JAVA技术点

概念

1、什么是Java虚拟机？为什么Java被称作是“平台无关的编程语言”？

Java虚拟机是一个可以执行Java字节码的虚拟机进程。Java源文件被编译成能被Java虚拟机执行的字节码文件。 

Java被设计成允许应用程序可以运行在任意的平台，而不需要程序员为每一个平台单独重写或者是重新编译。Java虚拟机让这个变为可能，因为它知道底层硬件平台的指令长度和其他特性。

2、面向对象是什么？

面向对象是一种思想，世间万物都可以看做一个对象，这里只讨论面向对象编程（OOP），Java是一个支持并发、基于类和面向对象的计算机编程语言，面向对象软件开发的优点：

代码开发模块化，更易维护和修改；

代码复用性强；

增强代码的可靠性和灵活性；

增加代码的可读性。

面向对象的四大特性：封装、继承、多态、抽象

24种设计模式(gof23+1)：

创建型模式： 

1.简单工厂模式（不包含在gof23中） 

2.工厂模式 

3.抽象工厂模式 

4.单例模式 

5.原型模式 

创建者模式 

6.结构型模式： 

7.组合模式 

8.装饰者模式 

9.外观模式 

10.适配器模式 

11.代理模式 

12.享元模式 

13.桥接模式 

行为型模式： 

14.观察者模式 

15.策略模式 

16.状态模式 

17.中介模式 

18.模板方法 

19.命令模式 

20.备忘录模式 

21.访问者模式 

22.解释器模式 

23.迭代器模式 

24.职责链模式 

3、Java中的方法覆盖(Overriding)和方法重载(Overloading)是什么意思？

Java中的方法重载发生在同一个类里面两个或者是多个方法的方法名相同但是参数不同的情况。与此相对，方法覆盖是说子类重新定义了父类的方法。方法覆盖必须有相同的方法名，参数列表和返回类型。覆盖者可能不会限制它所覆盖的方法的访问。

4、解释内存中的栈(stack)、堆(heap)和方法区(method area)的用法。

通常我们定义一个基本数据类型的变量，一个对象的引用，还有就是函数调用的现场保存都使用JVM中的栈空间；而通过new关键字和构造器创建的对象则放在堆空间，堆是垃圾收集器管理的主要区域，由于现在的垃圾收集器都采用分代收集算法，所以堆空间还可以细分为新生代和老生代，再具体一点可以分为Eden、Survivor（又可分为From Survivor和To Survivor）、Tenured；方法区和堆都是各个线程共享的内存区域，用于存储已经被JVM加载的类信息、常量、静态变量、JIT编译器编译后的代码等数据；程序中的字面量（literal）如直接书写的100、”hello”和常量都是放在常量池中，常量池是方法区的一部分，。栈空间操作起来最快但是栈很小，通常大量的对象都是放在堆空间，栈和堆的大小都可以通过JVM的启动参数来进行调整，栈空间用光了会引发StackOverflowError，而堆和常量池空间不足则会引发OutOfMemoryError。

5、String和StringBuilder、StringBuffer的区别？

Java平台提供了两种类型的字符串：String和StringBuffer/StringBuilder，它们可以储存和操作字符串。其中String是只读字符串，也就意味着String引用的字符串内容是不能被改变的。而StringBuffer/StringBuilder类表示的字符串对象可以直接进行修改。StringBuilder是Java 5中引入的，它和StringBuffer的方法完全相同，区别在于它是在单线程环境下使用的（单线程安全），因为它的所有方面都没有被synchronized修饰，因此它的效率也比StringBuffer要高。

6、java 创建对象的几种方式

采用new

通过反射

采用clone

通过序列化机制

前2者都需要显式地调用构造方法。造成耦合性最高的恰好是第一种，因此你发现无论什么框架，只要涉及到解耦必先减少new的使用。

7、a=a+b与a+=b有什么区别吗?

+=操作符会进行隐式自动类型转换，此处a+=b隐式的将加操作的结果类型强制转换为持有结果的类型，而a=a+b则不会自动进行类型转换。如：

byte a = 127;

byte b = 127;

b = a + b; // error : cannot convert from int to byte

b += a; // ok

（译者注：这个地方应该表述的有误，其实无论 a+b 的值为多少，编译器都会报错，因为 a+b 操作会将 a、b 提升为 int 类型，所以将 int 类型赋值给 byte 就会编译出错）

short s1= 1; s1 = s1 + 1; 该段代码是否有错,有的话怎么改？

有错误，short类型在进行运算时会自动提升为int类型，也就是说s1+1的运算结果是int类型。

short s1= 1; s1 += 1; 该段代码是否有错，有的话怎么改？

+=操作符会自动对右边的表达式结果强转匹配左边的数据类型，所以没错。

8、final, finalize和finally的不同之处

final 是一个修饰符，可以修饰变量、方法和类。如果 final 修饰变量，意味着该变量的值在初始化后不能被改变。finalize 方法是在对象被回收之前调用的方法，给对象自己最后一个复活的机会，但是什么时候调用 finalize 没有保证。finally 是一个关键字，与 try 和 catch 一起用于异常的处理。finally 块一定会被执行，无论在 try 块中是否有发生异常。

final有哪些用法

final也是很多面试喜欢问的地方，能回答下以下三点就不错了：

1.被final修饰的类不可以被继承

2.被final修饰的方法不可以被重写

3.被final修饰的变量不可以被改变。如果修饰引用，那么表示引用不可变，引用指向的内容可变。

4.被final修饰的方法，JVM会尝试将其内联，以提高运行效率

5.被final修饰的常量，在编译阶段会存入常量池中。

回答出编译器对final域要遵守的两个重排序规则更好：

1.在构造函数内对一个final域的写入，与随后把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量,这两个操作之间不能重排序。

