Java基础(16 - 30)
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16，内部类的作用；
17，哪些情况下的对象会被垃圾回收机制处理掉；
18，进程和线程的区别（重要）；
19，什么导致线程阻塞（重要）？
20，多线程同步机制（重要）；
21，ArrayMap对比HashMap；
22，容器类之间的区别；
23，抽象类、接口区别；
24，Java的并发、多线程模型（重要）；
25，什么是线程池，如何使用?
26，Java中实现多态的机制是什么？
27，Java多线程锁释放；
28，如何将一个Java对象序列化到文件里；
29，泛型原理；
30，Java的异常体系；
16，内部类的作用：
- 每个实例都有自己的状态信息，并且与其他外围对象的信息相互独立。
- 创建内部类对象的时刻并不依赖于外围类对象的创建。
- 内部类并没有令人迷惑的“is-a”关系，他就是一个独立的实体。
- 内部类提供了更好的封装，除了该外围类，其他类都不能访问。
17，哪些情况下的对象会被垃圾回收机制处理掉：
Java 垃圾回收机制最基本的做法是分代回收。内存中的区域被划分成不同的世代，对象根据其存活的时间被保存在对应世代的区域中。一般的实现是划分成3个世代：年轻、年老和永久。内存的分配是发生在年轻世代中的。当一个对象存活时间足够长的时候，它就会被复制到年老世代中。对于不同的世代可以使用不同的垃圾回收算法。进行世代划分的出发点是对应用中对象存活时间进行研究之后得出的统计规律。一般来说，一个应用中的大部分对象的存活时间都很短。比如局部变量的存活时间就只在方法的执行过程中。基于这一点，对于年轻世代的垃圾回收算法就可以很有针对性。
18，进程和线程的区别（重要）：
简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。
线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。
另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。
线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。
进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.
线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源.
一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.
进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。
19，什么导致线程阻塞？（重要）
为了解决对共享存储区的访问冲突，Java 引入了同步机制，现在让我们来考察多个线程对共享资源的访问，显然同步机制已经不够了，因为在任意时刻所要求的资源不一定已经准备好了被访问，反过来，同一时刻准备好了的资源也可能不止一个。为了解决这种情况下的访问控制问题，Java 引入了对阻塞机制的支持.
阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生（如某资源就绪），学过操作系统的同学对它一定已经很熟悉了。Java 提供了大量方法来支持阻塞，下面让我们逐一分析。
sleep() 方法：sleep() 允许 指定以毫秒为单位的一段时间作为参数，它使得线程在指定的时间内进入阻塞状态，不能得到CPU 时间，指定的时间一过，线程重新进入可执行状态。
典型地，sleep() 被用在等待某个资源就绪的情形：测试发现条件不满足后，让线程阻塞一段时间后重新测试，直到条件满足为止。
suspend() 和 resume() 方法：两个方法配套使用，suspend()使得线程进入阻塞状态，并且不会自动恢复，必须其对应的resume() 被调用，才能使得线程重新进入可执行状态。典型地，suspend() 和 resume() 被用在等待另一个线程产生的结果的情形：测试发现结果还没有产生后，让线程阻塞，另一个线程产生了结果后，调用 resume() 使其恢复。
yield() 方法：yield() 使得线程放弃当前分得的 CPU 时间，但是不使线程阻塞，即线程仍处于可执行状态，随时可能再次分得 CPU 时间。调用 yield() 的效果等价于调度程序认为该线程已执行了足够的时间从而转到另一个线程.
wait() 和 notify() 方法：两个方法配套使用，wait() 使得线程进入阻塞状态，它有两种形式，一种允许 指定以毫秒为单位的一段时间作为参数，另一种没有参数，前者当对应的 notify() 被调用或者超出指定时间时线程重新进入可执行状态，后者则必须对应的 notify() 被调用.
