2020java面試題-基礎篇

2020年太難了，只能刷刷題了。後續會記錄一些面試題方面的總結，方便複習查看。今天是基礎篇的幾個典型面試題。文章內容來源於自己的思考、書本、網絡，如有雷同，不是巧合。

文章目錄

1.HashMap的源碼：

HashMap是java散列表數據結構的一種實現方式.

底層是基於數組和鏈表。還有紅黑樹。

首先通過hash函數，計算下標，因爲考慮到hash衝突，所以橫向又通過鏈表存儲，這樣就近似能做到O（1）的查詢。

HashMap初始化時容量是16，當負載因子超過0.75時，會進行擴容。擴容會進行數據的拷貝，所以一般在已知數據容量的情況下，可以給一個初始容量。

當拉鍊長度超過8之後，就會採用紅黑樹。

LinkedHashMap和HashMap的區別是，LinkedHashMap維護了一個雙向鏈表，保證了數據的順序。即插入順序和訪問順序一致。TreeMap則進行了排序，默認是升序，可以重寫Comparator方法進行排序規則重寫。

擴展：

ConcurrentHashMap 原理

1、最大特點是引入了 CAS（藉助 Unsafe 來實現【native code】）

CAS有3個操作數，內存值V，舊的預期值A，要修改的新值B。當且僅當預期值A和內存值V相同時，將內存值V修改爲B，否則什麼都不做。
Unsafe 藉助 CPU 指令 cmpxchg 來實現

HashMap ，HashTable 區別

默認容量不同。擴容不同
線程安全性，HashTable 安全
效率不同 HashTable 要慢因爲加鎖

考察知識點：

1.對常用java數據結構包裝類的熟悉。

2.考察隊低層數據結構的認識程度

2.Set的實現：

元素不重複，HashSet低層也是通過HashMap實現，只是只保存了值，沒有保存key.

HashSet
LinkHashSet
TreeSet

3.List實現：

相同點：

都實現了List接口和Collection；

不同點：

1、ArrayList是基於數組實現的；LinkedList是基於鏈表實現的；

2、ArrayList隨機查詢速度快；LinkedList插入和刪除速度快；

原理解析：

ArrayList是基於數組實現的，他的特性就是可以使用索引來提升查詢效率；插入和刪除數組中某個元素，會導致其後面的元素需要重新調整索引，產生一定的性能消耗；

LinkedList是基於鏈表實現的，沒有索引，所以查詢效率不高，但是插入和刪除效率卻很高；爲什麼呢？因爲鏈表裏插入或刪除某個元素，只需要調整前後元素的引用即可；

4.講解線程execute

考點：java的線程池

線程池作用：

1.降低資源消耗（創建銷燬線程需要佔用資源）

2.提高效率（線程的複用）

3.提高線程的可管理性

使用：

1.創建線程池

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);

可以創建以下幾種類型的線程池：

newSingleThreadExecutor
newFixedThreadPool
newCachedThreadPool
newScheduledThreadPool
newSingleThreadScheduledExecutor

2.創建要執行任務的線程

可以是Thread，Runnable, Callable

3.添加任務,等待執行

void execute(Runnable task)
Future<?> submit(Runnable task)
Future<?> submit(Runnable task, T result)
Future<?> submit(Callable task)

其中execute沒有返回值，submit將返回值放在Future中

4.如果有返回結果，在future中獲取返回結果

原理

核心類是ThreadPoolExecutor，一般使用提供的工廠類Executors創建一個包裝類ExecutorService進行操作。

ThreadPoolExecutor來實現，我們使用的ExecutorService的各種線程池策略都是基於ThreadPoolExecutor實現的。

step1.調用ThreadPoolExecutor的execute提交線程，首先檢查CorePool，如果CorePool內的線程小於CorePoolSize，新創建線程執行任務。
step2.如果當前CorePool內的線程大於等於CorePoolSize，那麼將線程加入到BlockingQueue。
step3.如果不能加入BlockingQueue，在小於MaxPoolSize的情況下創建線程執行任務。
step4.如果線程數大於等於MaxPoolSize，那麼執行拒絕策略。