2.初次读一个包含final域的对象的引用，与随后初次读这个final域,这两个操作之间不能重排序。

集合与数组

1、Java集合框架的基础接口有哪些？

Collection为集合层级的根接口。一个集合代表一组对象，这些对象即为它的元素。Java平台不提供这个接口任何直接的实现。## 标题 ## 

Set是一个不能包含重复元素的集合。这个接口对数学集合抽象进行建模，被用来代表集合，就如一副牌。 

List是一个有序集合，可以包含重复元素。你可以通过它的索引来访问任何元素。List更像长度动态变换的数组。 

Map是一个将key映射到value的对象.一个Map不能包含重复的key：每个key最多只能映射一个value。 

一些其它的接口有Queue、Dequeue、SortedSet、SortedMap和ListIterator。

2、为何Map接口不继承Collection接口？

尽管Map接口和它的实现也是集合框架的一部分，但Map不是集合，集合也不是Map。因此，Map继承Collection毫无意义，反之亦然。 

如果Map继承Collection接口，那么元素去哪儿？Map包含key-value对，它提供抽取key或value列表集合的方法，但是它不适合“一组对象”规范。

3、什么是迭代器(Iterator)？

Iterator接口提供了很多对集合元素进行迭代的方法。每一个集合类都包含了可以返回迭代器实例的迭代方法。迭代器可以在迭代的过程中删除底层集合的元素,但是不可以直接调用集合的remove(Object Obj)删除，可以通过迭代器的remove()方法删除。

4、Iterator和ListIterator的区别是什么？

下面列出了他们的区别： 

Iterator可用来遍历Set和List集合，但是ListIterator只能用来遍历List。 

Iterator对集合只能是前向遍历，ListIterator既可以前向也可以后向。 

ListIterator实现了Iterator接口，并包含其他的功能，比如：增加元素，替换元素，获取前一个和后一个元素的索引，等等。

5、Java中的HashMap的工作原理是什么？

我们知道在Java中最常用的两种结构是数组和模拟指针(引用)，几乎所有的数据结构都可以利用这两种来组合实现，HashMap也是如此。实际上HashMap是一个“链表散列”，如下是它数据结构：最左侧是一个数组，数组中的每一个元素都是一个链表，链表的每一个元素都是entry。

HashMap是基于hashing的原理，我们使用put(key, value)存储对象到HashMap中，使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时，我们先对键调用hashCode()方法，返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象。

6、当两个对象的hashcode相同会发生什么？

因为hashcode相同，所以它们的bucket位置相同，‘碰撞’会发生。因为HashMap使用链表存储对象，这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在链表中。

7、如果两个键的hashcode相同，你如何获取值对象？

当我们调用get()方法，HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置，然后会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点，最终找到要找的值对象。

8、hashCode()和equals()方法有何重要性？

HashMap使用Key对象的hashCode()和equals()方法去决定key-value对的索引。当我们试着从HashMap中获取值的时候，这些方法也会被用到。如果这些方法没有被正确地实现，在这种情况下，两个不同Key也许会产生相同的hashCode()和equals()输出，HashMap将会认为它们是相同的，然后覆盖它们，而非把它们存储到不同的地方。同样的，所有不允许存储重复数据的集合类都使用hashCode()和equals()去查找重复，所以正确实现它们非常重要。equals()和hashCode()的实现应该遵循以下规则： 

（1）如果o1.equals(o2)，那么o1.hashCode() == o2.hashCode()总是为true的。 

（2）如果o1.hashCode() == o2.hashCode()，并不意味着o1.equals(o2)会为true。 

9、HashMap和Hashtable有什么区别？

1、HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的。 

2、HashMap的键和值都允许有null值存在，而HashTable则不行。 

3、因为线程安全的问题，HashMap效率比HashTable的要高。 

4、Hashtable是同步的，而HashMap不是。因此，HashMap更适合于单线程环境，而Hashtable适合于多线程环境。 

一般现在不建议用HashTable, ①是HashTable是遗留类，内部实现很多没优化和冗余。②即使在多线程环境下，现在也有同步的ConcurrentHashMap替代，没有必要因为是多线程而用HashTable。

下面直接来干货，先说这三个Map的区别：

HashTable

底层数组+链表实现，无论key还是value都不能为null，线程安全，实现线程安全的方式是在修改数据时锁住整个HashTable，效率低，ConcurrentHashMap做了相关优化

