2023年Java最新面试题

由【后端面试题宝典】提供

== 和 equals 的区别是什么？

• 对于基本类型，==比较的是值；
• 对于引用类型，==比较的是地址；
• equals不能用于基本类型的比较；
• 如果没有重写equals，equals就相当于==；
• 如果重写了equals方法，equals比较的是对象的内容；

final 在 java 中有什么作用？

（1）用来修饰一个引用

如果引用为基本数据类型，则该引用为常量，该值无法修改；
如果引用为引用数据类型，比如对象、数组，则该对象、数组本身可以修改，但指向该对象或数组的地址的引用不能修改。
如果引用时类的成员变量，则必须当场赋值，否则编译会报错。

（2）用来修饰一个方法

当使用final修饰方法时，这个方法将成为最终方法，无法被子类重写。但是，该方法仍然可以被继承。

（3）用来修饰类

当用final修改类时，该类成为最终类，无法被继承。

比如常用的String类就是最终类。

java 中的 Math.round(-1.5) 等于多少？

Math提供了三个与取整有关的方法：ceil、floor、round

（1）ceil：向上取整；

Math.ceil(11.3) = 12;

Math.ceil(-11.3) = 11;

（2）floor：向下取整；

Math.floor(11.3) = 11;

Math.floor(-11.3) = -12;

（3）round：四舍五入；

加0.5然后向下取整。

Math.round(11.3) = 11;

Math.round(11.8) = 12;

Math.round(-11.3) = -11;

Math.round(-11.8) = -12;

String 属于基础的数据类型吗？

不属于。

八种基本数据类型：byte、short、char、int、long、double、float、boolean。

String str="i"与 String str=new String(“i”)一样吗？

String str="i"会将起分配到常量池中，常量池中没有重复的元素，如果常量池中存中i，就将i的地址赋给变量，如果没有就创建一个再赋给变量。

String str=new String(“i”)会将对象分配到堆中，即使内存一样，还是会重新创建一个新的对象。

接口和抽象类有什么区别？

（1）接口

接口使用interface修饰；
接口不能实例化；
类可以实现多个接口；

①java8之前，接口中的方法都是抽象方法，省略了public abstract。②java8之后；接口中可以定义静态方法，静态方法必须有方法体，普通方法没有方法体，需要被实现；

（2）抽象类

抽象类使用abstract修饰；
抽象类不能被实例化；
抽象类只能单继承；
抽象类中可以包含抽象方法和非抽象方法，非抽象方法需要有方法体；
如果一个类继承了抽象类，①如果实现了所有的抽象方法，子类可以不是抽象类；②如果没有实现所有的抽象方法，子类仍然是抽象类

try-catch-finally 中，如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(test());
    }

    private static int test() {
        try{
            int ret = 1/0;
            System.out.println("try");
            return 0;
        }catch (Exception e){
            System.out.println(e.getMessage());
            return 1;
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }

    }
	

输出结果：

/ by zero
finally
1

为什么要使用克隆？如何实现对象克隆？深拷贝和浅拷贝区别是什么？

（1）什么要使用克隆？

想对一个对象进行复制，又想保留原有的对象进行接下来的操作，这个时候就需要克隆了。

（2）如何实现对象克隆？

实现Cloneable接口，重写clone方法；
实现Serializable接口，通过对象的序列化和反序列化实现克隆，可以实现真正的深克隆。
BeanUtils，apache和Spring都提供了bean工具，只是这都是浅克隆。

（3）深拷贝和浅拷贝区别是什么？

浅拷贝：仅仅克隆基本类型变量，不克隆引用类型变量；
深克隆：既克隆基本类型变量，又克隆引用类型变量；

hashcode是什么？有什么作用？

Java中Object有一个方法：

public native int hashcode();

（1）hashcode()方法的作用

hashcode()方法主要配合基于散列的集合一起使用，比如HashSet、HashMap、HashTable。

当集合需要添加新的对象时，先调用这个对象的hashcode()方法，得到对应的hashcode值，实际上hashmap中会有一个table保存已经存进去的对象的hashcode值，如果table中没有改hashcode值，则直接存入，如果有，就调用equals方法与新元素进行比较，相同就不存了，不同就存入。

（2）equals和hashcode的关系

如果equals为true，hashcode一定相等；
如果equals为false，hashcode不一定不相等；
如果hashcode值相等，equals不一定相等；
如果hashcode值不等，equals一定不等；

（3）重写equals方法时，一定要重写hashcode方法

在 Java 中，为什么不允许从静态方法中访问非静态变量？

• 静态变量属于类本身，在类加载的时候就会分配内存，可以通过类名直接访问；
• 非静态变量属于类的对象，只有在类的对象产生时，才会分配内存，通过类的实例去访问；
• 静态方法也属于类本身，但是此时没有类的实例，内存中没有非静态变量，所以无法调用。

什么是 Java 的内存模型?

在了解什么是 Java 内存模型之前，先了解一下为什么要提出 Java 内存模型。

之前提到过并发编程有三大问题

CPU 缓存，在多核 CPU 的情况下，带来了可见性问题
操作系统对当前执行线程的切换，带来了原子性问题
译器指令重排优化，带来了有序性问题
为了解决并发编程的三大问题，提出了 JSR-133，新的 Java 内存模型，JDK 5 开始使用。

简单总结下

Java 内存模型是 JVM 的一种规范
定义了共享内存在多线程程序中读写操作行为的规范
屏蔽了各种硬件和操作系统的访问差异，保证了 Java 程序在各种平台下对内存的访问效果一致
解决并发问题采用的方式：限制处理器优化和使用内存屏障
增强了三个同步原语（synchronized、volatile、final）的内存语义
定义了 happens-before 规则

在 Java 中，什么时候用重载，什么时候用重写？

（1）重载是多态的集中体现，在类中，要以统一的方式处理不同类型数据的时候，可以用重载。

（2）重写的使用是建立在继承关系上的，子类在继承父类的基础上，增加新的功能，可以用重写。

（3）简单总结：

重载是多样性，重写是增强剂；
目的是提高程序的多样性和健壮性，以适配不同场景使用时，使用重载进行扩展；
目的是在不修改原方法及源代码的基础上对方法进行扩展或增强时，使用重写；

实例化对象有哪几种方式

1. new
2. clone()
3. 通过反射机制创建
4. 序列化反序列化

//用 Class.forName方法获取类，在调用类的newinstance（）方法
Class<?> cls = Class.forName("com.dao.User");
User u = (User)cls.newInstance();

//将一个对象实例化后，进行序列化，再反序列化，也可以获得一个对象（远程通信的场景下使用）
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream (new FileOutputStream("D:/data.txt"));
//序列化对象
out.writeObject(user1); 
out.close();
//反序列化对象
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:/data.txt"));
User user2 = (User) in.readObject();
System.out.println("反序列化user：" + user2);
in.close();

list与Set区别

1）List简介

实际上有两种List：一种是基本的ArrayList,其优点在于随机访问元素，另一种是LinkedList,它并不是为快速随机访问设计的，而是快速的插入或删除。
ArrayList：由数组实现的List。允许对元素进行快速随机访问，但是向List中间插入与移除元素的速度很慢。
LinkedList ：对顺序访问进行了优化，向List中间插入与删除的开销并不大。随机访问则相对较慢。
还具有下列方 法：addFirst(), addLast(), getFirst(), getLast(), removeFirst() 和 removeLast(), 这些方法 (没有在任何接口或基类中定义过)使得LinkedList可以当作堆栈、队列和双向队列使用。

（2）Set简介

Set具有与Collection完全一样的接口，因此没有任何额外的功能。实际上Set就是Collection,只是行为不同。这是继承与多态思想的典型应用：表现不同的行为。Set不保存重复的元素(至于如何判断元素相同则较为负责)

