面试题

 
   此篇文章转载自http://blog.csdn.net/bntX2jSQfEHy7/article/details/79428043；
也是从“Java后端技术”这个公众号上看到这篇文章的，后续将答案更新上去，我只是一个答案的搬运工。

一、基础篇

1.1、Java基础

1.1.1. 面向对象的特征：继承、封装和多态

继承：继承是从已有类得到继承信息创建新类的过程。提供继承信息的类被称为父类（超类、基类）；得到继承信息的类被称为子类（派生类）。继承让变化中的软件系统有了一定的延续性，同时继承也是封装程序中可变因素的重要手段（如果不能理解请阅读阎宏博士的《Java与模式》或《设计模式精解》中关于桥梁模式的部分）。

封装：通常认为封装是把数据和操作数据的方法绑定起来，对数据的访问只能通过已定义的接口。面向对象的本质就是将现实世界描绘成一系列完全自治、封闭的对象。我们在类中编写的方法就是对实现细节的一种封装；我们编写一个类就是对数据和数据操作的封装。可以说，封装就是隐藏一切可隐藏的东西，只向外界提供最简单的编程接口（可以想想普通洗衣机和全自动洗衣机的差别，明显全自动洗衣机封装更好因此操作起来更简单；我们现在使用的智能手机也是封装得足够好的，因为几个按键就搞定了所有的事情）。

多态性：多态性是指允许不同子类型的对象对同一消息作出不同的响应。简单的说就是用同样的对象引用调用同样的方法但是做了不同的事情。多态性分为编译时的多态性和运行时的多态性。如果将对象的方法视为对象向外界提供的服务，那么运行时的多态性可以解释为：当A系统访问B系统提供的服务时，B系统有多种提供服务的方式，但一切对A系统来说都是透明的（就像电动剃须刀是A系统，它的供电系统是B系统，B系统可以使用电池供电或者用交流电，甚至还有可能是太阳能，A系统只会通过B类对象调用供电的方法，但并不知道供电系统的底层实现是什么，究竟通过何种方式获得了动力）。方法重载（overload）实现的是编译时的多态性（也称为前绑定），而方法重写（override）实现的是运行时的多态性（也称为后绑定）。运行时的多态是面向对象最精髓的东西，要实现多态需要做两件事：1). 方法重写（子类继承父类并重写父类中已有的或抽象的方法）；2). 对象造型（用父类型引用引用子类型对象，这样同样的引用调用同样的方法就会根据子类对象的不同而表现出不同的行为）。

1.1.2. final, finally, finalize 的区别

final：修饰符（关键字）有三种用法：如果一个类被声明为final，意味着它不能再派生出新的子类，即不能被继承，因此它和abstract是反义词。将变量声明为final，可以保证它们在使用中不被改变，被声明为final的变量必须在声明时给定初值，而在以后的引用中只能读取不可修改。被声明为final的方法也同样只能使用，不能在子类中被重写。

finally：通常放在try…catch…的后面构造总是执行代码块，这就意味着程序无论正常执行还是发生异常，这里的代码只要JVM不关闭都能执行，可以将释放外部资源的代码写在finally块中。

finalize：Object类中定义的方法，Java中允许使用finalize()方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在销毁对象时调用的，通过重写finalize()方法可以整理系统资源或者执行其他清理工作。

1.1.3. Exception、Error、运行时异常与一般异常有何异同

Error表示系统级的错误和程序不必处理的异常，是恢复不是不可能但很困难的情况下的一种严重问题；比如内存溢出，不可能指望程序能处理这样的情况；Exception表示需要捕捉或者需要程序进行处理的异常，是一种设计或实现问题；也就是说，它表示如果程序运行正常，从不会发生的情况。

1.1.4. 请写出5种常见到的runtime exception

ArithmeticException（算术异常)、 ClassCastException （类转换异常）、 IllegalArgumentException （非法参数异常）、 IndexOutOfBoundsException （下标越界异常）、 NullPointerException （空指针异常）、 SecurityException （安全异常）

1.1.5. int 和 Integer 有什么区别，Integer的值缓存范围

Java 为每个原始类型提供了包装类型：

原始类型: boolean，char，byte，short，int，long，float，double

包装类型：Boolean，Character，Byte，Short，Integer，Long，Float，Double

值缓存范围：-128 到 127

1.1.6. 包装类，装箱和拆箱

装箱：自动根据数值创建对应的 Integer对象

拆箱：自动将包装器类型转换为基本数据类型

1.1.7. String、StringBuilder、StringBuffer

Java平台提供了两种类型的字符串：String和StringBuffer/StringBuilder，它们可以储存和操作字符串。其中String是只读字符串，也就意味着String引用的字符串内容是不能被改变的。而StringBuffer/StringBuilder类表示的字符串对象可以直接进行修改。StringBuilder是Java 5中引入的，它和StringBuffer的方法完全相同，区别在于它是在单线程环境下使用的，因为它的所有方面都没有被synchronized修饰，因此它的效率也比StringBuffer要高

