Java 高频面试点总结
请你解释为什么重写equals还要重写hashcode？
考点：java基础
参考回答：
HashMap中，如果要比较key是否相等，要同时使用这两个函数！因为自定义的类的hashcode()方法继承于Object类，其hashcode码为默认的内存地址，这样即便有相同含义的两个对象，比较也是不相等的。HashMap中的比较key是这样的，先求出key的hashcode(),比较其值是否相等，若相等再比较equals(),若相等则认为他们是相等的。若equals()不相等则认为他们不相等。如果只重写hashcode()不重写equals()方法，当比较equals()时只是看他们是否为同一对象（即进行内存地址的比较）,所以必定要两个方法一起重写。HashMap用来判断key是否相等的方法，其实是调用了HashSet判断加入元素 是否相等。重载hashCode()是为了对同一个key，能得到相同的Hash Code，这样HashMap就可以定位到我们指定的key上。重载equals()是为了向HashMap表明当前对象和key上所保存的对象是相等的，这样我们才真正地获得了这个key所对应的这个键值对。
● 请你谈谈关于Synchronized和lock
考察点：java关键字
参考回答：
synchronized是Java的关键字，当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候，能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码。JDK1.5以后引入了自旋锁、锁粗化、轻量级锁，偏向锁来有优化关键字的性能。
Lock是一个接口，而synchronized是Java中的关键字，synchronized是内置的语言实现；synchronized在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；Lock可以让等待锁的线程响应中断，而synchronized却不行，使用synchronized时，等待的线程会一直等待下去，不能够响应中断；通过Lock可以知道有没有成功获取锁，而synchronized却无法办到。
● 请你介绍一下volatile？
考察点：java关键字
参考回答：
volatile关键字是用来保证有序性和可见性的。这跟Java内存模型有关。比如我们所写的代码，不一定是按照我们自己书写的顺序来执行的，编译器会做重排序，CPU也会做重排序的，这样的重排序是为了减少流水线的阻塞的，引起流水阻塞，比如数据相关性，提高CPU的执行效率。需要有一定的顺序和规则来保证，不然程序员自己写的代码都不知带对不对了，所以有happens-before规则，其中有条就是volatile变量规则：对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作；有序性实现的是通过插入内存屏障来保证的。可见性：首先Java内存模型分为，主内存，工作内存。比如线程A从主内存把变量从主内存读到了自己的工作内存中，做了加1的操作，但是此时没有将i的最新值刷新会主内存中，线程B此时读到的还是i的旧值。加了volatile关键字的代码生成的汇编代码发现，会多出一个lock前缀指令。Lock指令对Intel平台的CPU，早期是锁总线，这样代价太高了，后面提出了缓存一致性协议，MESI，来保证了多核之间数据不一致性问题。
请你谈谈如何通过反射创建对象？
考察点：类
参考回答：
- 方法1：通过类对象调用newInstance()方法，例如：String.class.newInstance()
- 方法2：通过类对象的getConstructor()或getDeclaredConstructor()方法获得构造器（Constructor）对象并调用其newInstance()方法创建对象，例如：String.class.getConstructor(String.class).newInstance("Hello");
请说明”static”关键字是什么意思？Java中是否可以覆盖(override)一个private或者是static的方法？
考察点：static变量
参考回答：
“static”关键字表明一个成员变量或者是成员方法可以在没有所属的类的实例变量的情况下被访问。
Java中static方法不能被覆盖，因为方法覆盖是基于运行时动态绑定的，而static方法是编译时静态绑定的。static方法跟类的任何实例都不相关，所以概念上不适用。
● 请列举你所知道的Object类的方法并简要说明。
考察点：面向对象
参考回答：