Set : 存入Set的每个元素都必须是唯一的，因为Set不保存重复元素。加入Set的元素必须定义equals()方法以确保对象的唯一性。Set与Collection有完全一样的接口。Set接口不保证维护元素的次序。
HashSet：为快速查找设计的Set。存入HashSet的对象必须定义hashCode()。
TreeSet： 保存次序的Set, 底层为树结构。使用它可以从Set中提取有序的序列。

（3）list与Set区别

① List,Set都是继承自Collection接口

② List特点：元素有放入顺序，元素可重复 ，Set特点：元素无放入顺序，元素不可重复，重复元素会覆盖掉，（元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的，加入Set 的Object必须定义equals()方法 ，另外list支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。）

③ Set和List对比：

Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。
List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。

说一下 HashMap 的实现原理？

（1）简介

HashMap基于map接口，元素以键值对方式存储，允许有null值，HashMap是线程不安全的。

（2）基本属性

初始化大小，默认16，2倍扩容；
负载因子0.75；
初始化的默认数组；
size
threshold。判断是否需要调整hashmap容量

（3）HashMap的存储结构

JDK1.7中采用数组+链表的存储形式。

HashMap采取Entry数组来存储key-value，每一个键值对组成了一个Entry实体，Entry类时机上是一个单向的链表结构，它具有next指针，指向下一个Entry实体，以此来解决Hash冲突的问题。

HashMap实现一个内部类Entry，重要的属性有hash、key、value、next。

JDK1.8中采用数据+链表+红黑树的存储形式。当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树。在性能上进一步得到提升。

如何实现数组和 List 之间的转换？

String[] arr = {"zs","ls","ww"};
List<String> list = Arrays.asList(arr);
System.out.println(list);
 
ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
list1.add("张三");
list1.add("李四");
list1.add("王五");
String[] arr1 = list1.toArray(new String[list1.size()]);
System.out.println(arr1);
for(int i = 0; i < arr1.length; i++){
    System.out.println(arr1[i]);
}

在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别？

（1）offer()和add()区别：

增加新项时，如果队列满了，add会抛出异常，offer返回false。

（2）poll()和remove()区别：

poll()和remove()都是从队列中删除第一个元素，remove抛出异常，poll返回null。

（3）peek()和element（）区别：

peek()和element（）用于查询队列头部元素，为空时element抛出异常，peek返回null。

迭代器 Iterator 是什么？

为了方便的处理集合中的元素,Java中出现了一个对象,该对象提供了一些方法专门处理集合中的元素.例如删除和获取集合中的元素.该对象就叫做迭代器(Iterator)。

Java8开始ConcurrentHashMap,为什么舍弃分段锁？

ConcurrentHashMap的原理是引用了内部的 Segment ( ReentrantLock ) 分段锁，保证在操作不同段 map 的时候， 可以并发执行， 操作同段 map 的时候，进行锁的竞争和等待。从而达到线程安全， 且效率大于 synchronized。

但是在 Java 8 之后， JDK 却弃用了这个策略，重新使用了 synchronized+CAS。

弃用原因

通过 JDK 的源码和官方文档看来， 他们认为的弃用分段锁的原因由以下几点：

加入多个分段锁浪费内存空间。
生产环境中， map 在放入时竞争同一个锁的概率非常小，分段锁反而会造成更新等操作的长时间等待。
为了提高 GC 的效率
新的同步方案

既然弃用了分段锁， 那么一定由新的线程安全方案， 我们来看看源码是怎么解决线程安全的呢？（源码保留了segment 代码， 但并没有使用）。

ConcurrentHashMap(JDK1.8)为什么要使用synchronized而不是如ReentranLock这样的可重入锁？

我想从下面几个角度讨论这个问题：

（1）锁的粒度

首先锁的粒度并没有变粗，甚至变得更细了。每当扩容一次，ConcurrentHashMap的并发度就扩大一倍。

（2）Hash冲突

JDK1.7中，ConcurrentHashMap从过二次hash的方式（Segment -> HashEntry）能够快速的找到查找的元素。在1.8中通过链表加红黑树的形式弥补了put、get时的性能差距。
JDK1.8中，在ConcurrentHashmap进行扩容时，其他线程可以通过检测数组中的节点决定是否对这条链表（红黑树）进行扩容，减小了扩容的粒度，提高了扩容的效率。

下面是我对面试中的那个问题的一下看法。

为什么是synchronized，而不是ReentranLock

（1）减少内存开销

假设使用可重入锁来获得同步支持，那么每个节点都需要通过继承AQS来获得同步支持。但并不是每个节点都需要获得同步支持的，只有链表的头节点（红黑树的根节点）需要同步，这无疑带来了巨大内存浪费。

（2）获得JVM的支持

可重入锁毕竟是API这个级别的，后续的性能优化空间很小。
synchronized则是JVM直接支持的，JVM能够在运行时作出相应的优化措施：锁粗化、锁消除、锁自旋等等。这就使得synchronized能够随着JDK版本的升级而不改动代码的前提下获得性能上的提升。

为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法，为什么我们不能直接调用 run() 方法？

这是另一个非常经典的 java 多线程面试问题，而且在面试中会经常被问到。很简单，但是很多人都会答不上来！

new 一个 Thread，线程进入了新建状态。调用 start() 方法，会启动一个线程并使线程进入了就绪状态，当分配到时间片后就可以开始运行了。 start() 会执行线程的相应准备工作，然后自动执行 run() 方法的内容，这是真正的多线程工作。

而直接执行 run() 方法，会把 run 方法当成一个 main 线程下的普通方法去执行，并不会在某个线程中执行它，所以这并不是多线程工作。

总结： 调用 start 方法方可启动线程并使线程进入就绪状态，而 run 方法只是 thread 的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。

Synchronized 用过吗，其原理是什么？

（1）可重入性

synchronized的锁对象中有一个计数器（recursions变量）会记录线程获得几次锁；

可重入的好处：
可以避免死锁；
可以让我们更好的封装代码；
synchronized是可重入锁，每部锁对象会有一个计数器记录线程获取几次锁，在执行完同步代码块时，计数器的数量会-1，直到计数器的数量为0，就释放这个锁。

（2）不可中断性

一个线程获得锁后，另一个线程想要获得锁，必须处于阻塞或等待状态，如果第一个线程不释放锁，第二个线程会一直阻塞或等待，不可被中断；
synchronized 属于不可被中断；
Lock lock方法是不可中断的；
Lock tryLock方法是可中断的；

什么是锁消除和锁粗化？

（1）锁消除

所消除就是虚拟机根据一个对象是否真正存在同步情况，若不存在同步情况，则对该对象的访问无需经过加锁解锁的操作。

比如StringBuffer的append方法，因为append方法需要判断对象是否被占用，而如果代码不存在锁竞争，那么这部分的性能消耗是无意义的。于是虚拟机在即时编译的时候就会将上面的代码进行优化，也就是锁消除。

@Override
public synchronized StringBuffer append(String str) {
    toStringCache = null;
    super.append(str);
    return this;
}

从源码可以看出，append方法用了 synchronized关键字，它是线程安全的。但我们可能仅在线程内部把StringBuffer当做局部变量使用；StringBuffer仅在方法内作用域有效，不存在线程安全的问题，这时我们可以通过编译器将其优化，将锁消除，前提是Java必须运行在server模式，同时必须开启逃逸分析；

-server -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+EliminateLocks
 
其中+DoEscapeAnalysis表示开启逃逸分析，+EliminateLocks表示锁消除。

public static String createStringBuffer(String str1, String str2) {
    StringBuffer sBuf = new StringBuffer();
    sBuf.append(str1);// append方法是同步操作
    sBuf.append(str2);
    return sBuf.toString();
}