1.1.8. 重载和重写的区别

方法的重载和重写都是实现多态的方式，区别在于前者实现的是编译时的多态性，而后者实现的是运行时的多态性。重载发生在一个类中，同名的方法如果有不同的参数列表（参数类型不同、参数个数不同或者二者都不同）则视为重载；重写发生在子类与父类之间，重写要求子类被重写方法与父类被重写方法有相同的返回类型，比父类被重写方法更好访问，不能比父类被重写方法声明更多的异常（里氏代换原则）。重载对返回类型没有特殊的要求。

1.1.9. 抽象类和接口有什么区别

抽象类和接口都不能够实例化，但可以定义抽象类和接口类型的引用。一个类如果继承了某个抽象类或者实现了某个接口都需要对其中的抽象方法全部进行实现，否则该类仍然需要被声明为抽象类。接口比抽象类更加抽象，因为抽象类中可以定义构造器，可以有抽象方法和具体方法，而接口中不能定义构造器而且其中的方法全部都是抽象方法。抽象类中的成员可以是private、默认、protected、public的，而接口中的成员全都是public的。抽象类中可以定义成员变量，而接口中定义的成员变量实际上都是常量。有抽象方法的类必须被声明为抽象类，而抽象类未必要有抽象方法。

1.1.10. 说说反射的用途及实现

反射机制主要提供了以下功能：在运行时判断任意一个对象所属的类；在运行时构造任意一个类的对象；在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；在运行时调用任意一个对象的方法；生成动态代理。

Foo foo = new Foo();

第一种：通过Object类的getClass方法 Class cla = foo.getClass();

第二种：通过对象实例方法获取对象 Class cla = foo.class;

第三种：通过Class.forName方式 Class cla = Class.forName(“xx.xx.Foo”);

1.1.11. 说说自定义注解的场景及实现

它类似于新创建一个接口类文件，但为了区分，我们需要将它声明为@interface.详见https://www.cnblogs.com/acm-bingzi/p/javaAnnotation.html

@Documented –注解是否将包含在JavaDoc中

@Retention –什么时候使用该注解

@Target –注解用于什么地方

@Inherited – 是否允许子类继承该注解

 
   package com.annotation.test;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface FruitColor {
    enum Color{RED,YELLOW,WHITE}
    Color fruitColor() default Color.RED;
}
 
  

1.1.12. HTTP请求的GET与POST方式的区别

GET 方法

请注意，查询字符串（名称/值对）是在 GET 请求的 URL 中发送的： /test/demo_form.asp?name1=value1&name2=value2

有关 GET 请求的其他一些注释：

GET 请求可被缓存
GET 请求保留在浏览器历史记录中
GET 请求可被收藏为书签
GET 请求不应在处理敏感数据时使用
GET 请求有长度限制
GET 请求只应当用于取回数据

POST 方法

请注意，查询字符串（名称/值对）是在 POST 请求的 HTTP 消息主体中发送的： POST /test/demo_form.asp HTTP/1.1 Host: w3schools.com name1=value1&name2=value2

有关 POST 请求的其他一些注释：

POST 请求不会被缓存-
POST 请求不会保留在浏览器历史记录中
POST 不能被收藏为书签
POST 请求对数据长度没有要求

1.1.13. Session与Cookie区别

cookie数据存放在客户的浏览器上，session数据放在服务器上。
cookie不是很安全，别人可以分析存放在本地的COOKIE并进行COOKIE欺骗,考虑到安全应当使用session。
session会在一定时间内保存在服务器上。当访问增多，会比较占用你服务器的性能, 考虑到减轻服务器性能方面，应当使用COOKIE。
单个cookie保存的数据不能超过4K，很多浏览器都限制一个站点最多保存20个cookie。

1.1.14. 列出自己常用的JDK包

1.1.15. MVC设计思想

视图(View)代表用户交互界面，对于Web应用来说，可以概括为HTML界面，但有可能为XHTML、XML和Applet。随着应用的复杂性和规模性，界面的处理也变得具有挑战性。一个应用可能有很多不同的视图，MVC设计模式对于视图的处理仅限于视图上数据的采集和处理，以及用户的请求，而不包括在视图上的业务流程的处理。业务流程的处理交予模型(Model)处理。比如一个订单的视图只接受来自模型的数据并显示给用户，以及将用户界面的输入数据和请求传递给控制和模型。

