JAVA面试核心知识点283页资源-CSDN文库

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1. 目录

目录..................................................................................................................................................................1

JVM................................................................................................................................................19

2.1. 线程........................................................................................................................................................20

2.2.

JVM 内存区域 .......................................................................................................................................21

2.2.1.

程序计数器

(

线程私有

) ....................................................................................................22

2.2.2.

虚拟机栈

(

线程私有

) ........................................................................................................22

2.2.3.

本地方法区

(

线程私有

) ....................................................................................................23

2.2.4.

堆（

Heap-

线程共享）

运行时数据区

.................................................................................23

2.2.5.

方法区

永久代（线程共享）

...............................................................................................23

2.3.

JVM 运行时内存 ...................................................................................................................................24

2.3.1.

新生代

.....................................................................................................................................24

2.3.1.1. Eden 区.......................................................................................................................................................24

2.3.1.2. ServivorFrom...............................................................................................................................24

2.3.1.3. ServivorTo......................................................................................................................................................24

2.3.1.4. MinorGC 的过程（复制->清空->互换）.........................................................................................24

1：eden、servicorFrom 复制到 ServicorTo，年龄+1........................................................................................25

2：清空 eden、servicorFrom ..................................................................................................................25

3：ServicorTo 和 ServicorFrom 互换..................................................................................................................25

2.3.2.

老年代

.....................................................................................................................................25

2.3.3.

永久代

.....................................................................................................................................25

2.3.3.1. JAVA8 与元数据...................................................................................................................................25

2.4.

垃圾回收与算法....................................................................................................................................26

2.4.1.

如何确定垃圾

.........................................................................................................................26

2.4.1.1. 引用计数法.................................................................................................................................................26

2.4.1.2. 可达性分析.................................................................................................................................................26

2.4.2.

标记清除算法（Mark-Sweep）

........................................................................................27

2.4.3.

复制算法（

copying

）

...........................................................................................................27

2.4.4.

标记整理算法

(Mark-Compact)........................................................................................28

2.4.5.

分代收集算法

.........................................................................................................................29

2.4.5.1. 新生代与复制算法 ................................................................................................................................29

2.4.5.2. 老年代与标记复制算法 ........................................................................................................................29

2.5.

JAVA 四中引用类型 .............................................................................................................................30

2.5.1.

强引用

.....................................................................................................................................30

2.5.2.

软引用

.....................................................................................................................................30

2.5.3.

弱引用

.....................................................................................................................................30

2.5.4.

虚引用

.....................................................................................................................................30

2.6.

GC 分代收集算法 VS 分区收集算法.................................................................................................30

2.6.1.

分代收集算法

.........................................................................................................................30

2.6.1.1. 在新生代-复制算法...............................................................................................................................30

2.6.1.2. 在老年代-标记整理算法.......................................................................................................................30

2.6.2.

分区收集算法

.........................................................................................................................31

2.7.

GC 垃圾收集器 .....................................................................................................................................31

2.7.1.

Serial

垃圾收集器（单线程、复制算法）

..........................................................................31

2.7.2.

ParNew

垃圾收集器（

Serial+

多线程）

..............................................................................31

2.7.3.

Parallel Scavenge

收集器（多线程复制算法、高效）

.....................................................32

2.7.4.

Serial Old

收集器（单线程标记整理算法）

......................................................................32

2.7.5.

Parallel Old

收集器（多线程标记整理算法）

....................................................................33

2.7.6.

CMS

收集器（多线程标记清除算法）

...............................................................................33

2.7.6.1. 初始标记 ................................................................................................................................................33

13/01/2022

Page 2 of 283

2.7.6.2. 并发标记 ................................................................................................................................................34

2.7.6.3. 重新标记 ................................................................................................................................................34

2.7.6.4. 并发清除 ................................................................................................................................................34

2.7.7.

收集器

...............................................................................................................................34

2.8.

JAVA IO/NIO...........................................................................................................................34

2.8.1.

阻塞

模型

...........................................................................................................................34

2.8.2.

非阻塞

模型

.......................................................................................................................35

2.8.3.

多路复用

模型

...................................................................................................................35

2.8.4.

信号驱动

模型

...................................................................................................................36

2.8.5.

异步

模型

...........................................................................................................................36

2.8.1.

JAVA IO

包

.............................................................................................................................36

2.8.2.

JAVA NIO ........................................................................................................................37

2.8.2.1. NIO 的缓冲区........................................................................................................................................38

2.8.2.2. NIO 的非阻塞........................................................................................................................................38

2.8.3.

Channel ...........................................................................................................................40

2.8.4.

Buffer ...............................................................................................................................40

2.8.5.

Selector ...........................................................................................................................40

2.9.

