1. HashTable是線程安全的，而HashMap不是
2. HashMap中容許存在null鍵和null值，而HashTable中不容許
3. HashTable已經棄用，咱們能夠用ConcurrentHashMap等替代

17. ConcurrentHashMap實現原理

1. ConcurrentHashMap是線程安全的HashMap，效率比直接加cynchronized要好
2. 1.7中經過分段鎖實現，讀不枷鎖（經過volatile保證可見性），寫時給對應的分段加鎖。（1.8實現原理變了）

18. ConcurrentHashMap的併發度是什麼

1. ConcurrentHashMap經過分段鎖來實現，併發度即爲段數
2. 段數是ConcurrentHashMap類構造函數的一個可選參數，默認值爲16

19. LinkedHashMap原理

1. LinkedHashMap經過繼承HashMap實現，既保留了HashMap快速查找能力，又保存了存入順序
2. LinkedHashMap重寫了HashMap的Entry，經過LinkedEntry保存了存入順序，能夠理解爲經過雙向鏈表和HashMap共同實現

20. HashMap和Arraylist都是線程不安全的，怎麼讓他們線程安全

1. 藉助Collections工具類synchronizedMap和synchronizedList將其轉爲線程安全的
2. 使用安全的類替代，如HashTable（不建議使用）或者ConcurrentHashMap替代Hashmap，用CopyOnWriteArrayList替代ArrayList

21. HashSet 是如何保證不重複的

1. HashSet 是經過HashMap來實現的，內部持有一個HashMap實例
2. HashSet存入的值即爲HashMap的key，hashMap的value是HashSet中new 的一個Object實例，全部的value都相同

22. TreeSet 兩種排序方式

1. 天然排序：調用無參構造函數，添加的元素必須實現Comparable接口
2. 定製排序：使用有參構造函數，傳入一個Comparator實例

23. Array 和 ArrayList對比

1. Array能夠是基本類型和引用類型，ArrayList只能是引用類型
2. Array固定大小，ArrayList長度能夠動態改變
3. ArrayList有不少方法能夠調用，如addAll（）

24. List和數組的互相轉換/String轉換成數組

1. String[] a = list.toArray(new String[size]));
2. List list = Arrays.asList(array);
3. char[] char = string.toCharArray();

25. 數組在內存中是如何分配的

和引用類型同樣，在棧中保存一個引用，指向堆地址

26. TreeMap和TreeSet在排序時如何比較元素？Collections工具類中的sort()方法如何比較元素？

1. TreeMap和TreeSet都是經過紅黑樹實現的，所以要求元素都是可比較的，元素必須實現Comparable接口，該接口中有compareTo（）方法。
2. Collections的sort方法有兩種重載形式，一種只有一個參數，要求傳入的待排序元素必須實現Comparable接口；第二種有兩個參數，要求傳入待排序容器即Comparator實例

27. 闡述ArrayList、Vector、LinkedList的存儲性能和特性。

1. ArrayList 和Vector都是使用數組方式存儲數據,數組方式節省空間，便與讀取；但插入刪除涉及數組移動，性能較差。
2. Vector中的方法因爲添加了synchronized修飾，所以Vector是線程安全的容器。
3. LinkedList使用雙向鏈表實現存儲,佔用空間大，讀取慢；插入刪除快
4. Vector已經被遺棄，不推薦使用。爲了實現線程安全的list，可使用Collections中的synchronizedList方法將其轉換成線程安全的容器後再使用

28. 什麼是Java優先級隊列(Priority Queue)

PriorityQueue是一個基於優先級堆的無界隊列，它的元素是按照天然順序(natural order)排序的。在建立的時候，咱們能夠給它提供一個負責給元素排序的比較器。PriorityQueue不容許null值，由於他們沒有天然順序，或者說他們沒有任何的相關聯的比較器。PriorityQueue的邏輯結構爲堆（徹底二叉樹），物理結構爲數組。最後，PriorityQueue不是線程安全的，入隊和出隊的時間複雜度是O(log(n))