模型(Model)：就是业务流程/状态的处理以及业务规则的制定。业务流程的处理过程对其它层来说是黑箱操作，模型接受视图请求的数据，并返回最终的处理结果。业务模型的设计可以说是MVC最主要的核心。目前流行的EJB模型就是一个典型的应用例子，它从应用技术实现的角度对模型做了进一步的划分，以便充分利用现有的组件，但它不能作为应用设计模型的框架。它仅仅告诉你按这种模型设计就可以利用某些技术组件，从而减少了技术上的困难。对一个开发者来说，就可以专注于业务模型的设计。MVC设计模式告诉我们，把应用的模型按一定的规则抽取出来，抽取的层次很重要，这也是判断开发人员是否优秀的设计依据。抽象与具体不能隔得太远，也不能太近。MVC并没有提供模型的设计方法，而只告诉你应该组织管理这些模型，以便于模型的重构和提高重用性。我们可以用对象编程来做比喻，MVC定义了一个顶级类，告诉它的子类你只能做这些，但没法限制你能做这些。这点对编程的开发人员非常重要。

业务模型还有一个很重要的模型那就是数据模型。数据模型主要指实体对象的数据保存（持续化）。比如将一张订单保存到数据库，从数据库获取订单。我们可以将这个模型单独列出，所有有关数据库的操作只限制在该模型中。

控制(Controller)可以理解为从用户接收请求, 将模型与视图匹配在一起，共同完成用户的请求。划分控制层的作用也很明显，它清楚地告诉你，它就是一个分发器，选择什么样的模型，选择什么样的视图，可以完成什么样的用户请求。控制层并不做任何的数据处理。例如，用户点击一个连接，控制层接受请求后, 并不处理业务信息，它只把用户的信息传递给模型，告诉模型做什么，选择符合要求的视图返回给用户。因此，一个模型可能对应多个视图，一个视图可能对应多个模型。

1.1.16. equals与==的区别

== 比较的是变量(栈)内存中存放的对象的(堆)内存地址，用来判断两个对象的地址是否相同，即是否是指相同一个对象。比较的是真正意义上的指针操作。

equals用来比较的是两个对象的内容是否相等，由于所有的类都是继承自java.lang.Object类的，所以适用于所有对象，如果没有对该方法进行覆盖的话，调用的仍然是Object类中的方法，而Object中的equals方法返回的却是==的判断。

1.1.17. hashCode和equals方法的区别与联系

如果两个对象根据equals()方法比较是相等的，那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法都必须产生同样的整数结果。

如果两个对象根据equals()方法比较是不相等的，那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode方法，则不一定要产生相同的整数结果

在每个覆盖了equals方法的类中，也必须覆盖hashCode方法。如果不这样做的话，就会违反Object.hashCode的通用约定，从而导致该类无法结合所有基于散列的集合一起正常运作，这样的集合包括HashMap、HashSet和Hashtable。

1.1.18. 什么是Java序列化和反序列化，如何实现Java序列化？或者请解释Serializable 接口的作用

1.1.19. Object类中常见的方法，为什么wait notify会放在Object里边？

1.1.20. Java的平台无关性如何体现出来的

1.1.21. JDK和JRE的区别

1.1.22. Java 8有哪些新特性

1.2、Java常见集合

1.2.1. List、Set、Map 区别

List,Set都是继承自Collection接口，Map则不是

List特点：元素有放入顺序，元素可重复，Set特点：元素无放入顺序，元素不可重复，重复元素会覆盖掉，（注意：元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的，加入Set 的Object必须定义equals()方法，另外list支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。）

Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。 List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。

Map适合储存键值对的数据

线程安全集合类与非线程安全集合类: LinkedList、ArrayList、HashSet是非线程安全的，Vector是线程安全的; HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的; StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的。

1.2.2. Arraylist、 LinkedList、Vector 区别

Arraylist：优点：ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续，一旦数据存储好了，查询操作效率会比较高（在内存里是连着放的）。缺点：因为地址连续， ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。

LinkedList：优点：LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的，所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址，对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景缺点：因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。

Vector：和ArrayList都是以用的线性连续空间存储元素；Vector是多线程安全的，Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰，这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比；Vector是一种老的动态数组，可以设置增长因子，是线程同步的，效率很低，一般不赞成使用。

1.2.3. HashMap 、HashSet、 Hashtable 的区别

HashTable的方法是同步的，在方法的前面都有synchronized来同步，HashMap未经同步，所以在多线程场合要手动同步。HashMap这个区别就像Vector和ArrayList一样。

HashTable不允许null值(key和value都不可以) ,HashMap允许null值(key和value都可以)。

HashTable有一个contains(Object value)功能和containsValue(Object value)功能一样

HashTable使用Enumeration进行遍历，HashMap使用Iterator进行遍历。

HashTable中hash数组默认大小是11，增加的方式是 old*2+1。HashMap中hash数组的默认大小是16，而且一定是2的指数。

哈希值的使用不同，HashTable直接使用对象的hashCode，代码是这样的： int hash = key.hashCode(); int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length; 而HashMap重新计算hash值，而且用与代替求模： int hash = hash(k); int i = indexFor(hash, table.length);