具體解釋一下上述參數：

corePoolSize 核心線程池大小
maximumPoolSize 線程池最大容量大小
keepAliveTime 線程池空閒時，線程存活的時間
TimeUnit 時間單位
ThreadFactory 線程工廠
BlockingQueue任務隊列
RejectedExecutionHandler 線程拒絕策略

woker：是線程池中的線程。

Task: 是Runnable，會被worker調用run方法

queen: 任務隊列

pool: 線程池

線程池的生命週期：

RUNNING: Accept new tasks and process queued tasks
SHUTDOWN: Don’t accept new tasks, but process queued tasks
STOP: Don’t accept new tasks, don’t process queued tasks,

and interrupt in-progress tasks
TIDYING: All tasks have terminated, workerCount is zero,

the thread transitioning to state TIDYING

will run the terminated() hook method
TERMINATED: terminated() has completed

狀態轉換：

RUNNING -> SHUTDOWN（調用shutdown()）

On invocation of shutdown(), perhaps implicitly in finalize()

(RUNNING or SHUTDOWN) -> STOP(調用shutdownNow())

On invocation of shutdownNow()

SHUTDOWN -> TIDYING（queue和pool均empty）

When both queue and pool are empty

STOP -> TIDYING（pool empty，此時queue已經爲empty）

When pool is empty

TIDYING -> TERMINATED(調用terminated())

When the terminated() hook method has completed

Threads waiting in awaitTermination() will return when the

state reaches TERMINATED.

說明：

(1 newFixedThreadPool

是固定大小的線程池有結果可見我們指定2 在運行時就只有2個線程工作

若其中有一個線程異常會有新的線程替代他

(2 shutdown方法有2個重載：

void shutdown() 啓動一次順序關閉，等待執行以前提交的任務完成，但不接受新任務。

List shutdownNow() 試圖立即停止所有正在執行的活動任務，暫停處理正在等待的任務，並返回等待執行的任務列表。

(3 submit 與 execute

3.1 submit是ExecutorService中的方法用以提交一個任務

他的返回值是future對象可以獲取執行結果

Future submit(Callable task) 提交一個返回值的任務用於執行，返回一個表示任務的未決結果的 Future。

Future<?> submit(Runnable task) 提交一個 Runnable 任務用於執行，並返回一個表示該任務的 Future。

Future submit(Runnable task, T result) 提交一個 Runnable 任務用於執行，並返回一個表示該任務的 Future。

3.2 execute是Executor接口的方法

他雖然也可以像submit那樣讓一個任務執行但並不能有返回值

void execute([Runnable](mk:@MSITStore:C:\Users\Administrator\Desktop\JDK1.6 API幫助文檔.CHM::/java/lang/Runnable.html) command)

在未來某個時間執行給定的命令。該命令可能在新的線程、已入池的線程或者正調用的線程中執行，這由 Executor 實現決定。

(4 Future

Future 表示異步計算的結果。

它提供了檢查計算是否完成的方法，以等待計算的完成，並獲取計算的結果。

計算完成後只能使用 get 方法來獲取結果，如有必要，計算完成前可以阻塞此方法。

取消則由 cancel 方法來執行。還提供了其他方法，以確定任務是正常完成還是被取消了。一旦計算完成，就不能再取消計算。

如果爲了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的結果，則可以聲明 Future<?> 形式類型、並返回 null 作爲底層任務的結果。

Future就是對於具體的Runnable或者Callable任務的執行結果進行取消、查詢是否完成、獲取結果。

必要時可以通過get方法獲取執行結果，該方法會阻塞直到任務返回結果。

也就是說Future提供了三種功能：

–判斷任務是否完成；

–能夠中斷任務；

–能夠獲取任務執行結果。

boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 試圖取消對此任務的執行。

V get() 如有必要，等待計算完成，然後獲取其結果。

V get(long timeout, TimeUnit unit) 如有必要，最多等待爲使計算完成所給定的時間之後，獲取其結果（如果結果可用）。

boolean isCancelled() 如果在任務正常完成前將其取消，則返回 true。

boolean isDone() 如果任務已完成，則返回 true。

複習參考：https://juejin.im/post/5aabb948f265da237506a7f5

https://www.cnblogs.com/wihainan/p/4760910.html

5.Runable和Callnable的區別

這兩者類似，前者實現run方法，後者實現call方法。不通點是後者，有返回值。

6.使用泛型的好處

java中的泛型和c++中的template模板類似，是在在定義時，不指明類型，而是在編譯時就可以做類型檢查，並且消除了強制類型轉換，效率更高。

E: Element
K: Key
N: Number
T: Type
V: Value
S, U, V, and so on: Second, third, and fourth types in a multiparameter situation

