2024 java大厂面试复习总结（一）（持续更新）

10年java程序员，2024年正好35岁，2024年11月公司裁员，记录自己找工作时候复习的一些要点。

java基础

hashCode()与equals()的相关规定

如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的
两个对象相等，对两个对象分别调用equals方法都返回true
两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的

“你重写过 hashcode 和 equals 么，为什么重写equals时必须重写hashCode
方法？”

BIO,NIO,AIO 有什么区别?

简答
BIO：Block IO 同步阻塞式 IO，就是我们平常使用的传统 IO，它的特点是模式简单使用方
便，并发处理能力低。
NIO：Non IO 同步非阻塞 IO，是传统 IO 的升级，客户端和服务器端通过 Channel（通道）
通讯，实现了多路复用。
AIO：Asynchronous IO 是 NIO 的升级，也叫 NIO2，实现了异步非堵塞 IO ，异步 IO 的操
作基于事件和回调机制。
详细回答
BIO (Blocking I/O): 同步阻塞I/O模式，数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完
成。在活动连接数不是特别高（小于单机1000）的情况下，这种模型是比较不错的，可以让
每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单，也不用过多考虑系统的过载、限流等问
题。线程池本身就是一个天然的漏斗，可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是，当
面对十万甚至百万级连接的时候，传统的 BIO 模型是无能为力的。因此，我们需要一种更高
效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。
NIO (New I/O): NIO是一种同步非阻塞的I/O模型，在Java 1.4 中引入了NIO框架，对应
java.nio 包，提供了 Channel , Selector，Buffer等抽象。NIO中的N可以理解为Nonblocking，不单纯是New。它支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法。 NIO提供了与传统
BIO模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和
ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模
式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好；非阻塞模
式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序，可以使用同步阻塞I/O来提升开发速率和
更好的维护性；对于高负载、高并发的（网络）应用，应使用 NIO 的非阻塞模式来开发
AIO (Asynchronous I/O): AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它
是异步非阻塞的IO模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接
返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。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。查阅网上相关资料，我发现就目前来说 AIO
的应用还不是很广泛，Netty 之前也尝试使用过 AIO，不过又放弃了。

java集合框架

常用的集合类有哪些？

Map接口和Collection接口是所有集合框架的父接口：

1、 Collection接口的子接口包括：Set接口和List接口；
2、 Map接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap以及Properties等；
3、 Set接口的实现类主要有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等；
4、 List接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack以及Vector等；

List，Set，Map三者的区别？

Java 容器分为 Collection 和 Map 两大类，Collection集合的子接口有Set、List、Queue三种子接
口。我们比较常用的是Set、List，Map接口不是collection的子接口。
Collection集合主要有List和Set两大接口
List：一个有序（元素存入集合的顺序和取出的顺序一致）容器，元素可以重复，可以插入多
个null元素，元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。
Set：一个无序（存入和取出顺序有可能不一致）容器，不可以存储重复元素，只允许存入一
个null元素，必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及TreeSet。
Map是一个键值对集合，存储键、值和之间的映射。 Key无序，唯一；value 不要求有序，允许重
复。Map没有继承于Collection接口，从Map集合中检索元素时，只要给出键对象，就会返回对应
的值对象。
Map 的常用实现类：HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、ConcurrentHashMap

集合框架底层数据结构

Collection

1、 List；
* Arraylist： Object数组
* Vector： Object数组
* LinkedList：双向循环链表
2、 Set；
* HashSet（无序，唯一）：基于 HashMap 实现的，底层采用 HashMap 来保存元素
* LinkedHashSet： LinkedHashSet 继承与 HashSet，并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 Hashmap 实现一样，不过还是有一点点区别的。
* TreeSet（有序，唯一）：红黑树(自平衡的排序二叉树。)

Map
HashMap： JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的，数组是HashMap的主体，链表则是
主要为了解决哈希冲突而存在的（“拉链法”解决冲突）.JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较
大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间
LinkedHashMap：LinkedHashMap 继承自 HashMap，所以它的底层仍然是基于拉链式散
列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外，LinkedHashMap 在上面结构的基础上，增加
了一条双向链表，使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的
操作，实现了访问顺序相关逻辑。
HashTable：数组+链表组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突
而存在的
TreeMap：红黑树（自平衡的排序二叉树）

