目录
一.类、对象、方法、变量
二.集合类
三.流
四.多线程
五.异常处理
六.JVM
七.HotSpot虚拟机中的7种垃圾收集器
八.Javaweb

一、类、对象、方法、变量

1.知识图谱

2.类的访问控制符


1.类指外部类,最大的类,修饰符有public(表示该类在项目所有类中可以被导入),default(该类只能在同一个package中使用),abstract,final
2.内部类指位于类内部但不包括位于块、构造器、方法内,且有名称的类,修饰符有public,private,protected访问控制符,也可以用static,final关键字修饰,public和private比较简单,一个表示可以被所有类访问,一个表示只能被自身访问,protected修饰的成员类可以被同一个包中的类和子类访问。而default修饰的成员类只能被同一个包中的类访问。
3.局部内部类指位于块、构造器、方法内的有名称类,最多只能有final修饰

3.java中(.java)的文件名与类名的关系

1.在一个文件中,有且只能有一个public类,该类与文件同名
2.在一个文件中,可以不存在public类
3.在一个文件中,可以不存在与文件同名的类(前提是此文件中没有public类)
4.a.java中可以有private b 类 和 private c 类

4.Java关键字,保留字,标识符

关键字列表(依字母排序共51组):
abstract, assert,boolean, break, byte, case, catch, char, class, const, continue, default, do, double, else, enum,extends, final, finally, float, for, if, implements, import, instanceof, int, interface, long, native, new,package, private, protected, public, return, short,static, strictfp, super,switch, synchronized,this, throw, throws, transient,
try, void, volatile, while
保留字列表 (依字母排序共14组) : Java保留字是指现有Java版本尚未使用但以后版本可能会作为关键字使用。
byValue, cast, false, future, generic, inner, operator, outer, rest, true, var , goto ,const,null
java中true ,false , null在java中不是关键字,也不是保留字,它们只是显式常量值,但是你在程序中不能使用它们作为标识符。
其中const和goto是java的保留字。java中所有的关键字都是小写的,还有要注意true,false,null, friendly,sizeof不是java的关键字,但是你不能把它们作为java标识符用。
1.String类是final类,也即意味着String类不能被继承,并且它的成员方法都默认为final方法。在java中,被final修饰的类是不能被继承的,并且该类中的成员方法都默认为final方法。String类底层是char数组来保存字符串的。
2.String str = “string”;先检查在字符串常量池中是否已创建,没有则创建,并指向它,有则直接指向;String str = new String();在堆中直接创建一块地址,并指向它;String str = new String(“string”);实际上创建了2个String对象,就是使用“sting”通过双引号创建的(在字符串常量池),另一个是通过new创建的(在堆里)。只不过他们的创建的时期不同,一个是编译期,一个是运行期。String str = “str” + new String(“ing”);必须在运行时才知道str是什么,所以它是指向的是堆里定义的字符串“string”,String str = “str” + “ing”和String str = “string”一样;

5.String a = new String(“hx”) 和 String a = “hx” 问题

a.intern
在JDK1.6时,先判断常量池中有无”hx”,有:直接返回常量池中”hx”的地址,无:在常量池中创建字符串”hx”,最后返回常量池中”hx”的地址。
在JDK1.7及以后,先判断常量池中有无”hx”,有:直接返回常量池中”hx”的地址,无:在常量池中创建一个引用,引用的内容是堆中”hx”的地址,最后返回常量池中引用所指向的堆的地址。

String a = new String("hx");
System.out.println("1."+(a == a.intern()));

false
第一句,在堆中创建“hx”并由a指向它,然后判断在常量池中有无“hx”,无:在常量池中创建一个“hx”。第二句,a.intern,判断常量池中有无”hx”,有:直接返回常量池中”hx”的地址,

String a = new String("h")+new String("x");
a.intern();
String b = "hx";
System.out.println("2."+(a == a.intern()));
System.out.println("3."+(b == a));

true
true
第一句,在堆中分别创建“h”和“x”,在常量池中创建“h”和“x”,(然后通过StringBuilder对象调用append方法进行两次字符串的添加操作,最后用StringBuilder的toString方法返回了堆中的字符串对象),a指向堆中的“hx”。a.intern,先判断常量池中有无“hx”,无:在常量池中创建一个引用,这个引用指向堆中的“hx”,所以a == a.intern()为true。
第三句,判断常量池中有无“hx”或指向“hx”的引用,有:返回在常量池中“hx”引用,这个引用指向堆中的“hx”,

String a = new String("hx");
a.intern();
String b ="hx";
System.out.println("4."+(a == b));
System.out.println("5."+(b == a.intern()));

false
true

String a = new String("hx");
String b = "hx";
a.intern();
System.out.println("6."+(a == a.intern()));
System.out.println("7."+(b == a.intern()));

false
true
是否有些头绪了?总之常量池中内容相同的,地址一定相同,谁第一个占坑了(两种占坑方式:intern()方法和直接声明常量,例如String t = “abc”),以后和它内容相同的都引用这个坑没差,重点要理解intern()方法引用的是哪个对象,地址在堆中还是在常量池中,还有一点,intern()方法一定是引用某个对象,绝不会自己创建一个对象然后引用的。
最后还有两种情况

String a = "h";String b = "hx"
String c = a+"x";
System.out.println(b == c);

结果是false
但如果改一下子,第一条语句加个关键字final

final String a = "h";String b = "hx";String c = a+"x";System.out.println(b == c);

结果是true
以下纯属个人理解:
首先出现这种情况无非就是引用的对象不相同,那第一种情况就是,b引用的对象在常量池中,c引用的对象在堆中;
第二种情况是,b和c引用的对象为同一个,均在常量池中。
就是final的问题,有这个关键字时,String c = a + “x”;在编译时就那啥(描述不来,凑合着理解理解)产生了一个常量放在常量池中,然后发现已经有一个内容相同的了,就直接引用那个的了;没有这个关键字时,String c = a+"x"在运行时才产生结果,这个结果就只能是一个对象了,放在堆中,无法放入常量池中,因为常量池的内容在编译后就确定了,所以c == a自然就是false;

6.字符转数字,数字转字符

String s = "169";
byte b = Byte.parseByte( s );
short t = Short.parseShort( s );
int i = Integer.parseInt( s );
long l = Long.parseLong( s );
Float f = Float.parseFloat( s );
Double d = Double.parseDouble( s );
int num = 12;
String s=Integer.toString(num);
String tranToStr = String.valueOf(num);// 其中 value 为任意一种数字类型。

Integer.valueof返回的是Integer对象,Integer.paseInt返回的是int

7.intVaue(),parseInt(),Valueof()

intValue()是把Integer对象类型变成int的基础数据类型;
parseInt()是把String 变成int的基础数据类型;
Valueof()是把String 转化成Integer对象类型;(现在JDK版本支持自动装箱拆箱了。)
本题:parseInt得到的是基础数据类型int,valueof得到的是装箱数据类型Integer,然后再通过valueInt转换成int,所以选择D

8.JUnit单元测试框架

JUnit是一个Java语言的单元测试框架,有程序员自测,就是所谓的白盒测试,主要四个方向 1、用于测试期望结果的断言(Assertion)2、用于共享共同测试数据的测试工具 3、用于方便的组织和运行测试的测试套件 4、图形和文本的测试运行器。

9.Java类、方法、接头默认访问级别

java类和类的属性默认访问级别default(但不可写出default,写出则会出现编译错误),方法默认访问级别private,接口方法默认是public

10.Java8的接口方法可以有如下定义

only public, abstract, default, static and strictfp are permitted

11.System.out.println();

System是java.lang.*下的一个final类。public final class System
out是System类中的一个静态成员(PrintStream对象)。public final static PrintStream out = null
println是PrintStream类中的一个成员方法。public void println(Object x)

12.JDK中的包和他们的基本功能

  1. java.awt:提供了绘图和图像类,主要用于编写GUI程序,包括按钮、标签等常用组件以及相应的事件类。
  2. java.lang:java的语言包,是核心包,默认导入到用户程序,包中有object类,数据类型包装类,数学类,字符串类,系统和运行时类,操作类,线程类,错误和异常处理类,过程类。
  3. java.io:包含提供多种输出输入功能的类。
  4. java.net: 包含执行与网络有关的类,如URL,SCOKET,SEVERSOCKET等。
  5. java.applet:包含java小应用程序的类。
  6. java.util:包含集合框架、遗留的 collection 类、事件模型、日期和时间设施、国际化和各种实用工具类(字符串标记生成器、随机数生成器和位数组、日期Date类、堆栈Stack类、向量Vector类等)。集合类、时间处理模式、日期时间工具等各类常用工具包。
  7. java.sql:提供使用 JavaTM 编程语言访问并处理存储在数据源(通常是一个关系数据库)中的数据的 API。

13.Comparator.compare方法,大于0升序,小于0降序

public String PrintMinNumber(int[] numbers) {int n;String s = "";ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();n = numbers.length;for (int i = 0; i < n; i++) {list.add(numbers[i]);}Collections.sort(list, new Comparator<Integer>() {public int compare(Integer str1, Integer str2) {String s1 = str1 + "" + str2;String s2 = str2 + "" + str1;return s1.compareTo(s2);}});for (int j : list) {s += j;}return s;
}

14.类的加载顺序


父类静态变量—>父类静态代码块—>子类静态变量—>子类静态代码块—>父类非静态变量—>父类非静态代码块—>父类构造方法—>子类非静态变量—>子类非静态代码块—>子类构造方法
15.Java类加载器
类的加载是由类加载器完成的,类加载器包括:根加载器( BootStrap )、扩展加载器( Extension )、系统加载器( System )和用户自定义类加载器( java.lang.ClassLoader 的子类)。从 Java 2 ( JDK 1.2 )开始,类加载过程采取了父亲委托机制(PDM )。 PDM 更好的保证了 Java 平台的安全性,在该机制中, JVM 自带的 Bootstrap 是根加载器,其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载,父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。 JVM 不会向 Java 程序提供对 Bootstrap 的引用。下面是关于几个类加载器的说明:
Bootstrap ClassLoader:一般用本地代码实现,负责加载 JVM 基础核心类库( rt.jar ),是用原生代码实现的;负责加载$ JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class,由C++实现,不是ClassLoader子类
Extension ClassLoader:从 java.ext.dirs 系统属性所指定的目录中加载类库,它的父加载器是 Bootstrap ;负责加载java平台中扩展功能的一些jar包,包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
system class loader :又叫应用类加载器,其父类是 Extension 。它是应用最广泛的类加载器。它从环境变量 classpath或者系统属性 java.class.path 所指定的目录中加载类,是用户自定义加载器的默认父加载器。
Custom ClassLoader: java.lang.ClassLoader 的子类 ,属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader,如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader,加载过程中会先检查类是否被已加载,检查顺序是自底向上,从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查,只要某个classloader已加载就视为已加载此类,保证此类只所有ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下,也就是由上层来逐层尝试加载此类。

16.内部类

17.匿名内部类

匿名内部类的创建格式为: new 父类构造器(参数列表)|实现接口(){
//匿名内部类的类体实现
}
使用匿名内部类时,必须继承一个类或实现一个接口
匿名内部类由于没有名字,因此不能定义构造函数
匿名内部类中不能含有静态成员变量和静态方法

18.类方法和对象方法

在类方法中调用本类的类方法可直接调用。 实例方法也叫做对象方法。
类方法是属于整个类的,而实例方法是属于类的某个对象的。
由于类方法是属于整个类的,并不属于类的哪个对象,所以类方法的方法体中不能有与类的对象有关的内容。即类方法体有如下限制:
(1) 类方法中不能引用对象变量;
(2) 类方法中不能调用类的对象方法;
(3) 在类方法中不能使用super、this关键字。
(4) 类方法不能被覆盖。
如果违反这些限制,就会导致程序编译错误。
与类方法相比,对象方法几乎没有什么限制:
(1) 对象方法中可以引用对象变量,也可以引用类变量;
(2) 对象方法中可以调用类方法;
(3) 对象方法中可以使用super、this关键字。

19.抽象类和接口

抽象类
1.抽象类中可以构造方法
2.抽象类中可以存在普通属性,方法,静态属性和方法。
3.抽象类中可以存在抽象方法。
4.如果一个类中有一个抽象方法,那么当前类一定是抽象类;抽象类中不一定有抽象方法。
5.抽象类中的抽象方法,需要有子类实现,如果子类不实现,则子类也需要定义为抽象的。
6,抽象类不能被实例化,抽象类和抽象方法必须被abstract修饰
关键字使用注意:
抽象类中的抽象方法(其前有abstract修饰)不能用private、static、synchronized、native访问修饰符修饰。
接口
1.在接口中只有方法的声明,没有方法体。
2.在接口中只有常量,因为定义的变量,在编译的时候都会默认加上public static final
3.在接口中的方法,永远都被public来修饰。
4.接口中没有构造方法,也不能实例化接口的对象。(所以接口不能继承类)
5.接口可以实现多继承
6.接口中定义的方法都需要有实现类来实现,如果实现类不能实现接口中的所有方法则实现类定义为抽象类。
7,接口可以继承接口,用extends

20.Java中的方法覆盖(Overriding)和方法重载(Overloading)是什么意思?

Java中的方法重载发生在同一个类里面两个或者是多个方法的方法名相同但是参数不同的情况。与此相对,方法覆盖是说子类重新定义了父类的方法。方法覆盖必须有相同的方法名,参数列表和返回类型。覆盖者可能不会限制它所覆盖的方法的访问。

21.多态题:

Test.main()函数执行后的输出是( )

class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println(new B().getValue());}static class A {protected int value;public A (int v) {setValue(v);}public void setValue(int value) {this.value= value;}public int getValue() {try {value ++;return value;} finally {this.setValue(value);System.out.println(value);}}}static class B extends A {public B () {super(5);setValue(getValue()- 3);}public void setValue(int value) {super.setValue(2 * value);}}
}

输出结果为22 34 17
思考和解决这个题的主要核心在于对java多态的理解。个人理解时,执行对象实例化过程中遵循多态特性 ==> 调用的方法都是将要实例化的子类中的重写方法,只有明确调用了super.xxx关键词或者是子类中没有该方法时,才会去调用父类相同的同名方法。
Step 1: new B()构造一个B类的实例
此时super(5)语句调用显示调用父类A带参的构造函数,该构造函数调用setValue(v),这里有两个注意点一是虽然构造函数是A类的构造函数,但此刻正在初始化的对象是B的一个实例,因此这里调用的实际是B类的setValue方法,于是调用B类中的setValue方法 ==> 而B类中setValue方法显示调用父类的setValue方法,将B实例的value值设置为2 x 5 = 10。
紧接着,B类的构造函数还没执行完成,继续执行setValue(getValue()- 3) // 备注1语句。
先执行getValue方法,B类中没有重写getValue方法,因此调用父类A的getValue方法。这个方法比较复杂,需要分步说清楚:
调用getValue方法之前,B的成员变量value值为10。
value++ 执行后, B的成员变量value值为11,此时开始执行到return语句,将11这个值作为getValue方法的返回值返回出去
但是由于getValue块被try finally块包围,因此finally中的语句无论如何都将被执行,所以步骤2中11这个返回值会先暂存起来,到finally语句块执行完毕后再真正返回出去。
这里有很重要的一点:finally语句块中 this.setValue(value)方法调用的是B类的setValue方法。为什么?因为此刻正在初始化的是B类的一个对象(运行时多态),就像最开始第一步提到的一样(而且这里用了使用了this关键词显式指明了调用当前对象的方法)。因此,此处会再次调用B类的setValue方法,同上,super.关键词显式调用A的setValue方法,将B的value值设置成为了2 * 11 = 22。
因此第一个打印项为22。
finally语句执行完毕 会把刚刚暂存起来的11 返回出去,也就是说这么经历了这么一长串的处理,getValue方法最终的返回值是11。
回到前面标注了 //备注1 的代码语句,其最终结果为setValue(11-3)=>setValue(8)
而大家肯定也知道,这里执行的setValue方法,将会是B的setValue方法。 之后B的value值再次变成了2*8 = 16;
Step2: new B().getValue()
B类中没有独有的getValue方法,此处调用A的getValue方法。同Step 1,
调用getValue方法之前,B的成员变量value值为16。
value++ 执行后, B的成员变量value值为17,此时执行到return语句,会将17这个值作为getValue方法的返回值返回出去
但是由于getValue块被try finally块包围而finally中的语句无论如何都一定会被执行,所以步骤2中17这个返回值会先暂存起来,到finally语句块执行完毕后再真正返回出去。
finally语句块中继续和上面说的一样: this.setValue(value)方法调用的是B类的setValue()方法将B的value值设置成为了2 * 17 = 34。
因此第二个打印项为34。
finally语句执行完毕 会把刚刚暂存起来的17返回出去。
因此new B().getValue()最终的返回值是17.
Step3: main函数中的System.out.println
将刚刚返回的值打印出来,也就是第三个打印项:17
最终结果为 22 34 17。 如果朋友们在看的过程中仍然有疑问,可以亲自把代码复制进去ide,在关键语句打下断点,查看调用方法的对象以及运行时的对象值,可以有更深刻的理解。

22.面向对象是什么

面向过程就是分析出解决问题需要的步骤,然后用函数把这些步骤一个个实现,使用的时候依次调用,面向过程的核心是过程。
优点:性能比面向对象高,因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源,比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix等一般采用面向过程开发,性能是最重要的因素。
缺点:没有面向对象易维护、易复用、易扩展
面向对象是一种思想,就是把构成问题的事物分解成一个个对象,建立对象不是为了实现一个步骤,而是为了描述某个事物在解决问题中的行为,面向对象的核心是对象。面向对象有四大基本特性:抽象,封装,继承,多态。
优点:易维护、易复用、易扩展,由于面向对象有封装、继承、多态性的特性,可以设计出低耦合的系统,使系统更加灵活、更加易于维护
缺点:性能比面向过程低
面向对象的四大基本特性:
抽象:提取现实世界中某事物的关键特性,为该事物构建模型的过程。对同一事物在不同的需求下,需要提取的特性可能不一样。得到的抽象模型中一般包含:属性(数据)和操作(行为)。这个抽象模型我们称之为类。对类进行实例化得到对象。
封装:封装可以使类具有独立性和隔离性;保证类的高内聚。只暴露给类外部或者子类必须的属性和操作。类封装的实现依赖类的修饰符(public、protected和private等)
继承:对现有类的一种复用机制。一个类如果继承现有的类,则这个类将拥有被继承类的所有非私有特性(属性和操作)。这里指的继承包含:类的继承和接口的实现。
多态:多态是在继承的基础上实现的。多态的三个要素:继承、重写和父类引用指向子类对象。父类引用指向不同的子类对象时,调用相同的方法,呈现出不同的行为;就是类多态特性。多态可以分成编译时多态和运行时多态。
抽象、封装、继承和多态是面向对象的基础。在面向对象四大基础特性之上,我们在做面向对象编程设计时还需要遵循有一些基本的设计原则。

23.什么是Java虚拟机?为什么Java被称作是“平台无关的编程语言”?

java虚拟机是执行字节码文件(.class)的虚拟机进程。
java源程序(.java)被编译器编译成字节码文件(.class)。然后字节码文件,将由java虚拟机,解释成机器码(不同平台的机器码不同)。利用机器码操作硬件和操作系统
因为不同的平台装有不同的JVM,它们能够将相同的.class文件,解释成不同平台所需要的机器码。正是因为有JVM的存在,java被称为平台无关的编程语言。
把CPU处理器与操作系统的整体叫平台,每种cpu都有其特定的指令集,不同的操作系统支持不同CPU的指令集。
使用特定编译器编译的程序只能在对应的平台运行,这里也可以说编译器是与平台相关的,编译后的文件也是与平台相关的。我们说的语言跨平台是编译后的文件跨平台,而不是源程序跨平台,如果是源程序,任何一门语言都是跨平台的语言了。


C语言是编译执行的,编译器与平台相关,编译生成的可执行文件与平台相关;第二,Java是解释执行的,编译为中间码的编译器与平台无关,编译生成的中间码也与平台无关(一次编译,到处运行),中间码再由解释器解释执行,解释器是与平台相关的,也就是不同的平台需要不同的解释器.

24.jdk,jre,jvm


JDK
JDK为JAVA开发工具包,包含了JRE JVM.如果需要自行开发程序,选择JDK。
JRE
JRE是编写JAVA程序的运行环境,他把包括了JAVA虚拟机,以及运行类库。
如果需要调用他人程序可以使用JRE。
JVM
JVM是JAVA虚拟机,实现跨平台运行JAVA程序必不可少的东西,JAVA程序被编译后会生成CALSS文件,CLASS文件就是在JVM虚拟机上执行,但只有虚拟机是无法执行程序的,还需要运行类库。

25. ”static”关键字是什么意思?Java中是否可以覆盖(override)一个private或者是static的方法?

“static”关键字表明一个成员变量或者是成员方法可以在没有所属的类的实例变量的情况下被访问。
Java中static方法不能被覆盖,因为方法覆盖是基于运行时动态绑定的,而static方法是编译时静态绑定的。static方法跟类的任何实例都不相关,所以概念上不适用。
java中也不可以覆盖private的方法,因为private修饰的变量和方法只能在当前类中使用,如果是其他的类继承当前类是不能访问到private变量或方法的,当然也不能覆盖。

26.是否可以在static环境中访问非static变量?

static变量在Java中是属于类的,它在所有的实例中的值是一样的。当类被Java虚拟机载入的时候,会对static变量进行初始化。如果你的代码尝试不用实例来访问非static的变量,编译器会报错,因为这些变量还没有被创建出来,还没有跟任何实例关联上。

27.Java支持的数据类型有哪些?什么是自动拆装箱?

Java语言支持的8中基本数据类型是:
byte
short
int
long
float
double
boolean
char
自动装箱是Java编译器在基本数据类型和对应的对象包装类型之间做的一个转化。比如:把int转化成Integer,double转化成double,等等。反之就是自动拆箱。
首先知道String是引用类型不是基本类型,引用类型声明的变量是指该变量在内存中实际存储的是一个引用地址,实体在堆中。引用类型包括类、接口、数组等。String类还是final修饰的。
而包装类就属于引用类型,自动装箱和拆箱就是基本类型和引用类型之间的转换,至于为什么要转换,因为基本类型转换为引用类型后,就可以new对象,从而调用包装类中封装好的方法进行基本类型之间的转换或者toString(当然用类名直接调用也可以,便于一眼看出该方法是静态的),还有就是如果集合中想存放基本类型,泛型的限定类型只能是对应的包装类型。

28.Object类中的方法

1.wait() 线程等待
2.notify() 线程唤起
3.notifyall() 线程全部唤起
4.getClass() 获取对象的class
5.hashCode() 对象的hash值
6.clone() 复制
7.equals() 对象值比较,重写equals方法必须重写hashcode,对象的约定,例如不重写,hashMap的kv不一致;
8.tostring() 默认方法是 包名@改对象的hashCode十六进制表示
9.finalize() 基本没啥用,垃圾回收前调用的方法
首先,大致描述一下finalize流程:当对象变成(GC Roots)不可达时,GC会判断该对象是否覆盖了finalize方法,若未覆盖,则直接将其回收。否则,若对象未执行过finalize方法,将其放入F-Queue队列,由一低优先级线程执行该队列中对象的finalize方法。执行finalize方法完毕后,GC会再次判断该对象是否可达,若不可达,则进行回收,否则,对象“复活”。

29.值传递和引用传递

1、值传递
在方法的调用过程中,实参把它的实际值传递给形参,此传递过程就是将实参的值复制一份传递到函数中,这样如果在函数中对该值(形参的值)进行了操作将不会影响实参的值。因为是直接复制,所以这种方式在传递大量数据时,运行效率会特别低下。
2、引用传递
引用传递弥补了值传递的不足,如果传递的数据量很大,直接复过去的话,会占用大量的内存空间,而引用传递就是将对象的地址值传递过去,函数接收的是原始值的首地址值。在方法的执行过程中,形参和实参的内容相同,指向同一块内存地址,也就是说操作的其实都是源数据,所以方法的执行将会影响到实际对象。

30.在switch中使用string

在Java 7 以后,switch语句可以用作String类型上。
从本质来讲,switch对字符串的支持,其实也是int类型值的匹配。它的实现原理如下:
通过对case后面的String对象调用hashCode()方法,得到一个int类型的Hash值,然后用这个Hash值来唯一标识着这个case。
那么当匹配的时候,首先调用这个字符串的hashCode()方法,获取一个Hash值(int类型),用这个Hash值来匹配所有的case,
如果没有匹配成功,说明不存在;如果匹配成功了,接着会调用字符串的equals()方法进行匹配。
由此看出,String变量不能是null;同时,switch的case子句中使用的字符串也不能为null。

31. Java支持多继承么?

不支持。每个类都只能继承一个类,但是可以实现多个接口来达到多继承的目的。

32.接口和抽象类的区别?

抽象类是什么:
抽象类不能创建实例,它只能作为父类被继承。抽象类是从多个具体类中抽象出来的父类,它具有更高层次的抽象。从多个具有相同特征的类中抽象出一个抽象类,以这个抽象类作为其子类的模板,从而避免了子类的随意性。
(1) 抽象方法只作声明,而不包含实现,可以看成是没有实现体的虚方法
(2) 抽象类不能被实例化
(3) 抽象类可以但不是必须有抽象属性和抽象方法,但是一旦有了抽象方法,就一定要把这个类声明为抽象类
(4) 具体派生类必须覆盖基类的抽象方法
(5) 抽象派生类可以覆盖基类的抽象方法,也可以不覆盖。如果不覆盖,则其具体派生类必须覆盖它们
接口是什么:
(1) 接口不能被实例化
(2) 接口只能包含方法声明
(3) 接口的成员包括方法、属性、索引器、事件
(4) 接口中不能包含常量、字段(域)、构造函数、析构函数、静态成员
接口和抽象类的相同点:
(1) 都可以被继承
(2) 都不能被实例化
(3) 都可以包含方法声明
(4) 派生类必须实现未实现的方法
接口和抽象类的区别:

参数 抽象类 接口
默认的方法实现 它可以有默认的方法实现 接口完全是抽象的。它根本不存在方法的实现
实现 子类使用extends关键字来继承抽象类。如果子类不是抽象类的话,它需要提供抽象类中所有声明的方法的实现。 子类使用关键字implements来实现接口。它需要提供接口中所有声明的方法的实现
构造器 抽象类可以有构造器 接口不能有构造器
与正常Java类的区别 除了你不能实例化抽象类之外,它和普通Java类没有任何区别 接口是完全不同的类型
访问修饰符 抽象方法可以有public、protected和default这些修饰符 接口方法默认修饰符是public。你不可以使用其它修饰符。
main方法 抽象方法可以有main方法并且我们可以运行它 接口没有main方法,因此我们不能运行它。(java8以后接口可以有default和static方法,所以可以运行main方法)
多继承 抽象方法可以继承一个类和实现多个接口 接口只可以继承一个或多个其它接口
速度 它比接口速度要快 接口是稍微有点慢的,因为它需要时间去寻找在类中实现的方法。
添加新方法 如果你往抽象类中添加新的方法,你可以给它提供默认的实现。因此你不需要改变你现在的代码。 如果你往接口中添加方法,那么你必须改变实现该接口的类。

接口更多的是在系统架构设计方法发挥作用,主要用于定义模块之间的通信契约。而抽象类在代码实现方面发挥作用,可以实现代码的重用。
interface应用在什么场合
类与类之间需要特定的接口进行协调,而不在乎其如何实现。
作为能够实现特定功能的标识存在,也可以是什么接口方法都没有的纯粹标识。如序列化接口:Serializable。
需要将一组类视为单一的类,而调用者只通过接口来与这组类发生联系。
需要实现特定的多项功能,而这些功能之间可能完全没有任何联系。
3、abstract class应用在什么场合
子类与子类之间有共同的方法(甚至可以是空方法体,然后由子类选择自己所感兴趣的方法来覆盖 重写),该方法写在抽象类中,避免每个子类再去写一遍;子类与子类之间不同的方法作为抽象方法,在抽象类中定义。
某些场合下,只靠纯粹的接口不能满足类与类之间的协调,还必需类中表示状态的属性来区别不同的关系。
一些方法是共同的,与状态无关的,可以共享的,无需子类分别实现;而另一些方法却需要各个子类根据自己特定的状态来实现特定的功能。

33. Java 中的构造器链是什么?

当你从一个构造器中调用另一个构造器,就是Java 中的构造器链。这种情况只在重载了类的构造器的时候才会出现。当一个类有多个构造方法时,可通过链式调用其他构造方法。也可通过super关键字调用其他类的构造方法。

34.64 位JVM 中,int 的长度是多少?

