java-summery

1、对象锁和类锁

java的内置锁：每个java对象都可以用做一个实现同步的锁，这些锁成为内置锁。线程进入同步代码块或方法的时候会自动获得该锁，在退出同步代码块或方法时会释放该锁。获得内置锁的唯一途径就是进入这个锁的保护的同步代码块或方法。
java内置锁是一个互斥锁，这就是意味着最多只有一个线程能够获得该锁，当线程A尝试去获得线程B持有的内置锁时，线程A必须等待或者阻塞，知道线程B释放这个锁，如果B线程不释放这个锁，那么A线程将永远等待下去。
java的对象锁和类锁：java的对象锁和类锁在锁的概念上基本上和内置锁是一致的，但是，两个锁实际是有很大的区别的，对象锁是用于对象实例方法，或者一个对象实例上的，类锁是用于类的静态方法或者一个类的class对象上的。我们知道，类的对象实例可以有很多个，但是每个类只有一个class对象，所以不同对象实例的对象锁是互不干扰的，但是每个类只有一个类锁。但是有一点必须注意的是，其实类锁只是一个概念上的东西，并不是真实存在的，它只是用来帮助我们理解锁定实例方法和静态方法的区别的
无论是方法执行完毕还是方法抛出异常，都会释放锁

2、String类为什么是final的

主要是为了”安全性“和”效率“的缘故，因为：
1、由于String类不能被继承，所以就不会没修改，这就避免了因为继承引起的安全隐患；
2、String类在程序中出现的频率比较高，如果为了避免安全隐患，在它每次出现时都用final来修饰，这无疑会降低程序的执行效率，所以干脆直接将其设为final一提高效率；
从内存角度来看
字符串常量池的要求：创建字符串时，如果该字符串已经存在于池中，则将返回现有字符串的引用，而不是创建新对象。多个String变量引用指向同一个内地地址。如果字符串是可变的，用一个引用更改字符串将导致其他引用的值错误。这是很危险的。
缓存Hashcode
字符串的Hashcode在java中经常配合基于散列的集合一起正常运行，这样的散列集合包括HashSet、HashMap以及HashTable。不可变的特性保证了hashcode永远是相同的。不用每次使用hashcode就需要计算hashcode。这样更有效率。因为当向集合中插入对象时，是通过hashcode判别在集合中是否已经存在该对象了（不是通过equals方法逐个比较，效率低）。
方便其它类使用
其他类的设计基于string不可变，如set存储string，改变该string后set包含了重复值。
安全性
String被广泛用作许多java类的参数，例如网络连接、打开文件等。如果对string的某一处改变一不小心就影响了该变量所有引用的表现，则连接或文件将被更改，这可能导致严重的安全威胁。
不可变对象不能被写，所以不可变对象自然是线程安全的，因为不可变对象不能更改，它们可以在多个线程之间自由共享。

3、HashMap的源码，实现原理，底层结构

在JDK1.6，JDK1.7中，HashMap采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的链表都存储在一个链表里。但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。而JDK1.8中，HashMap采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。
简单说下HashMap的实现原理：
首先有一个每个元素都是链表（可能表述不准确）的数组，当添加一个元素（key-value）时，就首先计算元素key的hash值，以此确定插入数组中的位置，但是可能存在同一hash值的元素已经被放在数组同一位置了，这时就添加到同一hash值的元素的后面，他们在数组的同一位置，但是形成了链表，同一各链表上的Hash值是相同的，所以说数组存放的是链表。而当链表长度太长时，链表就转换为红黑树，这样大大提高了查找的效率。
当链表数组的容量超过初始容量的0.75时，再散列将链表数组扩大2倍，把原链表数组的搬移到新的数组中
加载因子（默认0.75）：为什么需要使用加载因子，为什么需要扩容呢？选择0.75作为默认的加载因子，完全是时间和空间成本上寻求的一种折衷选择。
当负载因子为0.75时，空间利用率比较高，避免了相当多的Hash冲突。因为如果填充比很大，说明利用的空间很多，如果一直不进行扩容的话，链表就会越来越长，这样查找的效率很低，因为链表的长度很大（当然最新版本使用了红黑树后会改进很多），扩容之后，将原来链表数组的每一个链表分成奇偶两个子链表分别挂在新链表数组的散列位置，这样就减少了每个链表的长度，增加查找效率

