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一、集合框架

常见的集合框架有哪些

（1） Collection和Map接口是所有集合框架中最大的父接口
（2） Collection接口的子接口有：List接口和Set接口
（3） Map接口的实现类主要有HashMap、TreeMap、HashTable、Properties、ConcurrentHashMap
（4） Set接口的实现类主要有HashSet、TreeSet、LinkedHashSet
（5） List接口的实现类主要有ArrayList、LinkedList、Stack、Vector
2. HashMap和HashTable的区别
底层数组+链表实现，可以存储null键和null值，线程不安全
初始size为16，扩容：newsize = oldsize*2，size一定为2的n次幂
扩容针对整个Map，每次扩容时，原来数组中的元素依次重新计算存放位置，并重新插入
插入元素后才判断该不该扩容，有可能无效扩容（插入后如果扩容，如果没有再次插入，就会产生无效扩容）
当Map中元素总数超过Entry数组的75%，触发扩容操作，为了减少链表长度，元素分配更均匀
计算index方法：index = hash & (tab.length – 1)
HashMap的初始值还要考虑加载因子:
哈希冲突：若干Key的哈希值按数组大小取模后，如果落在同一个数组下标上，将组成一条Entry链，对Key的查找需要遍历Entry链上的每个元素执行equals()比较。
加载因子：为了降低哈希冲突的概率，默认当HashMap中的键值对达到数组大小的75%时，即会触发扩容。因此，如果预估容量是100，即需要设定100/0.75＝134的数组大小。
空间换时间：如果希望加快Key查找的时间，还可以进一步降低加载因子，加大初始大小，以降低哈希冲突的概率。
HashMap和Hashtable都是用hash算法来决定其元素的存储，因此HashMap和Hashtable的hash表包含如下属性：
容量（capacity）：hash表中桶的数量
初始化容量（initial capacity）：创建hash表时桶的数量，HashMap允许在构造器中指定初始化容量
尺寸（size）：当前hash表中记录的数量
负载因子（load factor）：负载因子等于“size/capacity”。负载因子为0，表示空的hash表，0.5表示半满的散列表，依此类推。轻负载的散列表具有冲突少、适宜插入与查询的特点（但是使用Iterator迭代元素时比较慢）
除此之外，hash表里还有一个“负载极限”，“负载极限”是一个0～1的数值，“负载极限”决定了hash表的最大填满程度。当hash表中的负载因子达到指定的“负载极限”时，hash表会自动成倍地增加容量（桶的数量），并将原有的对象重新分配，放入新的桶内，这称为rehashing。
HashMap和Hashtable的构造器允许指定一个负载极限，HashMap和Hashtable默认的“负载极限”为0.75，这表明当该hash表的3/4已经被填满时，hash表会发生rehashing。
“负载极限”的默认值（0.75）是时间和空间成本上的一种折中：
较高的“负载极限”可以降低hash表所占用的内存空间，但会增加查询数据的时间开销，而查询是最频繁的操作（HashMap的get()与put()方法都要用到查询）
较低的“负载极限”会提高查询数据的性能，但会增加hash表所占用的内存开销
程序猿可以根据实际情况来调整“负载极限”值。
（1） HashMap继承自AbstaratMap,HashTable继承自Dictionary
（2） HashMap允许键为空，值为空，键值对同时为空，但是当HashMap集合中已经存储了键为null的键值对时，继续添加键为null的值时，会覆盖之前存储在集合中null对应的value值，HashTable不允许键值对为null
（3） HashTable使用了synchionized关键字，线程安全，HashMap线程不安全
3. 什么是哈希？
Hash，一般翻译为“散列”，也有直接音译为“哈希”的，这就是把任意长度的输入通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值(哈希值)。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，所以不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。所有散列函数都有如下一个基本特性：根据同一散列函数计算出的散列值如果不同，那么输入值肯定也不同。但是，根据同一散列函数计算出的散列值如果相同，输入值不一定相同。
4. 什么是哈希冲突？
当两个不同的输入值，根据同一散列函数计算出相同的散列值的现象，我们就把它叫做碰撞(哈希碰撞)。
5. 解决哈希冲突
在Java中，保存数据有两种比较简单的数据结构：数组和链表。数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难；链表的特点是：寻址困难，但插入和删除容易；所以我们将数组和链表结合在一起，发挥两者各自的优势，使用一种叫做链地址法的方式可以解决哈希冲突：

这样我们就可以将拥有相同哈希值的对象组织成一个链表放在hash值所对应的bucket下，但相比于hashCode返回的int类型，我们HashMap初始的容量大小DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4（即2的四次方16）要远小于int类型的范围，所以我们如果只是单纯的用hashCode取余来获取对应的bucket这将会大大增加哈希碰撞的概率，并且最坏情况下还会将HashMap变成一个单链表，所以我们还需要对hashCode作一定的优化
6. Array和ArrayList的区别
（1） Array可以包含基本类型和对象类型，ArrayList只能包含对象类型。
（2） Array 大小是固定的，ArrayList的大小是动态变化的。
（3） ArrayList 提供了更多的方法和特性，比如：addAll()，removeAll()，iterator()等等。
7. ArrayList和LinkedList的区别
（1） LinkedList实现了List和Deque接口，一般称为双向链表。ArrayList实现了List接口，动态数组。
（2） LinkedList在插入和删除数据时效率更高，ArrayList在查找某个index的数据时效率更高。
（3） LinkedList比ArrayList需要更多的内存
8. Enumeration和Iterator的区别
（1） Enumeration的速度是Iterator的两倍，也使用更少的内存。
（2）与Enumeration相比，Iterator更加安全，因为当一个集合正在被遍历的时候，它会阻止其它线程去修改集合。
（3）迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允许调用者从集合中移除元素，而Enumeration不能做到。
9. 为什么HashMap中链表长度超过8会转换成红黑树
HashMap在jdk1.8之后引入了红黑树的概念，表示若桶中链表元素超过8时，会自动转化成红黑树；若桶中元素小于等于6时，树结构还原成链表形式。原因：红黑树的平均查找长度是log(n)，长度为8，查找长度为log(8)=3，链表的平均查找长度为n/2，当长度为8时，平均查找长度为8/2=4，这才有转换成树的必要；链表长度如果是小于等于6，6/2=3，虽然速度也很快的，但是转化为树结构和生成树的时间并不会太短。还有选择6和8的原因是：中间有个差值7可以防止链表和树之间频繁的转换。假设一下，如果设计成链表个数超过8则链表转换成树结构，链表个数小于8则树结构转换成链表，如果一个HashMap不停的插入、删除元素，链表个数在8左右徘徊，就会频繁的发生树转链表、链表转树，效率会很低。
10. ConcurrentHashMap的实现原理
（1） JDK1.7[数组（Segment）+数组（HashEntry）+链表（HashEntry节点）]
ConcurrentHashMap（分段锁）对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，每一把锁只锁容器其中一部分数据，多线程访问容器里不同数据段的数据，就不会存在锁竞争，提高并发访问率。Segment是一种可重入锁ReentrantLock，在ConcurrentHashMap里扮演锁的角色，HashEntry则用于存储键值对数据。
（2） JDK1.8：Node数组+链表/红黑树
利用CAS+Synchronized来保证并发更新的安全，底层依然采用数组+链表+红黑树的存储结构。
• 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，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
• 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
Hashtable和HashMap都实现了Map接口，但是Hashtable的实现是基于Dictionary抽象类的。Java5提供了ConcurrentHashMap，它是HashTable的替代，比HashTable的扩展性更好。
HashMap基于哈希思想，实现对数据的读写。当我们将键值对传递给put()方法时，它调用键对象的hashCode()方法来计算hashcode，然后找到bucket位置来存储值对象。当获取对象时，通过键对象的equals()方法找到正确的键值对，然后返回值对象。HashMap使用链表来解决碰撞问题，当发生碰撞时，对象将会储存在链表的下一个节点中。HashMap在每个链表节点中储存键值对对象。当两个不同的键对象的hashcode相同时，它们会储存在同一个bucket位置的链表中，可通过键对象的equals()方法来找到键值对。如果链表大小超过阈值（TREEIFY_THRESHOLD,8），链表就会被改造为树形结构。
在HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个，但可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时，即可以表示HashMap中没有该key，也可以表示该key所对应的value为null。因此，在HashMap中不能由get()方法来判断HashMap中是否存在某个key，应该用containsKey()方法来判断。而在Hashtable中，无论是key还是value都不能为null。
Hashtable是线程安全的，它的方法是同步的，可以直接用在多线程环境中。而HashMap则不是线程安全的，在多线程环境中，需要手动实现同步机制。
Hashtable与HashMap另一个区别是HashMap的迭代器（Iterator）是fail-fast迭代器，而Hashtable的enumerator迭代器不是fail-fast的。所以当有其它线程改变了HashMap的结构（增加或者移除元素），将会抛出ConcurrentModificationException，但迭代器本身的remove()方法移除元素则不会抛出ConcurrentModificationException异常。但这并不是一个一定发生的行为，要看JVM。

