备战秋招：面试题6
死锁产生的4个必要条件
1、互斥：某种资源一次只允许一个进程访问，即该资源一旦分配给某个进程，其他进程就不能再访问，直到该进程访问结束。
2、占有且等待：一个进程本身占有资源（一种或多种），同时还有资源未得到满足，正在等待其他进程释放该资源。
3、不可抢占：别人已经占有了某项资源，你不能因为自己也需要该资源，就去把别人的资源抢过来。
4、循环等待：存在一个进程链，使得每个进程都占有下一个进程所需的至少一种资源。
当以上四个条件均满足，必然会造成死锁，发生死锁的进程无法进行下去，它们所持有的资源也无法释放。这样会导致CPU的吞吐量下降。所以死锁情况是会浪费系统资源和影响计算机的使用性能的。那么，解决死锁问题就是相当有必要的了。
进程和线程
进程：是程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位；
线程：是进程的一个执行单元，比进程更小的独立运行的基本单位；
引入进程是为了支持并发，让多个程序能够同时执行，例如一台电脑能够同时执行浏览器和 QQ。
当发生阻塞时需要切换到其它进程，从而将这个阻塞时间利用起来执行其它程序。但是切换一个进程需要保存进程的地址空间以及载入新进程的地址空间，这个操纵是很耗时的。引入线程之后，因为线程共享同一个进程的地址空间，因此线程切换不需要设计到保存和载入地址空间，比起进程而言开销小很多。
但是线程切换也需要陷入内核，由内核来进行调度，陷入操作开销也很大。为了解决这个问题，引入了协程，协程是用户级线程，由用户程序来控制线程的切换，不用陷入内核。
简单单例实现
public class SingletonDemo {
private static volatile SingletonDemo s;
private SingletonDemo(){ }
public static SingletonDemo getInstance(){
if(s == null){
synchronized (SingletonDemo.class){
if(s == null){
instance=new SingletonDemo();
}
}
}
return instance;
}
}
Collection 和 Collections的区别。
Collections是个java.util下的类，它包含有各种有关集合操作的静态方法。
Collection是个java.util下的接口，它是各种集合结构的父接口。
抽象类与接口
抽象类
抽象类是用来捕捉子类的通用特性的 。它不能被实例化，只能被用作子类的超类。抽象类是被用来创建继承层级里子类的模板
接口
接口是抽象方法的集合。如果一个类实现了某个接口，那么它就继承了这个接口的抽象方法。这就像契约模式，如果实现了这个接口，那么就必须确保使用这些方法。接口只是一种形式，接口自身不能做任何事情
区别
| 参数 | 抽象类 | 接口 |
|---|---|---|
| 默认的方法实现 | 它可以有默认的方法实现 | 接口完全是抽象的。它根本不存在方法的实现 |
| 实现 | 子类使用extends关键字来继承抽象类。如果子类不是抽象类的话，它需要提供抽象类中所有声明的方法的实现 | 子类使用关键字implements来实现接口。它需要提供接口中所有声明的方法的实现 |
| 构造器 | 抽象类可以有构造器 | 接口不能有构造器 |
| 与正常Java类的区别 | 除了你不能实例化抽象类之外，它和普通Java类没有任何区别 | 接口是完全不同的类型 |
| 访问修饰符 | 抽象方法可以有public、protected和default这些修饰符 | 接口方法默认修饰符是public。你不可以使用其它修饰符 |
| main方法 | 抽象方法可以有main方法并且我们可以运行它 | 接口没有main方法，因此我们不能运行它 |
| 多继承 | 抽象方法可以继承一个类和实现多个接口 | 接口只可以继承一个或多个其它接口 |
| 速度 | 它比接口速度要快 | 接口是稍微有点慢的，因为它需要时间去寻找在类中实现的方法。 |
| 添加新方法 | 如果你往抽象类中添加新的方法，你可以给它提供默认的实现。因此你不需要改变你现在的代码。 | 如果你往接口中添加方法，那么你必须改变实现该接口的类。 |
TCP与UDP的区别：
UDP(User Datagram Protocol)
UDP不提供复杂的控制机制，利用IP提供面向无连接的通信服务。并且它是将应用程序发来的数据在收到的那一刻，立刻按照原样发送到网络上的一种机制。 即使是出现网络拥堵的情况下，UDP也无法进行流量控制等避免网络拥塞的行为。此外，传输途中如果出现了丢包，UDO也不负责重发。甚至当出现包的到达顺序乱掉时也没有纠正的功能。如果需要这些细节控制，那么不得不交给由采用UDO的应用程序去处理。换句话说，UDP将部分控制转移到应用程序去处理，自己却只提供作为传输层协议的最基本功能。UDP有点类似于用户说什么听什么的机制，但是需要用户充分考虑好上层协议类型并制作相应的应用程序。
TCP(Transmission Control Protocol)
TCP充分实现了数据传输时各种控制功能，可以进行丢包的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。而这些在UDP中都没有。此外，TCP作为一种面向有连接的协议，只有在确认通信对端存在时才会发送数据，从而可以控制通信流量的浪费。TCP通过检验、序列号、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可靠性传输。
主要区别
1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达; UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付
3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的，
UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）
4、每一条TCP连接只能是点到点的; UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节
6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道
| 区别 | TCP | UDP |
|---|---|---|
| 是否连接 | 面向连接 | 面向非连接 |
| 传输可靠性 | 可靠 | 不可靠 |
| 应用场合 | 传输大量数据 | 少量数据 |
| 速度 | 慢 | 快 |
Synchronized
monitorenter：
进入一个对象的monitor，任何对象都有一个monotor与之关联，当且且当一个monitor被持有后，它就会处于锁定状态，线程执行到monitorenter指令后，将会尝试获取对象所对应的monitor的所有权。过程如下：
1.如果monitor的计数器为0，则线程进入成功，将计数器值设置为1，就意味着当前线程是monitor的所有者。
2.如果线程已经占有了当前monitor，则直接进入，将计数器加1.