Object()默认构造方法。clone() 创建并返回此对象的一个副本。equals(Object obj) 指示某个其他对象是否与此对象“相等”。finalize()当垃圾回收器确定不存在对该对象的更多引用时，由对象的垃圾回收器调用此方法。getClass()返回一个对象的运行时类。hashCode()返回该对象的哈希码值。 notify()唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。 notifyAll()唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。toString()返回该对象的字符串表示。wait()导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法。wait(long timeout)导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量。wait(long timeout, int nanos) 导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量。
● 请你说明concurrenthashmap有什么优势以及1.7和1.8区别？
考点：集合
参考回答：
Concurrenthashmap线程安全的，1.7是在jdk1.7中采用Segment + HashEntry的方式进行实现的，lock加在Segment上面。1.7size计算是先采用不加锁的方式，连续计算元素的个数，最多计算3次：1、如果前后两次计算结果相同，则说明计算出来的元素个数是准确的；2、如果前后两次计算结果都不同，则给每个Segment进行加锁，再计算一次元素的个数；
1.8中放弃了Segment臃肿的设计，取而代之的是采用Node + CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现，1.8中使用一个volatile类型的变量baseCount记录元素的个数，当插入新数据或则删除数据时，会通过addCount()方法更新baseCount，通过累加baseCount和CounterCell数组中的数量，即可得到元素的总个数；
● 请你简要说明一下线程的基本状态以及状态之间的关系？
考察点：线程
参考回答：
其中Running表示运行状态，Runnable表示就绪状态（万事俱备，只欠CPU），Blocked表示阻塞状态，阻塞状态又有多种情况，可能是因为调用wait()方法进入等待池，也可能是执行同步方法或同步代码块进入等锁池，或者是调用了sleep()方法或join()方法等待休眠或其他线程结束，或是因为发生了I/O中断。
● 请你解释一下什么是线程池（thread pool）？
考察点：线程池
参考回答：
在面向对象编程中，创建和销毁对象是很费时间的，因为创建一个对象要获取内存资源或者其它更多资源。在Java中更是如此，虚拟机将试图跟踪每一个对象，以便能够在对象销毁后进行垃圾回收。所以提高服务程序效率的一个手段就是尽可能减少创建和销毁对象的次数，特别是一些很耗资源的对象创建和销毁，这就是”池化资源”技术产生的原因。线程池顾名思义就是事先创建若干个可执行的线程放入一个池（容器）中，需要的时候从池中获取线程不用自行创建，使用完毕不需要销毁线程而是放回池中，从而减少创建和销毁线程对象的开销。
Java 5+中的Executor接口定义一个执行线程的工具。它的子类型即线程池接口是ExecutorService。要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，因此在工具类Executors面提供了一些静态工厂方法，生成一些常用的线程池，如下所示：
- newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
- newFixedThreadPool：创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。
- newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。
- newScheduledThreadPool：创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
- newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
● 请问当一个线程进入一个对象的synchronized方法A之后，其它线程是否可进入此对象的synchronized方法B？
考察点：线程
参考回答：
不能。其它线程只能访问该对象的非同步方法，同步方法则不能进入。因为非静态方法上的synchronized修饰符要求执行方法时要获得对象的锁，如果已经进入A方法说明对象锁已经被取走，那么试图进入B方法的线程就只能在等锁池（注意不是等待池哦）中等待对象的锁。
①启动线程有如下三种方式：
一、继承Thread类创建线程类
（1）定义Thread类的子类，并重写该类的run方法，该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。
