数据结构：

排序算法有哪些，哪些稳定，哪些不稳定

排序算法有冒泡排序、简单选择排序、插入排序、快速排序、归并排序、希尔排序、堆排序 其中堆排序、希尔排序、简单选择排序、快速排序不稳定，剩下的都稳定【快些选一堆朋友吧】

快排的整个流程思路

它的思想是分治的思想，首先选择一个基准，一般选择左边第一个数，然后选择最左和最右的两个下标i，j，就可以开始循环比较了，假如要自然排序的结果话，每当i都小于j的时候，j向左遍历，找到第一个小于基准数的数字，填到基准数的位置上，i向右遍历找到第一个大于基准数的数字填到刚才j的位置上，以此循环往复直到i不小于j，即等于或大于。这样一次排序就结束了，对于0到i-1和i+1到length-1两个数组再次治理。

红黑树的底层实现，如何变色，如何旋转

红黑树的底层实现是由节点组成，其中包含5个属性，分别是键、值、颜色、左子节点指针，右子节点指针。 它有如下几个特性：

1. 节点有红色和黑色两种颜色
2. 叶子节点都是黑色
3. 两个红色节点不能连续
4. 所有链路上的黑色节点数量相同
5. 根节点是黑色

变色用于解决上面的两个红色节点不能连续、根节点为黑色的两个条件。

旋转分为左旋转和右旋转

• 左旋转中，根节点成为右孩子的左孩子，右孩子的左孩子变为根节点的右孩子，左孩子依旧为根节点的左孩子。
• 右旋转中，根节点成为左孩子的右孩子，左孩子的右孩子变为根节点的左孩子，右孩子依旧为根节点的右孩子。

接口与抽象类的区别：

相同点：

1. 不能实例化
2. 都可以包含抽象方法

不同点：

1. 可以实现多个接口，但是只能实现一个抽象类
2. 接口用于规范方法行为，抽象类多数用于继承，代码复用
3. 接口中的成员变量只能用public static final修饰，不能被修改且需要有初始值，而抽象类中默认default可以被定义与修改

重写与重载：

重写：（两同两大一小）

1. 方法名相同、参数相同、方法修饰符比父类大，抛出异常的类型大于等于父类，返回类型要小于等于父类
2. 父类用private\final\static修饰的方法不可以被重写，但是static可以再次声明
3. 构造方法不能被重写

重载： 方法名相同，返回类型，修饰符，参数不同。

深拷贝、浅拷贝、引用拷贝：

浅拷贝是创建一个新对象，然后指向被复制对象的引用。深拷贝是完全复制了整个对象，引用拷贝就是两个不同的引用指向了同一个对象

容器：

用过什么容器，hashmap底层原理、优化？

用过HashMap、ArrayList、LinkedList、Deque、HashSet、ConcurrentHashMap等

1. ArrayList底层由Object[]实现，初始化时赋值的是一个空数组，当放入第一元素时初始容量变为10，每次扩容为原数组的1.5倍，可以存储null值，但是不建议。

2. LinkedList是由双向链表实现，但是因为每次在列表中间插入时需要先定位到指定位置，所以时间复杂度也为O(n)，所以相对来说平时使用ArrayList多一些。

3. HashMap/HashTable/ConcurrentHashMap：

1）HashMap底层是数组和链表结合在一起使用的，初始容量为16，扩容因子为0.75，每次扩容2倍，也就是链表散列，通过对key的hashcode进行扰动得到hash值，经过（length - 1） & hash进行判断当前元素存放的位置，如果当前位置存在数据的话，则判断是否一致，一致则覆盖，如果不一致则使用拉链法进行解决冲突。在jdk1.8之后引入了红黑树，在链表超过了阈值（默认为8）后，链表自动转化为红黑树，但是转化前会判断如果数组长度小于64，则会优先考虑扩容。

2）对于HashMap在多线程场景下不安全的问题，jdk1.7之前在扩容时会出现不安全问题，当一个桶位【Entry 数组】有多个元素需要扩容时，多线线程会同时操作链表，在头插法的情况下可能会形成死循环。在jdk1.8之后采用了尾插法避免，但是不建议使用，会有数据覆盖的风险，建议使用ConcurrentHashMap。;

3)使用ConcurrentHashMap：ConcurrentHashMap在jdk1.7前使用segment[默认16个]+entry数组+链表，原理是使用了分割分段，只对segment进行加锁，降低了线程之间的加锁冲突，提高了并发率。jdk1.8之后使用node/treeNode数组+链表/红黑树，阈值为8，并发控制使用synchronized+CAS操作，看起来就像是线程安全的hashMap。而HashTable只用了Synchronized加锁，效率非常低下。

4）对于ConcurrentHashMap不能放入null值是因为有二义性，无法判断是get的是没有值还是值就为null，所以对多线程操作会有影响，而单线程不会。可以使用putIfAbsent、compute、computeIfAbsent、merge等进行实现原子操作

