Java 系统知识 ¶

线性池 ¶

• 线性池的原因
  • 不断的创建和删线程，会带来较大的系统资源负载
  • 线程缺乏统一的管理，可能会带来无限制的创建线程
  • 线程之间抢占资源
• 线程池的属性
  • 核心线程数：保持存在的线程数量，这些线程会一直存在，不会被删除
  • 任务缓冲锐裂：当所有的核心线程都在运行时，新的任务会被加入到缓冲队列中
  • 非核心线程数：当任务缓冲队列满后，将会创建新的线程来执行队列中的任务，且额外创建的线程数不会超过非核心线程数
  • 空闲线程的存活时间：当非核心线程空闲时，且持续了一段时间后，此线程将会被删除
  • 拒绝策略，当非核心线程和任务缓存队列满后，对待新的任务的策略
• Java 默认的线程池类型

• Java 默认的线程池有什么问题，为什么会引起 OOM 异常（OutOfMemoryError）
  • CachedThreadPool 允许创建无线的线程，从而引起 OOM 异常
  • SingleThreadExecutor 和 FixedThreadPool 请求队列为无限长，可能会堆积大量的消息，从而引发 OOM 异常。

Java 内存 ¶

• 内存类型
  • 主内存：线程之间共享的变量储存在主内存中
  • 本地内存：每个线程独立拥有的内存
  • 本地内存保存的是主内存的共享变量的副本
• 垃圾回收
  • 根搜索算法（可达性分析算法）从 GC ROOT 结点沿着引用链搜索，无法到达的结点即为不可到达的对象
• 垃圾回收器
  • G1 收集器
    • 独特的分代垃圾回收器，分代 GC：分代收集器，同时兼顾年轻代和老年代
    • 使用分区算法，不要求 eden，年轻代或老年代的空间都连续
    • 并行性：回收期间，可由多个线程同时工作，有效利用多核 CPU 资源
    • 空间整理：回收过程中，会进行适当对象移动，减少空间碎片
    • 可预见性：G1 可选取部分区域进行回收，可见缩小回收范围，减少全局停顿
  • G1 收集器的过程
    • 初始标记（它标记了从 GC ROOT 开始直接可达的对象）Stop-The-World
    • 并发标记（从 GC Roots 开始对堆中对象进行可达性分析，找出存活对象）
    • 最终标记（标记那些在并发标记阶段发生变化的对象，将被回收）Stop-The-World
    • 筛选回收（首先对各个 Regin 的回收价值和成本进行排序，根据用户所期待的 GC 停顿时间指定回收计划，回收一部分 Region）Stop-The-World

Map¶

• HashMap 的结构
  • 采用链地址法，当发生哈希冲突时使用链表解决
  • 当链表过长时，在 JDK1.8 下采用红黑树代替链表，当数据量较少时，转回链表
  • 当存储的数据量超过一个阈值后，HashMap 的哈希表长度将会扩容到原来的两倍，然后将所有的数据重新分配到新的内存中
• HashMap 这样扩容的原因
  • 通过恰好两倍扩容，可以让原来在第 i 个链表的值被恰好分配到第 i 和第 2i 个链表的位置
  • 每一个值，只需要判断其哈希值在某个二进制位上的值即可直接完成分配
• TreeMap 的结构
  • TreeMap 是一颗红黑树

