金三银四java面试锦集（一）

Java基础

1. List 和 Set 的区别

List和set同属于Collection的子类：

• 是否有序：List是有序的，set是无序的（TreeSet通过 Comparator 或者 Comparable 维护了一个排序顺序。）
• 是否重复：List是可重复的，set是不可重复的
• 是否为空：List允许有多个null，set只允许有一个为null

拓展：

Map和List、set的区别（Map不属于Collection的子类）：

• Map是无序的
• Map的键不允许重复，值允许重复
• Map的键只允许有一个null，值允许多个null

2. HashSet 是如何保证不重复的

HashSet的底层实现结构是HashMap,它存放数据于HashMap的键中。而根据HashMap的特性，键是不允许重复的。

拓展：

HashMap是以键值对存储数据的。它底层存放数据是数组+链表!每一个键，都有它相对应的唯一的hashcode码。当调用put方法放置一个key-value时，会获取键的hashcode，然后根据算法（h & (length -1)），计算出应该存放的对应的数组块位置。如果多个hashcode计算出需要存放在同一数组块，则以链表的形式存储。

详情请看:HashMap的工作原理

3. HashMap 是线程安全的吗，为什么不是线程安全的（最好画图说明多线程环境下不安全）?

HashMap是线程不安全的。
hash碰撞和扩容的情况下会导致数据丢失或者形成闭环链表。

详情请看:HashMap为什么线程不安全(hash碰撞与扩容导致)、
谈谈HashMap线程不安全的体现

4. HashMap 的扩容过程

• 计算当前数组的长度是否到最大值，如果到最大值，则修改阈值(2^31-1)之后，不会扩容
• 否则，初始化一个新的数组，将数据转移到新的数组里。
• 将新数组引用到hashmap里
• 修改阈值

拓展：

• HashMap初始容量为16，负载因子：0.75，即当前数组长度超过总长度的75%,则进行扩容。每次扩容为2的倍数。

• 数据转移过程（上接第二条）

  • 遍历数组中的每一个元素
  • 重新计算每个元素在数组中的位置
  • 将元素放在数组上
  • 访问下一个Entry链上的元素

  void transfer(Entry[] newTable) {  
      Entry[] src = table;                   //src引用了旧的Entry数组  
      int newCapacity = newTable.length;  
      for (int j = 0; j < src.length; j++) { //遍历旧的Entry数组  
          Entry<K, V> e = src[j];             //取得旧Entry数组的每个元素  
          if (e != null) {  
              src[j] = null;//释放旧Entry数组的对象引用（for循环后，旧的Entry数组不再引用任何对象）  
              do {  
                  Entry<K, V> next = e.next;  
                  int i = indexFor(e.hash, newCapacity); //！！重新计算每个元素在数组中的位置  
                  e.next = newTable[i]; //标记[1]  
                  newTable[i] = e;      //将元素放在数组上  
                  e = next;             //访问下一个Entry链上的元素  
              } while (e != null);  
          }  
      }  
  }

详情请看：HashMap的扩容机制—resize()

5. HashMap 1.7 与 1.8 的 区别，说明 1.8 做了哪些优化，如何优化的？

• JDK1.7中

  • 使用一个Entry数组来存储数据，用key的hashcode取模来决定key会被放到数组里的位置，如果hashcode相同，或者hashcode取模后的结果相同（hash collision），那么这些key会被定位到Entry数组的同一个格子里，这些key会形成一个链表。在hashcode特别差的情况下，比方说所有key的hashcode都相同，这个链表可能会很长，那么put/get操作都可能需要遍历这个链表。也就是说时间复杂度在最差情况下会退化到O(n)
  • 在扩容的时候，需要重新计算hashcode的值（hash collision），然后放到对应的数组格子里

• JDK1.8中

  • 使用一个Node数组来存储数据，但这个Node可能是链表结构，也可能是红黑树结构。如果插入的key的hashcode相同，那么这些key也会被定位到Node数组的同一个格子里。如果同一个格子里的key不超过8个，使用链表结构存储。如果超过了8个，那么会调用treeifyBin函数，将链表转换为红黑树。那么即使hashcode完全相同，由于红黑树的特点，查找某个特定元素，也只需要O(log n)的开销、也就是说put/get的操作的时间复杂度最差只有O(log n)
  • 在扩容时候，可直接根据原来的hash值新增的那个bit是1还是0就好了，是0的话索引没变，是1的话索引变成“原索引+oldCap”