逃逸分析：比如上面的代码，它要看sBuf是否可能逃出它的作用域？如果将sBuf作为方法的返回值进行返回，那么它在方法外部可能被当作一个全局对象使用，就有可能发生线程安全问题，这时就可以说sBuf这个对象发生逃逸了，因而不应将append操作的锁消除，但我们上面的代码没有发生锁逃逸，锁消除就可以带来一定的性能提升。

（2）锁粗化

锁的请求、同步、释放都会消耗一定的系统资源，如果高频的锁请求反而不利于系统性能的优化，锁粗化就是把多次的锁请求合并成一个请求，扩大锁的范围，降低锁请求、同步、释放带来的性能损耗。

AQS 对资源的共享方式？

AQS定义两种资源共享方式

（1）Exclusive（独占）

只有一个线程能执行，如ReentrantLock。又可分为公平锁和非公平锁：

公平锁：按照线程在队列中的排队顺序，先到者先拿到锁
非公平锁：当线程要获取锁时，无视队列顺序直接去抢锁，谁抢到就是谁的
（2）Share（共享）

多个线程可同时执行，如Semaphore/CountDownLatch。Semaphore、CountDownLatch、 CyclicBarrier、ReadWriteLock 我们都会在后面讲到。

ReentrantReadWriteLock 可以看成是组合式，因为ReentrantReadWriteLock也就是读写锁允许多个线程同时对某一资源进行读。

不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同。自定义同步器在实现时只需要实现共享资源 state 的获取与释放方式即可，至于具体线程等待队列的维护（如获取资源失败入队/唤醒出队等），AQS已经在顶层实现好了。

说一下 jvm 的主要组成部分？及其作用？

JVM包括类加载子系统、堆、方法区、栈、本地方法栈、程序计数器、直接内存、垃圾回收器、执行引擎。

1、类加载子系统

类加载子系统负责加载class信息，加载的类信息存放于方法区中。

2、直接内存

直接内存是在Java堆外的、直接向系统申请的内存空间。访问直接内存的速度会由于Java堆。出于性能的考虑，读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。

3、垃圾回收器

垃圾回收器可以对堆、方法区、直接内存进行回收。

4、执行引擎

执行引擎负责执行虚拟机的字节码，虚拟机会使用即时编译技术将方法编译成机器码后再执行。

说一下 jvm 运行时数据区？

运行时数据区包括堆、方法区、栈、本地方法栈、程序计数器。

1、堆

堆解决的是对象实例存储的问题，垃圾回收器管理的主要区域。

2、方法区

方法区可以认为是堆的一部分，用于存储已被虚拟机加载的信息，常量、静态变量、即时编译器编译后的代码。

3、栈

栈解决的是程序运行的问题，栈里面存的是栈帧，栈帧里面存的是局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。

（1）栈帧

每个方法从调用到执行的过程就是一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

（2）局部变量表

用于保存函数的参数和局部变量。

（3）操作数栈

操作数栈又称操作栈，大多数指令都是从这里弹出数据，执行运算，然后把结果压回操作数栈。

4、本地方法栈

与栈功能相同，本地方法栈执行的是本地方法，一个Java调用非Java代码的接口。

5、程序计数器（PC寄存器）

程序计数器中存放的是当前线程所执行的字节码的行数。JVM工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一个需要执行的字节码指令。

什么是类加载器，类加载器有哪些？

1、什么是类加载器？

类加载器负责加载所有的类，其为所有被载入内存的类生成一个java.lang.Class实例对象。

2、类加载器有哪些？

JVM有三种类加载器：

（1）启动类加载器

该类没有父加载器，用来加载Java的核心类，启动类加载器的实现依赖于底层操作系统，属于虚拟机实现的一部分，它并不继承自java.lang.classLoader。

（2）扩展类加载器

它的父类为启动类加载器，扩展类加载器是纯java类，是ClassLoader类的子类，负责加载JRE的扩展目录。

（3）应用程序类加载器

它的父类为扩展类加载器，它从环境变量classpath或者系统属性java.lang.path所指定的目录中加载类，它是自定义的类加载器的父加载器。

什么是双亲委派模型？

如果一个类收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器执行，如果父加载器还存在其父加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求将最终到达顶层的启动类加载器，如果父类加载器可以完成父加载任务，就成功返回，如果父加载器无法完成加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模型。

双亲委派模式的优势：

避免重复加载；
考虑到安全因素，java核心api中定义类型不会被随意替换，假设通过网络传递一个名为java.lang.Integer的类，通过双亲委派模式传递到启动加载器，而启动加载器在核心Java API中发现同名的类，发现该类已经被加载，就不会重新加载网络传递的Integer类，而直接返回已加载过的Integer.class，这样可以防止核心API库被随意篡改。

怎么判断对象是否可以被回收？

1、引用计数算法

（1）判断对象的引用数量

通过判断对象的引用数量来决定对象是否可以被回收；
每个对象实例都有一个引用计数器，被引用+1，完成引用-1；
任何引用计数为0的对象实例可以被当做垃圾回收；

（2）优缺点

优点：执行效率高，程序受影响较小；
缺点：无法检测出循环引用的情况，导致内存泄漏；

2、可达性分析算法

通过判断对象的引用链是否可达来决定对象是否可以被回收。

如果程序无法再引用该对象，那么这个对象肯定可以被回收，这个状态称为不可达。

那么不可达状态如何判断呢？

答案是GC roots，也就是根对象，如果一个对象无法到达根对象的路径，或者说从根对象无法引用到该对象，该对象就是不可达的。

以下三种对象在JVM中被称为GC roots，来判断一个对象是否可以被回收。

（1）虚拟机栈的栈帧

每个方法在执行的时候，JVM都会创建一个相应的栈帧（操作数栈、局部变量表、运行时常量池的引用），当方法执行完，该栈帧就从栈中弹出，这样一来，方法中临时创建的独享就不存在了，或者说没有任何GC roots指向这些临时对象，这些对象在下一次GC的时候便会被回收。

（2）方法区中的静态属性

静态属性数据类属性，不属于任何实例，因此该属性自然会作为GC roots。这要这个class在，该引用指向的对象就一直存在，class也由被回收的时候。

class何时会被回收？

堆中不存在该类的任何实例
加载该类的classLoader已经被回收
该类的java.lang.class对象没有在任何地方被引用，也就是说无法通过反射访问该类的信息
（3）本地方法栈引用的对象

JVM栈堆概念，何时销毁对象

类在程序运行的时候就会被加载，方法是在执行的时候才会被加载，如果没有任何引用了，Java自动垃圾回收，也可以用System.gc()开启回收器，但是回收器不一定会马上回收。
静态变量在类装载的时候进行创建，在整个程序结束时按序销毁；
实例变量在类实例化对象时创建，在对象销毁的时候销毁；
局部变量在局部范围内使用时创建，跳出局部范围时销毁；

详细介绍一下 CMS 垃圾回收器？

CMS 垃圾回收器是Concurrent Mark Sweep，是一种同步的标记-清除，CMS分为四个阶段：

初始标记，标记一下GC Root能直接关联到的对象，会触发“Stop The World”；
并发标记，通过GC Roots Tracing判断对象是否在使用中；
重新标记，标记期间产生对象的再次判断，执行时间较短，会触发“Stop The World”；
并发清除，清除对象，可以和用户线程并发进行；

