Java 基础知识复习

1. Java面向对象：对象的概念及面向对象的三个基本特征

1. 封装：隐藏内部实现细节，对外提供可访问的方法
2. 继承：子类自动继承父类中所有的非私有属性和方法Java 语言是单继承的，即只能有一个父类，但 Java 可以实现多个接口（接口类似于类，但接口的成员没有执行体。可以防止多继承所引起的冲突问题。
3. 多态：同一事物，多种不同的表示形态，例如：重载、重写
4. 抽象：可以不用管具体的实现，定义统一的抽象规则

2. HashMap的特性

1. HashMap存储键值对实现快速存取，允许为null。key值不可重复，若key值重复则覆盖。
2. 非同步，线程不安全。
3. 底层是hash表，不保证有序
4. JDK7 采用的是数组+链表
5. JDK8 采用的数组+链表+红黑树
6. 链表主要是为了解决数组中的key发生hash冲突时，将发生碰撞的key存到链表中
7. 红黑树主要是为了解决链表过长，的查询速度太慢问题

3. 单例模式

属于对象创建模式，它可以确保系统中一个类只产生一个实例。这样的行为能带来两大好处：
对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，这对于那些重量级对象而言，是非常可观的一笔系统开销。由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC压力，缩短GC停顿时间。

• 1. 单例饿汉式和懒汉式区别
     饿汉式是线程安全的,在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用,以后不在改变。
     懒汉式懒汉式是延时加载,他是在需要的时候才创建对象,而饿汉式在虚拟机启动的时候就会创建。
     两者建立单例对象的时间不同。 “懒汉式”是在你真正用到的时候才去建这个单例对象， “饿汉式”是在不管用不用得上，一开始就建立这个单例对象。
• 2. java单例模式之 双重校验锁

public class Singleton03 {
    private volatile static Singleton03 instance;
    /**
     * 私有构造方法
     */
    private Singleton03(){}
    public static Singleton03 getInstance() {
        if(instance == null) {
            synchronized (Singleton03.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton03();
                }
            }
        }
        return instance;
     }
}

• 1. 第一次校验， if(singleton == null) 意义是由于单利模式只需创建一个实列，所以当第一次创建实列成功之后，再次调用Singleton.getInstance() 就没必要进入同步锁代码块，直接返回之前创建的实列即可。
• 2. 第二次校验是为了防止二次创建实列，我们假设一种状况，当singleton还未被创建的时候，线程r1 调用了getInstance 方法，由于此时的singleton 为空，则可以进入第一层判断，线程r1正准备继续执行，此时，线程r2抢占cpu资源，此时r2也调用了getInstance 方法，同理线程r1并没有实例化singleton，线程r2也可以进去判断，然后继续往下执行，进入到同步代码块，进入第二层判断，完成了singleton 的创建，并分配空间，r2线程运行周期结束。执行任务又回到了r1,如果没有第二层判断，线程r1 也会创建一个实列(r2线程已经创建一个实列，第二层判断为false)，这样就完全避免掉多线程环境下会创建多个实列的的问题
• 3. private static volatile Singleton singleton = null;这是必要的 因为volatile关键字可以防止jvm指令重排优化，就是 singleton = new Singleton() 可以理解为三个阶段：1 为singleton 分配空间 2 初始化singleton 3 将创建的singleton实列指向分配的内存空间。
     因为JVM具有指令重排的特性，执行顺序有可能变成 1-3-2。 指令重排在单线程下不会出现问题，但是在多线程下会导致一个线程获得一个未初始化的实例。例如：线程r1执行了1和3，此时r2调用 getInstance() 后发现 singleton 不为空，因此返回 singleton， 但是此时的 singleton 还没有被初始化。
• 4. 使用 volatile会禁止JVM指令重排，从而保证在多线程下也能正常执行

4. 反射机制

1. 优点：运行期类型判断，动态加载，提高代码的灵活性。
2. 缺点：性能瓶颈：反射相当于一系列的解释操作，通知JVM要做的事情，性能比直接的Java代码要慢很多。安全问题：让我们可以动态操作改变类的属性同时也增加了类的安全隐患。
3. 反射的应用场景:
   例如模块化的开发，通过反射去调用对应的字节码；动态代理设计模式，也采用了反射机制；还有Spring等框架，也是利用反射机制实现的（反射是框架设计的灵魂）。

5. 泛型的实现

• 泛型是通过 类型擦除 来实现的，编译器在编译时擦除了所有类型相关的信息，所以在运行时不存在任何类型相关的信息。也就是说，泛型只在编译期有效

6. 注解

• Annotation是Java 5开始引入的新特性.Java 注解是附加在代码中的一些元信息，用于一些工具的编译、运行时进行解析和使用，起到说明、配置的功能。注解不会也不能影响代码的实际逻辑，仅仅起到辅助性的作用。包含在java.lang.annotation 包中。

7. 垃圾回收算法

• 1. 标记清除算法:
     1.1 标记： 从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记。
     1.2 清除： 对堆内存从头到尾进行线性遍历，回收不
     1.3 标记-清除算法的缺点是会造成很多内存碎片
• 2. 复制算法: 将内存按容量按一定的比例分为对象面和空闲面。对象在对象面上创建。存活的对象被从对象面复制到空闲面。 年轻代很多垃圾收集器，都用这个算法回收
     2.1 优点：
     解决了内存碎片化的问题。顺序分配内存，简单高效。适用于对象存活率低的场景。
     2.2 缺点：
     对于对象存活率高的场景不适合。
     标记整理算法。分代收集算法
• 3. 标记-整理算法？
  • 1. 标记： 从根集合进行扫描，对存活的对象进行标记。
  • 2. 清除： 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
  • 3. 避免了内存的不连续性。不用设置两块内存互换。
       适用于存活率高的场景。
• 4. 分代收集算法:
     4.1 垃圾回收算法的组合拳。
     4.2 按照对象生命周期的不同划分区域以 采用不同的垃圾回收算法。
     4.3 目的： 提高JVM的 回收效率。

8. java有几种解决线程安全方法

• 1. 同步代码块

 synchronized(同步监视器=对象){     
      //需要被同步的代码
   }

• 2. 同步方法
     2.1 同步方法仍然涉及到同步监视器，只是不需要我们显式的声明。
     2.2 非静态的同步方法，同步监视器是：this.静态的同步方法，同步监视器是：当前类本身
• 3. Lock锁 — JDK5.0新增