29. List、Set、Map的遍歷方式

1. List、Set都繼承了Collection接口，可使用for each遍歷或者Iterator
2. HashMap能夠拿到KeySet或者entrySet，而後用iterator或者 for each 方式遍歷

30. 什麼是Iterator(迭代器)

迭代器是一個接口，咱們能夠藉助這個接口實現對集合的遍歷，刪除 擴展（迭代器實現原理）：Collection繼承了Iterable接口，iterable接口中有iterator方法，返回一個Iterator迭代器 -> Collection的實現類經過在內部實現自定義Iterator，在iterator時返回這個實例。

31. Iterator和ListIterator的區別是什麼

1. ListIterator 繼承自 Iterator
2. Iterator可用來遍歷Set和List集合，可是ListIterator只能用來遍歷List
3. ListIterator比Iterator增長了更多功能，例如能夠雙向遍歷，增長元素等

32. 如何權衡是使用無序的數組仍是有序的數組

1. 查找多用有序數組，插入刪除多用無序數組
2. 解釋：有序數組最大的好處在於查找的時間複雜度是O(log n)，而無序數組是O(n)。有序數組的缺點是插入操做的時間複雜度是O(n)，由於值大的元素須要日後移動來給新元素騰位置。相反，無序數組的插入時間複雜度是常量O(1)

33. Arrays.sort 實現原理和 Collections.sort 實現原理

1. Collections.sort是經過Arrays.sort實現的。當list不爲ArrayList時，先轉成數組，再調用Arrays.sort
2. java 8 中Array.Sort()是經過timsort（一種優化的歸併排序）來實現的

34. Collection和Collections的區別

1. Collection 是一個接口，Set、List都繼承了該接口
2. Collections 是一個工具類，該工具類能夠幫咱們完成對容器的判空，排序，線程安全化等。

35. 快速失敗（fail-fast）和安全失敗（fail-safe）

1. 快速失敗：在用迭代器遍歷一個集合對象時，若是遍歷過程當中對集合對象的內容進行了修改（增長、刪除、修改），則會拋出Concurrent Modification Exception
2. 安全失敗：操做是對象的副本，這個時候原對象改變並不會對當前迭代器遍歷產生影響。java.util.concurrent類下邊容器都是安全失敗
   擴展：快速失敗原理：容器內部有一個modCount，記錄變化的次數，當進行遍歷時，若是mocount值發生改變，責快速失敗

36. 當一個集合被做爲參數傳遞給一個函數時，如何才能夠確保函數不能修改它

在做爲參數傳遞以前，咱們可使用Collections.unmodifiableCollection(Collection c)方法建立一個只讀集合，這將確保改變集合的任何操做都會拋出UnsupportedOperationException。

內存

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0. 內存中的棧(stack)、堆(heap)和方法區(method area)？

1. 棧：線程獨有，每一個線程一個棧區。保存基本數據類型，對象的引用，函數調用的現場（棧能夠分爲三個部分：基本類型，執行環境上下文，操做指令區(存放操做指令)）；優勢是速度快，缺點是大小和生存週期必須是肯定的
2. 堆：線程共享，jvm一共一個堆區。保存對象的實例，垃圾回收器回收的是堆區的內存
3. 方法區（靜態區）：線程共享。保存類信息、常量、靜態變量、JIT編譯器編譯後的代碼等數據，常量池是方法區的一部分。

1. Jvm內存模型

1. 堆：線程共享，存放對象實例，全部的對象的內存都在這裏分配。垃圾回收主要就是做用於這裏的。
2. java虛擬機棧：線程私有，生命週期與線程相同。每一個方法執行的時候都會建立一個棧幀（stack frame）用於存放 局部變量表、操做棧、動態連接、方法出口
3. native方法棧
4. 程序計數器：這裏記錄了線程執行的字節碼的行號，在分支、循環、跳轉、異常、線程恢復等都依賴這個計數器。
5. 方法區：線程共享的存儲了每一個類對象的信息（包括類的名稱、方法信息、字段信息）、靜態變量、常量以及編譯器編譯後的代碼等。