CAS的原理呢？

CAS叫做CompareAndSwap，比较并交换，主要是通过处理器的指令来保证操作的原子性，它包含三个操作数：

变量内存地址，V表示
旧的预期值，A表示
准备设置的新值，B表示
当执行CAS指令时，只有当V等于A时，才会用B去更新V的值，否则就不会执行更新操作。

volatile原理知道吗？

相比synchronized的加锁方式来解决共享变量的内存可见性问题，volatile就是更轻量的选择，他没有上下文切换的额外开销成本。使用volatile声明的变量，可以确保值被更新的时候对其他线程立刻可见。volatile使用内存屏障来保证不会发生指令重排，解决了内存可见性的问题。

我们知道，线程都是从主内存中读取共享变量到工作内存来操作，完成之后再把结果写会主内存，但是这样就会带来可见性问题。举个例子，假设现在我们是两级缓存的双核CPU架构，包含L1、L2两级缓存。

线程A首先获取变量X的值，由于最初两级缓存都是空，所以直接从主内存中读取X，假设X初始值为0，线程A读取之后把X值都修改为1，同时写回主内存。这时候缓存和主内存的情况如下图。

线程B也同样读取变量X的值，由于L2缓存已经有缓存X=1，所以直接从L2缓存读取，之后线程B把X修改为2，同时写回L2和主内存。这时候的X值入下图所示。那么线程A如果再想获取变量X的值，因为L1缓存已经有x=1了，所以这时候变量内存不可见问题就产生了，B修改为2的值对A来说没有感知。

那么，如果X变量用volatile修饰的话，当线程A再次读取变量X的话，CPU就会根据缓存一致性协议强制线程A重新从主内存加载最新的值到自己的工作内存，而不是直接用缓存中的值。

再来说内存屏障的问题，volatile修饰之后会加入不同的内存屏障来保证可见性的问题能正确执行。这里写的屏障基于书中提供的内容，但是实际上由于CPU架构不同，重排序的策略不同，提供的内存屏障也不一样，比如x86平台上，只有StoreLoad一种内存屏障。

StoreStore屏障，保证上面的普通写不和volatile写发生重排序
StoreLoad屏障，保证volatile写与后面可能的volatile读写不发生重排序
LoadLoad屏障，禁止volatile读与后面的普通读重排序
LoadStore屏障，禁止volatile读和后面的普通写重排序

工作内存和主内存是什么？

主内存可以认为就是物理内存，Java内存模型中实际就是虚拟机内存的一部分。而工作内存就是CPU缓存，他有可能是寄存器也有可能是L1\L2\L3缓存，都是有可能的。

线程池原理知道吗？

首先线程池有几个核心的参数概念：

最大线程数maximumPoolSize
核心线程数corePoolSize
活跃时间keepAliveTime
阻塞队列workQueue
拒绝策略RejectedExecutionHandler
当提交一个新任务到线程池时，具体的执行流程如下：

当我们提交任务，线程池会根据corePoolSize大小创建若干任务数量线程执行任务
当任务的数量超过corePoolSize数量，后续的任务将会进入阻塞队列阻塞排队
当阻塞队列也满了之后，那么将会继续创建(maximumPoolSize-corePoolSize)个数量的线程来执行任务，如果任务处理完成，maximumPoolSize-corePoolSize额外创建的线程等待keepAliveTime之后被自动销毁
如果达到maximumPoolSize，阻塞队列还是满的状态，那么将根据不同的拒绝策略对应处理

拒绝策略有哪些？

主要有4种拒绝策略：

AbortPolicy：直接丢弃任务，抛出异常，这是默认策略
CallerRunsPolicy：只用调用者所在的线程来处理任务
DiscardOldestPolicy：丢弃等待队列中最旧的任务，并执行当前任务
DiscardPolicy：直接丢弃任务，也不抛出异常

深拷贝和浅拷贝区别了解吗？什么是引用拷贝？

关于深拷贝和浅拷贝区别，我这里先给结论：

浅拷贝：浅拷贝会在堆上创建一个新的对象（区别于引用拷贝的一点），不过，如果原对象内部的属性是引用类型的话，浅拷贝会直接复制内部对象的引用地址，也就是说拷贝对象和原对象共用同一个内部对象。
深拷贝 ：深拷贝会完全复制整个对象，包括这个对象所包含的内部对象。
上面的结论没有完全理解的话也没关系，我们来看一个具体的案例！

浅拷贝

浅拷贝的示例代码如下，我们这里实现了 Cloneable 接口，并重写了 clone() 方法。

clone() 方法的实现很简单，直接调用的是父类 Object 的 clone() 方法。

public class Address implements Cloneable{
    private String name;
    // 省略构造函数、Getter&Setter方法
    @Override
    public Address clone() {
        try {
            return (Address) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

public class Person implements Cloneable {
    private Address address;
    // 省略构造函数、Getter&Setter方法
    @Override
    public Person clone() {
        try {
            Person person = (Person) super.clone();
            return person;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

测试 ：

Person person1 = new Person(new Address("武汉"));
Person person1Copy = person1.clone();
// true
System.out.println(person1.getAddress() == person1Copy.getAddress());

从输出结构就可以看出， person1 的克隆对象和 person1 使用的仍然是同一个 Address 对象。

深拷贝

这里我们简单对 Person 类的 clone() 方法进行修改，连带着要把 Person 对象内部的 Address 对象一起复制。

@Override
public Person clone() {
    try {
        Person person = (Person) super.clone();
        person.setAddress(person.getAddress().clone());
        return person;
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
        throw new AssertionError();
    }
}

测试 ：

Person person1 = new Person(new Address("武汉"));
Person person1Copy = person1.clone();
// false
System.out.println(person1.getAddress() == person1Copy.getAddress());

从输出结构就可以看出，虽然 person1 的克隆对象和 person1 包含的 Address 对象已经是不同的了。

那什么是引用拷贝呢？ 简单来说，引用拷贝就是两个不同的引用指向同一个对象。

索引的底层数据结构

Hash 表

哈希表是键值对的集合，通过键(key)即可快速取出对应的值(value)，因此哈希表可以快速检索数据（接近 O（1））。

为何能够通过 key 快速取出 value 呢？ 原因在于 哈希算法（也叫散列算法）。通过哈希算法，我们可以快速找到 key 对应的 index，找到了 index 也就找到了对应的 value。

hash = hashfunc(key)
index = hash % array_size

但是！哈希算法有个 Hash 冲突 问题，也就是说多个不同的 key 最后得到的 index 相同。通常情况下，我们常用的解决办法是 链地址法。链地址法就是将哈希冲突数据存放在链表中。就比如 JDK1.8 之前 HashMap 就是通过链地址法来解决哈希冲突的。不过，JDK1.8 以后HashMap为了减少链表过长的时候搜索时间过长引入了红黑树。

为了减少 Hash 冲突的发生，一个好的哈希函数应该“均匀地”将数据分布在整个可能的哈希值集合中。

既然哈希表这么快，为什么 MySQL 没有使用其作为索引的数据结构呢？ 主要是因为 Hash 索引不支持顺序和范围查询。假如我们要对表中的数据进行排序或者进行范围查询，那 Hash 索引可就不行了。并且，每次 IO 只能取一个。

试想一种情况:

SELECT * FROM tb1 WHERE id < 500;

在这种范围查询中，优势非常大，直接遍历比 500 小的叶子节点就够了。而 Hash 索引是根据 hash 算法来定位的，难不成还要把 1 - 499 的数据，每个都进行一次 hash 计算来定位吗?这就是 Hash 最大的缺点了。

不要在 finally 语句块中使用 return!？

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(f(2));
}

public static int f(int value) {
    try {
        return value * value;
    } finally {
        if (value == 2) {
            return 0;
        }
    }
}

