面试准备-java【1】

1、HashMap 是线程安全的吗，为什么不是线程安全的（最好画图说明多线程环境下不安全）
HashMap线程不安全，hashmap允许key，value为null
hashtable线程安全，方法加synchronized，不允许value为null
HashMap多线程get不安全，多线程扩容阶段中，rehash步骤不安全
http://www.importnew.com/22011.html

concurrentHashMap:
1.7版本，采用segment分段锁，一个hashmap中有多个segment，每个segment存放多个k-v桶（数组），每个数组后面是链表。锁是加在每个segment上。

1.8版本，锁的粒度更细了，去掉了segment，直接加在链表的表头，整体结构和普通的hashMap没差别，使用volatile保证可见性。同时在初始化，以及定位到相应数组位置时量表为空的特殊情况下，使用CAS无锁操作。链表长度超过阈值，也会进行树化。

2、HashMap 1.7 与 1.8 的 区别，说明 1.8 做了哪些优化，如何优化的？
链表长度超过8采用红黑树，resize的时候不是重新计算hash，而是用hash&oldCap（数组容量）来判断是在原位置，还是移动到oldCap+oldIndex位置
http://www.importnew.com/22011.html
http://www.importnew.com/20386.html
https://my.oschina.net/hosee/blog/618828

3、final finally finalize
final 用于声明属性,方法和类, 分别表示属性不可变（不可重新赋值）, 方法不可覆盖, 类不可继承。可以增强代码的可读性，明确哪些代码是不可被修改的，一定程度上增加平台的稳定性。

匿名内部类，引用局部变量，局部变量为什么用final修饰：内部类引用局部变量不是直接引用，而是copy一份，用final修饰，可以减少数据一致性问题

finally 是异常处理语句结构的一部分，表示总是执行。对于需要关闭的连接等资源，使用try-with-resources语句。
finalize 是Object类的一个方法，在垃圾收集器执行的时候会调用被回收对象的此方法，可以覆盖此方法提供垃圾收集时的其他资源回收，例如关闭文件等. JVM不保证此方法总被调用。不推荐使用，java9中，该方法被标注为deprecated

4、强引用 、软引用、 弱引用、虚引用
https://blog.csdn.net/mazhimazh/article/details/19752475

5、try catch finally 的执行顺序
先执行try或catch里里面的代码，然后再执行finally，再执行try或catch里面的return.基础数据类型finally的修改不影响return，如果是返回对象，因为返回对象的引用，finally的修改会影响。

6、cloneable接口实现原理
cloneable只是一个接口，需要实现接口，重写Object的clone方法，此时是浅拷贝，复制属性，对于对象属性是拷贝引用
深拷贝，被克隆的对象以及对象属性要实现Serializable，用ByteArrayOutputStream，ObjectOutputStream，ObjectInputStream 复制属性
https://blog.csdn.net/boonya/article/details/70849997

7、异常分类以及处理机制
https://www.cnblogs.com/lulipro/p/7504267.html

8、wait和sleep的区别
1、首先，要记住这个差别，“sleep是Thread类的方法,wait是Object类中定义的方法”。尽管这两个方法都会影响线程的执行行为，但是本质上是有区别的。
2、Thread.sleep不会导致锁行为的改变，如果当前线程是拥有锁的，那么Thread.sleep不会让线程释放锁。如果能够帮助你记忆的话，可以简单认为和锁相关的方法都定义在Object类中，因此调用Thread.sleep是不会影响锁的相关行为。
3、Thread.sleep和Object.wait都会暂停当前的线程，对于CPU资源来说，不管是哪种方式暂停的线程，都表示它暂时不再需要CPU的执行时间。OS会将执行时间分配给其它线程。区别是，调用wait后，需要别的线程执行notify/notifyAll才能够重新获得CPU执行时间。

9、数组在内存中如何分配
数组是一种引用数据类型，栈内存保存堆内存的引用，对内存分配连续内存存储数据，如果是对象，那么连续内存里存的是对象的引用

10、抽象类和接口有什么区别
接口是公开的，里面不能有私有的方法或变量，是用于让别人使用的，而抽象类是可以有私有方法或私有变量的，
另外，实现接口的一定要实现接口里定义的所有方法，而实现抽象类可以有选择地重写需要用到的方法，一般的应用里，最顶级的是接口，然后是抽象类实现接口，最后才到具体类实现。
还有，接口可以实现多重继承，而一个类只能继承一个超类，但可以通过继承多个接口实现多重继承，接口还有标识（里面没有任何方法，如Remote接口）和数据共享（里面的变量全是常量）的作用。