初始size为11，扩容：newsize = olesize*2+1

计算index的方法：index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length

HashMap

底层数组+链表实现，可以存储null键和null值，线程不安全

初始size为16，扩容：newsize = oldsize*2，size一定为2的n次幂

扩容针对整个Map，每次扩容时，原来数组中的元素依次重新计算存放位置，并重新插入

插入元素后才判断该不该扩容，有可能无效扩容（插入后如果扩容，如果没有再次插入，就会产生无效扩容）

当Map中元素总数超过Entry数组的75%，触发扩容操作，为了减少链表长度，元素分配更均匀

计算index方法：index = hash & (tab.length – 1)

HashMap的初始值还要考虑加载因子:

哈希冲突：若干Key的哈希值按数组大小取模后，如果落在同一个数组下标上，将组成一条Entry链，对Key的查找需要遍历Entry链上的每个元素执行equals()比较。

加载因子：为了降低哈希冲突的概率，默认当HashMap中的键值对达到数组大小的75%时，即会触发扩容。因此，如果预估容量是100，即需要设定100/0.75＝134的数组大小。

空间换时间：如果希望加快Key查找的时间，还可以进一步降低加载因子，加大初始大小，以降低哈希冲突的概率。

HashMap和Hashtable都是用hash算法来决定其元素的存储，因此HashMap和Hashtable的hash表包含如下属性：

容量（capacity）：hash表中桶的数量

初始化容量（initial capacity）：创建hash表时桶的数量，HashMap允许在构造器中指定初始化容量

尺寸（size）：当前hash表中记录的数量

负载因子（load factor）：负载因子等于“size/capacity”。负载因子为0，表示空的hash表，0.5表示半满的散列表，依此类推。轻负载的散列表具有冲突少、适宜插入与查询的特点（但是使用Iterator迭代元素时比较慢）

除此之外，hash表里还有一个“负载极限”，“负载极限”是一个0～1的数值，“负载极限”决定了hash表的最大填满程度。当hash表中的负载因子达到指定的“负载极限”时，hash表会自动成倍地增加容量（桶的数量），并将原有的对象重新分配，放入新的桶内，这称为rehashing。

HashMap和Hashtable的构造器允许指定一个负载极限，HashMap和Hashtable默认的“负载极限”为0.75，这表明当该hash表的3/4已经被填满时，hash表会发生rehashing。

“负载极限”的默认值（0.75）是时间和空间成本上的一种折中：

较高的“负载极限”可以降低hash表所占用的内存空间，但会增加查询数据的时间开销，而查询是最频繁的操作（HashMap的get()与put()方法都要用到查询）

较低的“负载极限”会提高查询数据的性能，但会增加hash表所占用的内存开销

程序猿可以根据实际情况来调整“负载极限”值。

ConcurrentHashMap

底层采用分段的数组+链表实现，线程安全

通过把整个Map分为N个Segment，可以提供相同的线程安全，但是效率提升N倍，默认提升16倍。(读操作不加锁，由于HashEntry的value变量是 volatile的，也能保证读取到最新的值。)

Hashtable的synchronized是针对整张Hash表的，即每次锁住整张表让线程独占，ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行，其关键在于使用了锁分离技术

有些方法需要跨段，比如size()和containsValue()，它们可能需要锁定整个表而而不仅仅是某个段，这需要按顺序锁定所有段，操作完毕后，又按顺序释放所有段的锁

扩容：段内扩容（段内元素超过该段对应Entry数组长度的75%触发扩容，不会对整个Map进行扩容），插入前检测需不需要扩容，有效避免无效扩容

Hashtable和HashMap都实现了Map接口，但是Hashtable的实现是基于Dictionary抽象类的。Java5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。

HashMap基于哈希思想，实现对数据的读写。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，然后找到bucket位置来存储值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞时，对象将会储存在链表的下一个节点中。HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。当两个不同的键对象的hashcode相同时，它们会储存在同一个bucket位置的链表中，可通过键对象的equals()方法来找到键值对。如果链表大小超过阈值（TREEIFY_THRESHOLD,8），链表就会被改造为树形结构。

在HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个，但可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时，即可以表示HashMap中没有该key，也可以表示该key所对应的value为null。因此，在HashMap中不能由get()方法来判断HashMap中是否存在某个key，应该用containsKey()方法来判断。而在Hashtable中，无论是key还是value都不能为null。

Hashtable是线程安全的，它的方法是同步的，可以直接用在多线程环境中。而HashMap则不是线程安全的，在多线程环境中，需要手动实现同步机制。

Hashtable与HashMap另一个区别是HashMap的迭代器（Iterator）是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。

先看一下简单的类图：

从类图中可以看出来在存储结构中ConcurrentHashMap比HashMap多出了一个类Segment，而Segment是一个可重入锁。

ConcurrentHashMap是使用了锁分段技术来保证线程安全的。

锁分段技术：首先将数据分成一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候，其他段的数据也能被其他线程访问。

ConcurrentHashMap提供了与Hashtable和SynchronizedMap不同的锁机制。Hashtable中采用的锁机制是一次锁住整个hash表，从而在同一时刻只能由一个线程对其进行操作；而ConcurrentHashMap中则是一次锁住一个桶。

