八股文——Java基础

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Hashcode的作用

java的集合有两类,一类是List,还有一类是Set。前者有序可重复,后者无序不重复。当我们在set 中插入的时候怎么判断是否已经存在该元素呢,可以通过equals方法。但是如果元素太多,用这样 的方法就会比较满。 于是有人发明了哈希算法来提高集合中查找元素的效率。 这种方式将集合分成若干个存储区域,每 个对象可以计算出一个哈希码,可以将哈希码分组,每组分别对应某个存储区域,根据一个对象的 哈希码就可以确定该对象应该存储的那个区域。 hashCode方法可以这样理解:它返回的就是根据对象的内存地址换算出的一个值。这样一来,当 集合要添加新的元素时,先调用这个元素的hashCode方法,就一下子能定位到它应该放置的物理 位置上。如果这个位置上没有元素,它就可以直接存储在这个位置上,不用再进行任何比较了;如 果这个位置上已经有元素了,就调用它的equals方法与新元素进行比较,相同的话就不存了,不相 同就散列其它的地址。这样一来实际调用equals方法的次数就大大降低了,几乎只需要一两次。

HashMap和HashTable的区别

1、两者父类不同 HashMap是继承自AbstractMap类,而Hashtable是继承自Dictionary类。不过它们都实现了同时 实现了map、Cloneable(可复制)、Serializable(可序列化)这三个接口。

2、对外提供的接口不同 Hashtable比HashMap多提供了elments() 和contains() 两个方法。 elments() 方法继承自 Hashtable的父类Dictionnary。elements() 方法用于返回此Hashtable中的value的枚举。 contains()方法判断该Hashtable是否包含传入的value。它的作用与containsValue()一致。事实 上,contansValue() 就只是调用了一下contains() 方法。

3、对null的支持不同 Hashtable:key和value都不能为null。 HashMap:key可以为null,但是这样的key只能有一个,因为必须保证key的唯一性;可以有多个 key值对应的value为null。

4、安全性不同 HashMap是线程不安全的,在多线程并发的环境下,可能会产生死锁等问题,因此需要开发人员自 己处理多线程的安全问题。 Hashtable是线程安全的,它的每个方法上都有synchronized 关键字,因此可直接用于多线程中。 虽然HashMap是线程不安全的,但是它的效率远远高于Hashtable,这样设计是合理的,因为大部 分的使用场景都是单线程。当需要多线程操作的时候可以使用线程安全的ConcurrentHashMap。 ConcurrentHashMap虽然也是线程安全的,但是它的效率比Hashtable要高好多倍。因为 ConcurrentHashMap使用了分段锁,并不对整个数据进行锁定。

5、初始容量大小和每次扩充容量大小不同

6、计算hash值的方法不同

Collection包结构,与Collections的区别

Collection是集合类的上级接口,子接口有 Set、List、LinkedList、ArrayList、Vector、Stack;

Collections是集合类的一个帮助类, 它包含各种有关集合操作的静态方法,用于实现对集合的搜索、排序、线程安全化等操作。

此类不能实例化,就像一个工具类,服务于Java的Collection框架。

Java的四种引用,强弱软虚

  • 强引用

强引用是平常中使用最多的引用,强引用在程序内存不足(OOM)的时候也不会被回收

  • 软引用

软引用在程序内存不足时,会被回收

可用场景: 创建缓存的时候,创建的对象放进缓存中,当内存不足时,JVM就会回收早先创建的对象

  • 弱引用

弱引用就是只要JVM垃圾回收器发现了它,就会将之回收

  • 虚引用

虚引用的回收机制跟弱引用差不多,但是它被回收之前,会被放入 ReferenceQueue 中。

注意哦,其它引用是被JVM回收后才被传入 ReferenceQueue 中的。

由于这个机制,所以虚引用大多被用于引用销毁前的处理工作。还有就是,虚引用创建的时候,必须带有 ReferenceQueue

深拷贝和浅拷贝的区别是什么?

浅拷贝(shallowCopy)只是增加了一个指针指向已存在的内存地址,仅仅是指向被复制的内存地址,如果原地址发生改变,那么浅复制出来的对象也会相应的改变。

深拷贝(deepCopy)是增加了一个指针并且申请了一个新的内存,使这个增加的指针指向这个新的内存。 在计算机中开辟一块新的内存地址用于存放复制的对象。

final有哪些用法?

