个人总结的一个中高级Java开发工程师或架构师需要掌握的一些技能

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原文：

Java基础

1、List 和 Set 的区别

List、Set、Map的区别

                                                                                               （图一）

1.面试题：你说说collection里面有什么子类。

（其实面试的时候听到这个问题的时候，你要知道，面试官是想考察List，Set）

正如图一，list和set是实现了collection接口的。

 

（图二）

List：1.可以允许重复的对象。

　　  2.可以插入多个null元素。

        3.是一个有序容器，保持了每个元素的插入顺序，输出的顺序就是插入的顺序。

        4.常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。ArrayList 最为流行，它提供了使用索引的随意访问，而 LinkedList 则对于经常需要从 List 中添加或删除元素的场合更为合适。

 

 （图三）

 Set：1.不允许重复对象

　　   2. 无序容器，你无法保证每个元素的存储顺序，TreeSet通过 Comparator  或者 Comparable 维护了一个排序顺序。

        3. 只允许一个 null 元素

        4.Set 接口最流行的几个实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。最流行的是基于 HashMap 实现的 HashSet；TreeSet 还实现了 SortedSet 接口，因此 TreeSet 是一个根据其 compare() 和 compareTo() 的定义进行排序的有序容器。

 

（图四）

1.Map不是collection的子接口或者实现类。Map是一个接口。

2.Map 的 每个 Entry 都持有两个对象，也就是一个键一个值，Map 可能会持有相同的值对象但键对象必须是唯一的。

3. TreeMap 也通过 Comparator  或者 Comparable 维护了一个排序顺序。

4. Map 里你可以拥有随意个 null 值但最多只能有一个 null 键。

5.Map 接口最流行的几个实现类是 HashMap、LinkedHashMap、Hashtable 和 TreeMap。（HashMap、TreeMap最常用）

 

 

2.面试题：什么场景下使用list，set，map呢？

（或者会问为什么这里要用list、或者set、map，这里回答它们的优缺点就可以了）

答：

1. 如果你经常会使用索引来对容器中的元素进行访问，那么 List 是你的正确的选择。如果你已经知道索引了的话，那么 List 的实现类比如 ArrayList 可以提供更快速的访问,如果经常添加删除元素的，那么肯定要选择LinkedList。

2. 如果你想容器中的元素能够按照它们插入的次序进行有序存储，那么还是 List，因为 List 是一个有序容器，它按照插入顺序进行存储。

3. 如果你想保证插入元素的唯一性，也就是你不想有重复值的出现，那么可以选择一个 Set 的实现类，比如 HashSet、LinkedHashSet 或者 TreeSet。所有 Set 的实现类都遵循了统一约束比如唯一性，而且还提供了额外的特性比如 TreeSet 还是一个 SortedSet，所有存储于 TreeSet 中的元素可以使用 Java 里的 Comparator 或者 Comparable 进行排序。LinkedHashSet 也按照元素的插入顺序对它们进行存储。

4. 如果你以键和值的形式进行数据存储那么 Map 是你正确的选择。你可以根据你的后续需要从 Hashtable、HashMap、TreeMap 中进行选择。

大家可以跟着下面的步骤一起尝试一下。

1.我们知道了列表要实现排序，需要重写comparable接口的compareTo的方法。

但是是我不知道comparaTo里面要怎么写呢，它有传入参数吗？它有返回值吗？如果有事什么类型的呢？ok，下面一起来做一下。先把这个链接的帮助文档下载下来。下载完之后，打开帮助文档，

 

 

2.看完了帮助文档是不是心里稍微有点底气了呢，那现在打开eclipse我们一起来写一写吧。

首先我们要比较对象的哪个属性呢。年龄？身高？还是体重？刚刚看帮助文档已经知道了，所以下面大家一起来写一下。

 如果大家也是像上图这种写法，那么再想一想有没有更好的办法。(我这样吻是肯定有的，好好看看帮助文档，你就知道了，我知道你只要用心想想，肯定想出来的！)

