常问的22道Java面试题，值得收藏【文末送书】

作者：爱茹一婉年 
原文：https://blog.csdn.net/qq_21924011/article/details/80399836

1）集合类：List和Set比较，各自的子类比较（ArrayList，Vector，LinkedList；HashSet，TreeSet）

List：元素是有顺序的，元素可以重复因为每个元素有自己的角标（索引）
|-- ArrayList:底层是数组结构，特点是：查询很快，增删稍微慢点，线程不同步：A线程将元素放在索引0位置，CPU调度线程A停止，B运行，也将元素放在索引0位置，当A和B同时运行的时候Size就编程了2.
|-- LinkedList：底层使用的是链表数据结构，特点是：增删很快，查询慢。线程不安全，线程安全问题是由多个线程同时写或同时读写同一个资源造成的。
|--Vector:底层是数组数据结构，线程同步，Vector的方法前面加了synchronized关键字，被ArrayList代替了，现在用的只有他的枚举。

Set：元素是无序的，且不可以重复（存入和取出的顺序不一定一致），线程不同步。set底层是使用Map实现的，故可以通过ConcurrentHashMap的方式变通实现线程安全的Set。
|--HashSet：底层是哈希表数据结构。根据hashCode和equals方法来确定元素的唯一性。
hashCode和equals：作用一样，都是用来比较两个对象是否相等一致。
equals比较的比较全面，而利用hashCode（）进行对比，则只要生成一个hash值进行比较久可以了，效率高。
equal()相等的两个对象他们的hashCode()肯定相等，也就是equal()是绝对可靠的。
hashCode()相等的两个对象他们的equal()不一定相等，hashCode()不是绝对可靠的。

Map：这个集合是存储键值对的，一对一对往里存，而且要确保键的唯一性（01，张三）这样的形式打印出来就是 01=张三
|--HashTable：底层是哈希表数据结构，不可以存入null键和null值，该集合线程是同步的，效率比较低。出现于JDK1.0。线程安全，使用synchronized锁住整张Hash表实现线程安全，即每次锁住整张表让线程独占。
|--HashMap：底层是哈希表数据结构，可以存入null键和null值，线程不同步，效率较高，代替了HashTable，出现于JDK 1.2
|--TreeMap:底层是二叉树数据结构，线程不同步，可以用于对map集合中的键进行排序
ConcurrentHashMap：线程安全，允许多个修改操作并发进行，其关键在于使用了锁分离技术，它使用了多个锁来控制对hash表的不同部分进行的修改。ConcurrentHashMap内部使用段(Segment)来表示这些不同的部分，每个段其实就是一个小的Hashtable，它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。
当两个对象需要对比的时候，首先用hashCode()去对比，如果不一样，则表示这两个对象肯定不相等（也就不用再比较equal(0)了），如果hashCode()相同，再比较equal()，如果equal()相同，那两个对象就是相同的。
|--TreeSet：可以对Set集合中的元素进行排序（自然循序），底层的数据结构是二叉树，

2）HashMap的底层实现，之后会问ConcurrentHashMap的底层实现

HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。允许使用null值和null键。

HashMap底层就是一个数组结构，数组中的每一项又是一个链表。当新建一个HashMap的时候，就会初始化一个数组。

HashMap是基于hash算法实现的，通过put(key,value)存储对象到HashMap中，也可以通过get(key)从HashMap中获取对象。
当我们使用put的时候，首先HashMap会对key的hashCode()的值进行hash计算，根据hash值得到这个元素在数组中的位置，将元素存储在该位置的链表上。
当我们使用get的时候，首先HashMap会对key的hashCode()的值进行hash计算，根据hash值得到这个元素在数组中的位置，将元素从该位置上的链表中取出

当多线程的情况下，可能产生条件竞争。当重新调整HashMap大小的时候，确实存在条件竞争，如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了，
它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中，存储在链表中的元素的次序会反过来，因为移动到新的数组位置的时候，
HashMap并不会将元素放在LinkedList的尾部，而是放在头部，这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生了，那么就死循环了

