Java面试高频知识点总结

程序员文章站 2024-03-23 20:17:58

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Java基础

- NIO的实现原理
NIO主要有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector。传统 IO 基于字节流和字符流进行操作，而 NIO 基于 Channel 和 Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择区)用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，数据到达）。因此，单个线程可以监听多个数据通道。
Java面试高频知识点总结
IO是面向流的，而NIO是面向缓冲区的。
NIO的缓冲区：
JavaIO面向流意味着每次从流中读取一个或多个字节直到读取完所有字节，数据没有被缓存到任何地方，不能前后移动流中的数据，只有将其混村到一个缓冲区中。而NIO可以，数据读取到缓冲区中随后可以在缓冲区中移动，但是，还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且，需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。
NIO的非阻塞：
JavaIO各种流是阻塞的，一个线程调用读写方法时，线程会被阻塞直到数据被处理，期间不能干别的事。
NIO的非阻塞，当一个线程从某通道发送读取数据请求，它只能得到当前可用的数据，如果没有他所需要的数据，不会等待也不会阻塞，直到数据变得可用之前它都可以去干任何事。线程通常将非阻塞 IO 的空闲时间用于在其它通道上执行 IO 操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。
- HashMap、HashSet
HashMap实现原理
HashMap允许K-V为空，当其key为null时，调用putForNullKey方法，放入到table[0]的这个位置
HashMap的扩容机制：
扩容必须满足两个条件：
1、存放新值的时候当前已有元素的个数必须大于等于阈值（数组大小*loadfactor加载因子大小）
2、存放新值的时候当前存放数据发生hash碰撞（当前key计算的hash值换算出来的数组下标位置已经存在值）
扩容后放在二倍大小的新数组中

void resize(int newCapacity) {
　　　　Entry[] oldTable = table;
　　　　int oldCapacity = oldTable.length;
　　　　//判断是否有超出扩容的最大值，如果达到最大值则不进行扩容操作
　　　　if (oldCapacity == MAXIMUM_CAPACITY) {
　　　　　　threshold = Integer.MAX_VALUE;
　　　　　　return;
　　　　}
 
　　　　Entry[] newTable = new Entry[newCapacity];
　　　　// transfer()方法把原数组中的值放到新数组中
　　　　transfer(newTable, initHashSeedAsNeeded(newCapacity));
　　　　//设置hashmap扩容后为新的数组引用
　　　　table = newTable;
　　　　//设置hashmap扩容新的阈值
　　　　threshold = (int)Math.min(newCapacity * loadFactor, MAXIMUM_CAPACITY + 1);
　　}

transfer()在实际扩容时候把原来数组中的元素放入新的数组中


void transfer(Entry[] newTable, boolean rehash) {
　　　　int newCapacity = newTable.length;
　		for (Entry<K,V> e : table) {
　　　　　　while(null != e) {
　　　　　　　　Entry<K,V> next = e.next;
　　　　　　　　if (rehash) {
　　　　　　　　　　e.hash = null == e.key ? 0 : hash(e.key);
　　　　　　　　}
　　　　　　　　//通过key值的hash值和新数组的大小算出在当前数组中的存放位置
　　　　　　　　int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
　　　　　　　　e.next = newTable[i];
　　　　　　　　newTable[i] = e;
　　　　　　　　e = next;
　　　　　　}
　　　　}
　　}

因为上面这两个条件，所以存在下面这些情况
（1）、就是hashmap在存值的时候（默认大小为16，负载因子0.75，阈值12），可能达到最后存满16个值的时候，再存入第17个值才会发生扩容现象，因为前16个值，每个值在底层数组中分别占据一个位置，并没有发生hash碰撞。
（2）、当然也有可能存储更多值（超多16个值，最多可以存26个值）都还没有扩容。原理：前11个值全部hash碰撞，存到数组的同一个位置（这时元素个数小于阈值12，不会扩容），后面所有存入的15个值全部分散到数组剩下的15个位置（这时元素个数大于等于阈值，但是每次存入的元素并没有发生hash碰撞，所以不会扩容），前面11+15=26，所以在存入第27个值的时候才同时满足上面两个条件，这时候才会发生扩容现象。
HashSet实现原理
HashSet的去重原理：
HashMap 的 put() 方法添加 key-value 对时，当新放入 HashMap 的 Entry 中 key 与集合中原有 Entry 的 key 相同（hashCode()返回值相等，通过 equals 比较也返回 true），新添加的 Entry 的 value 会将覆盖原来 Entry 的 value（HashSet 中的 value 都是PRESENT），但 key 不会有任何改变，因此如果向 HashSet 中添加一个已经存在的元素时，新添加的集合元素将不会被放入 HashMap中，原来的元素也不会有任何改变，这也就满足了 Set 中元素不重复的特性。
- LinkedHashMap
LinkedHashMap实现原理

- ConcurrentHashMap
ConcurrentHashMap实现原理
成员是segment数组，而segment数组的数据结构为HashEntry的数组，HashEntry存储键值对可以构成链表。
并发写：put方法要加锁完成，先调用ConcurrentHashMap的put()方法，再调用segment的put()方法，先加锁得到hash对应table中的索引index，再找到hash对应的具体是那个桶，即哪个hashEntry链表，操作完后解锁。
加锁操作针对的hash值对应的是某个segment而不是整个ConcurrentHashMap，因此其他线程也可以对别的segment进行put操作，同时读线程不会因本线程加锁而阻塞。
- hashcode与equals方法
equals只能用于对象间来判断是否相等，hashcode计算对象的哈希码

equals相等的两个对象，hashcode一定要相等，但hashcode相等的两个对象不一定equals相等
重写对象的equals方法必须重写hashCode方法，尽管不写也能通过编译；

- RuntimeException和Exception Error
Throwable 是 Java 语言中所有错误或异常的超类。下一层分为 Error 和 Exception。
Error：程序发生不可控的错误时通常通知用户并终止程序的进行，它代表编译时间和系统错误，用来指示合理的应用程序不应该试图捕获严重问题，由java虚拟机生成并抛出，包括动态连接失败，虚拟机错误等。
Exception：分为CheckedException和RuntimeException
RuntimeException：如 NullPointerException 、 ClassCastException是那些可能在 Java 虚拟机正常运行期间抛出的异常的超类
CheckedException：一般是外部错误，这种异常都发生在编译阶段，Java 编译器会强制程序去捕获此类异常，即会出现要求你把这段可能出现异常的程序进行 try catch，该类异常一般包括几个方面：

试图在文件尾部读取数据
试图打开一个错误格式的 URL
试图根据给定的字符串查找 class 对象，而这个字符串表示的类并不存在
如 I/O 错误导致的 IOException、SQLException。

- 注解的使用
Java注解
- 基本数据类型
数值型：
整数类型：

类型	大小	范围
byte	1字节	-128~127
short	2字节	-2^15 ~ 2^15 -1（-32768~32767）
int	4字节	-2^31 ~2^31-1
long	8字节	-2^63 ~2^63-1

浮点类型：

类型	大小
float	4字节
double	8字节

字符型：

char	2字节

布尔型：

boolean	1字节

- 五种常见的网络IO模型
1.阻塞IO模型
2.非阻塞IO模型
3.多路复用IO模型
4.信号驱动IO模型
5.异步IO模型

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