好了，写完年龄，不去继续花几分钟把按照身高来排序也写一下吧。

2、HashSet 是如何保证不重复的

HashSet怎样保证元素不重复

文章同步更新在个人博客：HashSet怎样保证元素不重复

都知道HashSet中不能存放重复元素，有时候可以用来做去重操作等。但是其内部是怎么保证元素不重复的呢？下面从源码去看看。

打开HashSet源码，发现其内部维护了一个HashMap：

Copy

public class HashSet extends AbstractSet implements Set, Cloneable, java.io.Serializable { static final long serialVersionUID = -5024744406713321676L; private transient HashMap map; // Dummy value to associate with an Object in the backing Map private static final Object PRESENT = new Object(); /** * Constructs a new, empty set; the backing HashMap instance has * default initial capacity (16) and load factor (0.75). */ public HashSet() { map = new HashMap<>(); } ... }

HashSet的构造方法其实就是在内部实例化了一个HashMap对象。其中还会看到一个static final的PRESENT变量，这个稍候再说，其实没什么实际用处。

想知道为什么HashSet不能存放重复对象，那么第一步当然是看它的add方法怎么进行的判重，代码如下：

Copy

public boolean add(E e) { return map.put(e, PRESENT)==null; }

。。。好吧，就把元素存放在了map里面。但是值得注意的是元素值作为的是map的key，map的value则是前面提到的PRESENT变量，这个变量只作为放入map时的一个占位符而存在，所以没什么实际用处。

其实，这时候答案已经出来了：HashMap的key是不能重复的，而这里HashSet的元素又是作为了map的key，当然也不能重复了。

HashSet怎么做到保证元素不重复的原因找到了，文章也就结束了。。。等等，顺便看一下HashMap里面又是怎么保证key不重复的吧，代码如下：

Copy

public V put(K key, V value) { if (table == EMPTY_TABLE) { inflateTable(threshold); } if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key); int i = indexFor(hash, table.length); for (Entry e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } modCount++; addEntry(hash, key, value, i); return null; }

其中最关键的一句：

Copy

if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))

调用了对象的hashCode和equals方法进行的判断，所以又得出一个结论：若要将对象存放到HashSet中并保证对象不重复，应根据实际情况将对象的hashCode方法和equals方法进行重写

3、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）?

Java基础：详解HashMap在多线程下不安全

2018年07月12日 13:37:48 fighting9707 阅读数 886

 

今天想知道HashMap为什么在多线程下不安全，找了许多资料，终于理解了。

首先先了解一下HashMap:

HashMap实现的原理是：数组+链表

 

HashMap的size大于等于(容量*加载因子)的时候,会触发扩容的操作,这个是个代价不小的操作。 

为什么要扩容呢?

HashMap默认的容量是16,随着元素不断添加到HashMap里,出现hash冲突的机率就更高,那每个桶对应的链表就会更长, 

这样会影响查询的性能,因为每次都需要遍历链表,比较对象是否相等,一直到找到元素为止。

为了提升查询性能,只能扩容,减少hash冲突,让元素的key尽量均匀的分布。

在单线程中，HashMap是安全的，但是在高并发的环境下，会出现不安全，原因在于HashMap的扩容。

我们先看下HashMap扩容的代码：

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void resize(int newCapacity) {          Entry[] oldTable = table;          int oldCapacity = oldTable.length;          if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {              threshold = Integer.MAX_VALUE;              return;          }              Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];                      transfer(newTable);//可能导致环链                      table = newTable;          threshold = (int)(newCapacity * loadFactor);  }

　　

transfer方法就是进行HashMap的扩容的核心方法：

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void transfer(Entry[] newTable) {      Entry[] src = table;      int newCapacity = newTable.length;      for (int j = 0; j < src.length; j++) {          Entry e = src[j];          if (e != null) {              src[j] = null;              do {                  Entry next = e.next;                  int i = indexFor(e.hash, newCapacity);                  e.next = newTable[i];                  newTable[i] = e;                  e = next;              } while (e != null);          }      }  }

在并发情况下进行扩容，有一个线程执行到

1	Entry next = e.next;

而另外一个线程已经执行完扩容，再等这个线程执行完就会出现环路，并且也会丢失一些节点。

我查看一下陈皓大神的文章，里面写的很详细：

https://coolshell.cn/articles/9606.html

 