垃圾回收

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0. java中存在內存泄漏嗎

1. java中存在內存泄漏
2. java中雖然有GC幫咱們自動回收內存，可是隻有當實例沒有引用指向它時纔會被回收，若咱們錯誤的持有了引用，沒有在應當釋放時釋放，就會形成內存泄漏，例如在長生命週期對象持有短生命週期對象。

舉例：
import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException;

public class MyStack<T> {
private T[] elements;
private int size = 0;

private static final int INIT_CAPACITY = 16;

public MyStack() {
   elements = (T[]) new Object[INIT_CAPACITY];
 }

public void push(T elem) {
   ensureCapacity();
   elements[size++] = elem;
 }

public T pop() {
if(size == 0)
   throw new EmptyStackException();
   return elements[--size];
   }

private void ensureCapacity() {
 if(elements.length == size) {
   elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
  }
 }
}

分析：這裏用數組實現了一個棧，可是當數據pop以後，數組裏內容並無被清空。
複製代碼

1. GC是什麼？爲何要有GC？

1. GC是垃圾收集器（Garbage Collection）的縮寫，是面試中常考的點。瞭解GC的運行方式，對防止內存泄漏，提升運行效率等都有好處
2. 垃圾收集器會自動進行內存回收，不須要程序員進行操做，System.gc() 或Runtime.getRuntime().gc() 時並非立刻進行內存回收，甚至不會進行內存回收
3. 詳細參見JVM的內存回收機制

2. 如何定義垃圾

1. 引用計數（沒法解決循環引用的問題）
2. 可達性分析

3. 什麼變量能做爲GCRoot

1. 虛擬機棧(棧幀中的本地變量表)中引用的對象；
2. 方法區中的類靜態屬性引用的對象
3. 方法區中的常量引用的對象
4. 原生方法棧（Native Method Stack）中 JNI 中引用的對象。

4. 垃圾回收的方法

1. 標記-清除（Mark-Sweep）法：減小停頓時間，但會形成內存碎片
2. 標記-整理（Mark-Compact）法：能夠解決內存碎片問題，可是會增長停頓時間
3. 複製（copying）法：從一個地方拷貝到另外一個地方，適合有大量回收的場景，好比新生代回收
4. 分代收集：把內存區域分紅不一樣代，根據代不一樣採起不一樣的策略
   新生代（Yong Generation）：存放新建立的對象，採用複製回收方法；年老代（old Generation）：這些對象垃圾回收的頻率較低，採用的標記整理方法，這裏的垃圾回收叫作 major GC；永久代（permanent Generation）：存放Java自己的一些數據，當類再也不使用時，也會被回收。

5. JVM垃圾回收什麼時候觸發MinorGC等操做

1. minorGc發生在年輕代，是複製回收
2. 年輕代能夠分爲三個區域：Eden、from Survivor和to Survivor；當Eden滿了的時候，觸發minorGc
3. Gc過程：Eden區複製到to區；from區年齡大的被移到年老區，年齡小的複製到to區；to區變成from區；

6. JVM 年輕代到年老代的晉升過程的判斷條件是什麼

1. 在年輕代gc過程當中存活的次數超過閾值
2. 或者太大了直接放入年老代
3. to Survivor滿了，新對象直接放入老年代
4. 還有一種狀況，若是在From空間中，相同年齡全部對象的大小總和大於From和To空間總和的一半，那麼年齡大於等於該年齡的對象就會被移動到老年代，而不用等到15歲(默認)

