01 Java基础

1. Java的内存模型

1.1 JVM内存模型

jvm内存模型主要分为五个区域，分别是：一个计数器两个栈一个区一个堆，一器两栈一堆一区

1. 程序计数器：记录当前线程执行到的字节码的行号
2. 虚拟机栈：存放方法运行时需要的数据例如局部变量，称为栈桢
3. 本地方法栈：可以理解为方法在这里注册的，虚拟机栈是为了方法能够执行，本地方法栈是为了能够找到方法
4. 方法区：线程共享，存放运行时常量池、已被虚拟机加载过的类信息、静态常量等
5. 堆：存储对象的实例

1.2 元空间和永久代

Metaspace元空间

永久代是JDK1.7及之前的称呼，位于堆中

1.8之后，永久代移动到了方法区中，同时改名为元空间

JDK1.7之前，堆内存被划分为三块区域：新生代、老年代、永久区。注意是1.7及之前！！！
新生代对象进入老年代的条件：

1. 设置了-XX：PretenureSizeThreshold3M 参数，大于3M的对象进入老年代
2. 设置了-XX：MaxTenuringThreshold，熬过了x次Minor GC的对象进入老年代
3. 如果在Survivor空间中相同年龄所有对象对象大小的总和大于Survivor空间的一半，年龄大于或等于该年龄的对象就可以直接进入老年代，无须等到MaxTenuringThreshold要求的年龄
4. 空间分配担保机制：当Minor GC时，新生代存活的对象大于Survivor的大小时，这时一个Survivor装不下它们，那么它们就会进入老年代。
   

1.8之后，把存放元数据（类的Method、Field等）的永久代挪到了方法区中，同时改名为元空间

还有，字符串常量池1.6之前存放在方法区中，1.7及之后就存放在堆中了

方法区用的是本地内存，堆用的是JVM内存

2. 集合

2.1 ArrayList和LinkedList的区别

1. ArrayList的实现基于数组，LinkedList实现基于双向链表
2. 对于随机访问，ArrayList效果较好，因为有索引；对于插入和删除LinkedList效果好，因为LinkedList没有索引
3. LinkedList比ArrayList更加占内存，因为LinkedList的节点Node除了要存储数据，还得存储两个引用，一个只想前一个元素，一个指向后一个元素

2.2 HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap的区别

HashMap

1. 基于哈希表实现，数组+链表+红黑树；当哈希桶大小超过64且链表长度超过8才会从链表转为红黑树，否则只会扩容
2. 线程不安全，原因：1.7之前扩容时覆盖，在链表头部插入数据时死循环；1.8由transfer方法改为resize后只会覆盖数据
3. 键和值都可以为null

HashTable

1. 也是基于Hash表实现，数组+链表来解决哈希冲突
2. 线程安全，所有的方法都通过Synchronized加锁，导致效率低下
3. 键和值都不能为null

ConcurrentHashMap

1. 1.7之后数据结构和HashMap一致

2. 线程安全，通过key的hash值计算出数组的索引，如果这里没有Node，则使用CAS尝试插入元素，失败则无条件自旋，直到插入成功；如果有Node，则使用Synchronized锁住该Node，再执行插入操作。

   读操作不加锁，提升了效率

3. 键和值都不能为null

2.3 HashMap和TreeMap的区别

1. HashMap基于哈希表实现，创建的时候可以调优初始容量和负载因子；TreeMap基于红黑树实现，没有调优选项，因为该树总是处于平衡状态
2. HashMap适用于在Map中插入、删除和定位元素；TreeMap适用于按照自然排序或者自定义顺序遍历元素。HashMap通常比TreeMap快一点，数据结构使然，建议多使用HashMap，在需要用到排序的时候再使用TreeMap
3. TreeMap实现了SortMap接口，默认按照键的升值进行排序，也可以自定义排序的比较器。

3. 垃圾回收

创建各种引用数据类型的变量的时候，虚拟机都会在堆中开辟一块内存空间用于存放；当这块内存空间不再被任何变量引用的时候，这块内存就变成了垃圾

Java引入了了垃圾回收机制Garbage Collection，GC；用来处理垃圾，不需要我们手动的区释放空间

可以手动使用System.gc()方法，通知GC执行，但是GC不是一定会执行

Object类中的finalize（）方法，当对象被回收之前会执行该方法；但是如果程序运行结束之前，虚拟机没有进行垃圾回收，那么finalize（）将会没有机会被执行

垃圾回收两种算法

1. 引用计数器算法

   1. 在类中创建一个程序计数器，每当类第一次被创建为对象时，将计数器设为1

   2. 如果有新的引用指向该对象，计数器+1；失去一个引用，计数器—1

   3. 当计数器变为0，该对象就可以被回收

      

2. 可达性分析算法

   1. 当我们创建对象的时候，GC就会开始监控对象，通过有向图的方式记录和管理堆中的所有对象

   2. 从一个根节点GC ROOT开始，依次向下寻找对应的引用的节点，所寻找的路径称为引用链

   3. 当一个对象没有任何引用链与GC链接的时候，就可以被回收了