Android面试(附答案)

Java面试题

GC机制

垃圾回收需要完成两件事：找到垃圾，回收垃圾。
找到垃圾一般的话有两种方法：

• 引用计数法

当一个对象被引用时，它的引用计数器会加一，垃圾回收时会清理掉引用计数为0的对象。但这种方法有一个问题，比方说有两个对象A和B，A引用了B，B又引用了A，除此之外没有别的对象引用A和B，那么A和B在我们看来已经是垃圾对象，需要被回收，但它们的引用计数不为0，没有达到回收的条件。正因为这个循环引用的问题，Java并没有采用引用计数法。

• 可达性分析法

我们把Java中对象引用的关系看做一张图，从根级对象不可达的对象会被垃圾收集器清除。根级对象一般包括Java虚拟机栈中的对象、本地方法栈中的对象、方法区中的静态对象和常量池中的常量。
回收垃圾的话有这么四种方法：

• 标记清除算法

顾名思义分为两步，标记和清除。首先标记到需要回收的垃圾对象，然后回收掉这些垃圾对象。标记清除算法的缺点是清除垃圾对象后会造成内存的碎片化。

• 复制算法

复制算法是将存活的对象复制到另一块内存区域中，并做相应的内存整理工作。复制算法的优点是可以避免内存碎片化，缺点也显而易见，它需要两倍的内存。

• 标记整理算法

标记整理算法也是分两步，先标记后整理。它会标记需要回收的垃圾对象，清除掉垃圾对象后会将存活的对象压缩，避免了内存的碎片化。

• 分代算法

分代算法将对象分为新生代和老年代对象。那么为什么做这样的区分呢？主要是在Java运行中会产生大量对象，这些对象的生命周期会有很大的不同，有的生命周期很长，有的甚至使用一次之后就不再使用。所以针对不同生命周期的对象采用不同的回收策略，这样可以提高GC的效率。
新生代对象分为三个区域：Eden区和两个Survivor区。新创建的对象都放在Eden区，当Eden区的内存达到阈值之后会触发Minor GC，这时会将存活的对象复制到一个Survivor区中，这些存活对象的生命存活计数会加一。这时Eden区会闲置，当再一次达到阈值触发Minor GC时，会将Eden区和之前一个Survivor区中存活的对象复制到另一个Survivor区中，采用的是我之前提到的复制算法，同时它们的生命存活计数也会加一。这个过程会持续很多遍，直到对象的存活计数达到一定的阈值后会触发一个叫做晋升的现象：新生代的这个对象会被放置到老年代中。
老年代中的对象都是经过多次GC依然存活的生命周期很长的Java对象。当老年代的内存达到阈值后会触发Major GC，采用的是标记整理算法。

JVM内存区域的划分，哪些区域会发生OOM

JVM的内存区域可以分为两类：线程私有和区域和线程共有的区域。
线程私有的区域：程序计数器、JVM虚拟机栈、本地方法栈
线程共有的区域：堆、方法区、运行时常量池

• 程序计数器。每个线程有有一个私有的程序计数器，任何时间一个线程都只会有一个方法正在执行，也就是所谓的当前方法。程序计数器存放的就是这个当前方法的JVM指令地址。
• JVM虚拟机栈。创建线程的时候会创建线程内的虚拟机栈，栈中存放着一个个的栈帧，对应着一个个方法的调用。JVM虚拟机栈有两种操作，分别是压栈和出站。栈帧中存放着局部变量表、方法返回值和方法的正常或异常退出的定义等等。
• 本地方法栈。跟JVM虚拟机栈比较类似，只不过它支持的是Native方法。
• 堆。堆是内存管理的核心区域，用来存放对象实例。几乎所有创建的对象实例都会直接分配到堆上。所以堆也是垃圾回收的主要区域，垃圾收集器会对堆有着更细的划分，最常见的就是把堆划分为新生代和老年代。
• 方法区。方法区主要存放类的结构信息，比如静态属性和方法等等。
• 运行时常量池。运行时常量池位于方法区中，主要存放各种常量信息。

其实除了程序计数器，其他的部分都会发生OOM。

• 堆。通常发生的OOM都会发生在堆中，最常见的可能导致OOM的原因就是内存泄漏。
• JVM虚拟机栈和本地方法栈。当我们写一个递归方法，这个递归方法没有循环终止条件，最终会导致StackOverflow的错误。当然，如果栈空间扩展失败，也是会发生OOM的。
• 方法区。方法区现在基本上不太会发生OOM，但在早期内存中加载的类信息过多的情况下也是会发生OOM的。