JVM 类加载机制 ...................................................................................................................................41

2.9.1.1. 加载.............................................................................................................................................................41

2.9.1.2. 验证.............................................................................................................................................................41

2.9.1.3. 准备.............................................................................................................................................................41

2.9.1.4. 解析.............................................................................................................................................................41

2.9.1.5. 符号引用 ................................................................................................................................................42

2.9.1.6. 直接引用 ................................................................................................................................................42

2.9.1.7. 初始化.........................................................................................................................................................42

2.9.1.8. 类构造器<client>.....................................................................................................................................42

2.9.2.

类加载器

.................................................................................................................................42

2.9.2.1. 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader) ..............................................................................................43

2.9.2.2. 扩展类加载器(Extension ClassLoader)...............................................................................................43

2.9.2.3. 应用程序类加载器(Application ClassLoader)：............................................................................43

2.9.3.

双亲委派

.................................................................................................................................43

2.9.4.

OSGI

（动态模型系统）

.......................................................................................................44

2.9.4.1. 动态改变构造 ........................................................................................................................................44

2.9.4.2. 模块化编程与热插拔 ............................................................................................................................44

JAVA 集合 ....................................................................................................................................................45

3.1.

接口继承关系和实现............................................................................................................................45

3.2.

LIST............................................................................................................................................................................47

3.2.1.

ArrayList

（数组）

..................................................................................................................47

3.2.2.

Vector

（数组实现、线程同步）

..........................................................................................47

3.2.3.

LinkList

（链表）

....................................................................................................................47

3.3.

SET ............................................................................................................................................................................48

3.3.1.1.

HashSet（Hash 表） ...............................................................................................................................48

3.3.1.2.

TreeSet（二叉树）...................................................................................................................................49

3.3.1.3.

LinkHashSet（HashSet+LinkedHashMap）.....................................................................................49

3.4.

MAP ...........................................................................................................................................................................50

3.4.1.

HashMap

（数组

链表

红黑树）

........................................................................................50

3.4.1.1.

JAVA7 实现................................................................................................................................................50

3.4.1.2.

JAVA8 实现................................................................................................................................................51

3.4.2.

ConcurrentHashMap .......................................................................................................51

3.4.2.1.

Segment 段................................................................................................................................................51

3.4.2.2.

线程安全（Segment 继承 ReentrantLock 加锁）................................................................................51

3.4.2.3. 并行度（默认 16） ...................................................................................................................................52

3.4.2.4. Java8 实现（引入了红黑树） ................................................................................................................52

13/01/2022

Page 3 of 283

正常结束

异常结束

非公平锁

公平锁

代码实现

3.4.3.

HashTable

（线程安全）

......................................................................................................53

3.4.4.

TreeMap

（可排序）

.............................................................................................................53

3.4.5.

LinkHashMap

（记录插入顺序）

.........................................................................................53

JAVA 多线程并发 ........................................................................................................................................54

4.1.1.

JAVA

并发知识库

..................................................................................................................54

4.1.2.

JAVA

线程实现

创建方式

.....................................................................................................54

4.1.2.1. 继承 Thread 类 ..........................................................................................................................................54

4.1.2.2. 实现 Runnable 接口。..............................................................................................................................54

4.1.2.3. ExecutorService、Callable<Class>、Future 有返回值线程 ..............................................................55

4.1.2.4. 基于线程池的方式.....................................................................................................................................56

4.1.3.

种线程池

..............................................................................................................................56

4.1.3.1. newCachedThreadPool...............................................................................................................57

4.1.3.2. newFixedThreadPool ..................................................................................................................57

4.1.3.3. newScheduledThreadPool ..........................................................................................................58

4.1.3.4. newSingleThreadExecutor........................................................................................................................58

4.1.4.

线程生命周期

(

状态

) ........................................................................................................58

4.1.4.1. 新建状态（NEW） ...................................................................................................................................58

4.1.4.2. 就绪状态（RUNNABLE）： ...................................................................................................................59

4.1.4.3. 运行状态（RUNNING）： ......................................................................................................................59

4.1.4.4. 阻塞状态（BLOCKED）：......................................................................................................................59

等待阻塞（o.wait->等待对列）： ........................................................................................................................59

同步阻塞(lock->锁池)...............................................................................................................................59

其他阻塞(sleep/join) ................................................................................................................................59

4.1.4.5. 线程死亡（DEAD）..................................................................................................................................59

................................................................................................................................................................59

调用 stop .................................................................................................................................................59

4.1.5.

终止线程

种方式

.................................................................................................................60

4.1.5.1. 正常运行结束.............................................................................................................................................60

4.1.5.2. 使用退出标志退出线程.............................................................................................................................60

4.1.5.3. Interrupt 方法结束线程 .............................................................................................................................60

4.1.5.4. stop 方法终止线程（线程不安全） ........................................................................................................61

4.1.6.

sleep

与

wait

区别

..................................................................................................................61

4.1.7.

start

与

run

区别

.....................................................................................................................62

4.1.8.