ConcurrentHashMap基于双数组和链表的Map接口的同步实现
ConcurrentHashMap中元素的key是唯一的、value值可重复
ConcurrentHashMap不允许使用null值和null键
ConcurrentHashMap是无序的

为什么使用ConcurrentHashMap：
我们都知道HashMap是非线程安全的，当我们只有一个线程在使用HashMap的时候，自然不会有问题，但如果涉及到多个线程，并且有读有写的过程中，HashMap就会fail-fast。要解决HashMap同步的问题，我们的解决方案有:Hashtable 、Collections.synchronizedMap(hashMap)
这两种方式基本都是对整个hash表结构加上同步锁，这样在锁表的期间，别的线程就需要等待了，无疑性能不高，所以我们引入ConcurrentHashMap，既能同步又能多线程访问
ConcurrentHashMap的数据结构：
ConcurrentHashMap的数据结构为一个Segment数组，Segment的数据结构为HashEntry的数组，而HashEntry存的是我们的键值对，可以构成链表。可以简单的理解为数组里装的是HashMap

3）如何实现HashMap顺序存储：

可以参考LinkedHashMap的底层实现LinkedHashMap底层使用哈希表与双向链表来保存所有元素，它维护着一个运行于所有条目的双向链表（如果学过双向链表的同学会更好的理解它的源代码），此链表定义了迭代顺序，该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序

1.按插入顺序的链表：在LinkedHashMap调用get方法后，输出的顺序和输入时的相同，这就是按插入顺序的链表，默认是按插入顺序排序
2.按访问顺序的链表：在LinkedHashMap调用get方法后，会将这次访问的元素移至链表尾部，不断访问可以形成按访问顺序排序的链表。简单的说，按最近最少访问的元素进行排序（类似LRU算法）

4）String,StringBuffer和StringBuilder的区别

运行速度快慢为：StringBuilder > StringBuffer > String
String最慢的原因：
String为字符串常量，而StringBuilder和StringBuffer均为字符串变量，即String对象一旦创建之后该对象是不可更改的，但后两者的对象是变量，是可以更改的。
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（线程不安全）
StringBuffer：适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况（线程安全）

5）Object的方法有哪些：比如有wait方法，为什么会有
wait、notify、notifuAll

1.使用wait()、notify()和notifyAll()时需要首先对调用对象加锁
2.调用wait()方法后，线程状态会从RUNNING变为WAITING，并将当线程加入到lock对象的等待队列中
3.调用notify()或者notifyAll()方法后，等待在lock对象的等待队列的线程不会马上从wait()方法返回，必须要等到调用notify()或者notifyAll()方法的线程将lock锁释放，等待线程才有机会从等待队列返回。这里只是有机会，因为锁释放后，等待线程会出现竞争，只有竞争到该锁的线程才会从wait()方法返回，其他的线程只能继续等待
4.notify()方法将等待队列中的一个线程移到lock对象的同步队列，notifyAll()方法则是将等待队列中所有线程移到lock对象的同步队列，被移动的线程的状态由WAITING变为BLOCKED
5.wait()方法上等待锁，可以通过wait(long timeout)设置等待的超时时间

6）wait和sleep的区别，必须理解

sleep方法属于线程，wait方法属于对象
sleep休眠当前线程，不会释放对象锁，wait使当前线程进入等待状态，释放对象锁，只有针对此对象调用notify()方法（且共享对象资源释放）后本线程才会继续执行
参考：https://www.cnblogs.com/hongten/p/hongten_java_sleep_wait.html

7）JVM的内存结构，JVM的算法

JVM内存结构主要有三大块：堆内存、方法区和栈，几乎所有的对象实例都存放在堆里，如果在堆中没有内存完成实例分配，并且堆也无法再扩展时，将会抛出OutOfMemoryError异常。
方法区用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据，当方法区无法满足内存分配需求时，将抛出OutOfMemoryError异常。
每个方法被执行的时候都会同时创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。
每一个方法被调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。
如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将抛出StackOverflowError异常。

