Java面试题基础知识(收集)

时间:2024-01-04 10:17:56

1.集合类:list和Set比较,各自的子类比较(Arraylist,Vector,inkedLIst,HashSet,TreeSet)

List:存入元素有序,元素可以重复,允许null值得存在,主要有3个实现类

  linkedLIst:底层是双向链表,每一个结点都有指向前一个和后一个结点的指针。由于这种特性,他的特点就是增加和删除快,也因为他存储的元素在内存中不是连续存储,查找效率不及ArrayList

  ArrayList:底层是动态数组,所以他的查找效率更高,但是由于增加的删除会涉及到元素的大规模移动,所以增加和删除效率会比ListedList低。有一个情况就是在数组的尾结点增加和删除,由于不涉及数组元素移动,效率也挺高的,下来就是他是线程不安全的

    在多线程环境下,一个线程读,另一个线程写,会出现concurrentModifitionException,从而引起fail-fast机制。

  Vector:他是线程安全的,在一些方法上面加synchronized,保证线程安全,但是在多线程环境下,由于会出现阻塞,所以效率会特别低下,在多线程环境下,要想保证效率可以使用线程安全的List,比如CopyOnArrayList。

Set:他最大额特点就是:集合元素不可以重复出现,用hashcode和equals方法进行去重判断。由于采用hash散列结构,元素也是无序的。不允许出现null值。他主要有两个实现类。

  Hashset:他是按照散列结构进行存取的。所以存储效率比较高。(个人见解:他其实是对hashmap进行了一次封装。构造器中传入了一个hashmap)

  TreeSet:他内部要么对元素实现一个Comparator接口,对元素进行排序,他的实现也是基于TreeMap实现的。

2.HashMap的底层实现,之后会问ConcurrentHashMap的底层实现

  HashMap的底层实现原理:首先他的底层的数据结构是基于数组+链表实现的。这是hashmap1.7及其之前的在1.8中引入了红黑树。

    重点是他对数组的存取过程:首先他存的是一个键值对。调用get方法时:他首先会计算key的hashcode的值,然后调用hash函数方法进行高位运算,得到他的哈数值,进行indexFor方法的调用,确定他在数组的具体位置,具体实现是hash值与上数组长度-1,。在put时他会首先判断,在计算出来的那个数组下标位置处有没有元素的存在,如果没有就插入,如果有的话,也就是出现hash冲突,那么就以该数组结点作为头结点,遍历后面的元素。如果出现key相同的话,那么进行对应的此key的value的修改,返回旧值。如果遍历结果没有key相同的话,就会进行头插。

  下来就是说在插入的过程中可能会设计扩容的问题,就是hashmap实际存储的元素值大于最大的阈值,最大的阈值 = hashmap的初始容量 * 负载因子。一般情况下初始容量是16,负载因子是0.75,当然这个是可以变得。当出现这种情况,会把原来的数组长度变为员来的2倍。然后重进行key的hash计算,放到正确的位置上。

  1.8在此基础进行了几点优化。1.就是在插入元素>8的时候,后面的链表会转化为红黑树

  下来就是在进行高位运算的时候,处于对时间效率性能的考虑,1.7中计算hash值很复杂,进行三次亦或运算,在1.8中只进行一次 异或运算,异或上hash值 异或hash无符号右移16位。

  就是在扩容的时候,1.7要重新计算元素的hash值,1.8进行优化,优化的结果是比如 原先的很多元素在数组下表为5的位置,那么扩容后,这些元素要么在原位置,要么在原位置上+原先数组长度的位置上,极大提高的扩容效率。下来就是还有几个细节的地方我  记得好像onlyif什么的,我理解的这个就相当于一个标志位,在插入时,如果存在相同的key,如果这个标志位是ture,则可以进行覆盖,如果为false则不能进行覆盖。

再说他的get方法。在他进行get的时候,还是会进行hash运算和indexfor 的高位取模运算,确定他在数组中的下标位置,进行读取。

3.如何实现HashMap顺序存储:可以参考LinkedHashMap的底层实现
他有一个子类,就是LinkedHashMap,他可以保证元素在进行插入时的插入顺序。

4.HashTable和ConcurrentHashMap的区别
首先HashTable和Con都是线程安全的集合。
两者最大的区别就在于在对HashTable进行操作时,会锁住整张表,而Con引入了分段锁的概念,每一个段Segment是可重入锁,引入他的意义就在于 一个线程对这一段进行读操作的时候,其他线程也可以进行读操作但是不能进行写操作,在一个线程进行写操作时其他线程不能读也不能写。
就是说每一个Segment就相当于一个HahTable,线程对其进行操作不会锁住全表,只会锁住对应的Segment,提高了并发度。
这就是他主要的区别。

5.String,StringBuffer和StringBuilder的区别
String是用final修饰的,所以他是线程安全的,但是对字符串进行增删该的时候,他不会在原String的基础上进行修改,而是在新生成一个String,原先的String字符串还存在与jvm内存中,这样会造成很大的空间浪费。
StringBuffer和StringBuilder的出现就是解决这个问题,对字符串的修改是在原先的字符串上进行的, 不会新生成一个String。
SringBuffer和SringBuilder的区别在于:StringBuffer在多线程环境下是安全的,通过给方法加synchronized修饰,而StringBuilfder是线程不安全的,所以他的效率回避StringBUffer高。
我看过一点源码就是说 在实现StirngBuffer安全性的前提下,他的实现还是用的StringBuilder进行操作的。
应用方面的话:就是在单线程环境下,用StringBuilderxiaol会更高。在多线程环境下,用StringBuffer安全性会更高,相应的效率也会底下。