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Java面试核心技术精讲

2021-03-25 17:34:20   18  举报

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AI智能生成

Java面试核心技术精讲

java

面试

模版推荐

作者其他创作

大纲/内容

Java平台

Java平台语言特点

书写一次，到处运行

垃圾收集

解释执行，也存在部分热点代码的编译执行（JIT）

C1 对应前面说的 client 模式

C2 对应 server 模式

参数

指定“-Xint”，就 是告诉 JVM 只进行解释执行，不对代码进行编译

还有一 个“-Xcomp”参数，这是告诉 JVM 关闭解释器，不要进行解释执行，或者叫作最大优化 级别

-Xmixed

Java虚拟机

Oracle JDK 提供的 Hotspot JVM

Java工具

诊断工具

jmap

jstack

jconsole

jhsdb

jcmd

Java类库

泛型

Lambda

基础类库

集合

IO/NIO

网络

并发

Java基础

Java异常

Exception 是程序正 常运行中，可以预料的意外情况，可能并且应该被捕获，进行相应处理

可检查

不检查

NullPointerException

ArrayIndexOutOfBoundsException

Error 是指在正常情况下，不大可能出现的情况，绝大部分的 Error 都会导致程序（比如 JVM 自身）处于非正常的、不可恢复状态

OutOfMemoryError

谈谈final、finally、 finalize

Immutable

引用

强引用

软引用

只有当GC认为内存不足时才会回收

弱引用

提供了一种访问弱引用的途径，并不能豁免对象回收

幻象引用

有时候也翻译成虚引用，你不能通过它访问对象。幻象引用仅仅是提供了一种确保对象被 finalize 以后，做某些事情的机制

String、StringBuffer、StringBuilder

String

不可变对象，拼接时会创建新对象

StringBuffer

线程安全

StringBuilder

非线程安全

动态代理

反射实现

字节码操作机制

Sprig aop

JDK Proxy（针对接口）

cglib（可以是接口也可以是类）

应用场景

子主题

Java基本数据类型

自动装箱

自动拆箱

缓存值

Java集合类型

Vector

线程安全的动态数组

1倍扩容

中间插入元素性能比较差

ArrayList

应用更加广泛的动态数组实现，它本身不是线程安全的

扩容0.5b倍

中间插入元素性能比较差

LinkedList

双向链表，所以它不需要像上面两种那样调整容量，它 也不是线程安全的。

中间插入元素性能比较好

SET

TreeSet

自然顺序访问

底层是Map实现

HashSet

不保证有序

底层是Map实现

LinkedHashSet

不保证有序

基本算法

归并排序

交换排序（冒泡、快排）

选择排序

插入排序

Map

Hashtable

线程安全

不支撑key和value为null

HashMap

非线程安全

支持 null 键和值等

数据存储

数组+链表

TreeMap

数据存储

红黑树

数据是有序存放的

get/put/remove复杂度是O(log(n))

ConcurrentHashMap

并发实现

分段锁机制

concurrentcyLevel默认是16

Segment锁实现是基于ReentrantLock

jdk1.8

数据存储利用 volatile 来保证可见性。

使用 CAS 等操作，在特定场景进行无锁并发操作

使用 Unsafe、LongAdder 之类底层手段，进行极端情况的优化。

IO操作

java.io 包

java.net

java.nio 包

Channel

Channel，类似在 Linux 之类操作系统上看到的文件描述符，是 NIO 中被用来支持批量式 IO 操作的一种抽象。

Selector

是 NIO 实现多路复用的基础，它提供了一种高效的机制，可以检测到注册在 Selector 上的多个 Channel 中，是否有 Channel 处于就绪状态，进而实现了单线程对多 Channel 的高效管理。

Buffer

Buffer，高效的数据容器，除了布尔类型，所有原始数据类型都有相应的 Buffer 实现

Asynchronous IO

基础知识

synchronous/asynchronous

blocking/non-blocking

多路复用

利用了单线程轮询事件的机制，通过高效地定位就绪的 Channel，来决定 做什么，仅仅 select 阶段是阻塞的，可以有效避免大量客户端连接时，频繁线程切换带来 的问题，应用的扩展能力有了非常大的提高。