输出：

0

从字节码层面聊聊try catch finally

public static int test2() {
    int x = 1;
    try {
        return x;
    } catch(Exception e) {
        x = 3;
    } finally {
        x = 2;
        return x;
    }
}

反编译之后

重复的字节码指令出现了三次。

让我们回归到最初的问题上，为什么finally代码的字节码指令会重复出现三次呢？

原来是JVM为了保证所有异常路径和正常路径的执行流程都要执行finally中的代码，所以在try和catch后追加上了finally中的字节码指令，再加上它自己本身的指令，正好三次。这也就是为什么finally 一定会执行的原因。

什么是泛型？有什么作用？

Java 泛型（Generics） 是 JDK 5 中引入的一个新特性。使用泛型参数，可以增强代码的可读性以及稳定性。

编译器可以对泛型参数进行检测，并且通过泛型参数可以指定传入的对象类型。比如
ArrayList persons = new ArrayList()
这行代码就指明了该 ArrayList 对象只能传入 Person 对象，如果传入其他类型的对象就会报错。

并且，原生 List 返回类型是 Object ，需要手动转换类型才能使用，使用泛型后编译器自动转换。

项目中哪里用到了泛型？

• 自定义接口通用返回结果 CommonResult 通过参数 T 可根据具体的返回类型动态指定结果的数据类型定义
• Excel 处理类 ExcelUtil 用于动态指定 Excel 导出的数据类型
• 构建集合工具类（参考 Collections 中的 sort, binarySearch 方法）。

何谓反射？

如果说大家研究过框架的底层原理或者咱们自己写过框架的话，一定对反射这个概念不陌生。反射之所以被称为框架的灵魂，主要是因为它赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力。通过反射你可以获取任意一个类的所有属性和方法，你还可以调用这些方法和属性。

反射的应用场景？

像咱们平时大部分时候都是在写业务代码，很少会接触到直接使用反射机制的场景。但是！这并不代表反射没有用。相反，正是因为反射，你才能这么轻松地使用各种框架。像 Spring/Spring Boot、MyBatis 等等框架中都大量使用了反射机制。这些框架中也大量使用了动态代理，而动态代理的实现也依赖反射。

比如下面是通过 JDK 实现动态代理的示例代码，其中就使用了反射类 Method 来调用指定的方法。

public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler {
    /**
     * 代理类中的真实对象
     */
    private final Object target;

    public DebugInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        System.out.println("before method " + method.getName());
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("after method " + method.getName());
        return result;
    }
}

另外，像 Java 中的一大利器 注解 的实现也用到了反射。

注解的解析方法有哪几种？

注解只有被解析之后才会生效，常见的解析方法有两种：

• 编译期直接扫描 ：编译器在编译 Java 代码的时候扫描对应的注解并处理，比如某个方法使用@Override 注解，编译器在编译的时候就会检测当前的方法是否重写了父类对应的方法。
• 运行期通过反射处理 ：像框架中自带的注解(比如 Spring 框架的 @Value 、@Component)都是通过反射来进行处理的。

SPI 和 API 有什么区别？

说到 SPI 就不得不说一下 API 了，从广义上来说它们都属于接口，而且很容易混淆。下面先用一张图说明一下：

一般模块之间都是通过接口进行通讯，那我们在服务调用方和服务实现方（也称服务提供者）之间引入一个“接口”。

当实现方提供了接口和实现，我们可以通过调用实现方的接口从而拥有实现方给我们提供的能力，这就是 API ，这种接口和实现都是放在实现方的。

当接口存在于调用方这边时，就是 SPI ，由接口调用方确定接口规则，然后由不同的厂商去根据这个规则对这个接口进行实现，从而提供服务。

举个通俗易懂的例子：
公司 H 是一家科技公司，新设计了一款芯片，然后现在需要量产了，而市面上有好几家芯片制造业公司，这个时候，只要 H 公司指定好了这芯片生产的标准（定义好了接口标准），那么这些合作的芯片公司（服务提供者）就按照标准交付自家特色的芯片（提供不同方案的实现，但是给出来的结果是一样的）。

什么是序列化?什么是反序列化?

如果我们需要持久化 Java 对象比如将 Java 对象保存在文件中，或者在网络传输 Java 对象，这些场景都需要用到序列化。简单来说：

• 序列化： 将数据结构或对象转换成二进制字节流的过程
• 反序列化：将在序列化过程中所生成的二进制字节流转换成数据结构或者对象的过程

对于 Java 这种面向对象编程语言来说，我们序列化的都是对象（Object）也就是实例化后的类(Class)，但是在 C++这种半面向对象的语言中，struct(结构体)定义的是数据结构类型，而 class 对应的是对象类型。

序列化协议对应于 TCP/IP 4 层模型的哪一层？

OSI 七层协议模型中，表示层做的事情主要就是对应用层的用户数据进行处理转换为二进制流。反过来的话，就是将二进制流转换成应用层的用户数据。这不就对应的是序列化和反序列化么？

因为，OSI 七层协议模型中的应用层、表示层和会话层对应的都是 TCP/IP 四层模型中的应用层，所以序列化协议属于 TCP/IP 协议应用层的一部分。

常见序列化协议有哪些？

JDK 自带的序列化方式一般不会用 ，因为序列化效率低并且存在安全问题。比较常用的序列化协议有 Hessian、Kryo、Protobuf、ProtoStuff，这些都是基于二进制的序列化协议。

像 JSON 和 XML 这种属于文本类序列化方式。虽然可读性比较好，但是性能较差，一般不会选择。

I/O 流为什么要分为字节流和字符流呢?

问题本质想问：不管是文件读写还是网络发送接收，信息的最小存储单元都是字节，那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢？

主要有两点原因：

• 字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的，这个过程还算是比较耗时；
• 如果我们不知道编码类型的话，使用字节流的过程中很容易出现乱码问题。

Java 中有哪些常见的语法糖？

Java 中最常用的语法糖主要有

泛型、自动拆装箱、变长参数、枚举、内部类、增强 for 循环、try-with-resources 语法、lambda 表达式等。

什么是语法糖？

语法糖（Syntactic sugar） 代指的是编程语言为了方便程序员开发程序而设计的一种特殊语法，这种语法对编程语言的功能并没有影响。实现相同的功能，基于语法糖写出来的代码往往更简单简洁且更易阅读。

举个例子，Java 中的 for-each 就是一个常用的语法糖，其原理其实就是基于普通的 for 循环和迭代器。

String[] strs = {"爱编码", "公众号：爱编码", "博客：https://xbmcloud.cn/"};
for (String s : strs) {
  	System.out.println(s);
}

不过，JVM 其实并不能识别语法糖，Java 语法糖要想被正确执行，需要先通过编译器进行解糖，也就是在程序编译阶段将其转换成 JVM 认识的基本语法。这也侧面说明，Java 中真正支持语法糖的是 Java 编译器而不是 JVM。如果你去看com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler的源码，你会发现在compile()中有一个步骤就是调用desugar()，这个方法就是负责解语法糖的实现的。

语法糖：Lambda表达式

关于lambda表达式，有人可能会有质疑，因为网上有人说他并不是语法糖。其实我想纠正下这个说法。

Labmda表达式不是匿名内部类的语法糖，但是他也是一个语法糖。实现方式其实是依赖了几个JVM底层提供的lambda相关api。

先来看一个简单的lambda表达式。遍历一个list：

public static void main(String... args) {
    List<String> strList = ImmutableList.of("Hollis", "公众号：Hollis", "博客：www.hollischuang.com");

    strList.forEach( s -> { System.out.println(s); } );
}

为啥说他并不是内部类的语法糖呢，前面讲内部类我们说过，内部类在编译之后会有两个class文件，但是，包含lambda表达式的类编译后只有一个文件。

反编译后代码如下:

public static /* varargs */ void main(String ... args) {
    ImmutableList strList = ImmutableList.of((Object)"Hollis", (Object)"\u516c\u4f17\u53f7\uff1aHollis", (Object)"\u535a\u5ba2\uff1awww.hollischuang.com");
    strList.forEach((Consumer<String>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)V)());
}

private static /* synthetic */ void lambda$main$0(String s) {
    System.out.println(s);
}