ConcurrentHashMap默认将hash表分为16个桶，诸如get、put、remove等常用操作只锁住当前需要用到的桶。这样，原来只能一个线程进入，现在却能同时有16个写线程执行，并发性能的提升是显而易见的。

10、如何决定选用HashMap还是TreeMap？

对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作，HashMap是最好的选择。然而，假如你需要对一个有序的key集合进行遍历，TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小，也许向HashMap中添加元素会更快，将map换为TreeMap进行有序key的遍历。

11、ArrayList和Vector有何异同点？

ArrayList和Vector在很多时候都很类似。 

（1）两者都是基于索引的，内部由一个数组支持。 

（2）两者维护插入的顺序，我们可以根据插入顺序来获取元素。 

（3）ArrayList和Vector的迭代器实现都是fail-fast的。 

（4）ArrayList和Vector两者允许null值，也可以使用索引值对元素进行随机访问。 

以下是ArrayList和Vector的不同点。 

（1）Vector是同步的，而ArrayList不是。然而，如果你寻求在迭代的时候对列表进行改变，你应该使用CopyOnWriteArrayList。 

（2）ArrayList比Vector快，它因为有同步，不会过载。 

（3）ArrayList更加通用，因为我们可以使用Collections工具类轻易地获取同步列表和只读列表。

12、Array和ArrayList有何区别？什么时候更适合用Array？

Array可以容纳基本类型和对象，而ArrayList只能容纳对象。 

Array是指定大小的，而ArrayList大小是固定的。 

Array没有提供ArrayList那么多功能，比如addAll、removeAll和iterator等。尽管ArrayList明显是更好的选择，但也有些时候Array比较好用。 

（1）如果列表的大小已经指定，大部分情况下是存储和遍历它们。 

（2）对于遍历基本数据类型，尽管Collections使用自动装箱来减轻编码任务，在指定大小的基本类型的列表上工作也会变得很慢。 

（3）如果你要使用多维数组，使用[][]比List

13、Fail-fast和Fail-safe有什么区别

Iterator的fail-fast属性与当前的集合共同起作用，因此它不会受到集合中任何改动的影响。Java.util包中的所有集合类都被设计为fail->fast的，而java.util.concurrent中的集合类都为fail-safe的。当检测到正在遍历的集合的结构被改变时，Fail-fast迭代器抛出ConcurrentModificationException，而fail-safe迭代器从不抛出ConcurrentModificationException。

关于垃圾回收

1、垃圾回收从理论上非常容易理解,具体的方法有以下几种:

1. 标记-清除：当堆中的有效内存空间（available memory）被耗尽的时候，就会停止整个程序（也被成为stop the world），然后进行两项工作，第一项则是标记，第二项则是清除。

（1）标记：标记的过程其实就是，遍历所有的GC Roots，然后将所有GC Roots可达的对象标记为存活的对象。

（2）清除：清除的过程将遍历堆中所有的对象，将没有标记的对象全部清除掉

缺点：（1）它的缺点就是效率比较低（递归与全堆对象遍历），而且在进行GC的时候，需要停止应用程序

           （2）则是这种方式清理出来的空闲内存是不连续的，把它们清除之后，内存的布局自然会乱七八糟（维持一个内存的空闲列表）

2. 标记-复制

3. 标记-整理

    （1）标记：它的第一个阶段与标记/清除算法是一模一样的，均是遍历GC Roots，然后将存活的对象标记。

    （2）整理：移动所有存活的对象，且按照内存地址次序依次排列，然后将末端内存地址以后的内存全部回收

效率：复制算法>标记/整理算法>标记/清除算法（此处的效率只是简单的对比时间复杂度，实际情况不一定如此）。

内存整齐度：复制算法=标记/整理算法>标记/清除算法。

内存利用率：标记/整理算法=标记/清除算法>复制算法。

4. 分代回收

代搜集算法是针对对象的不同特性，而使用适合的算法，这里面并没有实际上的新算法产生。与其说分代搜集算法是第四个算法，不如说它是对前三个算法的实际应用。首先我们来探讨一下对象的不同特性，接下来LZ和各位来一起给这些对象选择GC算法。内存中的对象按照生命周期的长短大致可以分为三种，以下命名均为LZ个人的命名。

（1）、夭折对象：朝生夕灭的对象，通俗点讲就是活不了多久就得死的对象。例子：某一个方法的局域变量、循环内的临时变量等等。

（2）、老不死对象：这类对象一般活的比较久，岁数很大还不死，但归根结底，老不死对象也几乎早晚要死的，但也只是几乎而已。例子：缓存对象、数据库连接对象、单例对象（单例模式）等等。

（3）、不灭对象：此类对象一般一旦出生就几乎不死了，它们几乎会一直永生不灭，记得，只是几乎不灭而已。例子：String池中的对象（享元模式）、加载过的类信息等等。