8）强引用，软引用和弱引用的区别

强引用：
以前我们使用的大部分引用实际上都是强引用，这是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那就类似于必不可少的生活用品，垃圾回收器绝不会回收它。
当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足问题。
软引用：
如果一个对象只具有软引用，那就类似于可有可物的生活用品。如果内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它，如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存
弱引用：
弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。
在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存

总结：
强引用：String str = “abc”; list.add(str);
软引用：如果弱引用对象回收完之后，内存还是报警，继续回收软引用对象
弱引用：如果虚引用对象回收完之后，内存还是报警，继续回收弱引用对象
虚引用：虚拟机的内存不够使用，开始报警，这时候垃圾回收机制开始执行System.gc(); String s = “abc”;如果没有对象回收了，就回收没虚引用的对象

9）数组在内存中如何分配

当一个对象使用关键字“new”创建时，会在堆上分配内存空间，然后返回对象的引用，这对数组来说也是一样的，因为数组也是一个对象
简单的值类型的数组，每个数组成员是一个引用（指针），引用到栈上的空间

10）用过哪些设计模式，手写一个（除单例）

1.懒汉模式

    public class SingletonDemo {
        private static SingletonDemo instance;
        private SingletonDemo(){}
        public static SingletonDemo getInstance(){
            if(instance==null){
                instance=new SingletonDemo();
            }
            return instance;
        }
    }

2.饿汉模式

    public class SingletonDemo {
        private static SingletonDemo instance=new SingletonDemo();
        private SingletonDemo(){}
        public static SingletonDemo getInstance(){
            return instance;
        }
    }

3.简单工厂模式
面条工厂：

    public abstract class INoodles {
        /**
         * 描述每种面条啥样的
         */
        public abstract void desc();
    }

先来一份兰州拉面（具体的产品类）：

    public class LzNoodles extends INoodles {
        @Override
        public void desc() {
            System.out.println("兰州拉面 上海的好贵 家里才5 6块钱一碗");
        }
    }

程序员加班必备也要吃泡面（具体的产品类）：

    public class PaoNoodles extends INoodles {
        @Override
        public void desc() {
            System.out.println("泡面好吃 可不要贪杯");
        }
    }

准备工作做完了，我们来到一家“简单面馆”（简单工厂类），菜单如下：

    public class SimpleNoodlesFactory {
        public static final int TYPE_LZ = 1;//兰州拉面
        public static final int TYPE_PM = 2;//泡面
        public static INoodles createNoodles(int type) {
            switch (type) {
                case TYPE_LZ:
                    return new LzNoodles();
                case TYPE_PM:
                    return new PaoNoodles();
                default:
                    return new PaoNoodles();
            }
        }
        /**
         * 简单工厂模式
         */
        void creat(){
            INoodles noodles = SimpleNoodlesFactory.createNoodles(SimpleNoodlesFactory.TYPE_PM);
                noodles.desc();
        }
    }

11）springmvc的核心是什么，请求的流程是怎么处理的，控制反转怎么实现的

aop和ioc
流程：用户发送请求给服务器。url：user.do--->Dispatchservlet处理-->DispatchServlet通过HandleMapping调用这个url对应的Controller
Controller执行完毕后，如果返回字符串，则ViewResolver将字符串转化成相应的视图对象；如果返回ModelAndView对象，该对象本身就包含了视图对象信息。
DispatchServlet将执视图对象中的数据，输出给服务器并呈现给客户

IOC控制反转：典型的工厂模式，就是具有依赖注入功能的容器，是可以创建对象的容器，IOC容器负责实例化、定位、配置应用程序中的对象及建立这些对象间的依赖。
通常new一个实例，控制权由程序员控制，而"控制反转"是指new实例工作不由程序员来做而是交给Spring容器来做。。在Spring中BeanFactory是IOC容器的实际代表者