JAVA

后台线程

......................................................................................................................62

4.1.9.

JAVA

锁

..................................................................................................................................63

4.1.9.1. 乐观锁.........................................................................................................................................................63

4.1.9.2. 悲观锁.........................................................................................................................................................63

4.1.9.3. 自旋锁.........................................................................................................................................................63

自旋锁的优缺点 ......................................................................................................................................................63

自旋锁时间阈值（1.6 引入了适应性自旋锁）....................................................................................................63

自旋锁的开启 ..........................................................................................................................................................64

4.1.9.4. Synchronized 同步锁................................................................................................................................64

Synchronized 作用范围.........................................................................................................................................64

Synchronized 核心组件.........................................................................................................................................64

Synchronized 实现.................................................................................................................................................64

4.1.9.5. ReentrantLock.............................................................................................................................66

Lock 接口的主要方法.............................................................................................................................................66

................................................................................................................................................................66

....................................................................................................................................................................67

ReentrantLock 与 synchronized ..............................................................................................................67

ReentrantLock 实现 ...............................................................................................................................................67

Condition 类和 Object 类锁方法区别区别...........................................................................................................68

tryLock 和 lock 和 lockInterruptibly 的区别 .........................................................................................................68

4.1.9.6. Semaphore 信号量 ...................................................................................................................................68

实现互斥锁（计数器为 1）...................................................................................................................................68

................................................................................................................................................................68

Semaphore 与 ReentrantLock.................................................................................................................69

4.1.9.7. AtomicInteger ..............................................................................................................................69

13/01/2022

Page 4 of 283

4.1.9.8. 可重入锁（递归锁）.................................................................................................................................69

4.1.9.9. 公平锁与非公平锁.....................................................................................................................................70

公平锁（Fair） .......................................................................................................................................................70

非公平锁（Nonfair） .............................................................................................................................................70

4.1.9.10. ReadWriteLock 读写锁........................................................................................................................70

读锁 ..........................................................................................................................................................................70

写锁 ..........................................................................................................................................................................70

4.1.9.11. 共享锁和独占锁 ....................................................................................................................................70

独占锁 ......................................................................................................................................................................70

共享锁 ......................................................................................................................................................................70

4.1.9.12. 重量级锁（Mutex Lock） ..................................................................................................................71

4.1.9.13. 轻量级锁 ................................................................................................................................................71

锁升级 ......................................................................................................................................................................71

4.1.9.14. 偏向锁 ....................................................................................................................................................71

4.1.9.15. 分段锁 ....................................................................................................................................................71

4.1.9.16. 锁优化 ....................................................................................................................................................71

减少锁持有时间 ......................................................................................................................................................72

减小锁粒度 ..............................................................................................................................................................72

锁分离 ......................................................................................................................................................................72

锁粗化 ......................................................................................................................................................................72

锁消除 ......................................................................................................................................................................72

4.1.10.

线程基本方法

.........................................................................................................................72

4.1.10.1. 线程等待（wait） .................................................................................................................................73

4.1.10.2. 线程睡眠（sleep）...............................................................................................................................73

4.1.10.3. 线程让步（yield） ................................................................................................................................73

4.1.10.4. 线程中断（interrupt）..........................................................................................................................73

4.1.10.5. Join 等待其他线程终止 ........................................................................................................................74

4.1.10.6. 为什么要用 join()方法？ ......................................................................................................................74

4.1.10.7. 线程唤醒（notify）...............................................................................................................................74

4.1.10.8. 其他方法： ............................................................................................................................................74

4.1.11.

线程上下文切换

.....................................................................................................................75

4.1.11.1. 进程 ........................................................................................................................................................75

4.1.11.2.

上下文 ....................................................................................................................................................75

4.1.11.3.

寄存器 ....................................................................................................................................................75

4.1.11.4.

程序计数器 ............................................................................................................................................75

4.1.11.5.

PCB-“切换桢”...................................................................................................................................75

4.1.11.6.

上下文切换的活动： ............................................................................................................................76

4.1.11.7.

引起线程上下文切换的原因 ................................................................................................................76

4.1.12.

同步锁与死锁

.........................................................................................................................76

4.1.12.1. 同步锁 ....................................................................................................................................................76

4.1.12.2. 死锁 ........................................................................................................................................................76

4.1.13.

线程池原理

.............................................................................................................................76

4.1.13.1. 线程复用 ................................................................................................................................................76

4.1.13.2. 线程池的组成 ........................................................................................................................................76

4.1.13.3. 拒绝策略 ................................................................................................................................................78

4.1.13.4. Java 线程池工作过程 ...........................................................................................................................78

4.1.14.

