Java核心技术---学习笔记【更新中....】

-----------------------------面试补充---------------------------------------

Java内存结构：堆，栈，方法区

Java后台开发面试知识汇总：https://uploadfiles.nowcoder.com/images/20180914/826546_1536916757441_FF474C03D9D513A3519773CB35561940

全局变量：堆

静态变量：方法区

临时变量：栈

堆大小由1/3新生代和2/3老生代构成，新生代又细分成一块eden和2块survivor区域

垃圾回收算法共4钟：MS(标记清除),CP(复制)，MC（标记整理）GC(分代收集)【最常见】

垃圾收集器：Serial,parnew(Serial多线程版本),Parallel,G1

参考链接： https://blog.csdn.net/yrwan95/article/details/82829186

Java保证线程安全：

• 原子性：互斥访问
• 可见性：volatile线程对内存的修改能被其他线程看到
• 有序性：一个线程观察其他线程指令的执行顺序

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一：对Java平台理解，“Java是解释执行”，这句话正确吗？：

Java平台特点：
1.跨平台，即书写一次，到处运行
2.垃圾回收，即通过GC回收分配内存，程序员不用担心内存分配问题

Java包括：
JRE运行环境(包括JVM和Java类库,JVM提供JIT编译器，JIT就是编译执行)
JDK(JRE超集，包含了更多东西，比如编译器，诊断工具等)

二：请对比Exception和Error，另外，运行时异常与一般异常有什么区别？NoClassDefFoundError和ClassNotFoundException有什么区别？

Exception和Error都继承Throwable类
Exception即可预料的错误，要被try,catch捕获
Error即不太可能出现的错误（OutMemoryError），不用try,catch捕获

Exception分为检查异常（需显示捕获）与不检查异常(运行异常，捕获与否看实际情况)

ClassNotFoundException:检查异常，找不到class报错（比如连接jdbc时候驱动放错位置）
NoClassDefFoundError:编译成功后找不到class报错(比如没有new 某个实例)

三：谈谈final、fnally、 fnalize有什么不同？

final：表示修饰的类不可继承，方法不可重写，变量不可修改
finally：try,catch,finally后面代码一定会执行
finalize：垃圾回收用到

                //finally不会被执行的特例
        try {
            System.exit(1);
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("Test fianlly");
        }        

四：强引用、软引用、弱引用、幻象引用有什么区别？具体使用场景是什么？

强引用：普通new对象（str在栈，String对象实例在堆），不会被jvm回收
软应用（与引用队列一起使用）：jvm认为内存不足会回收（类似缓存）
弱引用（与引用队列一起使用）：GC发现即回收
幻象引用（虚引用，与引用队列一起使用）：不能访问对象.

五：Java的字符串，String、StringBufer、StringBuilder有什么区别？

String:字符串常量
StringBuffer:字符串变量（线程安全）
StringBuilder:字符串变量(非线程安全)
(String改变内容就要新生成一个String对象,消耗内存，而Stringffer是用来字符串拼接用的，更换值不用新生成对象，StringBuilder是Java1.5新增，与StringBuffer没有本质区别，但是取消了线程安全，减少了开支，所以优先级是如下这样)
StringBuilder>StringBuffer>String

package Test;

import java.util.Scanner;

/**
* @author Empirefree 胡宇乔:
* @version 创建时间：2020年3月20日 上午9:30:15
*/
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("牛逼哄哄");
        stringBuilder.append("陈牛逼哄哄");
        stringBuilder.append("余牛逼哄哄");
        stringBuilder.insert(0, "黄牛逼哄哄");
        
        stringBuilder.delete(0, 1);
        stringBuilder.replace(0, 1, " Q");
        String str = stringBuilder.toString();
        System.out.println(stringBuilder);
        System.out.println(str);
        
