Java 基础常见知识-EW帮帮网

基本数据类型

Java 中基本数据类型？对应的包装类？占多少字节？

Java 中有 8 种基本数据类型：

6 种数字类型：
- 4 种整数类型：byte、short、int、long
- 2 种浮点类型：float、double
1 种字符类型：char
1 种布尔类型：boolean

基本数据类型与包装类型的区别？

Java 是一门面向对象的语言，很多情况下是需要用到对象的。例如：List 集合中存放的元素必须是对象。

为了让基本数据类型有对象的特性，在 JDK 1.5 引入了包装类，相当于把基本数据类型包装成了对象。

区别：

存储方式：基本数据类型存放在栈帧中（对象成员跟随对象）；包装对象存放在堆中。
默认值：基本数据类型有各自的默认值；包装对象默认值为 null。
比较方式：基本数据类型用 == 比较；包装对象 == 比较的是地址。

包装类型的缓存机制了解么？

包装类型大部分使用了缓存机制提升性能。只有超出了缓存的范围才新建对象。

Byte、Short、Integer、Long 创建了 [-128，127] 对应的缓存数据。
Character 创建了数值在 [0,127] 范围的缓存数据。
Boolean 直接返回 True / False。
Float、Double 没有实现缓存机制。

所有整型包装类对象之间值的比较，全部使用 equals 方法比较。


Integer i1 = 24;
Integer i2 = 24;
System.out.println(i1 == i2);// 输出 true

// ------------------------

Integer t1 = 130;
Integer t2 = 33;
System.out.println(t1 == t2);// 输出 false

// ------------------------

Integer i1 = 40; 
Integer i2 = new Integer(40);
System.out.println(i1 == i2); // false
// Integer i1 = 40 这一行代码会发生装箱，也就是说这行代码等价于 Integer i1 = Integer.valueOf(40)。
// 因此，i1 直接使用的是缓存中的对象。而 Integer i2 = new Integer(40) 会直接创建新的对象。因此，答案是 false。

// ------------------------

Integer a = 127;
Integer b = 127;
System.out.println(a == b); // true（因缓存复用）

// ------------------------

// 缓存范围外（错误）
Integer c = 128;
Integer d = 128;
System.out.println(c == d); // false（地址不同）
System.out.println(c.equals(d)); // true（值相等）

自动装箱、拆箱了解么？原理？

装箱：将基本数据类型，用对应的包装类型包装起来。
拆箱：包装类型转化为基本数据类型。

原理：

装箱：装箱其实就是调用了包装类的 valueOf() 方法。
拆箱：拆箱其实就是调用了 xxxValue() 方法。

Integer i = 10; // 装箱 Integer i = Integer.valueOf(10);
int n = i;   	// 拆箱 int n = i.intValue();

为什么浮点数计算时有丢失精度的风险？

浮点数在计算机中是以类似科学计数法存储的，计算机又是二进制的，计算机在表示一个数字时，宽度是有限的，无限循环的小数存储在计算机时，只能被截断，所以就会导致小数精度发生损失的情况。

float a = 2.0f - 1.9f;
float b = 1.8f - 1.7f;
System.out.printf("%.9f",a);	// 0.100000024
System.out.println(b);			// 0.099999905
System.out.println(a == b);		// false

如何解决浮点数计算时精度丢失问题？

BigDecimal 可以实现对浮点数的运算，不会造成精度丢失。
通常情况下，大部分需要浮点数精确运算结果的业务场景（涉及到钱的）都是通过 BigDecimal 来做的。

BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("1.00");
BigDecimal c = new BigDecimal("0.8");

BigDecimal x = a.subtract(c);
BigDecimal y = b.subtract(c);

System.out.println(x); /* 0.2 */
System.out.println(y); /* 0.20 */

// 比较内容，不是比较值
System.out.println(Objects.equals(x, y)); /* false */

// 比较值相等用相等compareTo，相等返回0
System.out.println(0 == x.compareTo(y)); /* true */

变量

局部变量、成员变量区别？

存储位置：局部变量存储在栈帧中；成员变量跟随对象存储在堆中。
生命周期：
- 局部变量跟随方法，方法调用局部变量生成，方法结束局部变量销毁。
- 成员变量跟随对象，对象回收，成员变量结束。

