【Java面试】第二天

请你谈谈Java中的浅拷贝与深拷贝

浅拷贝，拷贝对象中所有成员变量，但引用类型的成员变量还是指向原来的对象。可以使用Object中clone()方法实现浅拷贝。
深拷贝，拷贝对象的所有成员变量，引用类型的成员变量都指向新的对象。深拷贝可以通过重写clone()方法实现，然后递归克隆引用类型。还有一种方式就是将被拷贝对象序列化，再反序列化完成深拷贝。

请你说说Java中Exception和Error

Exception，应该分为两种：运行时异常(RuntimeException)，编译时异常(Exception)。
运行时异常，RuntimeException类及其子类。运行时异常，java编译器不会实现检查它，我们可以不通过try-catch捕获，也不必在方法上声明抛出该异常，编译可以通过。常见的运行时异常有：类转换异常(ClassCastException)、数组越界异常（IndexOutOfBoundsException）、空指针异常（NullPointerException）、算术异常等。
编译时异常，Exception类及其子类，但不是RuntimeException的子类。
编译时异常，java编译器会实现检查，我们要么通过try-catch来捕获异常，要么就在方法上通过throws关键字抛出该异常，才能编译通过。
常见的编译时异常有：IOException、FileNotFoundException、SQLException。
错误（Error）,Error类及其子类。当资源不足、约束失败等导致程序无法继续运行的条件发生时，就会发生错误，程序本身无法修改错误。常见的错误有IndexOutOfMemoryError 内存溢出、StackOverFlow堆栈溢出等。

请你说说线程、程序、进程的基本概念，并说说它们的关系。

程序，它是一个含有静态代码的文件，一般存储在磁盘中。
进程，它是对程序的一次执行，进程拥有独立的内存空间和资源，它是系统资源分配的最小单位。
线程，它是系统调度的最小单位。
一个进程可以拥有多个线程，一个线程只能属于一个进程。进程内的多个线程共享进程中的内存空间和资源。java中实现多线程的方式有许多种，比如继承Thread类、实现Runnable接口，实现Callable接口等，使用多线程，每个线程都有自己的程序计数器，运行栈，局部变量，可以提高程序的执行效率，但也会带来线程安全问题。

请你说说java种的IO流

我认为，IO流可以按以下三种方式区分：

1. 按流的流向区分，分为输入流和输出流
2. 按流操作的单元区分，分为字节流和字符流
3. 按流的角色区分，可以分为节点流和处理流，节点流是一种底层流，节点流可以读取从特定的数据源，比如文件。而处理流则是建立在底层流之上的，为底层流提供更强大的读写功能。

所有输入流的基类是InputStream(字节输入流)或Reader(字符输入流)。
所有输出流的基类是OutputStream(字节输出流)或Writer(字符输出流)。

请你说说红黑树的特征

1. 它的节点只有红色和黑色
2. 它的根节点是黑色的
3. 每个叶子节点都是黑色的
4. 如果有一个叶子节点是红色的，那么它的子节点一定都是黑色的
5. 从一个节点到它的子孙节点的所有路径都包含相同数目的黑节点

请你说说ArrayList扩容机制

当我们调用ArrayList的add方法时，第一步它会进入一个名叫ensureCapacityInternal()方法，并传入最小容量，最小容量是 当前ArrayList的元素总数 + 1，进入此方法后，它会判断ArrayList维护的动态数组是否需要初始化，是，那么就从传入的最小容量和ArrayList定义的默认容量中选出最大值作为最小容量。之后会进入一个叫做ensureExplicitCapacity()方法判断是否要进行扩容，它通过判断传入的最小容量是否大于动态数组的长度，是，则进入一个叫做grow()的方法进行扩容，进入此方法后，它首先会计算出新容量，新容量等于旧容量的1.5倍，然后新容量与所需的最小容量进行比较，如果新容量小于所需的最小容量，那么，就把最小容量的值作为新容量，然后再做一个判断，比较新容量是否大于ArrayList定义的最大容量，如果大于，那么进入一个叫做hugeCapacity()方法，并传入所需的最小容量，然后判断所需最小容量是否大于ArrayList定义的最大容量，是，则返回整型的最大值，否，则返回，ArrayList定义的最大值。最后在扩容方法中执行数组工具类Arrays中的copyOf方法，将旧数组元素复制到新数组，并返回一个扩容的数组，完成扩容。

请你说一下HashMap的底层原理

HashMap的底层是通过一个哈希表来实现的（节点数组+链表+红黑树），当我们插入一个键值对时，底层会调用一个叫做putVal()方法，第一步先获取key的hash值，然后对hash值和数组长度减1的值，做一个与&操作，算出这个key应该在数组中存放的索引，然后判断这个索引的位置是否已经有元素， 如果没有，那么创建一个节点存入该位置。如果有，那么对比此节点的key是否与用户传来的key完全相同（即hashcode和equals都为true）,如果完全相同，那么，后面就更新这个节点value值。不相同，则使用拉链法解决哈希冲突，遍历数组中此索引位置的链表，如果发现有节点的key与用户传来的key完全相同，那么，跳出循环，更新这个节点value的值，如果没有，就在链表的尾部插入一个新的节点，插入新节点后，判断节点数目是否大于等于8，是则，进入一个叫做treeifyBin()的方法，判断是否需要将链表转化红黑树，它会先判断当前数组的长度是否小于HashMap定义的转化为红黑树所需的最小长度，是，则对数组进行扩容，不转换成红黑树，否，则将链表转换成红黑树。最后返回putVal()方法完成键值对的插入。