对象对应的内存区域

    还记得前面介绍内存管理时，JVM对内存的划分吗？我们将上面三种对象对应到内存区域当中，就是夭折对象和老不死对象都在JAVA堆，而不灭对象在方法区，之前的一章中我们就已经说过，对于JAVA堆，JVM规范要求必须实现GC，因而对于夭折对象和老不死对象来说，死几乎是必然的结局，但也只是几乎，还是难免会有一些对象会一直存活到应用结束，然而JVM规范对方法区的GC并不做要求，所以假设一个JVM实现没有对方法区实现GC，那么不灭对象就是真的不灭对象了。由于不灭对象的生命周期过长，因此分代搜集算法就是针对的JAVA堆而设计的，也就是针对夭折对象和老不死对象。

JAVA堆的对象回收（夭折对象和老不死对象）

    有了以上分析，我们来看看分代搜集算法如何处理JAVA堆的内存回收的，也就是夭折对象与老不死对象的回收。夭折对象：这类对象朝生夕灭，存活时间短，还记得复制算法的使用要求吗？那就是对象存活率不能太高，因此夭折对象是最适合使用复制算法的。小疑问：50%内存的浪费怎么办？答疑：因为夭折对象一般存活率较低，因此可以不使用50%的内存作为空闲，一般的，使用两块10%的内存作为空闲和活动区间，而另外80%的内存，则是用来给新建对象分配内存的，一旦发生GC，将10%的活动区间与另外80%中存活的对象转移到10%的空闲区间，接下来，将之前90%的内存全部释放，以此类推。为了让各位更加清楚的看出来这个GC流程，LZ给出下面图示。

    图中标注了三个区域中在各个阶段，各自内存的情况。相信看着图，它的GC流程已经不难理解了。不过有两点LZ需要提一下，第一点是使用这样的方式，我们只浪费了10%的内存，这个是可以接受的，因为我们换来了内存的整齐排列与GC速度。第二点是，这个策略的前提是，每次存活的对象占用的内存不能超过这10%的大小，一旦超过，多出的对象将无法复制。

    为了解决上面的意外情况，也就是存活对象占用的内存太大时的情况，高手们将JAVA堆分成两部分来处理，上述三个区域则是第一部分，称为新生代或者年轻代，而余下的一部分，专门存放老不死对象的则称为年老代。是不是很贴切的名字呢？下面我们看看老不死对象的处理方式。老不死对象：这一类对象存活率非常高，因为它们大多是从新生代转过来的，就像人一样，活的年月久了，就变成老不死了。

通常情况下，以下两种情况发生的时候，对象会从新生代区域转到年老带区域。

（1）、在新生代里的每一个对象，都会有一个年龄，当这些对象的年龄到达一定程度时（年龄就是熬过的GC次数，每次GC如果对象存活下来，则年龄加1），则会被转到年老代，而这个转入年老代的年龄值，一般在JVM中是可以设置的。

（2）、在新生代存活对象占用的内存超过10%时，则多余的对象会放入年老代。这种时候，年老代就是新生代的“备用仓库”。

针对老不死对象的特性，显然不再适合使用复制算法，因为它的存活率太高，而且不要忘了，如果年老代再使用复制算法，它可是没有备用仓库的。因此一般针对老不死对象只能采用标记/整理或者标记/清除算法。

方法区的对象回收（不灭对象）

    以上两种情况已经解决了GC的大部分问题，因为JAVA堆是GC的主要关注对象，而以上也已经包含了分代搜集算法的全部内容，接下来对于不灭对象的回收，已经不属于分代搜集算法的内容。不灭对象存在于方法区，在我们常用的hotspot虚拟机（JDK默认的JVM）中，方法区也被亲切的称为永久代，又是一个很贴切的名字不是吗？其实在很久很久以前，是不存在永久代的。当时永久代与年老代都存放在一起，里面包含了JAVA类的实例信息以及类信息。但是后来发现，对于类信息的卸载几乎很少发生，因此便将二者分离开来。幸运的是，这样做确实提高了不少性能，于是永久代便被拆分出来了。这一部分区域的GC与年老代采用相似的方法，由于都没有“备用仓库”，二者都是只能使用标记/清除和标记/整理算法。

2、如何判断一个对象是否应该被回收

这就是所谓的对象存活性判断，常用的方法有两种：1.引用计数法;　2.对象可达性（根搜索算法）分析。由于引用计数法存在互相引用导致无法进行GC的问题，所以目前JVM虚拟机多使用对象可达性分析算法。

3、简单的解释一下垃圾回收

Java 垃圾回收机制最基本的做法是分代回收。内存中的区域被划分成不同的世代，对象根据其存活的时间被保存在对应世代的区域中。一般的实现是划分成3个世代：年轻、年老和永久。内存的分配是发生在年轻世代中的。当一个对象存活时间足够长的时候，它就会被复制到年老世代中。对于不同的世代可以使用不同的垃圾回收算法。进行世代划分的出发点是对应用中对象存活时间进行研究之后得出的统计规律。一般来说，一个应用中的大部分对象的存活时间都很短。比如局部变量的存活时间就只在方法的执行过程中。基于这一点，对于年轻世代的垃圾回收算法就可以很有针对性。

4、调用System.gc()会发生什么?