静态变量有什么用？

静态变量是 static 修饰的变量。

静态变量只有一份存放在堆中，被类的所有实例共享。

静态变量是属于 Class（类）的，而不属于某个实例。

public class StaticVariableExample {
    // 静态变量
    public static int staticVar = 0;
}

通常情况下，静态变量会被 final 关键字修饰成为常量

public class ConstantVariableExample {
    // 常量
    public static final int constantVar = 0;
}

方法

重载、重写区别？

重载：同一个类中，允许有多个重名的方法，要求参数列表不同（参数的类型、顺序、个数不同）。
重写：发生在父类与子类之间，父类的方法无法满足需求时，子类可以重写父类的方法来满足需求。

静态方法为什么不能调用非静态成员？

静态方法是属于类的，在类加载的时就会分配内存，通过类名直接访问。
非静态成员属于实例对象，对象实例化之后才存在，通过类的实例对象去访问。

初始化时机不同：静态方法初始化时机早于非静态成员。

在类的非静态成员不存在的时候静态方法就已经存在了，此时调用在内存中还不存在的非静态成员，属于非法操作。

静态方法、实例方法区别？

方法调用：
- 调用静态方法时，使用 类名.方法名 的方式，一般作为工具类来使用。
- 实例方法只有 对象.方法名 的方式。
访问成员：
- 静态方法在访问本类的成员时，只允许访问静态成员，不允许访问实例成员，
- 实例方法不存在这个限制。

面向对象基础

面向对象、面向过程区别？

面向过程：把解决问题的过程拆分为一个个方法，依次执行这些方法。

面型对象：抽象出对象，通过对象之间的组合调用解决问题。

浅拷贝、深拷贝了解么？

浅拷贝：
- 创建一个新的对象，仅仅复制对象本身，并不会复制对象中引用字段所引用的对象。
- 新对象和原对象的引用类型字段指向同一对象，修改新对象中的引用数据类型会影响原对象。
深拷贝：
- 创建一个新的对象，不仅复制对象本身，还会以递归的方式复制对象中引用字段所引用的对象。
- 修改新对象中的引用数据类型不会影响原对象。

面向对象三大特征

封装：将类的内部信息隐藏起来，不允许外部程序直接访问，而是提供一些操作内部信息的方法。
继承：
- 继承的目的是代码复用
- 子类继承父类，子类就有了父类的属性和方法。
- Java 是单继承的，一个子类只能继承一个父类。
多态：
- 同一个行为有着不同的表现形式的能力。在不改变代码的前提下，可以改变程序运行时绑定的代码。
- 实现多态三要素：继承、重写、父类引用指向子类对象。
  - 静态多态性：通过重载实现，相同的方法有着不同的参数列表，可以根据参数的不同，调用不同的方法。
  - 动态多态性：子类重写父类方法。运行期间判断对象的实际类型，根据对象的实际类型调用响应的方法。

多态怎么理解？

为了可维护可扩展。

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。

前提条件：必须有子父类关系。

多态体现为父类类型指向子类对象。

接口、抽象类区别？

接口和抽象类都不能实例化。

接口为了规范，抽象类为了复用。

接口：对某一行为抽象。

抽象类：对一类事物的抽象。

通用功能:抽象

区别：

Java中是现有的抽象类，再有的接口：

接口的设计，可以说是自上而下的，定义一个规范，有多种不同的实现，便于去扩展，并且针对行为。
抽象类的设计，可以说是自下而上的，发现有很多类的代码可以复用，就抽象成抽象类，保留了属性，针对属性和可复用。接口则是抽象成只剩方法了。

举个例子：

两个中国人在美国生下了一个孩子，他是哪国人？一般来说是美国人？为什么？

因为他说英文，吃西餐，有着美国人的生活习惯。所以他是美国人。这其实就是实现了接口的类，有一套规范的行为。
但是这个人他的基因跟美国人不一样，他是中国人的基因。这就是 抽象类，本质的属性和美国人不一样！