设计模式 ¶

• 设计原则
  • 开闭原则：对扩展开放，对修改关闭
  • 里氏替换原则：子类必须拥有所有的父类功能，子类可以开发自己的新功能
  • 依赖倒置原则：高层实现不能依赖低层实现，而是依赖于低层的抽象类
  • 单一职责原则：一个类应当只负责一个职责
  • 接口隔离原则：接口应该更小更具体，而不是去实现很庞大的借口来适应所有需求
  • 迪米特法则：避免与无关实体进行通信
  • 合成复用原则：尽量先使用组合或者聚合等关联，其次考虑继承
• 设计模式
  • 创建型模式
    • 单例模式：限制一个类只能有一个实例
    • 原型模式：以一个此类型的实例为模版，通过拷贝内存中的二进制值来直接创建一个对象
    • 工厂模式：将创建对象的过程由另一个类进行封装
    • 建造者模式：将一个复杂的对象分为多个简单的对象的组合，并实现将多个小对象进行拼装的过程
  • 结构型模式
    • 代理模式：使得两个对象之间不能直接引用访问，只能通过第三方，可以保护目标对象，扩展目标对象的功能
    • 适配器模式：将一个类的接口转换为另一个类的借口，通常是为了适配两个接口的对接问题
    • 桥接模式：将抽象与实现分离，使得他们可以独立变化，用组合关系来代替继承关系
    • 装饰器模式：为类增加新的功能的同时，避免了继承
    • 外观模式：隐藏系统的复杂性
    • 享元模式：重复 使用已经创建的同类对象
    • 组合模式
• 行为型模式
  • 模板方法模式：仅实现一个操作中的骨干步骤，具体步骤由其子类实现
  • 策略模式
  • 命令模式
  • 责任链模式
  • 状态模式
  • 观察者模式
  • 中介者模式
  • 迭代器模式
  • 访问者模式
  • 备忘录模式
  • 解释器模式

String¶

• String 类型
  • String 类型是不可变的，对 String 类型进行操作时，会重新生成新的 String 对象
• StringBuilder 和 StringBuffer
  • StringBuilder 和 StringBuffer 都是可变的
  • StringBuilder 没有线程同步，存在线程安全问题，但是其效率略高于 StringBuffer
  • StringBuffer 能够保证线程安全，但效率较低

接口和抽象类 ¶

• 接口和抽象类的区别
  • 抽象类可以写非抽象方法，而接口类只能有抽象方法
  • 一个类只能继承自一个抽象类，而一个类能实现多个接口
  • 继承是一个“是不是”的关系，而接口实现则是“有没有”的关系

构造函数 ¶

• 子类实例化总是默认调用父类的无参构造方法
  • 为了让父类初始化属性和方法

equals¶

• equals和==的区别
  • ==对于基本类型时，比较的是两个对象的值是否相同，而对于对象时，则比较的是这两个引用是否指向了同一个对象
  • equals则可以由此类进行重写，使得其满足正常的比较关系。若不进行重写，则与==等价
• equals和hashCode为什么需要同时进行重写
  • hashCode在Object类下的默认行为是将此值的地址取出作为hashCode，但这与hashCode本意不同，hashCode的值应当满足对于任意 x 若x.equals(y) = true，则x.hashCode() = y.hashCode()，所以当重写equals时，通常意味着这个值的相等概念与==不同。所以必然需要重写hashCode避免在hashMap中出现意料之外的情况

CopyOnWrite¶

写入时复制（CopyOnWrite，简称 COW）思想是计算机程序设计领域中的一种通用优化策略。其核心思想是，如果有多个调用者（Callers）同时访问相同的资源（如内存或者是磁盘上的数据存储），他们会共同获取相同的指针指向相同的资源，直到某个调用者修改资源内容时，系统才会真正复制一份专用副本（private copy）给该调用者，而其他调用者所见到的最初的资源仍然保持不变。这过程对其他的调用者都是透明的（transparently）。此做法主要的优点是如果调用者没有修改资源，就不会有副本（private copy）被创建，因此多个调用者只是读取操作时可以共享同一份资源。

通俗易懂的讲，写入时复制技术就是不同进程在访问同一资源的时候，只有更新操作，才会去复制一份新的数据并更新替换，否则都是访问同一个资源。

JDK 的 CopyOnWriteArrayList/CopyOnWriteArraySet 容器正是采用了 COW 思想，它是如何工作的呢？简单来说，就是平时查询的时候，都不需要加锁，随便访问，只有在更新的时候，才会从原来的数据复制一个副本出来，然后修改这个副本，最后把原数据替换成当前的副本。修改操作的同时，读操作不会被阻塞，而是继续读取旧的数据。这点要跟读写锁区分一下。