图解

子主题

同步阻塞模式

所以需要多线程以实现多任务处理

图解

Direct Buffer

减少了堆内对象存储的可能额外维护工作，所以访问效率可能有所提高

Direct Buffer 创建和销毁过程中，都会比一般的堆内 Buffer 增加部分开销，所以通常都建议用于长期使用、数据较大的场景。

大多数垃圾收集过程中，都不会主动收集 Direct Buffer

它的垃圾回收往往要拖到 full GC

跟踪和诊断 Direct Buffer 内存占用

Native Memory Tracking

Reactor模式

图解

三种版本

Thread per connection

子主题

多线程模式

子主题

单线程模式

子主题

主从多线程模式

Netty实现

netty

netty内存使用技巧

能使用基本类型就不使用包装类型

可以定义成类成员变量，就不要定义成类的实例

减少对象自身的大小

提前预知集合的容量，避免扩容

使用对象池化技术

使用堆外内存

接口与抽象

接口

接口是对行为的抽象，它是抽象方法的集合，利用接口可以达到 API 定义和实现分离的目 的

不能实例化

不能包含任何非常量成员，任何 field 都是隐含着 public static final 的意义

没有非静态方法实现，也就是说要么是抽象方法，要么是静态方法

抽象类大多用于抽取相关 Java 类的共用方法实现或者是共同成员变量

设计模式

创建型模式

工厂模式

单例模式

构建器模式

原型模式

结构型模式

桥接模式

适配器模式

装饰者模式

代理模式

组合模式

外观模式

享元模式

行为型模式

策略模式

解释器模式

命令模式

迭代器模式

模板方法模式

访问者模式

Java进阶 

Synchronized 和 ReentrantLock 有什么区别

Synchronized

是 Java 内建的同步机制

ReentrantLock 

重入锁

可以比较对锁的作用进行细粒度控制 

线程安全几个问题

原子性

可见性

有序性

线程状态

新建

就绪

等待

终止

阻塞

锁死

子主题

调查锁死

利用 jstack 等工具获取线程栈

超时释放

子主题

Java并发包

CountDownLatch

允许一个或多个线程等待某些操作完成

CyclicBarrier

一种辅助性的同步结构，允许多个线程等待到达某个屏障

Semaphore

Java 版本的信号量实现

各种线程安全的容器

各种并发队列实现

强大的 Executor 框架

三种并容器

Concurrent

基于 CAS 的无锁技术

弱一致

当利用迭代器遍历时，如果容器发生修改，迭代器仍然可以继续进行遍历

size 等操作准确性是有限的，未必是 100% 准确

读取的性能具有一定的不确定性。

CopyOnWrite

Blocking

Blocking*开头：使用的内部锁机制

Java并发类库提供的线程池

Executors 目前提供了 5 种不同的线程池创建配置

newCachedThreadPool

newFixedThreadPool

newSingleThreadExecutor

结构

子主题

线程池大小的选择

CPU 核的数目 N 或者 N+1

AtomicInteger

Java虚拟机

程序计数器

Java 虚拟机栈

当前帧

堆

方法区

这也是所有线程共享的一块内存区域，用于存储所谓的 元（Meta）数据，例如类结构信息，以及对应的运行时常量池、字段、方法代码等

运行时常量池

本地方法栈

图解

垃圾回收的算法

引用计数算法

优化思路

运行时（runtime）优化

即时编译器（JIT）优化

Java应用安全

SQL 注入攻击

操作系统命令注入

XML 注入攻击

 Java应用开发扩展

MySQL支持的事务隔离级别，以及悲观锁和乐观锁

ACID

子主题

锁

Spring bean

生命周期

作用域

Singleton

这是 Spring 的默认作用域，也就是为每个 IOC 容器创建唯一的一个 Bean 实例。

Prototype

针对每个 getBean 请求，容器都会单独创建一个 Bean 实例

web容器下的作用域

Request，为每个 HTTP 请求创建单独的 Bean 实例

Session，很显然 Bean 实例的作用域是 Session 范

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