32 位和 64 位的 JVM 中,int 类型变量的长度是相同的,都是 32 位或者 4 个字节(一个字节8位)。(Java 中,int 类型变量的长度是一个固定值,与平台无关,都是 32 位。意思就是说,在 32 位 和 64 位 的Java 虚拟机中,int 类型的长度是相同的。

35.“a==b”和”a.equals(b)”有什么区别?

如果 a 和 b 都是对象,则 a==b 是比较两个对象的引用,只有当 a 和 b 指向的是堆中的同一个对象才会返回 true,而 a.equals(b) 是进行逻辑比较,所以通常需要重写该方法来提供逻辑一致性的比较。例如,String 类重写 equals() 方法,所以可以用于两个不同对象,但是包含的字母相同的比较。

36. a.hashCode() 有什么用?与 a.equals(b) 有什么关系?

hashCode() 方法是相应对象整型的 hash 值。它常用于基于 hash 的集合类,如 Hashtable、HashMap、LinkedHashMap等等。它与 equals() 方法关系特别紧密。根据 Java 规范,两个使用 equal() 方法来判断相等的对象,必须具有相同的 hash code。
equals相等两个对象,则hashcode一定要相等。但是hashcode相等的两个对象不一定equals相等。

37.final、finalize 和 finally 的不同之处?

final 是一个修饰符,可以修饰变量、方法和类。如果 final 修饰变量,意味着该变量的值在初始化后不能被改变。finalize 方法是在对象被回收之前调用的方法,给对象自己最后一个复活的机会,但是什么时候调用 finalize 没有保证。finally 是一个关键字,与 try 和 catch 一起用于异常的处理。finally 块一定会被执行,无论在 try 块中是否有发生异常。

38.Java 中的编译期常量是什么?使用它又什么风险?

公共静态不可变(public static final )变量也就是我们所说的编译期常量,这里的 public 可选的。实际上这些变量在编译时会被替换掉,因为编译器知道这些变量的值,并且知道这些变量在运行时不能改变。这种方式存在的一个问题是你使用了一个内部的或第三方库中的公有编译时常量,但是这个值后面被其他人改变了,但是你的客户端仍然在使用老的值,甚至你已经部署了一个新的jar。为了避免这种情况,当你在更新依赖 JAR 文件时,确保重新编译你的程序。

39.用最有效率的方法计算2乘以8?

2 << 3(左移3位相当于乘以2的3次方,右移3位相当于除以2的3次方)。

40.不可变对象

1.简单定义
不可变对象(Immutable Objects)即对象一旦被创建它的状态(对象的数据,也即对象属性值)就不能改变,反之即为可变对象(Mutable Objects)。
不可变对象的类即为不可变类(Immutable Class)。Java平台类库中包含许多不可变类,如String、基本类型的包装类、BigInteger和BigDecimal等。
2.优缺点
  不可变对象有很多优点:
  构造、测试和使用都很简单
  线程安全且没有同步问题,不需要担心数据会被其它线程修改
  当用作类的属性时不需要保护性拷贝
  可以很好的用作Map键值和Set元素
  不可变对象最大的缺点就是创建对象的开销,因为每一步操作都会产生一个新的对象。
3.编写不可变类
可以遵照以下几点来编写一个不可变类:
  确保类不能被继承 - 将类声明为final, 或者使用静态工厂并声明构造器为private
  声明属性为private 和 final
  不要提供任何可以修改对象状态的方法 - 不仅仅是set方法, 还有任何其它可以改变状态的方法
  如果类有任何可变对象属性, 那么当它们在类和类的调用者间传递的时候必须被保护性拷贝

41.a = a + b 与 a += b 的区别

+= 隐式的将加操作的结果类型强制转换为持有结果的类型。如果这两个整型相加,如 byte、short 或者 int,首先会将它们提升到 int 类型,然后在执行加法操作。如果加法操作的结果比 a 的最大值要大,则 a+b 会出现编译错误,但是 a += b 没问题。

42.String和StringBuilder、StringBuffer的区别?

Java平台提供了两种类型的字符串:String和StringBuffer/StringBuilder,它们可以储存和操作字符串。其中String是只读字符串,也就意味着String引用的字符串内容是不能被改变的。而StringBuffer/StringBuilder类表示的字符串对象可以直接进行修改。StringBuilder是Java 5中引入的,它和StringBuffer的方法完全相同,区别在于它是在单线程环境下使用的,因为它的所有方面都没有被synchronized修饰,因此它的效率也比StringBuffer要高。

43.序列化

44.Java8新特性

二.集合类

45. Java集合类框架的最佳实践有哪些

根据应用的需要选择合适的集合对性能是非常重要的。如果一个集合的元素数量是固定的,而且我们能够提前知道固定的数量,那么就可以使用数组,而不是ArrayList。 每个集合都可以设置初始容量,如果我们提前能够估算出它的初始容量,那么就可以避免重新计算它的hash值与扩容。 为了保证程序的类型安全、健壮性与可读性,一般我们都需要使用泛型。泛型可以避免运行时的ClassCastException。同时如果使用不可变类作为map的键,那么可以避免为我们自己实现的类实现equals()与hashcode()方法。 编程的时候接口优于实现。 如果底层的集合为空,返回的集合要为长度为0的集合或者数组,不能为空。 总而言之一句话,如果频繁用于查找,则用数组类型的集合,如果频繁用于删除,则使用链表类型的集合。

46.为什么集合类没有实现Cloneable和Serializable接口

克隆(cloning)或者是序列化(serialization)的语义和含义是跟具体的实现相关的。因此,应该由集合类的具体实现来决定如何被克隆或者是序列化。
(1)什么是克隆?
克隆是把一个对象里面的属性值,复制给另一个对象。而不是对象引用的复制
(2)实现Serializable序列化的作用
将对象的状态保存在存储媒体中以便可以在以后重写创建出完全相同的副本;按值将对象从一个应用程序域发向另一个应用程序域。
实现 Serializable接口的作用就是可以把对象存到字节流,然后可以恢复。所以你想如果你的对象没有序列化,怎么才能进行网络传输呢?要网络传输就得转为字节流,所以在分布式应用中,你就得实现序列化。如果你不需要分布式应用,那就没必要实现实现序列化。
(3)Collection接口指定一组对象,对象即为它的元素。如何维护这些元素由Collection的具体实现决定。例如,一些如List的Collection实现允许重复的元素,而其它的如Set就不允许。很多Collection实现有一个公有的clone方法。然而,把它放到集合的所有实现中也是没有意义的。这是因为Collection是一个抽象表现。重要的是实现。
当与具体实现打交道的时候,克隆或序列化的语义和含义才发挥作用。所以,具体实现应该决定如何对它进行克隆或序列化,或它是否可以被克隆或序列化。
在所有的实现中授权克隆和序列化,最终导致更少的灵活性和更多的限制。特定的实现应该决定它是否可以被克隆和序列化。

47. 为何Map接口不继承Collection接口?

尽管Map接口和它的实现也是集合框架的一部分,但Map不是集合,集合也不是Map。因此,Map继承Collection毫无意义,反之亦然。
如果Map继承Collection接口,那么元素去哪儿?Map包含key-value对,它提供抽取key或value列表集合的方法,但是它不适合“一组对象”规范。
首先Map提供的是键值对映射(即Key和value的映射),而collection提供的是一组数据(并不是键值对映射)。如果map继承了collection接口,那么所有实现了map接口的类到底是用map的键值对映射数据还是用collection的一组数据呢(就我们平常所用的hashMap、hashTable、treeMap等都是键值对,所以它继承collection完全没意义),而且map如果继承了collection接口的话还违反了面向对象的接口分离原则。
接口分离原则:客户端不应该依赖它不需要的接口。另一种定义是:类间的依赖关系应该建立在最小的接口上。接口隔离原则将非常庞大、臃肿的接口拆分成为更小的和更具体的接口,这样客户将会只需要知道他们感兴趣的方法。接口隔离原则的目的是系统解开耦合,从而容易重构、更改和重新部署,让客户端依赖的接口尽可能地小。

48.什么是迭代器(Iterator)?

Iterator接口提供了很多对集合元素进行迭代的方法。每一个集合类都包含了可以返回迭代器实例的迭代方法。迭代器可以在迭代的过程中删除底层集合的元素,但是不可以直接调用集合的remove(Object Obj)删除,可以通过迭代器的remove()方法删除。

49.Iterator和ListIterator的区别是什么?

Iterator可用来遍历Set和List集合,但是ListIterator只能用来遍历List。
Iterator对集合只能是前向遍历,ListIterator既可以前向也可以后向。
ListIterator实现了Iterator接口,并包含其他的功能,比如:增加元素,替换元素,获取前一个和后一个元素的索引,等等。

50. Enumeration接口和Iterator接口的区别

(01) 函数接口不同
Enumeration 只有2个函数接口。 通过Enumeration,我们只能读取集合的数据,而不能对数据进行修改。
Iterator 只有3个函数接口。 Iterator除了能读取集合的数据之外,也能数据进行删除操作。
(02) Iterator 支持 fail-fast 机制,而 Enumeration 不支持
(03)Enumeration 是JDK 1.0添加的接口。使用到它的函数包括Vector、Hashtable等类,这些类都是JDK 1.0中加入的,Enumeration存在的目的就是为它们提供遍历接口。Enumeration本身并没有支持同步,而在Vector、Hashtable实现Enumeration时,添加了同步。
而Iterator 是JDK 1.2才添加的接口,它也是为了HashMap、ArrayList等集合提供遍历接口。Iterator是支持fail-fast机制的:当多个线程对同一个集合的内容进行操作时,就可能会产生fail-fast事件。
(04)Enumeration速度是Iterator的2倍,同时占用更少的内存。但是,Iterator远远比Enumeration安全,因为其他线程不能够修改正在被iterator遍历的集合里面的对象。同时,Iterator允许调用者删除底层集合里面的元素,这对Enumeration来说是不可能的。

51.快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别是什么?

1.快速失败(fail—fast)
在用迭代器遍历一个集合对象时,如果遍历过程中对集合对象的内容进行了修改(增加、删除、修改),则会抛出Concurrent Modification Exception。
原理:迭代器在遍历时直接访问集合中的内容,并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化,就会改变modCount的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前,都会检测modCount变量是否为expectedmodCount值,是的话就返回遍历;否则抛出异常,终止遍历。
注意:这里异常的抛出条件是检测到 modCount!=expectedmodCount 这个条件。如果集合发生变化时修改modCount值刚好又设置为了expectedmodCount值,则异常不会抛出。因此,不能依赖于这个异常是否抛出而进行并发操作的编程,这个异常只建议用于检测并发修改的bug。
场景:java.util包下的集合类都是快速失败的,不能在多线程下发生并发修改(迭代过程中被修改)。
2.安全失败(fail—safe)
采用安全失败机制的集合容器,在遍历时不是直接在集合内容上访问的,而是先复制原有集合内容,在拷贝的集合上进行遍历。
原理:由于迭代时是对原集合的拷贝进行遍历,所以在遍历过程中对原集合所作的修改并不能被迭代器检测到,所以不会触发Concurrent Modification Exception。
缺点:基于拷贝内容的优点是避免了Concurrent Modification Exception,但同样地,迭代器并不能访问到修改后的内容,即:迭代器遍历的是开始遍历那一刻拿到的集合拷贝,在遍历期间原集合发生的修改迭代器是不知道的。
场景:java.util.concurrent包下的容器都是安全失败,可以在多线程下并发使用,并发修改。

52.优先级队列(Priority Queue)

PriorityQueue是一个基于优先级堆的无界队列,它的元素是按照自然顺序(natural order)排序的。在创建的时候,我们可以给它提供一个负责给元素排序的比较器。PriorityQueue不允许null值,因为他们没有自然顺序,或者说他们没有任何的相关联的比较器。最后,PriorityQueue不是线程安全的,入队和出队的时间复杂度是O(log(n))。
优先级队列是逻辑结构是小根堆,存储结构是动态数组(到达上限,容量自动加一)的集合类。
优先级队列的特点
优先级队列里的元素必须有优先级!!!优先级是前后排序的“规则”,也就是说插入队列的类必须实现内部比较器或拥有外部比较器(在构造函数中当参数)!!!!
优先级队列的拥有小根堆的所有特性。
优先级队列不是线程安全的。
优先级队列不允许使用null元素。
优先级队列本身并一个有序(从a[0]-a[n]全部升序)序列,只有当你把元素一个个取出的时候,这些取出的元素所排成的序列才是有序序列。
优先级队列(堆)中的插入就只能插到最后,也就是说添加和插入一个意思;删除也只能删第一个。
注:每个元素的优先级根据问题的要求而定。当从优先级队列中取出一个元素后,可能出现多个元素具有相同的优先权。在这种情况下,把这些具有相同优先权的元素视为一个先来先服务的队列,按他们的入队顺序进行先后处理。

53.HashMap

HashMap基于Map接口实现,元素以键值对的方式存储,并且允许使用null 建和null值,因为key不允许重复,因此只能有一个键为null,另外HashMap不能保证放入元素的顺序,它是无序的,和放入的顺序并不能相同。HashMap是线程不安全的。采用了数组和链表的数据结构。
HashMap和Hashtable的区别
1、线程安全
两者最主要的区别在于Hashtable是线程安全,而HashMap则非线程安全。
Hashtable的实现方法里面都添加了synchronized关键字来确保线程同步,因此相对而言HashMap性能会高一些,我们平时使用时若无特殊需求建议使用HashMap,在多线程环境下若使用HashMap需要使用Collections.synchronizedMap()方法来获取一个线程安全的集合。
2、针对null的不同
HashMap可以使用null作为key,而Hashtable则不允许null作为key
虽说HashMap支持null值作为key,不过建议还是尽量避免这样使用,因为一旦不小心使用了,若因此引发一些问题,排查起来很是费事。
Note:HashMap以null作为key时,总是存储在table数组的第一个节点上。
3、继承结构
HashMap是对Map接口的实现,HashTable实现了Map接口和Dictionary抽象类。
4、初始容量与扩容
HashMap的初始容量为16,Hashtable初始容量为11,两者的填充因子默认都是0.75。
HashMap扩容时是当前容量翻倍即:capacity2,Hashtable扩容时是容量翻倍+1即:capacity2+1。
5、两者计算hash的方法不同
Hashtable计算hash是直接使用key的hashcode对table数组的长度直接进行取模
int hash = key.hashCode();int index = (hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length;
HashMap计算hash对key的hashcode进行了二次hash,以获得更好的散列值,然后对table数组长度取摸。
HashMap是基于hashing的原理,我们使用put(key, value)存储对象到HashMap中,使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时,我们先对键调用hashCode()方法,计算并返回的hashCode是用于找到Map数组的bucket位置来储存Node 对象。这里关键点在于指出,HashMap是在bucket中储存键对象和值对象,作为Map.Node 。
put过程(JDK1.8版)
1、对Key求Hash值,然后再计算下标
2、如果没有碰撞,直接放入桶中(碰撞的意思是计算得到的Hash值相同,需要放到同一个bucket中)
3、如果碰撞了,以链表的方式链接到后面
4、如果链表长度超过阀值( TREEIFY THRESHOLD==8),就把链表转成红黑树,链表长度低于6,就把红黑树转回链表
5、如果节点已经存在就替换旧值
6、如果桶满了(容量16*加载因子0.75),就需要 resize(扩容2倍后重排)
get过程(考虑特殊情况如果两个键的hashcode相同,你如何获取值对象?) 当我们调用get()方法,HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置,找到bucket位置之后,会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点,最终找到要找的值对象。
有什么方法可以减少碰撞?
扰动函数可以减少碰撞,原理是如果两个不相等的对象返回不同的hashcode的话,那么碰撞的几率就会小些,这就意味着存链表结构减小,这样取值的话就不会频繁调用equal方法,这样就能提高HashMap的性能。(扰动即Hash方法内部的算法实现,目的是让不同对象返回不同hashcode。)
使用不可变的、声明作final的对象,并且采用合适的equals()和hashCode()方法的话,将会减少碰撞的发生。不可变性使得能够缓存不同键的hashcode,这将提高整个获取对象的速度,使用String,Interger这样的wrapper类作为键是非常好的选择。为什么String, Interger这样的wrapper类适合作为键?因为String是final的,而且已经重写了equals()和hashCode()方法了。不可变性是必要的,因为为了要计算hashCode(),就要防止键值改变,如果键值在放入时和获取时返回不同的hashcode的话,那么就不能从HashMap中找到你想要的对象。
解决hash冲突的方法
1、开放定址法2、再哈希法3、链地址法4、建立公共溢出区
Hash函数的构造方法
1. 数字分析法
如果事先知道关键字集合,并且每个关键字的位数比哈希表的地址码位数多时,可以从关键字中选出分布较均匀的若干位,构成哈希地址。例如,有80个记录,关键字为8位十进制整数d1d2d3…d7d8,如哈希表长取100,则哈希表的地址空间为:00~99。假设经过分析,各关键字中 d4和d7的取值分布较均匀,则哈希函数为:h(key)=h(d1d2d3…d7d8)=d4d7。例如,h(81346532)=43,h(81301367)=06。相反,假设经过分析,各关键字中 d1和d8的取值分布极不均匀, d1 都等于5,d8 都等于2,此时,如果哈希函数为:h(key)=h(d1d2d3…d7d8)=d1d8,则所有关键字的地址码都是52,显然不可取。
2. 平方取中法
当无法确定关键字中哪几位分布较均匀时,可以先求出关键字的平方值,然后按需要取平方值的中间几位作为哈希地址。这是因为:平方后中间几位和关键字中每一位都相关,故不同关键字会以较高的概率产生不同的哈希地址。
3. 分段叠加法
这种方法是按哈希表地址位数将关键字分成位数相等的几部分(最后一部分可以较短),然后将这几部分相加,舍弃最高进位后的结果就是该关键字的哈希地址。具体方法有折叠法与移位法。移位法是将分割后的每部分低位对齐相加,折叠法是从一端向另一端沿分割界来回折叠(奇数段为正序,偶数段为倒序),然后将各段相加。例如:key=12360324711202065,哈希表长度为1000,则应把关键字分成3位一段,在此舍去最低的两位65,分别进行移位叠加和折叠叠加,求得哈希地址为105和907,如图8.24所示。

4. 除留余数法
假设哈希表长为m,p为小于等于m的最大素数,则哈希函数为
h(k)=k % p ,其中%为模p取余运算。
链表转红黑树
红黑树特点
1、每个节点非红即黑
2、根节点总是黑色的
3、如果节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的(反之不一定)
4、每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL节点)
5、从根节点到叶节点或空子节点的每条路径,必须包含相同数目的黑色节点(即相同的黑色高度)
之所以选择红黑树是为了解决二叉查找树的缺陷,二叉查找树在特殊情况下会变成一条线性结构(这就跟原来使用链表结构一样了,造成很深的问题),遍历查找会非常慢。而红黑树在插入新数据后可能需要通过左旋,右旋、变色这些操作来保持平衡,引入红黑树就是为了查找数据快,解决链表查询深度的问题,我们知道红黑树属于平衡二叉树,但是为了保持“平衡”是需要付出代价的,但是该代价所损耗的资源要比遍历线性链表要少,所以当长度大于8的时候,会使用红黑树,减少到6时,变回链表。如果链表长度很短的话,根本不需要引入红黑树,引入反而会慢。
如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量,怎么办?
默认的负载因子大小为0.75,也就是说,当一个map填满了75%的bucket时候,和其它集合类(如ArrayList等)一样,将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组,来重新调整map的大小,并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫作rehashing,因为它调用hash方法找到新的bucket位置。这个值只可能在两个地方,一个是原下标的位置,另一种是在下标为<原下标+原容量>的位置。
重新调整HashMap大小存在什么问题吗?
当重新调整HashMap大小的时候,确实存在条件竞争,因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了,它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中,存储在链表中的元素的次序会反过来,因为移动到新的bucket位置的时候,HashMap并不会将元素放在链表的尾部,而是放在头部,这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生了,那么就死循环了。(多线程的环境下不使用HashMap)

54.CopyOnWriteArrayList

55.ConcurrentHashMap

底层采用分段的数组+链表实现,线程安全。
通过把整个Map分为N个Segment,可以提供相同的线程安全,但是效率提升N倍,默认提升16倍。(读操作不加锁,由于HashEntry的value变量是 volatile的,也能保证读取到最新的值。)
Hashtable的synchronized是针对整张Hash表的,即每次锁住整张表让线程独占,一个线程执行put,其他线程不光不能put,也不能get。ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行,其关键在于使用了锁分离技术。首先将数据分成一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据的时候,其他段的数据也能被其他线程访问。
有些方法需要跨段,比如size()和containsValue(),它们可能需要锁定整个表而而不仅仅是某个段,这需要按顺序锁定所有段,操作完毕后,又按顺序释放所有段的锁
扩容:段内扩容(段内元素超过该段对应Entry数组长度的75%触发扩容,不会对整个Map进行扩容),插入前检测需不需要扩容,有效避免无效扩容。

56.Array,ArrayList,LinkedList ,Vector

一. ArrayList 与 LinkedList 区别
ArrayList 和 LinkedList 都实现了 List 接口, 他们有以下的不同点:
ArrayList 是基于索引的数据接口, 它的底层是数组。 它可以以 O(1)时间复杂度对元素进行随机访问。 与此对应, LinkedList 是以元素列表的形式存储它的数据, 每一个元素都和它的前一个和后一个元素链接在一起, 在这种情况下, 查找某个元素的时间复杂度是 O(n)。
相对于 ArrayList, LinkedList 的插入, 添加, 删除操作速度更快, 因为当元素被添加到集合任意位置的时候, 不需要像数组那样重新计算大小或者是更新索引。LinkedList 比 ArrayList 更占内存, 因为 LinkedList 为每一个节点存储了两个引用, 一个指向前一个元素, 一个指向下一个元素。
二. Vetor,arraylist,Linkedlist 区别
ArrayList 就是动态数组, 是 Array 的复杂版本, 动态的增加和减少元素.当更多的元素加入到 ArrayList 中时,其大小将会动态地增长。 它的元素可以通过 get/set 方法直接访问,因为 ArrayList 本质上是一个数组。 初始容量为 10。 1.插入元素的时候可能扩容,删除元素时不会缩小容量。2.扩容增长为 Arraylist 增长原来的 0.5 倍 3. 而 Arraylist 没有设置增长空间的方法。 4.线程不同步
Vector 和 ArrayList 类似, 区别在于 Vector 是同步类(synchronized).因此,开销就比ArrayList 要大。 初始容量为 10。 实现了随机访问接口, 可以随机访问。Vector 是内部是以动态数组的形式来存储数据的。 1.Vector 还可以设置增长的空间大小, 2. 及 Vector 增长原来的 1 倍 3.vector 线程同步
LinkedList 是一个双链表,在添加和删除元素时具有比 ArrayList 更好的性能.但在 get与 set 方面弱于 ArrayList.当然,这些对比都是指数据量很大或者操作很频繁的情况下的对比。 它还实现了 Queue 接口,该接口比 List 提供了更多的方法,包括 offer(),peek(),poll()等.
ArrayList 和 LinkedList 的使用场景, 其中 add 方法的实现 ArrayList,LinkedList 的实现以及插入, 查找, 删除的过程
三. 使用 ArrayList 的迭代器会出现什么问题? 单线程和多线程环境下;
答: 常用的迭代器设计模式, iterator 方法返回一个父类实现的迭代器。
1、 迭代器的 hasNext 方法的作用是判断当前位置是否是数组最后一个位置, 相等为 false,否则为 true。
2、 迭代器 next 方法用于返回当前的元素, 并把指针指向下一个元素, 值得注意的是, 每次使用 next 方法的时候, 都会判断创建迭代器获取的这个容器的计数器 modCount 是否与此时 的 不 相 等 , 不 相 等 说 明 集 合 的 大 小 被 修 改 过 , 如 果 是 会 抛 出ConcurrentModificationException 异常, 如果相等调用 get 方法返回元素即可。
四. 数组(Array)和列表(ArrayList)有什么区别? 什么时候应该使用 Array 而不是ArrayList?
答: 不同点: 定义上: Array 可以包含基本类型和对象类型, ArrayList 只能包含对象类型。 容量上: Array 大小固定, ArrayList 的大小是动态变化的。 操作上: ArrayList 提供更多的方法和特性, 如: addAll(), removeAll(), iterator()等等。 使用基本数据类型或者知道数据元素数量的时候可以考虑 Array;ArrayList 处理固定数量的基本类型数据类型时会自动装箱来减少编码工作量, 但是相对较慢。
五. ArrayList 和 Vector 有何异同点?
相同点:
(1) 两者都是基于索引的, 都是基于数组的。
(2) 两者都维护插入顺序, 我们可以根据插入顺序来获取元素。
(3) ArrayList 和 Vector 的迭代器实现都是 fail-fast 的。
(4) ArrayList 和 Vector 两者允许 null 值, 也可以使用索引值对元素进行随机访问。
不同点:
(1) Vector 是同步, 线程安全, 而 ArrayList 非同步, 线程不安全。 对于 ArrayList, 如果迭代时改变列表,应该使用 CopyOnWriteArrayList。
( 2) 但是, ArrayList 比 Vector 要快, 它因为有同步, 不会过载。
( 3) 在使用上, ArrayList 更加通用, 因为 Collections 工具类容易获取同步列表和只读列表。

57. Comparable和Comparator接口

Comparable接口–可比较的
(1)实现该接口表示:这个类的实例可以比较大小,可以进行自然排序
(2)定义了默认的比较规则
(3)其实现类需实现compareTo()方法
(4)compareTo()方法返回正数表示大,负数表示小,0表示相等
Comparator接口—比较工具接口
(1)用于定义临时比较规则,而不是默认比较规则
(2)其实现类需要实现compare()方法
(3)Comparator和Comparable都是Java集合框架的成员