4、描述一下ArrayList和LinkedList各自实现和区别

从实现看：
LinkedList底层实现是双链表
ArrayList底层实现是动态数组
从扩容机制看：
LinkedList不存在扩容 的说法，因为是链表结构。
ArrayList底层是动态数组存在扩容说法，默认的数组大小是10，在检测是否需要扩容后，如果扩容，会扩容为原来的1.5倍大小。原理就是把老数组的元素存储到新数组里面
从优点看：
ArrayList的查找性能好，因为底层是数组，适用于查找元素。
LinkedList底层是双链表，对于插入或者删除元素来说，操作方便，性能高。
从缺点看：
ArrayList因为是一块连续的内存，存储数据元素，所以如果要删除或者插入一个元素，那么之前或者之后的元素都要移动，代价很高。
LinkedList是链表，在内存中可以是不连续的，通过指针连接结点，如果要查找元素，必须去遍历整个链表，这样就比较麻烦。
从安全角度看：
ArrayList在单线程环境下是安全的，多线程环境下不是线程安全的，容易造成脏读的问题，如果要使ArrayList是线程安全的，那么可以选择使用Collections.synchronizedList(new ArrayList())
LinkedList在单线程环境下是安全的，多线程环境下不是线程安全的，容易造成脏读的问题，如果要使LinkedList是线程安全的，那么可以选择使用Collections.synchronizedList(new LinkedList())
LinkedList和ArrayList的数据存储都是有序的，而且元素是可以重复的。
两者add都是将元素追加到现有集合元素的末尾。

5、Java中的队列都有哪些，有什么区别

1、没有实现的阻塞接口的LinkedList： 实现了java.util.Queue接口和java.util.AbstractQueue接口
内置的不阻塞队列： PriorityQueue 和 ConcurrentLinkedQueue
　　PriorityQueue 类实质上维护了一个有序列表。加入到 Queue 中的元素根据它们的天然排序（通过其 java.util.Comparable 实现）或者根据传递给构造函数的 java.util.Comparator 实现来定位。
　　ConcurrentLinkedQueue 是基于链接节点的、线程安全的队列。并发访问不需要同步。因为它在队列的尾部添加元素并从头部删除它们，所以只要不需要知道队列的大小
2、实现阻塞接口的：
　　java.util.concurrent 中加入了 BlockingQueue 接口和五个阻塞队列类。它实质上就是一种带有一点扭曲的 FIFO 数据结构。不是立即从队列中添加或者删除元素，线程执行操作阻塞，直到有空间或者元素可用。

• ArrayBlockingQueue ：一个由数组支持的有界队列。
• LinkedBlockingQueue ：一个由链接节点支持的可选有界队列。
• PriorityBlockingQueue ：一个由优先级堆支持的无界优先级队列。
• DelayQueue ：一个由优先级堆支持的、基于时间的调度队列。
• SynchronousQueue ：一个利用 BlockingQueue 接口的简单聚集（rendezvous）机制。
  add 增加一个元索 如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
  remove 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
  element 返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
  offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false
  poll 移除并返问队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
  peek 返回队列头部的元素 如果队列为空，则返回null
  put 添加一个元素 如果队列满，则阻塞
  take 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则阻塞
  remove、element、offer 、poll、peek 其实是属于Queue接口。

6、反射中Class.forName()和ClassLoader.loadClass()的区别

Class.forName(className)方法，内部实际调用的方法Class.forName(className,true,classloader);
第2个boolean参数表示类是否需要初始化,Class.forName(className)默认是需要初始化。一旦初始化，就会触发目标对象的 static块代码执行，static参数也也会被再次初始化。
ClassLoader.loadClass(className)方法，内部实际调用的方法是 ClassLoader.loadClass(className,false);
第2个 boolean参数，表示目标对象是否进行链接，false表示不进行链接，由上面介绍可以，不进行链接意味着不进行包括初始化等一些列步骤，那么静态块和静态对象就不会得到执行

