Java基础面试重点-3

41. 简述线程生命周期(状态)

  • 其它参考《多线程重点》中的说法。
  • 三种阻塞:
    • 等待阻塞:
      • 运行的线程执行o.wait()方法(该线程已经持有锁),JVM会把该线程放入等待队列中。
    • 同步阻塞:
      • 运行的线程在获取对象的同步锁时,若该同步锁被别的线程占用,JVM会把该线程放入锁池中。
    • 其他阻塞 -> 原地等待,不进入等待队列或者锁池:
      • 运行的线程执行Thread.sleep(long ms)或 t.join()方法,或者发出了 I/O 请求时,JVM会把该线程置为阻塞状态。当sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时,线程重新转入可运行状态。

42. 终止线程4种方式:

  • 程序运行结束,线程自动结束;
  • 使用interrupt()与interruptted()/isinterrupted()结合+抛异常法/Return法;[推荐异常法,异常可以上抛,异常信息可以传播]。
  • 使用volatile变量标识终止正常运行的线程 + 抛异常法/Return法。
  • stop()暴力停止线程;[不推荐使用,原因:i.可能使一些清理工作得不到完成;II.对锁定对象进行'解锁',数据得不到同步处理,出现数据不一致]。

43. 线程与任务的区别(认知上重要概念):

  • new Thread直接就是创建一个线程对象,重写run方法 -> 线程的任务和线程对象合并到一起。
  • new Runnable和new Callable创建一个任务对象,再将任务对象放到一个线程对象中执行 -> 它将任务和线程对象分开。

44. yield()和join()的区别?

  • yield():放弃当前的CPU资源,将它让给其他的任务去占用CUP执行时间。表明该线程没有在做一些紧急的事情。
  • join():等待线程对象销毁,然后才让其它线程执行;主要作用是同步,使线程之间的并行执行变为串行执行(排队运行)。

join(long)与sleep(long)的区别:*

join(long)内部使用wait(long)方法实现的,它具有释放锁的特点,但sleep(long)不会释放锁。

45. Condition类和Object类锁方法区别:

  • Condition.awiat() 与Object.wait() 等效。
  • Condition.signal() 与Object.notify() 等效。
  • Condition.signalAll() 与Object.notifyAll() 等效。
  • Tips:
    • ReentrantLock类可以唤醒指定条件的线程,而Object的唤醒是随机的。

46. lock、tryLock、lockInterruptibly的区别:

  • lock ():能获得锁返回 true,不能就等待获得锁。
  • tryLock():能获得锁返回 true,不能就返回 false。
  • tryLock(long timeout,TimeUnit unit):可以增加时间限制,如果超过该时间段还没获得锁,返回false。
  • lock()与lockInterruptibly():如果两个线程分别执行这两个方法,此时中断这两个线程,lock()不会抛出异常,而 lockInterruptibly() 会抛出异常。(@&@)

47. Semaphore(信号量)与锁的区别?

Semaphore作用:

  • 用来控制同时访问特定资源的线程数量,它通过协调各个线程,以保证合理的使用公共资源。
  • 单值(信号量只有1个),相当于是一个互斥锁;
  • 多值(信号量多余1个),主要用于控制并发数。

Semaphore与锁的区别:

它解决了锁一次只能让一个线程访问资源的问题,信号量可以指定多个线程,同时访问一个资源。

48. CountDownLatch和CyclicBarrier的区别?

  • CDL的作用:使一个线程等待其他线程完成各自的工作后再执行;
  • CB的作用:让一组线程到达一个屏障点的时候被阻塞,直到最后一个线程到达屏障点才开启,继续往下执行。
  • CDL与CB的区别:
  • CDL允许一个或多个线程等待一组事件的产生;CB用于等待其他线程运行到栅栏位置。
  • CDL的计数器只能使用一次,减计数方式;CB的计数器可以使用reset()方法重置,可以使用多次(它能够处理更为复杂的场景),减计数方式。
  • CB提供了更多的方法,getNumberWaiting()获得阻塞的线程数量,isBroken()了解阻塞的线程是否被中断。

49. 什么是ForkJoin框架?适用场景:

Fork/Join框架是JAVA7提供的一个用于并行执行任务的框架,是一个把大任务分割成若干小任务,最终汇总每个小任务结果得到大任务结果的框架。利用了现在CUP是多核的特点。

分而治之:

工作窃取算法(work-stealing) :

一个大任务拆分成多个小任务,为了减少线程间的竞争,把这些子任务分别放到不同的队列中,并且每个队列都有单独的线程来执行队列里的任务,线程和队列一一对应。

但是会出现:A线程处理完了自己队列的任务,B线程的队列里还有很多任务要处理。

A去帮忙B,但是如果两个线程访问同一个队列,会产生竞争。如果A从双端队列的尾部拿任务执行。B永远是从双端队列的头部拿任务执行,就可以减少竞争。

优点:利用了线程进行并行计算,减少了线程间的竞争。

缺点: 任务争夺问题。

用法:

ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(); CutTask cutTask = new CutTask(0, 200, ...); pool.execute(cutTask); public class CutTask extends RecursiveTask<T> { ... ... @Override protected T compute() { // 本批数据小于每批次数据数据量 if (end - start <= 20) { // 执行具体逻辑 } else { // 本批数据大于每批次数据数据量,二分一下 int middle = start + (end - start) / 2; CutTask task1 = new CutTask(start, middle); CutTask task2 = new CutTask(middle, end); task1.fork(); task2.fork(); } } }

50. JAVA的内存模型(JMM):

主要目标:

定义程序中各个变量的访问规则,即在JVM中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层细节。

作用:

定义Java 内存模型(Java Memory Model)来屏蔽掉各层硬件和操作系统的内存访问差异。

模型图:

  • 所有的变量都存储在主内存(Main Memory)中,位于物理硬件的内存中;
  • 每条线程自己的工作内存(Working Memory),工作内存中保存了被该线程使用的变量(主内存拷贝的副本),线程对变量的所有操作(读取、赋值等)都必须在工作内存中进行,而不能直接读写主内存中的变量,存优先存储于寄存器和高速缓存中。
  • 线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量,线程间变量值的传递均需要通过主内存来完成。

内存间交互操作:

  • 主内存相关操作:lock(锁定)、unlock(解锁)、read(读取)、write(写入)。
  • 工作内存相关操作:load(载入)、store(存储)、use(使用)、assign(赋值)。
  • 举例:
    • 变量从主内存复制到工作内存,要顺序地执行read和load操作,反之顺序地执行store和write操作。Java要求上述操作按顺序执行,但没有保证是连续执行。此外Java内存模型还规定一些规则(省略)。

51. Java中四种引用关系:

  • 强引用:new一个对象,只要强引用还存在,GC永远不会回收掉被引用的对象。
  • 软引用:使用SoftReference类来实现软引用。内存空间足够,GC就不会回收它;内存空间不足,GC就会回收这些对象的内存。
  • 弱引用:使用WeakReference类来实现弱引用,它只能生存到下一次垃圾收集发生之前。
  • 虚引用:使用PhantomReference类来实现虚引用,主要用来跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。

52. 对象的内存布局:

组成:

对象头,实例数据和对齐填充。

Tips:对象的大小总是8字节的整数倍。

对象头:

对象在运行期间,对象头的Mard Word中存储的数据会随着锁标志位的变化而变化。对象头(非数组类型对象,32位的JVM)的数据结构如下:

53. 为什么不把基本类型放堆中呢?

  • 基本类型占用空间比较小(1~8个字节)。
  • 长度固定不会出现动态增长的情况。

54. 堆中存什么?栈中存什么?

堆中存的是对象。栈中存的是基本数据类型和堆中对象的引用。

55. Tomcat为什么要重写类加载器?

  • 首先简单解释一下双亲委派机制。
  • 然后,说一下双亲委派机制的问题:
    • 无法实现隔离性:使用默认的类加载器机制,无法加载两个相同类库的不同版本。但是一个web容器可能要部署多个应用程序,不同的应用程序,可能会依赖同一个第三方类库的不同版本,因此要保证每一个应用程序的类库都是独立、相互隔离的。
    • 无法实现热替换:类被加载之后,就无法被替换。
  • 所以需要打破双亲委派机制,自定义类加载器。

Tomcat自己定义的类加载器:

  • CommonClassLoader:Tomcat最基本的类加载器,加载路径中的class可以被Tomcat和各个webapp访问。
  • CatalinaClassLoader:Tomcat私有的类加载器,webapp不能访问其加载路径下的class,即对webapp不可见。
  • SharedClassLoader:各个webapp共享的类加载器,对Tomcat不可见。
  • WebappClassLoader:webapp私有的类加载器,只对当前webapp可见,即每个Web程序都对应一个WebappClassLoader。对应目录:/WEB-INF/*。

Tomcat自定类加载器的工作原理:

  • CommonClassLoader能加载的类都可以被CatalinaClassLoader和SharedClassLoader使用,从而实现了公有类库的共用。
  • CatalinaClassLoader和SharedClassLoader自己能加载的类则与对方相互隔离。
  • WebAppClassLoader可以使用SharedClassLoader加载到的类,但各个WebAppClassLoader实例之间相互隔离,多个WebAppClassLoader是同级关系。
  • JasperLoader的加载范围仅仅是这个JSP文件所编译出来的那一个.Class文件,它出现的目的就是为了被丢弃:当Web容器检测到JSP文件被修改时,会替换掉目前的JasperLoader的实例,并通过再建立一个新的Jsp类加载器来实现JSP文件的HotSwap功能。

60. 设计模式:**

概念:

一套被反复使用的代码设计经验的总结。

分类:

  • 创建模式:对类的实例化过程的抽象化(工厂、单例、多例、创建等)。
  • 结构模式:描述如何将类或对象结合在一起形成更大的结构(适配器、装饰、代理、门面等)。
  • 行为模式:对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化(不变、模板、观察者等)。

61. 工厂模式 -创建模式:

概念:

工厂类可以根据条件生成不同产品的实例;

好处:

工厂模式的好处是解耦,降低代码重复(多处new创建实例,修改要修改多处,而工厂只修改一处),使用者不知道具体创建过程。

分类:

简单工厂模式、工厂方法模式(Factory Method)、抽象工厂模式(Abstract Factory)

应用场景:

框架中随处可见,Spring中BeenFactory、Mybatis中SqlSessionFactory等

62. 配器模式(Adapter)- 构造模式:

概念:

将某个类的接口转换成客户端能接受的另一个接口,让不匹配而不能一起工作的两个类可以协同工作。其别名为包装器(Wrapper)。

形式:

类的适配器模式和对象的适配器模式

  • 类的适配器模式:通过继承来实现适配器功能

  • 对象的适配器模式:通过委派关系来实现适配器功能

应用场景:

  • 系统需要使用现有的类,而这些类的接口不符合系统的需要;
  • 想要建立一个可以重复使用的类,用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类,包括一些可能在将来引进的类一起工作。

63. 模板模式(Template)-行为模式:

概念:

准备一个抽象类,将部分逻辑以及具体方法以及具体构造的形式实现,然后声明一下抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。

相关概念:

模版方法、钩子方法

应用场

Spring中JDBC模板、事务模板、JMS模板;Java的AQS的使用

64. 责任链模式 -行为模式:

责任链模式,它是一种行为模式。它由每一个对象对其下家的引用而连接起来形成一条链。

责任链的2种实现:

  • 节点传递方式:责任链中当前节点处理完成之后,自己传递给下一个处理节点继续处理(如上类图)
  • 统一传递方式:所有节点放入集合中,一个for循环顺序调用,即责任链中处理节点不传递给下一个节点,由统一的传递逻辑进行传递。

65. 设计模式的应用:

《业务上第一次使用多个设计模式的组合(策略模式+缺省适配器模式+模板方法模式+简单工厂模式)》

业务上第一次使用多个设计模式的组合(策略模式+缺省适配器模式+模板方法模式+简单工厂模式)_运用多种设计模式做一个系统-CSDN博客

《集成分布式锁架包(MySQL、Redis、Zookeeper)》

https://blog.csdn.net/huantai3334/article/details/127762378

66. 正则的使用:

  • 语法、常用的正则
  • 手机号码验证:^(0|86|17951)?(13[0-9]|15[012356789]|17[678]|18[0-9]|14[57])[0-9]{8}$

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