【魯班學院】面試總結：Java高級篇(上)：集合的類型以及從新認識HashMap

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。它包含有各類有關集合操做的靜態多態方法。
java.util.Collection 是一個集合接口。它提供了對集合對象進行基本操做的通用接口方法。

Collection
複製代碼

├List
    
    │├LinkedList
    
    │├ArrayList
    
    │└Vector
    
    │ └Stack
    
    └Set
    
    Map
    
    ├Hashtable
    
    ├HashMap
    
    └WeakHashMap
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ArrayList、HashMap、TreeMap和HashTable類提供對元素的隨機訪問。

（1）線程安全

Vector
HashTable(不容許插空值)
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（2）非線程安全

ArrayList
LinkedList
HashMap(容許插入空值)
HashSet
TreeSet
TreeMap(基於紅黑樹的Map實現)
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2.你說說 arraylist 和 linkedlist 的區別？

ArrayList和LinkedList二者都實現了List接口，可是它們之間有些不一樣。

一、ArrayList是由Array所支持的基於一個索引的數據結構，因此它提供對元素的隨機訪問。 二、與ArrayList相比，在LinkedList中插入、添加和刪除一個元素會更快。 三、LinkedList比ArrayList消耗更多的內存，由於LinkedList中的每一個節點存儲了先後節點的引用。

3.HashMap 底層是怎麼實現的？還有什麼處理哈希衝突的方法？

處理哈希衝突的方法： 解決HashMap通常沒有什麼特別好的方式，要不擴容從新hash要不優化衝突的鏈表結構。

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-能夠用紅黑樹提升查找效率

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 繼承於AbstractMap，實現了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。 HashMap 的實現不是同步的，這意味着它不是線程安全的,但能夠用 Collections的synchronizedMap方法使HashMap具備線程安全的能力。它的key、value均可覺得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。加載因子太高雖然減小了空間開銷，但同時也增長了查詢成本。HashMap是數組+鏈表+紅黑樹（JDK1.8增長了紅黑樹部分）實現的,當鏈表長度太長（默認超過8）時，鏈表就轉換爲紅黑樹。

4.Java8系列之從新認識HashMap

功能實現-方法： 一、肯定哈希桶數組索引位置 :這裏的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 & jdk1.7int h;// h = key.hashCode() 爲第一步 取hashCode值// h ^ (h >>> 16) 爲第二步 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，可是實現原理同樣的return h & (length-1); //第三步 取模運算}`
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1.分析HashMap的put方法 2.擴容機制：原來的兩倍

5.熟悉什麼算法，還有說說他們的時間複雜度？

經典排序算法總結與實現

6.ArrayList和Vector的底層代碼和他們的增加策略,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，擴展後數組大小爲（(原數組長度1.5）與傳遞參數中較大者。

Vector的擴容，是能夠指定擴容因子，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。（*詳細內容能夠配合閱讀源碼）

7.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：方法區裏存放什麼？ 本地方法棧：和jvm棧所發揮的做用相似，區別是jvm棧爲jvm執行java方法（字節碼）服務，而本地方法棧爲jvm使用的native方法服務。 JVM棧：局部變量表、操做數棧、動態連接、方法出口。 方法區：用於存儲已被虛擬機加載的類信息，常量、靜態變量、即時編譯器編譯後的代碼等。 堆：存放對象實例。

8.minor GC 與 Full GC，分別何時會觸發？ 分別採用哪一種垃圾回收算法？簡單介紹算法。

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。

新生代一般存活時間較短基於Copying算法進行回收,將可用內存分爲大小相等的兩塊，每次只使用其中一塊；當這一塊用完了，就將還活着的對象複製到另外一塊上，而後把已使用過的內存清理掉。在HotSpot裏，考慮到大部分對象存活時間很短將內存分爲Eden和兩塊Survivor，默認比例爲8:1:1。代價是存在部份內存空間浪費，適合在新生代使用。

老年代與新生代不一樣，老年代對象存活的時間比較長、比較穩定，所以採用標記(Mark)算法來進行回收,所謂標記就是掃描出存活的對象，而後再進行回收未被標記的對象，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，總之目的就是要減小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)、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： 一、調用System.gc時，系統建議執行Full GC，可是沒必要然執行。 二、老年代空間不足。 三、方法去空間不足。 四、經過Minor GC後進入老年代的平均大小大於老年代的可用內存。 五、由Eden區、From Space區向To Space區複製時，對象大小大於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於該對象大小。

9.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，另一個是模擬指針（引用），全部的數據結構均可以用這兩個基本結構來構造的，HashMap也不例外。HashMap其實是一個「鏈表散列」的數據結構，即數組和鏈表的結合體。

10.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(); 
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9.鎖

Lock–ReentrantLock,ReadWriteLock,Condition,LockSupport

Lock lock = new ReentrantLock();lock.lock();//critical section lock.unlock();
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10.concurrentMap 和 HashMap 區別

1.hashMap能夠有null的鍵，concurrentMap不能夠有 2.hashMap是線程不安全的，在多線程的時候須要Collections.synchronizedMap(hashMap),ConcurrentMap使用了重入鎖保證線程安全。 3.在刪除元素時候，二者的算法不同。 ConcurrentHashMap和Hashtable主要區別就是圍繞着鎖的粒度以及如何鎖,能夠簡單理解成把一個大的HashTable分解成多個，造成了鎖分離。

11.信號量是什麼，怎麼使用?volatile關鍵字是什麼？

`信號量-semaphore：荷蘭著名的計算機科學家Dijkstra 於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,以保證它們可以正確、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做改變整型量。 同步與互斥：同類進程爲互斥關係（打印機問題），不一樣進程爲同步關係(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關鍵字預示着這個變量始終是「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。一樣的道理，每次寫一個volatile變量，都是寫回主存，而不只僅是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。`

13.阻塞隊列了解嗎？怎麼使用？!