  • 被final修饰的类不可以被继承
  • 被final修饰的方法不可以被重写
  • 被final修饰的变量不可以被改变.如果修饰引用,那么表示引用不可变,引用指向的内容可变.
  • 被final修饰的方法,JVM会尝试将其内联,以提高运行效率
  • 被final修饰的常量,在编译阶段会存入常量池中.

static都有哪些用法?

1、静态变量和静态方法.也就是被static所修饰的变量/方法都属于类的静态资源,类实例所共享

2、static也用于静态块,多用于初始化操作

3、static也多用于修饰内部类,此时称之为静态内部类.

4、最后一种用法就是静态导包

Java 序列化中如果有些字段不想进行序列化,怎么办?

对于不想进行序列化的变量,使用 transient 关键字修饰。

transient 关键字的作用是:阻止实例中那些用此关键字修饰的的变量序列化;当对象被反序列化时,被 transient 修饰的变量值不会被持久化和恢复。

transient 只能修饰变量,不能修饰类和方法

获取一个类Class对象的方式有哪些?

  1. 对象名.getClass
  2. 类名.Class
  3. Class.forName("全类名")

说说什么是 fail-fast?

fail-fast 机制是 Java 集合(Collection)中的一种错误机制。当多个线程对同一个集合的内容进行操作时,就可能会产生 fail-fast 事件。

例如:当某一个线程 A 通过 iterator 去遍历某集合的过程中,若该集合的内容被其他线程所改变了,那么线程 A 访问集合时,就会抛出 ConcurrentModificationException 异常,产生 fail-fast 事件。这里的操作主要是指 add、remove 和 clear,对集合元素个数进行修改。

解决办法:建议使用“java.util.concurrent 包下的类”去取代“java.util 包下的类”。可以这么理解:在遍历之前,把 modCount 记下来 expectModCount,后面 expectModCount 去和 modCount 进行比较,如果不相等了,证明已并发了,被修改了,于是抛出ConcurrentModificationException 异常。

HashMap 中的 key 我们可以使用任何类作为 key 吗?

平时可能大家使用的最多的就是使用 String 作为 HashMap 的 key,但是现在我们想使用某个自定义类作为 HashMap 的 key,那就需要注意以下几点:

  • 如果类重写了 equals 方法,它也应该重写 hashCode 方法。
  • 类的所有实例需要遵循与 equals 和 hashCode 相关的规则。
  • 如果一个类没有使用 equals,你不应该在 hashCode 中使用它。
  • 咱们自定义 key 类的最佳实践是使之为不可变的,这样,hashCode 值可以被缓存起来,拥有
  • 更好的性能。不可变的类也可以确保 hashCode 和 equals 在未来不会改变,这样就会解决与可变相关的问题了。

HashMap 的长度为什么是 2 的 N 次方呢?

为了能让 HashMap 存数据和取数据的效率高,尽可能地减少 hash 值的碰撞,也就是说尽量把数 据能均匀的分配,每个链表或者红黑树长度尽量相等。 我们首先可能会想到 % 取模的操作来实现。 下面是回答的重点哟:

取余(%)操作中如果除数是 2 的幂次,则等价于与其除数减一的与(&)操作(也就是说hash % length == hash &(length - 1) 的前提是 length 是 2 的 n 次方)。并且,采用二进制位操作 & ,相对于 % 能够提高运算效率。

这就是为什么 HashMap 的长度需要 2 的 N 次方了。

HashMap 与 ConcurrentHashMap 的异同

  1. 都是 key-value 形式的存储数据;
  1. HashMap 是线程不安全的,ConcurrentHashMap 是 JUC 下的线程安全的;
  2. HashMap 底层数据结构是数组 + 链表(JDK 1.8 之前)。JDK 1.8 之后是数组 + 链表 + 红黑树。当链表中元素个数达到 8 的时候,链表的查询速度不如红黑树快,链表会转为红黑树,红黑树查询速度快;
  3. HashMap 初始数组大小为 16(默认),当出现扩容的时候,以 0.75 * 数组大小的方式进行扩容;
  4. ConcurrentHashMap 在 JDK 1.8 之前是采用分段锁来现实的 Segment + HashEntry,Segment 数组大小默认是 16,2 的 n 次方;JDK 1.8 之后,采用 Node + CAS + Synchronized 来保证并发安全进行实现

红黑树有哪几个特征

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