58.HashSet和TreeSet有什么区别

Set中元素不可以重复,是无序的(这里无序是指存入元素的先后顺序与输出元素的先后顺序不一致)
HashSet:内部的数据结构是哈希表,是线程不安全的。
HashSet中保证集合中元素是唯一的方法:通过对象的hashCode和equals方法来完成对象唯一性的判断。
如果对象的hashCode值不同,则不用判断equals方法,就直接存到HashSet中。
如果对象的hashCode值相同,需要用equals方法进行比较,如果结果为true,则视为相同元素,不存,如果结果为false,视为不同元素,进行存储。
注意:如果元素要存储到HashCode中,必须覆盖hashCode方法和equals方法。
TreeSet:可以对Set集合中的元素进行排序,是线程不安全的。
TreeSet中判断元素唯一性的方法是:根据比较方法的返回结果是否为0,如果是0,则是相同元素,不存,如果不是0,则是不同元素,存储。
TreeSet对元素进行排序的方式:
元素自身具备比较功能,即自然排序,需要实现Comparable接口,并覆盖其compareTo方法。
元素自身不具备比较功能,则需要实现Comparator接口,并覆盖其compare方法。
注意:LinkedHashSet是一种有序的Set集合,即其元素的存入和输出的顺序是相同的。

59.Java 中的 HashSet,内部是如何工作的

HashSet实现了Set接口,它不允许集合中有重复的值,HashMap实现了Map接口,Map接口对键值对进行映射。
HashSet扩展了HashMap,所以底层还是用到map存储,存储实现同map一致,HashMap储存键值,HashSet存储对象。

60.List、Set、Map 和 Queue

List、Set、Queue 都继承自 Collection 接口,而 Map 则不是(继承自 Object),所以容器类有两个根接口,分别是 Collection 和 Map,Collection 表示单个元素的集合,Map 表示键值对的集合。
List 的主要特点就是有序性和元素可空性,他维护了元素的特定顺序,其主要实现类有 ArrayList 和 LinkList。ArrayList 底层由数组实现,允许元素随机访问,但是向 ArrayList 列表中间插入删除元素需要移位复制速度略慢;LinkList 底层由双向链表实现,适合频繁向列表中插入删除元素,随机访问需要遍历所以速度略慢,适合当做堆栈、队列、双向队列使用。
Set 的主要特性就是唯一性,存入 Set 的每个元素都必须唯一,加入 Set 的元素都必须确保对象的唯一性,Set 不保证维护元素的有序性,其主要实现类有 HashSet、LinkHashSet、TreeSet。HashSet 是为快速查找元素而设计,存入 HashSet 的元素必须定义 hashCode 方法,其实质可以理解为是 HashMap 的包装类,所以 HashSet 的值还具备可 null 性;LinkHashSet 具备 HashSet 的查找速度且通过链表保证了元素的插入顺序(实质为 HashSet 的子类),迭代时是有序的,同理存入 LinkHashSet 的元素必须定义 hashCode 方法;TreeSet 实质是 TreeMap 的包装类,所以 TreeSet 的值不备可 null 性,其保证了元素的有序性,底层为红黑树结构,存入 TreeSet 的元素必须实现 Comparable 接口;不过特别注意 EnumSet 的实现和 EnumMap 没有一点关系。
Queue 的主要特性就是队列,其主要的实现类有 LinkedList、PriorityQueue。LinkedList 保证了按照元素的插入顺序进行操作;PriorityQueue 按照优先级进行插入抽取操作,元素可以通过实现 Comparable 接口来保证优先顺序。Deque 是 Queue 的子接口,表示更为通用的双端队列,有明确的在头或尾进行查看、添加和删除的方法,ArrayDeque 基于循环数组实现,效率更高一些。
Map 自立门户,但是也提供了嫁接到 Collection 相关方法,其主要特性就是维护键值对关联和查找特性,其主要实现类有 HashTable、HashMap、LinkedHashMap、TreeMap。HashTable 类似 HashMap,但是不允许键为 null 和值为 null,比 HashMap 慢,因为为同步操作;HashMap 是基于散列列表的实现,其键和值都可以为 null;LinkedHashMap 类似 HashMap,其键和值都可以为 null,其有序性为插入顺序或者最近最少使用的次序(LRU 算法的核心就是这个),之所以能有序,是因为每个元素还加入到了一个双向链表中;TreeMap 是基于红黑树算法实现的,查看键值对时会被排序,存入的元素必须实现 Comparable 接口,但是不允许键为 null,值可以为 null;如果键为枚举类型可以使用专门的实现类 EnumMap,它使用效率更高的数组实现。

61.poll() 方法和 remove() 方法的区别?

poll() 和 remove() 都是从队列中取出一个元素,但是 poll() 在获取元素失败的时候会返回空,但是 remove() 失败的时候会抛出异常。

62.Java 中 LinkedHashMap 和 PriorityQueue 的区别是什么?

PriorityQueue 保证最高或者最低优先级的的元素总是在队列头部,但是 LinkedHashMap 维持的顺序是元素插入的顺序。当遍历一个 PriorityQueue 时,没有任何顺序保证,但是 LinkedHashMap 课保证遍历顺序是元素插入的顺序。

63.用哪两种方式来实现集合的排序?

你可以使用有序集合,如 TreeSet 或 TreeMap,你也可以使用有顺序的的集合,如 list,然后通过 Collections.sort() 来排序。

64.在遍历 ArrayList 时移除一个元素

在foreach中删除一个元素时会报ConcurrentModificationException异常。
检查后发现。在普通for循环里,当清除掉前一个“abc”后,索引会指向下一个“abc”,然而还做了i++操作,等于直接将这个“abc”跳了过去去执行后面的步骤,从而使它“逃过法网”。
而迭代器不会有这样的问题是因为hasNext()方法,原理是指针向后移动,每运行一次it.next(),指针向后移动一次,一个一个的遍历。

65.我们能自己写一个容器类,然后使用 for-each 循环码?

可以,你可以写一个自己的容器类。如果你想使用 Java 中增强的循环来遍历,你只需要实现 Iterable 接口。如果你实现 Collection 接口,默认就具有该属性。

66.集合框架中的泛型有什么优点?

Java1.5引入了泛型,所有的集合接口和实现都大量地使用它。泛型允许我们为集合提供一个可以容纳的对象类型,因此,如果你添加其它类型的任何元素,它会在编译时报错。这避免了在运行时出现ClassCastException,因为你将会在编译时得到报错信息。泛型也使得代码整洁,我们不需要使用显式转换和instanceOf操作符。它也给运行时带来好处,因为不会产生类型检查的字节码指令。

三.流

67.IO流关系图

68. 讲讲IO里面的常见类,字节流,字符流、接口、实现类、方法阻塞

答:输入流就是从外部文件输入到内存,输出流主要是从内存输出到文件。我们用Eclipse开发小程序在控制台输入数据就属于输入流,即从控制台输入到内存。
IO里面常见的类,第一印象就只知道IO流中有很多类。
从流的传输单位区分: IO流主要分为字符流和字节流。字节流中有抽象类InputStream和OutputStream,它们的子类FileInputStream,FileOutputStream等。字符流Reader和Writer等。都实现了Closeable, Flushable, Appendable这些接口。程序中的输入输出都是以流的形式保存的,流中保存的实际上全都是字节文件。
java中的阻塞式方法是指在程序调用改方法时,必须等待输入数据可用或者检测到输入结束或者抛出异常,否则程序会一直停留在该语句上,不会执行下面的语句。比如read()和readLine()方法。
Java IO体系中有太多的对象,到底用哪个呢?
明确操作的数据设备。
数据source对应的设备:硬盘(File),内存(数组),键盘(System.in)
数据destination对应的设备:硬盘(File),内存(数组),控制台(System.out)。

69.什么是节点流,什么是处理流,它们各有什么用处,处理流的创建有什么特征

节点流 直接与数据源相连,用于输入或者输出。
处理流:在节点流的基础上对之进行加工,进行一些功能的扩展。
处理流的构造器必须要传入节点流的子类。

70.String编码UTF-8和GBK的区别

答:UTF-8是国际通用的编码,通用性比较好,GBK是国家编码,支持中文,但是相比UTF-8的通用性差,不过UTF-8占用的数据库比较大,所以相对反应速度要慢。

71.什么时候使用字节流,什么时候使用字符流

所有的输入都是转换成字节流之后,然后在内存中变成字符流。所以一般建议使用字符流。但是遇到中文汉字,出现乱码的情况下,可以使用字节流。
在所有的硬盘上保存文件或进行传输的时候都是以字节的方法进行的,包括图片也是按字节完成,而字符是只有在内存中才会形成的,所以使用字节的操作是最多的。我们建议尽量尝试使用字符流,一旦程序无法成功编译,就不得不使用面向字节的类库,即字节流。

72.递归读取文件夹的文件,代码怎么实现

答:利用File中的listFiles方法,将所有文件保存访问,然后递归调用。代码如下:

publicclass Test {Public void visitFile(String path){if(path==null){return;//因为下面的new File如果path为空,回报异常}File[] files=new File(path).listFiles();if(files==null){return;}for(File file:files){if(file.isFile()){System.out.println(file.getName());}elseif(file.isDirectory()){System.out.println("Directory");visitFile(file.getPath());}else{System.out.println("Error");}}}public static void main(String[]args) {Test dc = new Test();dc.visitFile("F:/文件");}
}

73.什么是比特(Bit),什么是字节(Byte),什么是字符(Char),它们长度是多少,各有什么区别

Bit最小的二进制单位 ,是计算机的操作部分 取值0或者1
Byte是计算机操作数据的最小单位由8位bit组成 取值(-128-127)
Char是用户的可读写的最小单位,在java里面由16位bit组成 取值(0-65535)
Bit 是最小单位 计算机 只能认识 0或者1
8个字节 是给计算机看的
字符是看到的东西 一个字符=二个字节
为了提高字符流读写的效率,引入了缓冲机制,进行字符批量的读写,提高了单个字符读写的效率。BufferedReader用于加快读取字符的速度,BufferedWriter用于加快写入的速度

74.BufferedReader和BufferedWriter

BufferedReader和BufferedWriter类各拥有8192个字符的缓冲区。当BufferedReader在读取文本文件时,会先尽量从文件中读入字符数据并放满缓冲区,而之后若使用readLine()方法,会先从缓冲区中进行读取。如果缓冲区数据不足,才会再从文件中读取,使用BufferedWriter时,写入的数据并不会先输出到目的地,而是先存储至缓冲区中。如果缓冲区中的数据满了,才会一次对目的地进行写出。

75.BufferedInputStream

BufferedInputStream继承于FilterInputStream,提供缓冲输入流功能。缓冲输入流相对于普通输入流的优势是,它提供了一个缓冲数组,每次调用read方法的时候,它首先尝试从缓冲区里读取数据,若读取失败(缓冲区无可读数据),则选择从物理数据源(譬如文件)读取新数据(这里会尝试尽可能读取多的字节)放入到缓冲区中,最后再将缓冲区中的内容部分或全部返回给用户.由于从缓冲区里读取数据远比直接从物理数据源(譬如文件)读取速度快。

76.如果我要打印出不同类型的数据到数据源,那么最适合的流是那个流,为什么?

解题思路:要考虑到打印的问题,就要用到打印输出流(printstream:操作字节流;或者是PrintWriter操作字符流)
用printstream,因为只有字节流才能读写各种类型的数据.

77.怎么样把我们控制台的输出改成输出到一个文件里面,这个技术叫什么

SetOut(printWriter,printStream)重定向

78.怎么样把输出字节流转换成输出字符流,说出它的步骤

使用转换处理流OutputStreamWriter 可以将字符流转为字节流
New OutputStreamWriter(new FileOutputStream(File file));

79.把包括基本类型在内的数据和字符串按顺序输出到数据源,或者按照顺序从数据源读入,一般用哪两个流

DataInputStream DataOutputStream

80.把一个对象写入数据源或者从一个数据源读出来,用哪两个流

ObjectInputStream ObjectOutputStream

81.什么叫对象序列化,什么是反序列化,实现对象序列化需要做哪些工作

对象序列化,将对象以二进制的形式保存在硬盘上
反序列化;将二进制的文件转化为对象读取
实现serializable接口
不想让字段放在硬盘上就加transient

82.在实现序列化接口是时候一般要生成一个serialVersionUID字段,它叫做什么,一般有什么用

是版本号,要保持版本号的一致 来进行序列化
为了防止序列化出错

83.OutputStream里面的write()是什么意思,write(byte b[], int off, int len)这个方法里面的三个参数分别是什么意思

write将指定字节传入数据源
Byte b[ ]是byte数组
b[off]是传入的第一个字符
b[off+len-1]是传入的最后的一个字符
len是实际长度

84. IO流一般需要不需要关闭,如果关闭的话在用什么方法,一般要在那个代码块里面关闭比较好,处理流是怎么关闭的,如果有多个流互相调用传入是怎么关闭的?

流一旦打开就必须关闭,使用close方法
放入finally语句块中(finally 语句一定会执行)
调用的处理流就关闭处理流
多个流互相调用只关闭最外层的流

85.JAVA的IO流和readLine方法

Java的io流用来处理输入输出问题,readLine是BufferedReader里的一个方法,用来读取一行。

86.FileInputStream 创建详情,就是怎样的创建不报错,它列出了几种形式!

FileInputStream是InputStream的子类,通过接口定义,子类实现创建FileInputStream,

87.PrintStream、BufferedWriter、PrintWriter的比较?

PrintStream类的输出功能非常强大,通常如果需要输出文本内容,都应该将输出流包装成PrintStream后进行输出。它还提供其他两项功能。与其他输出流不同,PrintStream 永远不会抛出 IOException;而是,异常情况仅设置可通过 checkError 方法测试的内部标志。另外,为了自动刷新,可以创建一个 PrintStream
BufferedWriter:将文本写入字符输出流,缓冲各个字符从而提供单个字符,数组和字符串的高效写入。通过write()方法可以将获取到的字符输出,然后通过newLine()进行换行操作。BufferedWriter中的字符流必须通过调用flush方法才能将其刷出去。并且BufferedWriter只能对字符流进行操作。如果要对字节流操作,则使用BufferedInputStream。
PrintWriter的println方法自动添加换行,不会抛异常,若关心异常,需要调用checkError方法看是否有异常发生,PrintWriter构造方法可指定参数,实现自动刷新缓存(autoflush);

88.请问你在什么情况下会在你得java代码中使用可序列化? 如何实现java序列化?

把一个对象写入数据源或者从一个数据源读出来,使用可序列化,需要实现Serializable接口。

89.简单说说你平时使用的 Java IO 流中涉及到了哪些设计策略和设计模式?

首先 Java 的 IO 库提供了一种链接(Chaining)机制,可以将一个流处理器跟另一个流处理器首尾相接,以其中之一的输出作为另一个的输入而形成一个流管道链接,譬如常见的 new DataInputStream(new FileInputStream(file)) 就是把 FileInputStream 流当作 DataInputStream 流的管道链接。
其次,对于 Java IO 流还涉及一种对称性的设计策略,其表现为输入输出对称性(如 InputStream 和 OutputStream 的字节输入输出操作,Reader 和 Writer 的字符输入输出操作)和字节字符的对称性(InputStream 和 Reader 的字节字符输入操作,OutputStream 和 Writer 的字节字符输出操作)。
此外,对于 Java IO 流在整体设计上还涉及装饰者(Decorator)和适配器(Adapter)两种设计模式。
对于 IO 流涉及的装饰者设计模式例子如下:
//把InputStreamReader装饰成BufferedReader来成为具备缓冲能力的Reader。
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);
对于 IO 流涉及的适配器设计模式例子如下:
//把FileInputStream文件字节流适配成InputStreamReader字符流来操作文件字符串。
FileInputStream fileInput = new FileInputStream(file);
InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(fileInput);
而对于上面涉及的两种设计模式通俗总结如下。
装饰者模式就是给一个对象增加一些新的功能,而且是动态的,要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口,装饰对象持有被装饰对象的实例(各种字符流间装饰,各种字节流间装饰)。
适配器模式就是将某个类的接口转换成我们期望的另一个接口表示,目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题(字符流与字节流间互相适配)。

90.什么是缓冲区?有什么作用?

缓冲区就是一段特殊的内存区域,很多情况下当程序需要频繁地操作一个资源(如文件或数据库)则性能会很低,所以为了提升性能就可以将一部分数据暂时读写到缓存区,以后直接从此区域中读写数据即可,这样就显著提升了性能。
对于 Java 字符流的操作都是在缓冲区操作的,所以如果我们想在字符流操作中主动将缓冲区刷新到文件则可以使用 flush() 方法操作。

91.字节流和字符流哪个好?怎么选择?

绝大多数情况下使用字节流会更好,因为字节流是字符流的包装,而大多数时候 IO 操作都是直接操作磁盘文件,所以这些流在传输时都是以字节的方式进行的(图片等都是按字节存储的)。
而如果对于操作需要通过 IO 在内存中频繁处理字符串的情况使用字符流会好些,因为字符流具备缓冲区,提高了性能。

92.BIO、NIO、AIO

首先,传统的 java.io包,它基于流模型实现,提供了我们最熟知的一些 IO 功能,比如 File 抽象、输入输出流等。交互方式是同步、阻塞的方式,也就是说,在读取输入流或者写入输出流时,在读、写动作完成之前,线程会一直阻塞在那里,它们之间的调用是可靠的线性顺序。
java.io包的好处是代码比较简单、直观,缺点则是 IO 效率和扩展性存在局限性,容易成为应用性能的瓶颈。
很多时候,人们也把 java.net下面提供的部分网络 API,比如 Socket、ServerSocket、HttpURLConnection 也归类到同步阻塞 IO 类库,因为网络通信同样是 IO 行为。
第二,在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架(java.nio 包),提供了 Channel、Selector、Buffer 等新的抽象,可以构建多路复用的、同步非阻塞 IO 程序,同时提供了更接近操作系统底层的高性能数据操作方式。
第三,在 Java 7 中,NIO 有了进一步的改进,也就是 NIO 2,引入了异步非阻塞 IO 方式,也有很多人叫它 AIO(Asynchronous IO)。异步 IO 操作基于事件和回调机制,可以简单理解为,应用操作直接返回,而不会阻塞在那里,当后台处理完成,操作系统会通知相应线程进行后续工作。
同步异步,阻塞非阻塞解释
同步与异步(synchronous/asynchronous):同步是一种可靠的有序运行机制,当我们进行同步操作时,后续的任务是等待当前调用返回,才会进行下一步;而异步则相反,其他任务不需要等待当前调用返回,通常依靠事件、回调等机制来实现任务间次序关系
阻塞与非阻塞:在进行阻塞操作时,当前线程会处于阻塞状态,无法从事其他任务,只有当条件就绪才能继续,比如ServerSocket新连接建立完毕,或者数据读取、写入操作完成;而非阻塞则是不管IO操作是否结束,直接返回,相应操作在后台继续处理
同步和异步的概念:实际的I/O操作
同步是用户线程发起I/O请求后需要等待或者轮询内核I/O操作完成后才能继续执行
异步是用户线程发起I/O请求后仍需要继续执行,当内核I/O操作完成后会通知用户线程,或者调用用户线程注册的回调函数
阻塞和非阻塞的概念:发起I/O请求
阻塞是指I/O操作需要彻底完成后才能返回用户空间
非阻塞是指I/O操作被调用后立即返回一个状态值,无需等I/O操作彻底完成
IO流(同步、阻塞)
IO流简单来说就是input和output流,IO流主要是用来处理设备之间的数据传输,Java IO对于数据的操作都是通过流实现的,而java用于操作流的对象都在IO包中。
NIO(同步、非阻塞)
NIO之所以是同步,是因为它的accept/read/write方法的内核I/O操作都会阻塞当前线程。
首先,我们要先了解一下NIO的三个主要组成部分:Channel(通道)、Buffer(缓冲区)、Selector(选择器)。
(1)Channel(通道)
Channel(通道):Channel是一个对象,可以通过它读取和写入数据。可以把它看做是IO中的流,不同的是:
Channel是双向的,既可以读又可以写,而流是单向的
Channel可以进行异步的读写
对Channel的读写必须通过buffer对象。
(2)Buffer
Buffer是一个对象,它包含一些要写入或者读到Stream对象的。应用程序不能直接对 Channel 进行读写操作,而必须通过 Buffer 来进行,即 Channel 是通过 Buffer 来读写数据的。
在NIO中,所有的数据都是用Buffer处理的,它是NIO读写数据的中转池。Buffer实质上是一个数组,通常是一个字节数据,但也可以是其他类型的数组。但一个缓冲区不仅仅是一个数组,重要的是它提供了对数据的结构化访问,而且还可以跟踪系统的读写进程。
(3)Selector(选择器对象)
首先需要了解一件事情就是线程上下文切换开销会在高并发时变得很明显,这是同步阻塞方式的低扩展性劣势。
Selector是一个对象,它可以注册到很多个Channel上,监听各个Channel上发生的事件,并且能够根据事件情况决定Channel读写。这样,通过一个线程管理多个Channel,就可以处理大量网络连接了。
selector优点
有了Selector,我们就可以利用一个线程来处理所有的channels。线程之间的切换对操作系统来说代价是很高的,并且每个线程也会占用一定的系统资源。所以,对系统来说使用的线程越少越好。
NIO2(异步、非阻塞)
AIO是异步IO的缩写,虽然NIO在网络操作中,提供了非阻塞的方法,但是NIO的IO行为还是同步的。对于NIO来说,我们的业务线程是在IO操作准备好时,得到通知,接着就由这个线程自行进行IO操作,IO操作本身是同步的。
但是对AIO来说,则更加进了一步,它不是在IO准备好时再通知线程,而是在IO操作已经完成后,再给线程发出通知。因此AIO是不会阻塞的,此时我们的业务逻辑将变成一个回调函数,等待IO操作完成后,由系统自动触发。
与NIO不同,当进行读写操作时,只须直接调用API的read或write方法即可。这两种方法均为异步的,对于读操作而言,当有流可读取时,操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区,并通知应用程序;对于写操作而言,当操作系统将write方法传递的流写入完毕时,操作系统主动通知应用程序。 即可以理解为,read/write方法都是异步的,完成后会主动调用回调函数。
另一篇讲解IO NIO AIO https://my.oschina.net/ljhlgj/blog/1811319

四.多线程

93.说说进程,线程之间的区别

进程是程序运行和资源分配的基本单位,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存资源,减少切换次数,从而效率更高.线程是进程的一个实体,是cpu调度和分派的基本单位,是比程序更小的能独立运行的基本单位.同一进程中的多个线程之间可以并发执行.
94.多线程的好处
发挥多核CPU的优势,跟好的利用资源。
防止阻塞。

95.什么是线程安全

如果你的代码在多线程下执行和在单线程下执行永远都能获得一样的结果,那么你的代码就是线程安全的。
String StringBuffer StringBuild

96.实现多线程的是三种方式

1、继承Thread类
看jdk源码可以发现,Thread类其实是实现了Runnable接口的一个实例,继承Thread类后需要重写run方法并通过start方法启动线程。
继承Thread类耦合性太强了,因为java只能单继承,所以不利于扩展。
2、实现Runnable接口
通过实现Runnable接口并重写run方法,并把Runnable实例传给Thread对象,Thread的start方法调用run方法再通过调用Runnable实例的run方法启动线程。
所以如果一个类继承了另外一个父类,此时要实现多线程就不能通过继承Thread的类实现。
3、实现Callable接口
通过实现Callable接口并重写call方法,并把Callable实例传给FutureTask对象,再把FutureTask对象传给Thread对象。它与Thread、Runnable最大的不同是Callable能返回一个异步处理的结果Future对象并能抛出异常,而其他两种不能。

97.一个线程如果出现了运行时异常会怎么样

如果该异常被捕获或抛出,则程序继续运行。
如果异常没有被捕获该线程将会停止执行。Thread.UncaughtExceptionHandler是用于处理未捕获异常造成线程突然中断情况的一个内嵌接口。当一个未捕获异常将造成线程中断的时候JVM会使用Thread.getUncaughtExceptionHandler()来查询线程的UncaughtExceptionHandler并将线程和异常作为参数传递给handler的uncaughtException()方法进行处理。

98.多线程共享数据的方式:

1,如果每个线程执行的代码相同,可以使用同一个Runnable对象,这个Runnable对象中有那个共享数据,例如,卖票系统就可以这么做。
2,如果每个线程执行的代码不同,这时候需要用不同的Runnable对象,例如,设计4个线程。其中两个线程每次对j增加1,另外两个线程对j每次减1,银行存取款。
通过在线程之间共享对象就可以了,然后通过wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll进行唤起和等待,比方说阻塞队列BlockingQueue就是为线程之间共享数据而设计的

99.生产者消费者模型的作用是什么

这个问题很理论,但是很重要:
1)通过平衡生产者的生产能力和消费者的消费能力来提升整个系统的运行效率,这是生产者消费者模型最重要的作用
2)解耦,这是生产者消费者模型附带的作用,解耦意味着生产者和消费者之间的联系少,联系越少越可以独自发展而不需要收到相互的制约

100.为什么要使用线程池

为了减少创建和销毁线程的次数,让每个线程可以多次使用,可根据系统情况调整执行的线程数量,防止消耗过多内存,所以我们可以使用线程池.
java中线程池的顶级接口是Executor(e可rai kei ter),ExecutorService是Executor的子类,也是真正的线程池接口,它提供了提交任务和关闭线程池等方法。调用submit方法提交任务还可以返回一个Future(fei 曲儿)对象,利用该对象可以了解任务执行情况,获得任务的执行结果或取消任务。

101.线程池原理及参数说明(ThreadPoolExecutor)

java中的线程池(ThreadPoolExecutor)
说起java中的线程池,就想到java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor。ThreadPoolExecutor类是java线程池中的核心类。他的实现方式有四种:

public class ThreadPoolExecutor extends AbstractExecutorService {public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue) {this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,Executors.defaultThreadFactory(), defaultHandler);}public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory) {this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,threadFactory, defaultHandler);}public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,RejectedExecutionHandler handler) {this(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, workQueue,Executors.defaultThreadFactory(), handler);}public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue,ThreadFactory threadFactory,RejectedExecutionHandler handler) {if (corePoolSize < 0 ||maximumPoolSize <= 0 ||maximumPoolSize < corePoolSize ||keepAliveTime < 0)throw new IllegalArgumentException();if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null)throw new NullPointerException();this.corePoolSize = corePoolSize;this.maximumPoolSize = maximumPoolSize;this.workQueue = workQueue;this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime);this.threadFactory = threadFactory;this.handler = handler;
}

通过ThreadPoolExecutor类的源码可以看出,ThreadPoolExecutor类继承AbstractExecutorService,提供四个构造方法,通过构造方法可以看出前面三个最终到了最后一个下面介绍下构造方法中的参数:
corePoolSize:线程池的大小。线程池创建之后不会立即去创建线程,而是等待线程的到来。当当前执行的线程数大于该值时,线程会加入到缓冲队列;
maximumPoolSize:线程池中创建的最大线程数;
keepAliveTime:空闲的线程多久时间后被销毁。默认情况下,改值在线程数大于corePoolSize时,对超出corePoolSize值得这些线程起作用。
unit:TimeUnit枚举类型的值,代表keepAliveTime时间单位,可以取下列值:

TimeUnit.DAYS; //天TimeUnit.HOURS; //小时TimeUnit.MINUTES; //分钟TimeUnit.SECONDS; //秒TimeUnit.MILLISECONDS; //毫秒TimeUnit.MICROSECONDS; //微妙TimeUnit.NANOSECONDS; //纳秒

workQueue:阻塞队列,用来存储等待执行的任务,决定了线程池的排队策略,有以下取值:
  ArrayBlockingQueue;
  LinkedBlockingQueue;
  SynchronousQueue;
  threadFactory:线程工厂,是用来创建线程的。默认new Executors.DefaultThreadFactory();
handler:线程拒绝策略。当创建的线程超出maximumPoolSize,且缓冲队列已满时,新任务会拒绝,有以下取值:
  ThreadPoolExecutor.AbortPolicy:丢弃任务并抛出RejectedExecutionException异常。
  ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy:也是丢弃任务,但是不抛出异常。
  ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy:丢弃队列最前面的任务,然后重新尝试执行任务(重复此过程)
  ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy:由调用线程处理该任务
以下是具体的实现方式:

//默认策略。使用该策略时,如果线程池队列满了丢掉这个任务并且抛出RejectedExecutionException异常
class AbortPolicy implements RejectedExecutionHandler{public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {throw new RejectedExecutionException("Task " + r.toString() +" rejected from " +executor.toString());}
}
//如果线程池队列满了,会直接丢掉这个任务并且不会有任何异常
class DiscardPolicy implements RejectedExecutionHandler{public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {}
}
//丢弃最老的,会将最早进入队列的任务删掉腾出空间,再尝试加入队列
class DiscardOldestPolicy implements RejectedExecutionHandler{public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {if (!executor.isShutdown()) {//移除队头元素executor.getQueue().poll();//再尝试入队executor.execute(r);}}
}
//主线程会自己去执行该任务,不会等待线程池中的线程去执行
class CallerRunsPolicy implements RejectedExecutionHandler{public void rejectedExecution(Runnable r, ThreadPoolExecutor executor) {if (!executor.isShutdown()) {//直接执行run方法r.run();}}
}

以下是ThreadPoolExecutor具体的继承结构

public abstract class AbstractExecutorService implements ExecutorService {}

这是一个抽象类,实现了ExecutorService接口,并实现了ExecutorService里边的方法,下面看下ExecutorService接口的具体实现

public interface ExecutorService extends Executor {void shutdown();List<Runnable> shutdownNow();boolean isShutdown();boolean isTerminated();boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException;<T> Future<T> submit(Callable<T> task);<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);Future<?> submit(Runnable task);<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks) throws InterruptedException;<T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException;<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)throws InterruptedException, ExecutionException;<T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

ExecutorService继承Executor接口,下面是Executor接口的具体实现

public interface Executor {void execute(Runnable command);
}

Executor接口是顶层接口,只声明了一个execute方法,该方法是用来执行传递进来的任务的。
回过头来,咱么重新看ThreadPoolExecutor类,改类里边有以下两个重要的方法:

public void execute(Runnable command) {if (command == null)throw new NullPointerException();int c = ctl.get();if (workerCountOf(c) < corePoolSize) {if (addWorker(command, true))return;c = ctl.get();}if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) {int recheck = ctl.get();if (! isRunning(recheck) && remove(command))reject(command);else if (workerCountOf(recheck) == 0)addWorker(null, false);}else if (!addWorker(command, false))reject(command);
}
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {if (task == null) throw new NullPointerException();RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);execute(ftask);return ftask;
}

execute()方法是Executor中声明的方法,在ThreadPoolExecutor有了具体的实现,这个方法是ThreadPoolExecutor的核心方法,
通过这个方法可以向线程池提交一个任务,交由线程池去执行
submit()方法是ExecutorService中声明的方法,在AbstractExecutorService中进行了实现,Executor中并没有对其进行重写。从实现中可以看出,submit方法最终也调用了execute
方法,也是执行一个人去,但submit方法可以返回执行结果,利用Future来获取任务执行结果。
Java代码初始化:

private void test2(){ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();executor.setCorePoolSize(10);executor.setMaxPoolSize(15);executor.setKeepAliveSeconds(1);executor.setQueueCapacity(5);executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());executor.initialize();executor.execute(new Runnable(){@Overridepublic void run() {//执行的代码}});
}

常用参数总结:
关于Java线程池的参数设置: 线程池是Java多线程里开发里的重要内容,使用难度不大,但如何用好就要明白参数的含义和如何去设置。干货里的内容大多是参考别人的,加入了一些知识点的扩充和看法。希望能对多线程开发学习的童鞋有些启发和帮助。
一、ThreadPoolExecutor的重要参数
1、corePoolSize:核心线程数
* 核心线程会一直存活,及时没有任务需要执行
* 当线程数小于核心线程数时,即使有线程空闲,线程池也会优先创建新线程处理
* 设置allowCoreThreadTimeout=true(默认false)时,核心线程会超时关闭
2、queueCapacity:任务队列容量(阻塞队列)
* 当核心线程数达到最大时,新任务会放在队列中排队等待执行
3、maxPoolSize:最大线程数
* 当线程数>=corePoolSize,且任务队列已满时。线程池会创建新线程来处理任务
* 当线程数=maxPoolSize,且任务队列已满时,线程池会拒绝处理任务而抛出异常
4、 keepAliveTime:线程空闲时间
* 当线程空闲时间达到keepAliveTime时,线程会退出,直到线程数量=corePoolSize
* 如果allowCoreThreadTimeout=true,则会直到线程数量=0
5、allowCoreThreadTimeout:允许核心线程超时
6、rejectedExecutionHandler:任务拒绝处理器
* 两种情况会拒绝处理任务:
- 当线程数已经达到maxPoolSize,切队列已满,会拒绝新任务
- 当线程池被调用shutdown()后,会等待线程池里的任务执行完毕,再shutdown。如果在调用shutdown()和线程池真正shutdown之间提交任务,会拒绝新任务
* 线程池会调用rejectedExecutionHandler来处理这个任务。如果没有设置默认是AbortPolicy,会抛出异常
* ThreadPoolExecutor类有几个内部实现类来处理这类情况:
- AbortPolicy 丢弃任务,抛运行时异常
- CallerRunsPolicy 执行任务
- DiscardPolicy 忽视,什么都不会发生
- DiscardOldestPolicy 从队列中踢出最先进入队列(最后一个执行)的任务
* 实现RejectedExecutionHandler接口,可自定义处理器
二、ThreadPoolExecutor执行顺序

线程池按以下行为执行任务
1. 当线程数小于核心线程数时,创建线程。
2. 当线程数大于等于核心线程数,且任务队列未满时,将任务放入任务队列。
3. 当线程数大于等于核心线程数,且任务队列已满
- 若线程数小于最大线程数,创建线程
- 若线程数等于最大线程数,抛出异常,拒绝任务
三、如何设置参数
1、默认值
* corePoolSize=1
* queueCapacity=Integer.MAX_VALUE
* maxPoolSize=Integer.MAX_VALUE
* keepAliveTime=60s
* allowCoreThreadTimeout=false
* rejectedExecutionHandler=AbortPolicy()
2、如何来设置

  • 需要根据几个值来决定
  • tasks :每秒的任务数,假设为500~1000
  • taskcost:每个任务花费时间,假设为0.1s
  • responsetime:系统允许容忍的最大响应时间,假设为1s
  • 做几个计算
  • corePoolSize = 每秒需要多少个线程处理?
  • threadcount = tasks/(1/taskcost) =tasks*taskcout = (500~1000)*0.1 = 50~100 个线程。corePoolSize设置应该大于50
  • 根据8020原则,如果80%的每秒任务数小于800,那么corePoolSize设置为80即可
  • queueCapacity = (coreSizePool/taskcost)*responsetime
  • 计算可得 queueCapacity = 80/0.1*1 = 800。意思是队列里的线程可以等待1s,超过了的需要新开线程来执行
  • 切记不能设置为Integer.MAX_VALUE,这样队列会很大,线程数只会保持在corePoolSize大小,当任务陡增时,不能新开线程来执行,响应时间会随之陡增。
  • maxPoolSize = (max(tasks)- queueCapacity)/(1/taskcost)
  • 计算可得 maxPoolSize = (1000-800)/10 = 20
  • (最大任务数-队列容量)/每个线程每秒处理能力 = 最大线程数
  • rejectedExecutionHandler:根据具体情况来决定,任务不重要可丢弃,任务重要则要利用一些缓冲机制来处理
  • keepAliveTime和allowCoreThreadTimeout采用默认通常能满足
    3、 以上都是理想值,实际情况下要根据机器性能来决定。如果在未达到最大线程数的情况机器cpu load已经满了,则需要通过升级硬件(呵呵)和优化代码,降低taskcost来处理。

102.如果你提交任务时,线程池队列已满,这时会发生什么

这里区分一下:
1)如果使用的是无界队列LinkedBlockingQueue,也就是无界队列的话,没关系,继续添加任务到阻塞队列中等待执行,因为LinkedBlockingQueue可以近乎认为是一个无穷大的队列,可以无限存放任务
2)如果使用的是有界队列比如ArrayBlockingQueue,任务首先会被添加到ArrayBlockingQueue中,ArrayBlockingQueue满了,会根据maximumPoolSize的值增加线程数量,如果增加了线程数量还是处理不过来,ArrayBlockingQueue继续满,那么则会使用拒绝策略RejectedExecutionHandler处理满了的任务,默认是AbortPolicy

103.Java中的锁

https://tech.meituan.com/2018/11/15/java-lock.html

104.产生死锁的四个必要条件

1 互斥条件:
2 不可剥夺条件:
3 请求与保持条件:
4 循环等待条件:

105.死锁和活锁

活锁:就是指线程一直处于运行状态,但却是在做无用功,而这个线程本身要完成的任务却一直无法进展。就想小猫追着自己的尾巴咬,虽然一直在咬却一直没有咬到。活锁的典型例子是某些重试机制导致一个交易(请求)被不断地重试,而每次重试都是失败的(线程在做无用功),这就导致其他失败的交易无法得到重试的机会(任务无法进展),简单理解:就是一直尝试去获取需要的锁,不断的try,这种情况下线程并没有阻塞,所以是活的状态,但是在做无用功。
死锁:两个线程都处于阻塞状态,在等待其他进程释放锁。

106.怎么检测一个线程是否持有对象监视器

Thread类提供了一个holdsLock(Object obj)方法,当且仅当对象obj的监视器被某条线程持有的时候才会返回true,注意这是一个static方法,这意味着"某条线程"指的是当前线程。就是看这个线程有没有持有这个对象的锁。

107.怎么唤醒一个阻塞的线程

如果线程是因为调用了wait()、sleep()或者join()方法而导致的阻塞,可以中断线程,并且通过抛出InterruptedException来唤醒它;如果线程遇到了IO阻塞,无能为力,因为IO是操作系统实现的,Java代码并没有办法直接接触到操作系统。

108.不可变对象对多线程有什么帮助

前面有提到过的一个问题,不可变对象保证了对象的内存可见性,对不可变对象的读取不需要进行额外的同步手段,提升了代码执行效率。

109.什么是多线程的上下文切换

多线程的上下文切换是指CPU控制权由一个已经正在运行的线程切换到另外一个就绪并等待获取CPU执行权的线程的过程。

110.Java原子性,可见性,有序性,happens-before原则

原子性
即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。
可见性
可见性是指当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值。Java提供了volatile关键字来保证可见性。
有序性
即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。
在Java内存模型中,允许编译器和处理器对指令进行重排序,但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行,却会影响到多线程并发执行的正确性。
在Java里面,可以通过volatile关键字来保证一定的“有序性”。
另外,Java内存模型具备一些先天的“有序性”,即不需要通过任何手段就能够得到保证的有序性,这个通常也称为 happens-before 原则。
happens-before原则(先行发生原则)
程序次序规则:一个线程内,按照代码顺序,书写在前面的操作先行发生于书写在后面的操作。
锁定规则:一个unLock操作先行发生于后面对同一个锁额lock操作。
volatile变量规则:对一个变量的写操作先行发生于后面对这个变量的读操作。
传递规则:如果操作A先行发生于操作B,而操作B又先行发生于操作C,则可以得出操作A先行发生于操作C。
线程启动规则:Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每个一个动作。
线程中断规则:对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生。
线程终结规则:线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测,我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行。
对象终结规则:一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始。

111.Java中用到的线程调度算法是什么

抢占式。一个线程用完CPU之后,操作系统会根据线程优先级、线程饥饿情况等数据算出一个总的优先级并分配下一个时间片给某个线程执行。

112.Thread.sleep(0)的作用是什么

这个问题和上面那个问题是相关的,我就连在一起了。由于Java采用抢占式的线程调度算法,因此可能会出现某条线程常常获取到CPU控制权的情况,为了让某些优先级比较低的线程也能获取到CPU控制权,可以使用Thread.sleep(0)手动触发一次操作系统分配时间片的操作,这也是平衡CPU控制权的一种操作。

113.什么是自旋

很多synchronized里面的代码只是一些很简单的代码,执行时间非常快,此时等待的线程都加锁可能是一种不太值得的操作,因为线程阻塞涉及到用户态和内核态切换的问题。既然synchronized里面的代码执行得非常快,不妨让等待锁的线程不要被阻塞,而是在synchronized的边界做忙循环,这就是自旋。如果做了多次忙循环发现还没有获得锁,再阻塞,这样可能是一种更好的策略。

114.多线程中的忙循环是什么?

忙循环就是程序员用循环让一个线程等待,不像传统方法wait(), sleep() 或 yield() 它们都放弃了CPU控制,而忙循环不会放弃CPU,它就是在运行一个空循环。这么做的目的是为了保留CPU缓存,在多核系统中,一个等待线程醒来的时候可能会在另一个内核运行,这样会重建缓存。为了避免重建缓存和减少等待重建的时间就可以使用它了。

115.什么是Java内存模型

Java内存模型定义了一种多线程访问Java内存的规范。Java内存模型要完整讲不是这里几句话能说清楚的,我简单总结一下Java内存模型的几部分内容:
1)Java内存模型将内存分为了主内存和工作内存。类的状态,也就是类之间共享的变量,是存储在主内存中的,每次Java线程用到这些主内存中的变量的时候,会读一次主内存中的变量,并让这些内存在自己的工作内存中有一份拷贝,运行自己线程代码的时候,用到这些变量,操作的都是自己工作内存中的那一份。在线程代码执行完毕之后,会将最新的值更新到主内存中去
2)定义了几个原子操作,用于操作主内存和工作内存中的变量
3)定义了volatile变量的使用规则
4)happens-before,即先行发生原则,定义了操作A必然先行发生于操作B的一些规则,比如在同一个线程内控制流前面的代码一定先行发生于控制流后面的代码、一个释放锁unlock的动作一定先行发生于后面对于同一个锁进行锁定lock的动作等等,只要符合这些规则,则不需要额外做同步措施,如果某段代码不符合所有的happens-before规则,则这段代码一定是线程非安全的。

116.什么是CAS

CAS,全称为Compare and Swap,即比较-替换。假设有三个操作数:内存值V、旧的预期值A、要修改的值B,当且仅当预期值A和内存值V相同时,才会将内存值修改为B并返回true,否则什么都不做并返回false。当然CAS一定要volatile变量配合,这样才能保证每次拿到的变量是主内存中最新的那个值,否则旧的预期值A对某条线程来说,永远是一个不会变的值A,只要某次CAS操作失败,永远都不可能成功。

117.什么是AQS

AQS全称为AbstractQueuedSychronizer,翻译过来应该是抽象队列同步器。
如果说java.util.concurrent的基础是CAS的话,那么AQS就是整个Java并发包的核心了,ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等等都用到了它。AQS实际上以双向队列的形式连接所有的Entry,比方说ReentrantLock,所有等待的线程都被放在一个Entry中并连成双向队列,前面一个线程使用ReentrantLock好了,则双向队列实际上的第一个Entry开始运行。
AQS定义了对双向队列所有的操作,而只开放了tryLock和tryRelease方法给开发者使用,开发者可以根据自己的实现重写tryLock和tryRelease方法,以实现自己的并发功能。
核心思想是当前线程获取锁的时候如果失败了,就被加入到阻塞队列中(fifo双向队列)配合锁一起使用的。主要关注getstate().setstate(),compareandsetstate(int expect,int update)当状态值为0的时候说明没有线程获取锁,否则有线程获取锁,在此当中在判断是不是当前线程,(可重入锁的特性)。

118.什么是JUC

参考地址:https://blog.csdn.net/qq_40121502/article/details/88219548

119.什么是乐观锁和悲观锁

1)乐观锁:就像它的名字一样,对于并发间操作产生的线程安全问题持乐观状态,乐观锁认为竞争不总是会发生,因此它不需要持有锁,将比较-替换这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量,如果失败则表示发生冲突,那么就应该有相应的重试逻辑。
2)悲观锁:还是像它的名字一样,对于并发间操作产生的线程安全问题持悲观状态,悲观锁认为竞争总是会发生,因此每次对某资源进行操作时,都会持有一个独占的锁,就像synchronized,不管三七二十一,直接上了锁就操作资源了。

120.单例模式的线程安全性

1)饿汉式单例模式的写法:线程安全
2)懒汉式单例模式的写法:非线程安全
3)双检锁单例模式的写法:线程安全

public class Singleton2 {private Singleton2(){}private static volatile Singleton2 instance;public static Singleton2 getInstance(){if(instance == null) {synchronized (Singleton2.class){if (instance == null){instance = new Singleton2();}}}return instance;}
}

121.Executor框架

https://www.jb51.net/article/150646.htm

122.同步工具类

同步工具类可与是任何一个对象,只要它根据自身的状态来协调线程的控制流。阻塞队列可与作为同步工具类,其他类型的同步工具类还包括 信号量(Semaphore)、栅栏(Barrier)以及闭锁(Latch)。
所有的同步工具类都包含一些特定的结构化属性:它们封装了一些状态,这些状态将决定执行同步工具类的线程是继续执行还是等待,此外还提供了一些方法对状态进行操作,以及另一些方法用于高效地等待同步工具类进入到预期状态。
闭锁:闭锁是一种同步工具类,可以延迟线程的进度直到其(闭锁)到达种终止状态。闭锁的作用相当于一扇门:在闭锁到达结束状态之前,这扇门一直关闭,没有任何线程可以通过,当到达结束状态时,这扇门会打开并允许所有的线程通过。当闭锁到达结束状态后,将不会改变状态,即这扇门会永远保持打开状态。闭锁可以用来确保某些活动直到其他活动都完成后才继续执行。例如:
确保某个计算在其需要的所有资源都被初始化之后才继续执行。二元闭锁(包括两个状态)可以用来表示“资源R已经被初始化”,而所有需要R的操作都必须现在这个闭锁上等待。
确保某个服务在其依赖的所有其他服务都已经启动之后才启动。每个服务都有一个相关的二元闭锁。当启动服务S时,将首先在S依赖的其他服务的闭锁上等待,在所以依赖的服务都启动后会释放闭锁S,这样其他依赖S的服务才能继续执行。
等待直到某个操作的所有参与者都就绪再继续执行。在这种情况中,当所有参与者都准备就绪时,闭锁将到达结束状态。
CountDownLatch是一种灵活的闭锁实现,可以在上述的各种情况中使用,它可以使一个或多个线程等待一组事件发生。闭锁状态包括一个计数器,该计数器被初始化为一个正数,表示需要等待的事件数量。countDown方法递减计数器,表示有一个事件已经发生了,而await方法等待计数器达到零,或者等待中的线程中断,或者等待超时。
闭锁的两种常见用法:

public class TestHarness {public long timeTasks(int nThreads,final Runnable task)throws InterruptedException{final CountDownLatch startGate=new CountDownLatch(1); //开始门final CountDownLatch endGate= new CountDownLatch(nThreads); //结束门for(int i=0;i<nThreads;i++) {Thread t= new Thread() {public void run() {try {startGate.await();  //等到开始门开启try {task.run(); //线程执行任务}finally {endGate.countDown();  //结束门等待的线程减一}}catch (InterruptedException ignored) {}}};t.start();}long start= System.nanoTime();startGate.countDown();  //开始门减一,闭锁结束,所有线程开始执行,每个线程执行完任务后结束门闭锁等待的线程会减一endGate.await();//等待结束门开启long end= System.nanoTime();return end-start;}}

FutureTask
FutureTask表示的计算是通过Callable来实现的,相当于一种可生成结果的Runnable,并且可以处于以下3种状态:等待运行、正在运行和运行完成。“执行完成”表示计算的所有可能结束方式,包括正常结束、由于取消而结束和由于异常而结束等。当FutureTask进入完成状态后,它会永远停止在这个状态上。
Future.get的行为取决于任务的状态。如果任务已经完成,那么get会立即返回结果,否则get将阻塞直到任务进入完成状态,然后返回结果或抛出异常。
FutureTask在Executor 框架中表示异步任务,此外还可以用来表示一些时间较长的计算,这些计算可以在使用计算结果之前启动。通过提前启动计算,可以减少在等待结果时需要的时间。
信号量(Semaphore)
计数信号量用来控制同时访问某个特定资源的操作数量,或者同时执行某个指定操作的数量。计数信号量还可以用来实现某种资源池,或者对容器施加边界。
栅栏(Barrier)
栅栏(Barrier)类似于闭锁,它能阻塞一组线程直到某个事件发生。栅栏与闭锁的关键区别在于,所有线程必须同时到达栅栏位置才能继续执行。 闭锁用于等待事件,而栅栏用于等待其他线程。
CyclicBarrier 可以使一定数量的参与方反复地在栅栏位置汇集,它在并行迭代算法中非常有用:这种算法通常将一个问题拆分成一系列相互独立的子问题。当线程到达栅栏位置时将调用 await 方法,这个方法将阻塞直到所有线程都到达栅栏位置。如果所有线程都到达了栅栏位置,那么栅栏将打开,此时所有线程被释放,而栅栏将被重置以便下次使用。如果对 await 的调用超时,或者 await 阻塞的线程被中断,那么栅栏就被认为是打破了,所有阻塞的 await 调用都将终止并抛出 BrokenBarrierException 。如果成功通过栅栏,那么 await 将为每个线程都返回一个唯一的到达索引号。CyclicBarrier还可以使你将一个栅栏操作传递给构造函数,这是一个Runnable,当成功通过栅栏时会(在一个子任务线程中)执行它,但在阻塞线程被释放之前是不能执行的。
两方栅栏(Two-Party)
另一种形式的栅栏是Exchanger,它是一种两方(Two-Party)栅栏。当两方执行不对称的操作时,Exchanger会非常有用。最简单的方案是:当缓冲区被填满时,由填充任务进行交换,当缓冲区会空时,由清空任务进行交换。
如果新数据的到达率不可预测,那么一些数据的处理过程就将延迟。另一个方法是,不仅当缓冲被填满时进行交换,并且当缓冲被填充到一定程度并保持一定时间后,也进行交换。
123.Semaphore有什么作用
Semaphore就是一个信号量,它的作用是限制某段代码块的并发数。Semaphore有一个构造函数,可以传入一个int型整数n,表示某段代码最多只有n个线程可以访问,如果超出了n,那么请等待,等到某个线程执行完毕这段代码块,下一个线程再进入。由此可以看出如果Semaphore构造函数中传入的int型整数n=1,相当于变成了一个synchronized了。

124.Hashtable的size()方法中明明只有一条语句"return count",为什么还要做同步?

这是我之前的一个困惑,不知道大家有没有想过这个问题。某个方法中如果有多条语句,并且都在操作同一个类变量,那么在多线程环境下不加锁,势必会引发线程安全问题,这很好理解,但是size()方法明明只有一条语句,为什么还要加锁?
关于这个问题,在慢慢地工作、学习中,有了理解,主要原因有两点:
1)同一时间只能有一条线程执行固定类的同步方法,但是对于类的非同步方法,可以多条线程同时访问。所以,这样就有问题了,可能线程A在执行Hashtable的put方法添加数据,线程B则可以正常调用size()方法读取Hashtable中当前元素的个数,那读取到的值可能不是最新的,可能线程A添加了完了数据,但是没有对size++,线程B就已经读取size了,那么对于线程B来说读取到的size一定是不准确的。而给size()方法加了同步之后,意味着线程B调用size()方法只有在线程A调用put方法完毕之后才可以调用,这样就保证了线程安全性
2)CPU执行代码,执行的不是Java代码,这点很关键,一定得记住。Java代码最终是被翻译成机器码执行的,机器码才是真正可以和硬件电路交互的代码。即使你看到Java代码只有一行,甚至你看到Java代码编译之后生成的字节码也只有一行,也不意味着对于底层来说这句语句的操作只有一个。一句"return count"假设被翻译成了三句汇编语句执行,一句汇编语句和其机器码做对应,完全可能执行完第一句,线程就切换了。

125.线程类的构造方法、静态块是被哪个线程调用的

这是一个非常刁钻和狡猾的问题。请记住:线程类的构造方法、静态块是被new这个线程类所在的线程所调用的,而run方法里面的代码才是被线程自身所调用的。
如果说上面的说法让你感到困惑,那么我举个例子,假设Thread2中new了Thread1,main函数中new了Thread2,那么:
1)Thread2的构造方法、静态块是main线程调用的,Thread2的run()方法是Thread2自己调用的
2)Thread1的构造方法、静态块是Thread2调用的,Thread1的run()方法是Thread1自己调用的

126.同步方法和同步块,哪个是更好的选择

同步块,这意味着同步块之外的代码是异步执行的,这比同步整个方法更提升代码的效率。请知道一条原则:同步的范围越小越好。
借着这一条,我额外提一点,虽说同步的范围越少越好,但是在Java虚拟机中还是存在着一种叫做锁粗化的优化方法,这种方法就是把同步范围变大。这是有用的,比方说StringBuffer,它是一个线程安全的类,自然最常用的append()方法是一个同步方法,我们写代码的时候会反复append字符串,这意味着要进行反复的加锁->解锁,这对性能不利,因为这意味着Java虚拟机在这条线程上要反复地在内核态和用户态之间进行切换,因此Java虚拟机会将多次append方法调用的代码进行一个锁粗化的操作,将多次的append的操作扩展到append方法的头尾,变成一个大的同步块,这样就减少了加锁–>解锁的次数,有效地提升了代码执行的效率。

127.synchronized、Lock、ReentrantLock、ReadWriteLock

synchronized 是Java的关键字。当它用来修饰一个方法或者一个代码块的时候,能够保证在同一时刻最多只有一个线程执行该段代码,同时,值得说明的是,它是在软件层面依赖JVM实现同步的。synchronized 可修饰同步代码块和方法,其中修饰方法可分为修饰实例方法和静态方法,修饰静态方法后,访问该类创建的多个对象时都会同步。是可重入锁,获取一个对象锁后,可在执行该对象的其他同步方法。
释放锁的机制
线程执行完了该代码块,然后释放对锁的占有;
线程执行过程发生异常,此时JVM会让线程自动释放锁。
Lock和synchronized的区别
1、Lock是一个接口,而synchronized是Java中的关键字,synchronized是内置的语言实现;
2、synchronized由程序自动释放锁,而Lock需要程序员手动释放,避免死锁;
3、Lock可以让等待锁的线程响应中断,而synchronized却不行,使用synchronized时,等待的线程会一直等待下去,不能够响应中断;
4、Lock可以知道是否成功获得锁,但synchronized不行;
5、Lock支持可重入锁,但synchronized不行;
6、synchronized锁的范围是整个方法或代码块;而Lock是方法调用的方式,灵活性更大;
7、ReadWriteLock可以提升多个线程进行读操作的效率,而synchronized做不到;
Lock是一个接口,它有lock()、lockInterruptibly()、tryLock()、unlock()、newCondition()方法。需要主动释放锁,所以我们必须在使用Lock的时候加上try{}catch{}finally{}块,并且在finally中释放占用的锁资源。Lock和synchronized最大的区别就是当使用synchronized,一个线程抢占到锁资源,其他线程必须得等待;而使用Lock,一个线程抢占到锁资源,其他的线程可以不等待或者设置等待时间,实在抢不到可以去做其他的业务逻辑。1: lock拿不到锁会一直等待。tryLock是去尝试,拿不到就返回false,拿到返回true。2: tryLock是可以被打断的,被中断的,lock是不可以。
ReentrantLock(可重入锁是)lock的实现类。注:可重入锁是指能连续获得多个该对象的锁,但获得锁的次数和释放锁的次数要一样。
ReadWriteLock(读写锁,读读共享,其他互斥)是一个接口,并且只提供了两个方法,分别是写入锁的方法 readLock 和读取锁的方法 writeLock ,返回的都是Lock接口。其子类只有一个为ReentrantReadWriteLock。

128.start()方法和run()方法的区别

只有调用了start()方法,才会表现出多线程的特性,而且start()内部调用了run()方法,不同线程的run()方法里面的代码交替执行。如果只是调用run()方法,那么代码还是同步执行的,必须等待一个线程的run()方法里面的代码全部执行完毕之后,另外一个线程才可以执行其run()方法里面的代码。

129.Runnable接口和Callable接口的区别

Runnable接口中的run()方法的返回值是void,它做的事情只是纯粹地去执行run()方法中的代码而已;Callable接口中的call()方法是有返回值的,是一个泛型,和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果。
这其实是很有用的一个特性,因为多线程相比单线程更难、更复杂的一个重要原因就是因为多线程充满着未知性,某条线程是否执行了?某条线程执行了多久?某条线程执行的时候我们期望的数据是否已经赋值完毕?无法得知,我们能做的只是等待这条多线程的任务执行完毕而已。而Callable+Future/FutureTask却可以获取多线程运行的结果,可以在等待时间太长没获取到需要的数据的情况下取消该线程的任务,真的是非常有用。

130.什么是FutureTask?