HashSet底层是采用HashMap实现的

调用HashSet的add方法时，实际上是向HashMap中增加了一行(key-value对)，该行的key就是向HashSet增加的那个对象，该行的value就是一个Object类型的常量。

1.2.4. HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别

Hashmap本质数据加链表。根据key取得hash值，然后计算出数组下标，如果多个key对应到同一个下标，就用链表串起来，新插入的在前面。

ConcurrentHashMap是在hashMap的基础上，ConcurrentHashMap将数据分为多个segment，默认16个（concurrency level），然后每次操作对一个segment加锁，避免多线程锁得几率，提高并发效率。

1.2.5. HashMap 的工作原理及代码实现，什么时候用到红黑树

HashMap由数组+链表组成的，数组是HashMap的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的，如果定位到的数组位置不含链表（当前entry的next指向null）,那么对于查找，添加等操作很快，仅需一次寻址即可；如果定位到的数组包含链表，对于添加操作，其时间复杂度依然为O(1)，因为最新的Entry会插入链表头部，急需要简单改变引用链即可，而对于查找操作来讲，此时就需要遍历链表，然后通过key对象的equals方法逐一比对查找。所以，性能考虑，HashMap中的链表出现越少，性能才会越好。

参考链接https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6059914.html

JDK 1.8 以前 HashMap 的实现是数组+链表，即使哈希函数取得再好，也很难达到元素百分百均匀分布。当 HashMap 中有大量的元素都存放到同一个桶中时，这个桶下有一条长长的链表，这个时候 HashMap 就相当于一个单链表，假如单链表有 n 个元素，遍历的时间复杂度就是 O(n)，完全失去了它的优势。针对这种情况，JDK 1.8 中引入了红黑树（查找时间复杂度为 O(logn)）来优化这个问题。

参考链接 http://blog.csdn.net/u011240877/article/details/53358305

1.2.6. 多线程情况下HashMap死循环的问题

HashMap采用链表解决Hash冲突，具体的HashMap的分析可以参考一下Java集合—HashMap源码剖析的分析。因为是链表结构，那么就很容易形成闭合的链路，这样在循环的时候只要有线程对这个HashMap进行get操作就会产生死循环。但是，我好奇的是，这种闭合的链路是如何形成的呢。在单线程情况下，只有一个线程对HashMap的数据结构进行操作，是不可能产生闭合的回路的。那就只有在多线程并发的情况下才会出现这种情况，那就是在put操作的时候，如果size>initialCapacity*loadFactor，那么这时候HashMap就会进行rehash操作，随之HashMap的结构就会发生翻天覆地的变化。很有可能就是在两个线程在这个时候同时触发了rehash操作，产生了闭合的回路。

参考链接https://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3966467.html

1.2.7. HashMap出现Hash DOS攻击的问题

1.2.8. ConcurrentHashMap 的工作原理及代码实现，如何统计所有的元素个数

1.2.9. 手写简单的HashMap

1.2.10. 看过那些Java集合类的源码

1.3、进程和线程

1.3.1. 线程和进程的概念、并行和并发的概念

进程，是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位，是一个动态概念，竟争计算机系统资源的基本单位。

线程，是进程的一部分，一个没有线程的进程可以被看作是单线程的。线程有时又被称为轻权进程或轻量级进程，也是 CPU 调度的一个基本单位。

并发的实质是一个物理CPU(也可以多个物理CPU) 在若干道程序（或线程）之间多路复用，并发性是对有限物理资源强制行使多用户共享以提高效率。

并行，指两个或两个以上事件（或线程）在同一时刻发生，是真正意义上的不同事件或线程在同一时刻，在不同CPU资源呢上（多核），同时执行。

并行，不存在像并发那样竞争，等待的概念。

1.3.2. 创建线程的方式及实现

1）继承Thread类创建线程

2）实现Runnable接口创建线程

3）使用Callable和Future创建线程

参考链接https://www.cnblogs.com/3s540/p/7172146.html

1.3.3. 进程间通信的方式

. 管道pipe：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

命名管道FIFO：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。

消息队列MessageQueue：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

共享存储SharedMemory：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

信号量Semaphore：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

套接字Socket：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。

信号 ( sinal ) ：信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。

参考链接 https://www.cnblogs.com/LUO77/p/5816326.html

1.3.4. 说说 CountDownLatch、CyclicBarrier 原理和区别

1.3.5. 说说 Semaphore 原理

1.3.6. 说说 Exchanger 原理

1.3.7. ThreadLocal 原理分析，ThreadLocal为什么会出现OOM，出现的深层次原理

线程共享变量缓存如下：

Thread.ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>;