初看起来它们与 suspend() 和 resume() 方法对没有什么分别，但是事实上它们是截然不同的。区别的核心在于，前面叙述的所有方法，阻塞时都不会释放占用的锁（如果占用了的话），而这一对方法则相反。
上述的核心区别导致了一系列的细节上的区别。
首先，前面叙述的所有方法都隶属于 Thread 类，但是这一对却直接隶属于 Object 类，也就是说，所有对象都拥有这一对方法。初看起来这十分不可思议，但是实际上却是很自然的，因为这一对方法阻塞时要释放占用的锁，而锁是任何对象都具有的，调用任意对象的 wait() 方法导致线程阻塞，并且该对象上的锁被释放。而调用 任意对象的notify()方法则导致因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选择的一个解除阻塞（但要等到获得锁后才真正可执行）。
其次，前面叙述的所有方法都可在任何位置调用，但是这一对方法却必须在 synchronized 方法或块中调用，理由也很简单，只有在synchronized 方法或块中当前线程才占有锁，才有锁可以释放。同样的道理，调用这一对方法的对象上的锁必须为当前线程所拥有，这样才有锁可以释放。因此，这一对方法调用必须放置在这样的 synchronized 方法或块中，该方法或块的上锁对象就是调用这一对方法的对象。若不满足这一条件，则程序虽然仍能编译，但在运行时会出现IllegalMonitorStateException 异常。
wait() 和 notify() 方法的上述特性决定了它们经常和synchronized 方法或块一起使用，将它们和操作系统的进程间通信机制作一个比较就会发现它们的相似性：synchronized方法或块提供了类似于操作系统原语的功能，它们的执行不会受到多线程机制的干扰，而这一对方法则相当于 block 和wakeup 原语（这一对方法均声明为 synchronized）。它们的结合使得我们可以实现操作系统上一系列精妙的进程间通信的算法（如信号量算法），并用于解决各种复杂的线程间通信问题。
关于 wait() 和 notify() 方法最后再说明两点：
第一：调用 notify() 方法导致解除阻塞的线程是从因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选取的，我们无法预料哪一个线程将会被选择，所以编程时要特别小心，避免因这种不确定性而产生问题。
第二：除了 notify()，还有一个方法 notifyAll() 也可起到类似作用，唯一的区别在于，调用 notifyAll() 方法将把因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的所有线程一次性全部解除阻塞。当然，只有获得锁的那一个线程才能进入可执行状态。
谈到阻塞，就不能不谈一谈死锁，略一分析就能发现，suspend() 方法和不指定超时期限的 wait() 方法的调用都可能产生死锁。遗憾的是，Java 并不在语言级别上支持死锁的避免，我们在编程中必须小心地避免死锁。
以上我们对 Java 中实现线程阻塞的各种方法作了一番分析，我们重点分析了 wait() 和 notify() 方法，因为它们的功能最强大，使用也最灵活，但是这也导致了它们的效率较低，较容易出错。实际使用中我们应该灵活使用各种方法，以便更好地达到我们的目的。
20，多线程同步机制（重要）：
线程状态图
【转发】
线程状态：
锁：
并发编程：
21，ArrayMap对比HashMap：
HashMap
ArrayMap
PS：总结：
这个数据结构的设计就做到了，有多个item我就分配多少内存，做到了memory的节约。并且因为数据结构是通过数组组织的，所以遍历的时候可以用index直接遍历也是很方便的有没有！但是缺点也很明显，查找达不到HashMap O(1)的查找时间。
当要存储的对象较少的时候（1000以下的时候）可以考虑用ArrayMap来减少内存的占用。
22，容器类之间的区别：
【转发】
Collection List Set Map 区别
区别
- array是最有效率的一种，因为容量固定且无法动态改变，不自动扩充，所以没有涉及到数组的复制。
- TreeSet、TreeMap存在的唯一理由：能够维护其内元素的排序状态。
关系图
容器框架图
23，抽象类、接口区别：
- 默认的方法实现
抽象类可以有实现方法，还可以方法完全是抽象的。接口根本不存在方法的实现 - 实现
子类使用extends关键字来继承抽象类。如果子类不是抽象类的话，它需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。
子类使用关键字implements来实现接口。它需要提供接口中所有声明的方法的实现 - 构造器
抽象类可以有构造器
接口不能有构造器 - 与正常Java类的区别
除了你不能实例化抽象类之外，它和普通Java类没有任何区
接口是完全不同的类型 - 访问修饰符
抽象方法可以有public、protected和default这些修饰符
接口方法默认修饰符是public。你不可以使用其它修饰符。 - main方法
抽象方法可以有main方法并且我们可以运行它
接口没有main方法，因此我们不能运行它。 - 多继承
抽象类在java语言中所表示的是一种继承关系，一个子类只能存在一个父类，但是可以存在多个接口。 - 速度
它比接口速度要快
接口是稍微有点慢的，因为它需要时间去寻找在类中实现的方法。 - 添加新方法
如果你往抽象类中添加新的方法，你可以给它提供默认的实现。因此你不需要改变你现在的代码。
如果你往接口中添加方法，那么你必须改变实现该接口的类。
24，Java的并发、多线程模型（重要）：
【转发】
并发编程模型
-
并发工作者模型
并发工作者
1，共享内存；
2，无法确定执行顺序；
-
并发流水线模型
并发流水线
1，无需共享的状态；
2，合理的作业顺序；
3，流水线并发模型主要的劣势是执行一项作业通常需要开展多个工作线程来完成，因此在工程中就需要写多个类；
- 并发不一定要依赖多线程（如PHP中很常见的多进程并发），但是在Java里面谈论并发，大多数都与线程脱不开关系。
- 实现线程主要有3种方式：
- 使用内核线程实现;
- 使用用户线程实现;
- 使用用户线程加轻量级进程混合实现。
25，什么是线程池，如何使用?