7.JDK動態代理和Cglib的區別

JDK動態代理只能代理interface (所以目標類必須實現該接口，進而代理類也需要實現該接口)

Cglib則是通過繼承目標類來實現代理。

靜態代理：運行前就存在代理類的字節碼

動態代理：運行時動態生成代理類

JDK動態代理使用
1.首先定義一個類實現InvocationHandler 定義代理行爲。

其中構造方法傳入要代理的類對象，invoke方法中

public class SubjectProxyHandler implements InvocationHandler{
    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(SubjectProxyHandler.class);

    private Object target;

    @SuppressWarnings("rawtypes")
    public SubjectProxyHandler(Class clazz) {
        try {
            this.target = clazz.newInstance();
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException ex) {
            LOG.error("Create proxy for {} failed", clazz.getName());
        }
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        preAction();
        Object result = method.invoke(target, args);
        postAction();
        LOG.info("Proxy class name {}", proxy.getClass().getName());
        return result;
    }

    private void preAction() {
        LOG.info("SubjectProxyHandler.preAction()");
    }

    private void postAction() {
        LOG.info("SubjectProxyHandler.postAction()");
    }

}

Object result = method.invoke(target, args);

是調用目標對象的方法，在Invoke方法中可以進行前置增強或者後置增強等。

調用：

public static void main(String[] args) {
        InvocationHandler handler = new SubjectProxyHandler(Subject.class);
        ISubject proxy =
                (ISubject) Proxy.newProxyInstance(ProxyT.class.getClassLoader(),
                        new Class[] {ISubject.class}, handler);
        proxy.action();
    }

首先創建一個InvocationHandler，傳入目標對象Subject（實現了接口ISubject）

然後通過Proxy.newProxyInstance動態生成代理類ISubject。

其中handler中定義的代理類的行爲，代理類是動態生成的。從newProxyInstance的參數可以看出，可以代理類可以實現多個接口。

cglib

cglib是一個強大的高性能代碼生成庫，它的底層是通過使用一個小而快的字節碼處理框架ASM（Java字節碼操控框架）來轉換字節碼並生成新的類

1.定義代理行爲類

public class SubjectInteceptor implements MethodInterceptor {
    private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(SubjectInteceptor.class);
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        preAction();
        Object result = methodProxy.invokeSuper(obj, args);
        postAction();
        return result;
    }

    private void preAction() {
        LOG.info("SubjectProxyHandler.preAction()");
    }

    private void postAction() {
        LOG.info("SubjectProxyHandler.postAction()");
    }
}

代理行爲在intercept方法中定義

對比：

jdk動態代理創建速度快，但是執行效率比cglib低。cglib生成代理速度較慢，但是執行效率高。

在Spring中可以通過參數 optimize參數設置爲true強制使用cglib進行代理，對於單例模式，建議採用cglib

SpringBoot中可以通過下面的配置指定代理類型：

#開啓對AOP的支持
spring.aop.auto=true
#設置代理模式 true（cglib） false(java JDK代理)
spring.aop.proxy-target-class=true

1.如果目標對象實現了接口，默認情況下會採用JDK的動態代理實現AOP

2.如果目標對象實現了接口，可以強制使用CGLIB實現AOP

3.如果目標對象沒有實現了接口，必須採用CGLIB庫，spring會自動在JDK動態代理和CGLIB之間轉換

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2020java面試題-基礎篇

文章目錄

1.HashMap的源碼：

2.Set的實現：

3.List實現：

4.講解線程execute

5.Runable和Callnable的區別

6.使用泛型的好處

7.JDK動態代理和Cglib的區別

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