从类图中可以看出来在存储结构中ConcurrentHashMap比HashMap多出了一个类Segment，而Segment是一个可重入锁。
ConcurrentHashMap是使用了锁分段技术来保证线程安全的。
锁分段技术：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。
ConcurrentHashMap提供了与Hashtable和SynchronizedMap不同的锁机制。Hashtable中采用的锁机制是一次锁住整个hash表，从而在同一时刻只能由一个线程对其进行操作；而ConcurrentHashMap中则是一次锁住一个桶。
ConcurrentHashMap默认将hash表分为16个桶，诸如get、put、remove等常用操作只锁住当前需要用到的桶。这样，原来只能一个线程进入，现在却能同时有16个写线程执行，并发性能的提升是显而易见的。
11. HashMap底层实现
JDK1.8 之前 HashMap 底层是数组和链表结合在一起使用也就是链表散列。HashMap 通过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理过后得到 hash 值，然后通过 (n - 1) & hash 判断当前元素存放的位置（这里的 n 指的是数组的长度），如果当前位置存在元素的话，就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同，如果相同的话，直接覆盖，不相同就通过拉链法解决冲突。所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源码:
JDK 1.8 的 hash方法相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化，但是原理不变。
static final int hash(Object key) {
int h;
// key.hashCode()：返回散列值也就是hashcode// ^ ：按位异或
// >>>:无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐
return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}
对比一下 JDK1.7的 HashMap 的 hash 方法源码.
static int hash(int h) {
// This function ensures that hashCodes that differ only by
// constant multiples at each bit position have a bounded
// number of collisions (approximately 8 at default load factor).

h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);

}相比于 JDK1.8 的 hash 方法，JDK 1.7 的 hash 方法的性能会稍差一点点，因为毕竟扰动了 4 次。所谓 “拉链法” 就是：将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组，数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突，则将冲突的值加到链表中即可。

相比于之前的版本， JDK1.8之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。

HashMap采用Entry数组来存储key-value对，每一个键值对组成了一个Entry实体，Entry类实际上是一个单向的链表结构，它具有Next指针，可以连接下一个Entry实体。只是在JDK1.8中，链表长度大于8的时候，链表会转成红黑树。
在调用 HashMap 的 put 方法添加元素时，会对key的hashCode()做hash运算，计算index; 如果没碰撞直接放到bucket里；如果碰撞了，以链表的形式存在buckets后；如果碰撞导致链表过长(大于等于TREEIFY_THRESHOLD)，就把链表转换成红黑树(JDK1.8中的改动)；如果节点已经存在就替换old value(保证key的唯一性) 如果bucket满了(超过load factor*current capacity)，就要resize。
在调用 HashMap 的 get 方法获取元素时，会对key的hashCode()做hash运算，计算index; 如果在bucket里的第一个节点里直接命中，则直接返回；如果有冲突，则通过key.equals(k)去查找对应的Entry。
12. HashMap的长度为什么是2的幂次方
为了能让 HashMap 存取高效，尽量较少碰撞，也就是要尽量把数据分配均匀。我们上面也讲到了过了，Hash 值的范围值-2147483648到2147483647，前后加起来大概40亿的映射空间，只要哈希函数映射得比较均匀松散，一般应用是很难出现碰撞的。但问题是一个40亿长度的数组，内存是放不下的。所以这个散列值是不能直接拿来用的。用之前还要先做对数组的长度取模运算，得到的余数才能用来要存放的位置也就是对应的数组下标。这个数组下标的计算方法是“ (n - 1) & hash”。（n代表数组长度）。这也就解释了 HashMap 的长度为什么是2的幂次方。这个算法应该如何设计呢？
我们首先可能会想到采用%取余的操作来实现。但是，重点来了：“取余(%)操作中如果除数是2的幂次则等价于与其除数减一的与(&)操作（也就是说 hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是2的 n 次方；）。” 并且采用二进制位操作 &，相对于%能够提高运算效率，这就解释了 HashMap 的长度为什么是2的幂次方。
13. HashMap多线程操作导致死循环问题
主要原因在于并发下的Rehash 会造成元素之间会形成一个循环链表。不过，jdk 1.8 后解决了这个问题，但是还是不建议在多线程下使用 HashMap,因为多线程下使用 HashMap 还是会存在其他问题比如数据丢失。并发环境下推荐使用 ConcurrentHashMap 。
14. 如何选用集合
主要根据集合的特点来选用，比如我们需要根据键值获取到元素值时就选用Map接口下的集合，需要排序时选择TreeMap,不需要排序时就选择HashMap,需要保证线程安全就选用ConcurrentHashMap.当我们只需要存放元素值时，就选择实现Collection接口的集合，需要保证元素唯一时选择实现Set接口的集合比如TreeSet或HashSet，不需要就选择实现List接口的比如ArrayList或LinkedList，然后再根据实现这些接口的集合的特点来选用。
15. List和Set的区别
List , Set 都是继承自Collection 接口
List 特点：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 特点：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。
另外 List 支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。
Set和List对比
Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。
List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变
16. JDK1.7和JDK1.8比较
（1） resize扩容优化
（2）引入了红黑树，目的是避免单链条链表过长而影响查询效率，红黑树算法
（3）解决了多线程死循环的问题，但是仍然是非线程安全的，多线程时可能会造成数据丢失问题

实现Array和List之间的转换
Array 转 List： Arrays. asList(array) ；List 转 Array：List 的 toArray() 方法。