    }
}

六：谈谈Java反射机制，动态代理是基于什么原理？

反射机制：正射：new对象,反射广泛应用于框架,Java基础功能，赋予程序运行时自省能力，可以利用反射直接操作类和对象

动态代理：方便运行时的动态构建代理,即原理就是反射机制，例子有AOP编程，

七：int和Integer有什么区别？谈谈Integer的值缓存范围。

int:原始数据类型
Integer:是int的包装类,可以在字符串,int转换等,自动装箱，自动拆箱

八：对比Vector、ArrayList、LinkedList有何区别？

vector:线程安全的动态数组
ArrayList：非线程安全的动态数组
LinkedList:非线程安全双向链表

九：对比Hashtable、HashMap、TreeMap有什么不同？

Hashtable:哈希表
HashMap:更广泛的哈希表，但是非同步，get,put时间复杂度是O(1)
TreeMap:底层是红黑树,get,put时间复杂度是O(log(n))

十：如何保证容器是线程安全的？ConcurrentHashMap如何实现高效地线程安全？

利用同步容器实现（如Hashtable【只是给put,get加上synchronized，不能并发】）还有同步包装器(如Collection.synchronized)
后来采用并发容器(ConcurrentHashMap基于分离锁的并发实现)，线程安全队列等

十一：Java提供了哪些IO方式？ NIO如何实现多路复用？ 

早期传统的java.io包，提供了一些IO功能
后来引入NIO,NIO2,BIO方式，NIO是同步非阻塞IO,即Channel准备好后/处理完后(同步)，线程才会进行处理（不会傻傻等待，即非阻塞）

多路复用由Channel,Selector,Buffer构成，主要过程是每个SelectChannel向Select注册，然后Select进行选择，避免大量客户连接时，频繁切换线程

package testio;
/**
* @author Empirefree 胡宇乔:
* @version 创建时间：2020年3月29日 下午7:46:01
*/

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class DemoServer extends Thread {

     private ServerSocket serverSocket;  
     public int getPort() {  
         return  serverSocket.getLocalPort();  
     }  
     public void run() {  
         try {
             serverSocket = new ServerSocket(0);  
             ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(8);    //新建立线程池
             while (true) {  
                 Socket socket = serverSocket.accept();  
                 RequesHandler requesHandler = new RequesHandler(socket);  
//                 requesHandler.start();  
                 executor.execute(requesHandler);    //存储client线程
                 }  
             } catch (IOException e) {  
                 e.printStackTrace(); 
          } finally {  
              if (serverSocket != null) {  
                  try {    
                      serverSocket.close();  
                  } catch (IOException e) { 
                          e.printStackTrace();  
                };  
                }  
         }
     }
     public static void main(String[] args) throws IOException {
        DemoServer server = new DemoServer();
        server.start();
         try (Socket client = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), server.getPort())) {  
             BufferedReader buferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));  
             buferedReader.lines().forEach(s -> System.out.println(s));  
         }
    }
     
    class RequesHandler extends Thread{
         private Socket socket;
         public RequesHandler(Socket socket) {
            // TODO Auto-generated constructor stub
             this.socket = socket;
        }
         
         @Override
        public void run() {
            // TODO Auto-generated method stub
             try (PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream());){
                out.println("Hello, NIO");
                out.flush();
            } catch (Exception e) {
                // TODO: handle exception
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
     
}

package testio;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
* @author Empirefree 胡宇乔:
* @version 创建时间：2020年3月29日 下午7:57:21
*/
class Empirefree extends Thread{
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在执行中....");
    }
}

public class Demothreadpool {
    
    //测试下threadpool
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(2);    //固定，Cache是可变线程池
        Thread t1 = new Empirefree();
        Thread t2 = new Empirefree();
        Thread t3 = new Empirefree();
        Thread t4 = new Empirefree();
        Thread t5 = new Empirefree();
        pool.execute(t1);
        pool.execute(t2);
        pool.execute(t3);
        pool.execute(t4);
        pool.execute(t5);
        //关闭线程池
        pool.shutdown();
        