可以看到，在forEach方法中，其实是调用了java.lang.invoke.LambdaMetafactory#metafactory方法，该方法的第四个参数implMethod指定了方法实现。可以看到这里其实是调用了一个lambda$main$0方法进行了输出。

再来看一个稍微复杂一点的，先对List进行过滤，然后再输出：

public static void main(String... args) {
    List<String> strList = ImmutableList.of("爱编码", "公众号：爱编码", "博客：www.xbmcloud.cn");

    List HollisList = strList.stream().filter(string -> string.contains("爱编码")).collect(Collectors.toList());

    HollisList.forEach( s -> { System.out.println(s); } );
}

反编译后代码如下：

public static /* varargs */ void main(String ... args) {
    ImmutableList strList = ImmutableList.of((Object)"爱编码", (Object)"\u516c\u4f17\u53f7\uff1aHollis", (Object)"\u535a\u5ba2\uff1awww.hollischuang.com");
    List<Object> HollisList = strList.stream().filter((Predicate<String>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)Z, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)Z)()).collect(Collectors.toList());
    HollisList.forEach((Consumer<Object>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$1(java.lang.Object ), (Ljava/lang/Object;)V)());
}

private static /* synthetic */ void lambda$main$1(Object s) {
    System.out.println(s);
}

private static /* synthetic */ boolean lambda$main$0(String string) {
    return string.contains("爱编码");
}

两个lambda表达式分别调用了lambda$main$1和lambda$main$0两个方法。

所以，lambda表达式的实现其实是依赖了一些底层的api，在编译阶段，编译器会把lambda表达式进行解糖，转换成调用内部api的方式。

什么是线程和进程?

进程是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位，因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建，运行到消亡的过程。

在 Java 中，当我们启动 main 函数时其实就是启动了一个 JVM 的进程，而 main 函数所在的线程就是这个进程中的一个线程，也称主线程。

如下图所示，在 Windows 中通过查看任务管理器的方式，我们就可以清楚看到 Windows 当前运行的进程（.exe 文件的运行）。

线程与进程相似，但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享进程的堆和方法区资源，但每个线程有自己的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈，所以系统在产生一个线程，或是在各个线程之间作切换工作时，负担要比进程小得多，也正因为如此，线程也被称为轻量级进程。

Java 程序天生就是多线程程序，我们可以通过 JMX 来看看一个普通的 Java 程序有哪些线程，代码如下。

public class MultiThread {
	public static void main(String[] args) {
		// 获取 Java 线程管理 MXBean
	ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
		// 不需要获取同步的 monitor 和 synchronizer 信息，仅获取线程和线程堆栈信息
		ThreadInfo[] threadInfos = threadMXBean.dumpAllThreads(false, false);
		// 遍历线程信息，仅打印线程 ID 和线程名称信息
		for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) {
			System.out.println("[" + threadInfo.getThreadId() + "] " + threadInfo.getThreadName());
		}
	}
}

上述程序输出如下（输出内容可能不同，不用太纠结下面每个线程的作用，只用知道 main 线程执行 main 方法即可）：

    [5] Attach Listener //添加事件
    [4] Signal Dispatcher // 分发处理给 JVM 信号的线程
    [3] Finalizer //调用对象 finalize 方法的线程
    [2] Reference Handler //清除 reference 线程
    [1] main //main 线程,程序入口

**
从上面的输出内容可以看出：一个 Java 程序的运行是 main 线程和多个其他线程同时运行。**

进程和线程的关系

下图是 Java 内存区域，通过下图我们从 JVM 的角度来说一下线程和进程之间的关系。

从上图可以看出：一个进程中可以有多个线程，多个线程共享进程的堆和方法区 (JDK1.8 之后的元空间)资源，但是每个线程有自己的程序计数器、虚拟机栈 和 本地方法栈。

总结： 线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的，而各线程则不一定，因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；而进程正相反。

并发与并行的区别

• 并发：两个及两个以上的作业在同一 时间段 内执行。
• 并行：两个及两个以上的作业在同一 时刻 执行。
  最关键的点是：是否是 同时 执行。

同步和异步的区别

• 同步 ： 发出一个调用之后，在没有得到结果之前， 该调用就不可以返回，一直等待。
• 异步 ：调用在发出之后，不用等待返回结果，该调用直接返回。

说说线程的生命周期和状态?

Java 线程在运行的生命周期中的指定时刻只可能处于下面 6 种不同状态的其中一个状态：

1. NEW: 初始状态，线程被创建出来但没有被调用 start() 。
2. RUNNABLE: 运行状态，线程被调用了 start()等待运行的状态。
3. BLOCKED ：阻塞状态，需要等待锁释放。
4. WAITING：等待状态，表示该线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
5. TIME_WAITING：超时等待状态，可以在指定的时间后自行返回而不是像 WAITING 那样一直等待。
6. TERMINATED：终止状态，表示该线程已经运行完毕。

线程在生命周期中并不是固定处于某一个状态而是随着代码的执行在不同状态之间切换。

什么是上下文切换?

线程在执行过程中会有自己的运行条件和状态（也称上下文），比如上文所说到过的程序计数器，栈信息等。当出现如下情况的时候，线程会从占用 CPU 状态中退出。

• 主动让出 CPU，比如调用了 sleep(), wait() 等。
• 时间片用完，因为操作系统要防止一个线程或者进程长时间占用 CPU 导致其他线程或者进程饿死。
• 调用了阻塞类型的系统中断，比如请求 IO，线程被阻塞。
• 被终止或结束运行

这其中前三种都会发生线程切换，线程切换意味着需要保存当前线程的上下文，留待线程下次占用 CPU 的时候恢复现场。并加载下一个将要占用 CPU 的线程上下文。这就是所谓的 上下文切换。

上下文切换是现代操作系统的基本功能，因其每次需要保存信息恢复信息，这将会占用 CPU，内存等系统资源进行处理，也就意味着效率会有一定损耗，如果频繁切换就会造成整体效率低下。

sleep() 方法和 wait() 方法对比

共同点 ：两者都可以暂停线程的执行。
区别 ：

• sleep() 方法没有释放锁，而 wait() 方法释放了锁 。
• wait() 通常被用于线程间交互/通信，sleep()通常被用于暂停执行。
• wait() 方法被调用后，线程不会自动苏醒，需要别的线程调用同一个对象上的 notify()或者 notifyAll() 方法。
• sleep()方法执行完成后，线程会自动苏醒，或者也可以使用 wait(long timeout) 超时后线程会自动苏醒。sleep() 是 Thread 类的静态本地方法，wait() 则是 Object 类的本地方法。为什么这样设计呢？

ThreadLocal 内存泄露问题是怎么导致的？

ThreadLocalMap 中使用的 key 为 ThreadLocal 的弱引用，而 value 是强引用。所以，如果 ThreadLocal 没有被外部强引用的情况下，在垃圾回收的时候，key 会被清理掉，而 value 不会被清理掉。