哪些集合类是线安全的？

Vector：就比Arraylist多了个 synchronized （线程安全），因为效率较低，现在已经不太建议使
用。
hashTable：就比hashMap多了个synchronized (线程安全)，不建议使用。
ConcurrentHashMap：是Java5中支持高并发、高吞吐量的线程安全HashMap实现。它由Segment数组结构和HashEntry数组结构组成。Segment数组在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色，HashEntry则用于存储键-值对数据。一个ConcurrentHashMap里包含一个Segment数组，Segment的结构和HashMap类似，是一种数组和链表结构；一个Segment里包含一个HashEntry数组，每个HashEntry是一个链表结构的元素；每个Segment守护着一个HashEntry数组里的元素，当对HashEntry数组的数据进行修改时，必须首先获得它对应的Segment锁。（推荐使用）

说一下 ArrayList 的优缺点

ArrayList的优点如下：
ArrayList 底层以数组实现，是一种随机访问模式。ArrayList 实现了 RandomAccess 接口，因此查找的时候非常快。
ArrayList 在顺序添加一个元素的时候非常方便。
ArrayList 的缺点如下：
删除元素的时候，需要做一次元素复制操作。如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能。
插入元素的时候，也需要做一次元素复制操作，缺点同上。
ArrayList 比较适合顺序添加、随机访问的场景。

说一下 HashSet 的实现原理？

HashSet 是基于 HashMap 实现的，HashSet的值存放于HashMap的key上，HashMap的value统一为present，因此 HashSet 的实现比较简单，相关 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底层HashMap 的相关方法来完成，HashSet 不允许重复的值。

HashSet如何检查重复？HashSet是如何保证数据不可重复的？

向HashSet 中add ()元素时，判断元素是否存在的依据，不仅要比较hash值，同时还要结合equles 方法比较。
HashSet 中的add ()方法会使用HashMap 的put()方法。
HashMap 的 key 是唯一的，由源码可以看出 HashSet 添加进去的值就是作为HashMap 的key，并且在HashMap中如果K/V相同时，会用新的V覆盖掉旧的V，然后返回旧的V。所以不会重复（HashMap 比较key是否相等是先比较hashcode 再比较equals ）。

说一下HashMap的实现原理？

jdk1.7 数组+链表

jdk1.8 数组+链表+红黑树

不同	JDK 1.7	JDK 1.8
存储结构	数组 + 链表	数组 + 链表 + 红黑树
初始化方式	单独函数： inflateTable()	直接集成到了扩容函数 resize() 中
hash值计算方式	扰动处理 = 9次扰动 = 4次位运算 + 5次异或运算	扰动处理 = 2次扰动 = 1次位运算 + 1次异或运算
存放数据的规则	无冲突时，存放数组；冲突时，存放链表	无冲突时，存放数组；冲突 & 链表长度 <8：存放单链表；冲突 & 链表长度 > 8：树化并存放红黑树
插入数据方式	头插法（先讲原位置的数据移到后1位，再插入数据到该位置）	尾插法（直接插入到链表尾部/红黑树）
扩容后存储位置的计算方式	全部按照原来方法进行计算（即hashCode ->> 扰动函数 ->> (h&length-1)）	按照扩容后的规律计算（即扩容后的位置=原位置 or 原位置 + 旧容量）

put

get

扩容

并发编程

三个必要因素

原子性：原子，即一个不可再被分割的颗粒。原子性指的是一个或多个操作要么全部执行成功要么
全部执行失败。
可见性：一个线程对共享变量的修改,另一个线程能够立刻看到。（synchronized,volatile）
有序性：程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。（处理器可能会对指令进行重排序）

Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？

出现线程安全问题的原因一般都是三个原因：
线程切换带来的原子性问题解决办法：使用多线程之间同步synchronized或使用锁(lock)。
缓存导致的可见性问题解决办法：synchronized、volatile、LOCK，可以解决可见性问题
编译优化带来的有序性问题解决办法：Happens-Before 规则可以解决有序性问题