1、Thread: 当前线程，可以通过Thread.currentThread()获取。

2、ThreadLocal：我们的static ThreadLocal变量。

3、Object: 当前线程共享变量。

我们调用ThreadLocal.get方法时，实际上是从当前线程中获取ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>，然后根据当前ThreadLocal获取当前线程共享变量Object。

ThreadLocal.set，ThreadLocal.remove实际上是同样的道理。

这种存储结构的好处：

1、线程死去的时候，线程共享变量ThreadLocalMap则销毁。

2、ThreadLocalMap<ThreadLocal,Object>键值对数量为ThreadLocal的数量，一般来说ThreadLocal数量很少，相比在ThreadLocal中用Map<Thread, Object>键值对存储线程共享变量（Thread数量一般来说比ThreadLocal数量多），性能提高很多。

关于ThreadLocalMap<ThreadLocal, Object>弱引用问题：

当线程没有结束，但是ThreadLocal已经被回收，则可能导致线程中存在ThreadLocalMap<null, Object>的键值对，造成内存泄露。（ThreadLocal被回收，ThreadLocal关联的线程共享变量还存在）。

虽然ThreadLocal的get，set方法可以清除ThreadLocalMap中key为null的value，但是get，set方法在内存泄露后并不会必然调用，所以为了防止此类情况的出现，我们有两种手段。

1、使用完线程共享变量后，显示调用ThreadLocalMap.remove方法清除线程共享变量；

2、JDK建议ThreadLocal定义为private static，这样ThreadLocal的弱引用问题则不存在了。

1.3.8. 讲讲线程池的实现原理

参考链接 http://blog.csdn.net/gol_phing/article/details/49032055

1.3.9. 线程池的几种实现方式

1.3.10. 线程的生命周期，状态是如何转移的

新建(NEW)：新创建了一个线程对象。

可运行(RUNNABLE)：线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取cpu 的使用权。

运行(RUNNING)：可运行状态(runnable)的线程获得了cpu 时间片（timeslice），执行程序代码。

阻塞(BLOCKED)：阻塞状态是指线程因为某种原因放弃了cpu 使用权，也即让出了cpu timeslice，暂时停止运行。直到线程进入可运行(runnable)状态，才有机会再次获得cpu timeslice 转到运行(running)状态。阻塞的情况分三种：

(一). 等待阻塞：运行(running)的线程执行o.wait()方法，JVM会把该线程放入等待队列(waitting queue)中。

(二). 同步阻塞：运行(running)的线程在获取对象的同步锁时，若该同步锁被别的线程占用，则JVM会把该线程放入锁池(lock pool)中。

(三). 其他阻塞：运行(running)的线程执行Thread.sleep(long ms)或t.join()方法，或者发出了I/O请求时，JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入可运行(runnable)状态。

死亡(DEAD)：线程run()、main() 方法执行结束，或者因异常退出了run()方法，则该线程结束生命周期。死亡的线程不可再次复生。参考链接

可参考：《Java多线程编程核心技术》

1.4、锁机制

1.4.1. 说说线程安全问题，什么是线程安全，如何保证线程安全

线程安全问题，即多个线程同时访问一个资源时，会导致程序运行结果并不是想看到的结果。　　这里面，这个资源被称为：临界资源（也有称为共享资源）。

参考链接 https://www.cnblogs.com/yw-ah/p/5856802.html

1.4.2. 重入锁的概念，重入锁为什么可以防止死锁

所谓重入锁，指的是以线程为单位，当一个线程获取对象锁之后，这个线程可以再次获取本对象上的锁，而其他的线程是不可以的

可重入锁的意义在于防止死锁实现原理实现是通过为每个锁关联一个请求计数和一个占有它的线程。当计数为0时，认为锁是未被占有的。线程请求一个未被占有的锁时，jvm讲记录锁的占有者，并且讲请求计数器置为1 。如果同一个线程再次请求这个锁，计数将递增；每次占用线程退出同步块，计数器值将递减。直到计数器为0,锁被释放。

1.4.3. 产生死锁的四个条件（互斥、请求与保持、不剥夺、循环等待）

产生死锁的四个必要条件：（1）互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。（2）请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。（3）不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。（4）循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之一不满足，就不会发生死锁。

1.4.4. 如何检查死锁（通过jConsole检查死锁）

(1)进入java安装的位置，输入Jconsole，然后弹出界面（或者进入安装目录/java/jdk1.70_80/bin/，点击Jconsole.exe）： (2)然后点击进入 (3)然后点击检测死锁：

1.4.5. volatile 实现原理（禁止指令重排、刷新内存）

一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰之后，那么就具备了两层语义：

1）保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的。即用volatile关键字会强制将修改的值立即写入主存。

2）禁止进行指令重排序。 a 当程序执行到volatile变量的读操作或者写操作时，在其前面的操作的更改肯定全部已经进行，且结果已经对后面的操作可见；在其后面的操作肯定还没有进行；

b 在进行指令优化时，不能将在对volatile变量访问的语句放在其后面执行，也不能把volatile变量后面的语句放到其前面执行。

1.4.6. synchronized 实现原理（对象监视器）

每个对象有一个监视器锁（monitor）,当monitor被占用时就会处于锁定状态，线程执行monitorenter指令时尝试获取monitor的所有权，过程如下：

1、如果monitor的进入数为0，则该线程进入monitor，然后将进入数设置为1，该线程即为monitor的所有者。

2、如果线程已经占有该monitor，只是重新进入，则进入monitor的进入数加1.