这样一来，ThreadLocalMap 中就会出现 key 为 null 的 Entry。假如我们不做任何措施的话，value 永远无法被 GC 回收，这个时候就可能会产生内存泄露。ThreadLocalMap 实现中已经考虑了这种情况，在调用 set()、get()、remove() 方法的时候，会清理掉 key 为 null 的记录。使用完 ThreadLocal方法后 最好手动调用remove()方法

static class Entry extends WeakReference<ThreadLocal<?>> {
    /** The value associated with this ThreadLocal. */
    Object value;

    Entry(ThreadLocal<?> k, Object v) {
        super(k);
        value = v;
    }
}

线程池常见参数有哪些？如何解释？

/**
     * 用给定的初始参数创建一个新的ThreadPoolExecutor。
     */
    public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,//线程池的核心线程数量
                              int maximumPoolSize,//线程池的最大线程数
                              long keepAliveTime,//当线程数大于核心线程数时，多余的空闲线程存活的最长时间
                              TimeUnit unit,//时间单位
                              BlockingQueue<Runnable> workQueue,//任务队列，用来储存等待执行任务的队列
                              ThreadFactory threadFactory,//线程工厂，用来创建线程，一般默认即可
                              RejectedExecutionHandler handler//拒绝策略，当提交的任务过多而不能及时处理时，我们可以定制策略来处理任务
                               ) {
        if (corePoolSize < 0 ||
            maximumPoolSize <= 0 ||
            maximumPoolSize < corePoolSize ||
            keepAliveTime < 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)
            throw new NullPointerException();
        this.corePoolSize = corePoolSize;
        this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;
        this.workQueue = workQueue;
        this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);
        this.threadFactory = threadFactory;
        this.handler = handler;
    }

ThreadPoolExecutor 3 个最重要的参数：

1. corePoolSize : 任务队列未达到队列容量时，最大可以同时运行的线程数量。
2. maximumPoolSize : 任务队列中存放的任务达到队列容量的时候，当前可以同时运行的线程数量变为最大线程数。
3. workQueue: 新任务来的时候会先判断当前运行的线程数量是否达到核心线程数，如果达到的话，新任务就会被存放在队列中。

ThreadPoolExecutor其他常见参数 :

1. keepAliveTime:线程池中的线程数量大于 corePoolSize 的时候，如果这时没有新的任务提交，核心线程外的线程不会立即销毁，而是会等待，直到等待的时间超过了 keepAliveTime才会被回收销毁；
2. unit : keepAliveTime 参数的时间单位。
3. threadFactory :executor 创建新线程的时候会用到。
4. handler :饱和策略。

下面这张图可以加深你对线程池中各个参数的相互关系的理解

线程池处理任务的流程了解吗？

1. 如果当前运行的线程数小于核心线程数，那么就会新建一个线程来执行任务。
2. 如果当前运行的线程数等于或大于核心线程数，但是小于最大线程数，那么就把该任务放入到任务队列里等待执行。
3. 如果向任务队列投放任务失败（任务队列已经满了），但是当前运行的线程数是小于最大线程数的，就新建一个线程来执行任务。
4. 如果当前运行的线程数已经等同于最大线程数了，新建线程将会使当前运行的线程超出最大线程数，那么当前任务会被拒绝，饱和策略会调用RejectedExecutionHandler.rejectedExecution()方法。

AQS 的原理是什么？

AQS 核心思想是，如果被请求的共享资源空闲，则将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程，并且将共享资源设置为锁定状态。如果被请求的共享资源被占用，那么就需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制，这个机制 AQS 是用 CLH 队列锁 实现的，即将暂时获取不到锁的线程加入到队列中。

CLH(Craig,Landin,and Hagersten) 队列是一个虚拟的双向队列（虚拟的双向队列即不存在队列实例，仅存在结点之间的关联关系）。

AQS 是将每条请求共享资源的线程封装成一个 CLH 锁队列的一个结点（Node）来实现锁的分配。在 CLH 同步队列中，一个节点表示一个线程，它保存着线程的引用（thread）、 当前节点在队列中的状态（waitStatus）、前驱节点（prev）、后继节点（next）。

CLH 队列结构如下图所示：

AQS(AbstractQueuedSynchronizer)的核心原理图

AQS 使用 int 成员变量 state 表示同步状态，通过内置的 线程等待队列 来完成获取资源线程的排队工作。

state 变量由 volatile 修饰，用于展示当前临界资源的获锁情况。

// 共享变量，使用volatile修饰保证线程可见性
private volatile int state;

另外，状态信息 state 可以通过 protected 类型的getState()、setState()和compareAndSetState() 进行操作。并且，这几个方法都是 final 修饰的，在子类中无法被重写。

//返回同步状态的当前值
protected final int getState() {
     return state;
}
 // 设置同步状态的值
protected final void setState(int newState) {
     state = newState;
}
//原子地（CAS操作）将同步状态值设置为给定值update如果当前同步状态的值等于expect（期望值）
protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) {
      return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update);
}

以 ReentrantLock 为例，state 初始值为 0，表示未锁定状态。A 线程 lock() 时，会调用 tryAcquire() 独占该锁并将 state+1 。

此后，其他线程再 tryAcquire() 时就会失败，直到 A 线程 unlock() 到 state=0（即释放锁）为止，其它线程才有机会获取该锁。当然，释放锁之前，A 线程自己是可以重复获取此锁的（state 会累加），这就是可重入的概念。但要注意，获取多少次就要释放多少次，这样才能保证 state 是能回到零态的。

再以 CountDownLatch 以例，任务分为 N 个子线程去执行，state 也初始化为 N（注意 N 要与线程个数一致）。

这 N 个子线程是并行执行的，每个子线程执行完后countDown() 一次，state 会 CAS(Compare and Swap) 减 1。等到所有子线程都执行完后(即 state=0 )，会 unpark() 主调用线程，然后主调用线程就会从 await() 函数返回，继续后余动作。

如何保证变量的可见性？

在 Java 中，volatile 关键字可以保证变量的可见性，如果我们将变量声明为 volatile ，这就指示 JVM，这个变量是共享且不稳定的，每次使用它都到主存中进行读取。

volatile 关键字其实并非是 Java 语言特有的，在 C 语言里也有，它最原始的意义就是禁用 CPU 缓存。
如果我们将一个变量使用 volatile 修饰，这就指示 编译器，这个变量是共享且不稳定的，每次使用它都到主存中进行读取。
volatile 关键字能保证数据的可见性，但不能保证数据的原子性。synchronized 关键字两者都能保证。

关键字this与super有什么区别？

在Java语言中，this 用来指向当前的实例对象，它的一个重要作用是用来区分对象的成员变量和方法的形参，当一个方法的形参与对象的成员变量名称相同时，就会覆盖对象的成员变量。

public class Test {
    private String name;
    public Test(String name) {
        this.name = name;
    }
}

上面的示例代码，Test 类有一个 name 成员变量，而构造方法中有 name 形参，两个名称都一样，this.name 就是指的成员变量 name，而等号右边的 name 就是形参 name。

---

super 关键字可以用来访问父类的方法和成员变量。当一个子类的方法或成员变量与父类拥有相同的名称时，也会覆盖父类的方法或成员变量，此时如果想访问父类的方法或成员变量，需要加上 super 关键字。

class Parent {
    public void test() {
        System.out.println("Parent test()");
    }
}

class Child extends Parent {
    public void test() {
        System.out.println("Child test()");
    }

    public void parentTest() {
        super.test();
    }
}

子类 Child 和父类 Parent 都有 test() 方法，子类的 test() 方法会覆盖父类的 test() 方法，如果在子类中想调用父类的 test() 方法，必须使用 super.test() 进行调用。

值传递与引用传递有哪些区别？

Java语言提供了两种参数传递的方式：值传递 和 引用传递。

值传递

在方法调用中，实参会把它的值传递给形参，形参只是用实参的值初始化一个临时的存储单元，因此形参与实参虽然有着相同的值，但是却有着不同的存储单元，因此对形参的改变不会影响实参的值。