在Java并发程序中FutureTask表示一个可以取消的异步运算。它有启动和取消运算、查询运算是否完成和取回运算结果等方法。只有当运算完成的时候结果才能取回,如果运算尚未完成get方法将会阻塞。一个FutureTask对象可以对调用了Callable和Runnable的对象进行包装,由于FutureTask也是调用了Runnable接口所以它可以提交给Executor来执行。

131.CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

两个看上去有点像的类,都在java.util.concurrent下,都可以用来表示代码运行到某个点上,二者的区别在于:
1)CyclicBarrier的某个线程运行到某个点上之后,该线程即停止运行,直到所有的线程都到达了这个点,所有线程才重新运行;CountDownLatch则不是,某线程运行到某个点上之后,只是给某个数值-1而已,该线程继续运行。
2)CyclicBarrier只能唤起一个任务,CountDownLatch可以唤起多个任务。
3) CyclicBarrier可重用,CountDownLatch不可重用,计数值为0该CountDownLatch就不可再用了。

132.Lock的原理与使用

https://cloud.tencent.com/developer/article/1151531

133.Synchronized原理与作用


参考地址:https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72828483#synchronized底层语义原理
对象头中的Mark Word

ObjectMonitor

首先被Synchronized的三种应用方式
修饰实例方法,作用于当前实例加锁,进入同步代码前要获得当前实例的锁
修饰静态方法,作用于当前类对象加锁,进入同步代码前要获得当前类对象的锁
修饰代码块,指定加锁对象,对给定对象加锁,进入同步代码库前要获得给定对象的锁。
从字节码中可知同步语句块的实现使用的是monitorenter 和 monitorexit 指令,其中monitorenter指令指向同步代码块的开始位置,monitorexit指令则指明同步代码块的结束位置,当执行monitorenter指令时,当前线程将试图获取 objectref(即对象锁) 所对应的 monitor 的持有权,当 objectref 的 monitor 的进入计数器为 0,那线程可以成功取得 monitor,并将计数器值设置为 1,取锁成功。如果当前线程已经拥有 objectref 的 monitor 的持有权,那它可以重入这个 monitor (关于重入性稍后会分析),重入时计数器的值也会加 1。倘若其他线程已经拥有 objectref 的 monitor 的所有权,那当前线程将被阻塞,直到正在执行线程执行完毕,即monitorexit指令被执行,执行线程将释放 monitor(锁)并设置计数器值为0 ,其他线程将有机会持有 monitor 。值得注意的是编译器将会确保无论方法通过何种方式完成,方法中调用过的每条 monitorenter 指令都有执行其对应 monitorexit 指令,而无论这个方法是正常结束还是异常结束。为了保证在方法异常完成时 monitorenter 和 monitorexit 指令依然可以正确配对执行,编译器会自动产生一个异常处理器,这个异常处理器声明可处理所有的异常,它的目的就是用来执行 monitorexit 指令。从字节码中也可以看出多了一个monitorexit指令,它就是异常结束时被执行的释放monitor 的指令。
方法级的同步是隐式,即无需通过字节码指令来控制的,它实现在方法调用和返回操作之中。JVM可以从方法常量池中的方法表结构(method_info Structure) 中的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志区分一个方法是否同步方法。当方法调用时,调用指令将会 检查方法的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志是否被设置,如果设置了,执行线程将先持有monitor(虚拟机规范中用的是管程一词), 然后再执行方法,最后再方法完成(无论是正常完成还是非正常完成)时释放monitor。在方法执行期间,执行线程持有了monitor,其他任何线程都无法再获得同一个monitor。如果一个同步方法执行期间抛 出了异常,并且在方法内部无法处理此异常,那这个同步方法所持有的monitor将在异常抛到同步方法之外时自动释放。
偏向锁
偏向锁是Java 6之后加入的新锁,它是一种针对加锁操作的优化手段,经过研究发现,在大多数情况下,锁不仅不存在多线程竞争,而且总是由同一线程多次获得,因此为了减少同一线程获取锁(会涉及到一些CAS操作,耗时)的代价而引入偏向锁。偏向锁的核心思想是,如果一个线程获得了锁,那么锁就进入偏向模式,此时Mark Word 的结构也变为偏向锁结构,当这个线程再次请求锁时,无需再做任何同步操作,即获取锁的过程,这样就省去了大量有关锁申请的操作,从而也就提供程序的性能。所以,对于没有锁竞争的场合,偏向锁有很好的优化效果,毕竟极有可能连续多次是同一个线程申请相同的锁。但是对于锁竞争比较激烈的场合,偏向锁就失效了,因为这样场合极有可能每次申请锁的线程都是不相同的,因此这种场合下不应该使用偏向锁,否则会得不偿失,需要注意的是,偏向锁失败后,并不会立即膨胀为重量级锁,而是先升级为轻量级锁。下面我们接着了解轻量级锁。
轻量级锁
倘若偏向锁失败,虚拟机并不会立即升级为重量级锁,它还会尝试使用一种称为轻量级锁的优化手段(1.6之后加入的),此时Mark Word 的结构也变为轻量级锁的结构。轻量级锁能够提升程序性能的依据是“对绝大部分的锁,在整个同步周期内都不存在竞争”,注意这是经验数据。需要了解的是,轻量级锁所适应的场景是线程交替执行同步块的场合,如果存在同一时间访问同一锁的场合,就会导致轻量级锁膨胀为重量级锁。
自旋锁
轻量级锁失败后,虚拟机为了避免线程真实地在操作系统层面挂起,还会进行一项称为自旋锁的优化手段。这是基于在大多数情况下,线程持有锁的时间都不会太长,如果直接挂起操作系统层面的线程可能会得不偿失,毕竟操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到核心态,这个状态之间的转换需要相对比较长的时间,时间成本相对较高,因此自旋锁会假设在不久将来,当前的线程可以获得锁,因此虚拟机会让当前想要获取锁的线程做几个空循环(这也是称为自旋的原因),一般不会太久,可能是50个循环或100循环,在经过若干次循环后,如果得到锁,就顺利进入临界区。如果还不能获得锁,那就会将线程在操作系统层面挂起,这就是自旋锁的优化方式,这种方式确实也是可以提升效率的。最后没办法也就只能升级为重量级锁了。
锁消除
消除锁是虚拟机另外一种锁的优化,这种优化更彻底,Java虚拟机在JIT编译时(可以简单理解为当某段代码即将第一次被执行时进行编译,又称即时编译),通过对运行上下文的扫描,去除不可能存在共享资源竞争的锁,通过这种方式消除没有必要的锁,可以节省毫无意义的请求锁时间,如下StringBuffer的append是一个同步方法,但是在add方法中的StringBuffer属于一个局部变量,并且不会被其他线程所使用,因此StringBuffer不可能存在共享资源竞争的情景,JVM会自动将其锁消除。

134.ThreadLocal原理与作用

https://blog.csdn.net/qq_38293564/article/details/80459827
ThreadLocal源码解析

ThreadLocal常用方法介绍
get()方法:获取与当前线程关联的ThreadLocal值。
set(T value)方法:设置与当前线程关联的ThreadLocal值。
initialValue()方法:设置与当前线程关联的ThreadLocal初始值。
当调用get()方法的时候,若是与当前线程关联的ThreadLocal值已经被设置过,则不会调用initialValue()方法;否则,会调用initialValue()方法来进行初始值的设置。通常initialValue()方法只会被调用一次,除非调用了remove()方法之后又调用get()方法,此时,与当前线程关联的ThreadLocal值处于没有设置过的状态(其状态体现在源码中,就是线程的ThreadLocalMap对象是否为null),initialValue()方法仍会被调用。
initialValue()方法是protected类型的,很显然是建议在子类重载该函数的,所以通常该方法都会以匿名内部类的形式被重载,以指定初始值,remove()方法:将与当前线程关联的ThreadLocal值删除。
实现原理
ThreadLocal最简单的实现方式就是ThreadLocal类内部有一个线程安全的Map,然后用线程的ID作为Map的key,实例对象作为Map的value,这样就能达到各个线程的值隔离的效果。
JDK最早期的ThreadLocal就是这样设计的,但是,之后ThreadLocal的设计换了一种方式。

ThreadLocal的实现离不开ThreadLocalMap类,ThreadLocalMap类是ThreadLocal的静态内部类。每个Thread维护一个ThreadLocalMap映射表,这个映射表的key是ThreadLocal实例本身,value是真正需要存储的Object。这样的设计主要有以下几点优势:
这样设计之后每个Map的Entry数量变小了:之前是Thread的数量,现在是ThreadLocal的数量,能提高性能;
当Thread销毁之后对应的ThreadLocalMap也就随之销毁了,能减少内存使用量。
ThreadLocalMap源码分析
ThreadLocalMap是用来存储与线程关联的value的哈希表,它具有HashMap的部分特性,比如容量、扩容阈值等,它内部通过Entry类来存储key和value,
Entry继承自WeakReference,通过上述源码super(k);可以知道,ThreadLocalMap是使用ThreadLocal的弱引用作为Key的。
分析到这里,我们可以得到下面这个对象之间的引用结构图(其中,实线为强引用,虚线为弱引用):

我们知道,弱引用对象在Java虚拟机进行垃圾回收时,就会被释放,那我们考虑这样一个问题:
ThreadLocalMap使用ThreadLocal的弱引用作为key,如果一个ThreadLocal没有外部关联的强引用,那么在虚拟机进行垃圾回收时,这个ThreadLocal会被回收,这样,ThreadLocalMap中就会出现key为null的Entry,这些key对应的value也就再无妨访问,但是value却存在一条从Current Thread过来的强引用链。因此只有当Current Thread销毁时,value才能得到释放。
该强引用链如下:
CurrentThread Ref -> Thread -> ThreadLocalMap -> Entry -> value
因此,只要这个线程对象被gc回收,那些key为null对应的value也会被回收,这样也没什么问题,但在线程对象不被回收的情况下,比如使用线程池的时候,核心线程是一直在运行的,线程对象不会回收,若是在这样的线程中存在上述现象,就可能出现内存泄露的问题。
那在ThreadLocalMap中是如何解决这个问题的呢?
在获取key对应的value时,会调用ThreadLocalMap的getEntry(ThreadLocal<?> key)方法,该方法源码如下:
通过key.threadLocalHashCode & (table.length - 1)来计算存储key的Entry的索引位置,然后判断对应的key是否存在,若存在,则返回其对应的value,否则,调用getEntryAfterMiss(ThreadLocal<?>, int, Entry)方法,
ThreadLocalMap采用线性探查的方式来处理哈希冲突,所以会有一个while循环去查找对应的key,在查找过程中,若发现key为null,即通过弱引用的key被回收了,会调用expungeStaleEntry(int)方法,
通过上述代码可以发现,若key为null,则该方法通过下述代码来清理与key对应的value以及Entry:
此时,CurrentThread Ref不存在一条到Entry对象的强引用链,Entry到value对象也不存在强引用,那在程序运行期间,它们自然也就会被回收。expungeStaleEntry(int)方法的后续代码就是以线性探查的方式,调整后续Entry的位置,同时检查key的有效性。
在ThreadLocalMap中的set()/getEntry()方法中,都会调用expungeStaleEntry(int)方法,但是如果我们既不需要添加value,也不需要获取value,那还是有可能产生内存泄漏的。所以很多情况下需要使用者手动调用ThreadLocal的remove()函数,手动删除不再需要的ThreadLocal,防止内存泄露。若对应的key存在,remove()方法也会调用expungeStaleEntry(int)方法,来删除对应的Entry和value。
其实,最好的方式就是将ThreadLocal变量定义成private static的,这样的话ThreadLocal的生命周期就更长,由于一直存在ThreadLocal的强引用,所以ThreadLocal也就不会被回收,也就能保证任何时候都能根据ThreadLocal的弱引用访问到Entry的value值,然后remove它,可以防止内存泄露。
InheritableThreadLocal
InheritableThreadLocal继承自ThreadLocal,使用InheritableThreadLocal类可以使子线程继承父线程的值,
父线程还可以设置子线程的初始值,只需要重写InheritableThreadLocal类的childValue(T)方法即可,
使用InheritableThreadLocal类需要注意的一点是,如果子线程在取得值的同时,主线程将InheritableThreadLocal中的值进行更改,那子线程获取的还是旧值。
概括起来说,对于多线程资源共享的问题,同步机制采用了“以时间换空间”的方式,而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量,让不同的线程排队访问,而后者为每一个线程都提供了一份变量,因此可以同时访问而互不影响。

135.volatile关键字的作用

参考地址:https://www.hollischuang.com/archives/2648
volatile只可以用来修饰变量,不可以修饰方法以及类。
volatile的原理
为了提高处理器的执行速度,在处理器和内存之间增加了多级缓存来提升。但是由于引入了多级缓存,就存在缓存数据不一致问题。
但是,对于volatile变量,当对volatile变量进行写操作的时候,JVM会向处理器发送一条lock前缀的指令,将这个缓存中的变量回写到系统主存中。
但是就算写回到内存,如果其他处理器缓存的值还是旧的,再执行计算操作就会有问题,所以在多处理器下,为了保证各个处理器的缓存是一致的,就会实现缓存一致性协议
缓存一致性协议:每个处理器通过嗅探在总线上传播的数据来检查自己缓存的值是不是过期了,当处理器发现自己缓存行对应的内存地址被修改,就会将当前处理器的缓存行设置成无效状态,当处理器要对这个数据进行修改操作的时候,会强制重新从系统内存里把数据读到处理器缓存里。
所以,如果一个变量被volatile所修饰的话,在每次数据变化之后,其值都会被强制刷入主存。而其他处理器的缓存由于遵守了缓存一致性协议,也会把这个变量的值从主存加载到自己的缓存中。这就保证了一个volatile在并发编程中,其值在多个缓存中是可见的。
volatile与可见性
可见性是指当多个线程访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值。
我们在再有人问你Java内存模型是什么,就把这篇文章发给他中分析过:Java内存模型规定了所有的变量都存储在主内存中,每条线程还有自己的工作内存,线程的工作内存中保存了该线程中是用到的变量的主内存副本拷贝,线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行,而不能直接读写主内存。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量,线程间变量的传递均需要自己的工作内存和主存之间进行数据同步进行。所以,就可能出现线程1改了某个变量的值,但是线程2不可见的情况。
前面的关于volatile的原理中介绍过了,Java中的volatile关键字提供了一个功能,那就是被其修饰的变量在被修改后可以立即同步到主内存,被其修饰的变量在每次使用之前都从主内存刷新。因此,可以使用volatile来保证多线程操作时变量的可见性。
volatile与有序性
有序性即程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。
除了引入了时间片以外,由于处理器优化和指令重排等,CPU还可能对输入代码进行乱序执行,比如load->add->save 有可能被优化成load->save->add 。这就是可能存在有序性问题。
而volatile除了可以保证数据的可见性之外,还有一个强大的功能,那就是他可以禁止指令重排优化等。
普通的变量仅仅会保证在该方法的执行过程中所依赖的赋值结果的地方都能获得正确的结果,而不能保证变量的赋值操作的顺序与程序代码中的执行顺序一致。
volatile可以禁止指令重排,这就保证了代码的程序会严格按照代码的先后顺序执行。这就保证了有序性。被volatile修饰的变量的操作,会严格按照代码顺序执行,load->add->save 的执行顺序就是:load、add、save。
volatile与原子性
原子性是指一个操作是不可中断的,要全部执行完成,要不就都不执行。
我们在Java的并发编程中的多线程问题到底是怎么回事儿?中分析过:线程是CPU调度的基本单位。CPU有时间片的概念,会根据不同的调度算法进行线程调度。当一个线程获得时间片之后开始执行,在时间片耗尽之后,就会失去CPU使用权。所以在多线程场景下,由于时间片在线程间轮换,就会发生原子性问题。
在上一篇文章中,我们介绍synchronized的时候,提到过,为了保证原子性,需要通过字节码指令monitorenter和monitorexit,但是volatile和这两个指令之间是没有任何关系的。
所以,volatile是不能保证原子性的。
在以下两个场景中可以使用volatile来代替synchronized:
1、运算结果并不依赖变量的当前值,或者能够确保只有单一的线程会修改变量的值。
2、变量不需要与其他状态变量共同参与不变约束。
136.volatile不能保证原子性,也就不能保证线程安全
volatile只能保证变量的可见性,无法保证对变量的操作的原子性。
还是以最常用的i++来说吧,包含3个步骤
1,从内存读取i当前的值
2,加1
3,把修改后的值刷新到内存
对于普通变量来说多线程下1,2之间被中断,其它线程修改了i的值,那原来已经在1,2之间被中断的线程的i的值就已经无效了,所以多线程是不安全的。
另外对于普通变量来说,步骤1并不是每次都会从内存中读取,步骤3也并不会每次都保证会立即刷新到内存。
所以这里有两个问题,可见性和原子性。
viloate只能保证可见性,即步骤1每次都重新读,步骤3每次都立即刷新到主内存。但如果多个线程通知执行到1和2,就会造成交叉修改,所以是线程不安全的。
另一方面,由于synchronized不仅能保证代码块中操作的原子性,而且能保证变量的可见性,所以synchronized能够保证线程安全。

137.Java中如何获取到线程dump文件

死循环、死锁、阻塞、页面打开慢等问题,打线程dump是最好的解决问题的途径。所谓线程dump也就是线程堆栈,获取到线程堆栈有两步:
1)获取到线程的pid,可以通过使用jps命令,在Linux环境下还可以使用ps -ef | grep java
2)打印线程堆栈,可以通过使用jstack pid命令,在Linux环境下还可以使用kill -3 pid
另外提一点,Thread类提供了一个getStackTrace()方法也可以用于获取线程堆栈。这是一个实例方法,因此此方法是和具体线程实例绑定的,每次获取获取到的是具体某个线程当前运行的堆栈。

138.sleep()方法与wait()方法有什么区别?

sleep()是使线程暂停执行一段时间的方法。wait()也是一种使线程暂停执行的方法。二者区别为:
①原理不同。
sleep()方法是Thread类的静态方法,是线程用来控制自身流程的,它会使此线程暂停执行一段时间,而把执行机会让给其他线程,等到计时时间一到,此线程会自动苏醒。而wait()方法是Object类的方法,用于线程间的通信,这个方法会使当前拥有该对象锁的进程等待,直到其他线程用调用notify()或notifyAll()时才苏醒过来,开发人员也可以给它指定一个时间使其自动醒来。
②对锁的处理机制不同。
由于sleep()方法的主要作用是让线程暂停一段时间,时间一到则自动恢复,不涉及线程间的通信,因此调用sleep()方法并不会释放锁。而wait()方法则不同,当调用wait()方法后,线程会释放掉它所占用的锁,从而使线程所在对象中的其他synchronized数据可被别的线程使用。
③使用区域不同。
wait()方法必须放在同步控制方法或者同步语句块中使用,而sleep方法则可以放在任何地方使用。
sleep()方法必须捕获异常,而wait()、notify()、notifyAll()不需要捕获异常。在sleep的过程中,有可能被其他对象调用它的interrupt(),产生InterruptedException异常。
由于sleep不会释放锁标志,容易导致死锁问题的发生,一般情况下,不推荐使用sleep()方法,而推荐使用wait()方法。

139.Thread类中的yield方法有什么作用?

Yield方法可以暂停当前正在执行的线程对象,让其它有相同优先级的线程执行。它是一个静态方法而且只保证当前线程放弃CPU占用而不能保证使其它线程一定能占用CPU,执行yield()的线程有可能在进入到暂停状态后马上又被执行。

140.为什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用

(1)为什么wait()必须在同步(Synchronized)方法/代码块中调用?
答:调用wait()就是释放锁,释放锁的前提是必须要先获得锁,先获得锁才能释放锁。
(2)为什么notify(),notifyAll()必须在同步(Synchronized)方法/代码块中调用?
答:notify(),notifyAll()是将锁交给含有wait()方法的线程,让其继续执行下去,如果自身没有锁,怎么叫把锁交给其他线程呢;(本质是让处于入口队列的线程竞争锁)
首先,要明白,每个对象都可以被认为是一个"监视器monitor",这个监视器由三部分组成(一个独占锁,一个入口队列,一个等待队列)。注意是一个对象只能有一个独占锁,但是任意线程都可以拥有这个独占锁。
对于对象的非同步方法而言,任意时刻可以有任意个线程调用该方法。(即普通方法同一时刻可以有多个线程调用)
对于对象的同步方法而言,只有拥有这个对象的独占锁才能调用这个同步方法。如果这个独占锁被其他线程占用,那么另外一个调用该同步方法的线程就会处于阻塞状态,此线程进入入口队列。
若一个拥有该独占锁的线程调用该对象同步方法的wait()方法,则该线程会释放独占锁,并加入对象的等待队列;(为什么使用wait()?希望某个变量被设置之后再执行,notify()通知变量已经被设置。)
某个线程调用notify(),notifyAll()方法是将等待队列的线程转移到入口队列,然后让他们竞争锁,所以这个调用线程本身必须拥有锁。

141.wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器时有什么区别

wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器的时候的区别在于:wait()方法立即释放对象监视器,notify()/notifyAll()方法则会等待线程剩余代码执行完毕才会放弃对象监视器。

142.interrupt、interrupted和isInterrupted的区别

结论:interrupt方法是用于中断线程的,调用该方法的线程的状态将被置为"中断"状态。注意:线程中断仅仅是设置线程的中断状态位,不会停止线程。所以当一个线程处于中断状态时,如果再由wait、sleep以及join三个方法引起的阻塞,那么JVM会将线程的中断标志重新设置为false,并抛出一个InterruptedException异常,然后开发人员可以中断状态位“的本质作用-----就是程序员根据try-catch功能块捕捉jvm抛出的InterruptedException异常来做各种处理,比如如何退出线程。总之interrupt的作用就是需要用户自己去监视线程的状态位并做处理。”
同时可以做这样的理解:
Thread.currentThread().interrupt(); 这个用于清除中断状态,这样下次调用Thread.interrupted()方法时就会一直返回为true,因为中断标志已经被恢复了。
而调用isInterrupted()只是简单的查询中断状态,不会对状态进行修改。
interrupt()是用来设置中断状态的。返回true说明中断状态被设置了而不是被清除了。我们调用sleep、wait等此类可中断(throw InterruptedException)方法时,一旦方法抛出InterruptedException,当前调用该方法的线程的中断状态就会被jvm自动清除了,就是说我们调用该线程的isInterrupted 方法时是返回false。如果你想保持中断状态,可以再次调用interrupt方法设置中断状态。这样做的原因是,java的中断并不是真正的中断线程,而只设置标志位(中断位)来通知用户。如果你捕获到中断异常,说明当前线程已经被中断,不需要继续保持中断位。
interrupted是静态方法,返回的是当前线程的中断状态。例如,如果当前线程被中断(没有抛出中断异常,否则中断状态就会被清除),你调用interrupted方法,第一次会返回true。然后,当前线程的中断状态被方法内部清除了。第二次调用时就会返回false。如果你刚开始一直调用isInterrupted,则会一直返回true,除非中间线程的中断状态被其他操作清除了。

143.synchronized和ReentrantLock的区别

两者的共同点:
1)协调多线程对共享对象、变量的访问
2)可重入,同一线程可以多次获得同一个锁
3)都保证了可见性和互斥性
两者的不同点:
1)ReentrantLock显示获得、释放锁,synchronized隐式获得释放锁
2)ReentrantLock可响应中断、可轮回,synchronized是不可以响应中断的,为处理锁的不可用性提供了更高的灵活性
3)ReentrantLock是API级别的,synchronized是JVM级别的
4)ReentrantLock可以实现公平锁
5)ReentrantLock通过Condition可以绑定多个条件
6)底层实现不一样, synchronized是同步阻塞,使用的是悲观并发策略,lock是同步非阻塞,采用的是乐观并发策略
虽然ReentrantLock可以提供比synchronized更高级的功能,但是仍不能替换synchronized
为什么呢?
《java并发编程实战》上说是因为如果使用reentrantlock时,你没有释放锁,很难追踪到最初发生错误的位置,因为没有记录应该释放锁的位置和时间。网上找了一下,没有找到其他比较合理的答案,先暂且记住吧
几个方法:
1) boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
time:等待锁定的最长时间
unit: 时间单位
这个方法起到了定时锁的作用,如果在指定时间内没有获取到锁,将会返回false
应用:具有时间限制的操作时使用

144.ConcurrentHashMap的并发度是什么

ConcurrentHashMap的并发度就是segment的大小,默认为16,这意味着最多同时可以有16条线程操作ConcurrentHashMap,这也是ConcurrentHashMap对Hashtable的最大优势,

145.FutureTask是什么

这个其实前面有提到过,FutureTask表示一个异步运算的任务。FutureTask里面可以传入一个Callable的具体实现类,可以对这个异步运算的任务的结果进行等待获取、判断是否已经完成、取消任务等操作。当然,由于FutureTask也是Runnable接口的实现类,所以FutureTask也可以放入线程池中。

146.高并发、任务执行时间短的业务怎样使用线程池?并发不高、任务执行时间长的业务怎样使用线程池?并发高、业务执行时间长的业务怎样使用线程池?