二、多线程
1．什么是线程,什么是进程,它们有什么区别和联系,一个进程里面是否必须有个线程
进程本质是一个正在执行的程序,一个进程可以有多个线程.
线程是进程的最小执行单位,一个进程至少有一个线程
区别:1:多进程程序不受java控制,而多线程则受java控制,
2:多线程比多进程需要更少的管理成本
2．实现一个线程有哪几种方式,各有什么优缺点,比较常用的是那种,为什么？
继承Thread类,需要重写run方法,无返回值
a)优点:可以直接调用start方法启动线程
b)缺点:java只能单继承,如果已经有了父类,不能用这种方法
2)实现Runnable接口,需要重写run()方法
a)优点:即使自己定义的线程类有了父类也可以实现接口,而且接口是多实现
b)缺点:需通过构造一个Thread把自己传进去,才能实现Thread的方法,代码复杂
3)实现Callable接口,需要重写call()方法
a)优点:可以抛出异常,有返回值
b)缺点:只有jdk1.5以后才支持,结合FuntureTask和Thread类一起使用,最后调用start启动线程
一般用第二种,实现Runnable接口,比较方便,扩展性高
3．一般情况下我们实现自己线程时候要重写什么方法
使用Thread类,要重写run()方法
实现Runnable接口时,要实现run()方法
使用Callable接口时,要重写call()方法
4． Thread 类中的start() 和 run() 方法有什么区别？
start()方法被用来启动新创建的线程，而且start()内部调用了run()方法，这和直接调用run()方法的效果不一样。当你调用run()方法的时候，只会是在原来的线程中调用，没有新的线程启动，start()方法才会启动新线程。
5．线程的生命周期和状态

• 线程创建之后它将处于初始状态(NEW)，调用 start() 方法后开始运行，线程这时候处于可运行状态(READY)。
• 可运行状态的线程获得了 CPU 时间片后就处于运行状态(RUNNING)。
• 当线程执行 wait()方法之后，线程进入等待状态(WAITING)，进入等待状态的线程需要依靠其他线程的通知才能够返回到运行状态【notify()】。而超时等待状态(TIME_WAITING)相当于在等待状态的基础上增加了超时限制，【sleep（long millis）/wait（long millis）】，当超时时间到达后 Java 线程将会返回到运行状态。
• 当线程调用同步方法时，在没有获取到锁的情况下，线程将会进入到阻塞状态(BLOCKED)。
• 线程在执行 Runnable 的run()方法之后将会进入到终止状态(TERMINATED)。

6．什么是线程死锁？如何避免线程死锁？
　多个线程同时被阻塞，它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞，因此程序不可能正常终止。
　　假如线程 A 持有资源 2，线程 B 持有资源 1，他们同时都想申请对方的资源，所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态。
避免死锁的几个常见方法：
• 避免一个线程同时获取多个锁
• 避免一个线程在锁内同时占用多个资源，尽量保证每个锁只占用一个资源。
• 尝试使用定时锁，使用 lock.tryLock(timeout) 来代替使用内部锁机制。
• 对于数据库锁，加锁和解锁必须在一个数据库连接里，否则会出现解锁失败的情况。
7． Synchronized关键字
synchronized关键字可以保证被它修饰的方法或者代码块在任意时刻只能有一个线程执行。
synchronized关键字最主要的三种使用方式：修饰实例方法:、修饰静态方法、修饰代码块。
• 对于普通同步方法，锁是当前实例对象。
• 对于静态同步方法，锁是当前类的Class对象。
• 对于同步代码块，锁是synchronized括号里配置的对象。
当一个线程试图访问同步代码块时，它首先必须得到锁，退出或抛出异常时必须释放锁。
synchronized在JVM里是怎么实现的？‘【【
　　synchronized 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，线程试图获取锁也就是获取 monitor的持有权。当计数器为0则可以成功获取，获取后将锁计数器设为1也就是加1。相应的在执行 monitorexit 指令后，将锁计数器设为0，表明锁被释放。如果获取对象锁失败，那当前线程就要阻塞等待，直到锁被另外一个线程释放为止。
(monitor对象存在于每个Java对象的对象头中，synchronized 锁便是通过这种方式获取锁的，也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因)
8． Synchronized和lock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在发生异常时，会自动释放线程占有的锁，因此不会导致死锁现象发生；而Lock在发生异常时，如果没有主动通过unLock()去释放锁，则很可能造成死锁现象，因此使用Lock时需要在finally块中释放锁；
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）通过Lock可以知道有没有成功获取锁（tryLock()方法：如果获取锁成功，则返回true），而synchronized却无法办到。
5）Lock可以提高多个线程进行读操作的效率。
　　在性能上来说，如果竞争资源不激烈，两者的性能是差不多的，而当竞争资源非常激烈时（即有大量线程同时竞争），此时Lock的性能要远远优于synchronized。所以说，在具体使用时要根据适当情况选择。
9．创建线程的四种方式
有4种方式：继承Thread类、实现Runnable接口、实现Callable接口、使用Executor框架来创建线程池。
（1）通过继承Thread类创建线程
public class MyThread extends Thread {//继承Thread类
　　public void run(){
　　}
}
public class Main {
　　public static void main(String[] args){
　　　　new MyThread().start(); //创建并启动线程
　　}
}
（2）通过实现Runnable接口来创建线程
public class MyThread2 implements Runnable {//实现Runnable接口
　　public void run(){
　　}
}
public class Main {
　　public static void main(String[] args){
　　　　//创建并启动线程
　　　　MyThread2 myThread=new MyThread2();
　　　　Thread thread=new Thread(myThread);
　　　　thread().start();
　　　　//或者 new Thread(new MyThread2()).start();
　　}
}
不管是继承Thread还是实现Runnable接口，多线程代码都是通过运行Thread的start()方法来运行的。
（3）实现Callable接口来创建线程
　　与实现Runnable接口类似，和Runnable接口不同的是，Callable接口提供了一个call() 方法作为线程执行体，call()方法比run()方法功能要强大：call()方法可以有返回值、call()方法可以声明抛出异常。
public class Main {
　　public static void main(String[] args){
　　　MyThread3 th=new MyThread3();
　　　//使用Lambda表达式创建Callable对象
　　 //使用FutureTask类来包装Callable对象
　　　FutureTask future=new FutureTask(
　　　　(Callable)()->{
　　　　　　return 5;
　　　　}
　　 );
　　　new Thread(task,“有返回值的线程”).start();//实质上还是以Callable对象来创建并启动线程
　　 try{
　　　　System.out.println(“子线程的返回值：”+future.get());//get()方法会阻塞，直到子线程执行结束才返回
　　 }catch(Exception e){
　　　　ex.printStackTrace();
　　　}
　　}
}
（4）使用Executor框架来创建线程池
　　Executors.newXXXX： newFixedThreadPool(int )、newSingleThreadExecutor、newCachedThreadPool、newScheduledThreadPool(int)
　　通过Executors的以上四个静态工厂方法获得 ExecutorService实例，而后可以执行Runnable任务或Callable任务。
• Executor执行Runnable任务：
　　通过Executors的以上四个静态工厂方法获得 ExecutorService实例，而后调用该实例的execute（Runnable command）方法即可。一旦Runnable任务传递到execute（）方法，该方法便会自动在一个线程上。
public class TestCachedThreadPool{
public static void main(String[] args){
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 5; i++){
executorService.execute(new TestRunnable());
System.out.println("************* a" + i + " *************");
}
executorService.shutdown();
}
}
class TestRunnable implements Runnable{
//重写run方法
public void run(){
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + “线程被调用了。”);
}
• Executor执行Callable任务：
　　当将一个Callable的对象传递给ExecutorService的submit方法，则该call方法自动在一个线程上执行，并且会返回执行结果Future对象。同样，将Runnable的对象传递给ExecutorService的submit方法，则该run方法自动在一个线程上执行，并且会返回执行结果Future对象，但是在该Future对象上调用get方法，将返回null。
public class CallableDemo{
public static void main(String[] args){
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
List<Future> resultList = new ArrayList<Future>();