3.如果其他线程已经占用了monitor，则该线程进入阻塞状态，直到monitor的进入数为0，再重新尝试获取monitor的所有权。

1.4.7. synchronized 与 lock 的区别

1.首先synchronized是java内置关键字，在jvm层面，Lock是个java类；

2.synchronized无法判断是否获取锁的状态，Lock可以判断是否获取到锁；

3.synchronized会自动释放锁(a 线程执行完同步代码会释放锁；b 线程执行过程中发生异常会释放锁)，Lock需在finally中手工释放锁（unlock()方法释放锁），否则容易造成线程死锁；

4.用synchronized关键字的两个线程1和线程2，如果当前线程1获得锁，线程2线程等待。如果线程1阻塞，线程2则会一直等待下去，而Lock锁就不一定会等待下去，如果尝试获取不到锁，线程可以不用一直等待就结束了；

5.synchronized的锁可重入、不可中断、非公平，而Lock锁可重入、可判断、可公平（两者皆可）

6.Lock锁适合大量同步的代码的同步问题，synchronized锁适合代码少量的同步问题。

1.4.8. AQS同步队列

1.4.9. CAS无锁的概念、乐观锁和悲观锁

　　悲观锁：总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。再比如Java里面的同步原语synchronized关键字的实现也是悲观锁。

乐观锁：顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库提供的类似于write_condition机制，其实都是提供的乐观锁。在Java中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式CAS实现的。

CAS是乐观锁技术，当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。　　　

CAS 操作中包含三个操作数 —— 需要读写的内存位置（V）、进行比较的预期原值（A）和拟写入的新值(B)。如果内存位置V的值与预期原值A相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值B。否则处理器不做任何操作。无论哪种情况，它都会在 CAS 指令之前返回该位置的值。（在 CAS 的一些特殊情况下将仅返回 CAS 是否成功，而不提取当前值。）CAS 有效地说明了“ 我认为位置 V 应该包含值 A；如果包含该值，则将 B 放到这个位置；否则，不要更改该位置，只告诉我这个位置现在的值即可。 ”这其实和乐观锁的冲突检查+数据更新的原理是一样的。

1.4.10. 常见的原子操作类

1.4.11. 什么是ABA问题，出现ABA问题JDK是如何解决的

并发1（上）：获取出数据的初始值是A，后续计划实施CAS乐观锁，期望数据仍是A的时候，修改才能成功

并发2：将数据修改成B

并发3：将数据修改回A

并发1（下）：CAS乐观锁，检测发现初始值还是A，进行数据修改

上述并发环境下，并发1在修改数据时，虽然还是A，但已经不是初始条件的A了，中间发生了A变B，B又变A的变化，此A已经非彼A，数据却成功修改，可能导致错误，这就是CAS引发的所谓的ABA问题。

优化方向：CAS不能只比对“值”，还必须确保的是原来的数据，才能修改成功。

常见实践：“版本号”的比对，一个数据一个版本，版本变化，即使值相同，也不应该修改成功。Java中提供了AtomicStampedReference和AtomicMarkableReference来解决ABA问题,AtomicStampedReference可以原子更新两个值：引用和版本号，通过版本号来区别节点的循环使用.

参考链接：http://www.sohu.com/a/150900817_178889

1.4.12. 乐观锁的业务场景及实现方式

适用场景：

悲观锁：比较适合写入操作比较频繁的场景，如果出现大量的读取操作，每次读取的时候都会进行加锁，这样会增加大量的锁的开销，降低了系统的吞吐量。

乐观锁：比较适合读取操作比较频繁的场景，如果出现大量的写入操作，数据发生冲突的可能性就会增大，为了保证数据的一致性，应用层需要不断的重新获取数据，这样会增加大量的查询操作，降低了系统的吞吐量。