- 线程池的作用：
线程池作用就是限制系统中执行线程的数量。
根据系统的环境情况，可以自动或手动设置线程数量，达到运行的最佳效果；少了浪费了系统资源，多了造成系统拥挤效率不高。用线程池控制线程数量，其他线程排队等候。一个任务执行完毕，再从队列的中取最前面的任务开始执行。若队列中没有等待进程，线程池的这一资源处于等待。当一个新任务需要运行时，如果线程池中有等待的工作线程，就可以开始运行了；否则进入等待队列。
- 为什么要用线程池:
1.减少了创建和销毁线程的次数，每个工作线程都可以被重复利用，可执行多个任务。
2.可以根据系统的承受能力，调整线程池中工作线线程的数目，防止因为消耗过多的内存，而把服务器累趴下(每个线程需要大约1MB内存，线程开的越多，消耗的内存也就越大，最后死机)。
【转发】线程池
26，Java中实现多态的机制是什么？
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面向对象编程有三大特性：封装、继承、多态。
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封装隐藏了类的内部实现机制，可以在不影响使用的情况下改变类的内部结构，同时也保护了数据。对外界而已它的内部细节是隐藏的，暴露给外界的只是它的访问方法。
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继承是为了重用父类代码。两个类若存在IS-A的关系就可以使用继承。
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多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量倒底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。因为在程序运行时才确定具体的类，这样，不用修改源程序代码，就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上，从而导致该引用调用的具体方法随之改变，即不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码，让程序可以选择多个运行状态，这就是多态性。
但是向上转型存在一些缺憾，那就是它必定会导致一些方法和属性的丢失，而导致我们不能够获取它们。所以父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性和方法，对于只存在与子类中的方法和属性它就望尘莫及了。
- 多态的实现
Java实现多态有三个必要条件：继承、重写、向上转型。
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继承：在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。
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重写：子类对父类中某些方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的方法。
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向上转型：在多态中需要将子类的引用赋给父类对象，只有这样该引用才能够具备技能调用父类的方法和子类的方法。
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四种多态可做以下描述：
- 强制的：一种隐 式做类型转换的方法。
- 重载的：将一个标志符用作多个意义。
- 参数的：为不同类型的参数提供相同的操作。
- 包含的(继承)：类包含关系的抽象操作。
【转发】
多态的机制1
所以对于多态我们可以总结如下：
指向子类的父类引用由于向上转型了，它只能访问父类中拥有的方法和属性，而对于子类中存在而父类中不存在的方法，该引用是不能使用的，尽管是重载该方法。若子类重写了父类中的某些方法，在调用该些方法的时候，必定是使用子类中定义的这些方法（动态连接、动态调用）。
多态分为编译时多态和运行时多态。其中编辑时多态是静态的，主要是指方法的重载，它是根据参数列表的不同来区分不同的函数，通过编辑之后会变成两个不同的函数，在运行时谈不上多态。而运行时多态是动态的，它是通过动态绑定来实现的，也就是我们所说的多态性。
【转发】
Java 编译时多态和运行时多态
27，Java多线程锁释放：
由于等待一个锁的线程只有在获得这把锁之后，才能恢复运行，所以让持有锁的线程在不再需要锁的时候及时释放锁是很重要的。在以下情况下，持有锁的线程会释放锁：
- 执行完同步代码块，就会释放锁。（synchronized）
- 在执行同步代码块的过程中，遇到异常而导致线程终止，锁也会被释放。（exception）
- 在执行同步代码块的过程中，执行了锁所属对象的wait()方法，这个线程会释放锁，进入对象的等待池。(wait)
除了以上情况以外，只要持有锁的线程还没有执行完同步代码块，就不会释放锁。
在下面情况下，线程是不会释放锁的：
- 执行同步代码块的过程中，执行了Thread.sleep()方法，当前线程放弃CPU，开始睡眠，在睡眠中不会释放锁。
- 在执行同步代码块的过程中，执行了Thread.yield()方法，当前线程放弃CPU，但不会释放锁。
- 在执行同步代码块的过程中，其他线程执行了当前线程对象的suspend()方法，当前线程被暂停，但不会释放锁。
28，如何将一个Java对象序列化到文件里：
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使用ObjectOutputStream对象的writeObject()方法来进行对象的写入；
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使用ObjectInputStream对象的readObject()方法来读取对象。
【转发】Java对象序列化
29，泛型原理：
泛型编程是一种通过参数化的方式将数据处理与数据类型解耦的技术，通过对数据类型施加约束（比如Java中的有界类型）来保证数据处理的正确性，又称参数类型或参数多态性。
假设参数类型的占位符为T，擦除规则如下：
- <T>擦除后变为Obecjt
- <? extends A>擦除后变为A
- <？ super A>擦除后变为Object
上述擦除规则叫做保留上界。
【转发】
Java泛型的实现：原理与问题
30，Java的异常体系：
异常体系
【转发】
Java异常体系和概念
Java异常体系结构
Thorwable类所有异常和错误的超类，有两个子类Error和Exception，分别表示错误和异常。
其中异常类Exception又分为运行时异常(RuntimeException)和非运行时异常，
这两种异常有很大的区别，也称之为不检查异常（Unchecked Exception）。
- Error与Exception
Error是程序无法处理的错误，比如OutOfMemoryError、ThreadDeath等。这些异常发生时， Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。
Exception是程序本身可以处理的异常，这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常。
程序中应当尽可能去处理这些异常。
- 运行时异常和非运行时异常
运行时异常都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException等， 这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的， 程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。
非运行时异常是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。
从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。
如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。