    //创建10个任务并执行   
    for (int i = 0; i < 10; i++){   
        //使用ExecutorService执行Callable类型的任务，并将结果保存在future变量中   
        Future<String> future = executorService.submit(new TaskWithResult(i));   
        //将任务执行结果存储到List中   
        resultList.add(future);   
    }   

    //遍历任务的结果   
    for (Future<String> fs : resultList){   
            try{   
                while(!fs.isDone);//Future返回如果没有完成，则一直循环等待，直到Future返回完成  
                System.out.println(fs.get());     //打印各个线程（任务）执行的结果   
            }catch(InterruptedException e){   
                e.printStackTrace();   
            }catch(ExecutionException e){   
                e.printStackTrace();   
            }finally{   
                //启动一次顺序关闭，执行以前提交的任务，但不接受新任务  
                executorService.shutdown();   
            }   
    }   
}

}
class TaskWithResult implements Callable{
private int id;

public TaskWithResult(int id){   
    this.id = id;   
}   
// 重写call()方法
public String call() throws Exception {  
    System.out.println("call()方法被自动调用！！！    " + Thread.currentThread().getName());   
    //该返回结果将被Future的get方法得到  
    return "call()方法被自动调用，任务返回的结果是：" + id + "    " + Thread.currentThread().getName();   
}

}
实现Runnable接口和Callable接口的区别？
Runnable接口或Callable接口实现类都可以被ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor执行。两者的区别在于 Runnable 接口不会返回结果但是 Callable 接口可以返回结果。
执行execute()方法和submit()方法的区别是什么呢？

execute() 方法用于提交不需要返回值的任务，所以无法判断任务是否被线程池执行成功与否；
submit() 方法用于提交需要返回值的任务。线程池会返回一个Future类型的对象，通过这个Future对象可以判断任务是否执行成功，并且可以通过future的get()方法来获取返回值，get()方法会阻塞当前线程直到任务完成，而使用 get（long timeout，TimeUnit unit）方法则会阻塞当前线程一段时间后立即返回，这时候有可能任务没有执行完。
10．线程池参数
①corePoolSize：线程池的基本大小，当提交一个任务到线程池时，线程池会创建一个线程来执行任务，即使其他空闲的基本线程能够执行新任务也会创建线程，等到需要执行的任务数大于线程池基本大小时就不再创建。说白了就是，即便是线程池里没有任何任务，也会有corePoolSize个线程在候着等任务。
②maximumPoolSize:最大线程数，不管你提交多少任务，线程池里最多工作线程数就是maximumPoolSize。
③keepAliveTime:线程的存活时间。当线程池里的线程数大于corePoolSize时，如果等了keepAliveTime时长还没有任务可执行，则线程退出。
⑤unit：这个用来指定keepAliveTime的单位，比如秒:TimeUnit.SECONDS。
⑥workQueue：用于保存等待执行任务的阻塞队列，提交的任务将会被放到这个队列里。
⑦threadFactory：线程工厂，用来创建线程。主要是为了给线程起名字，默认工厂的线程名字：pool-1-thread-3。
⑧handler：拒绝策略，即当线程和队列都已经满了的时候，应该采取什么样的策略来处理新提交的任务。默认策略是AbortPolicy（抛出异常），其他的策略还有：CallerRunsPolicy(只用调用者所在线程来运行任务)、DiscardOldestPolicy(丢弃队列里最近的一个任务，并执行当前任务)、DiscardPolicy(不处理，丢弃掉)
11．线程池执行流程
先看一下ThreadPoolExecutor参数最全的构造方法：

①corePoolSize：线程池的核心线程数，说白了就是，即便是线程池里没有任何任务，也会有corePoolSize个线程在候着等任务。
②maximumPoolSize:最大线程数，不管你提交多少任务，线程池里最多工作线程数就是maximumPoolSize。
③keepAliveTime:线程的存活时间。当线程池里的线程数大于corePoolSize时，如果等了keepAliveTime时长还没有任务可执行，则线程退出。
⑤unit：这个用来指定keepAliveTime的单位，比如秒:TimeUnit.SECONDS。
⑥workQueue：一个阻塞队列，提交的任务将会被放到这个队列里。
⑦threadFactory：线程工厂，用来创建线程，主要是为了给线程起名字，默认工厂的线程名字：pool-1-thread-3。
⑧handler：拒绝策略，当线程池里线程被耗尽，且队列也满了的时候会调用。
以上就是创建线程池时用到的参数，面试中经常会有面试官问道这个问题。
二、线程池执行流程
这里用一个图来说明线程池的执行流程

任务被提交到线程池，会先判断当前线程数量是否小于corePoolSize，如果小于则创建线程来执行提交的任务，否则将任务放入workQueue队列，如果workQueue满了，则判断当前线程数量是否小于maximumPoolSize,如果小于则创建线程执行任务，否则就会调用handler，以表示线程池拒绝接收任务。
这里以jdk1.8.0_111的源代码为例，看一下具体实现。
1、先看一下线程池的executor方法

①：判断当前活跃线程数是否小于corePoolSize,如果小于，则调用addWorker创建线程执行任务
②：如果不小于corePoolSize，则将任务添加到workQueue队列。
③：如果放入workQueue失败，则创建线程执行任务，如果这时创建线程失败(当前线程数不小于maximumPoolSize时)，就会调用reject(内部调用handler)拒绝接受任务。
2、再看下addWorker的方法实现

这块代码是在创建非核心线程时，即core等于false。判断当前线程数是否大于等于maximumPoolSize，如果大于等于则返回false，即上边说到的③中创建线程失败的情况。
addWorker方法的下半部分：

①创建Worker对象，同时也会实例化一个Thread对象。
②启动启动这个线程
3、再到Worker里看看其实现

可以看到在创建Worker时会调用threadFactory来创建一个线程。上边的②中启动一个线程就会触发Worker的run方法被线程调用。
4、接下来咱们看看runWorker方法的逻辑

线程调用runWoker，会while循环调用getTask方法从workerQueue里读取任务，然后执行任务。只要getTask方法不返回null,此线程就不会退出。
5、最后在看看getTask方法实现

①咱们先不管allowCoreThreadTimeOut，这个变量默认值是false。wc>corePoolSize则是判断当前线程数是否大于corePoolSize。
②如果当前线程数大于corePoolSize，则会调用workQueue的poll方法获取任务，超时时间是keepAliveTime。如果超过keepAliveTime时长，poll返回了null，上边提到的while循序就会退出，线程也就执行完了。
如果当前线程数小于corePoolSize，则会调用workQueue的take方法阻塞在当前。
补充:
一般流程图

newFixedThreadPool 流程图
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads){
return new ThreadPoolExecutor(
nThreads, // corePoolSize
nThreads, // maximumPoolSize == corePoolSize
0L, // 空闲时间限制是 0
TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue() // 无界阻塞队列
);
}

newCacheThreadPool 流程图
public static ExecutorService newCachedThreadPool(){
return new ThreadPoolExecutor(
0, // corePoolSoze == 0
Integer.MAX_VALUE, // maximumPoolSize 非常大
60L, // 空闲判定是60 秒
TimeUnit.SECONDS,
// 神奇的无存储空间阻塞队列，每个 put 必须要等待一个 take
new SynchronousQueue()
);
}