11、synchronized 的实现原理以及锁优化？
jvm完成同步，在编译阶段加入相应的代码。

3: monitorenter  //进入同步方法
//..........省略其他  
15: monitorexit   //退出同步方法
16: goto   24//跳到24行
//省略其他.......
21: monitorexit //退出同步方法
类似于try{lock，unlock}catchException{}finally{unlock}，所以有两次monitorexit

https://blog.csdn.net/Thousa_Ho/article/details/77992743
https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72828483#理解java对象头与monitor

12、synchronized 在静态方法和普通方法的区别？
https://blog.csdn.net/u010842515/article/details/65443084

13、synchronized 和 lock 有什么区别？
synchronized是jvm用指令控制，发生异常会自动释放锁，但是如果线程拿不到锁会一直等待，自旋和适应性自旋
lock是类，锁的获取释放由开发者自己控制，如果发生异常没有释放锁，有可能死锁，利用condition对象，可以实现不同条件，不同粒度的锁操作
https://juejin.im/post/5a43ad786fb9a0450909cb5f
https://blog.csdn.net/u012403290/article/details/64910926

14、Java 的信号灯？
https://blog.csdn.net/u012758088/article/details/70312490
15、怎么实现所有线程在等待某个事件的发生才会去执行？
https://blog.csdn.net/jiyiqinlovexx/article/details/51236323

16、CountDownLatch 和 CyclicBarrier 的用法，以及相互之间的差别?
CountDownLatch，某些线程await之后，等待计数减为0，然后执行，计数只有初始化时候可以设置，相当于该对象不可重用
CyclicBarrier ，通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后，CyclicBarrier可以被重用。我们暂且把这个状态就叫做barrier，当调用await()方法之后，线程就处于barrier了，等所有线程await之后，线程可以继续工作，也可以指定CyclicBarrier在所有线程await之后做什么操作
https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920397.html

17、CAS？CAS 有什么缺陷，如何解决？
CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。
缺点主要是ABA问题，循环时间开销大和只能保证一个共享变量
1.ABA问题。因为CAS需要在操作值的时候检查下值有没有发生变化，如果没有发生变化则更新，但是如果一个值原来是A，变成了B，又变成了A，那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化，但是实际上却变化了。
ABA问题的解决思路就是使用版本号
在变量前面追加上版本号，每次变量更新的时候把版本号加一，那么A－B－A 就会变成1A-2B－3A
从Java1.5开始JDK的atomic包里提供了一个类AtomicStampedReference来解决ABA问题。
这个类的compareAndSet方法作用是首先检查当前引用是否等于预期引用，并且当前标志是否等于预期标志，如果全部相等

18、线程池的种类，区别和使用场景？
都是使用了ThreadPoolExecutor类，通过设置不同的参数来达到下列线程池。
关键参数：corePoolSize：线程池大小
maximumPoolSize：如果任务过多额外生成线程可以达到的总数
largestPoolSize：记录曾经达到的最大线程数目
keepAliveTime：线程空闲时的存活时间，即当线程没有任务执行时，继续存活的时间；默认情况下，该参数只在线程数大于corePoolSize时才有用；
阻塞队列
饱和策略：ThreadPoolExecutor.AbortPolicy：丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常；
ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy：也是丢弃任务，但是不抛出异常;
ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy：丢弃队列最前面的任务，然后重新尝试执行任务（重复此过程）；
ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy：由调用线程处理该任务;

newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。线程池为无限大，当执行第二个任务时第一个任务已经完成，会复用执行第一个任务的线程，而不用每次新建线程。
newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。定长线程池的大小最好根据系统资源进行设置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()。
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。
https://blog.csdn.net/u011974987/article/details/51027795

19、分析线程池的实现原理和线程的调度过程？

1、如果线程总数目小于corePoolSize，新建线程执行。
2、如果大于corePoolSize且线程池处于RUNNING状态，就放入队列；如果不成功，那么就用饱和策略执行；如果放入队列成功，做第二次线程池状态校验，可能要做回滚，用饱和策略执行；不回滚情况下，addWorker。
3、addWork失败，用饱和策略执行。
ThreadFactory创建线程，HashSet保存工作线程，ctl（AutomaticInteger）保存线程池运行状态及当前线程数目，二进制方法。
https://www.jianshu.com/p/117571856b28
https://www.jianshu.com/p/87bff5cc8d8c

