2020java面试题-基础篇
2020年太难了，只能刷刷题了。后续会记录一些面试题方面的总结，方便复习查看。今天是基础篇的几个典型面试题。文章内容来源于自己的思考、书本、网络，如有雷同，不是巧合。
文章目录
- 1.HashMap的源码：
- 2.Set的实现：
- 3.List实现：
- 4.讲解线程execute
- 5.Runable和Callnable的区别
- 6.使用泛型的好处
- 7.JDK动态代理和Cglib的区别
1.HashMap的源码：
HashMap是java散列表数据结构的一种实现方式.
底层是基于数组和链表。还有红黑树。
首先通过hash函数，计算下标，因为考虑到hash冲突，所以横向又通过链表存储，这样就近似能做到O（1）的查询。
HashMap初始化时容量是16，当负载因子超过0.75时，会进行扩容。扩容会进行数据的拷贝，所以一般在已知数据容量的情况下，可以给一个初始容量。
当拉链长度超过8之后，就会采用红黑树。
LinkedHashMap和HashMap的区别是，LinkedHashMap维护了一个双向链表，保证了数据的顺序。即插入顺序和访问顺序一致。TreeMap则进行了排序，默认是升序，可以重写Comparator方法进行排序规则重写。
扩展：
ConcurrentHashMap 原理
1、最大特点是引入了 CAS（借助 Unsafe 来实现【native code】）
- 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。
- Unsafe 借助 CPU 指令 cmpxchg 来实现
HashMap ，HashTable 区别
- 默认容量不同。扩容不同
- 线程安全性，HashTable 安全
- 效率不同 HashTable 要慢因为加锁
考察知识点：
1.对常用java数据结构包装类的熟悉。
2.考察队低层数据结构的认识程度
2.Set的实现：
元素不重复，HashSet低层也是通过HashMap实现，只是只保存了值，没有保存key.
- HashSet
- LinkHashSet
- TreeSet
3.List实现：
相同点：
都实现了List接口和Collection；
不同点：
1、ArrayList是基于数组实现的；LinkedList是基于链表实现的；
2、ArrayList随机查询速度快；LinkedList插入和删除速度快；
原理解析：
ArrayList是基于数组实现的，他的特性就是可以使用索引来提升查询效率；插入和删除数组中某个元素，会导致其后面的元素需要重新调整索引，产生一定的性能消耗；
LinkedList是基于链表实现的，没有索引，所以查询效率不高，但是插入和删除效率却很高；为什么呢？因为链表里插入或删除某个元素，只需要调整前后元素的引用即可；
4.讲解线程execute
考点：java的线程池
线程池作用：
1.降低资源消耗（创建销毁线程需要占用资源）
2.提高效率（线程的复用）
3.提高线程的可管理性
使用：
1.创建线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
可以创建以下几种类型的线程池：
- newSingleThreadExecutor
- newFixedThreadPool
- newCachedThreadPool
- newScheduledThreadPool
- newSingleThreadScheduledExecutor
2.创建要执行任务的线程
可以是Thread，Runnable, Callable
3.添加任务,等待执行
void execute(Runnable task)
Future<?> submit(Runnable task)
Future<?> submit(Runnable task, T result)
Future<?> submit(Callable task)
其中execute没有返回值，submit将返回值放在Future中
4.如果有返回结果，在future中获取返回结果
原理
核心类是ThreadPoolExecutor，一般使用提供的工厂类Executors创建一个包装类ExecutorService进行操作。
ThreadPoolExecutor来实现，我们使用的ExecutorService的各种线程池策略都是基于ThreadPoolExecutor实现的。
step1.调用ThreadPoolExecutor的execute提交线程，首先检查CorePool，如果CorePool内的线程小于CorePoolSize，新创建线程执行任务。
step2.如果当前CorePool内的线程大于等于CorePoolSize，那么将线程加入到BlockingQueue。
step3.如果不能加入BlockingQueue，在小于MaxPoolSize的情况下创建线程执行任务。
step4.如果线程数大于等于MaxPoolSize，那么执行拒绝策略。
具体解释一下上述参数：
- corePoolSize 核心线程池大小
- maximumPoolSize 线程池最大容量大小
- keepAliveTime 线程池空闲时，线程存活的时间
- TimeUnit 时间单位
- ThreadFactory 线程工厂
- BlockingQueue任务队列
- RejectedExecutionHandler 线程拒绝策略
woker：是线程池中的线程。
Task: 是Runnable，会被worker调用run方法
queen: 任务队列
pool: 线程池
线程池的生命周期：
-
RUNNING: Accept new tasks and process queued tasks
-
SHUTDOWN: Don’t accept new tasks, but process queued tasks
-