3.如果monitor已经被其他线程占有，那么当前线程被阻塞，直到monitor的计数器变成0，重新尝试获取monitor的所有权。
monitorexit：
退出一个对象的monitor。执行monitorexit指令的线程必须是对象对应的monitor的所有者，执行时，线程把monitor的计数器值减1，如果减1后计数器值为0，那线程退出monitor，不再是这个monitor的拥有者，其他被这个monitor阻塞的线程可以尝试去获取这个monitor的所有权。
同步代码块和方法使用Synchronized区别
同步代码块：monitorenter指令插入到同步代码块的开始位置，monitorexit指令插入到同步代码块的结束位置，JVM需要保证每一个monitorenter都有一个monitorexit与之相对应。任何对象都有一个monitor与之相关联，当且一个monitor被持有之后，他将处于锁定状态。线程执行到monitorenter指令时，将会尝试获取对象所对应的monitor所有权，即尝试获取对象的锁；
同步方法：synchronized方法则会被翻译成普通的方法调用和返回指令如:invokevirtual、areturn指令，在VM字节码层面并没有任何特别的指令来实现被synchronized修饰的方法，而是在Class文件的方法表中将该方法的access_flags字段中的synchronized标志位置1，表示该方法是同步方法并使用调用该方法的对象或该方法所属的Class在JVM的内部对象表示Klass做为锁对象。
锁消除和锁粗化
锁消除
为了保证数据的完整性，我们在进行操作时需要对这部分操作进行同步控制，但是在有些情况下，JVM检测到不可能存在共享数据竞争，这是JVM会对这些同步锁进行锁消除。锁消除的依据是逃逸分析的数据支持。
如果不存在竞争，为什么还需要加锁呢？所以锁消除可以节省毫无意义的请求锁的时间。变量是否逃逸，对于虚拟机来说需要使用数据流分析来确定，但是对于我们程序员来说这还不清楚么？我们会在明明知道不存在数据竞争的代码块前加上同步吗？但是有时候程序并不是我们所想的那样？我们虽然没有显示使用锁，但是我们在使用一些JDK的内置API时，如StringBuffer、Vector、HashTable等，这个时候会存在隐形的加锁操作。比如StringBuffer的append()方法，Vector的add()方法：
public void vectorTest(){
Vector<String> vector = new Vector<String>();
for(int i = 0 ; i < 10 ; i++){
vector.add(i + "");
}
System.out.println(vector);
}
在运行这段代码时，JVM可以明显检测到变量vector没有逃逸出方法vectorTest()之外，所以JVM可以大胆地将vector内部的加锁操作消除。
锁粗化
我们知道在使用同步锁的时候，需要让同步块的作用范围尽可能小—仅在共享数据的实际作用域中才进行同步，这样做的目的是为了使需要同步的操作数量尽可能缩小，如果存在锁竞争，那么等待锁的线程也能尽快拿到锁。
在大多数的情况下，上述观点是正确的，LZ也一直坚持着这个观点。但是如果一系列的连续加锁解锁操作，可能会导致不必要的性能损耗，所以引入锁粗话的概念。
锁粗话概念比较好理解，就是将多个连续的加锁、解锁操作连接在一起，扩展成一个范围更大的锁。如上面实例：vector每次add的时候都需要加锁操作，JVM检测到对同一个对象（vector）连续加锁、解锁操作，会合并一个更大范围的加锁、解锁操作，即加锁解锁操作会移到for循环之外。
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