20、线程池如何调优，最大数目如何确认？
查看largestPoolSize
按照不同业务或者任务，设置业务独有的线程池，线程池满不影响其他业务

21、ThreadLocal原理，用的时候需要注意什么？
在当前线程中，任何一个点都可以访问到ThreadLocal的值。该线程的ThreadLocal只能被该线程访问，一般情况下其他线程访问不到。
不是ThreadLocal保存了各个Thread的数据，而是Thread保存了各个ThreadLocal的引用和数据
Thread类有属性是ThreadLocal.ThreadMap，当ThreadLocal.get()获取不到ThreadLocal.ThreadMap或者ThreadLocal.set()设置数据时候，初始化Thread中的ThreadLocal.ThreadMap。
ThreadMap是Entry[]数组，Entry的value是ThreadLocal.set()设置的值，并持有ThreadLocal的弱引用，所以ThreadLocal并不会产生内存泄露，因为当Thread被回收时，ThreadLocal的弱引用也被回收了
当使用ThreadLocal.get()的时候，获取当前线程的ThreadMap，用当前ThreadLocal去ThreadMap中获取存储的数据。
ThreadLocal的弱引用在ThreadMap的entry数组中的位置是根据threadLocal一个static修饰的公用的AutomicInteger参数，原子自增后赋值给threadlocal中的一个final对象。然后对entry数组大小做&操作确定位置。所以各个ThreadLocal的位置不一样。
ThreadLocal的弱引用的回收依赖于显式的触发或者等待线程执行结束，这就有可能造成OOM，而且不要和线程池配合，worker线程一般不会主动退出
https://droidyue.com/blog/2016/03/13/learning-threadlocal-in-java/

22、Java反射
Java反射机制主要提供了以下功能：在运行时构造一个类的对象；判断一个类所具有的成员变量和方法；调用一个对象的方法；生成动态代理。反射最大的应用就是框架
Java反射的主要功能：
1）确定一个对象的类
2）取出类的modifiers,数据成员,方法,构造器,和超类.
3）找出某个接口里定义的常量和方法说明.
4）创建一个类实例,这个实例在运行时刻才有名字(运行时间才生成的对象).
5）取得和设定对象数据成员的值,如果数据成员名是运行时刻确定的也能做到.
6）在运行时刻调用动态对象的方法.
7）创建数组,数组大小和类型在运行时刻才确定,也能更改数组成员的值.
反射的应用很多，很多框架都有用到
spring 的 ioc/di 也是反射….
javaBean和jsp之间调用也是反射….
struts的 FormBean 和页面之间…也是通过反射调用….
JDBC 的 classForName()也是反射……
hibernate的 find(Class clazz) 也是反射….
反射还有一个不得不说的问题，就是性能问题，大量使用反射系统性能大打折扣。

23、LinkedHashMap的应用
有序，entry是双向链表，head，tail
https://www.jianshu.com/p/8f4f58b4b8ab

24、volatile 的实现原理？
可见性，有序性，不保证原子性
单例模式，双重检查问题

25、阻塞队列
ArrayBlockingQueue ：一个由数组结构组成的有界阻塞队列。
LinkedBlockingQueue ：一个由链表结构组成的有界阻塞队列。
PriorityBlockingQueue ：一个支持优先级排序的无界阻塞队列。 不保证同优先的元素的顺序
DelayQueue：一个使用优先级队列实现的无界阻塞队列。 指定延时多久才能从队列中获取元素
SynchronousQueue：一个不存储元素的阻塞队列。 每一个put操作必须等待一个take操作，否则不能继续添加元素。队列本身并不存储任何元素，非常适合于传递性场景,比如在一个线程中使用的数据，传递给另外一个线程使用，SynchronousQueue的吞吐量高于LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue。
LinkedTransferQueue：一个由链表结构组成的无界阻塞队列。
LinkedBlockingDeque：一个由链表结构组成的双向阻塞队列。在初始化LinkedBlockingDeque时可以设置容量防止其过渡膨胀。另外双向阻塞队列可以运用在“工作窃取”模式中
https://blog.csdn.net/itachi85/article/details/52036684