金三銀四跳槽季，BAT美團滴滴java面試大綱（帶答案版）之一：Java基礎篇

Java基礎篇：

題記：本系列文章，會盡可能模擬面試現場對話情景， 用口語而非書面語 ，採用問答形式來展示。另外每個問題都附上「延伸」，這部份內容是幫助小夥伴們更深的理解一些底層細節的補充，在面試中可能不多直接涉及，權當是提升自身水平的知識儲備吧。

第一部分：java容器相關

1.問：List 和 Set 都有什麼區別？

分析：這種問題面試官通常想考察的都是你對這兩種數據結構的瞭解，已經使用時候的選擇依據，因此能夠從數據結構和一些使用案例入手分別作個介紹

答：List，列表，元素可重複。經常使用的實現ArrayList和LinkedList，前者是數組方式來實現，後者是經過鏈表來實現，在使用選擇的時候，通常考慮的是基本數據結構的特性，好比，數組讀取效率較高，鏈表插入時效率較高。

Set，集合，特色就是存儲的元素不可重複。經常使用是實現，是HashSet和TreeSet，分開來談：

    HashSet，底層實現是HashMap，存儲時，把值存在key，而value統一存儲一個object對象。排重的時候，是先經過對象的hashcode來判斷，若是不相等，直接存儲。若是相等，會再對key作equals判斷，若是依然相等，不存儲，若是不相等，則存入，咱們知道，HashMap是數組+鏈表的基本結構，一樣的，在HashSet中，也是經過一樣的策略，存儲在相同的數組位置下的鏈表中。

    TreeSet，存入自定義對象時，對象須要實現Comparable接口，重寫排序規則。使用場景通常是須要保證存儲數據的有序和惟一性。底層數據結構是自平衡的二叉排序樹（紅黑樹）

延伸：

    a.在說到HashMap時，可能會直接引到HashMap相關話題，我發現這個問題面試官很是喜歡問，多是由於HashMap可聊的較多，也能很好的考驗下應聘者對底層實現細節、源碼閱讀、刨根問底的態度。

    b.涉及到二叉樹了，小端就遇到過一次問紅黑樹特性的，由於以前準備過，成竹在胸的啪啪啪正要一一道來呢，結果剛說到第二個特性，面試官就問：紅黑樹和普通的平衡二叉樹有什麼區別？當時一臉懵逼樣...回來後趕忙補足，核心區別就是：紅黑樹也是二叉查找樹的一種，二叉樹須要經過自旋、或其餘方式（好比紅黑樹還能經過變色）來保證平衡（不然就成了鏈表結構了，沒有時間複雜度上的優點了），紅黑樹限定的條件相對來講比較寬鬆，也就是說在平衡的過程當中，消耗相對較小。

  c.因爲HashSet無序，爲了實現有序的目的，又不想用其餘數據結構，能夠用LinkedHashSet。簡要說明，同HashSet和HashMap關係同樣，也是使用了一個LinkedHashMap，LinkedHashMap和普通的HashMap的區別就是，在原有數據結構之上，採用雙向鏈表的形式將全部entry（注意，是前面講過的數組+鏈表中的各個鏈表裏的元素，作了鏈接）連起來，順序就是entry的插入順序，這樣能夠保證元素的迭代順序和插入順序相同（有序性）

2.HashMap 是線程安全的嗎，爲何不是線程安全的?

分析：這種問題，既然面試官問起，確定是在這方面有的聊的。這個問題，在多數狀況下，能清晰、全面的描述出問題前因後果便可，不多有面試官真的拿一段源碼來考。固然，做爲應聘者，若是能理解的很透徹，再用簡單的圖邊寫邊講，做爲補充，仍是很是出彩的。

答：嗯，不是線程安全的。主要從兩個方面來講：

        a.在插入新數據的時候，多線程hash後的結果相同，插入位置也就會定位到數組的相同下標下的同一個鏈表中。在插入時，假如第二個線程在第一個線程插入的瞬間也插入，就可能會致使，覆蓋前面插入的值。

        b.第二個非線程安全的影響是在擴容的時候，擴容會把全部值從新hash，插入到新的擴容後的「數組+鏈表」結構中。可能會致使環狀鏈表狀況出現，這樣在讀取節點的next節點時，永不爲空，也就是著名的擴容時CPU使用率100%狀況。

 延伸：

要作到心中有底，仍是須要知其然知其因此然才行，因此，擼下源碼好好想一想，才能作到臨陣不亂。

        a.建議好好看看源碼，源碼量不大，結構也比較清晰。

        b.針對環狀鏈表的狀況，我是看了別人寫的圖文並茂版的文章弄明白的，這裏放上連接，供參考：HashMap高併發問題

3.問：那你是用什麼數據結構來做爲替代，知足線程安全的場景要求呢？

分析：這裏通常面試官想考察的是對ConcurrentHashMap的瞭解，可是也有個別狀況，會涉及到HashTable，小端就吃過這方面的虧，明明能夠一筆帶過的小知識點，卻因爲準備不充分，而沒能答完整。

答：在Java裏，提供瞭如下數據結構，能夠解決線程安全問題：

a.HashTable，實現原理是經過Synchronize同步鎖來把讀寫方法都加鎖的方式。雖然線程安全了，可是效率低下，只要有讀寫，就不能作其餘操做。

b.SynchronizedMap（涉及較少，瞭解便可），有條件的同步，是Collections類提供的一個方法返回的HashMap的多線程版本。實現是把基本的方法都加了同步鎖。

c.ConcurrentHashMap（重頭戲）：根據jdk版本不一樣，實現也有差異。

java8之前，是用segment（鎖住map一段實現，默認是16段也就是能夠併發數支持到16，也可自定義。讀不受影響），數據結構爲數組(segment)+數組(entry)+鏈表，適用於讀多寫少的場景。提供原子操做putIfAbsent()（沒有則添加）。segment繼承自ReentrantLock，來做爲鎖。

java8，元素結構爲Node（實現Entry接口），數據結構爲數組+鏈表；直接對Node進行加鎖，粒度更小。當鏈表長度大於8，轉換爲紅黑樹,固然在轉換前，先看下數組長度，若是小於64，那先經過擴容來實現；插入元素時，若是該位置爲null，用CAS插入；若是不爲null，則加Synchronize鎖插入到鏈表；

擴展：

        a.咱們看到，數組的默認長度都是16，那麼這個數字有什麼深意嗎？有！作運算時效率高！屬於取巧的設計。一個是擴容的時候，直接向左位操做，移一位，擴張爲二倍；二是hash取模的時候，hash值是32位，右移28位，剩高四位，而後與這個length-1也就是15（1111）按位與操做，使數據均勻分佈。

        b.ConcurrentHashMap在獲取size時候是怎麼計算的呢？

1.7size(),先獲取segment的大小，而後判斷是否修改過，若是是，在加鎖從新獲取segment大小，而後把全部segment大小加在一塊兒；

1.8size()的實現是用一個volatile 變量來作CAS修改，若是高併發，還會把部分值存到一個volatile數組。取值時，把這兩部分的值加在一塊兒。mappingcount()方法和size()方法實現方式同樣

        c.hashmap可使用null做爲key和value，存儲於table數組第一個節點；hashtable不容許key和value爲null.（這個在一個小公司被面試官問倒了，汗顏）

        d.瞭解一些其餘的數據結構：

ConcurrentSkipListMap 數據有序

ConcurrentSkipListSet 能去重

        e.hashset是用hashmap實現，內部存的是key，全部的value都是同一個object

好，這篇就先寫到這，你們還有什麼想看的，在下面留言告訴我，我會優先整理出來哦。

 

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