java面试题（基础+非基础）[不定期更新]

前两天看到知乎中一个专栏，某大神的面试题，大概综合了各个大公司的常见提问，

写的蛮好的，这里转一下，配一些自己的理解，希望对大家面试有帮助吧。

原文链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/25725929

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part1,

1,Java基础

java内存模型
多态（重载重写）
object方法
类访问权限
sleep、notify、wait 联系、区别
String、stringbuffer、stringbuilder 联系、区别、源码
Volatile 原理、源码、与syn区别
线程间通信方式
线程的各种状态
等等等等

Q:java内存模型(JMM)：

A:

1，JMM 是 控制线程间通信的控制机制，

2，线程之间的共享变量（主要堆内存）存储在主内存（main memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（local memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。（本地内存是JMM的一个抽象概念，并不真实存在。它涵盖了缓存，写缓冲区，寄存器以及其他的硬件和编译器优化。）

3，线程A与线程B之间如要通信的话，①A 把更新的本地内存A中的共享变量,刷新到共享内存。②，B读取共享内存中的变量(A已经更新了的)。

基本这样，面试回答就OK吧。

参考：http://www.infoq.com/cn/articles/java-memory-model-1

Q 2:多态（重载和重写）

A:重载（Overloading）和重写(@Overrider)是多态的两种体现,

重载是同一个类 内部，比如 构造函数，方法的重载 是方法名相同，参数列表不同，对返回值类型，不做要求。

重写是父子类，（接口的实现也叫重写），要求方法名相同，参数列表相同，返回值类型相同，访问修饰符不小于父类，抛出异常不大于父类，要求加@Overrider进行校验。

Q3:Object的方法，

A：简答回答，常见的 toString(),hashCode(),equals(); +notify(),notifyAll(),wait();+clone(),getClass(),finalize();

　　其中有native方法，

　　protected方法[finaloze(),clone(),]，等

Q4:类访问权限:

 

思考：

1，为什么要设定一些类，方法为 protected的。

2,protected方法，在其他子类的子类中调用情况?

Q5,sleep，wait，notify的区别

sleep：让当前线程休息毫秒数，不丢失线程所有权。

wait:Objecte方法，当前线程等待，知道其他线程调用此对象的Notify方法;

Q6:

　　String ，字符串常量，是不可变的对象。

　　String str ="abcd";   //line1

　　str = str+1;　　　　//line2 这里 line2创建了一个新的str 

      System.out.println(s);// abcd1  ,

　　底层 String,采用char[] 数组保存，在相加时，使用的也是StringBuilder的append。

StringBuffer --JDK1.0的方法，线程安全的，【public  synchronized StringBuffer append(* *)】

StringBuilder--JDK1.5的方法，线程不安全的,

三者在执行速度方面的比较：StringBuilder >  StringBuffer  >  String

******************************

PS: 

使用 javap -c 查看即:

public class StringDemo{
        public static void main(String[] args){
                String a = "hello";
                a  = a+"world";
                System.out.println(a);
        }

}



public class StringDemo {
  public StringDemo();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String hello
       2: astore_1
       3: new           #3                  // class java/lang/StringBuilder
       6: dup
       7: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
      10: aload_1
      11: invokevirtual #5                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      14: ldc           #6                  // String world
      16: invokevirtual #5                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
      19: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      22: astore_1
      23: getstatic     #8                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      26: aload_1
      27: invokevirtual #9                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      30: return
}

Q7,Volidate原理，源码和Sync区别;

   

  volidate 是程度较轻的synchronized，与sync相比，validate变量所需的编码较少，运行开销也相对较少.

　首先明白：锁的目的：提供 “互斥”和“可见性”的保证。　

   互斥性：一次只允许一个线程 持有特定的锁，因此可以使用该特性实现对“共享数据”的协调方位协议，这样一次就可以只有一个线程访问该数据。

   可见性：确保释放锁之前，对共享变量做出的更改，对后面获得该锁的另一个线程是可见的。

volidate变量具有 synchronized的可见性特征，但不具备原子特性，运行多个线程同时访问volidate变量。

（所以类似 i++的操作，单纯使用volidate不够)

原理:

非 volidate情况下可能发生的状况：

由于 java内存模型JMM（Q1）中，线程默认会读取，加载 主内存的共享变量后生成副本变量，而后的操作修改副本变量，并在退出之前写入 主内存中。

由于这些操作并非原子性的，eg:在线程read,load之后，主内存中的变量发生了修改，但是线程工作内存中由于已经加载导致不会变化，然后操作的结果，就和预期不一致。

volidate情况下：

volidate 关键字的共享内存，在每次的 read，load时，都会去主内存中去读取，这样保证了可见性。

 严格遵循 volatile 的使用条件 —— 即"变量真正独立于其他变量和自己以前的值时"，这时可以使用volidate替代synchronized。

Q8,线程间的通信方式

 1，使用全局变量，结合上面知道，最好全局变量设定为volidate；

public class MySignal{

  protected volidate boolean hasDataToProcess = false;

  public synchronized boolean hasDataToProcess(){
    return this.hasDataToProcess;
  }

  public synchronized void setHasDataToProcess(boolean hasData){
    this.hasDataToProcess = hasData;
  }

}

 2，while轮询的方式方式，

3，wait/notify机制

参考链接:http://www.cnblogs.com/hapjin/p/5492619.html,

4, 通过管道流
    使用使用java.io.PipedInputStream 和 java.io.PipedOutputStream进行通信

5，消息（Message）队列：消息队列是消息的链接表，包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小        受限等缺

Q9,线程的各种状态.