7、string、stringbuilder、stringbuffer区别

java中用于处理字符串常用的有三个类:
1、java.lang.String
2、java.lang.StringBuffer
3、java.lang.StrungBuilder
三者共同之处:都是final类,不允许被继承，主要是从性能和安全性上考虑的，因为这几个类都是经常被使用着，且考虑到防止其中的参数被参数修改影响到其他的应用。
StringBuffer是线程安全，可以不需要额外的同步用于多线程中;
StringBuilder是非同步,运行于多线程中就需要使用着单独同步处理，但是速度就比StringBuffer快多了;
StringBuffer与StringBuilder两者共同之处:可以通过append、indert进行字符串的操作。
String实现了三个接口:Serializable、Comparable<String>、CarSequence
StringBuilder只实现了两个接口Serializable、CharSequence，相比之下String的实例可以通过compareTo方法进行比较，其他两个不可以。
速度
在这方面运行速度快慢为：StringBuilder > StringBuffer > String
String：适用于少量的字符串操作的情况
StringBuilder：适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况
StringBuffer：适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况

8、hashtable和hashmap的区别

1、继承：
HashTable继承自Dirctionary，HashMap继承自AbstractMap，二者均实现了Map接口；
2、线程安全性：
HashTable的方法是同步的，即是线程安全的。HaspMap的方法不是同步的，不是线程安全的的。在多线程并发的情况下，我们可以直接使用HashTable，如果 要使用HashMap，就需要自行对HashMap的同步处理。
3、键值：
HashTable中不允许有null键和null值，HashMap中允许出现一个null键，可以存在一个或者多个键的值都为null。程序中，对于HashMap，如果使用get(参数为 键)方法时，返回结果为null，可能是该键不存在，也可能是该键对应的值为null，这就出现了结果的二义性。因此，在HashMap中，我们不能使用get()方法来查询键 对应的值，应该使用containskey()方法。
4、遍历：
这两个在遍历方式的实现不同。HashTable和HashMap两者都实现了Iterator。但是，由于历史原因，HashTable还使用了Enumeration。
5、哈希值：
HashTable是直接使用对象的hashCode。HashMap是重新计算hash值。
6、扩容：
HashTable和HashMap的底层实现的数组和初始大小和扩容方式。HashTable初始大小为11，并且每次扩容都为：2old+1。HashMap的默认大小为16，并且一 定是2的指数，每次扩容都为old2。

9、理解Java字符串常量池与intern()方法

String s1 = "Hello";
String s2 = "Hello";
String s3 = "Hel" + "lo";
String s4 = "Hel" + new String("lo");
String s5 = new String("Hello");
String s6 = s5.intern();
String s7 = "H";
String s8 = "ello";
String s9 = s7 + s8;
System.out.println(s1 == s2); // true
System.out.println(s1 == s3); // true s3是一个字符串拼接操作，参与拼接的部分都是字面量，编译器会进行优化，在编译时s3就变成“Hello”了，所以s1==s3。
System.out.println(s1 == s4); // false
System.out.println(s1 == s9); // false
System.out.println(s4 == s5); // false
System.out.println(s1 == s6); // true
String有两种赋值方式，第一种是通过“字面量”赋值。
String str = "Hello";
第二种是通过new关键字创建新对象。
String str = new String("Hello");
字面量创建字符串会先在字符串池中找，看是否有相等的对象，没有的话就在堆中创建，把地址驻留在字符串池；有的话则直接用池中的引用，避免重复创建对象。
new关键字创建时，前面的操作和字面量创建一样，只不过最后在运行时会创建一个新对象，变量所引用的都是这个新对象的地址。
intern()方法
如果常量池中存在当前字符串，就会直接返回当前字符串；如果常量池中没有此字符串，会将此字符串放入常量池中后，再返回

