JVM基础---面试用

、java的技术体系是什么？

java程序设计语言

各硬件平台上的java虚拟机

class文件格式

java API

第三方java类库

2、JDK8特性

什么是Lambda表达式？

什么是匿名内部类？

3、java内存管理是？

什么是程序计数器？

什么是java栈？

 什么是java堆？

什么是方法区？

 对象的创建在内存中的反应？

 什么是对象的结构？

哈希值是什么：

什么是对象的访问定位？

使用句柄（间接访问）

使用指针（直接访问）

什么是可达性分析法？

作为GCRoots的对象的引用才不会被垃圾回收；

虚拟机的内存结构？

内存分配的策略是什么?

什么是逃逸分析与栈上分配？

class文件是什么，它的文件结构由什么组成？

 什么是字节码指令？

什么是加载和存储指令？

 什么是运算指令？

 什么是类型转换指令？

什么是对象创建与访问指令？

什么是操作数栈管理指令？

什么是控制转移指令？

 什么是方法调用指令？

 什么是异常处理指令？

什么是同步指令？

什么是类加载机制？

类加载机制的时机？
类加载的整个过程：

1.初始化过程：

 不会被初始化的例子：

虚拟机引擎结构

运行时的栈帧结构是什么？

 栈帧的具体结构是什么？

操作数栈的具体流程?

public class myApplication{

    public static int add(int a, int b){
        return a+b;
    }
}

 解释：运行前，a和b放在局部变量区，开始运行时，a先进栈，随后b进栈，a+b在栈中完成后弹栈，回到局部变量区中；

什么静态分配调用和动态分配调用？

静态分配调用-------多态------重载；

动态分配调用-------继承------重写；

最终的总结：

ArrayBlockingQueue(数组锁定队列)

是一个阻塞式的队列，继承自AbstractBlockingQueue，间接的实现了Queue接口和Collection接口；底层以数组的形式保存数据（看成一盒循环数组），

常用的操作包括add,offer，put，（插入操作）

remove，poll，take，peek；（取出操作）

1、add：内部实际上获取的offer方法，当Queue已经满了时，会抛出一个异常，不会阻塞；

2、offer：当Queue已经满了时，返回false，不会阻塞；

3、put:当Queue已经满了时，会进入等待，只要不被中断，就会插入数据到队列中，会阻塞，可以响应中断；

其中remove和add相互对应，也就是说，调用remove方法时，假如对列为空，则抛出异常；而poll和offer相互对应；

take和put相互对应，peek方法比较特殊，前3个取出方法，都会将元素从Queue的头部溢出，但peek不会，它是获取头部元素，peek方法也不会阻塞，当队列为空，直接返回NULL；

源码分析（版本1.8）：

1、保存数据结构

/** The queued items */
final Object[] items;

2、全局锁

/** Main lock guarding all access */
final ReentrantLock lock;

这是一个掌管所有访问操作的锁，全局共享；

3、add和offer

public boolean add(E e) {
    return super.add(e);
}
public boolean offer(E e) {
    checkNotNull(e);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();  // 一直等到获取锁
    try {
        if (count == items.length)  //假如当前容纳的元素个数已经等于数组长度，那么返回false
            return false;
        else {
            enqueue(e);        // 将元素插入到队列中，返回true
            return true;
        }
    } finally {
        lock.unlock();        //释放锁
    }
}

分析：一直等待获取锁----》当获取到锁之后，比较当前的元素个数与数组长度，当相等时，队列已经满了，无法插入，返回false---->否则进行入队操作，返回true；

4、put

public void put(E e) throws InterruptedException {
    checkNotNull(e);
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();  //可中断的获取锁
    try {
        while (count == items.length)    //当线程从等待中被唤醒时，会比较当前队列是否已经满了
            notFull.await();  //notFull = lock.newCondition 表示队列不满这种状况，假如现场在插入的时候
        enqueue(e);        //当前队列已经满了时，则需要等到这种情况的发生。
    } finally {            //可以看出这是一种阻塞式的插入方式
        lock.unlock();
    }
}

5、poll

public E poll() {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        return (count == 0) ? null : dequeue();    //假如当前队列中的元素为空，返回null，否则返回出列的元素
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

6、take

public E take() throws InterruptedException {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lockInterruptibly();
    try {
        while (count == 0)    //线程在刚进入 和 被唤醒时，会查看当前队列是否为空
            notEmpty.await();    //notEmpty=lock.newCondition表示队列不为空的这种情况。假如一个线程进行take
        return dequeue();    //操作时，队列为空，则会一直等到到这种情况发生，返回出列元素；
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