4. Deque是一个双端队列，在队列的两段都可以插入删除，根据失败返回结果的不同分为两类，一类是抛出异常add/remove/get，一类是抛出特殊值offer/poll/peek。也有push/pop用于模拟栈

针对容器使用时需要注意的地方：

1. 集合判断空用isEmpty()，不是size == 0的方式，这样会保证复杂度为O(n)，因为size对于ConcurrentHashMap会产生复杂度不是O(n)；
2. 使用toMap转换map时需要注意value为null的情况，因为toMap会调用merge方法，merge会首先对值进行判断非null
3. 对Map进行remove操作，不要再forEach中进行才做，最好使用Iterator，并发情况是对其进行加锁
4. 集合去重，不要用contains，直接转化为set，因为两者的contains实现方式不同，set为O(1)，list为O(n)
5. 集合转数组，必须使用toArray，传入类型一致长度为0的空数组，因为JVM优化，new String[0]作为参数效果最好，只是起到一个模板的效果
6. 数组转集合，使用Array.asList不能使用集合相关方法，add/remove/clear会出现UnsupportedOperationException异常，因为只是返回一个内部类，没有重写add这些方法。所以需要new ArrayList<>(Array.asList(xxxx))，或者使用Stream的Arrays.stream(xxxx).collect(Collectors.toList());

List，Map，Set和Queue的区别

• List: 一个维护有序的集合，允许有重复值的，可以通过索引查找和操作元素，通常的实现类有ArrayList、LinkedList、Vector
• Set：一个不维护顺序的集合，不允许有重复的值，有性能比较好的去重，通常实现类有HashSet\TreeSet\LinkedHashSet
• Queue：一个队列，符合FIFO，支持头与尾的直接操作，通常的实现类是ArrrayDeque、PriorityQueue等
• Map：使用k-v存储元素，k不能重复，一个k映射一个value值，提供了高效的查找和关联功能，通常的实现类有HashMap、TreeMap、LinkedHashMap
• 都允许有null值，但是HashTable和ConcurrentHashMap都不能有null值

StringBuilder和StringBuffer的区别

StringBuilder是线程不安全的，StringBuffer是线程安全，在JDK9前，String、StringBuffer、StringBuilder都是使用char[]实现，在JDK9后，使用byte[]实现，因为byte占用的空间更少。

HashMap和HashTable的区别

1. HashMap是线程不安全的，HashTable是线程安全的使用synchronized锁实现。
2. HashTable不支持null，HashMap支持。
3. HashTable初始容量为11，扩容方式为2n+1，HashMap的初始容量为16，扩容方式为达到扩容因子的数量后（0.75)，扩容为2倍，容量为2^n可以满足一个公式：(n - 1) & hash = hash % n
4. HashMap有链表转红黑树的机制，而HashTable没有

线程池的优缺点

优点：管理性好，响应快，降低系统资源 缺点：线程池需要初始化，增加了代码的复杂度，不适合所有场景，有时也需要手工的调整线程的粒度以及使用更高级的调度方式

Synchronized和Volatile的区别

• Volatile用于让变量在多个线程下可见，Synchronized用于线程同步。
• Volatile无法保证操作的原子性，Synchronized可以保证。
• Volatile比较轻，效率比Synchronized好
• Volatile作用于变量，Synchronized作用于方法和代码块

volatile的使用场景

可重入锁寄就用到了volatile，而且ConcurrentHashMap中实现线程安全的方式就用CAS+volatile+Synchronized。

具体的业务场景中：

1. 简单的布尔标识，只有true，false，比如初始化+请求停机
2. 简单的读写锁，并且读的操作比写频繁的多，这样读的不用synchronized，直接请求到数值

SpringBoot的优势

他是一个用于开发的脚手架，自动配置，结构简单，运行只需要maven打包就可以不用配置tomcat那些，需要添加某些外部功能只需要在maven中导入依赖

分布式限流算法

1. 计数器算法，请求一次+1，调用结束-1，但是可能在前一段时间的结尾+后一段时间的开头组成的新时间内的请求数超过阈值，适合用于发送短信，60s后重试
2. 滑动窗口算法，在滑动前的时间+滑动后的时间组成的新时间还是会超过阈值。spring的熔断机制使用的是这个
3. 领牌桶算法，在一段时间内往领牌桶扔一定数量的领牌，每次请求从领牌桶中拿一个领牌，无法速度恒定，适用于突峰流量，redission限流使用的就是这个
4. 漏桶算法，不管请求多少，服务器请求的速度是恒定的，放到队列中可以实现请求速度的恒定，但是不适合用于解决突峰流量。适用于基于MQ实现的消费者模型

IO模型

了解IO模型吗，BIO和NIO的区别？

IO模型有：1. BIO:Blocking IO、2. NIO:Non-Blocking/New IO、3. AIO：Asynchronous IO 其中BIO在发出read请求要一直阻塞到read返回数据，NIO在发出select请求后不阻塞直到内核发出ready请求后开始阻塞从发送read请求到read返回，AIO发送read后会直接返回，等内核拷贝完数据后再返回一次，是一个异步的。