Object

== 和 equals 区别？

对于基本数据类型，== 比较值；基本数据没有 equals。
对于引用数据类型，== 比较地址；equals 默认比较地址（等价于 ==），重写了 equals，比较对象内容。

hashCode() 有什么用？

获取哈希码，哈希码作用是确定对象在哈希表中的位置。

如果不重写，根据对象的地址计算的哈希码；如果重写，根据类中的字段来计算的哈希码。

HashSet 中，存入对象时，计算对象的 hashCode 值（决定了对象在哈希表中的存储位置）。如果 2 个对象的 hashCode 值不同，就认为它们不相同，不在需要比较。
如果 hashCode 值相同（发生哈希冲突），进一步使用 equals() 方法判断是否真的相同。

通过这种方式，先比较 hashCode 值可以避免每次都调用 equals()，从而大大提高性能。

如果两个对象的 hashCode 值不相等，认为这两个对象不相等。
如果两个对象的 hashCode 值相等，那这两个对象不一定相等（哈希碰撞）。
如果两个对象的 hashCode 值相等并且 equals()方法也返回 true，我们才认为这两个对象相等。

为什么重写 equals() 时，一定要重写 hashCode() ？

假设对象 obj1 和对象 obj2** 通过 equal()s 比较相等**，是同一个对象，但 hashCode() 不同。
那么将这两个对象放入 HashSet 中时，由于 hashCode() 不同会被认为不同的对象（即使是同一个对象），可能出现重复存储的情况。
所以，在重写 equals() 时，一定要重写 hashCode() ，确保它们之间的一致性。
hashCode 依赖的字段最好是不变的，如果易变，可能出现这种情况：把一个对象放入 map 中，然后更改这个对象的属性，那么这个对象的 hashCode 也会变，那么再get时，就get不出来了。

String

Java 中 String 为什么不是基本数据类型？

Java 中 String 是引用类型。

因为 String 是一个复杂的对象，提供了许多关于字符串的操作，例如：连接、比较、查找子串等。

与 String 相比，基本数据类型（int，char等）是 Java 语言内置的。占用固定大小内存，直接存储，而不是引用对象。

内存管理：

基本数据类型：存放在栈帧中，栈内存分配速度快，空间小。
引用数据类型：存放在堆中，堆内存空间较大，可以存储更多的数据。

使用堆内存存储String对象可以更有效地管理内存。

Java 有字符串常量池机制。

String、StringBuffer、StringBuilder 区别？

可变性： String 不可变； StringBuffer、StringBuilder 可变。
线程安全：
- String 不可变，因此是线程安全的；
- StringBuffer 是线程安全的，内部使用 synchronized 进行同步；
- StringBuilder 不是线程安全的；

使用场景：
- 操作少量的数据: 适用 String
- 单线程且操作大量数据: 适用 StringBuilder
- 多线程且操作大量数据: 适用 StringBuffer

String 为什么不可变？

public final class String implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char[] value;

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0
}

String 类本身是 final 修饰的，防止子类对其修改。
字符数组被 final 修饰，这仅仅是引用不可变，数组里面的值是可变的；
String 类的字符数组是私有的，并且没有对外提供修改字符数组的方法；
- 字符数组被 private 修饰且没有对外提供修改的方法
String 的不可变性是由于其底层的实现，而不仅是一个final。

String 为什么要设计成不可变的？

安全性：String 的用处很广泛，设计成不仅可变的就不用考虑线程安全问题。
hashCode 值固定：不可变的话，哈希值就固定下来了。（哈希值存放在对象头中），String 类型经常hash，不可变就可以复用哈希值，提高效率。
**字符串常量池：**创建 String 对象时，先检查字符串常量池中有没有，有的话直接返回该字符串的引用。
- 这种机制依赖 String 的不可变性，因为字符串一旦创建就不能修改，常量池中的字符串可以安全地共享给多个地方使用，节省内存并提高性能。

String str = new String(“abc”) 会创建几个对象？

1 个或 2 个。

字符串常量池中的对象：字面量 “abc”，JVM 会检查字符串常量池中有没有 “abc”，没有的话，创建 “abc” 这个对象，并放入字符串常量池中。
堆中的对象：new String(“abc”) 会在堆内存中创建一个新的 String 对象，这个新对象包含了 “abc” 的内容。即使常量池中已经有了 “abc”，new String() 还是会在堆内存中创建一个新的 String 实例。