这是我在并发编程网上看到的一个问题,把这个问题放在最后一个,希望每个人都能看到并且思考一下,因为这个问题非常好、非常实际、非常专业。关于这个问题,个人看法是:
1)高并发、任务执行时间短的业务,线程池线程数可以设置为CPU核数+1,减少线程上下文的切换
2)并发不高、任务执行时间长的业务要区分开看:
a)假如是业务时间长集中在IO操作上,也就是IO密集型的任务,因为IO操作并不占用CPU,所以不要让所有的CPU闲下来,可以加大线程池中的线程数目,让CPU处理更多的业务
b)假如是业务时间长集中在计算操作上,也就是计算密集型任务,这个就没办法了,和(1)一样吧,线程池中的线程数设置得少一些,减少线程上下文的切换
3)并发高、业务执行时间长,解决这种类型任务的关键不在于线程池而在于整体架构的设计,看看这些业务里面某些数据是否能做缓存是第一步,增加服务器是第二步,至于线程池的设置,设置参考其他有关线程池的文章。最后,业务执行时间长的问题,也可能需要分析一下,看看能不能使用中间件对任务进行拆分和解耦。

五.异常处理

147.Java中的两种异常类型是什么?他们有什么区别?

Java标准库内建了一些通用的异常,这些类以Throwable为顶层父类。
Throwable又派生出Error类和Exception类。
错误:Error类以及他的子类的实例,代表了JVM本身的错误。错误不能被程序员通过代码处理,Error很少出现。因此,程序员应该关注Exception为父类的分支下的各种异常类。
异常:Exception以及他的子类,代表程序运行时发送的各种不期望发生的事件。可以被Java异常处理机制使用,是异常处理的核心。
总体上我们根据Javac对异常的处理要求,将异常类分为2类。
非检查异常(unckecked exception):Error 和 RuntimeException 以及他们的子类。javac在编译时,不会提示和发现这样的异常,不要求在程序处理这些异常。所以如果愿意,我们可以编写代码处理(使用try…catch…finally)这样的异常,也可以不处理。对于这些异常,我们应该修正代码,而不是去通过异常处理器处理 。这样的异常发生的原因多半是代码写的有问题。如除0错误ArithmeticException,错误的强制类型转换错误ClassCastException,数组索引越界ArrayIndexOutOfBoundsException,使用了空对象NullPointerException等等。
检查异常(checked exception):除了Error 和 RuntimeException的其它异常。javac强制要求程序员为这样的异常做预备处理工作(使用try…catch…finally或者throws)。在方法中要么用try-catch语句捕获它并处理,要么用throws子句声明抛出它,否则编译不会通过。这样的异常一般是由程序的运行环境导致的。因为程序可能被运行在各种未知的环境下,而程序员无法干预用户如何使用他编写的程序,于是程序员就应该为这样的异常时刻准备着。如SQLException , IOException,ClassNotFoundException 等。

148.throw和throws有什么区别?

throws:用来声明一个方法可能产生的所有异常,不做任何处理而是将异常往上传,谁调用我我就抛给谁。
用在方法声明后面,跟的是异常类名
可以跟多个异常类名,用逗号隔开
表示抛出异常,由该方法的调用者来处理
throws表示出现异常的一种可能性,并不一定会发生这些异常
throw:则是用来抛出一个具体的异常类型。
用在方法体内,跟的是异常对象名
只能抛出一个异常对象名
表示抛出异常,由方法体内的语句处理
throw则是抛出了异常,执行throw则一定抛出了某种异常

149.异常处理的时候,finally代码块的重要性是什么?

无论是否抛出异常,finally代码块总是会被执行。就算是没有catch语句同时又抛出异常的情况下,finally代码块仍然会被执行。最后要说的是,finally代码块主要用来释放资源,比如:I/O缓冲区,数据库连接。

150.异常处理完成以后,Exception对象会发生什么变化?

Exception对象会在下一个垃圾回收过程中被回收掉。

151.finally代码块和finalize()方法有什么区别?

无论是否抛出异常,finally代码块都会执行,它主要是用来释放应用占用的资源。finalize()方法是Object类的一个protected方法,它是在对象被垃圾回收之前由Java虚拟机来调用的。

152.内存溢出和内存泄露

一种通俗的说法。
1、内存溢出:你申请了10个字节的空间,但是你在这个空间写入11或以上字节的数据,出现溢出。
2、内存泄漏:你用new申请了一块内存,后来很长时间都不再使用了(按理应该释放),但是因为一直被某个或某些实例所持有导致 GC 不能回收,也就是该被释放的对象没有释放。
下面具体介绍。
1.1 内存溢出
java.lang.OutOfMemoryError,是指程序在申请内存时,没有足够的内存空间供其使用,出现OutOfMemoryError。
产生原因
产生该错误的原因主要包括:
JVM内存过小。
程序不严密,产生了过多的垃圾。
程序体现
一般情况下,在程序上的体现为:
内存中加载的数据量过于庞大,如一次从数据库取出过多数据。
集合类中有对对象的引用,使用完后未清空,使得JVM不能回收。
代码中存在死循环或循环产生过多重复的对象实体。
使用的第三方软件中的BUG。
启动参数内存值设定的过小。
错误提示
此错误常见的错误提示:
tomcat:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
tomcat:java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
weblogic:Root cause of ServletException java.lang.OutOfMemoryError
resin:java.lang.OutOfMemoryError
java:java.lang.OutOfMemoryError
解决方法
增加JVM的内存大小
对于tomcat容器,找到tomcat在电脑中的安装目录,进入这个目录,然后进入bin目录中,在window环境下找到bin目录中的catalina.bat,在linux环境下找到catalina.sh。
编辑catalina.bat文件,找到JAVA_OPTS(具体来说是 set “JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% %LOGGING_MANAGER%”)这个选项的位置,这个参数是Java启动的时候,需要的启动参数。
也可以在操作系统的环境变量中对JAVA_OPTS进行设置,因为tomcat在启动的时候,也会读取操作系统中的环境变量的值,进行加载。
如果是修改了操作系统的环境变量,需要重启机器,再重启tomcat,如果修改的是tomcat配置文件,需要将配置文件保存,然后重启tomcat,设置就能生效了。
优化程序,释放垃圾
主要思路就是避免程序体现上出现的情况。避免死循环,防止一次载入太多的数据,提高程序健壮型及时释放。因此,从根本上解决Java内存溢出的唯一方法就是修改程序,及时地释放没用的对象,释放内存空间。
1.2内存泄露
Memory Leak,是指程序在申请内存后,无法释放已申请的内存空间,一次内存泄露危害可以忽略,但内存泄露堆积后果很严重,无论多少内存,迟早会被占光。
在Java中,内存泄漏就是存在一些被分配的对象,这些对象有下面两个特点:
1)首先,这些对象是可达的,即在有向图中,存在通路可以与其相连;
2)其次,这些对象是无用的,即程序以后不会再使用这些对象。
如果对象满足这两个条件,这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏,这些对象不会被GC所回收,然而它却占用内存。
关于内存泄露的处理页就是提高程序的健壮型,因为内存泄露是纯代码层面的问题。
1.3 内存溢出和内存泄露的联系
内存泄露会最终会导致内存溢出。
相同点:都会导致应用程序运行出现问题,性能下降或挂起。
不同点:1) 内存泄露是导致内存溢出的原因之一,内存泄露积累起来将导致内存溢出。2) 内存泄露可以通过完善代码来避免,内存溢出可以通过调整配置来减少发生频率,但无法彻底避免。

六.JVM

153.JVM的内存结构

主要分为三大块 堆内存、方法区、栈;栈又分为JVM栈、本地方法栈。
堆(heap space),堆内存是JVM中最大的一块,有年轻代和老年代组成,而年轻代又分为三分部分,Eden区,From Survivor,To Survivor,默认情况下按照8:1:1来分配。
方法区(Method area),存储类信息、常量、静态变量等数据,是线程共享的区域。
程序计数器(Program counter Register),是一块较小的内存空间,是当前线程所执行的字节码的行号指示器。
JVM栈(JVM stacks),也是线程私有的,生命周期与线程相同,每个方法被执行时都会创建一个栈帧,用于存储局部变量表、操作栈、动态链接、方法出口等信息。
本地方法栈(Native Mthod Stacks),为虚拟机使用的native方法服务。(一个Native Method就是一个java调用非java代码的接口。一个Native Method是这样一个java的方法:该方法的实现由非java语言实现,比如C。这个特征并非java所特有,很多其它的编程语言都有这一机制,比如在C++中,你可以用extern "C"告知C++编译器去调用一个C的函数。)

154.堆和栈的区别

各司其职
最主要的区别就是栈内存用来存储局部变量和方法调用。
而堆内存用来存储Java中的对象。无论是成员变量,局部变量,还是类变量,它们指向的对象都存储在堆内存中。
独有还是共享
栈内存归属于单个线程,每个线程都会有一个栈内存,其存储的变量只能在其所属线程中可见,即栈内存可以理解成线程的私有内存。
而堆内存中的对象对所有线程可见。堆内存中的对象可以被所有线程访问。
异常错误
如果栈内存没有可用的空间存储方法调用和局部变量,JVM会抛出java.lang.StackOverFlowError。
而如果是堆内存没有可用的空间存储生成的对象,JVM会抛出java.lang.OutOfMemoryError。
空间大小
栈的内存要远远小于堆内存,如果你使用递归的话,那么你的栈很快就会充满。如果递归没有及时跳出,很可能发生StackOverFlowError问题。

155.类加载的过程

遇到一个新的类时,首先会到方法区去找class文件,如果没有找到就会去硬盘中找class文件,找到后会返回,将class文件加载到方法区中,在类加载的时候,静态成员变量会被分配到方法区的静态区域,非静态成员变量分配到非静态区域,然后开始给静态成员变量初始化,赋默认值,赋完默认值后,会根据静态成员变量书写的位置赋显示值,然后执行静态代码。当所有的静态代码执行完,类加载才算完成。
加载:类加载过程的一个阶段:通过一个类的完全限定查找此类字节码文件,并利用字节码文件创建一个Class对象
验证:目的在于确保Class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求,不会危害虚拟机自身安全。主要包括四种验证,文件格式验证,元数据验证,字节码验证,符号引用验证。
准备:为类变量(即static修饰的字段变量)分配内存并且设置该类变量的初始值即0(如static int i=5;这里只将i初始化为0,至于5的值将在初始化时赋值),这里不包含用final修饰的static,因为final在编译的时候就会分配了,注意这里不会为实例变量分配初始化,类变量会分配在方法区中,而实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中。
解析:主要将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程。符号引用就是一组符号来描述目标,可以是任何字面量,而直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。有类或接口的解析,字段解析,类方法解析,接口方法解析(这里涉及到字节码变量的引用,如需更详细了解,可参考《深入Java虚拟机》)。
初始化:类加载最后阶段,若该类具有超类,则对其进行初始化,执行静态初始化器和静态初始化成员变量(如前面只初始化了默认值的static变量将会在这个阶段赋值,成员变量也将被初始化)。
这便是类加载的5个过程,而类加载器的任务是根据一个类的全限定名来读取此类的二进制字节流到JVM中,然后转换为一个与目标类对应的java.lang.Class对象实例,在虚拟机提供了3种类加载器,引导(Bootstrap)类加载器、扩展(Extension)类加载器、系统(System)类加载器(也称应用类加载器)

156.类加载器有哪些

我们进一步了解类加载器间的关系(并非指继承关系),主要可以分为以下4点
启动类加载器,由C++实现,没有父类。
拓展类加载器(ExtClassLoader),由Java语言实现,父类加载器为null
系统类加载器(AppClassLoader),由Java语言实现,父类加载器为ExtClassLoader
自定义类加载器,父类加载器肯定为AppClassLoader。
启动类加载器主要加载的是JVM自身需要的类,这个类加载使用C++语言实现的,是虚拟机自身的一部分,它负责将 <JAVA_HOME>/lib路径下的核心类库或-Xbootclasspath参数指定的路径下的jar包加载到内存中,注意必由于虚拟机是按照文件名识别加载jar包的,如rt.jar,如果文件名不被虚拟机识别,即使把jar包丢到lib目录下也是没有作用的(出于安全考虑,Bootstrap启动类加载器只加载包名为java、javax、sun等开头的类)。
扩展类加载器是指Sun公司(已被Oracle收购)实现的sun.misc.Launcher$ExtClassLoader类,由Java语言实现的,是Launcher的静态内部类,它负责加载<JAVA_HOME>/lib/ext目录下或者由系统变量-Djava.ext.dir指定位路径中的类库,开发者可以直接使用标准扩展类加载器。
系统类加载器也称应用程序加载器是指 Sun公司实现的sun.misc.Launcher $AppClassLoader。它负责加载系统类路径java -classpath或-D java.class.path 指定路径下的类库,也就是我们经常用到的classpath路径,开发者可以直接使用系统类加载器,一般情况下该类加载是程序中默认的类加载器,通过ClassLoader#getSystemClassLoader()方法可以获取到该类加载器。
在Java的日常应用程序开发中,类的加载几乎是由上述3种类加载器相互配合执行的,在必要时,我们还可以自定义类加载器,需要注意的是,Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式,也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成class对象,而且加载某个类的class文件时,Java虚拟机采用的是双亲委派模式即把请求交由父类处理,它一种任务委派模式,下面我们进一步了解它。

157.双亲委派模型

双亲委派模式要求除了顶层的启动类加载器外,其余的类加载器都应当有自己的父类加载器,请注意双亲委派模式中的父子关系并非通常所说的类继承关系,而是采用组合关系来复用父类加载器的相关代码。
双亲委派模式是在Java 1.2后引入的,其工作原理的是,如果一个类加载器收到了类加载请求,它并不会自己先去加载,而是把这个请求委托给父类的加载器去执行,如果父类加载器还存在其父类加载器,则进一步向上委托,依次递归,请求最终将到达顶层的启动类加载器,如果父类加载器可以完成类加载任务,就成功返回,倘若父类加载器无法完成此加载任务,子加载器才会尝试自己去加载,这就是双亲委派模式,即每个儿子都很懒,每次有活就丢给父亲去干,直到父亲说这件事我也干不了时,儿子自己想办法去完成,这不就是传说中的实力坑爹啊?那么采用这种模式有啥用呢?
双亲委派模式优势
采用双亲委派模式的是好处是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系,通过这种层级关可以避免类的重复加载,当父亲已经加载了该类时,就没有必要子ClassLoader再加载一次。其次是考虑到安全因素,java核心api中定义类型不会被随意替换,假设通过网络传递一个名为java.lang.Integer的类,通过双亲委托模式传递到启动类加载器,而启动类加载器在核心Java API发现这个名字的类,发现该类已被加载,并不会重新加载网络传递的过来的java.lang.Integer,而直接返回已加载过的Integer.class,这样便可以防止核心API库被随意篡改。可能你会想,如果我们在classpath路径下自定义一个名为java.lang.SingleInterge类(该类是胡编的)呢?该类并不存在java.lang中,经过双亲委托模式,传递到启动类加载器中,由于父类加载器路径下并没有该类,所以不会加载,将反向委托给子类加载器加载,最终会通过系统类加载器加载该类。但是这样做是不允许,因为java.lang是核心API包,需要访问权限,强制加载将会报出如下异常
java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang
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158.编写自己的类加载器

场景:
那么编写自定义类加载器的意义何在呢?
当class文件不在ClassPath路径下,默认系统类加载器无法找到该class文件,在这种情况下我们需要实现一个自定义的ClassLoader来加载特定路径下的class文件生成class对象。
当一个class文件是通过网络传输并且可能会进行相应的加密操作时,需要先对class文件进行相应的解密后再加载到JVM内存中,这种情况下也需要编写自定义的ClassLoader并实现相应的逻辑。
当需要实现热部署功能时(一个class文件通过不同的类加载器产生不同class对象从而实现热部署功能),需要实现自定义ClassLoader的逻辑。
方法:
实现自定义类加载器需要继承ClassLoader或者URLClassLoader,继承ClassLoader则需要自己重写findClass()方法并编写加载逻辑,继承URLClassLoader则可以省去编写findClass()方法以及class文件加载转换成字节码流的代码。

159.对象的创建


1. 类加载检查:
虚拟机遇到一条 new 指令时,首先将去检查这个指令的参数是否能在常量池中定位到这个类的符号引用,并且检查这个符号引用代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有,那必须先执行相应的类加载过程。
2. 分配内存:
在类加载检查通过后,接下来虚拟机将为新生对象分配内存。对象所需的内存大小在类加载完成后便可确定,为对象分配空间的任务等同于把一块确定大小的内存从 Java 堆中划分出来。分配方式有"指针碰撞"和"空闲列表"两种,选择那种分配方式由 Java 堆是否规整决定,而Java堆是否规整又由所采用的垃圾收集器是否带有压缩整理功能决定。

3. 初始化零值:
内存分配完成后,虚拟机需要将分配到的内存空间都初始化为零值(不包括对象头),这一步操作保证了对象的实例字段在 Java 代码中可以不赋初始值就直接使用,程序能访问到这些字段的数据类型所对应的零值。
4. 设置对象头:
初始化零值完成之后,虚拟机要对对象进行必要的设置,例如这个对象是那个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希吗、对象的 GC 分代年龄等信息。 这些信息存放在对象头中。 另外,根据虚拟机当前运行状态的不同,如是否启用偏向锁等,对象头会有不同的设置方式。
5. 执行 init 方法
在上面工作都完成之后,从虚拟机的视角来看,一个新的对象已经产生了,但从 Java 程序的视角来看,对象创建才刚开始, 方法还没有执行,所有的字段都还为零。所以一般来说,执行 new 指令之后会接着执行 方法,把对象按照程序员的意愿进行初始化,这样一个真正可用的对象才算完全产生出来。

160.GC算法

引用计数法
给对象中添加一个引用计数器,每当有一个地方引用它时,计数器值就加1;当引用失效时,计数器值就减1;任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的。
引用计数算法的实现简单,判定效率也高,大部分情况下是一个不错的算法。
但是,主流的java虚拟机并没有选用引用计数算法来管理内存,其中最主要的原因是:它很难解决对象之间相互循环引用的问题。
根搜索算法
设立若干种根对象,当任何一个根对象到某一个对象均不可达时,则认为这个对象是可以被回收的。GC roots的对象有以下几种:
1、栈(栈帧中的本地变量表)中引用的对象。
2、方法区中的静态成员。
3、方法区中的常量引用的对象(全局变量)
4、本地方法栈中JNI(一般说的Native方法)引用的对象。

现代虚拟机中的垃圾搜集算法:
标记-清除
标记-清除算法将垃圾回收分为两个阶段:标记阶段和清除阶段。一种可行的实现是,在标记阶段,首先通过根节点,标记所有从根节点开始的可达对象。因此,未被标记的对象就是未被引用的垃圾对象;然后,在清除阶段,清除所有未被标记的对象。
缺点:效率比较低(递归与全堆对象遍历),空闲内存是不连续的。
复制算法(新生代)
将原有的内存空间分为两块,每次只使用其中一块,在垃圾回收时,将正在使用的内存中的存活对象复制到未使用的内存块中,之后,清除正在使用的内存块中的所有对象,交换两个内存的角色,完成垃圾回收。
复制算法的最大的问题是:空间的浪费
标记-压缩(老年代)
和标记-清除算法一样,标记-压缩算法也首先需要从根节点开始,对所有可达对象做一次标记;但之后,它并不简单的清理未标记的对象,而是将所有的存活对象压缩到内存的一端;之后,清理边界外所有的空间。
分代收集
当前商业虚拟机的GC都是采用的“分代收集算法”,这并不是什么新的思想,只是根据对象的存活周期的不同将内存划分为几块儿。一般是把Java堆分为新生代和老年代:短命对象归为新生代,长命对象归为老年代。
少量对象存活,适合复制算法:在新生代中,每次GC时都发现有大批对象死去,只有少量存活,那就选用复制算法,只需要付出少量存活对象的复制成本就可以完成GC。
大量对象存活,适合用标记-清理/标记-整理:在老年代中,因为对象存活率高、没有额外空间对他进行分配担保,就必须使用“标记-清理”/“标记-整理”算法进行GC。

161.System.gc()和Runtime.gc()的区别?

java.lang.System.gc()只是java.lang.Runtime.getRuntime().gc()的简写,两者的行为没有任何不同。
System.gc()和runtime.gc()用于提示jvm进行垃圾回收,但是否立即回收还是延迟回收由java虚拟机决定。

162.Finalize()方法什么时候被调用?

在释放对象占用的内存之前,垃圾收集器会调用对象的finalize()方法。一般建议在该方法中释放对象持有的资源。

163.如果对象的引用被置为null,垃圾收集器是否会立即释放对象占用的内存?

不会,在下一个垃圾回收周期中,这个对象将是可被回收的。

164.串行(serial)收集器和吞吐量(throughput)收集器的区别是什么?

吞吐量收集器使用并行版本的新生代垃圾收集器,它用于中等规模和大规模数据的应用程序。而串行收集器对大多数的小应用(在现代处理器上需要大概100M左右的内存)就足够了。

165.JVM的永久代中会发生垃圾回收么?

垃圾回收不会发生在永久代,如果永久代满了或者是超过了临界值,会触发完全垃圾回收(Full GC)。如果你仔细查看垃圾收集器的输出信息,就会发现永久代也是被回收的。这就是为什么正确的永久代大小对避免Full GC是非常重要的原因。

166.Serial 与 Parallel GC之间的不同之处?

Serial 与 Parallel 在GC执行的时候都会引起 stop-the-world。它们之间主要不同 serial 收集器是默认的复制收集器,执行 GC 的时候只有一个线程,而 parallel 收集器使用多个 GC 线程来执行。

167.强引用,软引用,弱引用,虚引用

168.Java 中堆和栈有什么区别?

JVM 中堆和栈属于不同的内存区域,使用目的也不同。栈常用于保存方法帧和局部变量,而对象总是在堆上分配。栈通常都比堆小,也不会在多个线程之间共享,而堆被整个 JVM 的所有线程共享。

169.解释内存中的栈(stack)、堆(heap)和方法区(method area)的用法。

通常我们定义一个基本数据类型的变量,一个对象的引用,还有就是函数调用的现场保存都使用JVM中的栈空间;
而通过new关键字和构造器创建的对象则放在堆空间,堆是垃圾收集器管理的主要区域,由于现在的垃圾收集器都采用分代收集算法,所以堆空间还可以细分为新生代和老生代,再具体一点可以分为Eden、Survivor(又可分为From Survivor和To Survivor)、Tenured;
方法区和堆都是各个线程共享的内存区域,用于存储已经被JVM加载的类信息、常量、静态变量、JIT编译器编译后的代码等数据;
程序中的字面量(literal)如直接书写的100、”hello”和常量都是放在常量池中,常量池是方法区的一部分,。栈空间操作起来最快但是栈很小,通常大量的对象都是放在堆空间,栈和堆的大小都可以通过JVM的启动参数来进行调整,栈空间用光了会引发StackOverflowError,而堆和常量池空间不足则会引发OutOfMemoryError。

170.动态代理的两种方式,以及区别

JDK动态代理只能对实现了接口的类生成代理,而不能针对类;cglib是针对类实现代理,主要是对指定的类生成一个子类,覆盖其中的方法,因为是继承,所以该类或方法最好不要声明称final,final可以阻止继承和多态;
JDK动态代理实现的原理
首先Jdk的动态代理实现方法是依赖于接口的,首先使用接口来定义好操作的规范。然后通过Proxy类产生的代理对象调用被代理对象的操作,而这个操作又被分发给InvocationHandler接口的 invoke方法具体执行
cgLib的动态代理原理
CGLIB原理:动态生成一个要代理类的子类,子类重写要代理的类的所有不是final的方法。在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用,顺势织入横切逻辑。它比使用java反射的JDK动态代理要快。
CGLIB底层:使用字节码处理框架ASM,来转换字节码并生成新的类。不鼓励直接使用ASM,因为它要求你必须对JVM内部结构包括class文件的格式和指令集都很熟悉。
CGLIB缺点:对于final方法,无法进行代理。

171.反射

七.HotSpot虚拟机中的7种垃圾收集器
参考文章:https://blog.csdn.net/tjiyu/article/details/53983650

172.垃圾收集器组合

JDK7/8后,HotSpot虚拟机所有收集器及组合(连线),如下图:

(A)、图中展示了7种不同分代的收集器:
Serial、ParNew、Parallel Scavenge、Serial Old、Parallel Old、CMS、G1;
(B)、而它们所处区域,则表明其是属于新生代收集器还是老年代收集器:
新生代收集器:Serial、ParNew、Parallel Scavenge;
老年代收集器:Serial Old、Parallel Old、CMS;
整堆收集器:G1;
(C)、两个收集器间有连线,表明它们可以搭配使用:
Serial/Serial Old、Serial/CMS、ParNew/Serial Old、ParNew/CMS、Parallel Scavenge/Serial Old、Parallel Scavenge/Parallel Old、G1;
(D)、其中Serial Old作为CMS出现"Concurrent Mode Failure"失败的后备预案(后面介绍);

173.并发垃圾收集和并行垃圾收集的区别

(A)、并行(Parallel)
指多条垃圾收集线程并行工作,但此时用户线程仍然处于等待状态;
如ParNew、Parallel Scavenge、Parallel Old;
(B)、并发(Concurrent)
指用户线程与垃圾收集线程同时执行(但不一定是并行的,可能会交替执行);
用户程序在继续运行,而垃圾收集程序线程运行于另一个CPU上;
如CMS、G1(也有并行);

174.Minor GC和Full GC的区别

(A)、Minor GC
又称新生代GC,指发生在新生代的垃圾收集动作;
因为Java对象大多是朝生夕灭,所以Minor GC非常频繁,一般回收速度也比较快;
(B)、Full GC
又称Major GC或老年代GC,指发生在老年代的GC;
出现Full GC经常会伴随至少一次的Minor GC(不是绝对,Parallel Sacvenge收集器就可以选择设置Major GC策略);
Full GC速度一般比Minor GC慢10倍以上;

175.Serial收集器

Serial(串行)垃圾收集器是最基本、发展历史最悠久的收集器;
JDK1.3.1前是HotSpot新生代收集的唯一选择;
1、特点
针对新生代;
采用复制算法;
单线程收集;
进行垃圾收集时,必须暂停所有工作线程,直到完成;
即会"Stop The World";
Serial/Serial Old组合收集器运行示意图如下:

2、应用场景
依然是HotSpot在Client模式下默认的新生代收集器;
也有优于其他收集器的地方:
简单高效(与其他收集器的单线程相比);
对于限定单个CPU的环境来说,Serial收集器没有线程交互(切换)开销,可以获得最高的单线程收集效率;
在用户的桌面应用场景中,可用内存一般不大(几十M至一两百M),可以在较短时间内完成垃圾收集(几十MS至一百多MS),只要不频繁发生,这是可以接受的
3、设置参数
“-XX:+UseSerialGC”:添加该参数来显式的使用串行垃圾收集器;
4、Stop TheWorld说明
JVM在后台自动发起和自动完成的,在用户不可见的情况下,把用户正常的工作线程全部停掉,即GC停顿;
会带给用户不良的体验;
从JDK1.3到现在,从Serial收集器-》Parallel收集器-》CMS-》G1,用户线程停顿时间不断缩短,但仍然无法完全消除;

176.ParNew收集器

ParNew垃圾收集器是Serial收集器的多线程版本。
1、特点
除了多线程外,其余的行为、特点和Serial收集器一样;
如Serial收集器可用控制参数、收集算法、Stop The World、内存分配规则、回收策略等;
两个收集器共用了不少代码;
ParNew/Serial Old组合收集器运行示意图如下:

2、应用场景
在Server模式下,ParNew收集器是一个非常重要的收集器,因为除Serial外,目前只有它能与CMS收集器配合工作;
但在单个CPU环境中,不会比Serail收集器有更好的效果,因为存在线程交互开销。
3、设置参数
“-XX:+UseConcMarkSweepGC”:指定使用CMS后,会默认使用ParNew作为新生代收集器;
“-XX:+UseParNewGC”:强制指定使用ParNew;
“-XX:ParallelGCThreads”:指定垃圾收集的线程数量,ParNew默认开启的收集线程与CPU的数量相同;
4、为什么只有ParNew能与CMS收集器配合
CMS是HotSpot在JDK1.5推出的第一款真正意义上的并发(Concurrent)收集器,第一次实现了让垃圾收集线程与用户线程(基本上)同时工作;
CMS作为老年代收集器,但却无法与JDK1.4已经存在的新生代收集器Parallel Scavenge配合工作;
因为Parallel Scavenge(以及G1)都没有使用传统的GC收集器代码框架,而另外独立实现;而其余几种收集器则共用了部分的框架代码;

177.Parallel Scavenge收集器

Parallel Scavenge垃圾收集器因为与吞吐量关系密切,也称为吞吐量收集器(Throughput Collector)。
1、特点
(A)、有一些特点与ParNew收集器相似
新生代收集器;
采用复制算法;
多线程收集;
(B)、主要特点是:它的关注点与其他收集器不同
CMS等收集器的关注点是尽可能地缩短垃圾收集时用户线程的停顿时间;
而Parallel Scavenge收集器的目标则是达一个可控制的吞吐量(Throughput);
2、应用场景
高吞吐量为目标,即减少垃圾收集时间,让用户代码获得更长的运行时间;
当应用程序运行在具有多个CPU上,对暂停时间没有特别高的要求时,即程序主要在后台进行计算,而不需要与用户进行太多交互;
例如,那些执行批量处理、订单处理、工资支付、科学计算的应用程序;
3、设置参数
Parallel Scavenge收集器提供两个参数用于精确控制吞吐量:
(A)、"-XX:MaxGCPauseMillis"
控制最大垃圾收集停顿时间,大于0的毫秒数;
MaxGCPauseMillis设置得稍小,停顿时间可能会缩短,但也可能会使得吞吐量下降;
因为可能导致垃圾收集发生得更频繁;
(B)、"-XX:GCTimeRatio"
设置垃圾收集时间占总时间的比率,0<n<100的整数;
GCTimeRatio相当于设置吞吐量大小;
垃圾收集执行时间占应用程序执行时间的比例的计算方法是:
1 / (1 + n)
例如,选项-XX:GCTimeRatio=19,设置了垃圾收集时间占总时间的5%–1/(1+19);
默认值是1%–1/(1+99),即n=99;
垃圾收集所花费的时间是年轻一代和老年代收集的总时间;
如果没有满足吞吐量目标,则增加代的内存大小以尽量增加用户程序运行的时间;
此外,还有一个值得关注的参数:
(C)、"-XX:+UseAdptiveSizePolicy"
开启这个参数后,就不用手工指定一些细节参数,如:
新生代的大小(-Xmn)、Eden与Survivor区的比例(-XX:SurvivorRation)、晋升老年代的对象年龄(-XX:PretenureSizeThreshold)等;
JVM会根据当前系统运行情况收集性能监控信息,动态调整这些参数,以提供最合适的停顿时间或最大的吞吐量,这种调节方式称为GC自适应的调节策略(GC Ergonomiscs);
这是一种值得推荐的方式:
(1)、只需设置好内存数据大小(如"-Xmx"设置最大堆);
(2)、然后使用"-XX:MaxGCPauseMillis"或"-XX:GCTimeRatio"给JVM设置一个优化目标;
(3)、那些具体细节参数的调节就由JVM自适应完成;
这也是Parallel Scavenge收集器与ParNew收集器一个重要区别;
4、吞吐量与收集器关注点说明
(A)、吞吐量(Throughput)
CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值;
即吞吐量=运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾收集时间);
高吞吐量即减少垃圾收集时间,让用户代码获得更长的运行时间;
(B)、垃圾收集器期望的目标(关注点)
(1)、停顿时间
停顿时间越短就适合需要与用户交互的程序;
良好的响应速度能提升用户体验;
(2)、吞吐量
高吞吐量则可以高效率地利用CPU时间,尽快完成运算的任务;
主要适合在后台计算而不需要太多交互的任务;
(3)、覆盖区(Footprint)
在达到前面两个目标的情况下,尽量减少堆的内存空间;
可以获得更好的空间局部性;

178.Serial Old收集器

Serial Old是 Serial收集器的老年代版本;
1、特点
针对老年代;
采用"标记-整理"算法(还有压缩,Mark-Sweep-Compact);
单线程收集;
Serial/Serial Old收集器运行示意图如下:

2、应用场景
主要用于Client模式;
而在Server模式有两大用途:
(A)、在JDK1.5及之前,与Parallel Scavenge收集器搭配使用(JDK1.6有Parallel Old收集器可搭配);
(B)、作为CMS收集器的后备预案,在并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用(后面详解);

179.Parallel Old收集器

Parallel Old垃圾收集器是Parallel Scavenge收集器的老年代版本;
JDK1.6中才开始提供;
1、特点
针对老年代;
采用"标记-整理"算法;
多线程收集;
Parallel Scavenge/Parallel Old收集器运行示意图如下:

2、应用场景
JDK1.6及之后用来代替老年代的Serial Old收集器;
特别是在Server模式,多CPU的情况下;
这样在注重吞吐量以及CPU资源敏感的场景,就有了Parallel Scavenge加Parallel Old收集器的"给力"应用组合;
3、设置参数
“-XX:+UseParallelOldGC”:指定使用Parallel Old收集器;

180.CMS收集器

并发标记清理(Concurrent Mark Sweep,CMS)收集器也称为并发低停顿收集器(Concurrent Low Pause Collector)或低延迟(low-latency)垃圾收集器;
在前面ParNew收集器曾简单介绍过其特点;
1、特点
针对老年代;
基于"标记-清除"算法(不进行压缩操作,产生内存碎片);
以获取最短回收停顿时间为目标;
并发收集、低停顿;
需要更多的内存(看后面的缺点);
是HotSpot在JDK1.5推出的第一款真正意义上的并发(Concurrent)收集器;
第一次实现了让垃圾收集线程与用户线程(基本上)同时工作;
2、应用场景
与用户交互较多的场景;
希望系统停顿时间最短,注重服务的响应速度;
以给用户带来较好的体验;
如常见WEB、B/S系统的服务器上的应用;
3、设置参数
“-XX:+UseConcMarkSweepGC”:指定使用CMS收集器;
4、CMS收集器运作过程
比前面几种收集器更复杂,可以分为4个步骤:
(A)、初始标记(CMS initial mark)
仅标记一下GC Roots能直接关联到的对象;
速度很快;
但需要"Stop The World";
(B)、并发标记(CMS concurrent mark)
进行GC Roots Tracing的过程;
刚才产生的集合中标记出存活对象;
应用程序也在运行;
并不能保证可以标记出所有的存活对象;
(C)、重新标记(CMS remark)
为了修正并发标记期间因用户程序继续运作而导致标记变动的那一部分对象的标记记录;
需要"Stop The World",且停顿时间比初始标记稍长,但远比并发标记短;
采用多线程并行执行来提升效率;
(D)、并发清除(CMS concurrent sweep)
回收所有的垃圾对象;
整个过程中耗时最长的并发标记和并发清除都可以与用户线程一起工作;
所以总体上说,CMS收集器的内存回收过程与用户线程一起并发执行;
CMS收集器运行示意图如下:

5、CMS收集器3个明显的缺点
(A)、对CPU资源非常敏感
并发收集虽然不会暂停用户线程,但因为占用一部分CPU资源,还是会导致应用程序变慢,总吞吐量降低。
CMS的默认收集线程数量是=(CPU数量+3)/4;
当CPU数量多于4个,收集线程占用的CPU资源多于25%,对用户程序影响可能较大;不足4个时,影响更大,可能无法接受。
增量式并发收集器:
针对这种情况,曾出现了"增量式并发收集器"(Incremental Concurrent Mark Sweep/i-CMS);
类似使用抢占式来模拟多任务机制的思想,让收集线程和用户线程交替运行,减少收集线程运行时间;
但效果并不理想,JDK1.6后就官方不再提倡用户使用。
《内存管理白皮书》 4.6.3节可以看到一些描述;
(B)、无法处理浮动垃圾,可能出现"Concurrent Mode Failure"失败
(1)、浮动垃圾(Floating Garbage)
在并发清除时,用户线程新产生的垃圾,称为浮动垃圾;
这使得并发清除时需要预留一定的内存空间,不能像其他收集器在老年代几乎填满再进行收集;
也要可以认为CMS所需要的空间比其他垃圾收集器大;
“-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction”:设置CMS预留内存空间;
JDK1.5默认值为68%;
JDK1.6变为大约92%;
(2)、“Concurrent Mode Failure"失败
如果CMS预留内存空间无法满足程序需要,就会出现一次"Concurrent Mode Failure"失败;
这时JVM启用后备预案:临时启用Serail Old收集器,而导致另一次Full GC的产生;
这样的代价是很大的,所以CMSInitiatingOccupancyFraction不能设置得太大。
(C)、产生大量内存碎片
由于CMS基于"标记-清除"算法,清除后不进行压缩操作;
前面《Java虚拟机垃圾回收(二) 垃圾回收算法》“标记-清除"算法介绍时曾说过:
产生大量不连续的内存碎片会导致分配大内存对象时,无法找到足够的连续内存,从而需要提前触发另一次Full GC动作。
解决方法:
(1)、”-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection”
使得CMS出现上面这种情况时不进行Full GC,而开启内存碎片的合并整理过程;
但合并整理过程无法并发,停顿时间会变长;
默认开启(但不会进行,结合下面的CMSFullGCsBeforeCompaction);
(2)、"-XX:+CMSFullGCsBeforeCompaction"
设置执行多少次不压缩的Full GC后,来一次压缩整理;
为减少合并整理过程的停顿时间;
默认为0,也就是说每次都执行Full GC,不会进行压缩整理;
由于空间不再连续,CMS需要使用可用"空闲列表"内存分配方式,这比简单实用"碰撞指针"分配内存消耗大;
更多关于内存分配方式请参考:《Java对象在Java虚拟机中的创建过程》
总体来看,与Parallel Old垃圾收集器相比,CMS减少了执行老年代垃圾收集时应用暂停的时间;
但却增加了新生代垃圾收集时应用暂停的时间、降低了吞吐量而且需要占用更大的堆空间;

181.G1收集器

G1(Garbage-First)是JDK7-u4才推出商用的收集器;
1、特点
(A)、并行与并发
能充分利用多CPU、多核环境下的硬件优势;
可以并行来缩短"Stop The World"停顿时间;
也可以并发让垃圾收集与用户程序同时进行;
(B)、分代收集,收集范围包括新生代和老年代
能独立管理整个GC堆(新生代和老年代),而不需要与其他收集器搭配;
能够采用不同方式处理不同时期的对象;
虽然保留分代概念,但Java堆的内存布局有很大差别;
将整个堆划分为多个大小相等的独立区域(Region);
新生代和老年代不再是物理隔离,它们都是一部分Region(不需要连续)的集合;
(C)、结合多种垃圾收集算法,空间整合,不产生碎片
从整体看,是基于标记-整理算法;
从局部(两个Region间)看,是基于复制算法;
这是一种类似火车算法的实现;
都不会产生内存碎片,有利于长时间运行;
(D)、可预测的停顿:低停顿的同时实现高吞吐量
G1除了追求低停顿处,还能建立可预测的停顿时间模型;
可以明确指定M毫秒时间片内,垃圾收集消耗的时间不超过N毫秒;
2、应用场景
面向服务端应用,针对具有大内存、多处理器的机器;
最主要的应用是为需要低GC延迟,并具有大堆的应用程序提供解决方案;
如:在堆大小约6GB或更大时,可预测的暂停时间可以低于0.5秒;
用来替换掉JDK1.5中的CMS收集器;
在下面的情况时,使用G1可能比CMS好:
(1)、超过50%的Java堆被活动数据占用;
(2)、对象分配频率或年代提升频率变化很大;
(3)、GC停顿时间过长(长于0.5至1秒)。
是否一定采用G1呢?也未必:
如果现在采用的收集器没有出现问题,不用急着去选择G1;
如果应用程序追求低停顿,可以尝试选择G1;
是否代替CMS需要实际场景测试才知道。
3、设置参数
“-XX:+UseG1GC”:指定使用G1收集器;
“-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent”:当整个Java堆的占用率达到参数值时,开始并发标记阶段;默认为45;
“-XX:MaxGCPauseMillis”:为G1设置暂停时间目标,默认值为200毫秒;
“-XX:G1HeapRegionSize”:设置每个Region大小,范围1MB到32MB;目标是在最小Java堆时可以拥有约2048个Region;
更多关于G1参数设置请参考:
4、为什么G1收集器可以实现可预测的停顿
G1可以建立可预测的停顿时间模型,是因为:
可以有计划地避免在Java堆的进行全区域的垃圾收集;
G1跟踪各个Region获得其收集价值大小,在后台维护一个优先列表;
每次根据允许的收集时间,优先回收价值最大的Region(名称Garbage-First的由来);
这就保证了在有限的时间内可以获取尽可能高的收集效率;
5、一个对象被不同区域引用的问题
一个Region不可能是孤立的,一个Region中的对象可能被其他任意Region中对象引用,判断对象存活时,是否需要扫描整个Java堆才能保证准确?
在其他的分代收集器,也存在这样的问题(而G1更突出):
回收新生代也不得不同时扫描老年代?
这样的话会降低Minor GC的效率;
解决方法:
无论G1还是其他分代收集器,JVM都是使用Remembered Set来避免全局扫描:
每个Region都有一个对应的Remembered Set;
每次Reference类型数据写操作时,都会产生一个Write Barrier暂时中断操作;
然后检查将要写入的引用指向的对象是否和该Reference类型数据在不同的Region(其他收集器:检查老年代对象是否引用了新生代对象);
如果不同,通过CardTable把相关引用信息记录到引用指向对象的所在Region对应的Remembered Set中;
当进行垃圾收集时,在GC根节点的枚举范围加入Remembered Set;
就可以保证不进行全局扫描,也不会有遗漏。
6、G1收集器运作过程
不计算维护Remembered Set的操作,可以分为4个步骤(与CMS较为相似)。
(A)、初始标记(Initial Marking)
仅标记一下GC Roots能直接关联到的对象;
且修改TAMS(Next Top at Mark Start),让下一阶段并发运行时,用户程序能在正确可用的Region中创建新对象;
需要"Stop The World",但速度很快;
(B)、并发标记(Concurrent Marking)
进行GC Roots Tracing的过程;
刚才产生的集合中标记出存活对象;
耗时较长,但应用程序也在运行;
并不能保证可以标记出所有的存活对象;
(C)、最终标记(Final Marking)
为了修正并发标记期间因用户程序继续运作而导致标记变动的那一部分对象的标记记录;
上一阶段对象的变化记录在线程的Remembered Set Log;
这里把Remembered Set Log合并到Remembered Set中;
需要"Stop The World",且停顿时间比初始标记稍长,但远比并发标记短;
采用多线程并行执行来提升效率;
(D)、筛选回收(Live Data Counting and Evacuation)
首先排序各个Region的回收价值和成本;
然后根据用户期望的GC停顿时间来制定回收计划;
最后按计划回收一些价值高的Region中垃圾对象;
回收时采用"复制"算法,从一个或多个Region复制存活对象到堆上的另一个空的Region,并且在此过程中压缩和释放内存;
可以并发进行,降低停顿时间,并增加吞吐量;
G1收集器运行示意图如下:

八.JavaWeb

182.MCV设计模式

MVC模式是"Model-View-Controller"的缩写,中文翻译为"模式-视图-控制器"。MVC应用程序总是由这三个部分组成。Event(事件)导致Controller改变Model或View,或者同时改变两者。只要Controller改变了Models的数据或者属性,所有依赖的View都会自动更新。类似的,只要Controller改变了View,View会从潜在的Model中获取数据来刷新自己。MVC模式最早是smalltalk语言研究团提出的,应用于用户交互应用程序中。smalltalk语言和java语言有很多相似性,都是面向对象语言,很自然的SUN在petstore(宠物店)事例应用程序中就推荐MVC模式作为开发Web应用的架构模式。MVC模式是一种架构模式,其实需要其他模式协作完成。在J2EE模式目录中,通常采用service to worker模式实现,而service to worker模式可由集中控制器模式,派遣器模式和Page Helper模式组成。而Struts只实现了MVC的View和Controller两个部分,Model部分需要开发者自己来实现,Struts提供了抽象类Action使开发者能将Model应用于Struts框架中。
MVC模式是一个复杂的架构模式,其实现也显得非常复杂。但是,我们已经终结出了很多可靠的设计模式,多种设计模式结合在一起,使MVC模式的实现变得相对简单易行。Views可以看作一棵树,显然可以用Composite Pattern来实现。Views和Models之间的关系可以用Observer Pattern体现。Controller控制Views的显示,可以用Strategy Pattern实现。Model通常是一个调停者,可采用Mediator Pattern来实现。
现在让我们来了解一下MVC三个部分在J2EE架构中处于什么位置,这样有助于我们理解MVC模式的实现。MVC与J2EE架构的对应关系是:View处于Web Tier或者说是Client Tier,通常是JSP/Servlet,即页面显示部分。Controller也处于Web Tier,通常用Servlet来实现,即页面显示的逻辑部分实现。Model处于Middle Tier,通常用服务端的javaBean或者EJB实现,即业务逻辑部分的实现。
一、MVC设计思想
  MVC英文即Model-View-Controller,即把一个应用的输入、处理、输出流程按照Model、View、Controller的方式进行分离,这样一个应用被分成三个层——模型层、视图层、控制层。
  视图(View)代表用户交互界面,对于Web应用来说,可以概括为HTML界面,但有可能为XHTML、XML和Applet。随着应用的复杂性和规模性,界面的处理也变得具有挑战性。一个应用可能有很多不同的视图,MVC设计模式对于视图的处理仅限于视图上数据的采集和处理,以及用户的请求,而不包括在视图上的业务流程的处理。业务流程的处理交予模型(Model)处理。比如一个订单的视图只接受来自模型的数据并显示给用户,以及将用户界面的输入数据和请求传递给控制和模型。
  模型(Model):就是业务流程/状态的处理以及业务规则的制定。业务流程的处理过程对其它层来说是黑箱操作,模型接受视图请求的数据,并返回最终的处理结果。业务模型的设计可以说是MVC最主要的核心。目前流行的EJB模型就是一个典型的应用例子,它从应用技术实现的角度对模型做了进一步的划分,以便充分利用现有的组件,但它不能作为应用设计模型的框架。它仅仅告诉你按这种模型设计就可以利用某些技术组件,从而减少了技术上的困难。对一个开发者来说,就可以专注于业务模型的设计。MVC设计模式告诉我们,把应用的模型按一定的规则抽取出来,抽取的层次很重要,这也是判断开发人员是否优秀的设计依据。抽象与具体不能隔得太远,也不能太近。MVC并没有提供模型的设计方法,而只告诉你应该组织管理这些模型,以便于模型的重构和提高重用性。我们可以用对象编程来做比喻,MVC定义了一个顶级类,告诉它的子类你只能做这些,但没法限制你能做这些。这点对编程的开发人员非常重要。
  业务模型还有一个很重要的模型那就是数据模型。数据模型主要指实体对象的数据 保存(持续化)。比如将一张订单保存到数据库,从数据库获取订单。我们可以将这个模型单独列出,所有有关数据库的操作只限制在该模型中。
  控制(Controller)可以理解为从用户接收请求, 将模型与视图匹配在一起,共同完成用户的请求。划分控制层的作用也很明显,它清楚地告诉你,它就是一个分发器,选择什么样的模型,选择什么样的视图,可以完成什么样的用户请求。控制层并不做任何的数据处理。例如,用户点击一个连接,控制层接受请求后, 并不处理业务信息,它只把用户的信息传递给模型,告诉模型做什么,选择符合要求的视图返回给用户。因此,一个模型可能对应多个视图,一个视图可能对应多个模型。
模型、视图与控制器的分离,使得一个模型可以具有多个显示视图。如果用户通过某个视图的控制器改变了模型的数据,所有其它依赖于这些数据的视图都应反映到这些变化。因此,无论何时发生了何种数据变化,控制器都会将变化通知所有的视图,导致显示的更新。这实际上是一种模型的变化-传播机制。模型、视图、控制器三者之间的关系和各自的主要功能,如图1所示。

183.Servlet

1、什么是 Servlet?
Java Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序,它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。使用 Servlet,可以收集来自网页表单的用户输入,呈现来自数据库或者其他源的记录,还可以动态创建网页。
该接口定义了如下5个方法
1. init()
2. service()
3. destroy()
4. getServletConfig()
5. getServletInfo()
Servlet API 中主要接口及实现类,包括:
与Servlet实现相关的Servlet接口
Servlet接口
GenericServlet抽象类
HttpServlet抽象类
与请求和响应相关的接口
ServletRequest接口
ServletResponse接口
HttpServletResquest接口
HttpServletResponse接口
与Servlet配置相关的接口
ServletConfig接口
Servlet上下文
ServletContext接口
请求转发
RequestDispatcher接口
2、Servlet 的生命周期
  我们通过上面的实例,可以看到也就是只有第一次才会执行 构造器和 init() 方法,后面每次点击都只调用 service() 方法。那这是为什么呢?
  
上面这幅图可以这样理解:
  1、客户端向 Web 服务器发送请求,服务器查询 web.xml 文件配置。根据请求信息找到对应的 Servlet。
  2、Servlet 引擎检查是否已经装载并创建了该 Servlet 的实例对象,如果有,则直接执行第4步,否则执行第3步,
  3、Web 服务器加载 Servlet,并调用 Servlet 构造器(只会调用一次),创建 Servlet 的实例对象。并调用 init() 方法,完成 Servlet 实例对象的初始化(只会调用一次)。
  4、Web 服务器把接收到的 http 请求封装成 ServletRequest 对象,并创建一个 响应消息的 ServletResponse 对象,作为 service() 方法的参数传入。(每一次访问都会调用一次该方法)
  5、执行 service() 方法,并将处理信息封装到 ServletResponse 对象中返回
  6、浏览器拆除 ServletResponse 对象,形成 http 响应格式,返回给客户端。
7、Web 应用程序停止或者重新启动之前,Servlet 引擎将卸载 Servlet实例,并在卸载之前调用 destory() 方法
3、创建 Servlet 的三种方法
第一种:就是我们上面写的 实现接口 Servlet
第二种:由于实现接口我们需要实现里面所有的方法,里面有一些方法我们可能并不想实现,那么我们就继承 GenericServlet 类
第三种:通常我们浏览器发出的请求都是 http 请求,那么请求方式可能有多种,比如 get,post,而我们在处理请求的时候都是在 service() 方法中,这种方式显然不够明确。那么我们通常是 继承 HttpServlet 类
其实上面三种方法,后面两种都是对 Servlet 类的封装,我们可以看 API,其实 HttpServlet 是继承 GenericServlet的。 而 GenericServlet 又是实现 Servlet 接口的。
4、Servlet 的多线程问题
第一种方法:使用同步代码块
分析:这种办法虽然能解决多线程同步问题,但是如果 延时程序特别长,那么会造成访问假死的现象。即第一个线程访问结果没有出来,第二个线程就会一直卡死,出不来结果
第二种办法:实现接口 SingleThreadModel
分析:SingleThreadModel 接口指定了系统如何处理对同一个Servlet的调用。如果一个Servlet被这个接口指定,那么在这个Servlet中的service方法将不会有两个线程被同时执行,当然也就不存在线程安全的问题。但是,如果一个Servlet实现了SingleThreadModel接口,Servlet引擎将为每个新的请求创建一个单独的Servlet实例,这将引起大量的系统开销,在现在的Servlet开发中基本看不到SingleThreadModel的使用,这种方式了解即可,尽量避免使用。
第三种办法:避免使用实例变量
线程安全问题很大一部分是由于实例变量造成的,那么我们只要在 Servlet 里面不定义任何的实例变量,那么就不会有线程安全的问题。因为在 Java 内存模型中,方法中的临时变量是在栈上分配空间,而且每个线程都有自己的私有栈空间,不会造成线程安全问题。
5、Servlet 的转发和重定向
重定向:

public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;response.sendRedirect("index.jsp");//重定向}

转发:

HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;//response.sendRedirect("index.jsp");request.getRequestDispatcher("/index.jsp").forward(request, response);//转发

我们再看看浏览器访问:同时输入 http://localhost:8080/ServletImprove/hello
重定向变为:

  转发为:

本质区别:转发只发出了一次请求,而重定向发出了两次请求
①.转发:地址栏是初次发出请求的地址
重定向:地址栏不再是初次发出的请求地址,地址栏为最后响应的那个地址
②.转发:在最终的Servlet中,request对象和中转的那个request是同一个对象
重定向:在最终的Servlet中,request对象和中转的那个request不是同一个对象
③.转发:只能转发给当前WEB应用的资源
重定向:可以重定向到任何资源
response.sendRedirect(“http://www.baidu.com”);是可以的
转发就不行
④.转发:/ 代表的是当前WEB应用的根目录(http://localhost:8080/项目名称/)
重定向: / 代表的是当前WEB站点的根目录(http://localhost:8080/)
注意:这两条跳转语句不能同时出现在一个页面中,否则会报IllegalStateException - if the response was already committed
8、Servlet 的过滤器
①、什么是 过滤器?
JavaWEB 的一个重要组件,可以对发送到 Servlet 的请求进行拦截,并对响应也进行拦截
②、如何实现一个过滤器?
第一步:创建一个过滤器类,实现 Filter 接口

package com.ys.filter;import java.io.IOException;
import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;public class HelloFilter implements Filter{public HelloFilter() {System.out.println("构造器 HelloFilter()...");}@Overridepublic void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {System.out.println("init()...");}@Overridepublic void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)throws IOException, ServletException {System.out.println("doFilter()...");}@Overridepublic void destroy() {System.out.println("destroy()...");}}

第二步:在 web.xml 文件中配置过滤器

<!--给创建的过滤器配置关系  --><filter><filter-name>helloFilter</filter-name><filter-class>com.ys.filter.HelloFilter</filter-class></filter><filter-mapping><filter-name>helloFilter</filter-name><url-pattern>/*</url-pattern><!-- 这表示可以拦截任何请求 --></filter-mapping>

启动服务器:我们发现还没发送请求,过滤器的 构造方法和 init() 方法就已经开始运行了

服务器启动成功之后,我们输入任意连接,比如

每刷新一次,控制台都会打印 doFilter()…

总结:生命周期和 Servlet 的类似。只不过其构造方法和初始化方法是在容器启动时就调用了,而其 doFilter() 方法则是在每次请求的时候调用。故过滤器可以对请求进行拦截过滤。可以用来进行权限设置,对传输数据进行加密等等操作。