10、Java 的引用类型有哪几种

强引用（strongreference）就是指在程序代码之中普遍存在的,类似“Object obj=new Object()” 这类的引用,只要强引用还存在,垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象实例。
软引用（softreference）是用来描述一些还有用但并非必需的对象。对于软引用关联着的对象, 在系统将要发生内存溢出异常之前,将会把这些对象实例列进回收范围之中进行 第二次回收。如果这次回收还没有足够的内存,才会抛出内存溢出异常。在 JDK 1.2 之后,提供了 SoftReference 类来实现软引用。
弱引用（weakreference）也是用来描述非必需对象的,但是它的强度比软引用更弱一些,被弱 引用关联的对象实例只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时, 无论当前内存是否足够,都会回收掉只被弱引用关联的对象实例。在 JDK 1.2 之 后,提供了 WeakReference 类来实现弱引用。
虚引用（phantomreference）也称为幽灵引用或者幻影引用,它是最弱的一种引用关系。一个对象 实例是否有虚引用的存在,完全不会对其生存时间构成影响,也无法通过虚引用 来取得一个对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象 实例被收集器回收时收到一个系统通知。在 JDK 1.2 之后,提供了 PhantomReference 类来实现虚引用。

11、抽象类和接口的区别

继承是一个 "是不是"的关系，而 接口 实现则是 "有没有"的关系

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12、Hashtable,HashMap,ConcurrentHashMap 底层实现原理与线程安全问题

1.7

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首先将数据分为一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段数据时，其他段的数据也能被其他线程访问。
ConcurrentHashMap 是由 Segment 数组结构和 HashEntry 数组结构组成。
Segment 实现了 ReentrantLock,所以 Segment 是一种可重入锁，扮演锁的角色。HashEntry 用于存储键值对数据。
static class Segment<K,V> extends ReentrantLock implements Serializable {
}
一个 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment 数组。Segment 的结构和 HashMap 类似，是一种数组和链表结构，一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组，每个 HashEntry 是一个链表结构的元素，每个 Segment 守护着一个 HashEntry 数组里的元素，当对 HashEntry 数组的数据进行修改时，必须首先获得对应的 Segment 的锁。
1.8

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底层数据结构： JDK1.7 的 ConcurrentHashMap 底层采用 分段的数组+链表 实现，JDK1.8 采用的数据结构跟 HashMap1.8 的结构一样，数组+链表/红黑二叉树。Hashtable 和 JDK1.8 之前的 HashMap 的底层数据结构类似都是采用 数组+链表 的形式，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；
实现线程安全的方式（重要）： ① 在 JDK1.7 的时候，ConcurrentHashMap（分段锁） 对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，每一把锁只锁容器其中一部分数据，多线程访问容器里不同数据段的数据，就不会存在锁竞争，提高并发访问率。 到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了 Segment 的概念，而是直接用 Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现，并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。（JDK1.6 以后 对 synchronized 锁做了很多优化） 整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap，虽然在 JDK1.8 中还能看到 Segment 的数据结构，但是已经简化了属性，只是为了兼容旧版本；② Hashtable(同一把锁) :使用 synchronized 来保证线程安全，效率非常低下。当一个线程访问同步方法时，其他线程也访问同步方法，可能会进入阻塞或轮询状态，如使用 put 添加元素，另一个线程不能使用 put 添加元素，也不能使用 get，竞争会越来越激烈效率越低。

13、hashCode() 与 equals() 生成算法、方法怎么重写

https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3324958.html
equals() 定义在JDK的Object.java中。通过判断两个对象的地址是否相等(即，是否是同一个对象)来区分它们是否相等

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}
Object.java中定义了equals()方法，这就意味着所有的Java类都实现了equals()方法，所有的类都可以
通过equals()去比较两个对象是否相等。 但是，我们已经说过，使用默认的“equals()”方法，等价于“==”方法

(01) 若某个类没有覆盖equals()方法，当它的通过equals()比较两个对象时，实际上是比较两个对象是不是同一个对象。这时，等价于通过“==”去比较这两个对象。
(02) 我们可以覆盖类的equals()方法，来让equals()通过其它方式比较两个对象是否相等。通常的做法是：若两个对象的内容相等，则equals()方法返回true；否则，返回fasle。
覆盖equals()方法，而这个equals()是用来判断p1和p2的内容是否相等