注意：此时 str 指向的是堆中的对象。

异常

Exception 和 Error 区别？

Exception：程序自身可以处理的异常，可以使用 try-catch 进行捕捉。
- Exception 分为 Checked Exception (受检查异常，必须处理) 和 Unchecked Exception (不受检查异常，可以不处理)。
Error：程序无法处理的错误，不建议通过 try-catch 进行捕捉。
- 例如 Java 虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、虚拟机内存不够错误(OutOfMemoryError)。
- 这些异常发生时，Java 虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。

try-catch-finally 中 finally 一定会执行吗？

不一定执行。

try 或 catch 中死循环
虚拟机退出
守护线程中可能不走 finally 就被回收了

throw、throws 区别？

throw：方法内部抛出一个具体的异常。
throws：指明该方法可能会抛出的异常，由调用的方法处理或继续向上抛。

class Test {
    // throws 用于方法头，声明该方法可能会抛出异常
    public void methodA() throws Exception {
        throw new Exception("抛出异常");
    }

    public void methodB() {
        try {
            // throw 用于方法内部，抛出异常
            throw new Exception("抛出异常");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

Java 注解的理解？解决了什么问题？

Annotation （注解）是 Java5 开始引入的新特性，可以看作是一种特殊的注释，主要用于修饰类、方法或者变量，提供某些信息供程序在编译或者运行时使用。

Java 泛型了解么？什么是泛型擦除？介绍一下常用的通配符？

泛型允许在定义类和接口时使用类型参数。声明的类型参数在使用时被具体的类型替换。增强代码复用性。

Java 中的泛型通过类型擦除来实现。

通俗点理解，就是通过语法糖的形式，在 **.java -> .class** 转换的阶段，将 List 擦除掉转为 List，Java 的泛型只发生在编译期。这么设计是为了兼容 JDK5 之前的代码。

public class Foo<T> {
    T bar;
    void doSth(T param) {
    }
};

Foo<String> f1;
Foo<Integer> f2;

// 在编译后的字节码文件中，会把泛型的信息擦除掉：
public class Foo {
    Object bar;
    void doSth(Object param) {
    }
};

无界通配符（Unbounded Wildcard） - ?

可以表示任何类型

上界通配符（Upper Bounded Wildcard） - ? extends Type

类型必须是Type本身或者子类

下界通配符（Lower Bounded Wildcard） - ? super Type

类型必须是Type本身或者父类

Java 反射？反射有什么缺点？你是怎么理解反射的（为什么框架需要反射）？

反射赋予了程序在运行时分析类以及执行类中方法的能力。

通过反射可以获取任意一个类的属性和方法。

框架: 框架中也大量使用了动态代理，而动态代理的实现也依赖反射。

动态代理有几种实现方式？

2 种：

JDK 原生动态代理
CGLIB 动态代理

JDK 原生动态代理是 Java 原生支持的，不需要任何外部依赖，但是它只能基于接口进行代理（需要代理的对象必须实现于某个接口）

CGLIB 通过继承的方式进行代理（让需要代理的类成为 Enhancer 的父类），无论目标对象有没有实现接口都可以代理，但是无法处理 final 的情况。

集合

Java 常见集合？

单列集合：单列集合有 Set、List、Queue
- Set：HashSet
- List：ArrayList
- Queue。
双列集合：双列集合主要就是 Map ，常见 Map 有 HashMap ，TreeMap ，ConcurrentHashMap。

List

快速失败、快速安全：使用增强 for 循环时，修改集合元素会抛异常。
- foreach 底层是迭代器。迭代器在调用 next() 方法时，会比较 modCount、expectModCount ，不同就抛异常。
- 调用集合的修改方法，只更新了 modCount，没有更新 expectModCount。

COW（CopyOnWrite）是一种快速安全。

遍历时需要修改：

普通for
迭代器用迭代器的修改方法
COW（CopyOnWrite写时复制）
线程安全的CurruentHashMap
stream流

排序：

自然排序 Compareble 实现 compareTo
定制排序 Comparetor 实现 compare
stream流的 sort ，底层基于 compareble
判断一致？ compareTo 返回值为 0

ArrayList

ArrayList 扩容机制？

ArrayList 每次扩容是原来的 1.5 倍。
扩容时，将原数组的元素重新拷贝一份到新的数组中。
扩容时要拷贝，代价是很高的，使用时尽量指定容量，避免扩容数组。
创建方式方式不同，容量不同。

