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集合

• 集合：提供一种存储空间可变的存储模式，存储的数据容量可以随时发生改变
• 数组：存储的是同种数据类型，长度在定义之后不能改变
• Collection是单列集合的顶层接口，Map是双列集合的顶级接口
• 迭代器是集合专用的遍历方式，通过Iterator iterator() 方法，hasNext()判断是否有下一个元素，如果有，则用next返回下一个元素
• 迭代器并发修改异常：迭代遍历过程中，通过集合对象修改集合中元素，比如增删改查等操作，造成了迭代器获取元素中判断预期修改值和实际值不一致
• 解决方案：用for循环替代迭代器进行遍历，可以见简单理解为，迭代器在执行循环之前获得一个数据值，在执行到此

Collection

• List和Set的区别

  • list集合元素有序，并且允许重复
  • set集合无序，并且不允许重复

• ArrayList和LinkedList的区别

  • ArrayList底层数据结构为数组，所以有索引，查询速递比较快，增删比较慢
  • LinkedList底层数据结构是双向链表，所以查询比较慢，但是增删比较快

ArrayList和LinkedList

1. 介绍ArrayList底层实现
2. 介绍LinkedList底层实现
3. 两者各适用于那些场合

• ArrayList：底层是Object数组实现的，由于数组的地址是连续的，数组支持随机访问，数组在初始化的时候，需要指定容量，数组不支持动态扩容。像ArrayList，Vector和Stack使用的时候，看似不用考虑容量的问题，，但是他们的底层实际都做了扩容，数组的扩容代价比较大，需要重新开辟一个新数组，将数据拷贝进去，数组扩容效率低。

  ArrayList：适合读数据较多的场合

• LinkedList：底层使用一个Node数据结构，有前后两个指针，双向链表实现的，相对数组，链表插入效率较高，只需要更改前后两个指针即可。另外，链表不存在扩容问题，因为链表不要求存储空间连续，每次插入数据都只是改变last指针，另外，链表所需要的内存比数组要多，因为他要维护前后两个指针。

  LinkedList：适合删除，插入较多的场景，另外LinkedList还实现了Deque接口

• 数组和链表的特性差异：本质是，连续空间存储和非连续空间存储的差异。

Set集合

Set集合父接口是Collection，Set集合底层实现的是Map集合，其中Set实现的是Map中的Key值，所以Set集合中的元素是不允许重复的，同时也是只能有一个null值，Set集合常用到的集合有HashSet、TreeSet

• HashSet

  • 底层实现的就是HashMap，所以是根据HashCode来判断是否是重复元素
  • 因为TreeSet是额外使用红黑树来保证元素的有序性，所以相对来说是HashSet的性能是要比TreeSet要好
  • 初始化容量是16，这是因为底层实现的是HashMap，加载因子是0.75
  • HashSet是无序的，也就是说插入的顺序和取出的顺序是不一样的
  • 因为HashSet不能根据索引去取数据，所以不能用普通的for循环来取数据，应该用增强for循环，这也进一步说明了HashSet的查询性能没有ArrayList高。

• TreeSet

  • 底层实现的是TreeMap
  • 元素不能重复，可以有一个是null值，并且这个null值一直在第一个位置上
  • 默认容量是：16，加载因子是0.75
  • TreeMap是有序的，这个有序不是存入和取出的顺序是一样的，而是根据自然规律排序( 这个有序是通过Comparator的compare方法排序 )

• Set集合如何去重的：

  这是因为用到了HashCode()和equals()，这两个方法去决定的

  步骤：

  • 首席按获取该元素的Hash值，然后子啊Hash表中找到辞职下面有没有元素，如果没有则表示不是重复元素，可以添加。反之不可以添加
  • 如果重复则还要用equals()比下是否一样，如果在和Hash值下面的所有元素都比较后，发现没有一样的，则可以添加，反之不可以添加
  • 也就是说Hash值一样的元素，不一定相等，但是equals相同的元素Hash值一定相等

Map

• AbstractMap ( 抽象父类 )
• SortedMap ( 有序

Map常见实现类有哪些

• HashTable：java早期提供的一个哈希表实现，他是线程安全的，不支持null键和值，性能不如ConCurrentHashMap
• HashMap：最常见的哈希表实现，如果程序中没有多线程的需求，HashMap是一个很好的选择，支持null值和键
• TreeMap：基于红黑树的一种提供顺序访问的Map，自身实现了Key的自然排序，也可以指定Comparator来自定义排序
• LinkedHashMap：HashMap的一个子类。保存了记录插入顺序，可在遍历时保持与插入一样的顺序