通知GC开始工作，但是GC真正开始的时间不确定。

进程,线程相关

1、创建三种线程的方式?他们有什么区别?

通过实现java.lang.Runnable或者通过扩展java.lang.Thread类。相比扩展Thread，实现Runnable接口可能更优.原因有二：

Java不支持多继承。因此扩展Thread类就代表这个子类不能扩展其他类。而实现Runnable接口的类还可能扩展另一个类。

类可能只要求可执行即可，因此继承整个Thread类的开销过大。

实现 Callable 接口。 相较于实现 Runnable 接口的方式，方法可以有返回值，并且可以抛出异常

2、Thread类中的start()和run()方法有什么区别?

start()方法被用来启动新创建的线程，而且start()内部调用了run()方法，这和直接调用run()方法的效果不一样。当你调用run()方法的时候，只会是在原来的线程中调用，没有新的线程启动，start()方法才会启动新线程。

3、怎么检测一个线程是否持有对象监视器

Thread类提供了一个holdsLock(Object obj)方法，当且仅当对象obj的监视器被某条线程持有的时候才会返回true，注意这是一个static方法，这意味着”某条线程”指的是当前线程。

4、wait(),notify()和suspend(),resume()之间的区别

区别的核心在于，wait()与notify()阻塞时都不会释放占用的锁（如果占用了的话），而这一对方法则相反。上述的核心区别导致了一系列的细节上的区别。

前面叙述的所有方法都隶属于 Thread 类，但是这一对却直接隶属于 Object 类，所有对象都拥有这一对方法

关于 wait() 和 notify() 方法最后再说明两点：

第一：调用 notify() 方法导致解除阻塞的线程是从因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选取的，我们无法预料哪一个线程将会被选择，所以编程时要特别小心，避免因这种不确定性而产生问题。

第二：除了 notify()，还有一个方法 notifyAll() 也可起到类似作用，唯一的区别在于，调用 notifyAll() 方法将把因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的所有线程一次性全部解除阻塞。当然，只有获得锁的那一个线程才能进入可执行状态。

5、产生死锁的条件

1.互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。 

2.请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。 

3.不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。 

4.循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

6、为什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用

这是JDK强制的，wait()方法和notify()/notifyAll()方法在调用前都必须先获得对象的锁

7、wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器时有什么区别

wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器的时候的区别在于：wait()方法立即释放对象监视器，notify()/notifyAll()方法则会等待线程剩余代码执行完毕才会放弃对象监视器。

8、一个线程如果出现了运行时异常怎么办?

如果这个异常没有被捕获的话，这个线程就停止执行了。另外重要的一点是：如果这个线程持有某个某个对象的监视器，那么这个对象监视器会被立即释放。

9、什么是线程局部变量ThreadLocal

线程局部变量是局限于线程内部的变量，属于线程自身所有，不在多个线程间共享。Java提供ThreadLocal类来支持线程局部变量，是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下（如 web 服务器）使用线程局部变量的时候要特别小心，在这种情况下，工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放，Java 应用就存在内存泄露的风险。

简单说ThreadLocal就是一种以空间换时间的做法在每个Thread里面维护了一个ThreadLocal.ThreadLocalMap把数据进行隔离，数据不共享，自然就没有线程安全方面的问题了。

10、生产者消费者模型的作用是什么?

（1）通过平衡生产者的生产能力和消费者的消费能力来提升整个系统的运行效率，这是生产者消费者模型最重要的作用。

（2）解耦，这是生产者消费者模型附带的作用，解耦意味着生产者和消费者之间的联系少，联系越少越可以独自发展而不需要收到相互的制约。

11、写一个生产者-消费者队列

可以通过阻塞队列实现，也可以通过wait-notify来实现。

12、如果你提交任务时，线程池队列已满，这时会发生什么

如果你使用的LinkedBlockingQueue，也就是无界队列的话，没关系，继续添加任务到阻塞队列中等待执行，因为LinkedBlockingQueue可以近乎认为是一个无穷大的队列，可以无限存放任务；如果你使用的是有界队列比方说ArrayBlockingQueue的话，任务首先会被添加到ArrayBlockingQueue中，ArrayBlockingQueue满了，则会使用拒绝策略RejectedExecutionHandler处理满了的任务，默认是AbortPolicy。

13、为什么要使用线程池

避免频繁地创建和销毁线程，达到线程对象的重用。另外，使用线程池还可以根据项目灵活地控制并发的数目。

14、java中用到的线程调度算法是什么

抢占式。一个线程用完CPU之后，操作系统会根据线程优先级、线程饥饿情况等数据算出一个总的优先级并分配下一个时间片给某个线程执行。

15、什么是CAS

CAS，全称为Compare and Swap，即比较-替换。假设有三个操作数：内存值V、旧的预期值A、要修改的值B，当且仅当预期值A和内存值V相同时，才会将内存值修改为B并返回true，否则什么都不做并返回false。当然CAS一定要volatile变量配合，这样才能保证每次拿到的变量是主内存中最新的那个值，否则旧的预期值A对某条线程来说，永远是一个不会变的值A，只要某次CAS操作失败，永远都不可能成功。

16、什么是乐观锁和悲观锁

乐观锁：乐观锁认为竞争不总是会发生，因此它不需要持有锁，将比较-替换这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量，如果失败则表示发生冲突，那么就应该有相应的重试逻辑。

悲观锁：悲观锁认为竞争总是会发生，因此每次对某资源进行操作时，都会持有一个独占的锁，就像synchronized，不管三七二十一，直接上了锁就操作资源了。

17、ConcurrentHashMap的并发度是什么?