AOP依赖注入：典型的代理模式，面向切面编程将程序中的交叉业务逻辑（比如安全，日志，事务），封装成一个切面，然后注入到目标业务逻辑中去。
aop框架具有的两个特征： 1.各个步骤之间的良好隔离性 2.源代码无关性

12）mybatis如何处理结果集：

反射，建议看看源码
通过在mapper配置文件里配置的属性对照反射进对象里

13）java的多态表现在哪里

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。
多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作
比如同一个打印机，可以打印黑白的纸张也可以打印彩色的，同样是人，却有黑人白人之分

14）接口有什么用

接口是一种规范，在这里举两个例子
1.接口就比如KFC,你一听KFC就知道是卖炸鸡薯条的，他可以有不同的分店，也可以有自己的创新食品（多态），但是招牌炸鸡、鸡肉卷、全家桶什么的肯定会有，
你不用进店看菜单就知道他有，但如果不叫KFC换成炸鸡店你也可以吃到炸鸡，但是你不进店看菜单你不知道他具体都卖的有哪些食品，这就是接口的好处
2.比如电插孔，多是两孔和三孔的那种，如果没有这种规范那每家电器公司都来做一种插孔的话，试想一下插头换了怎么办？是不是只能买原装的来替换了

15）说说http,https协议

http是一种超文本协议，默认端口80，以明文传输。
https是http协议的安全版，安全基础是SSL，以密文传输

16）osi五层网络协议

应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

17）用过哪些加密算法

对称加密，非对称加密算法，Base64加密算法，MD5加密算法，SHA1加密算法

18）说说tcp三次握手，四次挥手

1.客户端向服务器发送一个syn包，进入发送状态
2.服务器收到syn包，确认客户的syn，并向客户端发送syn+ack包，进入接受状态
3.客户端接受的来自服务的的syn包信息，向服务的发出ack包，次数两者进入tcp连接成功状态

19）cookie和session的区别，分布式环境怎么保存用户状态

cookie存在客户端，session存在服务端
分布式Session的几种实现方式
1.基于数据库的Session共享
2.基于NFS共享文件系统
3.基于memcached 的session，如何保证 memcached 本身的高可用性？
4.基于resin/tomcat web容器本身的session复制机制
5.基于TT/Redis 或 jbosscache 进行 session 共享。
6.基于cookie 进行session共享(唯一值token)

20）git，svn区别

Git是分布式的，而Svn不是分布的
Git下载下来后，在OffLine状态下可以看到所有的Log,SVN不可以
SVN的特点是简单，只是需要一个放代码的地方时用是OK的，Git的特点版本控制可以不依赖网络做任何事情，对分支和合并有更好的支持

21）请写一段栈溢出、堆溢出的代码

堆溢出，死循环存值，JVM就会抛出OutOfMemoryError:java heap space异常

    public static void main(String[] args) {
        List<byte[]> list = new ArrayList<>();
        int i=0;
        while(true){
            list.add(new byte[5*1024*1024]);
            System.out.println("分配次数："+(++i));
        }
    }

栈溢出，栈空间不足——StackOverflowError实例

    public class StackSOFTest {
        int depth = 0;
        public void sofMethod(){
            depth ++ ;
            sofMethod();
        }
        public static void main(String[] args) {
            StackSOFTest test = null;
            try {
                test = new StackSOFTest();
                test.sofMethod();
            } finally {
                System.out.println("递归次数："+test.depth);
            }
        }
    }

22）ThreadLocal可以用来共享数据吗

可以
ThreadLocal使用场合主要解决多线程中数据数据因并发产生不一致问题。ThreadLocal为每个线程的中并发访问的数据提供一个副本，通过访问副本来运行业务，这样的结果是耗费了内存，单大大减少了线程同步所带来性能消耗，也减少了线程并发控制的复杂度。
ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问。但是ThreadLocal与synchronized有本质的区别。synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。
Synchronized用于线程间的数据共享，而ThreadLocal则用于线程间的数据隔离。

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