1.4.13. Java 8并法包下常见的并发类

1.4.14. 偏向锁、轻量级锁、重量级锁、自旋锁的概念

偏向锁：

大多数情况下锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得。偏向锁的目的是在某个线程获得锁之后，消除这个线程锁重入（CAS）的开销，看起来让这个线程得到了偏护。当一个线程访问同步块并获取锁时，会在对象头和栈帧中的锁记录里存储锁偏向的线程ID，以后该线程在进入和退出同步块时不需要花费CAS操作来加锁和解锁，而只需简单的测试一下对象头的Mark Word里是否存储着指向当前线程的偏向锁，如果测试成功，表示线程已经获得了锁，如果测试失败，则需要再测试下Mark Word中偏向锁的标识是否设置成1（表示当前是偏向锁），如果没有设置，则使用CAS竞争锁，如果设置了，则尝试使用CAS将对象头的偏向锁指向当前线程。

自旋锁：

线程的阻塞和唤醒需要CPU从用户态转为核心态，频繁的阻塞和唤醒对CPU来说是一件负担很重的工作。同时我们可以发现，很多对象锁的锁定状态只会持续很短的一段时间，例如整数的自加操作，在很短的时间内阻塞并唤醒线程显然不值得，为此引入了自旋锁。

所谓“自旋”，就是让线程去执行一个无意义的循环，循环结束后再去重新竞争锁，如果竞争不到继续循环，循环过程中线程会一直处于running状态，但是基于JVM的线程调度，会出让时间片，所以其他线程依旧有申请锁和释放锁的机会。

自旋锁省去了阻塞锁的时间空间（队列的维护等）开销，但是长时间自旋就变成了“忙式等待”，忙式等待显然还不如阻塞锁。所以自旋的次数一般控制在一个范围内，例如10,100等，在超出这个范围后，自旋锁会升级为阻塞锁。

重量级锁：

重量锁在JVM中又叫对象监视器（Monitor），它很像C中的Mutex，除了具备Mutex(0 1)互斥的功能，它还负责实现了Semaphore(信号量)的功能，也就是说它至少包含一个竞争锁的队列，和一个信号阻塞队列（wait队列），前者负责做互斥，后一个用于做线程同步。

可参考：《Java多线程编程核心技术》

1.5、JVM

1.5.1. JVM运行时内存区域划分

1.5.2. 内存溢出OOM和堆栈溢出SOE的示例及原因、如何排查与解决

1.5.3. 如何判断对象是否可以回收或存活

1.5.4. 常见的GC回收算法及其含义

1.5.5. 常见的JVM性能监控和故障处理工具类：jps、jstat、jmap、jinfo、jconsole等

1.5.6. JVM如何设置参数

1.5.7. JVM性能调优

1.5.8. 类加载器、双亲委派模型、一个类的生命周期、类是如何加载到JVM中的

1.5.9. 类加载的过程：加载、验证、准备、解析、初始化

1.5.10. 强引用、软引用、弱引用、虚引用

1.5.11. Java内存模型JMM

1.6、设计模式

1.6.1. 常见的设计模式

Num1：单例模式：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

Num2：工厂模式基本概念：为创建对象提供过渡接口，以便将创建对象的具体过程屏蔽隔离起来，达到提高灵活性的目的。

分为三类：

简单工厂模式Simple Factory：不利于产生系列产品；

工厂方法模式Factory Method：又称为多形性工厂；

抽象工厂模式Abstract Factory：又称为工具箱，产生产品族，但不利于产生新的产品；

这三种模式从上到下逐步抽象，并且更具一般性。GOF在《设计模式》一书中将工厂模式分为两类：工厂方法模式（Factory Method）与抽象工厂模式（Abstract Factory）。将简单工厂模式（Simple Factory）看为工厂方法模式的一种特例，两者归为一类。

Num3：建造(Builder)模式基本概念：是一种对象构建的设计模式，它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。

Builder模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户可以只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们。用户不知道内部的具体构建细节。Builder模式是非常类似抽象工厂模式，细微的区别大概只有在反复使用中才能体会到。

Num4：观察者模式基本概念：观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。观察者模式又叫发布-订阅(Publish/Subscribe)模式。

Num5：适配器(Adapter)模式基本概念：适配器模式把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本因接口不匹配而无法在一起工作的两个类能够在一起工作。

适配器模式的用途:

用电器做例子，笔记本电脑的插头一般都是三相的，即除了阳极、阴极外，还有一个地极。而有些地方的电源插座却只有两极，没有地极。电源插座与笔记本电脑的电源插头不匹配使得笔记本电脑无法使用。这时候一个三相到两相的转换器（适配器）就能解决此问题，而这正像是本模式所做的事情。

适配器模式的结构适配器模式有类的适配器模式和对象的适配器模式两种不同的形式。

Num6：代理模式基本概念：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。也可以说，在出发点到目的地之间有一道中间层，意为代理。

Num7：装饰模式

基本概念：装饰模式(Decorator)，动态地给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，装饰模式比生成子类更为灵活。