正常的ReHash的过程

画了个图做了个演示。

• 我假设了我们的hash算法就是简单的用key mod 一下表的大小（也就是数组的长度）。

• 最上面的是old hash 表，其中的Hash表的size=2, 所以key = 3, 7, 5，在mod 2以后都冲突在table[1]这里了。

• 接下来的三个步骤是Hash表 resize成4，然后所有的 重新rehash的过程

并发下的Rehash

1）假设我们有两个线程。我用红色和浅蓝色标注了一下。

我们再回头看一下我们的 transfer代码中的这个细节：

1 2 3 4 5 6 7

do {     Entry next = e.next; // <--假设线程一执行到这里就被调度挂起了     int i = indexFor(e.hash, newCapacity);     e.next = newTable[i];     newTable[i] = e;     e = next; } while (e != null);

而我们的线程二执行完成了。于是我们有下面的这个样子。

注意，因为Thread1的 e 指向了key(3)，而next指向了key(7)，其在线程二rehash后，指向了线程二重组后的链表。我们可以看到链表的顺序被反转后。

2）线程一被调度回来执行。

• 先是执行 newTalbe[i] = e;
• 然后是e = next，导致了e指向了key(7)，
• 而下一次循环的next = e.next导致了next指向了key(3)

3）一切安好。

线程一接着工作。把key(7)摘下来，放到newTable[i]的第一个，然后把e和next往下移。

4）环形链接出现。

e.next = newTable[i] 导致  key(3).next 指向了 key(7)

注意：此时的key(7).next 已经指向了key(3)， 环形链表就这样出现了。

于是，当我们的线程一调用到，HashTable.get(11)时，悲剧就出现了——Infinite Loop。

4、HashMap 的扩容过程

5、HashMap 1.7 与 1.8 的 区别，说明 1.8 做了哪些优化，如何优化的？

6、final finally finalize

7、强引用 、软引用、 弱引用、虚引用

8、Java反射

9、Arrays.sort 实现原理和 Collection 实现原理

10、LinkedHashMap的应用

11、cloneable接口实现原理

12、异常分类以及处理机制

13、wait和sleep的区别

14、数组在内存中如何分配

Java 并发

1、synchronized 的实现原理以及锁优化？

2、volatile 的实现原理？

3、Java 的信号灯？

4、synchronized 在静态方法和普通方法的区别？

5、怎么实现所有线程在等待某个事件的发生才会去执行？

6、CAS？CAS 有什么缺陷，如何解决？

7、synchronized 和 lock 有什么区别？

8、Hashtable 是怎么加锁的 ？

9、HashMap 的并发问题？

10、ConcurrenHashMap 介绍？1.8 中为什么要用红黑树？

11、AQS

12、如何检测死锁？怎么预防死锁？

13、Java 内存模型？

14、如何保证多线程下 i++ 结果正确？

15、线程池的种类，区别和使用场景？

16、分析线程池的实现原理和线程的调度过程？

17、线程池如何调优，最大数目如何确认？

18、ThreadLocal原理，用的时候需要注意什么？

19、CountDownLatch 和 CyclicBarrier 的用法，以及相互之间的差别?

