阿里P6之一前提知识+要求

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1 前提知识+要求

1.1 List集合和Set集合

List中元素存取是有序的、可重复的;Set集合中元素是无序的,不可重复的。

ArrayList、LinkedList的区别

1.随机存取:ArrayList是基于可变大小的数组实现,LinkedList是链接列表的实现。这也就决定了对于随机访问的get和set的操作,ArrayList要优于LinkedList,因为LinkedList要移动指针。

2.插入和删除:LinkedList要好一些,因为ArrayList要移动数据,更新索引。

3.内存消耗:LinkedList需要更多的内存,因为需要维护指向后继结点的指针。

CopyOnWriteArrayList:COW的策略,即写时复制的策略。适用于读多写少的并发场景

Set集合元素存取无序,且元素不可重复。

HashSet不保证迭代顺序,线程不安全;LinkedHashSet是Set接口的哈希表和链接列表的实现,保证迭代顺序,线程不安全。

TreeSet:可以对Set集合中的元素排序,元素以二叉树形式存放,线程不安全。

1.2 为什么使用ConcurrentHashMap而不是HashMap或Hashtable?

HashMap的缺点:主要是多线程同时put时,如果同时触发了rehash操作,会导致HashMap中的链表中出现循环节点,进而使得后面get的时候,会死循环,CPU达到100%,所以在并发情况下不能使用HashMap。让HashMap同步:Map m = Collections.synchronizeMap(hashMap);而Hashtable虽然是同步的,使用synchronized来保证线程安全,但在线程竞争激烈的情况下HashTable的效率非常低下。因为当一个线程访问HashTable的同步方法时,其他线程访问HashTable的同步方法时,可能会进入阻塞或轮询状态。如线程1使用put进行添加元素,线程2不但不能使用put方法添加元素,并且也不能使用get方法来获取元素,所以竞争越激烈效率越低。

ConcurrentHashMap的原理:

HashTable容器在竞争激烈的并发环境下表现出效率低下的原因在于所有访问HashTable的线程都必须竞争同一把锁,那假如容器里有多把锁,每一把锁用于锁容器其中一部分数据,那么当多线程访问容器里不同数据段的数据时,线程间就不会存在锁竞争,从而可以有效的提高并发访问效率,这就是ConcurrentHashMap所使用的锁分段技术,首先将数据分成一段一段的存储,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的时候,其他段的数据也能被其他线程访问。

ConcurrentHashMap的结构:

ConcurrentHashMap是由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment是一种可重入互斥锁ReentrantLock,在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色,HashEntry则用于存储键值对数据。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里包含一个HashEntry数组,每个HashEntry是一个链表结构的元素,当对某个HashEntry数组的数据进行修改时,必须首先获得它对应的Segment锁。

1.3 HashMap的工作原理

HashMap维护了一个Entry数组,Entry内部类有key,value,hash和next四个字段,其中next也是一个Entry类型。可以将Entry数组理解为一个个的散列桶。每一个桶实际上是一个单链表。当执行put操作时,会根据key的hashcode定位到相应的桶。遍历单链表检查该key是否已经存在,如果存在,覆盖该value,反之,新建一个新的Entry,并放在单链表的头部。当通过传递key调用get方法时,它再次使用key.hashCode()来找到相应的散列桶,然后使用key.equals()方法找出单链表中正确的Entry,然后返回它的值。

实现一个保证迭代顺序的HashMap

参考:https://blog.csdn.net/zheng0518/article/details/42197947

LinkedHashMap是Map接口的哈希表和链接列表实现,具有可预知的迭代顺序。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。

LinkedHashMap实现与HashMap的不同之处在于,后者维护着一个运行于所有条目的双重链接列表。此链接列表定义了迭代顺序,该迭代顺序可以是插入顺序或者是访问顺序。

1.4 关于finally

  • finally不管有没有异常都要处理
  • 当try和catch中有return时,finally仍然会执行,finally比return先执行
  • 不管有木有异常抛出, finally在return返回前执行
  • finally是在return后面的表达式运算后执行的(此时并没有返回运算后的值,而是先把要返回的值保存起来,管finally中的代码怎么样,返回的值都不会改变,仍然是之前保存的值),所以函数返回值是在finally执行前确定的

注意:finally中最好不要包含return,否则程序会提前退出,返回值不是try或catch中保存的返回值

finally不执行的几种情况:程序提前终止如调用了System.exit, 病毒,断电

1.5 this & super

11.1 super出现在父类的子类中。有三种存在方式

  1. super.xxx(xxx为变量名或对象名)意思是获取父类中xxx的变量或引用
  2. super.xxx(); (xxx为方法名)意思是直接访问并调用父类中的方法
  3. super() 调用父类构造

注:super只能指代其直接父类

11.2 this() & super()在构造方法中的区别

  1. 调用super()必须写在子类构造方法的第一行, 否则编译不通过
  2. super从子类调用父类构造, this在同一类中调用其他构造
  3. 均需要放在第一行
  4. 尽管可以用this调用一个构造器, 却不能调用2个
  5. this和super不能出现在同一个构造器中, 否则编译不通过
  6. this()、super()都指的对象,不可以在static环境中使用
  7. 本质this指向本对象的指针。super是一个关键字

1.6 受检查异常和运行时异常

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1.7 面向对象的五大基本原则(solid)

  1. S单一职责SRP:Single-Responsibility Principle
    一个类,最好只做一件事,只有一个引起它的变化。单一职责原则可以看做是低耦合,高内聚在面向对象原则的引申,将职责定义为引起变化的原因,以提高内聚性减少引起变化的原因。
  2. O开放封闭原则OCP:Open-Closed Principle
    软件实体应该是可扩展的,而不是可修改的。对扩展开放,对修改封闭
  3. L里氏替换原则LSP:Liskov-Substitution Principle
    子类必须能够替换其基类。这一思想表现为对继承机制的约束规范,只有子类能够替换其基类时,才能够保证系统在运行期内识别子类,这是保证继承复用的基础。
  4. I接口隔离原则ISP:Interface-Segregation Principle
    使用多个小的接口,而不是一个大的总接口
  5. D依赖倒置原则DIP:Dependency-Inversion Principle
    依赖于抽象。具体而言就是高层模块不依赖于底层模块,二者共同依赖于抽象。抽象不依赖于具体,具体依赖于抽象。

1.8 数组复制方法

  1. for逐一复制
  2. System.arraycopy() -> 效率最高native方法
  3. Arrays.copyOf() -> 本质调用arraycopy
  4. clone方法 -> 返回Object[],需要强制类型转换

1.9 说出 5 条 IO 的最佳实践

IO 对 Java 应用的性能非常重要。理想情况下,你应该在你应用的关键路径上避免 IO 操作。下面是一些你应该遵循的 Java IO 最佳实践:

a)使用有缓冲区的 IO 类,而不要单独读取字节或字符

b)使用 NIO 和 NIO2

c)在 finally 块中关闭流,或者使用 try-with-resource(Java7) 语句

d)使用内存映射文件获取更快的 IO

1.10 sleep与wait的异同点

  • sleep是Thread类的静态方法, wait来自object类
  • sleep方法短暂停顿不释放锁, wait方法条件等待要释放锁,因为只有这样,其他等待的线程才能在满足条件时获取到该锁。
  • wait, notify, notifyall必须在同步代码块中使用, sleep可以在任何地方使用
  • 都可以抛出InterruptedException
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