（2）创建Thread子类的实例，即创建了线程对象。
（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。
代码：
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上述代码中Thread.currentThread()方法返回当前正在执行的线程对象。GetName()方法返回调用该方法的线程的名字。
二、通过Runnable接口创建线程类
（1）定义runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
（2）创建 Runnable实现类的实例，并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。
（3）调用线程对象的start()方法来启动该线程。
代码：
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三、通过Callable和Future创建线程
（1）创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法将作为线程执行体，并且有返回值。
（2）创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
（3）使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。
（4）调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值
代码：
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②线程池的种类有：
Java通过Executors提供四种线程池，分别为：
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。
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。
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。
● 请简要说明一下JAVA中cyclicbarrier和countdownlatch的区别分别是什么？
考察点：线程
参考回答：
CountDownLatch和CyclicBarrier都能够实现线程之间的等待，只不过它们侧重点不同：
CountDownLatch一般用于某个线程A等待若干个其他线程执行完任务之后，它才执行；
而CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态，然后这一组线程再同时执行；
另外，CountDownLatch是不能够重用的，而CyclicBarrier是可以重用的。
● 请说明一下线程池有什么优势？
考察点：线程池
参考回答：
第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能执行。
第三：提高线程的可管理性，线程是稀缺资源，如果无限制地创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进行统一分配、调优和监控。
● 请回答一下Java中有几种线程池？并且详细描述一下线程池的实现过程
考察点：线程池
参考回答：
1、newFixedThreadPool创建一个指定工作线程数量的线程池。每当提交一个任务就创建一个工作线程，如果工作线程数量达到线程池初始的最大数，则将提交的任务存入到池队列中。
2、newCachedThreadPool创建一个可缓存的线程池。这种类型的线程池特点是：
1).工作线程的创建数量几乎没有限制(其实也有限制的,数目为Interger. MAX_VALUE), 这样可灵活的往线程池中添加线程。
2).如果长时间没有往线程池中提交任务，即如果工作线程空闲了指定的时间(默认为1分钟)，则该工作线程将自动终止。终止后，如果你又提交了新的任务，则线程池重新创建一个工作线程。
3、newSingleThreadExecutor创建一个单线程化的Executor，即只创建唯一的工作者线程来执行任务，如果这个线程异常结束，会有另一个取代它，保证顺序执行(我觉得这点是它的特色)。单工作线程最大的特点是可保证顺序地执行各个任务，并且在任意给定的时间不会有多个线程是活动的 。
4、newScheduleThreadPool创建一个定长的线程池，而且支持定时的以及周期性的任务执行，类似于Timer。(这种线程池原理暂还没完全了解透彻)
● 请说明一下Java中都有哪些方式可以启动一个线程？
考察点：线程
参考回答：
1. 继承自Thread类
2. 实现Runnable接口
3.即实现Runnable接口，也继承Thread类，并重写run方法
