Java基础知识
Java集合
HashMap
1.为什么map的长度是2的n次幂？
参考：https://carsonho.blog.csdn.net/article/details/79373134
- 更高的运算效率：HashMap的元素下标计算方式：h & (length - 1)，如果length为2的n次幂，那么length-1的二进制值全是1，只会保留h值的低n位。简单说就是对哈希值按length长度取模，但是 & 运算比 % 运算效率更高
- 均匀分布：哈希码的计算方式加了二次扰动后才计算下标的，即哈希码的 h ^ (h >>>16)，因为低位数有限，容易冲突，让高位参与运算，减少冲突用的
HashTable
Hashtable之所以效率低下主要是因为其实现使用了synchronized关键字对put等操作进行加锁，而synchronized关键字加锁是对整个对象进行加锁，也就是说在进行put等修改Hash表的操作时，锁住了整个Hash表，从而使得其表现的效率低下。
JUC常用并发容器
ConcurrentHashMap
- ConcurrentHashMap的原理是什么？如何实现线程安全？
- 数据结构与HashMap基本一致：数组+链表+红黑树，用CAS和sychronized来加锁
- 扩容一次只扩一个桶，这样可以减少扩容造成的并发冲突
- 链表长度达到一定阈值，默认8，链表转为红黑树
- CopyOnWriteArrayList的使用场景是什么？它是如何实现线程安全的？
- BlockingQueue有哪些实现？它们之间的区别是什么？
- 使用ConcurrentLinkedQueue和LinkedList有什么区别？
AQS（AbstractQueuedSynchronizer）原理
- 简要解释一下AQS的工作原理。
- AQS使用一个volatile修饰的变量表示同步状态，使用CAS操作实现对同步状态的修改
- 虚拟双向队列 CLH队列：一个线程获取不到锁，就封装为队列的一个Node加入等待队列中
- 资源获取方式：独占、共享，独占即只有一个线程能执行，如ReentrantLock。共享是多个线程可执行，如CountDownLatch
- 独占方式有2种锁：公平锁和非公平锁，公平锁：先到先得，非公平锁：抢锁，谁抢到就是谁的
- acquire方法： 在独占模式下，acquire方法用于获取同步状态，即抢锁
- release方法： 在独占模式下，release方法用于释放同步状态
sychronized原理（监视器）
monitorenter指令：monitor计数器为0时，线程就会立刻获得然后把锁计数器+1，别的线程只能等待锁
monitorexit指令：释放对monitor的所有权，就是计数器减1，
可重入性： 当一个线程已经获得了某个对象的锁，它再次尝试获取该对象的锁时，会成功。这个特性叫做锁的重入性，计数器会累加
总结：
任意线程对Object的访问，首先要获得Object的监视器，如果获取失败，该线程就进入同步状态，线程状态变为BLOCKED，当Object的监视器占有者释放后，在同步队列中得线程就会有机会重新获取该监视器。
- ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock是如何使用AQS的？
线程池
- ThreadPoolExecutor的核心参数有哪些？它们的作用是什么？
- 什么是工作队列（work queue）？ThreadPoolExecutor中的工作队列有哪些类型？
- CachedThreadPool和FixedThreadPool有什么区别？
- 讲解一下线程池的生命周期。
线程通信和CountDownLatch
- 什么是线程通信？如何实现线程间通信？
- CountDownLatch的作用是什么？它是如何工作的？
- 如何使用CountDownLatch来实现主线程等待所有子线程完成后再继续执行？
其他
- 如何避免死锁？谈谈你对死锁的理解。
- 什么是乐观锁和悲观锁？分别举例说明。
- 简要解释一下CAS（Compare and Swap）操作。
JVM
- JVM的架构是什么样子的？简要描述一下主要组件。
- Java程序是如何在JVM中运行的？
- 解释一下JIT编译器的作用。
内存模型
- Java内存模型是什么？为什么它是重要的？
- 什么是堆（Heap）和栈（Stack）？它们之间有什么区别？
- 解释一下Java的方法区（Method Area）和永久代（Permanent Generation）（在Java 8及之前）或元空间（Metaspace）（在Java 8之后）。
类加载机制
- Java的类加载过程是怎样的？
包括五个步骤：加载、验证、准备、解析、初始化
- 加载：类加载器负责查找字节码文件，并将其加载到内存中。启动类加载器（Bootstrap Class Loader），扩展类加载器，应用程序类加载器
- 验证：确保被加载的类是符合Java虚拟机规范的
- 准备：Java虚拟机为类的静态变量分配内存并设置默认初始值，如将数字类型初始化为0，对象类型初始化为null。
- 解析：将类、字段、方法的符号引用解析为直接引用
- 初始化：类的静态变量被初始化为程序中给定的值
- 解释一下类加载器的层次结构和作用。
- 什么是双亲委派模型？它在类加载中有什么作用？
- 一个类加载器收到加载请求时，先检查是否已经加载过这个类了，如果加载过，那么直接返回类的Class对象
未加载，则将其委派给父加载器，父加载器进行相同的检查，层层委派到启动类加载器，如果父加载器可以加载，那么返回Class对象。否则子加载器尝试加载该类
好处：避免不同加载器对Java核心类的重复加载，确保Java核心库的安全性。避免冲突：通过这个模型，每个类只会被加载一次，避免了类冲突的问题。
垃圾收集算法和回收器
- 常见的垃圾收集算法有哪些？简要描述它们的原理。
- 标记-清除算法：可达性分析标记所有存活对象，然后清理回收未被标记的对象。容易产生内存碎片
- 标记整理算法：可达性分析标记所有存活对象，然后将所有对象往来一场移动，再清理边界外的内存。会带来性能开销，但是可解决碎片问题
- 复制算法：内存分为2个区域，每次只用其中一个区域，GC时将所有存活对象复制到另一块区域，再清空原来的区域。缺点不适用于大对象
- 分代收集：将堆分为新生代和老年代，采用不同的GC算法
- 常见的GC回收器有哪些？它们的特点和适用场景是什么？
- Serial收集器：单线程收集器，简单效率低，串行方式
- Parallel收集器：多线程收集器，以多线程方式对新生代进行垃圾收集，
- CMS收集器：
- 初始标记：标记GC Root直接关联的对象，暂停所有应用线程
- 并发标记：标记从GC Roots可达的所有对象，这个阶段和应用线程是并发的，
- 重新标记：为处理标记过程中产生的新垃圾，需要重新标记所有对象，会短暂停顿
- 并发清除： 并发清除未标记的对象
- 缺点：用的标记清除算法，存在内存碎片问题
- G1收集器：将内存划分为多个小空间Region，每个Region可单独回收，步骤：
- 初始标记、
- 并发标记、
- 最终标记：修正并发标记期间产生变动的记录，需停顿线程
- 筛选回收，根据用户期望的GC停顿时间和成本进行排序，只回收一部分Region
性能调优
- 如何进行JVM性能调优？
- 什么是GC暂停时间？如何减少GC暂停时间？
- 介绍一下常见的JVM性能分析工具。
