java深入源码级的面试题

1.哪些情况下的对象会被垃圾回收机制处理掉?

1.采用标记计数的方法: 给内存中的对象给打上标记,对象被引用一次,计数就加1,引用被释放了,计数就减一,当这个计数为0的时候,这个对象就可以被回收了。当然,这也就引发了一个问题:循环引用的对象是无法被识别出来并且被回收的。所以就有了第二种方法:
2.采用根搜索算法:从一个根出发,搜索所有的可达对象,这样剩下的那些对象就是需要被回收的

2.讲一下常见编码方式?

ASCII编码:用来表示英文,它使用1个字节表示,其中第一位规定为0,其他7位存储数据,一共可以表示128个字符。
拓展ASCII编码:用于表示更多的欧洲文字,用8个位存储数据,一共可以表示256个字符
GBK/GB2312/GB18030:表示汉字。GBK/GB2312表示简体中文,GB18030表示繁体中文。
Unicode编码:包含世界上所有的字符,是一个字符集。
UTF-8:是Unicode字符的实现方式之一,它使用1-4个字符表示一个符号,根据不同的符号而变化字节长度。

3.utf-8编码中的中文占几个字节;int型几个字节?

utf-8的编码规则:
如果一个字节,最高位为0,表示这是一个ASCII字符(00~7F)
如果一个字节,以11开头,连续的1的个数暗示这个字符的字节数
一个utf8数字占1个字节
一个utf8英文字母占1个字节
少数是汉字每个占用3个字节,多数占用4个字节。
int占4个字节

4.静态代理和动态代理,什么场景使用?

静态代理类:
由程序员创建或由特定工具自动生成源代码,再对其编译。在程序运行前,代理类的.class文件就已经存在了。
动态代理类:
在程序运行时,运用反射机制动态创建而成。

5.深入理解Java中异常体系

Throwable:有两个重要的子类:Exception(异常)和Error(错误),两者都包含了大量的异常处理类。
1、Error(错误):是程序中无法处理的错误,表示运行应用程序中出现了严重的错误。此类错误一般表示代码运行时JVM出现问题。通常有Virtual MachineError(虚拟机运行错误)、NoClassDefFoundError(类定义错误)等。比如说当jvm耗完可用内存时,将出现OutOfMemoryError。此类错误发生时,JVM将终止线程。
这些错误是不可查的,非代码性错误。因此,当此类错误发生时,应用不应该去处理此类错误。
2、Exception(异常):程序本身可以捕获并且可以处理的异常。
Exception这种异常又分为两类:运行时异常和编译异常。
1、运行时异常(不受检异常):RuntimeException类极其子类表示JVM在运行期间可能出现的错误。比如说试图使用空值对象的引用(NullPointerException)、数组下标越界(ArrayIndexOutBoundException)。此类异常属于不可查异常,一般是由程序逻辑错误引起的,在程序中可以选择捕获处理,也可以不处理。
2、编译异常(受检异常):Exception中除RuntimeException极其子类之外的异常。如果程序中出现此类异常,比如说IOException,必须对该异常进行处理,否则编译不通过。在程序中,通常不会自定义该类异常,而是直接使用系统提供的异常类。

6. 解析与分派

1)解析
Java中方法调用的目标方法在Class文件里面都是常量池中的符号引用,在类加载的解析阶段,会将其中的一部分符号引用转化为直接引用。这种解析的前提是:方法在程序真正运行之前就有一个可以确定的调用版本,并且这个方法的调用版本在运行期是不可改变的,即“编译期可知,运行期不可变”,这类目标的方法的调用称为解析(Resolve)。
只要能被invokestatic和invokespecial指令调用的方法,都可以在解析阶段中确定唯一的调用版本,符合条件的有静态方法(invokestatic指令)、私有方法、实例构造方法、父类方法(这3个是invokespecial指令),它们在类加载的的解析阶段就会将符号引用解析为该方法的直接引用。
2)分派
分派是多态性的体现,Java虚拟机底层提供了我们开发中“重载”(Overload)“和重写”(Override)的底层实现。其中重载属于静态分派,而重写则是动态分派的过程。
解析调用一定是个静态的过程,在编译期就完全确定,在类加载的解析阶段就将涉及的符号引用全部转变为可以确定的直接引用,不会延迟到运行期再去完成。

7.修改对象A的equals方法的签名,那么使用HashMap存放这个对象实例的时候,会调用哪个equals方法?