newSingleThreadPool 流程图
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
return
new FinalizableDelegatedExecutorService
(
new ThreadPoolExecutor
(
TimeUnit.MILLISECONDS,
new LinkedBlockingQueue(),
threadFactory
)
);
}
可以看到除了多了个 FinalizableDelegatedExecutorService 代理，其初始化和 newFiexdThreadPool 的 nThreads = 1 的时候是一样的。区别就在于：
• newSingleThreadExecutor返回的ExcutorService在析构函数finalize()处会调用shutdown()
• 如果我们没有对它调用shutdown()，那么可以确保它在被回收时调用shutdown()来终止线程。
使用ThreadFactory，可以改变线程的名称、线程组、优先级、守护进程状态，一般采用默认。
12．如何创建一个线程池？
Java通过Executors提供四种线程池，分别为：
newCachedThreadPool创建一个可缓存线程池，如果线程池长度超过处理需要，可灵活回收空闲线程，若无可回收，则新建线程。
newFixedThreadPool 创建一个定长线程池，可控制线程最大并发数，超出的线程会在队列中等待。
newScheduledThreadPool 创建一个定长线程池，支持定时及周期性任务执行。
newSingleThreadExecutor 创建一个单线程化的线程池，它只会用唯一的工作线程来执行任务，保证所有任务按照指定顺序(FIFO, LIFO, 优先级)执行。
13． Java中的volatile变量是什么？
volatile是一个特殊的修饰符，只有成员变量才能使用它。保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的。
14．什么是ThreadLocal变量？
ThreadLocal使用场合主要解决多线程中数据数据因并发产生不一致问题。ThreadLocal为每个线程的中并发访问的数据提供一个副本，通过访问副本来运行业务，这样的结果是耗费了内存，单大大减少了线程同步所带来性能消耗，也减少了线程并发控制的复杂度。
ThreadLocal不能使用原子类型，只能使用Object类型。ThreadLocal的使用比synchronized要简单得多。
ThreadLocal和Synchonized都用于解决多线程并发访问。但是ThreadLocal与synchronized有本质的区别。synchronized是利用锁的机制，使变量或代码块在某一时该只能被一个线程访问。而ThreadLocal为每一个线程都提供了变量的副本，使得每个线程在某一时间访问到的并不是同一个对象，这样就隔离了多个线程对数据的数据共享。而Synchronized却正好相反，它用于在多个线程间通信时能够获得数据共享。
15． sleep和wait的区别和联系
相同点：都会让正在执行的线程性从与运行状态变为阻塞状态，都会抛出异常InterruptException
不同点：（1）sleep（）是Thread的静态方法，wait()是Object的非静态方法
（3） sleep()方法是时间到了之后会从阻塞状态变为就绪状态，wait()需要notify()或者notifyAll()唤醒线程
（4） sleep不会释放执行权，wait会释放执行权
（5） sleep有两个重载的方法，0-2参
16． RentrantLock
17．

三、 IO流

1.字节流和字符流哪个好一点？为什么？
大多数情况下使用字节流会更好，因为大多数时候 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）
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
2.什么是缓冲区？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。
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。
3.什么是Java序列化？如何实现Java序列化
序列化就是一种用来处理对象流的机制，将对象的内容进行流化。可以对流化后的对象进行读写操作，可以将流化后的对象传输于网络之间。序列化是为了解决在对象流读写操作时所引发的问题
序列化的实现：将需要被序列化的类实现Serialize接口，没有需要实现的方法，此接口只是为了标注对象可被序列化的，然后使用一个输出流（如：FileOutputStream）来构造一个ObjectOutputStream(对象流)对象，再使用ObjectOutputStream对象的write(Object obj)方法就可以将参数obj的对象写出
4.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）
5.IO里面常见的类，字节流、字符流、接口、实现类、方法阻塞
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。
IO里面常见的类，第一印象就只知道IO流中有很多类，IO流主要分为字符流和字节流。字符流中有抽象类InputStream和OutputStream，它们的子类FileInputStream，FileOutputStream,BufferedOutputStream等。字符流BufferedReader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。
6.字节流和字符流有什么区别？
要把一片二进制数据数据逐一输出到某个设备中，或者从某个设备中逐一读取一片二进制数据，不管输入输出设备是什么，我们要用统一的方式来完成这些操作，用一种抽象的方式进行描述，这个抽象描述方式起名为IO流，对应的抽象类为OutputStream和InputStream ，不同的实现类就代表不同的输入和输出设备，它们都是针对字节进行操作的。在应用中，经常要完全是字符的一段文本输出去或读进来，用字节流可以吗？计算机中的一切最终都是二进制的字节形式存在。对于“中国”这些字符，首先要得到其对应的字节，然后将字节写入到输出流。读取时，首先读到的是字节，可是我们要把它显示为字符，我们需要将字节转换成字符。由于这样的需求很广泛，人家专门提供了字符流的包装类。底层设备永远只接受字节数据，有时候要写字符串到底层设备，需要将字符串转成字节再进行写入。字符流是字节流的包装，字符流则是直接接受字符串，它内部将串转成字节，再写入底层设备，这为我们向IO设别写入或读取字符串提供了一点点方便。
7.NIO
看了一些文章，传统的IO流是阻塞式的，会一直监听一个ServerSocket，在调用read等方法时，他会一直等到数据到来或者缓冲区已满时才返回。调用accept也是一直阻塞到有客户端连接才会返回。每个客户端连接过来后，服务端都会启动一个线程去处理该客户端的请求。并且多线程处理多个连接。每个线程拥有自己的栈空间并且占用一些 CPU 时间。每个线程遇到外部未准备好的时候，都会阻塞掉。阻塞的结果就是会带来大量的进程上下文切换。
对于NIO，它是非阻塞式，核心类：
1.Buffer为所有的原始类型提供 (Buffer)缓存支持。
2.Charset字符集编码解码解决方案
3.Channel一个新的原始 I/O抽象，用于读写Buffer类型，通道可以认为是一种连接，可以是到特定设备，程序或者是网络的连接。

四、网络编程
1．网络编程中相关的类
（1） InetAddress
（2） Socket
（3） ServerSocket
2． TCP编程的流程
服务端：ip地址：192.168.1.100，port：9527
step1：创建ServerSocket，一个服务端的程序：
step2：等待客户端申请链接，accept()接收链接。——>Socket
step3：创建流：InputStream，OutputStream
step4：关闭链接，断开资源
客户端：ip地址：192.168.1.150，port：20000
step1：创建Socket，客户端的程序
申请链接服务器：(服务器的ip地址和port)
step2：创建流：InputStream，OutputStream
step3：关闭链接，断开资源
3．
五、 HTTP协议

三次握手
（1）目的：为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误
（2）
四次挥手
六、 JVM
什么是JVM
JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java虚拟机包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域。 JVM屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息，使Java程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码）,就可以在多种平台上不加修改地运行。JVM在执行字节码时，实际上最终还是把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。
JRE/JDK/JVM之间的关系
JRE(JavaRuntimeEnvironment，Java运行环境)，也就是Java平台。所有的Java 程序都要在JRE下才能运行。普通用户只需要运行已开发好的java程序，安装JRE即可。
JDK(Java Development Kit)是程序开发者用来来编译、调试java程序用的开发工具包。JDK的工具也是Java程序，也需要JRE才能运行。为了保持JDK的独立性和完整性，在JDK的安装过程中，JRE也是安装的一部分。所以，在JDK的安装目录下有一个名为jre的目录，用于存放JRE文件。
JVM(JavaVirtualMachine，Java虚拟机)是JRE的一部分。它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。JVM有自己完善的硬件架构，如处理器、堆栈、寄存器等，还具有相应的指令系统。Java语言最重要的特点就是跨平台运行。使用JVM就是为了支持与操作系统无关，实现跨平台。
JVM原理
JVM是java的核心和基础，在java编译器和os平台之间的虚拟处理器。它是一种利用软件方法实现的抽象的计算机基于下层的操作系统和硬件平台，可以在上面执行java的字节码程序。

java编译器只要面向JVM，生成JVM能理解的代码或字节码文件。Java源文件经编译成字节码程序，通过JVM将每一条指令翻译成不同平台机器码，通过特定平台运行。
4. JVM体系结构