一般来说就是6种状态(JVM):

【倾向线程三种状态的描述:就绪状态，运行状态，和阻塞状态】

New状态是指线程刚创建, 尚未启动-----指Thread类的状态

Runnable: ,就绪和运行状态   ,一般。.start()之后进入。

BLOCKED，阻塞状态，抢到锁才可以执行，目前锁被别人占着，被动等待，抢到锁，会进入“就绪状态”

Waitting： 阻塞状态，持有锁，但是出于无限期的主动等待的中，等到有人唤醒他，会进入“就绪状态”。

TimeWaitting： 阻塞状态，持有锁，但是出于有限期的主动等待中，[eg:被你主动sleep N秒]，等有人唤醒他，或者时间到，会进入“就绪状态”。

Terminated,终止状态-----指Thread类的状态.

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part2,

集合框架

List

    ArrayList
    LinkedList
    Vector

三者区别，联系，源码

Set

    HashSet
    LinkedHashSet
    TreeSet

基于什么实现，内部数据结构，适用场景，源码

Map

    HashMap
    weakHashMao
    LinkedHashMap
    TreeMap

HashMap与hashtable的区别

内部实现原理、源码、适用场景

Q10,List集合部分，List集合有序（index），相对简单（熟悉）

ArrayList<E>:底层是数组，查询速度快，插入速度慢[要调用System.ArrayCopy 复制数组，生成新的数组],非线程安全，PS：ArrayList集合容量不足时，每次增长【int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);】

LinkList<E> ：底层是“双向链表”结构，Node节点，插入速度快。非线程安全

Vector（其子类 java.util.Stack,栈，先进后出，类似Queue）,底层也是数组（Object[] elementData），线程安全的【eg： public synchronized boolean add(E e)】，

Q11,Set集合部分，Set集合无序，

相比List接口，Set接口少了很多和顺序有关的方法

1，E get(int index);

2，E set(int index, E element);

3，void add(int index, E element);

4，E remove(int index);

5，int indexOf(Object o);

6，int lastIndexOf(Object o);

7，ListIterator<E> listIterator();

8，List<E> subList(int fromIndex, int toIndex);

HashSet<E>：底层使用HashMap集合，将 E 集合元素保存在Map的Key中，Map的value设定为默认 静态的虚拟值Object。

 public HashSet() {
        map = new HashMap<>();
    }

所有对HashSet的操作，转为对HashMap的操作，eg

public int size() {
        return map.size();
    }

 public boolean add(E e) {
        return map.put(e, PRESENT)==null;
    }

   public boolean remove(Object o) {
        return map.remove(o)==PRESENT;
    }

  public void clear() {
        map.clear();
    }

LinkHashSet，继承HashSet, 完全基于LinkHashMap来实现。

-父类HashSet:------------------------------------------------------------
  HashSet(int initialCapacity, float loadFactor, boolean dummy) {
        map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
    }


-子类LinkHashSet:--------------------------------------------------------
   public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor, true);
    }

    public LinkedHashSet(int initialCapacity) {
        super(initialCapacity, .75f, true);
    }

    public LinkedHashSet() {
        super(16, .75f, true);
    }

TreeSet<E>，JDK1.6之后，添加了实现NavigableSet<E>，（这个接口继承自SortedSet<E>），底层基于TreeMap来实现。

总结：Set集合就是和Map集合的一系列关联，HashSet，LinkHashSet 允许存在一个 null值。

PS, TreeSet集合不允许null值传入,（所有元素必须实现Comparable<>,否则运行报错 类型转换错误，而null无法实现），不允许重复值.