JAVA

阻塞队列原理

..............................................................................................................79

4.1.14.1. 阻塞队列的主要方法 ............................................................................................................................80

插入操作： ..............................................................................................................................................................80

获取数据操作： ......................................................................................................................................................81

4.1.14.2. Java 中的阻塞队列 ...............................................................................................................................81

4.1.14.3. ArrayBlockingQueue（公平、非公平）.........................................................................................82

4.1.14.4. LinkedBlockingQueue（两个独立锁提高并发）...........................................................................82

4.1.14.5. PriorityBlockingQueue（compareTo 排序实现优先）...............................................................82

4.1.14.6. DelayQueue（缓存失效、定时任务）............................................................................................82

4.1.14.7. SynchronousQueue（不存储数据、可用于传递数据）...............................................................83

4.1.14.8. LinkedTransferQueue............................................................................................................................83

13/01/2022

Page 5 of 283

4.1.14.9. LinkedBlockingDeque ...........................................................................................................................83

4.1.15.

CyclicBarrier

、

CountDownLatch

、

Semaphore

的用法

.....................................................84

4.1.15.1. CountDownLatch（线程计数器）..................................................................................................84

4.1.15.2. CyclicBarrier（回环栅栏-等待至 barrier 状态再全部同时执行） ................................................84

4.1.15.3. Semaphore（信号量-控制同时访问的线程个数）.........................................................................85

4.1.16.

volatile

关键字的作用（变量可见性、禁止重排序）

................................................................87

变量可见性 ..............................................................................................................................................................87

禁止重排序 ..............................................................................................................................................................87

比 sychronized 更轻量级的同步锁.......................................................................................................................87

适用场景 ..................................................................................................................................................................87

4.1.17.

如何在两个线程之间共享数据

.............................................................................................88

将数据抽象成一个类，并将数据的操作作为这个类的方法 ..............................................................................88

Runnable 对象作为一个类的内部类 ....................................................................................................................89

4.1.18.

ThreadLocal

作用（线程本地存储）

...................................................................................90

ThreadLocalMap（线程的一个属性） ................................................................................................................90

使用场景 ..................................................................................................................................................................91

4.1.19.

synchronized

和

ReentrantLock

的区别

......................................................................................91

4.1.19.1. 两者的共同点： ....................................................................................................................................91

4.1.19.2. 两者的不同点： ....................................................................................................................................92

4.1.20.

ConcurrentHashMap

并发

.....................................................................................................92

4.1.20.1. 减小锁粒度 ............................................................................................................................................92

4.1.20.2. ConcurrentHashMap 分段锁............................................................................................................92

ConcurrentHashMap 是由 Segment 数组结构和 HashEntry 数组结构组成 ..................................................93

4.1.21.

Java

中用到的线程调度

........................................................................................................93

4.1.21.1. 抢占式调度： ........................................................................................................................................93

4.1.21.2. 协同式调度： ........................................................................................................................................93

4.1.21.3. JVM 的线程调度实现（抢占式调度） ...............................................................................................94

4.1.21.4. 线程让出 cpu 的情况： .......................................................................................................................94

4.1.22.

进程调度算法

.........................................................................................................................94

4.1.22.1. 优先调度算法 ........................................................................................................................................94

4.1.22.2. 高优先权优先调度算法 ........................................................................................................................95

4.1.22.3. 基于时间片的轮转调度算法 ................................................................................................................96

4.1.23.

什么是

CAS

（比较并交换-乐观锁机制-锁自旋）

....................................................................96

4.1.23.1. 概念及特性 ............................................................................................................................................96

4.1.23.2. 原子包 java.util.concurrent.atomic（锁自旋）.............................................................................97

4.1.23.3. ABA 问题...............................................................................................................................................98

4.1.24.

什么是

AQS

（抽象的队列同步器）

...........................................................................................98

Exclusive 独占资源-ReentrantLock .........................................................................................................99

Share 共享资源-Semaphore/CountDownLatch .......................................................................................99

同步器的实现是 ABS 核心（state 资源状态计数）.........................................................................................100

ReentrantReadWriteLock 实现独占和共享两种方式 ......................................................................................100

JAVA 基础 ..................................................................................................................................................101

5.1.1.

JAVA

异常分类及处理

........................................................................................................101

5.1.1.1. 概念 ......................................................................................................................................................101

5.1.1.2. 异常分类 ..............................................................................................................................................101

Error ......................................................................................................................................................101

Exception（RuntimeException、CheckedException）.............................................................................101

5.1.1.3. 异常的处理方式 ..................................................................................................................................102

遇到问题不进行具体处理，而是继续抛给调用者（throw,throws）..........................................................102

try catch 捕获异常针对性处理方式....................................................................................................................102

5.1.1.4. Throw 和 throws 的区别： ..............................................................................................................102