会调用对象对象的equals方法。
“==”如果是基本类型的话就是看他们的数据值是否相等就可以。
如果是引用类型的话,比较的是栈内存局部变量表中指向堆内存中的指针的值是否相等
“equals”如果对象的equals方法没有重写的话,equals方法和“==”是同一种。
hashcod是返回对象实例内存地址的hash映射。
理论上所有对象的hash映射都是不相同的。
问题:
1.你用过hashmap么?
答:是的,然后回答HashMap的一些特性,譬如HashMap可以接受null键值和值,而Hashtable则不能;HashMap是非synchronized;HashMap很快;以及HashMap储存的是键值对等等。
2.你知道hashmap的工作原理么?
答:HashMap是基于hashing的原理,我们使用put(key, value)存储对象到HashMap中,使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时,我们先对键调用hashCode()方法,返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象。”这里关键点在于指出,HashMap是在bucket中储存键对象和值对象,作为Map.Entry。这一点有助于理解获取对象的逻辑。如果你没有意识到这一点,或者错误的认为仅仅只在bucket中存储值的话,你将不会回答如何从HashMap中获取对象的逻辑。这个答案相当的正确,也显示出面试者确实知道hashing以及HashMap的工作原理。但是这仅仅是故事的开始,当面试官加入一些Java程序员每天要碰到的实际场景的时候,错误的答案频现。
for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
}
3.当两个对象的hashcode相同会发生什么?
因为即使hashcode相同,但是equals不同。
因为hashcode相同,所以它们的bucket位置相同,‘碰撞’会发生。因为HashMap使用链表存储对象,这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在链表中。
4.如果两个键的hashcode相同,你如何获取值对象?
当我们调用get()方法,HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置,然后获取值对象。
5.面试官提醒他如果有两个值对象储存在同一个bucket?
将会遍历链表直到找到值对象
6.因为你并没有值对象去比较,你是如何确定确定找到值对象的?
找到bucket位置之后,会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点,最终找到要找的值对象。

一些优秀的开发者会指出使用不可变的、声明作final的对象,并且采用合适的equals()和hashCode()方法的话,将会减少碰撞的发生,提高效率。不可变性使得能够缓存不同键的hashcode,这将提高整个获取对象的速度,使用String,Interger这样的wrapper类作为键是非常好的选择。

7.如果HashMap的大小超过了负载因子(load factor)定义的容量,怎么办?

默认的负载因子大小为0.75,也就是说,当一个map填满了75%的bucket时候,和其它集合类(如ArrayList等)一样,将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组,来重新调整map的大小,并将原来的对象放入新的bucket数组中。这个过程叫作rehashing,因为它调用hash方法找到新的bucket位置。

8.使用concurrentHashMap在多线程下的操作

一个ConcurrentHashMap由多个segment组成,每一个segment都包含了一个HashEntry数组的hashtable, 每一个segment包含了对自己的HashEntry的操作,比如get,put,replace等操作,这些操作发生的时候,对自己的HashEntry进行锁定。由于每一个segment写操作只锁定自己的HashEntry,所以可能存在多个线程同时写的情况,性能无疑好于只有一个HashEntry锁定的情况。
2.Segment继承了ReentrantLock,所以它就是一种可重入锁(ReentrantLock)。在ConcurrentHashMap,一个Segment就是一个子哈希表,Segment里维护了一个HashEntry数组,并发环境下,对于不同Segment的数据进行操作是不用考虑锁竞争的。