类加载过程，双亲委派模型

Java中类加载分为3个步骤：加载、链接、初始化。
加载。加载是将字节码数据从不同的数据源读取到JVM内存，并映射为JVM认可的数据结构，也就是Class对象的过程。数据源可以是Jar文件、Class文件等等。如果数据的格式并不是ClassFile的结构，则会报ClassFormatError。
链接。链接是类加载的核心部分，这一步分为3个步骤：验证、准备、解析。

• 验证。验证是保证JVM安全的重要步骤。JVM需要校验字节信息是否符合规范，避免恶意信息和不规范数据危害JVM运行安全。如果验证出错，则会报VerifyError。
• 准备。这一步会创建静态变量，并为静态变量开辟内存空间。
• 解析。这一步会将符号引用替换为直接引用。

初始化。初始化会为静态变量赋值，并执行静态代码块中的逻辑。

双亲委派模型。
类加载器大致分为3类：启动类加载器、扩展类加载器、应用程序类加载器。
启动类加载器主要加载 jre/lib下的jar文件。
扩展类加载器主要加载 jre/lib/ext 下的jar文件。
应用程序类加载器主要加载 classpath下的文件。

所谓的双亲委派模型就是当加载一个类时，会优先使用父类加载器加载，当父类加载器无法加载时才会使用子类加载器去加载。这么做的目的是为了避免类的重复加载。

Java中的集合类

HashMap的原理

HashMap的内部可以看做数组+链表的复合结构。数组被分为一个个的桶(bucket)。哈希值决定了键值对在数组中的寻址。具有相同哈希值的键值对会组成链表。需要注意的是当链表长度超过阈值(默认是8)的时候会触发树化，链表会变成树形结构。

把握HashMap的原理需要关注4个方法：hash、put、get、resize。

hash方法。将key的hashCode值的高位数据移位到低位进行异或运算。这么做的原因是有些key的hashCode值的差异集中在高位，而哈希寻址是忽略容量以上高位的，这种做法可以有效避免哈希冲突。

put方法。put方法主要有以下几个步骤：

• 通过hash方法获取hash值，根据hash值寻址。
• 如果未发生碰撞，直接放到桶中。
• 如果发生碰撞，则以链表形式放在桶后。
• 当链表长度大于阈值后会触发树化，将链表转换为红黑树。
• 如果数组长度达到阈值，会调用resize方法扩展容量。

get方法。get方法主要有以下几个步骤：

• 通过hash方法获取hash值，根据hash值寻址。
• 如果与寻址到桶的key相等，直接返回对应的value。
• 如果发生冲突，分两种情况。如果是树，则调用getTreeNode获取value；如果是链表则通过循环遍历查找对应的value。

resize方法。resize做了两件事：

• 将原数组扩展为原来的2倍
• 重新计算index索引值，将原节点重新放到新的数组中。这一步可以将原先冲突的节点分散到新的桶中。

什么情况下Java会产生死锁，如何定位、修复，手写死锁

sleep和wait的区别

• sleep方法是Thread类中的静态方法，wait是Object类中的方法
• sleep并不会释放同步锁，而wait会释放同步锁
• sleep可以在任何地方使用，而wait只能在同步方法或者同步代码块中使用
• sleep中必须传入时间，而wait可以传，也可以不传，不传时间的话只有notify或者notifyAll才能唤醒，传时间的话在时间之后会自动唤醒

join的用法

join方法通常是保证线程间顺序调度的一个方法，它是Thread类中的方法。比方说在线程A中执行线程B.join()，这时线程A会进入等待状态，直到线程B执行完毕之后才会唤醒，继续执行A线程中的后续方法。

join方法可以传时间参数，也可以不传参数，不传参数实际上调用的是join(0)。它的原理其实是使用了wait方法，join的原理如下：

public final synchronized void join(long millis)
    throws InterruptedException {
        long base = System.currentTimeMillis();
        long now = 0;

        if (millis < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
        }

        if (millis == 0) {
            while (isAlive()) {
                wait(0);
            }
        } else {
            while (isAlive()) {
                long delay = millis - now;
                if (delay <= 0) {
                    break;
                }
                wait(delay);
                now = System.currentTimeMillis() - base;
            }
        }
    }

volatile和synchronize的区别

Java中的线程池

线程通信

Java中的并发集合

Java中生产者与消费者模式

生产者消费者模式要保证的是当缓冲区满的时候生产者不再生产对象，当缓冲区空时，消费者不再消费对象。实现机制就是当缓冲区满时让生产者处于等待状态，当缓冲区为空时让消费者处于等待状态。当生产者生产了一个对象后会唤醒消费者，当消费者消费一个对象后会唤醒生产者。
三种种实现方式：wait和notify、await和signal、BlockingQueue。

• wait和notify

//wait和notify
import java.util.LinkedList;

public class StorageWithWaitAndNotify {
    private final int                MAX_SIZE = 10;
    private       LinkedList