BIO和NIO的区别在于：首先BIO是同步阻塞的，NIO是IO多路复用的，效率大大提升。并且由于NIO采用了Selector、Channel、Buffer，也与BIO有所不同。Channel是全双工的，既可以支持写又可以支持读，而BIO是单向的。NIO中是面向Buffer的，而BIO是面向字节的。Selector可以监听多个Channel，不断轮询在selector上注册的Channel，而BIO不行。总之，NIO与BIO的区别在于提供了非阻塞、面向缓冲、基于通道的IO。

JVM

jvm内存模型

类加载器、运行时数据区、执行引擎、本地接口、本地库；

在jdk1.7，运行时数据区中，有线程共享的堆（字符串常量池）与方法区（运行时常量池），线程私有的程序计数器，本地方法栈，虚拟机栈，本地内存中有直接内存

在jdk1.8，本地方法区改为元空间放到本地内存中，本地内存中还有个直接内存。元空间中存储运行时常量池。

元空间

在jdk1.7之前，方法区被视为永久代存放在堆中，在jdk1.8之后，永久代被取消，方法区存在元空间中，而元空间是存在本地内存中的。而永久代被取消，方法区放到元空间是为了：一是避免每次GC收集还要扫描永久代的，二是避免不知道如何设置永久代大小参数去避免OOM，三是元空间的使用空间是由系统的实际可用空间来控制，四是HotSpot代码中就没有永久代的这个概念。

垃圾回收机制，怎么判断是否回收？

有4个回收机制

1. 标记-清除，他的过程大概是每次创建对象的时候给一个标记位，赋值为0，在标记时候对可达或客户可以引用的对象标记位赋值为1，在扫描清除时会判断哪些是0，是0则清除，但是他有两个缺点，第一个缺点是会产生零碎不连续的的空间造成空间问题，第二个缺点是标记和清除的效率不高造成效率问题。
2. 标记-复制算法，他将内存分为相同大小的两块内存，每次使用其中的一块，如果这一块使用后，将其存活的复制到另一块中，再把使用的空间都清除掉，但是他有两个缺点，第一个缺点是对于存活对象多复制性能变差，不适合老年代代，第二个缺点是一个块内存只能使用1/2，利用率低
3. 标记-整理算法，他每次发生回收时，将所有存活的对象，向一端移动，然后清除端边界以外的内存，但是多了整理这一步效率也不高，适合老年代不太需要整理的
4. 分代收集算法，对于新生代使用标记-复制，对于老年代使用标记-清除和标记-整理

判断回收的方式：

1. 引用计数法，每次被引用则标记位加1，但是难以解决那些循环引用的情况
2. 可达性分析，以GC ROOTS为根，向下搜索，其中的路径称为引用链，如果一个对象无法达到GC ROOTS时候则说明需要被回收了，一般选择虚拟机栈的对象、本地方法栈的对象作为GC ROOTS。但是对象可以被回收不一定代表着一定会回收，在JDK9前，需要经过两次判断过程。第一次为在可达性分析中第一次被标记并且判断是否覆盖Finalize方法，如果没有被覆盖或者finalize已经被调用过则视为没有必要执行。如果需要执行则对象被放入到一个队列中二次标记，除非这个对象跟任何对象都不可达，则直接被回收

1.7默认回收器，相比较之前版本回收器优势？

jdk1.7默认使用的是G1收集器，他有如下4个特点：

1. 可以实现真正的并行与并发，利用多个CPU降低Stop the world的时间。
2. 宏观上使用标记-整理，实际上使用标记-复制，解决了CMS的收集器中空间分散零碎的问题
3. 可预测的停顿，可以由用户提供一个可以接受的垃圾消除时间，让实际上的垃圾消除的时间在这个范围内
4. 分代收集，保留了分代的概念

他的流程是：初始标记-》并发标记-》最终标记-》筛选收回

他的上一代收集器是CMS收集器，他的流程为：初始标记-》并发标记-》重新标记-》并发清除，优势为hotSpot第一款真正意义上的并发收集器，并发收集低停顿，缺点为使用的标记-清除算法，会产生不连续的零碎空间啊，无法处理浮动垃圾，对CPU资源敏感。

jvm调优经验

final、finally、finalize

• final用于修饰变量、方法、类，被修饰的类不能被继承、被修饰的方法不能被重写，被修饰的变量不能被更改。
• fianlly用于try-catch-finally，无论是否捕获或处理异样都会执行里面的语句，不过如果虚拟机停止工作，就不会被执行，通常用于资源被正确释放
• finalize在GC收集的可达性分析中，在JDK9之前，如果当前对象没有引用链达到GC ROOT的话，则需要判断是否覆盖了finalize方法，如果执行过了或没有覆盖，则直接删除，如果没有执行则放到队列中进行二次标记，如果对象跟任何一个结点都没有引用链的话则直接删除，不过在JDK9之后就几乎没有用到finalize方法了，因为finalize调用时机具有不确定性