STOP: Don’t accept new tasks, don’t process queued tasks,
and interrupt in-progress tasks
-
TIDYING: All tasks have terminated, workerCount is zero,
the thread transitioning to state TIDYING
will run the terminated() hook method
-
TERMINATED: terminated() has completed
状态转换：
RUNNING -> SHUTDOWN（调用shutdown()）
On invocation of shutdown(), perhaps implicitly in finalize()
(RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP(调用shutdownNow())
On invocation of shutdownNow()
SHUTDOWN -> TIDYING（queue和pool均empty）
When both queue and pool are empty
STOP -> TIDYING（pool empty，此时queue已经为empty）
When pool is empty
TIDYING -> TERMINATED(调用terminated())
When the terminated() hook method has completed
Threads waiting in awaitTermination() will return when the
state reaches TERMINATED.
说明：
(1 newFixedThreadPool
是固定大小的线程池 有结果可见 我们指定2 在运行时就只有2个线程工作
若其中有一个线程异常 会有新的线程替代他
(2 shutdown方法有2个重载：
void shutdown() 启动一次顺序关闭，等待执行以前提交的任务完成，但不接受新任务。
List shutdownNow() 试图立即停止所有正在执行的活动任务，暂停处理正在等待的任务，并返回等待执行的任务列表。
(3 submit 与 execute
3.1 submit是ExecutorService中的方法 用以提交一个任务
他的返回值是future对象 可以获取执行结果
Future submit(Callable task) 提交一个返回值的任务用于执行，返回一个表示任务的未决结果的 Future。
Future submit(Runnable task) 提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。
Future submit(Runnable task, T result) 提交一个 Runnable 任务用于执行，并返回一个表示该任务的 Future。
3.2 execute是Executor接口的方法
他虽然也可以像submit那样让一个任务执行 但并不能有返回值
void execute([Runnable](mk:@MSITStore:C:\Users\Administrator\Desktop\JDK1.6 API帮助文档.CHM::/java/lang/Runnable.html) command)
在未来某个时间执行给定的命令。该命令可能在新的线程、已入池的线程或者正调用的线程中执行，这由 Executor 实现决定。
(4 Future
Future 表示异步计算的结果。
它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并获取计算的结果。
计算完成后只能使用 get 方法来获取结果，如有必要，计算完成前可以阻塞此方法。
取消则由 cancel 方法来执行。还提供了其他方法，以确定任务是正常完成还是被取消了。一旦计算完成，就不能再取消计算。
如果为了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的结果，则可以声明 Future 形式类型、并返回 null 作为底层任务的结果。
Future就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。
必要时可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任务返回结果。
也就是说Future提供了三种功能：
–判断任务是否完成；
–能够中断任务；
–能够获取任务执行结果。
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 试图取消对此任务的执行。
V get() 如有必要，等待计算完成，然后获取其结果。
V get(long timeout, TimeUnit unit) 如有必要，最多等待为使计算完成所给定的时间之后，获取其结果（如果结果可用）。
boolean isCancelled() 如果在任务正常完成前将其取消，则返回 true。
boolean isDone() 如果任务已完成，则返回 true。
复习参考：https://juejin.im/post/5aabb948f265da237506a7f5
https://www.cnblogs.com/wihainan/p/4760910.html
5.Runable和Callnable的区别
这两者类似，前者实现run方法，后者实现call方法。不通点是后者，有返回值。
6.使用泛型的好处
java中的泛型和c++中的template模板类似，是在在定义时，不指明类型，而是在编译时就可以做类型检查，并且消除了强制类型转换，效率更高。