使用：TreeSet，不打乱顺序去重，有序且不允许重复的数据。

　　　LinkedHashSet，有序的HashSet,按照存入的顺序，在不允许重复数据，切按照顺序输出时使用。

Q12,Map集合部分，

　　HashMap<K,V>

　　WeakHashMap<K,V>

　　LinkHashMap<K,V>

　　TreeMap<K,V>

　　HashTable<K,V>

HashMap<K,V>:采用哈希表【散列表】结构，O(1)的时间结构，快读的插入和读取。 底层 数组(Array)+链表(LinkList)（+红黑树，jdk1.8),

**********************

我们把学生姓名首字母按照A1,B2，C3计算,之后加和作为 ID，插入 数组中。

eg:李秋梅:lqm 12+17+13=42 取表中第42条记录即可。

但是遇到，李璐，李丽这样的，这个名称计算结果相等的状况，就出现“冲突现象”，不同的人得到了相同的Hash地址。

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同样，Hash算法中，后加入的对象，在计算其Hash算法时，也可能存在计算出的值，已经存在了(但不是同一个对象)，这即是 Hash冲突，HashMap解决重复的方法是“链地址法”

【Hash算法返回值是一个int,最多不过40亿，但是实际对象的数量，远不止这些。so,Hash相等，但对象不一定相等】

1，HashMap 运行 一个 null 作为Key和Value，是线程非安全的。

2，HashMap扩容的两个关键参数(initialCapacity,loadFactor) 初始容量和负载因子,默认HashMapTable大小为16，负载因子为0.75，

【

为什么增大负载因子可以减少Hash表所占用的内存空间，但会增加查询数据的时间开销。
为什么减少负载因子可以提高查询数据的性能，但会减低Hash表所占用的内存空间。

如果负载因子是默认的0.75，HashMap(16)的时候，占16个内存空间，实际上只用到了12个，超过12个就扩容。
如果负载因子是1的话，HashMap(16)的时候，占16个内存空间，实际上会填满16个以后才会扩容。

所以说，增大负载因子，你让 当前Hash表空间被充分利用，但是会产生更多的Hash碰撞，导致查询变慢。

】

3，

---------------JDK1.7的get,和JDK1.8有部分区别--------------

 public V get(Object key) {
        if (key == null)
            return getForNullKey();
        int hash = hash(key.hashCode());
        for (Entry<K,V> e = table[indexFor(hash, table.length)];
             e != null;
             e = e.next) {
            Object k;
            if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k)))
                return e.value;
        }
        return null;
    }

4,HashMap的扰乱算法, 默认的Hash值在 容积小的时候，非常容易碰撞，

/**
JDK1.7-----------
     * Applies a supplemental hash function to a given hashCode, which
     * defends against poor quality hash functions.  This is critical
     * because HashMap uses power-of-two length hash tables, that
     * otherwise encounter collisions for hashCodes that do not differ
     * in lower bits. Note: Null keys always map to hash 0, thus index 0.
     */
    static int hash(int h) {
        // This function ensures that hashCodes that differ only by
        // constant multiples at each bit position have a bounded
        // number of collisions (approximately 8 at default load factor).
        h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
        return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
    }

------------------JDK1.8----------------
/**
     * Computes key.hashCode() and spreads (XORs) higher bits of hash
     * to lower.  Because the table uses power-of-two masking, sets of
     * hashes that vary only in bits above the current mask will
     * always collide. (Among known examples are sets of Float keys
     * holding consecutive whole numbers in small tables.)  So we
     * apply a transform that spreads the impact of higher bits
     * downward. There is a tradeoff between speed, utility, and
     * quality of bit-spreading. Because many common sets of hashes
     * are already reasonably distributed (so don't benefit from
     * spreading), and because we use trees to handle large sets of
     * collisions in bins, we just XOR some shifted bits in the
     * cheapest possible way to reduce systematic lossage, as well as
     * to incorporate impact of the highest bits that would otherwise
     * never be used in index calculations because of table bounds.
     */
    static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

目的就是让 Hash值，尽量分部均匀。

5，可以看下 静态内部类 entry,【JDK1.8改为Node】

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;  //成为链表
        final int hash;

        /**
         * Creates new entry.
         */
        Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
            hash = h;
        }

        public final K getKey() {
            return key;
        }

        public final V getValue() {
            return value;
        }

        public final V setValue(V newValue) {
            V oldValue = value;
            value = newValue;
            return oldValue;
        }

        public final boolean equals(Object o) {
            if (!(o instanceof Map.Entry))
                return false;
            Map.Entry e = (Map.Entry)o;
            Object k1 = getKey();
            Object k2 = e.getKey();
            if (k1 == k2 || (k1 != null && k1.equals(k2))) {
                Object v1 = getValue();
                Object v2 = e.getValue();
                if (v1 == v2 || (v1 != null && v1.equals(v2)))
                    return true;
            }
            return false;
        }

        public final int hashCode() {
            return (key==null   ? 0 : key.hashCode()) ^
                   (value==null ? 0 : value.hashCode());
        }

        public final String toString() {
            return getKey() + "=" + getValue();
        }

        /**
         * This method is invoked whenever the value in an entry is
         * overwritten by an invocation of put(k,v) for a key k that's already
         * in the HashMap.
         */
        void recordAccess(HashMap<K,V> m) {
        }

        /**
         * This method is invoked whenever the entry is
         * removed from the table.
         */
        void recordRemoval(HashMap<K,V> m) {
        }
    }