引用传递

在方法调用中，传递的是对象（也可以看作是对象的地址），这时形参与实参的对象指向同一块存储单元，因此对形参的修改就会影响实参的值。

在Java语言中，原始数据类型在传递参数时都是按值传递，而包装类型在传递参数时是按引用传递的。

一个线程如果出现了运行时异常会怎么样？

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。

三元表达式造成空指针异常

三元表达式会在计算的时候出现拆箱的运算，造成空指针异常。

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Integer a = null;
		boolean flag = false;
		Integer b = flag ? 1*2 : a;
		System.out.println("程序结束");
	}
}

代码很简单，a是包装类型Integer，初始值是null，b通过三元表达式进行赋值。运行一下这个代码就会出现空指针异常：

反编译分析

现在我们找到Test的字节码文件，输入javap -c命令，反编译一下：

问题解决

解决方案很简单，转化为if结构。

Java线程间如何通信

Java中线程间通信可以使用以下方式：

1. wait()和notify() - 这两个方法是Java中Object类提供的，用于线程间通信。一个线程可以调用wait()方法使自己进入等待状态，同时释放对象锁，另一个线程可以调用notify()方法使等待中的线程重新获得锁并继续执行。

2. join() - join()方法允许一个线程等待另一个线程执行完毕后再执行。比如，在主线程中创建了两个子线程，通过调用子线程的join()方法可以保证主线程在子线程执行完毕后再执行。

3. 使用共享内存 - 多个线程共享一块内存空间，一个线程修改内存中的数据后，其他线程可以读取修改后的数据。但是，在多线程环境下需要注意同步问题，以避免数据不一致。

4. 使用管道 - 管道是一种通信机制，在进程中创建一个管道后，不同线程可以通过管道进行通信。一个线程可以往管道中写入数据，另一个线程可以从管道中读取数据，这种方式是线程安全的。

以上这些方式都可以用来实现线程间通信，具体应该根据业务场景进行选择。

Java进程间如何通信

Java中，进程间通信的方法有多种，这里介绍三种常用的方法：

1. 基于Socket的通信

这是一种基于网络的通信方法。在不同的进程之间建立Socket连接，然后通过输入输出流来传输数据。这种方法的好处是可以实现远程进程间通信。

2. 基于共享内存的通信

这种方法的核心是在两个进程之间共享同一块物理内存，其中一个进程写，另一个进程读。Java通过JNI（Java Native Interface）来调用操作系统底层提供的共享内存机制。

3. 基于消息队列（Message Queue）的通信

消息队列是进程间相互独立、通过传递消息进行通信的机制。这种通信方式基于中间件（middleware）实现，在Java中，常用的消息队列有ActiveMQ、RabbitMQ等。

以上三种方法各有优缺点，开发者可以根据具体情况选择适合的通信方法。

JVM安全点Safepoint是啥？

安全点（Safepoint）

在OopMap的协助下，HotSpot可以快速准确地完成GC Roots枚举，但一个很现实的问题随之而来:可能导致引用关系变化，或者说导致OopMap 内容变化的指令非常多，如果为每一条指令都生成对应的OopMap，那将会需要大量的额外存储空间，这样垃圾收集伴随而来的空间成本就会变得无法忍受的高昂。

实际上HotSpot也的确没有为每条指令都生成OopMap，前面已经提到，只是在“特定的位置”记录了这些信息，这些位置被称为安全点 (Safepoint)。有了安全点的设定，也就决定了用户程序执行时并非在代码指令流的任意位置都能够停顿下来开始垃圾收集，而是强制要求必须执行到达安全点后入能够暂停。

因此，安全点的选定既不能太少以至于让收集器等待时间过长，也不能太过频繁以至于过分增大运行时的内存负荷。

安全点位置的选取基本上是以“是否具有让程序长时间执行的特征”为标准进行选定的，因为每条指令执行的时间都非常短暂，程序不太可能因为指令流长度太长这样的原因而长时间执行，“长时间执行”的最明显特征就是指令序列的复用，例如方法调用、循环跳转、异常跳转等都属于指令序列复用，所以只有具有这些功能的指令才会产生安全点。

但是HotSpot虚拟机为了避免安全点过多带来过重的负担，对循环还有一项优化措施，认为循环次数较少的话，执行时间应该也不会太长，所以使用imt类型或范围更小的数据类型作为索引值的循环默认是不会被放置安全点的。这种循环被称为可数循环 (CountedLoop)，相对应地，使用long或者范围更大的数据类型作为索引值的循环就被称为不可数循环(UncountedLoop)，将会被放置安全点。通常情况下这个优化措施是可行的，但循环执行的时间不单单是由其次数决定，如果循环体单次执行就特别慢，那即使是可数循环也可能会耗费很多的时间。

另外：
Thread.sleep(0)亦可。这是一个JNI调用，在返回到Java这边的时候会进入safepoint

一个线程池中的线程异常了，那么线程池会怎么处理这个线程?

当一个线程池里面的线程异常后:

• 1.当执行方式是execute时,可以看到堆栈异常的输出。
• 2.当执行方式是submit时,堆栈异常没有输出。但是调用Future.get0方法时，可以捕获到异常（子线程未处理异常时）。
• 3.不会影响线程池里面其他线程的正常执行
• 4.线程池会把这个线程移除掉，并创建一个新的线程放到线程池中。

如果子线程捕获了异常，该异常**不会被封装到 Future **里面。是通过 FutureTask 的 run 方法里面的 setException 和 set 方法实现的。在这两个方法里面完成了 FutureTask 里面的 outcome 变量的设置，同时完成了从 NEW 到 NORMAL 或者 EXCEPTIONAL 状态的流转。

作者：why技术
来源：https://mp.weixin.qq.com/s/aOlScg5sfQ4JvHzcRFqeyQ

什么是代码的鲁棒性

代码的鲁棒性指的是代码的健壮性、稳定性和容错性，即能够在各种异常情况下仍能正确地运行，并给出合理的响应。一个具有良好鲁棒性的代码能够处理各种边界情况，如输入为空、越界、不合法等，而不会崩溃或错误处理。鲁棒性极高的代码能够提高程序的稳定性和容错性，避免因为不可预见的情况而导致程序崩溃或运行错误。

通常，在编写具有鲁棒性的代码时，应该遵循以下几个原则：

1. 防御式编程：避免输入为空、越界、不合法等情况，使用异常处理来避免程序崩溃或出错。

2. 模块化编程：将代码拆分成不同的模块，每个模块处理一个特定类型的需求。这有助于避免代码的冗长，降低代码出错的可能性。

3. 统一的错误处理：使用统一的错误处理流程，将错误消息记录到日志中，报告错误的类型和出现的位置。

4. 代码规范：遵循一定的代码规范，如命名规范、缩进规范等，使得代码可读性更好，更容易被理解和修改。

5. 测试：进行足够的测试以发现代码中的错误和潜在问题，并及时对其进行修复。

Thread.sleep(0) 有什么用

问：如果在for循环中，如果每隔10000次 Thread.sleep(1) sleep 1ms，这样是否会在sleep地方停止并进入到safepoint?

答：
会。Thread.sleep(0)亦可。这是一个JNI调用，在返回到Java这边的时候会进入safepoint。

当某个线程在执行native函数的时候。此时该线程在执行JVM管理之外的代码，不能对JVM的执行状态做任何修改，因而JVM要进入safepoint不需要关心它。所以也可以把正在执行native函数的线程看作“已经进入了safepoint”，或者把这种情况叫做“在safe-region里”

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