类装载器（ClassLoader）（用来装载.class文件）
执行引擎（执行字节码，或者执行本地方法）
运行时数据区（方法区、堆、java栈、PC寄存器、本地方法栈）
5. JVM运行时数据区
第一块：PC寄存器
PC寄存器是用于存储每个线程下一步将执行的JVM指令，如该方法为native的，则PC寄存器中不存储任何信息。
第二块：JVM栈
JVM栈是线程私有的，每个线程创建的同时都会创建JVM栈，JVM栈中存放的为当前线程中局部基本类型的变量（java中定义的八种基本类型：boolean、char、byte、short、int、long、float、double）、部分的返回结果以及Stack Frame，非基本类型的对象在JVM栈上仅存放一个指向堆上的地址。
第三块：堆（Heap）
它是JVM用来存储对象实例以及数组值的区域，可以认为Java中所有通过new创建的对象的内存都在此分配，Heap中的对象的内存需要等待GC进行回收。
（1）堆是JVM中所有线程共享的，因此在其上进行对象内存的分配均需要进行加锁，这也导致了new对象的开销是比较大的
（2） Sun Hotspot JVM为了提升对象内存分配的效率，对于所创建的线程都会分配一块独立的空间TLAB（Thread Local Allocation Buffer），其大小由JVM根据运行的情况计算而得，在TLAB上分配对象时不需要加锁，因此JVM在给线程的对象分配内存时会尽量的在TLAB上分配，在这种情况下JVM中分配对象内存的性能和C基本是一样高效的，但如果对象过大的话则仍然是直接使用堆空间分配
（3） TLAB仅作用于新生代的Eden Space，因此在编写Java程序时，通常多个小的对象比大的对象分配起来更加高效。
（4）所有新创建的Object 都将会存储在新生代Yong Generation中。如果Young Generation的数据在一次或多次GC后存活下来，那么将被转移到OldGeneration。新的Object总是创建在Eden Space。
第四块：方法区域（Method Area）
（1）在Sun JDK中这块区域对应的为PermanetGeneration，又称为持久代。
（2）方法区域存放了所加载的类的信息（名称、修饰符等）、类中的静态变量、类中定义为final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息，当开发人员在程序中通过Class对象中的getName、isInterface等方法来获取信息时，这些数据都来源于方法区域，同时方法区域也是全局共享的，在一定的条件下它也会被GC，当方法区域需要使用的内存超过其允许的大小时，会抛出OutOfMemory的错误信息。
第五块：运行时常量池（Runtime Constant Pool）
存放的为类中的固定的常量信息、方法和Field的引用信息等，其空间从方法区域中分配。
第六块：本地方法堆栈（Native Method Stacks）
JVM采用本地方法堆栈来支持native方法的执行，此区域用于存储每个native方法调用的状态。
6. 对象已死的判定算法
由于程序计数器、Java虚拟机栈、本地方法栈都是线程独享，其占用的内存也是随线程生而生、随线程结束而回收。而Java堆和方法区则不同，线程共享，是GC的所关注的部分。在堆中几乎存在着所有对象，GC之前需要考虑哪些对象还活着不能回收，哪些对象已经死去可以回收。
有两种算法可以判定对象是否存活：
1.）引用计数算法：给对象中添加一个引用计数器，每当一个地方应用了对象，计数器加1；当引用失效，计数器减1；当计数器为0表示该对象已死、可回收。但是它很难解决两个对象之间相互循环引用的情况。
2.）可达性分析算法：通过一系列称为“GC Roots”的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连（即对象到GC Roots不可达），则证明此对象已死、可回收。Java中可以作为GC Roots的对象包括：虚拟机栈中引用的对象、本地方法栈中Native方法引用的对象、方法区静态属性引用的对象、方法区常量引用的对象。
在主流的商用程序语言（如我们的Java）的主流实现中，都是通过可达性分析算法来判定对象是否存活的。
7. JVM垃圾回收
GC (Garbage Collection)的基本原理：将内存中不再被使用的对象进行回收，GC中用于回收的方法称为收集器，由于GC需要消耗一些资源和时间，Java在对对象的生命周期特征进行分析后，按照新生代、旧生代的方式来对对象进行收集，以尽可能的缩短GC对应用造成的暂停
（1）对新生代的对象的收集称为minor GC；
（2）对旧生代的对象的收集称为Full GC；
（3）程序中主动调用System.gc()强制执行的GC为Full GC。
不同的对象引用类型， GC会采用不同的方法进行回收，JVM对象的引用分为了四种类型：
（1）强引用：默认情况下，对象采用的均为强引用（这个对象的实例没有其他对象引用，GC时才会被回收）
（2）软引用：软引用是Java中提供的一种比较适合于缓存场景的应用（只有在内存不够用的情况下才会被GC）
（3）弱引用：在GC时一定会被GC回收
（4）虚引用：由于虚引用只是用来得知对象是否被GC
8. 垃圾收集算法
1、标记-清除算法
最基础的算法，分标记和清除两个阶段：首先标记处所需要回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象。它有两点不足：一个效率问题，标记和清除过程都效率不高；一个是空间问题，标记清除之后会产生大量不连续的内存碎片（类似于我们电脑的磁盘碎片），空间碎片太多导致需要分配大对象时无法找到足够的连续内存而不得不提前触发另一次垃圾回收动作。

2、复制算法
为了解决效率问题，出现了“复制”算法，他将可用内存按容量划分为大小相等的两块，每次只需要使用其中一块。当一块内存用完了，将还存活的对象复制到另一块上面，然后再把刚刚用完的内存空间一次清理掉。这样就解决了内存碎片问题，但是代价就是可以用内容就缩小为原来的一半。

3、标记-整理算法
复制算法在对象存活率较高时就会进行频繁的复制操作，效率将降低。因此又有了标记-整理算法，标记过程同标记-清除算法，但是在后续步骤不是直接对对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一侧移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。