7. Full GC 觸發的條件

1. 調用System.gc時，系統建議執行Full GC，可是沒必要然執行
2. 老年代或者永久代空間不足
3. 其餘（=-=）

8. OOM錯誤，stackoverflow錯誤，permgen space錯誤

1. OOM 是堆內存溢出
2. stackoverflow是棧內存溢出
3. permgen space說的是溢出的區域在永久代

9. 內存溢出的種類

1. stackoverflow：；當線程調用一個方法是，jvm壓入一個新的棧幀到這個線程的棧中，只要這個方法還沒返回，這個棧幀就存在。若是方法的嵌套調用層次太多(如遞歸調用),隨着java棧中的幀的增多，最終致使這個線程的棧中的全部棧幀的大小的總和大於-Xss設置的值，而產生生StackOverflowError溢出異常
2. outofmemory:
   1. java程序啓動一個新線程時，沒有足夠的空間爲改線程分配java棧，一個線程java棧的大小由-Xss設置決定；JVM則拋出OutOfMemoryError異常;
   2. java堆用於存放對象的實例，當須要爲對象的實例分配內存時，而堆的佔用已經達到了設置的最大值(經過-Xmx)設置最大值，則拋出OutOfMemoryError異常;
   3. 方法區用於存放java類的相關信息，如類名、訪問修飾符、常量池、字段描述、方法描述等。在類加載器加載class文件到內存中的時候，JVM會提取其中的類信息，並將這些類信息放到方法區中。當須要存儲這些類信息，而方法區的內存佔用又已經達到最大值（經過-XX:MaxPermSize）；將會拋出OutOfMemoryError異常

參考資料

Java面試題全集（上）

http://www.jcodecraeer.com/a/chengxusheji/java/2015/0520/2896.html 本文是Android面試題整理中的一篇，結合右下角目錄食用更佳，包括：

• 集合
• 內存
• 垃圾回收

集合

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0. List和Set的區別

1. 它們都是接口，都實現了Collection接口
2. List元素能夠重複，元素順序與插入順序相同，其子類有LinkedList和ArrayList
3. Set元素不能重複，元素順序與插入順序不一樣，子類有HashSet（經過HashMap實現），LinkedHashSet，TreeSet（紅黑樹實現，排序的）

1. List、Map、Set三個接口存取元素時，各有什麼特色？

1. List繼承了Collection，儲存值,能夠有重複值
2. Set繼承了Collection，儲存值,不能有重複值
3. Map儲存健值對，能夠一對一或一對多

2. List、Set、Map是否繼承自Collection接口

List、Set 是，Map 不是。Map是鍵值對映射容器，與List和Set有明顯的區別，而Set存儲的零散的元素且不容許有重複元素（數學中的集合也是如此），List是線性結構的容器，適用於按數值索引訪問元素的情形

3. HashMap實現原理

1. 在1.7中，HashMap採用數組+單鏈表的結構；1.8中，採用數組+單鏈表或紅黑樹的結構（當鏈表size > 8時，轉換成紅黑樹）
2. HaspMap中有兩個關鍵的構造函數，一個是初始容量，另外一個是負載因子。
3. 初始容量即數組的初始大小，當map中元素個數 > 初始容量*負載因子時，HashMap調用resize（）方法擴容
4. 在存入數據時，對key的hashCode再次進行hash（），目的是讓hash值分佈均勻
5. 對hash() 返回的值與容量進行與運算，肯定在數組中的位置
6. key能夠爲null，null的hash值是0

4. HashMap是怎麼解決hash衝突的

1. 對hashCode在調用hash（）方法進行計算
2. 當超過閾值時進行擴容
3. 當發生衝突時使用鏈表或者紅黑樹解決衝突

5. 爲何不直接採用通過hashCode（）處理的哈希碼做爲存儲數組table的下標位置

1. hashCode可能很大，數組初始容量可能很小，不匹配，因此須要： hash碼 & （數組長度-1）做爲數組下標
2. hashCode可能分佈的不均勻

6. 爲何在計算數組下標前，需對哈希碼進行二次處理：擾動處理？

加大哈希碼低位的隨機性，使得分佈更均勻，從而提升對應數組存儲下標位置的隨機性 & 均勻性，最終減小Hash衝突

7. 爲何說HashMap不保證有序，儲存位置會隨時間變化

1. 經過hash值肯定位置，與用戶插入順序不一樣
2. 在達到閾值後，HashMap會調用resize方法擴容，擴容後位置發生變化

8. HashMap的時間複雜度

HashMap經過數組和鏈表實現，數組查找的時間複雜度是O(1)，鏈表的時間複雜度是O（n），因此要讓HashMap儘量的塊，就須要鏈表的長度儘量的小，當鏈表長度是1是，HashMap的時間複雜度就變成了O(1)；根據HashMap的實現原理，要想讓鏈表長度儘量的短，須要hash算法儘可能減小衝突。