形成死锁的四个必要条件是什么

互斥条件：在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源，就只能等
待，直至占有资源的进程用毕释放。
占有且等待条件：指进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进
程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。
不可抢占条件：别人已经占有了某项资源，你不能因为自己也需要该资源，就去把别人的资源抢过
来。
循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。（比如一个进程集合，A在
等B，B在等C，C在等A）

创建线程的四种方式

继承 Thread 类；

	public class MyThread extends Thread {
   
     
		@Override
		public void run() {
   
     
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run()方法正在执行...");
	}

实现 Runnable 接口；

	public class MyRunnable implements Runnable {
   
     
	@Override
	public void run() {
   
     
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run()方法执行中...");
	}

实现 Callable 接口；

	public class MyCallable implements Callable<Integer> {
   
     
		@Override
		public Integer call() {
   
     
			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " call()方法执行中...");
			return 1;
		}
	}

使用匿名内部类方式

	public class CreateRunnable {
   
     
		public static void main(String[] args) {
   
     
			//创建多线程创建开始
			Thread thread = new Thread(new Runnable() {
   
     
				public void run() {
   
     
					for (int i = 0; i < 10; i++) {
   
     
						System.out.println("i:" + i);
					}
				}
			});
			thread.start();
		}
	}

18. 说一下 runnable 和 callable 有什么区别

相同点：

都是接口
都可以编写多线程程序
都采用Thread.start()启动线程
主要区别：
Runnable 接口 run 方法无返回值；Callable 接口 call 方法有返回值，是个泛型，和Future、
FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果
Runnable 接口 run 方法只能抛出运行时异常，且无法捕获处理；Callable 接口 call 方法允许抛出
异常，可以获取异常信息注：Callalbe接口支持返回执行结果，需要调用FutureTask.get()得到，
此方法会阻塞主进程的继续往下执行，如果不调用不会阻塞。

线程的 run()和 start()有什么区别？

每个线程都是通过某个特定Thread对象所对应的方法run()来完成其操作的，run()方法称为线程
体。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。
start() 方法用于启动线程，run() 方法用于执行线程的运行时代码。run() 可以重复调用，而 start()
只能调用一次。
start()方法来启动一个线程，真正实现了多线程运行。调用start()方法无需等待run方法体代码执
行完毕，可以直接继续执行其他的代码；此时线程是处于就绪状态，并没有运行。然后通过此
Thread类调用方法run()来完成其运行状态， run()方法运行结束，此线程终止。然后CPU再调度
其它线程。
run()方法是在本线程里的，只是线程里的一个函数，而不是多线程的。如果直接调用run()，其实
就相当于是调用了一个普通函数而已，直接待用run()方法必须等待run()方法执行完毕才能执行下
面的代码，所以执行路径还是只有一条，根本就没有线程的特征，所以在多线程执行时要使用
start()方法而不是run()方法。

什么是 Callable 和 Future?

Callable 接口类似于 Runnable，从名字就可以看出来了，但是 Runnable 不会返回结果，并且无
法抛出返回结果的异常，而 Callable 功能更强大一些，被线程执行后，可以返回值，这个返回值
可以被 Future 拿到，也就是说，Future 可以拿到异步执行任务的返回值。
Future 接口表示异步任务，是一个可能还没有完成的异步任务的结果。所以说 Callable用于产生
结果，Future 用于获取结果。

线程状态

sleep() 和 wait() 有什么区别？

两者都可以暂停线程的执行

类的不同：sleep() 是 Thread线程类的静态方法，wait() 是 Object类的方法。
是否释放锁：sleep() 不释放锁；wait() 释放锁。
用途不同：Wait 通常被用于线程间交互/通信，sleep 通常被用于暂停执行。
用法不同：wait() 方法被调用后，线程不会自动苏醒，需要别的线程调用同一个对象上的 notify()
或者 notifyAll() 方法。sleep() 方法执行完成后，线程会自动苏醒。或者可以使用wait(long
timeout)超时后线程会自动苏醒。