184.jsp

参考地址:https://blog.csdn.net/sdjadycsdn/article/details/80548947

185.JSP 和 Servlet 有哪些相同点和不同点

一、基本概念
1.1 Servlet
Servlet是一种服务器端的Java应用程序,具有独立于平台和协议的特性,可以生成动态的Web页面。它担当客户请求(Web浏览器或其他HTTP客户程序)与服务器响应(HTTP服务器上的数据库或应用程序)的中间层。 Servlet是位于Web 服务器内部的服务器端的Java应用程序,与传统的从命令行启动的Java应用程序不同,Servlet由Web服务器进行加载,该Web服务器必须包含支持Servlet的Java虚拟机。
1.2 JSP
JSP技术使用Java编程语言编写类XML的tags和scriptlets,来封装产生动态网页的处理逻辑。网页还能通过tags和scriptlets访问存在于服务端的资源的应用逻辑。JSP将网页逻辑与网页设计的显示分离,支持可重用的基于组件的设计,使基于Web的应用程序的开发变得迅速和容易。 JSP(JavaServer Pages)是一种动态页面技术,它的主要目的是将表示逻辑从Servlet中分离出来。
JSP是一种脚本语言,包装了Java Servlet系统的界面,简化了Java和Servlet的使用难度,同时通过扩展JSP标签(TAG)提供了网页动态执行的能力。JSP提供了一套简单的标签,和HTML融合的比较好,可以使不了解Servlet的人可以做出动态网页来。对于Java语言不熟悉的人,会觉得JSP开发比较方便。JSP修改后可以立即看到结果,不需要手工编译,JSP引擎会来做这些工作;而Servelt缺需要编译,重新启动Servlet引擎等一系列动作。但是在JSP中,HTML与程序代码混杂在一起,而Servlet却不是这样。下面我们对JSP的运行来做一个简单的介绍,告诉大家怎样来执行一个JSP文件:当Web服务器(或Servlet引擎,应用服务器)支持JSP引擎时,JSP引擎会照着JSP的语法,将JSP文件转换成Servlet代码源文件,接着Servlet会被编译成Java可执行字节码(bytecode),并以一般的Servlet方式载入执行JSP语法简单,可以方便的嵌入HTML之中,很容易加入动态的部分,方便的输出HTML。在Servlet中输出HTML缺需要调用特定的方法,对于引号之类的字符也要做特殊的处理,加在复杂的HTML页面中作为动态部分,比起JSP来说是比较困难的。
二、两者之间的联系和区别
【1】JSP第一次运行的时候会编译成Servlet,驻留在内存中以供调用。
【2】JSP是web开发技术,Servlet是服务器端运用的小程序,我们访问一个JSP页面时,服务器会将这个JSP页面转变成Servlet小程序运行得到结果后,反馈给用户端的浏览器。
【3】Servlet相当于一个控制层再去调用相应的JavaBean处理数据,最后把结果返回给JSP。
【4】Servlet主要用于转向,将请求转向到相应的JSP页面。
【5】JSP更多的是进行页面显示,Servlet更多的是处理业务,即JSP是页面,Servlet是实现JSP的方法。
【6】Servlet可以实现JSP的所有功能,但由于美工使用Servlet做界面非常困难,后来开发了JSP。
【7】JSP技术开发网站的两种模式:JSP + JavaBean;JSP + Servlet + JavaBean(一般在多层应用中, JSP主要用作表现层,而Servlet则用作控制层,因为在JSP中放太多的代码不利于维护,而把这留给Servlet来实现,而大量的重复代码写在JavaBean中)。
【8】二者之间的差别就是,开发界面是JSP直接可以编写。
比如在JSP中写Table标记:
< table>[数据]< /table>;
Servlet需要加入:
out.println(“< table>数据< /table>”)。
JSP文件在被应用服务器(例如:Tomcat、Resin、Weblogic和Websphere),调用过之后,就被编译成为了Servlet文件。也就是说在网页上显示的其实是Servlet文件。Tomcat下面JSP文件编译之后生成的Servlet文件被放在了work文件夹下,JSP中的HTML代码在Servlet都被out出来,而JSP代码按照标签的不同会放在不同的位置。
【9】JSP中嵌入JAVA代码,而Servlet中嵌入HTML代码。
【10】在一个标准的MVC架构中,Servlet作为Controller接受用户请求并转发给相应的Action处理,JSP作为View主要用来产生动态页面,EJB作为Model实现你的业务代码。

186.Cookies,session,及区别

Cookies
在网站中,http请求是无状态的。也就是说即使第一次和服务器连接后并且登录成功后,第二次请求服务器依然不能知道当前请求是哪个用户。cookie的出现就是为了解决这个问题,第一次登录后服务器返回一些数据(cookie)给浏览器,然后浏览器保存在本地,当该用户发送第二次请求的时候,就会自动的把上次请求存储的cookie数据自动的携带给服务器,服务器通过浏览器携带的数据就能判断当前用户是哪个了。cookie存储的数据量有限,不同的浏览器有不同的存储大小,但一般不超过4KB。因此使用cookie只能存储一些小量的数据。
session:
session和cookie的作用有点类似,都是为了存储用户相关的信息。不同的是,cookie是存储在本地浏览器,而session存储在服务器。存储在服务器的数据会更加的安全,不容易被窃取。但存储在服务器也有一定的弊端,就是会占用服务器的资源,但现在服务器已经发展至今,一些session信息还是绰绰有余的。
cookie和session结合使用:
web开发发展至今,cookie和session的使用已经出现了一些非常成熟的方案。在如今的市场或者企业里,一般有两种存储方式:
1、存储在服务端:通过cookie存储一个session_id,然后具体的数据则是保存在session中。如果用户已经登录,则服务器会在cookie中保存一个session_id,下次再次请求的时候,会把该session_id携带上来,服务器根据session_id在session库中获取用户的session数据。就能知道该用户到底是谁,以及之前保存的一些状态信息。这种专业术语叫做server side session。
2、将session数据加密,然后存储在cookie中。这种专业术语叫做client side session。flask采用的就是这种方式,但是也可以替换成其他形式。
session与cookie的区别
(1)Cookie以文本文件格式存储在浏览器中,而session存储在服务端它存储了限制数据量。它只允许4kb它没有在cookie中保存多个变量。
(2)cookie的存储限制了数据量,只允许4KB,而session是无限量的
(3)我们可以轻松访问cookie值但是我们无法轻松访问会话值,因此它更安全
(4)设置cookie时间可以使cookie过期。但是使用session-destory(),我们将会销毁会话。

187.http请求过程

参考地址:https://www.cnblogs.com/xuzekun/p/7527736.html
当我们在web浏览器的地址栏中输入:www.baidu.com,然后回车,到底发生了什么
过程概览
1.对www.baidu.com这个网址进行DNS域名解析,得到对应的IP地址
2.根据这个IP,找到对应的服务器,发起TCP的三次握手
3.建立TCP连接后发起HTTP请求
4.服务器响应HTTP请求,浏览器得到html代码
5.浏览器解析html代码,并请求html代码中的资源(如js、css图片等)(先得到html代码,才能去找这些资源)
6.浏览器对页面进行渲染呈现给用户
注:1.DNS域名解析采用的是递归查询的方式,过程是,先去找DNS缓存->缓存找不到就去找根域名服务器->根域名又会去找下一级,这样递归查找之后,找到了,给我们的web浏览器
2.为什么HTTP协议要基于TCP来实现?
TCP是一个端到端的可靠的面相连接的协议,HTTP基于传输层TCP协议不用担心数据传输的各种问题(当发生错误时,会重传)
3.最后一步浏览器是如何对页面进行渲染的?
a)解析html文件构成 DOM树,
b)解析CSS文件构成渲染树,
c)边解析,边渲染 ,
d)JS 单线程运行,JS有可能修改DOM结构,意味着JS执行完成前,后续所有资源的下载是没有必要的,所以JS是单线程,会阻塞后续资源下载
1.域名解析
a)首先会搜索浏览器自身的DNS缓存(缓存时间比较短,大概只有1分钟,且只能容纳1000条缓存)
b)如果浏览器自身的缓存里面没有找到,那么浏览器会搜索系统自身的DNS缓存
c)如果还没有找到,那么尝试从 hosts文件里面去找
d)在前面三个过程都没获取到的情况下,就递归地去域名服务器去查找,具体过程如下

DNS优化:两个方面:DNS缓存、DNS负载均衡
其他步骤中的详细过程见开头参考地址。

188.http,https

参考地址:https://blog.csdn.net/qq_35642036/article/details/82788421
HTTP与HTTPS介绍
超文本传输协议HTTP协议被用于在Web浏览器和网站服务器之间传递信息,HTTP协议以明文方式发送内容,不提供任何方式的数据加密,如果攻击者截取了Web浏览器和网站服务器之间的传输报文,就可以直接读懂其中的信息,因此,HTTP协议不适合传输一些敏感信息,比如:信用卡号、密码等支付信息。
为了解决HTTP协议的这一缺陷,需要使用另一种协议:安全套接字层超文本传输协议HTTPS,为了数据传输的安全,HTTPS在HTTP的基础上加入了SSL/TLS协议,SSL/TLS依靠证书来验证服务器的身份,并为浏览器和服务器之间的通信加密。
HTTPS协议是由SSL/TLS+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,要比http协议安全。
HTTPS协议的主要作用可以分为两种:一种是建立一个信息安全通道,来保证数据传输的安全;另一种就是确认网站的真实性。
HTTPS和HTTP的主要区别
1、https协议需要到CA申请证书,一般免费证书较少,因而需要一定费用。
2、http是超文本传输协议,信息是明文传输,https则是具有安全性的ssl/tls加密传输协议。
3、http和https使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443。
4、http的连接很简单,是无状态的;HTTPS协议是由SSL/TLS+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比http协议安全。

189.doGet,doPost区别

get和post是http协议的两种方法,另外还有head, delete等
这两种方法有本质的区别,get只有一个流,参数附加在url后,大小个数有严格限制且只能是字符串。post的参数是通过另外的流传递的,不通过url,所以可以很大,也可以传递二进制数据,如文件的上传。
在servlet开发中,以doGet()和doPost()分别处理get和post方法。 首先判断请求时是get还是post,如果是get就调用doGet(), 如果是post就调用doPost()。都会执行这个方法。
1.doGet
GET 调用用于获取服务器信息,并将其做为响应返回给客户端。当经由Web浏览器或通过HTML、JSP直接访问Servlet的URL时,一般用GET调用。 GET调用在URL里显示正传送给SERVLET的数据,这在系统的安全方面可能带来一些问题,比如用户登录,表单里的用户名和密码需要发送到服务器端, 若使用Get调用,就会在浏览器的URL中显示用户名和密码。
例:
jsp页代码:

<form action="/doGet_servlet" name=”form1” method="get">
………
<input type="text" name="name1">
………
</form>

servlet代码:

public class doGet_servlet extends HttpServlet {public void doGet(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response) throws IOException,ServletException {request.setCaracterEncoding(“gb2312”);//汉字转码PrintWriter out = response.getWriter();out.println("The Parameter are :"+request.getParameter("name1"));}
}

这样提交表单后,参数会自动添加到浏览器地址栏中,带来安全性问题。
2.doPost
它用于客户端把数据传送到服务器端,也会有副作用。但好处是可以隐藏传送给服务器的任何数据。Post适合发送大量的数据。
例:
jsp页代码:

<form action="/doPostt_servlet" name=”form2” method="post">
………
<textarea name="name2" cols="50" rows="10"></textarea>
………
</form>

servlet代码:

public class doPostt_servlet extends HttpServlet {public void doPost(HttpServletRequest request,HttpServletResponse esponse) throws IOException,ServletException {request.setCaracterEncoding(“gb2312”);//汉字转码PrintWriter out = response.getWriter();out.println("The Parameter are :"+request.getParameter("name2"));}
}

3.可以把方法写在doGet()方法中,在doPost()方法中调用执行,这样,无论你提交的是post还是get方法都可以执行
例如:
jsp页代码:

<form action="/servlet" name=”form” method="post">
………
<input type="text" name="name1">
………
</form>

servlet代码:

public class servlet extends HttpServlet {public void doGet(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response) throws IOException,ServletException {request.setCaracterEncoding(“gb2312”);//汉字转码PrintWriter out = response.getWriter();out.println("The Parameter are :"+request.getParameter("name1"));}public void doPost(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response) throws IOException,ServletException {this.goGet(request,response);//调用doGet()方法}
}

另外,HttpServlet处理客户端请求方式还有doPut、doDelete、doTrace、doHead、doOptions,但使用的比较少。
1、安全
GET调用在URL里显示正传送给SERVLET的数据,这在系统的安全方面可能带来问题,例如用户名和密码等
POST就可以在一定程度上解决此类问题
2、服务器接收方式
服务器随机接受GET方法的数据,一旦断电等原因,服务器也不知道信息是否发送完毕
而POST方法,服务器先接受数据信息的长度,然后再接受数据
3、form运行方式
当form框里面的method为get时,执行doGet方法
当form框里面的method为post时,执行doPost方法
4、容量限制
GET方法后面的信息量字节大小不要超过1.3K,而Post则没有限制
最后说明的是:
你可以用service()来实现,它包含了doget和dopost ;service方法是接口中的方法,servlet容器把所有请求发送到该方法,该方法默认行为是转发http请求到doXXX方法中,如果你重载了该方法,默认操作被覆盖,不再进行转发操作!
service()是在javax.servlet.Servlet接口中定义的, 在javax.servlet.GenericServlet中实现了这个接口, 而doGet/doPost则是在javax.servlet.http.HttpServlet中实现的,javax.servlet.http.HttpServlet是 javax.servlet.GenericServlet的子类. 所有可以这样理解, 其实所有的请求均首先由service() 进行处理,而在javax.servlet.http.HttpServlet的service()方法中, 主要做的事情就是判断请求类型是Get还是Post,然后调用对应的doGet/doPost执行.
Serlvet接口只定义了一个服务方法就是service,而HttpServlet类实现了该方法并且要求调用下列的方法之一:
doGet:处理GET请求
doPost:处理POST请求
当发出客户端请求的时候,调用service 方法并传递一个请求和响应对象。Servlet首先判断该请求是GET 操作还是POST 操作。然后它调用下面的一个方法:doGet 或 doPost。如果请求是GET就调用doGet方法,如果请求是POST就调用doPost方法。doGet和doPost都接受请求 (HttpServletRequest)和响应(HttpServletResponse)。
get和post这是http协议的两种方法,另外还有head, delete等
这两种方法有本质的区别,get只有一个流,参数附加在url后,大小个数有严格限制且只能是字符串。post的参数是通过另外的流传递的,不通过url,所以可以很大,也可以传递二进制数据,如文件的上传。
在servlet开发中,以doGet()和doPost()分别处理get和post方法。
另外还有一个doService(), 它是一个调度方法,当一个请求发生时,首先执行doService(),不管是get还是post。在HttpServlet这个基类中实现了一个角度, 首先判断是请求时get还是post,如果是get就调用doGet(), 如果是post就调用doPost()。你也可以直接过载doService()方法,这样你可以不管是get还是post。都会执行这个方法。
service()是在javax.servlet.Servlet接口中定义的, 在 javax.servlet.GenericServlet 中实现了这个接口, 而 doGet/doPost 则是在 javax.servlet.http.HttpServlet 中实现的, javax.servlet.http.HttpServlet 是 javax.servlet.GenericServlet 的子类. 所有可以这样理解, 其实所有的请求均首先由 service() 进行处理, 而在 javax.servlet.http.HttpServlet 的 service() 方法中, 主要做的事情就是判断请求类型是 Get 还是 Post, 然后调用对应的 doGet/doPost 执行.
doGet:处理GET请求 doPost:处理POST请求 doPut:处理PUT请求 doDelete:处理DELETE请求 doHead:处理HEAD请求 doOptions:处理OPTIONS请求 doTrace:处理TRACE请求 通常情况下,在开发基于HTTP的servlet时,开发者只需要关心doGet和doPost方法,其它的方法需要开发者非常的熟悉HTTP编程,因此 这些方法被认为是高级方法。 而通常情况下,我们实现的servlet都是从HttpServlet扩展而来。 doPut和doDelete方法允许开发者支持HTTP/1.1的对应特性; doHead是一个已经实现的方法,它将执行doGet但是仅仅向客户端返回doGet应该向客户端返回的头部的内容; doOptions方法自动的返回servlet所直接支持的HTTP方法信息; doTrace方法返回TRACE请求中的所有头部信息。 对于那些仅仅支持HTTP/1.0的容器而言,只有doGet, doHead 和 doPost方法被使用,因为HTTP/1
service()是在javax.servlet.Servlet接口中定义的, 在 javax.servlet.GenericServlet 中实现了这个接口, 而 doGet/doPost 则是在 javax.servlet.http.HttpServlet 中实现的, javax.servlet.http.HttpServlet 是 javax.servlet.GenericServlet 的子类. 所有可以这样理解, 其实所有的请求均首先由 service() 进行处理, 而在 javax.servlet.http.HttpServlet 的 service() 方法中, 主要做的事情就是判断请求类型是 Get 还是 Post, 然后调用对应的 doGet/doPost 执行,doGet在地址栏中显示请求的内容,doPost隐藏.
其时说来很简单,在servlet中doPost方法里还是调用了doGet方法,所以在创建servlet时可以不要doPost方法,但在做大型项目涉及密码的传送时doPost方法会更安全些,通常情况下二者没什么区别。

190.post与put的本质区别

POST是用来提交数据的。提交的数据放在HTTP请求的正文里,目的在于提交数据并用于服务器端的存储,而不允许用户过多的更改相应数据(主要是相对于在url 修改要麻烦很多)。
PUT操作是幂等的。所谓幂等是指不管进行多少次操作,结果都一样。比如我用PUT修改一篇文章,然后在做同样的操作,每次操作后的结果并没有不同
POST操作既不是安全的,也不是幂等的,比如常见的POST重复加载问题:当我们多次发出同样的POST请求后,其结果是创建出了若干的资源。
安全和幂等的意义在于:当操作没有达到预期的目标时,我们可以不停的重试,而不会对资源产生副作用。从这个意义上说,POST操作往往是有害的,但很多时候我们还是不得不使用它。
  还有一点需要注意的就是,创建操作可以使用POST,也可以使用PUT,区别在于POST 是作用在一个集合资源之上的(/articles),而PUT操作是作用在一个具体资源之上的(/articles/123),再通俗点说,如果URL可以在客户端确定,那么就使用PUT,如果是在服务端确定,那么就使用POST,比如说很多资源使用数据库自增主键作为标识信息,而创建的资源的标识信息到底是什么只能由服务端提供,这个时候就必须使用POST。

191. forward() 与 redirect()的区别?

本质区别:转发只发出了一次请求,而重定向发出了两次请求
①.转发:地址栏是初次发出请求的地址,重定向:地址栏不再是初次发出的请求地址,地址栏为最后响应的那个地址
②.转发:在最终的Servlet中,request对象和中转的那个request是同一个对象
重定向:在最终的Servlet中,request对象和中转的那个request不是同一个对象
③.转发:只能转发给当前WEB应用的资源
重定向:可以重定向到任何资response.sendRedirect(“http://www.baidu.com”);是可以的,转发就不行
④.转发:/ 代表的是当前WEB应用的根目录(http://localhost:8080/项目名称/)重定向: / 代表的是当前WEB站点的根目录(http://localhost:8080/)
注意:这两条跳转语句不能同时出现在一个页面中,否则会报IllegalStateException - if the response was already committed

192.preparedStatement和Statement的区别

1.执行速度
1) PreparedStatement接口继承自statement, PreparedStatement 实例包含已编译的 SQL 语句,所以其执行速度要快于Statement。
2. 作为 Statement 的子类,PreparedStatement 继承了 Statement 的所有功能。三种方法execute、 executeQuery 和executeUpdate 已被更改以使之不再需要参数,而Statement执行时还要将sql语句传给execute方法做参数。
3.代码的可读性。
statement中的sql语句,是将参数用字符串拼接在一起。对与代码的整洁、可读性来讲,效果很差,另外对于一些sql基础差的开发者来讲,也不易程序开发过程中的调试。
4. 性能的提升
PreparedStatement尽最大可能提高性能.语句在被DB的编译器编译后的执行代码被缓存下来,那么下次调用时只要是相同的预编译语句就不需要编译,只要将参数直接传入编译过的语句执行代码中(相当于一个涵数)就会得到执行.这并不是说只有一个Connection中多次执行的预编译语句被缓存,而是对于整个DB中,只要预编译的语句语法和缓存中匹配.那么在任何时候就可以不需要再次编译而可以直接执行.而statement的语句中,即使是相同一操作,而由于每次操作的数据不同所以使整个语句相匹配的机会极小,几乎不太可能匹配,并不是所以预编译语句都一定会被缓存,数据库本身会用一种策略,比如使用频度等因素来决定什么时候不再缓存已有的预编译结果.以保存有更多的空间存储新的预编译语句.
5. 最重要的一点是 极大地提高了安全性.
由于statement语句是将参数作为字符串拼接在sql语句中,如果有人恶意使用拼接,就有可能直接进入数据库,去操作数据。这种现象对于无论是公司还是个人都是无法容忍的。例如: 在sql语句的后面加上 “or 1=1”,有可能就可以获取所有的权限。在电商平台中,这样的情况下,去修改订单,操作订单。无论对于财务,库存,都是及其的不安全的。preparedStatement,语句,就可以单独的将参数用占位符代替。
String sql=“insert into account values(account_seq.nextval,?,?,?)”;
pstm.setString(1, a.getName());
然后每个参数对应的设置就可以了
在实际开发中,尽量使用preparedStatement而少使用statement操作对象。

193.execute,executeQuery,executeUpdate的区别是什么?

Statement 接口提供了三种执行 SQL 语句的方法:executeQuery executeUpdate 和 execute。使用哪一个方法由 SQL 语句所产生的内容决定。
方法executeQuery
用于产生单个结果集的语句,例如 SELECT 语句。 被使用最多的执行 SQL 语句的方法是 executeQuery。这个方法被用来执行 SELECT 语句,它几乎是使用最多的 SQL 语句。
方法executeUpdat:
** 用于执行 INSERT、UPDATE 或 DELETE 语句以及 SQL DDL(数据定义语言)语句,例如 CREATE TABLE 和 DROP TABLE。INSERT、UPDATE 或 DELETE 语句的效果是修改表中零行或多行中的一列或多列。**executeUpdate 的返回值是一个整数,指示受影响的行数(即更新计数)。对于 CREATE TABLE 或 DROP TABLE 等不操作行的语句,executeUpdate 的返回值总为零。 使用executeUpdate方法是因为在 createTableCoffees 中的 SQL 语句是 DDL (数据定义语言)语句。创建表,改变表,删除表都是 DDL 语句的例子,要用 executeUpdate 方法来执行。你也可以从它的名字里看出,方法 executeUpdate 也被用于执行更新表 SQL 语句。实际上,相对于创建表来说,executeUpdate 用于更新表的时间更多,因为表只需要创建一次,但经常被更新。
方法execute:
用于执行返回多个结果集、多个更新计数或二者组合的语句。因为多数程序员不会需要该高级功能.
execute方法应该仅在语句能返回多个ResultSet对象、多个更新计数或ResultSet对象与更新计数的组合时使用。当执行某个已存储过程或动态执行未知 SQL 字符串(即应用程序程序员在编译时未知)时,有可能出现多个结果的情况,尽管这种情况很少见。
因为方法 execute 处理非常规情况,所以获取其结果需要一些特殊处理并不足为怪。例如,假定已知某个过程返回两个结果集,则在使用方法 execute 执行该过程后,必须调用方法 getResultSet 获得第一个结果集,然后调用适当的 getXXX 方法获取其中的值。要获得第二个结果集,需要先调用 getMoreResults 方法,然后再调用 getResultSet 方法。如果已知某个过程返回两个更新计数,则首先调用方法 getUpdateCount,然后调用 getMoreResults,并再次调用 getUpdateCount。
对于不知道返回内容,则情况更为复杂。如果结果是 ResultSet 对象,则方法 execute 返回 true;如果结果是 Java int,则返回 false。如果返回 int,则意味着结果是更新计数或执行的语句是 DDL 命令。在调用方法 execute 之后要做的第一件事情是调用 getResultSet 或 getUpdateCount。调用方法 getResultSet 可以获得两个或多个 ResultSet 对象中第一个对象;或调用方法 getUpdateCount 可以获得两个或多个更新计数中第一个更新计数的内容。
*当 SQL 语句的结果不是结果集时,则方法 getResultSet 将返回 null。这可能意味着结果是一个更新计数或没有其它结果。在这种情况下,判断 null 真正含义的唯一方法是调用方法 getUpdateCount,它将返回一个整数。这个整数为调用语句所影响的行数;如果为 -1 则表示结果是结果集或没有结果。如果方法 getResultSet 已返回 null(表示结果不是 ResultSet 对象),则返回值 -1 表示没有其它结果。也就是说,当下列条件为真时表示没有结果(或没有其它结果):

((stmt.getResultSet() == null) && (stmt.getUpdateCount() == -1))

如果已经调用方法 getResultSet 并处理了它返回的 ResultSet 对象,则有必要调用方法 getMoreResults 以确定是否有其它结果集或更新计数。如果 getMoreResults 返回 true,则需要再次调用 getResultSet 来检索下一个结果集。如上所述,如果 getResultSet 返回 null,则需要调用 getUpdateCount 来检查 null 是表示结果为更新计数还是表示没有其它结果。
当 getMoreResults 返回 false 时,它表示该 SQL 语句返回一个更新计数或没有其它结果。因此需要调用方法 getUpdateCount 来检查它是哪一种情况。在这种情况下,当下列条件为真时表示没有其它结果:
((stmt.getMoreResults() == false) && (stmt.getUpdateCount() == -1))

下面的代码演示了一种方法用来确认已访问调用方法 execute 所产生的全部结果集和更新计数:

while (true) {int rowCount = stmt.getUpdateCount();if (rowCount > 0) { // 它是更新计数
System.out.println("Rows changed = " + count);
stmt.getMoreResults();continue;
}if (rowCount == 0) { // DDL 命令或 0 个更新
System.out.println(" No rows changed or statement was DDL
command");
stmt.getMoreResults();continue;
}// 执行到这里,证明有一个结果集// 或没有其它结果
ResultSet rs = stmt.getResultSet;if (rs != null) {. . . // 使用元数据获得关于结果集列的信息while (rs.next()) {. . . // 处理结果
stmt.getMoreResults();continue;
}break; // 没有其它结果```

194.长连接,短连接

HTTP的长连接和短连接本质上是TCP长连接和短连接。HTTP属于应用层协议.
短连接:浏览器和服务器每进行一次HTTP操作,就建立一次连接,但任务结束就中断连接。
长连接:当一个网页打开完成后,客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的 TCP连接不会关闭,如果客户端再次访问这个服务器上的网页,会继续使用这一条已经建立的连接。Keep-Alive不会永久保持连接,它有一个保持时间,可以在不同的服务器软件(如Apache)中设定这个时间。实现长连接要客户端和服务端都支持长连接。
TCP短连接: client向server发起连接请求,server接到请求,然后双方建立连接。client向server发送消息,server回应client,然后一次读写就完成了,这时候双方任何一个都可以发起close操作,不过一般都是client先发起 close操作.短连接一般只会在 client/server间传递一次读写操作
TCP长连接: client向server发起连接,server接受client连接,双方建立连接。Client与server完成一次读写之后,它们之间的连接并不会主动关闭,后续的读写操作会继续使用这个连接。

195.Tomcat

196.过滤器、拦截器

参考地址:https://www.cnblogs.com/junzi2099/p/8022058.html

197.Restful

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