初始化方式	初始容量	容量变化
List list = new ArrayList();	初始容量为 0，add() 添加时，才真正分配 10 容量。	10->15->22->33->49->74->…
List list = new ArrayList(4);	4	4->6->9->13->19->…

ArrayList 插入和删除元素时间复杂度？

插入：
- 头部插入，所有元素都要往后移，O(n)
- 尾部插入，O(1)
- 指定位置插入，平均需要移动 n/2 ，O(n)
删除：
- 头部删除：所有元素都要往前移，O(n)
- 尾部删除，O(1)
- 指定位置删除，平均需要移动 n/2 ，O(n)

ArrayList、数组的区别？

ArrayList 底层是基于数组的，支持插入、删除等操作，还支持动态扩容缩容，比静态数组更加灵活。

ArrayList 可以添加 null 值吗？

可以添加，但添加没有任何意义，还可能出现空指针异常。

ArrayList 指定了泛型为 Integer，可以添加 String 吗？

可以。通过反射添加。

泛型工作在编译期，反射工作在运行阶段。

通过反射获取到 add() 方法，再添加。

LinkedList

LinkedList 添加、删除元素的时间复杂度？

LinkedList 底层基于双向链表。

添加：
- 头部、尾部添加均为O(1)
- 指定位置添加，需要遍历，O(n)
删除：
- 头部、尾部删除均为O(1)
- 指定位置删除，需要遍历，O(n)

ArrayList、LinkedList 比较？

都实现了 List 接口。
ArrayList 基于数组；LinkedList 基于链表。
ArrayList
- 查询快，增删慢
- 数组尾部添加快（add(obj)），但还是没有 LinkedList 快。
LinkedList
- 增删快，只需要改变指针指向。
- 查询平均效率低，需要遍历链表。

CopyOnWriteArrayList

ArrayList 是线程不安全的。

线程安全的 Vector 使用了 sychronized ，性能低下。

CopyOnWriteArrayList 是线程安全的 ArrayList。采用了写时复制（CopyOnWrite）的思想。

当需要进行修改操作，不会直接修改原数组，而是创建一个副本数组，对副本数组进行修改，修改完之后再将指针指向新数组，就可以保证写操作不会影响读操作，实现了只有写写才需要加锁，读写不需要加锁。

适合读多写少的场景。

缺点：需要占用一定内存开销，并且写操作需要复制，写操作频繁情况下性能会有影响。

synchronizedList

线程安全的 List。仅仅是对方法加了 sychronized，并没有优化。

Set

Set 存储的元素是唯一的。

HashSet

底层是 HashMap 的 Key。

可以有一个 null 值。

元素对象需要重写 hashCode 和 equals 方法，确保元素是唯一的。如果没有重写默认根据地址比较。

HashSet 如何检查重复元素？

对象放入 HashSet 时，计算对象的 hashCode 判断放入的位置。

如果 HashSet 中没有相同的 hashCode ，直接放入即可。

如果有，进一步根据 equals 比较是否相等，不相等可以放入。

LinkedHashSet

底层是 LinkedHashMap 的 Key。

保证元素插入的顺序，先进先出。

TreeSet

底层是 TreeMap 的 Key。不允许有 null 值。

可以对元素进行自定义排序。

Queue

queue 是单向队列，先进先出。队尾插入数据，队头删除数据。

PriorityQueue

优先队列，基于堆实现。优先级高的元素先出队列。

BlockingQueue

阻塞队列。

队列中没有元素时，阻塞，不允许取元素；队列满时，阻塞，不允许添加元素。

常用于生产者消费者模型。

ArrayBlockingQueue 数组实现的有界的阻塞队列
LinkedBlockingQueue 单向链表实现的无界的阻塞队列
SynchronousQueue 同步队列，没有容量，插入操作需要阻塞等待删除操作，删除操作也需要阻塞等待插入操作，通常用于高效率的线程传递数据操作
DelayQueue 延迟的阻塞队列，元素到达指定的延迟时间才能出队
PriorityBlockingQueue 无界的优先级阻塞队列，需要自然排序或定制排序