9. HashMap 中的 key若 Object類型， 則需實現哪些方法

hashCode和equals

10. 爲何 HashMap 中 String、Integer 這樣的包裝類適合做爲 key 鍵

1. 它們是final的，不可變，保證了安全性
2. 均已經實現了hashCode和equals方法，計算準確

11. HashMap線程安全嗎

1. HashMap線程不安全
2. HashMap沒有同步鎖，舉例：好比A、B兩個線程同時觸發擴容，HashMap容量增長2倍，並將原數據從新分配到新的位置，這個時候可能出現原鏈表轉移到新鏈表時生成了環形鏈表，出現死循環。

12. HashMap線程安全的解決方案

1. 使用Collections.synchronizedMap()方法，該方法的實現方式是使用synchronized關鍵字
2. 使用ConcurrentHashMap，性能比Collections.synchronizedMap()更好

13. HashMap 如何刪除元素

1. 計算key的Hash值，找到數組中的位置，獲得鏈表的頭指針
2. 遍歷鏈表，經過equals比較key，肯定是否是要找的元素
3. 找到後調整鏈表，將該元素從鏈表中刪除

//源碼 java8
 @Override public V remove(Object key) {
        if (key == null) {
            return removeNullKey();
        }
        int hash = Collections.secondaryHash(key);
        HashMapEntry<K, V>[] tab = table;
        int index = hash & (tab.length - 1);
        for (HashMapEntry<K, V> e = tab[index], prev = null;
                e != null; prev = e, e = e.next) {
            if (e.hash == hash && key.equals(e.key)) {
                if (prev == null) {
                    tab[index] = e.next;
                } else {
                    prev.next = e.next;
                }
                modCount++;
                size--;
                postRemove(e);
                return e.value;
            }
        }
        return null;
    }
複製代碼

14. HashMap的擴容過程

1. 在初次加載時，會調用resize（）進行初始化
2. 當put（）時，會查看當前元素個數是否大於閾值（閾值=數組長度*負載因子），當大於時，調用resize方法擴容
3. 新建一個數組，擴容後的容量是原來的兩倍
4. 將原來的數據從新計算位置，拷貝到新的table上

15. java8 中HashMap的優化

最大變化是當鏈表超過必定的長度後，將鏈表轉換成紅黑樹存儲，在存儲不少數據時，效率提高了。鏈表的查找複雜度是O（n），紅黑樹是O（log（n））

16. HashMap和HashTable的區別

1. HashTable是線程安全的，而HashMap不是
2. HashMap中容許存在null鍵和null值，而HashTable中不容許
3. HashTable已經棄用，咱們能夠用ConcurrentHashMap等替代

17. ConcurrentHashMap實現原理

1. ConcurrentHashMap是線程安全的HashMap，效率比直接加cynchronized要好
2. 1.7中經過分段鎖實現，讀不枷鎖（經過volatile保證可見性），寫時給對應的分段加鎖。（1.8實現原理變了）

18. ConcurrentHashMap的併發度是什麼

1. ConcurrentHashMap經過分段鎖來實現，併發度即爲段數
2. 段數是ConcurrentHashMap類構造函數的一個可選參數，默認值爲16

19. LinkedHashMap原理

1. LinkedHashMap經過繼承HashMap實現，既保留了HashMap快速查找能力，又保存了存入順序
2. LinkedHashMap重寫了HashMap的Entry，經過LinkedEntry保存了存入順序，能夠理解爲經過雙向鏈表和HashMap共同實現

20. HashMap和Arraylist都是線程不安全的，怎麼讓他們線程安全

1. 藉助Collections工具類synchronizedMap和synchronizedList將其轉爲線程安全的
2. 使用安全的類替代，如HashTable（不建議使用）或者ConcurrentHashMap替代Hashmap，用CopyOnWriteArrayList替代ArrayList