4、分代收集算法
当前商业虚拟机的GC都是采用分代收集算法，这种算法并没有什么新的思想，而是根据对象存活周期的不同将堆分为：新生代和老年代，方法区称为永久代（在新的版本中已经将永久代废弃，引入了元空间的概念，永久代使用的是JVM内存而元空间直接使用物理内存）。这样就可以根据各个年代的特点采用不同的收集算法。
新生代中的对象“朝生夕死”，每次GC时都会有大量对象死去，少量存活，使用复制算法。新生代又分为Eden区和Survivor区（Survivor from、Survivor to），大小比例默认为8:1:1。
老年代中的对象因为对象存活率高、没有额外空间进行分配担保，就使用标记-清除或标记-整理算法。
新产生的对象优先进去Eden区，当Eden区满了之后再使用Survivor from，当Survivor from 也满了之后就进行Minor GC（新生代GC），将Eden和Survivor from中存活的对象copy进入Survivor to，然后清空Eden和Survivor from，这个时候原来的Survivor from成了新的Survivor to，原来的Survivor to成了新的Survivor from。复制的时候，如果Survivor to 无法容纳全部存活的对象，则根据老年代的分配担保（类似于银行的贷款担保）将对象copy进去老年代，如果老年代也无法容纳，则进行Full GC（老年代GC）。
大对象直接进入老年代：JVM中有个参数配置-XX:PretenureSizeThreshold，令大于这个设置值的对象直接进入老年代，目的是为了避免在Eden和Survivor区之间发生大量的内存复制。
长期存活的对象进入老年代：JVM给每个对象定义一个对象年龄计数器，如果对象在Eden出生并经过第一次Minor GC后仍然存活，并且能被Survivor容纳，将被移入Survivor并且年龄设定为1。没熬过一次Minor GC，年龄就加1，当他的年龄到一定程度（默认为15岁，可以通过XX:MaxTenuringThreshold来设定），就会移入老年代。但是JVM并不是永远要求年龄必须达到最大年龄才会晋升老年代，如果Survivor 空间中相同年龄（如年龄为x）所有对象大小的总和大于Survivor的一半，年龄大于等于x的所有对象直接进入老年代，无需等到最大年龄要求。
9. 垃圾收集器
垃圾收集算法是方法论，垃圾收集器是具体实现。JVM规范对于垃圾收集器的应该如何实现没有任何规定，因此不同的厂商、不同版本的虚拟机所提供的垃圾收集器差别较大，这里只看HotSpot虚拟机。
JDK7/8后，HotSpot虚拟机所有收集器及组合（连线）如下：

1.Serial收集器
Serial收集器是最基本、历史最久的收集器，曾是新生代手机的唯一选择。他是单线程的，只会使用一个CPU或一条收集线程去完成垃圾收集工作，并且它在收集的时候，必须暂停其他所有的工作线程，直到它结束，即“Stop the World”。停掉所有的用户线程，对很多应用来说难以接受。比如你在做一件事情，被别人强制停掉，你心里奔腾而过的“羊驼”还数的过来吗？
尽管如此，它仍然是虚拟机运行在client模式下的默认新生代收集器：简单而高效（与其他收集器的单个线程相比，因为没有线程切换的开销等）。

2.ParNew收集器
ParNew收集器是Serial收集器的多线程版本，除了使用了多线程之外，其他的行为（收集算法、stop the world、对象分配规则、回收策略等）同Serial收集器一样。
是许多运行在Server模式下的JVM中首选的新生代收集器，其中一个很重还要的原因就是除了Serial之外，只有他能和老年代的CMS收集器配合工作。

3.Parallel Scavenge收集器
新生代收集器，并行的多线程收集器。它的目标是达到一个可控的吞吐量（就是CPU运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值，即吞吐量=行用户代码的时间/[行用户代码的时间+垃圾收集时间]），这样可以高效率的利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，适合在后台运算而不需要太多交互的任务。
4.Serial Old收集器
Serial 收集器的老年代版本，单线程，“标记整理”算法，主要是给Client模式下的虚拟机使用。
另外还可以在Server模式下：
JDK 1.5之前的版本中雨Parallel Scavenge 收集器搭配使用
可以作为CMS的后背方案，在CMS发生Concurrent Mode Failure是使用

5.Parallel Old收集器
Parallel Scavenge的老年代版本，多线程，“标记整理”算法，JDK 1.6才出现。在此之前Parallel Scavenge只能同Serial Old搭配使用，由于Serial Old的性能较差导致Parallel Scavenge的优势发挥不出来，尴了个尬~~
Parallel Old收集器的出现，使“吞吐量优先”收集器终于有了名副其实的组合。在吞吐量和CPU敏感的场合，都可以使用Parallel Scavenge/Parallel Old组合。组合的工作

6.CMS收集器
CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，停顿时间短，用户体验就好。
基于“标记清除”算法，并发收集、低停顿，运作过程复杂，分4步：
1)初始标记：仅仅标记GC Roots能直接关联到的对象，速度快，但是需要“Stop The World”
2)并发标记：就是进行追踪引用链的过程，可以和用户线程并发执行。
3)重新标记：修正并发标记阶段因用户线程继续运行而导致标记发生变化的那部分对象的标记记录，比初始标记时间长但远比并发标记时间短，需要“Stop The World”
4)并发清除：清除标记为可以回收对象，可以和用户线程并发执行
由于整个过程耗时最长的并发标记和并发清除都可以和用户线程一起工作，所以总体上来看，CMS收集器的内存回收过程和用户线程是并发执行的。

CSM收集器有3个缺点：
1)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。
2)无法处理浮动垃圾（在并发清除时，用户线程新产生的垃圾叫浮动垃圾）,可能出现"Concurrent Mode Failure"失败。
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；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；
3)产生大量内存碎片：CMS基于"标记-清除"算法，清除后不进行压缩操作产生大量不连续的内存碎片，这样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。
7.G1收集器
G1（Garbage-First）是JDK7-u4才正式推出商用的收集器。G1是面向服务端应用的垃圾收集器。它的使命是未来可以替换掉CMS收集器。
G1收集器特性：
并行与并发：能充分利用多CPU、多核环境的硬件优势，缩短停顿时间；能和用户线程并发执行。
分代收集：G1可以不需要其他GC收集器的配合就能独立管理整个堆，采用不同的方式处理新生对象和已经存活一段时间的对象。
空间整合：整体上看采用标记整理算法，局部看采用复制算法（两个Region之间），不会有内存碎片，不会因为大对象找不到足够的连续空间而提前触发GC，这点优于CMS收集器。
可预测的停顿：除了追求低停顿还能建立可以预测的停顿时间模型，能让使用者明确指定在一个长度为M毫秒的时间片段内，消耗在垃圾收集上的时间不超N毫秒，这点优于CMS收集器。
为什么能做到可预测的停顿？
是因为可以有计划的避免在整个Java堆中进行全区域的垃圾收集。
G1收集器将内存分大小相等的独立区域（Region），新生代和老年代概念保留，但是已经不再物理隔离。
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。
对象被其他Region的对象引用了怎么办？
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）：新生代回收的时候不得不扫描老年代？
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；
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。
不计算维护Remembered Set的操作，回收过程可以分为4个步骤（与CMS较为相似）：
1)初始标记：仅仅标记GC Roots能直接关联到的对象，并修改TAMS(Next Top at Mark Start)的值，让下一阶段用户程序并发运行时能在正确可用的Region中创建新对象，需要“Stop The World”
2)并发标记：从GC Roots开始进行可达性分析，找出存活对象，耗时长，可与用户线程并发执行
3)最终标记：修正并发标记阶段因用户线程继续运行而导致标记发生变化的那部分对象的标记记录。并发标记时虚拟机将对象变化记录在线程Remember Set Logs里面，最终标记阶段将Remember Set Logs整合到Remember Set中，比初始标记时间长但远比并发标记时间短，需要“Stop The World”
4)筛选回收：首先对各个Region的回收价值和成本进行排序，然后根据用户期望的GC停顿时间来定制回收计划，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。
七、数据结构