为什么线程通信的方法 wait(), notify()和 notifyAll()被定义在 Object 类里？

因为Java所有类的都继承了Object，Java想让任何对象都可以作为锁，并且 wait()，notify()等方法
用于等待对象的锁或者唤醒线程，在 Java 的线程中并没有可供任何对象使用的锁，所以任意对象
调用方法一定定义在Object类中。
有的人会说，既然是线程放弃对象锁，那也可以把wait()定义在Thread类里面啊，新定义的线程继
承于Thread类，也不需要重新定义wait()方法的实现。然而，这样做有一个非常大的问题，一个线
程完全可以持有很多锁，你一个线程放弃锁的时候，到底要放弃哪个锁？当然了，这种设计并不是
不能实现，只是管理起来更加复杂。

为什么 wait(), notify()和 notifyAll()必须在同步方法或者同步块中被调用？

当一个线程需要调用对象的 wait()方法的时候，这个线程必须拥有该对象的锁，接着它就会释放这
个对象锁并进入等待状态直到其他线程调用这个对象上的 notify()方法。同样的，当一个线程需要
调用对象的 notify()方法时，它会释放这个对象的锁，以便其他在等待的线程就可以得到这个对象
锁。由于所有的这些方法都需要线程持有对象的锁，这样就只能通过同步来实现，所以他们只能在
同步方法或者同步块中被调用。

重排序遵守的规则

as-if-serial：
1、不管怎么排序，结果不能改变；
2、不存在数据依赖的可以被编译器和处理器重排序；
3、一个操作依赖两个操作，这两个操作如果不存在依赖可以重排序；
4、单线程根据此规则不会有问题，但是重排序后多线程会有问题；

as-if-serial规则和happens-before规则的区别

as-if-serial语义保证单线程内程序的执行结果不被改变，happens-before关系保证正确同步的多
线程程序的执行结果不被改变。
as-if-serial语义给编写单线程程序的程序员创造了一个幻境：单线程程序是按程序的顺序来执行
的。happens-before关系给编写正确同步的多线程程序的程序员创造了一个幻境：正确同步的多
线程程序是按happens-before指定的顺序来执行的。
as-if-serial语义和happens-before这么做的目的，都是为了在不改变程序执行结果的前提下，尽
可能地提高程序执行的并行度。

多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么？

synchronized 锁升级原理：在锁对象的对象头里面有一个 threadid 字段，在第一次访问的时候
threadid 为空，jvm 让其持有偏向锁，并将 threadid 设置为其线程 id，再次进入的时候会先判断
threadid 是否与其线程 id 一致，如果一致则可以直接使用此对象，如果不一致，则升级偏向锁为
轻量级锁，通过自旋循环一定次数来获取锁，执行一定次数之后，如果还没有正常获取到要使用的
对象，此时就会把锁从轻量级升级为重量级锁，此过程就构成了 synchronized 锁的升级。

锁的升级的目的：锁升级是为了减低了锁带来的性能消耗。在 Java 6 之后优化 synchronized 的实现方
式，使用了偏向锁升级为轻量级锁再升级到重量级锁的方式，从而减低了锁带来的性能消耗。

偏向锁，顾名思义，它会偏向于第一个访问锁的线程，如果在运行过程中，同步锁只有一个线程访
问，不存在多线程争用的情况，则线程是不需要触发同步的，减少加锁／解锁的一些CAS操作（比
如等待队列的一些CAS操作），这种情况下，就会给线程加一个偏向锁。如果在运行过程中，遇
到了其他线程抢占锁，则持有偏向锁的线程会被挂起，JVM会消除它身上的偏向锁，将锁恢复到标
准的轻量级锁。
轻量级锁是由偏向所升级来的，偏向锁运行在一个线程进入同步块的情况下，当第二个线程加入锁
争用的时候，轻量级锁就会升级为重量级锁；
重量级锁是synchronized ，是 Java 虚拟机中最为基础的锁实现。在这种状态下，Java 虚拟机会阻
塞加锁失败的线程，并且在目标锁被释放的时候，唤醒这些线程。