详情请看：HashMap在Java1.7与1.8中的区别

6. final finally finalize

• final 是修饰符，关键字。被final修饰的类，就不能再派生新的子类，不能作为父类被子类继承，如String类。
• finally是异常处理时，提供的finally块。不管是走try块还是catch块，都会执行finally块的代码。通常用来做清除操作或关闭流。
• finalze是一个方法。java技术允许使用finalize（）方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。finalize（）方法是在垃圾收集器删除对象之前对这个对象调用的。

7. 强引用 、软引用、 弱引用、虚引用

• 强引用(Strong Reference),是最难被GC回收的，宁可虚拟机抛出异常，中断程序，也不回收强引用指向的实例对象。

• 软引用 (SoftReference)，在内存不足时，GC会回收软引用指向的对象

• 弱引用(WeakReference)，不管内存足不足，只要我GC,我都可能回收弱引用指向的对象

• 虚引用(PhantomReference )，该回收就回收，无所谓了，虚引用，我随便回收你，也叫幽灵引用，其实就是相当于没有指向任何实例对象

8. Java反射

• 在不用new的情况下，可以通过.class获取类中的方法和属性。
• 反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象

9. Arrays.sort 实现原理和 Collection 实现原理

事实上Collections.sort方法底层就是调用的array.sort方法,Colletions.sort()实际会将list转为数组，然后调用Arrays.sort()，排完了再转回List。

• JDK6里用的是快速排序，对于对象类型(Object[])，JDK6则使用归并排序

• JDK7的进步
  到了JDK7，快速排序升级为双基准快排(双基准快排 vs 三路快排)；归并排序升级为归并排序的改进版TimSort，一个JDK的自我进化。

• JDK8的进步
  再到了JDK8， 对大集合增加了Arrays.parallelSort()函数，使用fork-Join框架，充分利用多核，对大的集合进行切分然后再归并排序，而在小的连续片段里，依然使用TimSort与DualPivotQuickSort(双轴快排)。
  (TimSort算法就是找到已经排好序数据的子序列，然后对剩余部分排序，然后合并起来)

10. LinkedHashMap的应用

• LinkedHashMap是HashMap的子类，它与HashMap的不同是HashMap是无序的，而LinkedHashMap维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。
• LinkedHashMap除了支持默认的插入顺序，还支持访问顺序。所谓访问顺序(access-order)是指在迭代遍历列表中的元素时最近访问的元素会排在LinkedHashMap的尾部

11. cloneable接口实现原理

Cloneable没有定义任何的接口方法，该接口在这里起到了一种标识的作用，表明实现它的类具备了实例拷贝功能。要想使一个类具备拷贝实例的功能，那么除了要重写Object类的clone()方法外，还必须要实现Cloneable接口

详情请看： JavaSE学习随笔（一） Cloneable接口源码分析与技术细节

12. 异常分类以及处理机制

• Error是无法处理的异常，比如OutOfMemoryError（内存溢出），一般发生这种异常，JVM会选择终止程序。因此我们编写程序时不需要关心这类异常。

• Exception也就是我们经常见到的一些异常情况，这些异常是我们可以处理的异常，是所有异常类的父类。

  • RuntimeException运行时异常
  • RuntimeNoException非运行时异常包括IOException、SQLException等

• unchecked exception（非受查异常），包括Error和RuntimeException，比如常见的NullPointerException、IndexOutOfBoundsException。对于RuntimeException，java编译器不要求必须进行异常捕获处理或者抛出声明，由程序员自行决定。

• checked exception（受查异常），也称非运行时异常（运行时异常以外的异常就是非运行时异常），由代码能力之外的因素导致的运行时错误。java编译器强制程序员必须进行捕获处理，比如常见的有IOExeption和SQLException。如果不进行捕获或者抛出声明处理，编译都不会通过。

处理：捕获机制：try-catch-finally

13. wait和sleep的区别

• wait 休眠后会释放对象锁
• sleep 休眠后不会释放对象锁

14. 数组在内存中如何分配

在堆内存中开辟一块空间，存放数组。在栈中添加引用。

本文题目提供：金三银四跳槽季，Java面试大纲 作者：占小狼