HashMap

HashMap–继承了AbstractMap接口

• 数据结构

  • HashMap底层的数组，被称为哈希桶，每个桶中存放的是链表。链表中的每个节点就是HashMap中的每个元素。
  • JDK1.7之前：数组+链表（链表前插）
  • JDK1.8之后：数组+链表+红黑树（链表尾插）红黑树用以提升查询和插入的效率
  • HashMap数据结构，是由数组(table) + 链表(entry)组成，每个entry对应一个数组的索引，也对应着一个唯一的hash地址值
  • HashMap默认初始容量为16，默认加载因子为0.75

• HashMap在put数据的时候，在底层代码会先判断put的值是否为null。如果为null，会固定存放在table[0]下面。如果不为null，会通过hash()方法计算对应的index地址，通过hash地址去寻找数据对应存放的table指定索引下。找到之后，会判断put的key在链表中是否存在，如果存在则为替换，如果不存在，则为新增

• 执行流程：

  • 对key进行hash操作，计算储存的index
  • 判断是否有hash碰撞，如果没有碰撞，直接放入哈希桶中，如果有碰撞，则以链表的形式存储，
  • 判断已有的元素类型，决定是追加树还是追加链表，当链表大于等于8时，把链表转换成红黑树
  • 如果节点已经存在，就替换旧值
  • 判断是否超过阀值，如果超过，就要扩容

• 使用HashMap可能会遇到什么问题，如何避免

  • JDK1.7中，HashMap在并发场景中，可能出现死循环的问题，这是因为HashMap在扩容的时候，会对链表进行一次倒叙处理，假设两个线程同时执行扩容操作，第一个线程执行B->A，第二个线程又执行了A->B，这个时候就会出现B->A->B的问题，造成死循环

  • 升级JDK版本。JDK8之后扩容不会进行倒序，因此死循环问题得到了极大的改善，但是如果是多线程，高并发的环境下，可以使用ConCurrentHashMap替代HashMap

TreeMap

TreeMap–继承了AbstractMap，实现了SortedMap

有那些方法可以解决hash冲突

• 开放定址法
• 在哈希法
• 链地址法
• 建立公共溢出区

线程

线程的状态

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• new：初始状态
• runnable( running / ready )：运行状态(就绪状态)
• blocked：阻塞状态
• waiting：等待状态
• timed_waiting
• terminated：终止状态

JAVA线程调度策略

线程调度优先选择优先级最高的运行，但是如果出现以下情况，就会终止运行

• 线程调用了yield方法，让出了CPU的使用权，进入线程就绪状态

• 线程调用了sleep()方法，使其进入计时状态

• 线程由于IO受阻

• 另一个更高优先级线程出现

• 在支持的时间片系统中，该线程的时间片用完

什么是线程调度和时间分片

• 线程调度：是一个操作系统服务，它负责为存储在Runnable状态的线程分配时间片，一旦我们创建一个线程，并启动它，他的执行便依赖线程调度器的实现
• 时间分片：是指CPU可用时间分配给Runnable的过程，分配的时间可以根据线程优先级或者线程等待时间

java同步线程和线程调度的相关方法

• wait()：进入等待状态，并释放锁
• sleep()：使线程进入休眠状态，带有锁，是一个静态方法，需要处理异常
• notify()：唤醒一个线程处于等待的线程( wait / sleep )，并不能确定会唤醒哪个线程，由JVM以及优先级有关
• notifyAll()：唤醒所有处于等待状态的所有线程，但是不是把锁给所有线程。

sleep和wait有什么区别

两个方法都可以使线程进入等待状态

• 类型不同： sleep是静态方法，wait是Object类下的方法
• 是否释放锁： sleep不释放锁，wait释放锁
• 用处不同： wait通常用于线程间的通信，sleep长用户暂停执行
• 用法不同：
  • wait用完之后，线程不会自动执行，只能由notify或者notifyAll 方法才能执行，sleep方法调用后，线程经过一段时间后会自动苏醒。
  • wait(参数)也可以传参使其苏醒，因为wait方法会释放锁，所以在苏醒之后，会进入阻塞状态，和其他线程去竞争锁。而sleep在苏醒之后，进入就绪状态，等待CPU分配时间片，得到时间片之后即可运行。

乐观锁和悲观锁

• 乐观锁：每个去拿数据的时候，都认为别人不会修改，所以都不会上锁，但是在更新的时候，会判断一下在此期间有没有去更新这个数据，所以乐观锁使用了多读的场合，这样可以提高吞吐量，像数据库提供类似的write_condition机制，都是用的乐观锁
• 悲观锁：总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候，都会认为有人修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别的对象像拿到数据，就必须阻塞，直到拿到锁。传统的数据库用到了很多这种锁机制，比如读锁，写锁，在操作之前都会先上锁，synchronized同步代码块，用到的也是悲观锁