参考连接：https://www.cnblogs.com/cr330326/p/5627658.html

1.6.2. 设计模式的的六大原则及其含义

1.6.3. 常见的单例模式以及各种实现方式的优缺点，哪一种最好，手写常见的单例模式

1.6.4. 设计模式在实际场景中的应用

1.6.5. Spring中用到了哪些设计模式

第一种：简单工厂

又叫做静态工厂方法（StaticFactory Method）模式，但不属于23种GOF设计模式之一。简单工厂模式的实质是由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类。

第二种：工厂方法（Factory Method）

通常由应用程序直接使用new创建新的对象，为了将对象的创建和使用相分离，采用工厂模式,即应用程序将对象的创建及初始化职责交给工厂对象。一般情况下,应用程序有自己的工厂对象来创建bean.如果将应用程序自己的工厂对象交给Spring管理,那么Spring管理的就不是普通的bean,而是工厂Bean。

第三种：单例模式（Singleton）

保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。 spring中的单例模式完成了后半句话，即提供了全局的访问点BeanFactory。但没有从构造器级别去控制单例，这是因为spring管理的是是任意的java对象。

第四种：适配器（Adapter）

在Spring的Aop中，使用的Advice（通知）来增强被代理类的功能。Spring实现这一AOP功能的原理就使用代理模式（1、JDK动态代理。2、CGLib字节码生成技术代理。）对类进行方法级别的切面增强，即，生成被代理类的代理类，并在代理类的方法前，设置拦截器，通过执行拦截器重的内容增强了代理方法的功能，实现的面向切面编程

第五种：包装器（Decorator）

spring中用到的包装器模式在类名上有两种表现：一种是类名中含有Wrapper，另一种是类名中含有Decorator。基本上都是动态地给一个对象添加一些额外的职责。

第六种：代理（Proxy）

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。从结构上来看和Decorator模式类似，但Proxy是控制，更像是一种对功能的限制，而Decorator是增加职责。spring的Proxy模式在aop中有体现，比如JdkDynamicAopProxy和Cglib2AopProxy。

第七种：观察者（Observer）

定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。spring中Observer模式常用的地方是listener的实现。如ApplicationListener。

1.6.6. MyBatis中用到了哪些设计模式

参考链接：http://www.crazyant.net/2022.html

1.6.7. 你项目中有使用哪些设计模式

1.6.8. 说说常用开源框架中设计模式使用分析

1.6.9. 动态代理很重要！！！

AOP的源码中用到了两种动态代理来实现拦截切入功能：jdk动态代理和cglib动态代理。两种方法同时存在，各有优劣。jdk动态代理是由java内部的反射机制来实现的，cglib动态代理底层则是借助asm来实现的。总的来说，反射机制在生成类的过程中比较高效，而asm在生成类之后的相关执行过程中比较高效（可以通过将asm生成的类进行缓存，这样解决asm生成类过程低效问题）。还有一点必须注意：jdk动态代理的应用前提，必须是目标类基于统一的接口。如果没有上述前提，jdk动态代理不能应用。由此可以看出，jdk动态代理有一定的局限性，cglib这种第三方类库实现的动态代理应用更加广泛，且在效率上更有优势。

Cglib是一个优秀的动态代理框架，它的底层使用ASM在内存中动态的生成被代理类的子类，使用CGLIB即使代理类没有实现任何接口也可以实现动态代理功能。CGLIB具有简单易用，它的运行速度要远远快于JDK的Proxy动态代理：

CGLIB的核心类： net.sf.cglib.proxy.Enhancer – 主要的增强类 net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor – 主要的方法拦截类，它是Callback接口的子接口，需要用户实现 net.sf.cglib.proxy.MethodProxy – JDK的java.lang.reflect.Method类的代理类，可以方便的实现对源对象方法的调用,如使用： Object o = methodProxy.invokeSuper(proxy, args);//虽然第一个参数是被代理对象，也不会出现死循环的问题。

参考链接：https://www.cnblogs.com/ygj0930/p/6542259.html

1.7、数据结构

1.7.1. 树（二叉查找树、平衡二叉树、红黑树、B树、B+树）

1.7.2. 深度有限算法、广度优先算法

1.7.3. 克鲁斯卡尔算法、普林母算法、迪克拉斯算法

1.7.4. 什么是一致性Hash及其原理、Hash环问题

1.7.5. 常见的排序算法和查找算法：快排、折半查找、堆排序等

1.8、网络/IO基础

1.8.1. BIO、NIO、AIO的概念

1.8.2. 什么是长连接和短连接

1.8.3. Http1.0和2.0相比有什么区别，可参考《Http 2.0》

1.8.4. Https的基本概念

1.8.5. 三次握手和四次挥手、为什么挥手需要四次

1.8.6. 从游览器中输入URL到页面加载的发生了什么？可参考《从输入URL到页面加载发生了什么》

（转载本站文章请注明作者和出处个人博客地址[www.ilovevismin.com]）

JAVA面试题Part1

面试题