Map

通过 Key 快速查找 value。Key 不可重复，value 可重复。

HashMap

底层数据结构

1.7 数组 + 链表
1.8 数组 + （链表 | 红黑树）

树化与退化

树化的意义：

避免 DDoS 攻击，防止链表过长性能下降，树化应是偶然情况，是保底策略。
Hash 表查询、修改复杂度为 O(1)；红黑树查询、修改复杂度为 O(log(n))。
TreeNode 占用空间比 Node 占用空间要大，不是必要情况，尽量使用链表
hash 值足够随机，则在 Hash 表内按泊松分布。
- 负载因子为 0.75 时，出现链表长度为 8 的概率为 0.00000006，树化阈值选择 8 就是为了让树化几率足够小。

树化应当是极其偶然的情况，链表短的情况下没必要树化，效率不会低，数据结构占用内存也比红黑树要少；

树化规则：

当链表长度超过树化阈值 8 时，先尝试扩容来减少链表长度，如果数组容量已经 >=64，才会进行树化。

退化规则：

情况1：在扩容时如果拆分树时，树元素个数 <= 6 则会退化链表
情况2：remove 树节点时，若 root、root.left、root.right、root.left.left 有一个为 null ，也会退化为链表

索引计算

计算对象的 hashCode()
再调用 HashMap 的 hash() 方法进行二次哈希
1. 二次哈希是为了综合高位数据，让哈希分布更为均匀
最后 &（size - 1）得到索引

hash & (size - 1) ，其实就相当于 hash % size ，只有 size 为 2 的次幂时成立。

数组容量为什么是 2 的 n 次幂？

索引计算更高效：2 的 n 次幂的话，取模（%）运算优化为位运算（&）
扩容时重新索引计算更高效：hash & oldCap == 0的元素留在原地，否则新位置 = 旧位置 + oldCap

注意：

二次哈希 的前提是 数组的容量是 2 的 n 次幂，如果数组容量不是 2 的 n 次幂，不用进行二次哈希。
容量是 2 的 n 次幂 这一设计索引计算效率更好，但 hash 的分散性就不好，需要二次 hash 来作为补偿，没有采用这一设计的典型例子是 Hashtable

put 流程

HashMap 是懒加载的，首次使用时才创建数组
计算索引（桶下标）
如果索引位置没有元素占用，创建 Node 占位返回
如果索引位置已经被占用
1. 位置上是 TreeNode 走红黑树的逻辑
2. 位置上是 Node 走链表的逻辑，如果链表长度超过树化阈值，则进行树化。
返回前检查容量是否超过阈值，超过就进行扩容

1.7 、1.8 区别？

节点插入：1.7 头插法；1.8 尾插法
扩容：1.7 是大于等于阈值且没有空位时才扩容；1.8 是大于阈值就扩容
1.8 计算索引时会优化。

扩容因子为什么默认是 0.75？

在空间占用与查询时间之间取得较好的权衡
大于这个值，空间节省了，但链表就会比较长影响性能
小于这个值，冲突减少了，但扩容就会更频繁，空间占用也更多

get 流程

计算 hash 值
定位桶索引
通过 hashCode() 和 equals() 与桶的第一个元素比较
1. 相同就返回第一个元素
2. 不相同，判断桶的位置上是链表还是红黑树，然后走对应的查找逻辑。

并发问题

** 扩容死链（1.7）**
- 1.7 扩容采用头插法。有两个变量，一个是 e ，指向桶的第一个元素，一个是 next ，指向 e 的下一个元素
- 扩容时 next 指向 e 的下一个元素，将 e 头插到新的hash表中， e 指向 next 。然后继续循环。直到 next 为空

假设 map 中元素为 a -> b -> null

t1 线程中 a[e] -> b[next] -> null 被挂起

t2 线程扩容过程：
  a -> null
  b -> a -> null
  回到 t1 线程中 b[next] -> a[e] -> null，进行扩容
  
t1 扩容流程：
  扩容之后数组			;	扩容前的数组
  a -> null    		;	b[e] -> a[next] -> null
  b -> a -> null	;	b -> a[e] -> null[next]
  a <-> b （发生死链）