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，若是隊列已滿，線程將會阻塞等待直到隊列非滿；從阻塞隊列取數據時，若是隊列已空，線程將會阻塞等待直到隊列非空。併發包下不少高級同步類的實現都是基於BlockingQueue實現的。

以ArrayBlockingQueue爲例，咱們先來看看代碼：

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();}}
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從put方法的實現能夠看出，它先獲取了鎖，而且獲取的是可中斷鎖，而後判斷當前元素個數是否等於數組的長度，若是相等，則調用notFull.await()進行等待，當被其餘線程喚醒時，經過enqueue(e)方法插入元素，最後解鎖。

/*** 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();}
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插入成功後，經過notEmpty喚醒正在等待取元素的線程。

13.Java中的NIO，BIO，AIO分別是什麼？

IO的方式一般分爲幾種，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：一個鏈接一個線程.BIO方式適用於鏈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，併發侷限於應用中，JDK1.4之前的惟一選擇，但程序直觀簡單易理解。

在JDK1.4以前，用Java編寫網絡請求，都是創建一個ServerSocket，而後，客戶端創建Socket時 就會詢問是否有線程能夠處理，若是沒有，要麼等待，要麼被拒絕。即：一個鏈接，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方式適用於鏈接數目多且鏈接比較短（輕操做）的架構，好比聊天服務器，併發侷限於應用中，編程比較複雜，JDK1.4開始支持。

NIO自己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的網絡應用中，若是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信，就必須使用多線程來處理。也就是說，將每個客戶端請求分配給一個線程來單獨處理。這樣作雖然能夠達到咱們的要求，但同時又會帶來另一個問題。 因爲每建立一個線程，就要爲這個線程分配必定的內存空間（也叫工做存儲器），並且操做系統自己也對線程的總數有必定的限制。若是客戶端的請求過多，服務端程序可能會由於不堪重負而拒絕客戶端的請求，甚至服務器可能會所以而癱瘓。

3.AIO，異步非阻塞IO，簡單理解：一個有效請求一個線程.AIO方式使用於鏈接數目多且鏈接比較長（重操做）的架構，好比相冊服務器，充分調用OS參與併發操做，編程比較複雜，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，到卸御出內存爲止，它的整個生命週期分爲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、解析三個部分統稱爲鏈接。

15.什麼是冪等性？

所謂冪等，簡單地說，就是對接口的屢次調用所產生的結果和調用一次是一致的。 那麼咱們爲何須要接口具備冪等性呢？設想一下如下情形：

•在App中下訂單的時候，點擊確認以後，沒反應，就又點擊了幾回。在這種狀況下，若是沒法保證該接口的冪等性，那麼將會出現重複下單問題。 •在接收消息的時候，消息推送重複。若是處理消息的接口沒法保證冪等，那麼重複消費消息產生的影響可能會很是大。

16.有哪些 JVM 調優經驗？

Jvm參數總結：http://linfengying.com/?p=2470

◾內存參數

!

在這裏插入圖片描述

上面有7中收集器，分爲兩塊，上面爲新生代收集器，下面是老年代收集器。若是兩個收集器之間存在連線，就說明它們能夠搭配使用。

17.分佈式 CAP 瞭解嗎？

一致性(Consistency) 可用性(Availability) 分區容忍性(Partition tolerance)

18.ava中HashMap的key值要是爲類對象則該類須要知足什麼條件？

須要同時重寫該類的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：

若是兩個 Entry 的 key 的 hashCode() 返回值相同，那它們的存儲位置相同。 若是這兩個 Entry 的 key 經過 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。 若是這兩個 Entry 的 key 經過 equals 比較返回 false，新添加的 Entry 將與集合中原有 Entry 造成 Entry 鏈，並且新添加的 Entry 位於 Entry 鏈的頭部——具體說明繼續看 addEntry() 方法的說明。`

19Java 垃圾回收會出現不可回收的對象嗎？怎麼解決內存泄露問題？怎麼定位問題源？

通常不會有不可回收的對象，由於如今的GC會回收不可達內存。

20.終止線程有幾種方式？終止線程標記變量爲何是 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.用過哪些併發的數據結構？ cyclicBarrier 什麼功能？信號量做用？數據庫讀寫阻塞怎麼解決？

•主要有鎖機制，而後基於CAS的concurrent包。 •CyclicBarrier的字面意思是可循環使用（Cyclic）的屏障（Barrier）。它要作的事情是，讓一組線程到達一個屏障（也能夠叫同步點）時被阻塞，直到最後一個線程到達屏障時，屏障纔會開門，全部被屏障攔截的線程纔會繼續幹活。 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，每一個線程調用await方法告訴CyclicBarrier我已經到達了屏障，而後當前線程被阻塞。 •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，它經過協調各個線程，以保證合理的使用公共資源。 不少年以來，我都以爲從字面上很難理解Semaphore所表達的含義，只能把它比做是控制流量的紅綠燈，好比XX馬路要限制流量，只容許同時有一百輛車在這條路上行使，其餘的都必須在路口等待，因此前一百輛車會看到綠燈，能夠開進這條馬路，後面的車會看到紅燈，不能駛入XX馬路，可是若是前一百輛中有五輛車已經離開了XX馬路，那麼後面就容許有5輛車駛入馬路。 這個例子裏說的車就是線程，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。