面试题基础篇

自动拆箱和装箱

装箱就是自动将基本数据类型转换为包装器类型（int–>Integer）；调用方法：Integer的valueOf(int) 方法
拆箱就是自动将包装器类型转换为基本数据类型（Integer–>int）。调用方法：Integer的intValue方法
Integer的缓存范围为-128—127，因为反码补码的原因不存在-0所以原本-0的值取为-128

重载和重写的区别

重写：重写是继承的一种表现，发生在父类和子类之间，重写不修改方法名、参数列表、返回类型，专注于方法体的修改和重写，访问修饰符的限制要大于被重写的方法的访问修饰符，重写方法不能抛出新的异常检查或者更加宽泛的检查性异常
重载：重载是多态的一种表现，同名的方法若是有不同的参数列表则可以视为重载，参数列表可以数量不同，类型不同，甚至顺序不同，重载的方法返回类型也可以不同，但是不同返回类型不能作为重载的区分标准

equal和==的区别

== 较的栈内存中对象的堆内存的地址，判断对象的引用地址是否相同，是否指向的是同一个对象
equal 重写过的方法比较的则是对象的内容是否相等，因为equal继承的是Object类（所有类都继承java.lang.Object类），如果没有对方法进行重写，调用的依然是Object的 == 方法
所以比较相等通常都是用equal方法，并且与常量比较时应将常量放于前面，防止对象为null发生空指针异常

String、StringBuilder 和 StringBuffer 的区别

String是只读字符串，它并不是基本数据类型，而是一个对象。从底层源码来看是一个final类型的字符数组，所引用的字符串不能被改变，一经定义，无法再增删改。每次对String的操作都会生成新的String对象。

private final char value[];

StringBuilder和StringBuffer底层都是可变的字符数组,适用于频繁的对字符串进行操作的时候，其中StringBuilder线程不安全但执行速度快，适用于单线程操作，StringBuffer线程安全但执行速度慢，适用于多线程操作。
StringBuffer线程安全是因为加了同步锁，其所有实现方法均加了synchronized 。

ArrayList和linkedList的区别

ArrayList的底层是数组，get和set效率高
LinkedList的底层是双向链表，添加和删除的效率高
但数据量不是很大或者操作不是很频繁的时候差别不大

HashMap和HashTable的区别

HashMap线程不安全，因为方法不是Synchronized（同步的），允许null作为一个entry的key或value，效率较高，相当于轻量级HashTable实现，且两者是不有序的
HashTable线程安全，因为方法是Synchronized的，不允许null的键和值，效率略低

ConcurrentHashMap和HashMap、HashTable的区别

ConcurrentHashMap是线程的HashMap，HashTable虽然线程安全，但是是通过synchronized锁住整张Hash表来实现线程安全，线程独占整张表，效率很低。ConcurrentHashMap做到了读取不加锁，并保证了写操作的细颗粒度，允许多个修改操作并发进行，因为实现了锁分段技术。1.7版本锁的颗粒度是基于segment，包含多个HashEntry；1.8则是基于HashEntry（首节点）

ConcurrentHashMap的实现原理

在JDK7中，ConcurrentHashMap为了提高并发性，维护了一个segment的类hashtable结构，segment内部维护了一个链表数组，通过二次hash来定位，第一次hash定位到segment，第二次hash定位到元素所在的链表的首节点。因为进行二次hash导致hash过程比普通hashmap要长，但是好处是最高可以支持segment数量的写操作。

在这里插入图片描述
在JDK8中，ConcurrentHashMap参考了HashMap的实现，采用数组+链表+红黑树实现，内部采用了大量CAS操作，

static class Node<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
    final int hash;
    final K key;
    //可以看到这些都用了volatile修饰
    volatile V val;
    volatile Node<K,V> next;

get操作全程不需要加锁但不会读取到脏数据是因为 Node的成员val是用volatile修饰的 （和数组用volatile修饰没有关系）

CAS

CAS（compare and swap），是一种基于锁的操作，而且是乐观锁。在java中锁分为乐观锁和悲观锁。悲观锁是将资源锁住，等一个之前获得锁的线程释放锁之后，下一个线程才可以访问。 而乐观锁采取了一种宽泛的态度，通过某种方式不加锁来处理资源，比如通过给记录加version来获取数据，性能较悲观锁有很大的提高。
CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。如果内存地址里面的值和A的值是一样的，那么就将内存里面的值更新成B。CAS是通过无限循环来获取数据的，如果在第一轮循环中，a线程获取地址里面的值被b线程修改了，那么a线程需要自旋，到下次循环才有可能机会执行。

HashMap

hashMap中put实现

1、计算hashcode值
2、散列表为空，调用resize（）函数
3、没有发生碰撞，添加进散列表
4、发生碰撞，若是key值或者equal后相同，覆盖；若是红黑树结构，则进行树的插入；若是链表结构，则进行链表插入，若是超过阈值8，则转化为红黑树
5、如果桶满了大于阈值，则resize进行扩容
链表转换成红黑树前提是数组容量大于64，并且链表长度大于8，元素长度小于6又会变成链表结构
多线程put 容易因为链表形成闭合的链路即回路，导致死循环

HashMap扩容以及实现

场景：初始化或者达到阈值即++size>load factor * capacity
看旧数组容量判断是否被初始化过
否，初始化
········判断是否为无参构造
·············若是则使用默认的大小和阈值
·············否则使用指定的大小和阈值，不过容量是经过计算的2的倍数
是，则进行扩容，扩容成2倍（小于最大值），然后将元素重新运算复制到新的散列表中

为什么长度是16？为什么必须是2的幂？如果输入值不是2的幂比如10会怎么样

因为确定数组位置用的是位运算，因为位运算效率高，但是因为是使用位运算，实现均匀分布则需要数组长度为2的次幂，否则会实现不了均匀分布，增加了hash的碰撞次数且浪费数组空间，当然，若是不考虑效率则可以不用位运算，自然也可以不必是2的次幂

进程和线程的区别

进程：具有一定独立功能的程序，是系统进行资源分配和调度运行的基本单位
线程：进程的一个实体，是CPU 调度的苯单位，也是进程中执行运算的最小单位，即执行处理机调度的基本单位，如果把进程理解为逻辑上操作系统所完成的任务，线程则表示完成该任务的许多可能的子任务之一
关系：一个进程可有多个线程，至少一个；一个线程只能属于一个进程。同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。不同进程的线程间要利用消息通信方式实现同步。
区别：进程有独立的地址空间，而多个线程共享内存；进程具有一个独立功能的程序，线程不能独立运行，必须依存于应用程序中

接口和抽象类有什么区别

接口的设计目的，是 对类的行为进行约束，强制要求不同的类具有相同的行为。它只约束了行为的有无，但不对如何实现行为进行限制。
抽象类的设计目的，是 代码复用。当不同的类具有某些相同的行为(记为行为集合A)，且其中一部分行为的实现方式一致时（A的非真子集，记为B），可以让这些类都派生于一个抽象类。