3.在ConcurrentHashMap的remove,put操作还是比较简单的,都是将remove或者put操作交给key所对应的segment去做的,所以当几个操作不在同一个segment的时候就可以并发的进行。在这里面定义了一个
volatile count,count = c的操作必须在modCount,table等操作的后面,这样才能保证这些变量操作的可见性。
4.在锁定了这个segement后,get操作并没有使用lock,因为他得到了上面的count,所以count != 0之后,我们可以认为对应的hashtable是最新的,当然由于读取的时候没有加锁,在get的过程中,可能会有更新。当发现根据key去找元素的时候,但发现找得的key对应的value为null,这个时候可能会有其他线程正在对这个元素进行写操作,所以需要在使用锁的情况下在读取一下value,以确保最终的值。

8.说说你对Java注解的理解

java注解:
注解,也叫元数据。一种代码级别的说明,在JDK1.5之后引入的特性,与类、接口、枚举同一层次。可以声明在包、类、字段、方法、局部变量、方法参数等前面,来对这些元素进行说明,注释等。

作用分类:
1)编写文档:通过代码里的标识的元数据生成文档【生成文档doc文档】
2)代码分析:通过代码里的标识的元数据对代码进行分析【使用反射】
3)编译检查:通过代码里的标识的元数据让编译器能过实现基本的编译检查【Override】
元注解:
java提供了四个元注解,所谓元注解就是负责注解其他注解。

1.@Target :规定注解所修饰的对象范围。
1)ElementType.CONSTRUCTIR; 构造器声明
2)ElementType.FIELD; 成员变量,对象,属性(包括enum实例)
3)ElementType.LOCAL_VARIABLE; 局部变量声明
4)ElementType.METHOD ; 方法声明
5)ElementType.PACKAGE; 包声明
6)ElementType.PARAMETER;参数声明
7)ElementType.TYPE; 类、接口(包括注解类型)或enum声明
2.@Retention : 表示注解的生命周期
1)RetentionPolicy.SOUREC: 在源文件中有效
2)RetentionPolicy.CLASS; 在class文件中有效
3)RetentionPolicy.RUNTIME;在运行时有效
3.@Inherited : 标记注解,主要说明了一种继承性,意思是子类可以继承父类中的该注解(注意:只有当被贴上@Inherited标签的注解被用在类上的时候子类才能获得这个注解)。
3.@Documented : 用于描述其它类型的annotation应该被作为被标注的程序成员的公共API,因此可以被例如javadoc此类的工具文档化。

9.JAVA语言为什么把String类型设计成不可变

这里有几个特点。
第一:在Java程序中String类型是使用最多的,这就牵扯到大量的增删改查,每次增删改差之前其实jvm需要检查一下这个String对象的安全性,就是通过hashcode,当设计成不可变对象时候,就保证了每次增删改查的hashcode的唯一性,也就可以放心的操作。
第二:网络连接地址URL,文件路径path通常情况下都是以String类型保存, 假若String不是固定不变的,将会引起各种安全隐患。就好比我们的密码不能以String的类型保存,,如果你将密码以明文的形式保存成字符串,那么它将一直留在内存中,直到垃圾收集器把它清除。而由于字符串被放在字符串缓冲池中以方便重复使用,所以它就可能在内存中被保留很长时间,而这将导致安全隐患
第三:字符串值是被保留在常量池中的,也就是说假若字符串对象允许改变,那么将会导致各种逻辑错误

10. 什么是不可变对象

从字面意思也能够理解,也就是我们的创建的对象不可改变。那什么是不可变呢?为了实现创建的对象不可变,java语言要求我们需要遵守以下5条规则:
(1)类内部所有的字段都是final修饰的。
(2)类内部所有的字段都是私有的,也就是被private修饰。
(3)类不能够被集成和拓展。
(4)类不能够对外提供哪些能够修改内部状态的方法,setter方法也不行。
(5)类内部的字段如果是引用,也就是说可以指向可变对象,那我们程序员不能获取这个应用。
正是由于我们的String类型遵循了上面5条规则,所以才说String对象是不可变的。想要去了解他还是看看String类型内部长什么样子再来看上面5条规则吧。

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