ConcurrentHashMap的并发度就是segment的大小，默认为16，这意味着最多同时可以有16条线程操作ConcurrentHashMap，这也是ConcurrentHashMap对Hashtable的最大优势，任何情况下，Hashtable能同时有两条线程获取Hashtable中的数据吗？

ConcurrentHashMap的工作原理

ConcurrentHashMap在jdk 1.6和jdk 1.8实现原理是不同的。

jdk 1.6:

ConcurrentHashMap是线程安全的，但是与Hashtablea相比，实现线程安全的方式不同。Hashtable是通过对hash表结构进行锁定，是阻塞式的，当一个线程占有这个锁时，其他线程必须阻塞等待其释放锁。ConcurrentHashMap是采用分离锁的方式，它并没有对整个hash表进行锁定，而是局部锁定，也就是说当一个线程占有这个局部锁时，不影响其他线程对hash表其他地方的访问。

具体实现:ConcurrentHashMap内部有一个Segment.

jdk 1.8

在jdk 8中，ConcurrentHashMap不再使用Segment分离锁，而是采用一种乐观锁CAS算法来实现同步问题，但其底层还是“数组+链表->红黑树”的实现。

18、CyclicBarrier和CountDownLatch区别

这两个类非常类似，都在java.util.concurrent下，都可以用来表示代码运行到某个点上，二者的区别在于：

CyclicBarrier的某个线程运行到某个点上之后，该线程即停止运行，直到所有的线程都到达了这个点，所有线程才重新运行；CountDownLatch则不是，某线程运行到某个点上之后，只是给某个数值-1而已，该线程继续运行。

CyclicBarrier只能唤起一个任务，CountDownLatch可以唤起多个任务

CyclicBarrier可重用，CountDownLatch不可重用，计数值为0该CountDownLatch就不可再用了。

19、java中的++操作符线程安全么?

不是线程安全的操作。它涉及到多个指令，如读取变量值，增加，然后存储回内存，这个过程可能会出现多个线程交差。

20、你有哪些多线程开发良好的实践?

给线程命名

最小化同步范围

优先使用volatile

尽可能使用更高层次的并发工具而非wait和notify()来实现线程通信,如BlockingQueue,Semeaphore

优先使用并发容器而非同步容器.

考虑使用线程池

21、可以创建Volatile数组吗?

Java 中可以创建 volatile类型数组，不过只是一个指向数组的引用，而不是整个数组。如果改变引用指向的数组，将会受到volatile 的保护，但是如果多个线程同时改变数组的元素，volatile标示符就不能起到之前的保护作用了。

22、volatile能使得一个非原子操作变成原子操作吗?

一个典型的例子是在类中有一个 long 类型的成员变量。如果你知道该成员变量会被多个线程访问，如计数器、价格等，你最好是将其设置为 volatile。为什么？因为 Java 中读取 long 类型变量不是原子的，需要分成两步，如果一个线程正在修改该 long 变量的值，另一个线程可能只能看到该值的一半（前 32 位）。但是对一个 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子。

一种实践是用 volatile 修饰 long 和 double 变量，使其能按原子类型来读写。double 和 long 都是64位宽，因此对这两种类型的读是分为两部分的，第一次读取第一个 32 位，然后再读剩下的 32 位，这个过程不是原子的，但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子的。volatile 修复符的另一个作用是提供内存屏障（memory barrier），例如在分布式框架中的应用。简单的说，就是当你写一个 volatile 变量之前，Java 内存模型会插入一个写屏障（write barrier），读一个 volatile 变量之前，会插入一个读屏障（read barrier）。意思就是说，在你写一个 volatile 域时，能保证任何线程都能看到你写的值，同时，在写之前，也能保证任何数值的更新对所有线程是可见的，因为内存屏障会将其他所有写的值更新到缓存。

23、为什么多线程并发是不安全的？

  在操作系统中，线程是不拥有资源的，进程是拥有资源的。而线程是由进程创建的，一个进程可以创建多个线程，这些线程共享着进程中的资源。所以，当线程一起并发运行时，同时对一个数据进行修改，就可能会造成数据的不一致性

24、多线程并发不安全的原因已经知道，那么针对这个种情况，java中有两种解决思路：

给共享的资源加把锁，保证每个资源变量每时每刻至多被一个线程占用。

让线程也拥有资源，不用去共享进程中的资源。

25、基于上面的两种思路，下面便是3种实施方案：

1. 多实例、或者是多副本（ThreadLocal）：对应着思路2，ThreadLocal可以为每个线程的维护一个私有的本地变量，可参考java线程副本–ThreadLocal；

