面经问题整理

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一、HashMap如何实现的？

jdk1.7以前，hashMap的数据结构是数组+链表的形式，hashMap中维护着一个Entry[]数组变量，Entry中维护着key，value，hash，next(下一个Entry)。
当向hashMap对象put一个键值对时，首先会先根据key的hashCode值计算出一个值（hashCode值与数组的长度取模），即数组的索引。如果该位置没有对象，则直接将此对象放进数组当中;如果该位置已经存在对象，则顺着该数组的链表一个一个遍历下去，如果根据key的equal方法没有匹配到，则放进链表的第一位，以前的对象链接到此对象之后;如果key的equal方法匹配了，那么将覆盖原有的value值。
hashMap的get方法也类似，也是根据hashCode去找到数组的位置，然后根据equal方法去匹配key值。
如果hash碰撞严重（即链表的长度很长），那么jdk1.7的性能会很差，因为每次put和get都要遍历整个链表去判断key值是否存在，最差的情况时间复杂度为O(n)，所以在jdk1.8提出了红黑树的方式实现hashMap，当链表的长度超过阀值（8）时，链表转成了红黑树。

二、RPC的实现原理

RPC：远程过程调用，允许一台计算机调用例外一台计算机的程序得到结果，就像调用本地方法一样。比如两台服务器A,B，A服务器上想要调用B服务器上的接口方法，由于不再同一个内存空间，不能直接调用，这时候可以用RPC框架的实现来解决。
RPC框架需要一个server端，一个client端和register注册中心。
使用到的技术：1、动态代理，生成 client stub和server stub需要用到 Java 动态代理技术。2、序列化，client端和server端方法的参数通过底层的网络协议进行传输的，由于网络协议是基于二进制的，所以需要进行序列化和反序列化。3、通信，数据序列化为二进制后，需要进行网络通信，很多RPC框架是基于Netty这个通信框架。

三、 线程池

为什么要用线程池？频繁的创建和销毁线程开销大，大大降低了系统的效率;线程间的频繁上下文切换可能导致cup繁忙，最终导致内存溢出。
Executors提供四种线程池：
1、newFixedThreadPool 创建一个固定长度的线程池，可控制线程的最大并发数，超过定长线程会在LinkedBlockingQueue队列等待；

//Executors的静态方法，底层实际是实例了一个ThreadPoolExecutor对象，空线程会一直保留，请求没有空线程自动存入LinkedBlockingQueue队列等待public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){      return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>());  } 

2、newCachedThreadPool 创建一个可重用线程池，缓存时间默认60s，长度为Integer.MAX_VALUE，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。

//Executors的静态方法，底层实际是实例了一个ThreadPoolExecutor对象，空线程保留60s后会自动销毁；SynchronousQueue是一个同步阻塞队列，size为0，put的数据需要take后才能put其他数据public static ExecutorService newCachedThreadPool() {            return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60L, TimeUnit.SECONDS,new SynchronousQueue<Runnable>());    }

3、newSingleThreadPool 创建了一个单线程化线程池，只有一个线程可执行任务，保证所有任务按指定的顺序执行。

//Executors的静态方法，底层实际是实例了一个ThreadPoolExecutor对象，只有一个线程的线程池 public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {      return new FinalizableDelegatedExecutorService          (new ThreadPoolExecutor(1, 1, 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));  }  

4、newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。

//Executors的静态方法，底层实际是实例了一个ScheduledThreadPoolExecutor对象,预定执行而构建的固定线程池public static ScheduledExecutorService      newScheduledThreadPool(int corePoolSize) {          return new ScheduledThreadPoolExecutor(corePoolSize);  }