21. HashSet 是如何保證不重複的

1. HashSet 是經過HashMap來實現的，內部持有一個HashMap實例
2. HashSet存入的值即爲HashMap的key，hashMap的value是HashSet中new 的一個Object實例，全部的value都相同

22. TreeSet 兩種排序方式

1. 天然排序：調用無參構造函數，添加的元素必須實現Comparable接口
2. 定製排序：使用有參構造函數，傳入一個Comparator實例

23. Array 和 ArrayList對比

1. Array能夠是基本類型和引用類型，ArrayList只能是引用類型
2. Array固定大小，ArrayList長度能夠動態改變
3. ArrayList有不少方法能夠調用，如addAll（）

24. List和數組的互相轉換/String轉換成數組

1. String[] a = list.toArray(new String[size]));
2. List list = Arrays.asList(array);
3. char[] char = string.toCharArray();

25. 數組在內存中是如何分配的

和引用類型同樣，在棧中保存一個引用，指向堆地址

26. TreeMap和TreeSet在排序時如何比較元素？Collections工具類中的sort()方法如何比較元素？

1. TreeMap和TreeSet都是經過紅黑樹實現的，所以要求元素都是可比較的，元素必須實現Comparable接口，該接口中有compareTo（）方法。
2. Collections的sort方法有兩種重載形式，一種只有一個參數，要求傳入的待排序元素必須實現Comparable接口；第二種有兩個參數，要求傳入待排序容器即Comparator實例

27. 闡述ArrayList、Vector、LinkedList的存儲性能和特性。

1. ArrayList 和Vector都是使用數組方式存儲數據,數組方式節省空間，便與讀取；但插入刪除涉及數組移動，性能較差。
2. Vector中的方法因爲添加了synchronized修飾，所以Vector是線程安全的容器。
3. LinkedList使用雙向鏈表實現存儲,佔用空間大，讀取慢；插入刪除快
4. Vector已經被遺棄，不推薦使用。爲了實現線程安全的list，可使用Collections中的synchronizedList方法將其轉換成線程安全的容器後再使用

28. 什麼是Java優先級隊列(Priority Queue)

PriorityQueue是一個基於優先級堆的無界隊列，它的元素是按照天然順序(natural order)排序的。在建立的時候，咱們能夠給它提供一個負責給元素排序的比較器。PriorityQueue不容許null值，由於他們沒有天然順序，或者說他們沒有任何的相關聯的比較器。PriorityQueue的邏輯結構爲堆（徹底二叉樹），物理結構爲數組。最後，PriorityQueue不是線程安全的，入隊和出隊的時間複雜度是O(log(n))

29. List、Set、Map的遍歷方式

1. List、Set都繼承了Collection接口，可使用for each遍歷或者Iterator
2. HashMap能夠拿到KeySet或者entrySet，而後用iterator或者 for each 方式遍歷

30. 什麼是Iterator(迭代器)

迭代器是一個接口，咱們能夠藉助這個接口實現對集合的遍歷，刪除 擴展（迭代器實現原理）：Collection繼承了Iterable接口，iterable接口中有iterator方法，返回一個Iterator迭代器 -> Collection的實現類經過在內部實現自定義Iterator，在iterator時返回這個實例。

31. Iterator和ListIterator的區別是什麼

1. ListIterator 繼承自 Iterator
2. Iterator可用來遍歷Set和List集合，可是ListIterator只能用來遍歷List
3. ListIterator比Iterator增長了更多功能，例如能夠雙向遍歷，增長元素等

32. 如何權衡是使用無序的數組仍是有序的數組

1. 查找多用有序數組，插入刪除多用無序數組
2. 解釋：有序數組最大的好處在於查找的時間複雜度是O(log n)，而無序數組是O(n)。有序數組的缺點是插入操做的時間複雜度是O(n)，由於值大的元素須要日後移動來給新元素騰位置。相反，無序數組的插入時間複雜度是常量O(1)

