基础知识总结(一)

以下的基础知识题都是最近面试过程中遇到的。

 

一 static关键字对变量和函数的区别

 

1、静态全局变量
   静态全局变量的特点：
   （1）该变量在全局数据区分配内存；
   （2）未经初始化的静态全局变量会被程序自动初始化为0
   （3）静态全局变量在声明它的整个文件都是可见的，而在文件之外是不可见的；
   定义静态全局变量的好处：
   （1）静态全局变量不能被其它文件所用；
   （2）其它文件中可以定义相同名字的变量，不会发生冲突；
2、静态局部变量
   （1）该变量在全局数据区分配内存；
   （2）静态局部变量在程序执行到该对象的声明处时被首次初始化，即以后的函数调用不再进行初始化；
   （3）静态局部变量一般在声明处初始化，如果没有显式初始化，会被程序自动初始化为0；
   （4）它始终驻留在全局数据区，直到程序运行结束。但其作用域为局部作用域，当定义它的函数或语句块结束         时，其作用域随之结束；
3、静态函数

   定义静态函数的好处：
  （1）静态函数不能被其它文件所用；
  （2）其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突；
4、面向对象设计中的static（类中的static关键字）
    (1)可以看出，静态数据成员有以下特点：
对于非静态数据成员，每个类对象都有自己的拷贝。而静态数据成员被当作是类的成员。无论这个类的对象被定义了多少个，静态数据成员在程序中也只有一份拷贝，由该类型的所有对象共享访问。也就是说，静态数据成员是该类的所有对象所共有的。对该类的多个对象来说，静态数据成员只分配一次内存，供所有对象共用。所以，静态数据成员的值对每个对象都是一样的，它的值可以更新；
静态数据成员存储在全局数据区。静态数据成员定义时要分配空间，所以不能在类声明中定义。在Example 5中，语句int Myclass::Sum=0;是定义静态数据成员；
静态数据成员和普通数据成员一样遵从public,protected,private访问规则；
因为静态数据成员在全局数据区分配内存，属于本类的所有对象共享，所以，它不属于特定的类对象，在没有产生类对象时其作用域就可见，即在没有产生类的实例时，我们就可以操作它；
静态数据成员初始化与一般数据成员初始化不同。静态数据成员初始化的格式为：
＜数据类型＞＜类名＞::＜静态数据成员名＞=＜值＞
类的静态数据成员有两种访问形式：
＜类对象名＞.＜静态数据成员名＞ 或 ＜类类型名＞::＜静态数据成员名＞
如果静态数据成员的访问权限允许的话（即public的成员），可在程序中，按上述格式来引用静态数据成员 ；
静态数据成员主要用在各个对象都有相同的某项属性的时候。比如对于一个存款类，每个实例的利息都是相同的。所以，应该把利息设为存款类的静态数据成员。这有两个好处，第一，不管定义多少个存款类对象，利息数据成员都共享分配在全局数据区的内存，所以节省存储空间。第二，一旦利息需要改变时，只要改变一次，则所有存款类对象的利息全改变过来了；
同全局变量相比，使用静态数据成员有两个优势：
静态数据成员没有进入程序的全局名字空间，因此不存在与程序中其它全局名字冲突的可能性；
可以实现信息隐藏。静态数据成员可以是private成员，而全局变量不能；

(2)静态成员函数
关于静态成员函数，可以总结为以下几点：
出现在类体外的函数定义不能指定关键字static；
静态成员之间可以相互访问，包括静态成员函数访问静态数据成员和访问静态成员函数；
非静态成员函数可以任意地访问静态成员函数和静态数据成员；
静态成员函数不能访问非静态成员函数和非静态数据成员；
由于没有this指针的额外开销，因此静态成员函数与类的全局函数相比速度上会有少许的增长；
调用静态成员函数，可以用成员访问操作符(.)和(->)为一个类的对象或指向类对象的指针调用静态成员函数，也可以直接使用如下格式：
＜类名＞::＜静态成员函数名＞（＜参数表＞）
调用类的静态成员函数。

 

 

二 进程，线程和程序间的区别

1、进程与线程的区别和联系：
（1）进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的一个独
     立单位。
     线程是进程的一个实体，是cpu调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己     基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器，一组寄存器和栈），一个线       程可以创建和撤销另一个线程。
（2）划分尺度：线程更小，所以多线程程序并发性更高。
（3）资源分配：进程是资源分配的基本单位，同一进程内多个线程共享其资源。
（4）处理器调度：线程是处理器调度的基本单位。
（5)执行：每个线程都有一个程序运行的入口，顺序执行序列和程序的出口，但线程不能单独执行，必须组成进程    ,一个进程至少有一个主线程。简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.
2、程序和进程的区别和联系

    （1)程序只是一组指令的有序集合，它本身没有任何运行的含义，它只是一个静态的实体。而进程则不同，它是程序在某个数据集上的执行。进程是一个动态的实体，它有自己的生命周期。反映了一个程序在一定的数据集上运行的全部动态过程。

　　（2)进程和程序并不是一一对应的，一个程序执行在不同的数据集上就成为不同的进程，可以用进程控制块来唯一地标识每个进程。而这一点正是程序无法做到的，由于程序没有和数据产生直接的联系，既使是执行不同的数据的程序，他们的指令的集合依然是一样的，所以无法唯一地标识出这些运行于不同数据集上的程序。一般来说，一个进程肯定有一个与之对应的程序，而且只有一个。而一个程序有可能没有与之对应的进程(因为它没有执行),也有可能有多个进程与之对应(运行在几个不同的数据集上)。

　　（3)进程还具有并发性和交往性，这也与程序的封闭性不同。

 

三 线程安全

线程安全：如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。

或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题。

线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。 
若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作，一般都需要考虑线程同步，否则就可能影响线程安全。

线程安全的五种类别：
（1）不可变：
  不可变的对象一定是线程安全的，并且永远也不需要额外的同步[1]。因为一个不可变的对象只要构建正      确，其外部可见状态永远也不会改变，永远也不会看到它处于不一致的状态。Java 类库中大多数基本数值类     如 Integer 、 String 和 BigInteger 都是不可变的。
（2）线程安全：
 线程安全的对象具有在上面“线程安全”一节中描述的属性 -- 由类的规格说明所规定的约束在对象被多      个线程访问时仍然有效，不管运行时环境如何排列，线程都不需要任何额外的同步。这种线程安全性保证是       很严格的 -- 许多类，如 Hashtable 或者 Vector 都不能满足这种严格的定义。
（3）有条件的线程安全：
  有条件的线程安全类对于单独的操作可以是线程安全的，但是某些操作序列可能需要外部同步。条件线程      安全的最常见的例子是遍历由 Hashtable 或者 Vector 或者返回的迭代器 -- 由这些类返回的 fail-fast       迭代器假定在迭代器进行遍历的时候底层集合不会有变化。为了保证其他线程不会在遍历的时候改变集合，      进行迭代的线程应该确保它是独占性地访问集合以实现遍历的完整性。通常，独占性的访问是由对锁的同步      保证的 -- 并且类的文档应该说明是哪个锁(通常是对象的内部监视器(intrinsic monitor))。
（4）线程兼容 ：
     线程兼容类不是线程安全的，但是可以通过正确使用同步而在并发环境中安全地使用。
（5）线程对立类是那些不管是否调用了外部同步都不能在并发使用时安全地呈现的类。

 

 

待续.......