        @Override
        public boolean equals(Object obj){
            if(obj == null){
                return false;
            }
            //如果是同一个对象返回true，反之返回false
            if(this == obj){
                return true;
            }
            //判断是否类型相同
            if(this.getClass() != obj.getClass()){
                return false;
            }
            Person person = (Person)obj;
            return name.equals(person.name) && age==person.age;
        }

hashCode() 的作用
hashCode() 的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。
虽然，每个Java类都包含hashCode() 函数。但是，仅仅当创建并某个“类的散列表”(关于“散列表”见下面说明)时，该类的hashCode() 才有用(作用是：确定该类的每一个对象在散列表中的位置；其它情况下(例如，创建类的单个对象，或者创建类的对象数组等等)，类的hashCode() 没有作用。
hashCode() 在散列表中才有用，在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码，进而确定该对象在散列表中的位置
上面的散列表，指的是：Java集合中本质是散列表的类，如HashMap，Hashtable，HashSet。
hashCode() 和 equals() 的关系
我们重写hashCode()的目的在于，在A.equals(B)返回true的情况下，A, B 的hashCode()要返回相同的值．

1. 第一种 不会创建“类对应的散列表”
   这里所说的“不会创建类对应的散列表”是说：我们不会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中，用到该类。例如，不会创建该类的HashSet集合。
   在这种情况下，该类的“hashCode() 和 equals() ”没有半毛钱关系的！这种情况下，equals() 用来比较该类的两个对象是否相等。而hashCode() 则根本没有任何作用，所以，不用理会hashCode()。
2. 第二种 会创建“类对应的散列表”
   这里所说的“会创建类对应的散列表”是说：我们会在HashSet, Hashtable, HashMap等等这些本质是散列表的数据结构中，用到该类。例如，会创建该类的HashSet集合。
   在这种情况下，该类的“hashCode() 和 equals() ”是有关系的
   当我们调用HashSet的put(Object o)方法时，首先会根据o.hashCode()的返回值定位到相应的bucket中，如果该bucket中没有结点，则将 o 放到这里，如果已经有结点了, 则把 o 挂到链表末端．同理，当调用contains(Object o)时，Java会通过hashCode()的返回值定位到相应的bucket中，然后再在对应的链表中的结点依次调用equals()方法来判断结点中的对象是否是你想要的对象．
   实现高质量的equals方法的诀窍包括
   使用==操作符检查参数是否为这个对象的引用
   使用instanceof操作符检查参数是否为正确的类型
   对于类中的关键属性，检查参数传入对象的属性是否与之相匹配
   编写完equals方法后，检查是否满足对称性、传递性、一致性
   重写equals方法时总是要重写hashCode方法
   不要将equals方法参数中的Object对象替换为其他的类型，在重写时不要忘记@Override注解

14、构造器（constructor）是否可被重写（override）？

​ 构造器不能被继承，因此不能被重写，但可以被重载。

15、重载（overload）和重写（override）的区别。重载的方法能否根据返回类型进行区分？

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

16、是否可以继承String类？

​ String类是final类，不可以被继承。

17、数组有没有length()方法？String有没有length()方法？

数组没有length()方法，有length属性
String有length()方法

18、两个对象值相同（x.equals(y) == true）,但却可有不同的hashCode，这句话对不对？

​不对
如果两个对象x和y满足x.equals(y) == true，它们的哈希码（hash code）应当相同。Java对于equals方法和hashCode方法是这样规定的：（1）如果两个对象相同（equals方法返回true），那么它们的hashCode值一定要相同；（2）如果两个对象的hashCode值相同，它们并不一定相同。

19、switch是否能作用在byte上，是否能作用在long上，是否能作用在String上？

在Java5以前，switch(expr)中，expr只能是byte、short、char、int类型
从Java5开始，Java中引入了枚举类型，expr也可以是enum类型
从Java7开始，expr还可以是String类型，但是长整型（long）在目前所有的版本中都是不可以的