● 请列举一下创建线程的方法，并简要说明一下在这些方法中哪个方法更好，原因是什么？
考察点：线程
参考回答：
需要从Java.lang.Thread类派生一个新的线程类，重载它的run()方法；
实现Runnalbe接口，重载Runnalbe接口中的run()方法。
实现Runnalbe接口更好，使用实现Runnable接口的方式创建的线程可以处理同一资源，从而实现资源的共享.
● 请简短说明一下你对AQS的理解。
考察点：多线程
参考回答：
AQS其实就是一个可以给我们实现锁的框架
内部实现的关键是：先进先出的队列、state状态
定义了内部类ConditionObject
拥有两种线程模式独占模式和共享模式。
在LOCK包中的相关锁(常用的有ReentrantLock、 ReadWriteLock)都是基于AQS来构建，一般我们叫AQS为同步器。
● 请简述一下线程池的运行流程，使用参数以及方法策略等
考察点：线程池
参考回答：
线程池主要就是指定线程池核心线程数大小，最大线程数，存储的队列，拒绝策略，空闲线程存活时长。当需要任务大于核心线程数时候，就开始把任务往存储任务的队列里，当存储队列满了的话，就开始增加线程池创建的线程数量，如果当线程数量也达到了最大，就开始执行拒绝策略，比如说记录日志，直接丢弃，或者丢弃最老的任务。
● 线程，进程，然后线程创建有很大开销，怎么优化？
考察点：多线程
参考回答：
可以使用线程池。
● 请介绍一下什么是生产者消费者模式？
考察点：线程
参考回答：
生产者消费者问题是线程模型中的经典问题：生产者和消费者在同一时间段内共用同一存储空间，生产者向空间里生产数据，而消费者取走数据。
优点：支持并发、解耦。
● 请简述一下实现多线程同步的方法？
考察点：多线程
参考回答：
可以使用synchronized、lock、volatile和ThreadLocal来实现同步。
● 如何在线程安全的情况下实现一个计数器？
考察点：多线程
参考回答：
可以使用加锁，比如synchronized或者lock。也可以使用Concurrent包下的原子类。
● 多线程中的i++线程安全吗？请简述一下原因？
考察点：多线程
参考回答：
不安全。i++不是原子性操作。i++分为读取i值，对i值加一，再赋值给i++，执行期中任何一步都是有可能被其他线程抢占的。
● 请你简述一下synchronized与java.util.concurrent.locks.Lock的相同之处和不同之处？
考察点：锁机制
参考回答：
主要相同点：Lock能完成synchronized所实现的所有功能
主要不同点：Lock有比synchronized更精确的线程语义和更好的性能。synchronized会自动释放锁，而Lock一定要求程序员手工释放，并且必须在finally从句中释放。
● 请问什么是死锁(deadlock)?
考察点：线程死锁
参考回答：
两个线程或两个以上线程都在等待对方执行完毕才能继续往下执行的时候就发生了死锁。结果就是这些线程都陷入了无限的等待中。
例如，如果线程1锁住了A，然后尝试对B进行加锁，同时线程2已经锁住了B，接着尝试对A进行加锁，这时死锁就发生了。线程1永远得不到B，线程2也永远得不到A，并且它们永远也不会知道发生了这样的事情。为了得到彼此的对象（A和B），它们将永远阻塞下去。这种情况就是一个死锁。
● 请说明一下锁和同步的区别。
考察点：锁
参考回答：
用法上的不同：
synchronized既可以加在方法上，也可以加载特定代码块上，而lock需要显示地指定起始位置和终止位置。
synchronized是托管给JVM执行的，lock的锁定是通过代码实现的，它有比synchronized更精确的线程语义。
性能上的不同：
lock接口的实现类ReentrantLock，不仅具有和synchronized相同的并发性和内存语义，还多了超时的获取锁、定时锁、等候和中断锁等。
在竞争不是很激烈的情况下，synchronized的性能优于ReentrantLock，竞争激烈的情况下synchronized的性能会下降的非常快，而ReentrantLock则基本不变。
锁机制不同：
synchronized获取锁和释放锁的方式都是在块结构中，当获取多个锁时，必须以相反的顺序释放，并且是自动解锁。而Lock则需要开发人员手动释放，并且必须在finally中释放，否则会引起死锁。
● 请说明一下JAVA中反射的实现过程和作用分别是什么？
考察点：反射
参考回答：
JAVA语言编译之后会生成一个.class文件，反射就是通过字节码文件找到某一个类、类中的方法以及属性等。反射的实现主要借助以下四个类：Class：类的对象，Constructor：类的构造方法，Field：类中的属性对象，Method：类中的方法对象。
作用：反射机制指的是程序在运行时能够获取自身的信息。在JAVA中，只要给定类的名字，那么就可以通过反射机制来获取类的所有信息。
● 请简单描述一下JVM加载class文件的原理是什么?