33. Arrays.sort 實現原理和 Collections.sort 實現原理

1. Collections.sort是經過Arrays.sort實現的。當list不爲ArrayList時，先轉成數組，再調用Arrays.sort
2. java 8 中Array.Sort()是經過timsort（一種優化的歸併排序）來實現的

34. Collection和Collections的區別

1. Collection 是一個接口，Set、List都繼承了該接口
2. Collections 是一個工具類，該工具類能夠幫咱們完成對容器的判空，排序，線程安全化等。

35. 快速失敗（fail-fast）和安全失敗（fail-safe）

1. 快速失敗：在用迭代器遍歷一個集合對象時，若是遍歷過程當中對集合對象的內容進行了修改（增長、刪除、修改），則會拋出Concurrent Modification Exception
2. 安全失敗：操做是對象的副本，這個時候原對象改變並不會對當前迭代器遍歷產生影響。java.util.concurrent類下邊容器都是安全失敗
   擴展：快速失敗原理：容器內部有一個modCount，記錄變化的次數，當進行遍歷時，若是mocount值發生改變，責快速失敗

36. 當一個集合被做爲參數傳遞給一個函數時，如何才能夠確保函數不能修改它

在做爲參數傳遞以前，咱們可使用Collections.unmodifiableCollection(Collection c)方法建立一個只讀集合，這將確保改變集合的任何操做都會拋出UnsupportedOperationException。

內存

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0. 內存中的棧(stack)、堆(heap)和方法區(method area)？

1. 棧：線程獨有，每一個線程一個棧區。保存基本數據類型，對象的引用，函數調用的現場（棧能夠分爲三個部分：基本類型，執行環境上下文，操做指令區(存放操做指令)）；優勢是速度快，缺點是大小和生存週期必須是肯定的
2. 堆：線程共享，jvm一共一個堆區。保存對象的實例，垃圾回收器回收的是堆區的內存
3. 方法區（靜態區）：線程共享。保存類信息、常量、靜態變量、JIT編譯器編譯後的代碼等數據，常量池是方法區的一部分。

1. Jvm內存模型

1. 堆：線程共享，存放對象實例，全部的對象的內存都在這裏分配。垃圾回收主要就是做用於這裏的。
2. java虛擬機棧：線程私有，生命週期與線程相同。每一個方法執行的時候都會建立一個棧幀（stack frame）用於存放 局部變量表、操做棧、動態連接、方法出口
3. native方法棧
4. 程序計數器：這裏記錄了線程執行的字節碼的行號，在分支、循環、跳轉、異常、線程恢復等都依賴這個計數器。
5. 方法區：線程共享的存儲了每一個類對象的信息（包括類的名稱、方法信息、字段信息）、靜態變量、常量以及編譯器編譯後的代碼等。

垃圾回收

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0. java中存在內存泄漏嗎

1. java中存在內存泄漏
2. java中雖然有GC幫咱們自動回收內存，可是隻有當實例沒有引用指向它時纔會被回收，若咱們錯誤的持有了引用，沒有在應當釋放時釋放，就會形成內存泄漏，例如在長生命週期對象持有短生命週期對象。

舉例：
import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException;

public class MyStack<T> {
private T[] elements;
private int size = 0;

private static final int INIT_CAPACITY = 16;

public MyStack() {
   elements = (T[]) new Object[INIT_CAPACITY];
 }

public void push(T elem) {
   ensureCapacity();
   elements[size++] = elem;
 }

public T pop() {
if(size == 0)
   throw new EmptyStackException();
   return elements[--size];
   }

private void ensureCapacity() {
 if(elements.length == size) {
   elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
  }
 }
}

分析：這裏用數組實現了一個棧，可是當數據pop以後，數組裏內容並無被清空。
複製代碼

1. GC是什麼？爲何要有GC？

1. GC是垃圾收集器（Garbage Collection）的縮寫，是面試中常考的點。瞭解GC的運行方式，對防止內存泄漏，提升運行效率等都有好處
2. 垃圾收集器會自動進行內存回收，不須要程序員進行操做，System.gc() 或Runtime.getRuntime().gc() 時並非立刻進行內存回收，甚至不會進行內存回收
3. 詳細參見JVM的內存回收機制