7、peek

public E peek() {
    final ReentrantLock lock = this.lock;
    lock.lock();
    try {
        return itemAt(takeIndex); // null when queue is empty    
        }                       // 实际上 itemAt 方法就是 return (E) items[i];
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 也就是说 返回 数组中的第i个元素。
 8   　finally { lock.unlock(); } 

8、remove

public E remove() {
    E x = poll();
    if (x != null)
        return x;
    else
        throw new NoSuchElementException();
}

9、enqueue(入队)

private void enqueue(E x) {        //因为调用enqueue的方法都已经同步过了，这里就不需要在同步了
    // assert lock.getHoldCount() == 1;
    // assert items[putIndex] == null;
    final Object[] items = this.items;
    items[putIndex] = x;        //putIndex是下一个放至元素的坐标
    if (++putIndex == items.length)    //putIndex+1, 并且比较是否与数组长度相同，是的话，则从数组开头
        putIndex = 0;            //插入元素，这就是循环数组的奥秘了
    count++;                //当前元素总量+1
    notEmpty.signal();            //给等到在数组非空的线程一个信号，唤醒他们。
}

10、dequeue（出队）

private E dequeue() {
    // assert lock.getHoldCount() == 1;
    // assert items[takeIndex] != null;
    final Object[] items = this.items;
    @SuppressWarnings("unchecked")
    E x = (E) items[takeIndex];
    items[takeIndex] = null;        //将要取出的元素指向null 表示这个元素已经取出去了
    if (++takeIndex == items.length)    //takeIndex +1，同样的假如已经取到了数组的末尾，那么就要重新开始取
        takeIndex = 0;            //这就是循环数组
    count--;                
    if (itrs != null)        
        itrs.elementDequeued();        //这里实现就比较麻烦，下次单独出一个吧，可以看看源码
    notFull.signal();        //同样 需要给 等待数组不满这种情况的线程一个信号，唤醒他们。
    return x;
}

为什么ArrayBlockingQueue是线程安全的？

当一个线程对已经满了的阻塞队列进行入队操作时会阻塞，除非有另一个线程进行了出队操作，当一个线程都

一个空的阻塞队列进行出队操作时也会阻塞，除非有另外一个线程进行了入队操作；

CopyOnWriteArrayList的原理

这是一个ArrayList的变体，其原理为初始化的时候只有一个容器，很常一段时间，这个容器数据、数量等没有发生变化的时候，线程都是读取同一个容器的数据，所以这样大家读到的数据都是唯一、一致、安全的，但后来有一个数据进入容器，CopyOnWriteArrayList 的底层实现是先copy出一个容器（副本容器），再往新的容器里添加这个数据，最后把新容器的引用地址赋给旧容器地址，但在添加这个数据的期间，其他线程去读取数据，仍然是读取到旧容器的数据；

原理分析：

 

上述4个构造方法都创建CopyOnWriteArrayList对象，并且会创建一个Object类型的数组，然后赋值给成员array；

接下来了解它的增、删、改、读方法是怎么处理的了：

 首先是加锁确保同一时间只有一个线程在添加元素，然后使用Arrays.copyOf() 方法复制出另一个新的数组，而且新的数据的长度比原来数组的长度+1，副本复制完毕，新添加的元素也赋值完毕，最后又把新的副本数组赋值给了旧的数组，最后在finally语句块中将锁释放；

（注：由于所有写操作都是在新数组进行的，这个时候如果有线程并发的写，则通过锁来控制，如果有线程

并发的读，则分几种情况：

1、如果写操作未完成，那么直接读取原数组的数据；

2、如果写操作完成，但是引用还未指向新数组，那么也是读取原数组数据；

3、如果写操作完成，并且引用已近指向新的数组，那么直接从新的数组中读取数据；

）

 

 接着来看remove，删除元素，就是判断要删除的元素是否是最后一个，如果最后一个直接在赋值副本数组的时候，复制长度为旧数组的length-1, 但是如果不是最后一个元素，就先复制旧的数组的index前面元素到新的数组中，然后在复制旧数组中index后面的元素到数组中，最后再把新数组复制给旧数组的引用；

CopyOnWriteArrayList的使用场景

1、由于写操作的时候，需要拷贝数组，会消耗内存，如果原数组较多的情况下，可能导致young gc或 full gc

2、不能用于实时读的场景，因为调用一个set操作之后，读取到的数据还可能是旧的；

3、适用于读多写少的场景；