考察点：JVM
参考回答：
JVM中类的装载是由ClassLoader和它的子类来实现的,Java ClassLoader 是一个重要的Java运行时系统组件。它负责在运行时查找和装入类文件的类。
Java中的所有类，都需要由类加载器装载到JVM中才能运行。类加载器本身也是一个类，而它的工作就是把class文件从硬盘读取到内存中。在写程序的时候，我们几乎不需要关心类的加载，因为这些都是隐式装载的，除非我们有特殊的用法，像是反射，就需要显式的加载所需要的类。
类装载方式，有两种
（1）隐式装载，程序在运行过程中当碰到通过new 等方式生成对象时，隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中，
（2）显式装载，通过class.forname()等方法，显式加载需要的类 ,隐式加载与显式加载的区别：两者本质是一样的。
Java类的加载是动态的，它并不会一次性将所有类全部加载后再运行，而是保证程序运行的基础类(像是基类)完全加载到jvm中，至于其他类，则在需要的时候才加载。这当然就是为了节省内存开销。
● 什么是Java虚拟机？为什么Java被称作是“平台无关的编程语言”？
考察点：JVM
参考回答：
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。
jvm最大内存限制多少？
考察点：JVM
参考回答：
(1)堆内存分配
JVM初始分配的内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64；JVM最大分配的内存由-Xmx指定，默认是物理内存的1/4。默认空余堆内存小 于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到-Xms的最小限制。因此服务器一般设置-Xms、 -Xmx相等以避免在每次GC后调整堆的大小。
(2)非堆内存分配
JVM使用-XX:PermSize设置非堆内存初始值，默认是物理内存的1/64；由XX:MaxPermSize设置最大非堆内存的大小，默认是物理内存的1/4。
(3)VM最大内存
首先JVM内存限制于实际的最大物理内存，假设物理内存无限大的话，JVM内存的最大值跟操作系统有很大的关系。简单的说就32位处理器虽 然可控内存空间有4GB,但是具体的操作系统会给一个限制，这个限制一般是2GB-3GB（一般来说Windows系统下为1.5G-2G，Linux系 统下为2G-3G），而64bit以上的处理器就不会有限制了。
请问什么是JVM内存模型？
考察点：JVM内存模型
参考回答：
Java内存模型(简称JMM)，JMM决定一个线程对共享变量的写入何时对另一个线程可见。从抽象的角度来看，JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（main memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（local memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。
本地内存是JMM的一个抽象概念，并不真实存在。它涵盖了缓存，写缓冲区，寄存器以及其他的硬件和编译器优化。其关系模型图如下图所示：
请列举一下，在JAVA虚拟机中，哪些对象可作为ROOT对象？
考察点：JAVA虚拟机
参考回答：
虚拟机栈中的引用对象
方法区中类静态属性引用的对象
方法区中常量引用对象
本地方法栈中JNI引用对象
GC中如何判断对象是否需要被回收？
考察点：JAVA虚拟机
参考回答：
即使在可达性分析算法中不可达的对象,也并非是“非回收不可”的,这时候它们暂时处于“等待”阶段,要真正宣告一个对象回收,至少要经历两次标记过程:如果对象在进行可达性分析后发现没有与GC Roots相连接的引用链,那它将会被第一次标记并且进行一次筛选,筛选的条件是此对象是否有必要执行finalize()方法。当对象没有覆盖finalize()方法,或者finalize()方法已经被虚拟机调用过,虚拟机将这两种情况都视为“没有必要执行”。(即意味着直接回收)
如果这个对象被判定为有必要执行finalize()方法,那么这个对象将会放置在一个叫做F-Queue的队列之中,并在稍后由一个由虚拟机自动建立的、低优先级的Finalizer线程去执行它。这里所谓的“执行”是指虚拟机会触发这个方法,但并不承诺会等待它运行结束,这样做的原因是,如果一个对象在finalize()方法中执行缓慢,或者发生了死循环(更极端的情况),将很可能会导致F-Queue队列中其他对象永久处于等待,甚至导致整个内存回收系统崩溃。
finalize()方法是对象逃脱回收的最后一次机会,稍后GC将对F-Queue中的对象进行第二次小规模的标记,如果对象要在finalize()中跳出回收——只要重新与引用链上的任何一个对象建立关联即可,譬如把自己(this关键字)赋值给某个类变量或者对象的成员变量,那在第二次标记时它将被移除出“即将回收”的集合;如果对象这时候还没有逃脱,那基本上它就真的被回收了。