20、LockSupport工具

21、Condition接口及其实现原理

22、Fork/Join框架的理解

23、分段锁的原理,锁力度减小的思考

24、八种阻塞队列以及各个阻塞队列的特性

Spring

1、BeanFactory 和 FactoryBean？

2、Spring IOC 的理解，其初始化过程？

3、BeanFactory 和 ApplicationContext？

4、Spring Bean 的生命周期，如何被管理的？

5、Spring Bean 的加载过程是怎样的？

6、如果要你实现Spring AOP，请问怎么实现？

7、如果要你实现Spring IOC，你会注意哪些问题？

8、Spring 是如何管理事务的，事务管理机制？

9、Spring 的不同事务传播行为有哪些，干什么用的？

10、Spring 中用到了那些设计模式？

11、Spring MVC 的工作原理？

12、Spring 循环注入的原理？

13、Spring AOP的理解，各个术语，他们是怎么相互工作的？

14、Spring 如何保证 Controller 并发的安全？

Netty

1、BIO、NIO和AIO

2、Netty 的各大组件

3、Netty的线程模型

4、TCP 粘包/拆包的原因及解决方法

5、了解哪几种序列化协议？包括使用场景和如何去选择

6、Netty的零拷贝实现

7、Netty的高性能表现在哪些方面

分布式相关

1、Dubbo的底层实现原理和机制

2、描述一个服务从发布到被消费的详细过程

3、分布式系统怎么做服务治理

4、接口的幂等性的概念

5、消息中间件如何解决消息丢失问题

6、Dubbo的服务请求失败怎么处理

7、重连机制会不会造成错误

8、对分布式事务的理解

9、如何实现负载均衡，有哪些算法可以实现？

10、Zookeeper的用途，选举的原理是什么？

11、数据的垂直拆分水平拆分。

12、zookeeper原理和适用场景

13、zookeeper watch机制

14、redis/zk节点宕机如何处理

15、分布式集群下如何做到唯一序列号

16、如何做一个分布式锁

17、用过哪些MQ，怎么用的，和其他mq比较有什么优缺点，MQ的连接是线程安全的吗

18、MQ系统的数据如何保证不丢失

19、列举出你能想到的数据库分库分表策略；分库分表后，如何解决全表查询的问题

20、zookeeper的选举策略

21、全局ID

数据库

1、mysql分页有什么优化

2、悲观锁、乐观锁

3、组合索引，最左原则

4、mysql 的表锁、行锁

5、mysql 性能优化

6、mysql的索引分类：B+，hash；什么情况用什么索引

7、事务的特性和隔离级别

缓存

1、Redis用过哪些数据数据，以及Redis底层怎么实现

2、Redis缓存穿透，缓存雪崩

3、如何使用Redis来实现分布式锁

4、Redis的并发竞争问题如何解决

5、Redis持久化的几种方式，优缺点是什么，怎么实现的

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7、Redis集群，高可用，原理

8、Redis缓存分片

9、Redis的数据淘汰策略

JVM

1、详细jvm内存模型

2、讲讲什么情况下回出现内存溢出，内存泄漏？

3、说说Java线程栈

4、JVM 年轻代到年老代的晋升过程的判断条件是什么呢？

5、JVM 出现 fullGC 很频繁，怎么去线上排查问题？

6、类加载为什么要使用双亲委派模式，有没有什么场景是打破了这个模式？

7、类的实例化顺序

8、JVM垃圾回收机制，何时触发MinorGC等操作

9、JVM 中一次完整的 GC 流程（从 ygc 到 fgc）是怎样的

10、各种回收器，各自优缺点，重点CMS、G1

11、各种回收算法

12、OOM错误，stackoverflow错误，permgen space错误

1、具有1-5工作经验的，面对目前流行的技术不知从何下手，

需要突破技术瓶颈的。2、在公司待久了，过得很安逸，

但跳槽时面试碰壁。需要在短时间内进修、跳槽拿高薪的。

3、如果没有工作经验，但基础非常扎实，对java工作机制，

常用设计思想，常用java开发框架掌握熟练的。

4、觉得自己很牛B，一般需求都能搞定。

但是所学的知识点没有系统化，很难在技术领域继续突破的。

5. 群号：570210627高级架构群备注好信息！

程序员的核心竞争力是什么？

是学习能力。我们这个行业实在变化太快，“一招鲜，吃遍天”这种事情是不存在的，我们总会遇到从未接触过的新挑战，怎么办？学习。就如同一个优秀的企业，它最有价值的地方在于它有无限的发展前景。那么一个优秀的程序员，最有价值的地方就在于拥有无限的潜力。要知道，公司雇佣一个人，并不是因为他现在水平深浅，而是他能不能和公司一起成长，只看眼前的公司不会长久，只看眼前的员工没有未来。

程序员到底何去何从？

其实啰嗦了那么多，归根结底就是持续提升自己，就这么简单。把焦虑、嫉妒、迷茫的时间拿来充实自己，到了35岁你会发现，这真的是职业生涯的分岔路口，只不过我们的路通向美好。

合理利用自己每一分每一秒的时间来学习提升自己，不要再用"没有时间“来掩饰自己思想上的懒惰！趁年轻，使劲拼，给未来的自己一个交代！

作者：Java高级架构
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