**数据错乱，覆盖数据（1.7、1.8） **
1. 两个线程同时准备 put 数据到相同桶下标，t1 线程判断发现要放入的桶是 null ，就把自己包装成 Node 节点准备插入，此时还没插入；
2. t2 判断，发现要放入的桶也是 null ，也把自己包装成 Node 节点准备插入，这时就会产生覆盖丢失数据

key 的设计

HashMap 的 key 可以为 null ，其他 Map 的实现不可以。
作为 key 的对象，必须实现 hashCode 和 equals ，并且 key 的内容不可以修改（不可变）。
- key 可变的话，修改 key 之后会查不到（hahsCode 变了）。
key 的 hashCode 应具有良好的散列性。

哈希冲突解决办法

拉链法：哈希冲突时，同一个哈希槽拉成一个链表，HashMap采用该方法
开放寻址：寻找其他位置，这就保证了一个哈希槽最多存有一个元素
- 线性探测：哈希冲突时，按顺序往后查找，直到找到第一个为空的槽位，ThreadLocalMap采用该方法
- 二次探测：与线性探测类似，但有规律，比如每次步长是1，2，4，8，16。。。
- 再哈希法：哈希冲突时，换个哈希函数再次哈希

其他 Map

LinkedHashMap

链表代替数组，保证插入顺序。

TreeMap

需要自然排序或定制排序。

HashTable

底层数据结构

数组 + 链表

数组用于存储哈希桶，链表用于解决哈希冲突。

HashTable 保证线程安全的方式？

Hashtable 保证线程安全的方式是使用同一把锁，锁住整个数组。

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。

ConcurrentHashMap

HashMap 是线程不安全的，ConcurrentHashMap 和 Hashtable 是线程安全的，推荐使用ConcurrentHashMap。

底层数据结构

JDK 1.7 ：分段数组 + 链表
JDK 1.8 ：数组 + （链表 | 红黑树）（CAS + Sync）。

ConcurrentHashMap 线程安全的实现方式

**JDK 1.7 **，ConcurrentHashMap 在对象中保存了一个 Segment 数组。
- 每个Segment元素类似于一个 **Hashtable **；这样，在执行put操作时首先根据hash算法定位到元素属于哪个Segment，然后对该Segment加锁即可，不同的Segment可以并发put。
- Segment 的锁实现其实是 ReentrantLock ，同一个Segment读写可以并发

JDK 1.8，并发控制使用** synchronized 和 CAS **来操作。
- ConcurrentHashMap 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；

Java 基础 常见知识

基本数据类型

Java 中基本数据类型？对应的包装类？占多少字节？

基本数据类型与包装类型的区别？

包装类型的缓存机制了解么？

自动装箱、拆箱了解么？原理？

为什么浮点数计算时有丢失精度的风险？

如何解决浮点数计算时精度丢失问题？

变量

局部变量、成员变量区别？

静态变量有什么用？

方法

重载、重写区别？

静态方法为什么不能调用非静态成员？

静态方法、实例方法区别？

面向对象基础

面向对象、面向过程区别？

浅拷贝、深拷贝了解么？

面向对象三大特征

多态怎么理解？

接口、抽象类区别？

Object

== 和 equals 区别？

hashCode() 有什么用？

为什么重写 equals() 时，一定要重写 hashCode() ？

String

Java 中 String 为什么不是基本数据类型？

String、StringBuffer、StringBuilder 区别？

String 为什么不可变？

String 为什么要设计成不可变的？

String str = new String(“abc”) 会创建几个对象？

异常

Exception 和 Error 区别？

try-catch-finally 中 finally 一定会执行吗？

throw、throws 区别？

Java 注解的理解？解决了什么问题？

Java 泛型了解么？ 什么是泛型擦除？ 介绍一下常用的通配符？

Java 反射？反射有什么缺点？你是怎么理解反射的（为什么框架需要反射）？

动态代理有几种实现方式？

集合

Java 常见集合？

List

ArrayList

ArrayList 扩容机制？

ArrayList 插入和删除元素时间复杂度？

ArrayList、数组的区别？

ArrayList 可以添加 null 值吗？

ArrayList 指定了泛型为 Integer，可以添加 String 吗？

LinkedList

LinkedList 添加、删除元素的时间复杂度？

ArrayList、LinkedList 比较？

CopyOnWriteArrayList

synchronizedList

Set

HashSet

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