        
        System.out.println("----------------------");
        Father father = new Son();
        father.name();    //先调用父类构造，再调用子类构造，只能使用父类继承过来的函数，继承的函数是子类的....
        System.out.println("----------------------");
        Son son = new Son();
        son.name();
        son.test();
    }
}

class Father{
    public Father() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        System.out.println("父类.....");
    }
    public void name() {
        System.out.println("陈牛逼哄哄....");
    }
}
class Son extends Father{
    public Son() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        System.out.println("子类 ....");
    }
    public void name() {
        System.out.println("余牛逼哄哄....");
    }
    public void test() {
        System.out.println("你能调用这个方法吗？....");
    }
}

十二：Java有几种文件拷贝方式？哪一种最高效

常见的java.io中FIleInputStream读取,
然后还有java.nio中的transferTo或transferFrom（速度快，更加利用了现代操作系统的底层机制，避免了不必要copy和上下万切换）

package runoob;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.channels.FileChannel;

/**
* @author Empirefree 胡宇乔:
* @version 创建时间：2020年3月30日 下午9:16:08
*/
public class StreamFileIo {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        File source = new File("./test.txt");
        File dest = new File("./newtest.txt");
        try(FileChannel sourceChannel = new FileInputStream(source).getChannel();
            FileChannel targetChannel = new FileOutputStream(dest).getChannel();
                ){
            for(long count = sourceChannel.size(); count > 0;){
                long transferred = sourceChannel.transferTo(sourceChannel.position(), count, targetChannel);
                sourceChannel.position(sourceChannel.position() + transferred);
                count -= transferred;
                        
            }
        }
    }
}

十三：接口和抽象类有什么区别？

接口：不能实例化，是抽象方法的集合，不能有非常量成员，要么是抽象方法，要么是静态方法
（抽象方法，父类不知道实现某个功能，定义给抽象方法，给不同子类去定义）

抽象类：不能实例化，也是为了代码重用，共用方法或者成员变量就合成抽象类

十四：谈谈你知道的设计模式？请手动实现单例模式，Spring等框架中使用了哪些模式？

创建型模式：工厂模式，单例模式等
结构性型模式：桥接模式，适配器模式
行为型模式：策略模式，访问者模式


单例模式
public class Singleton{
        private static Singleton instace;
        private Singleton(){}
        private static Singleton getInstace(){
         if(instace == null) instace = new singleton(); 
         return instace;
        }  

}

Spring中的模式
BeanFactor和ApplicationContext应用了工厂模式
AOP:代理模式，适配器模式等
Bean创建：提供的单例和原型等模式。

十五： synchronized和ReentrantLock有什么区别？有人说synchronized最慢，这话靠谱吗？

synchronized：java内建的同步机制，保证了线程的互斥访问

ReentrantLock:再入锁,需要unlock()方法释放，不然就会一直占有该锁，然后可以定义条件，控制公平性

不靠谱，synchronized早期在不同场景下性能不一样，但是后来不断改进后性能优化了

十六：synchronized底层如何实现？什么是锁的升级、降级？

synchroinzed:由一对monitorenter/monitorexit指令实现

升级、降级：就是jvm优化synchronized运行的机制当jvm检查到不同的竞争状况时，就会自动切换到适合的锁。

没有竞争->默认是偏斜锁
有另外线程试图锁定某个偏斜过的对象->轻量级锁(轻量级锁依赖CAS获得锁失败->重量级锁)

十七：一个线程两次调用start()方法会出现什么情况？谈谈线程的生命周期和状态转移。

抛出出IllegalThreadStateException运行时异常

列出6种（线程是系统调度的最小单位）
new（新建）, runnable（就绪），blocked（阻塞），waiting（等待）,timed_wait(计时等待),terminated(计时等待)

十八：什么情况下Java程序会产生死锁？如何定位、修复？

死锁：一种特定的程序状态，两个或多个线程之前，互相持有对方资源而不肯释放而造成永久阻塞状态

jstack(查看线程),jmap(查看内存),jstat(性能分析)