2. 使用锁机制 synchronize、lock方式：为资源加锁，可参考我写的一系列文章；

3. 使用 java.util.concurrent 下面的类库：有JDK提供的线程安全的集合类

数据库及tomcat优化

增加JVM堆内存大小

修复JRE内存泄漏

线程池设置

压缩

数据库性能调优

Tomcat本地库

其它选项 

第一步  – 提高JVM栈内存Increase JVM heap memory

你使用过tomcat的话，简单的说就是“内存溢出”. 通常情况下，这种问题出现在实际的生产环境中.产生这种问题的原因是tomcat使用较少的内存给进程,通过配置TOmcat的配置文件(Windows 下的catalina.bat或Linux下的catalina.sh)可以解决这种问题.这种解决方法是通过增加JVM的栈内存实现的.也就是说，JVM通常不去调用垃圾回收器，所以服务器可以更多关注处理web下载地址请求，并要求尽快完成。要更改文件(catalina.sh) 位于"\tomcat server folder\bin\catalina.sh"，下面，给出这个文件的配置信息，

-Xms – 指定初始化时化的栈内存

-Xms – 指定初始化时化的栈内存

-Xmx – 指定最大栈内存

在重启你的Tomcat服务器之后，这些配置的更改才会有效。下面将介绍如何处理JRE下载地址内存泄漏.

第二步 – 解决JRE内存泄露

性能表现不佳的另一个主要原因是内存泄漏，正如我之前说过：始终使用最新的tomcat服务器以获得更好的性能和可伸缩性。现在，这句话变成真的。如果我们使用最新的tomcat版本6.0.26及以上就可以解决这个错误，因为它包含了一个监听器来处理JRE和PermGen的内存泄漏。使用的监听器是，

[html]view plaincopy

print?

你可以在server.xml文件中找到这个监听器的配置，server.xml位置在“tomcat project folder/conf/server.xml”。接下来，我们将看看如何调整连接属性“maxThreads”。

第三步 – 线程池设置

线程池指定Web请求负载的数量，因此，为获得更好的性能这部分应小心处理。可以通过调整连接器属性“maxThreads”完成设置。maxThreads的值应该根据流量的大小，如果值过低，将有没有足够的线程来处理所有的请求，请求将进入等待状态，只有当一个的处理线程释放后才被处理；如果设置的太大，Tomcat的启动将花费更多时间。因此它取决于我们给maxThreads设置一个正确的值下载地址。

在上述配置中，maxThreads值设定为“250”，这指定可以由服务器处理的并发请求的最大数量。如果没有指定，这个属性的默认值为“200”。任何多出的并发请求将收到“拒绝连接”的错误提示，直到另一个处理请求进程被释放。错误看起来如下，

如果应用提示上述错误，务必检查上述错误是否是由于单个请求花费太长时间造成的，这个问题的原因是这样的，有时候如果数据库连接不释放的话，进程将不会处理其它请求。

注意: 如果请求的数量超过了“750”，这将不是意味着将maxThreads属性值设置为“750”，它意外着最好使用“Tomcat集群”的多个实例。也就是说，如果有“1000”请求，两个Tomcat实例设置“maxThreads= 500”，而不在单Tomcat实例的情况下设置maxThreads=1000。

根据我的经验，准确值的设定可以通过将应用在在各种环境中测试得出。接下来，我们来看看如何压缩的MIME类型。

第4步- 压缩

Tomcat有一个通过在server.xml配置文件中设置压缩的选项。压缩可以在connector像如下设置中完成下载地址，

在前面的配置中，当文件的大小大于等于500bytes时才会压缩。如果当文件达到了大小但是却没有被压缩，那么设置属性compression="on"。否则Tomcat默认设置是“off”。接下来我们将看看如何调优数据库。  

第五步- 数据库性能调优

Tomcat性能在等待数据库查询被执行期间会降低。如今大多数应用程序都是使用可能包含“命名查询”的关系型数据库。如果是那样的话，Tomcat会在启动时默认加载命名查询，这个可能会提升性能。另一件重要事是确保所有数据库连接正确地关闭。给数据库连接池设置正确值也是十分重要的。我所说的值是指Resource要素的最大空闲数（maxIdle），最大连接数（maxActive）,最大建立连接等待时间（maxWait）属性的值。因为配置依赖与应用要求，我也不能在本文指定正确的值。你可以通过调用数据库性能测试来找到正确的值。  

第6步 – Tomcat原生库

Tomcat的原生库基于Apache可移植运行时（Apache Portable Runtime简称APR），给程序员提供了超强的扩展性和性能，在产品运作中帮助融合原生的服务器技术以展现最佳的性能。想知道安装说明的朋友请参考Tomcat Native Library – (APR) Installation下载地址。

第7步 – 其他选项

这些选项是：

开启浏览器的缓存，这样读取存放在webapps文件夹里的静态内容会更快，大大推动整体性能。

每当开机时，Tomcat服务器应当自动地重启。

一般情况下HTTPS请求会比HTTP请求慢。如果你想要更好的安全性，即使慢一点我们还是要选择HTTPS。