E: ElementK: KeyN: NumberT: TypeV: ValueS,U,V, and so on: Second, third, and fourth types in a multiparameter situation
7.JDK动态代理和Cglib的区别
JDK动态代理只能代理interface (所以目标类必须实现该接口，进而代理类也需要实现该接口)
Cglib则是通过继承目标类来实现代理。
静态代理：运行前就存在代理类的字节码
动态代理：运行时动态生成代理类
JDK动态代理使用
1.首先定义一个类实现InvocationHandler 定义代理行为。
其中构造方法传入要代理的类对象，invoke方法中
public class SubjectProxyHandler implements InvocationHandler{
private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(SubjectProxyHandler.class);
private Object target;
@SuppressWarnings("rawtypes")
public SubjectProxyHandler(Class clazz) {
try {
this.target = clazz.newInstance();
} catch (InstantiationException | IllegalAccessException ex) {
LOG.error("Create proxy for {} failed", clazz.getName());
}
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
preAction();
Object result = method.invoke(target, args);
postAction();
LOG.info("Proxy class name {}", proxy.getClass().getName());
return result;
}
private void preAction() {
LOG.info("SubjectProxyHandler.preAction()");
}
private void postAction() {
LOG.info("SubjectProxyHandler.postAction()");
}
}
Object result = method.invoke(target, args);
是调用目标对象的方法，在Invoke方法中可以进行前置增强或者后置增强等。
调用：
public static void main(String[] args) {
InvocationHandler handler = new SubjectProxyHandler(Subject.class);
ISubject proxy =
(ISubject) Proxy.newProxyInstance(ProxyT.class.getClassLoader(),
new Class[] {ISubject.class}, handler);
proxy.action();
}
首先创建一个InvocationHandler，传入目标对象Subject（实现了接口ISubject）
然后通过Proxy.newProxyInstance动态生成代理类ISubject。
其中handler中定义的代理类的行为，代理类是动态生成的。从newProxyInstance的参数可以看出，可以代理类可以实现多个接口。
cglib
cglib是一个强大的高性能代码生成库，它的底层是通过使用一个小而快的字节码处理框架ASM（Java字节码操控框架）来转换字节码并生成新的类
1.定义代理行为类
public class SubjectInteceptor implements MethodInterceptor {
private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(SubjectInteceptor.class);
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
preAction();
Object result = methodProxy.invokeSuper(obj, args);
postAction();
return result;
}
private void preAction() {
LOG.info("SubjectProxyHandler.preAction()");
}
private void postAction() {
LOG.info("SubjectProxyHandler.postAction()");
}
}
代理行为在intercept方法中定义
对比：
jdk动态代理创建速度快，但是执行效率比cglib低。cglib生成代理速度较慢，但是执行效率高。
在Spring中可以通过参数 optimize参数 设置为true强制使用cglib进行代理，对于单例模式，建议采用cglib
SpringBoot中可以通过下面的配置指定代理类型：
#开启对AOP的支持
spring.aop.auto=true
#设置代理模式 true（cglib） false(java JDK代理)
spring.aop.proxy-target-class=true
1.如果目标对象实现了接口，默认情况下会采用JDK的动态代理实现AOP
2.如果目标对象实现了接口，可以强制使用CGLIB实现AOP
3.如果目标对象没有实现了接口，必须采用CGLIB库，spring会自动在JDK动态代理和CGLIB之间转换