四、 为什么用RPC，而不用简单的HTTP接口

论复杂，其实rpc框架的复杂肯定高于简单的用现有的httpClient调用请求。但毋庸置疑，http接口受限于http协议，每次请求需要三次握手，需要带http请求头，传输效率和安全性都不如rpc。
1、当需要调用其他服务的接口很多时，rpc比http减少了网络开销；
2、rpc框架一般有注册中心，有丰富的监控管理；发布、下线接口、动态扩展等，对调用方来说无感知；
3、安全性、性能高效。
一般对外开放的接口都是提供restful的http接口，而内部调用可以看情况的使用rpc框架。

五、JVM内存分为哪几个区，主要功能

1、程序计数器：一块较小的内存空间，线程私有的，指向正在执行的字节码指令的地址；
2、Java虚拟机栈：也是线程私有的，生命周期和线程相同。每个线程都有一个独有的栈，在执行每个方法的时候会创建一个栈帧，入栈后会在栈顶，栈帧用于存放局部变量表(基本数据类型、对象的引用）、操作栈、方法出口、动态链接等信息，等待方法执行结束就会出栈。
3、本地方法栈：与Java虚拟机栈功能相似，区别是本地方法栈是为虚拟机的Native方法服务。
4、Java堆：内存中最大的一块，是线程共享的区域。主要存放的是对象实例和数组。Java堆也是垃圾收集器管理的主要区域。
5、方法区：也是线程共享的区域，用于存放已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译期编译后的代码（类方法）等数据。

六、Java虚拟机类的加载机制

类的生命周期包括加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载七个阶段。其中类的加载机制包括前面五个阶段。
1、加载：1.1、根据类的全限定名找到二进制文件；1.2、讲字节流的代表的静态存储结构转化为虚拟机方法区的数据结构；1.3、在Java堆中生成对应的实例对象，作为对方法区数据访问的入口。
2、验证：主要是验证二进制文件所存储的数据是否符合虚拟机的规范。
3、准备：静态变量初始化，常量被赋正确的值。
4、解析：将符号引用转换为直接引用。类或接口的解析、字段解析、类方法的解析、接口方法的解析。
5、初始化：真正执行Java代码的阶段，在准备阶段初始化的静态变量需要赋予真正的值。执行类的构造器（()），子类调用构造器方法需要先执行父类的。

七、JMM（Java内存模型）

Java内存模型中规定所有变量都必须存放在主内存中，每个线程中有自己独有的工作内存，工作内存中的变量是主内存的副本拷贝，每个线程不能操作主内存的变量，只能操作自己工作内存中的变量。所以，在这个过程会引发数据一致性的问题。所以提出了JMM的三个特性：
1、原子性：一个操作或者多个操作 要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。一般需要用lock、synchronized等来保证。
2、可见性：当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即得知这个修改。主要用volidate修饰变量。
3、有序性：如果在本线程内观察，所有的操作都是有序的；如果在一个线程中观察另一个线程，所有的操作都是无序的。

concurrent包，你用过哪些？

1、Semaphore信号量，定义一个大小的信号量集，每个线程进入前先调用Semaphore的acquire方法获取许可，获取到许可的线程可以继续执行，并将可用许可减一；未获取到许可的线程自旋阻塞等待其他线程release释放许可；
2、Atomic原子类，主要用AtomicInteger，多线程操作同一个变量，利用其的原子性，调用CAS方法操作共享变量；
3、ReetrantLock重入锁，重入锁中有个Sync类，继承了AQS类，内部还有公平和非公平的类，继承了Sync类；有一个volidate变量state，根据state的状态确认线程是否获取到锁，如果是当前线程多次获取锁，state会大于1；如果获取锁失败，则需要将线程加入CLH队列尾部，然后通过自旋继续等待获取锁。
4、CountDownLatch一个辅助计数器，可以让一个或多个线程等待需要先执行完结果的线程。用countdown方法减引用，用await方法等待。
5、BlockingQueue阻塞队列，主要用到ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue，一般和线程池一起使用，让线程池的线程poll队列数据，等到poll数据为空，则将状态置false结束线程。

spring的自定义注解

1、@Target
2、@Retention
3、@Documented
4、@Inherited