2. 如何定義垃圾

1. 引用計數（沒法解決循環引用的問題）
2. 可達性分析

3. 什麼變量能做爲GCRoot

1. 虛擬機棧(棧幀中的本地變量表)中引用的對象；
2. 方法區中的類靜態屬性引用的對象
3. 方法區中的常量引用的對象
4. 原生方法棧（Native Method Stack）中 JNI 中引用的對象。

4. 垃圾回收的方法

1. 標記-清除（Mark-Sweep）法：減小停頓時間，但會形成內存碎片
2. 標記-整理（Mark-Compact）法：能夠解決內存碎片問題，可是會增長停頓時間
3. 複製（copying）法：從一個地方拷貝到另外一個地方，適合有大量回收的場景，好比新生代回收
4. 分代收集：把內存區域分紅不一樣代，根據代不一樣採起不一樣的策略
   新生代（Yong Generation）：存放新建立的對象，採用複製回收方法；年老代（old Generation）：這些對象垃圾回收的頻率較低，採用的標記整理方法，這裏的垃圾回收叫作 major GC；永久代（permanent Generation）：存放Java自己的一些數據，當類再也不使用時，也會被回收。

5. JVM垃圾回收什麼時候觸發MinorGC等操做

1. minorGc發生在年輕代，是複製回收
2. 年輕代能夠分爲三個區域：Eden、from Survivor和to Survivor；當Eden滿了的時候，觸發minorGc
3. Gc過程：Eden區複製到to區；from區年齡大的被移到年老區，年齡小的複製到to區；to區變成from區；

6. JVM 年輕代到年老代的晉升過程的判斷條件是什麼

1. 在年輕代gc過程當中存活的次數超過閾值
2. 或者太大了直接放入年老代
3. to Survivor滿了，新對象直接放入老年代
4. 還有一種狀況，若是在From空間中，相同年齡全部對象的大小總和大於From和To空間總和的一半，那麼年齡大於等於該年齡的對象就會被移動到老年代，而不用等到15歲(默認)

7. Full GC 觸發的條件

1. 調用System.gc時，系統建議執行Full GC，可是沒必要然執行
2. 老年代或者永久代空間不足
3. 其餘（=-=）

8. OOM錯誤，stackoverflow錯誤，permgen space錯誤

1. OOM 是堆內存溢出
2. stackoverflow是棧內存溢出
3. permgen space說的是溢出的區域在永久代

9. 內存溢出的種類

1. stackoverflow：；當線程調用一個方法是，jvm壓入一個新的棧幀到這個線程的棧中，只要這個方法還沒返回，這個棧幀就存在。若是方法的嵌套調用層次太多(如遞歸調用),隨着java棧中的幀的增多，最終致使這個線程的棧中的全部棧幀的大小的總和大於-Xss設置的值，而產生生StackOverflowError溢出異常
2. outofmemory:
   1. java程序啓動一個新線程時，沒有足夠的空間爲改線程分配java棧，一個線程java棧的大小由-Xss設置決定；JVM則拋出OutOfMemoryError異常;
   2. java堆用於存放對象的實例，當須要爲對象的實例分配內存時，而堆的佔用已經達到了設置的最大值(經過-Xmx)設置最大值，則拋出OutOfMemoryError異常;
   3. 方法區用於存放java類的相關信息，如類名、訪問修飾符、常量池、字段描述、方法描述等。在類加載器加載class文件到內存中的時候，JVM會提取其中的類信息，並將這些類信息放到方法區中。當須要存儲這些類信息，而方法區的內存佔用又已經達到最大值（經過-XX:MaxPermSize）；將會拋出OutOfMemoryError異常

參考資料

Java面試題全集（上）

http://www.jcodecraeer.com/a/chengxusheji/java/2015/0520/2896.html