基本排序算法
（1）冒泡排序
原理：依次比较两个相邻的数，将小数放在前面，大数放在后面
具体操作：第一趟：首先比较第一个和第二个数，将小数放前面，大数放后面，然后比较第二个和第三个，如此继续，直到比较最后两个数
//冒泡排序
public void bubblesort() {
long temp = 0L;
for(int i=0;i<elems-1;i++) {
for(int j=0;j<elems-i-1;j++) {
if(arr[j] > arr[j+1]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
}
时间复杂度：最好：正序O(n)、最坏：逆序O(n^{2)、平均：O(n}2)
空间复杂度：O(1)
稳定性：因为相同的元素不会交换，所以是最稳定的
（2）选择排序
核心思想：扫描所有的元素，得到最小的元素，并将最小的元素与最左边第一个元素进行交换。再次扫描除第一位置的所有元素，得到最小的元素，与左边第二个元素进行交换。以此类推。时间复杂度O(n2)。
//选择排序
public void selectSort() {
int min=0;
long temp=0L;
for(int i=0;i<elems-1;i++) {
min=i;
for(int j=i+1;j<elems;j++) {
if(arr[min]>arr[j]) {
min=j;
}
}
temp=arr[i];
arr[i]=arr[min];
arr[min]=temp;
}
}
时间复杂度：都是O(n^2)
空间复杂度：O(1)
稳定性：不稳定，举个例子，排序5 8 5 2 9,第一次遍历5和2交换，那么原序列中两个5的相对前后顺序就破坏了
（3）插入排序
核心思想：抽出一个元素，在其前面的元素中找到适当的位置进行插入。时间复杂度O(n2)。
//插入排序
public void insertSort() {
for (int i=1;i<elems;i++) {
long select = arr[i];
int j = 0;
for (j = i;j > 0 && arr[j-1] >= select;j–) {
arr[j] = arr[j-1];
}
arr[j] = select;
}
}
时间复杂度：最好：O(n) 最坏：O(n^2) 平均：O(n^2)插入顺序一般来说比选择排序快，因为插入排序每次都是在已排序的数据中找插入点，而选择排序每次都是在未排序的数据中找最小值，所以插入排序很好的利用了已有有序的结果，当然更快
空间复杂度:O(1)
稳定性：稳定，因为待插入元素和有序序列都是从最大值开始比较的，如果小于某个元素才放到该元素前面否则放该元素后面，也就说，相同元素在有序队列中的顺序和其在有序队列中的顺序和其进入有序队列的先后是一致的
（4）希尔排序

（5）归并排序

（6）快速排序

（7）堆排序

（8）计数排序

（9）基数排序

（10）桶排序

八、 SSM框架

九、设计模式

单例模式
抽象工厂模式
迭代器
适配器
观察者
代理模式
策略模式

十、 Spring boot
Spring相关注解
Spring框架相关注解
@Autowired
@Autowired顾名思义，就是自动装配，其作用是为了消除代码Java代码里面的getter/setter与bean属性中的property。当然，getter看个人需求，如果私有属性需要对外提供的话，应当予以保留。
@Autowired默认按类型匹配的方式，在容器查找匹配的Bean，当有且仅有一个匹配的Bean时，Spring将其注入@Autowired标注的变量中。
@Qualifier
如果容器中有一个以上匹配的Bean，则可以通过@Qualifier注解限定Bean的名称
@Resource
@Resource注解与@Autowired注解作用非常相似
这是详细一些的用法，说一下@Resource的装配顺序：
(1)、@Resource后面没有任何内容，默认通过name属性去匹配bean，找不到再按type去匹配
(2)、指定了name或者type则根据指定的类型去匹配bean
(3)、指定了name和type则根据指定的name和type去匹配bean，任何一个不匹配都将报错
然后，区分一下@Autowired和@Resource两个注解的区别：
(1)、@Autowired默认按照byType方式进行bean匹配，@Resource默认按照byName方式进行bean匹配
(2)、@Autowired是Spring的注解，@Resource是J2EE的注解，这个看一下导入注解的时候这两个注解的包名就一清二楚了
Spring属于第三方的，J2EE是Java自己的东西，因此，建议使用@Resource注解，以减少代码和Spring之间的耦合。
@Service
@Service注解，其实做了两件事情：
(1)、声明此类是一个业务层Bean，其他的类可以使用@Autowired自动入。
(2)、bean中的id是类名且首字母小写。
若想改bean的名字可以在@service里加参数@Service(“name”)
@Scope
@Scope（“singleton”）表示bean为单例@Scope（"prototype "）表示bean原型即每次都会new一个新的出来
@Controller
@Controller用于标注控制层组件，也就是Action
@ Repository
@Repository对应数据访问层Bean
@Component
@Component泛指组件，当组件不好归类的时候，我们可以使用这个注解进行标注，此注解不建议使用。
Spring data jpa相关注解
@Entity
@Entity表明该类是一个实体类它默认对应数据库中的user（class字段都转为小写，驼峰命名转换为_连接）
@Table
@Table 当实体类与其数据库不同名时需要使用@Table注解说明，该标注与@Entity 注解并列使用。@Table注解的常用选项是 name，用于指明数据库的表名
@JsonIgnoreProperties
@JsonIgnoreProperties 标记不生成json对象的属性，由于jpa底层是hibernate，hibernate会给被管理的pojo加入一个hibernateLazyInitializer属性,jsonplugin会把hibernateLazyInitializer也拿出来操作,并读取里面一个不能被反射操作的属性会产生异常，所以在生成json对象时要忽略这个属性
@Id
@Id 用于声明一个实体类的属性映射为数据库的主键列
@GeneratedValue
@GeneratedValue用于标注主键的生成策略，通过strategy属性指定。默认情况下，JPA自动选择一个最合适底层数据库的主键生成策略：SqlServer对应identity，MySql对饮auto increment。
在javax.persistence.GenerationType中定义了以下几种可供选择的策略：
　　— IDENTITY：采用数据库ID自增长的方式来自增主键字段，Oracle不支持这种方式（oracle12g后，应该支持了。）；
　　— AUTO：JPA自动选择合适的策略，是默认选项；
　　— SEQUENCE：通过序列产生主键，通过@SequenceGenerator注解指定序列名，MySql不支持这种方式。
　　— TABLE：通过表产生键，框架借助由表模拟序列产生主键，使用该策略可以使应用更易于数据库移植。
　　
@Column
当实体的属性与其映射的数据库表的列不同名时需要使用@Column标注说明，该属性通常置于实体的属性声明语句之前，还可与@Id标注一起使用。
@Column标注的常量属性是name，用于设置映射数据库表的列名。
@Transient
表示该属性并非一个到数据库表的字段的映射，ORM框架将忽略该属性
@Temporal
在核心的JAVA API中并没有定义Date类型的精度（temporal precision）。而在数据库中，表示Date类型的数据类型有DATE，TIME和TEIMSTAMP三种精度（即单纯的日期，时间，或者两者兼备）。在运行属性映射是可使用@Temporal注解来调整Date精度。
@RestController的产生，从Spring 4.0以后产生的，用来将json/xml数据发送到前台页面，而不是返回视图页面。@RestController和@Controller的区别@RestController加在类上面的注解，使得类里面的每个方法都将json/xml返回数据加返回到前台页面中。

十一、 Spring cloud
十二、 Shiro安全框架
十三、 Java基础
1.抽象类和接口之间有什么区别？
（1）.一个类可以实现多个接口，但却只能继承最多一个抽象类。
（2）.抽象类可以包含具体的方法，接口的所有方法都是抽象的。
（3）.抽象类可以声明和使用字段，接口则不能，但接口可以创建静态的final常量。
（4）.接口的方法都是public的，抽象类的方法可以是public，protected，private或者默认的package；
（5）.抽象类可以定义构造函数，接口却不能。