线程的优先级

每个线程都具有优先级，一般来说，高优先级的在线程调度的时候，会具有优先被调用权，我们可以自定义线程的优先级，但是这并不能保证高优先级的在低优先级之前被调用，只是概率有点大。

线程优先级是1-10，1代表最低，10代表最高

java的线程优先级调度会委托操作系统去完成，所以具体的操作系统优先级也有关，如非特别需要，一般不去修改优先级

线程池

线程池的好处

• 减低资源消耗，通过重复利用一创建的线程，降低线程创建和销毁造成的消耗
• 提高响应速度，当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行
• 增加线程的可管理性，线程是稀缺资源，使用线程池可以进行统一分配，调优和监控

线程池的核心属性（参数）有哪些

• threadFactory：线程工厂，用于创建线程的工厂
• corePoolSize：核心线程数，当线程池运行的线程少于corePoolSize时，将创建一个新线程来处理请求，即使其他工作线程处于空闲状态、
• workQueue：用于保留任务，并移交给工作线程的阻塞队列
• maximumPoolSize：最大线程数，线程池允许开启的最大线程数
• handler：拒绝策略，往线程池添加任务时，将在下面两种情况触发拒绝策略：
  • 线程池的运行状态不是Running
  • 线程池已经达到最大线程数，并且阻塞队列已满时
• keepAliveTime：保持存活时间，如果线程池当前线程数超过corePoolSize，则多余的线程空闲时间超过keepAliveTime时会被终止
• unit：空闲线程存活时间单位，

线程池的运作流程

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线程池的五个状态

• running：接收新任务并处理排队的任务
• shutdown：不接受新任务，但处理排队的任务
• stop：不接受新任务，不处理排队的任务，并终端正在进行的任务
• tidying：所有的任务都已终止，workerCount为零，线程转换到tidying状态将运行terminated钩子方法
• terminated：terminated已完成

线程状态之间的流转

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常见的阻塞队列4种

• ArrayBlockingQueue：基于数组结构的有界阻塞队列，按先进先出，对元素进行排序
• LinkedBlockingQueue：基于链表结构的有界/无界阻塞队列，按先进先出对元素进行排序，吞吐量通常高于ArrayBlockingQueue
• SynchronousQueue：不是一个真正的队列，而是一种在线程之间移交的机制，要将一个元素放入SynchronousQueue中，必须有另一个线程正在等待接受这个元素如果没有线程等待，并且线程池的当前大小小于最大值，那么线程池将创建一个线程，否则根据拒绝策略，这个任务将被拒绝，使用直接移交将更高效，因为任务会直接移交给执行它的线程，而不是被放在队列中，然后由工作线程从队列中提取任务，只有当线程池时无界的或者可以拒绝任务时，该队列才有实际价值
• PriorityBlockingQueue：具有优先级的无界队列，先优先级对元素进行排序，元素的优先级是通过自然顺序或者Comparator来定义的

使用后队列有什么需要注意的

• 使用有界队列时，需要注意线程池满了以后，被拒绝的任务如何处理
• 使用无界队列时，需要注意，如果任务的提交速度大于线程池的处理速度，可能会导致内存溢出。

线程池有哪些拒绝策略

• AbortPolicy：终止策略，默认的拒绝策略，直接抛出RejectedExecutionException异常，调用者可以捕获这个异常，然后根据自己的需要求，编写处理代码
• DiscardPolicy：抛弃策略。什么都不做，直接抛弃被拒绝的任务
• DiscardOldestPolicy：抛弃最老策略，抛弃阻塞队列中最老的任务，相当于就是队列中下一个将要被执行的任务，然后重新提交被拒绝的任务，如果阻塞队列是一个优先队列，那么抛弃最老策略将导致抛弃优先级最高的任务，因此最好不要将该策略和优先级队列放在一起使用
• CallerRunsPolicy：调用者运行策略。在调用者线程中执行该任务，该策略实现了一种调节机制。该策略不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将任务回退到调用者(调用线程池执行任务的主线程)，由于执行任务需要一定的时间，因此主线程至少在一段时间内不能提交任务，从而使得线程池有时间来处理完正在执行的任务

线程只能在任务到达的时候才启动吗

默认情况下，即使是核心线程也只能在新任务到达时才创建和启动，但是我们可以使用prestartCoreThread启动一个核心线程，或者prestartAllCoreThreads启动全部核心线程方法来提前启动核心线程

核心线程怎么实现一直存活

阻塞队列方法有四种形式，它们以不同的方式处理操作

	抛出异常	返回特殊值	一直阻塞	超时退出
插入	add(e)	offer(e)	put(e)	offer(e,time,unit)
移除	remove()	poll()	take()	poll(time,unit)
检查	element()	peek()	不可用	不可用

核心线程在获取任务时，通过阻塞队列的take()方法，实现的一直阻塞(存活)

非核心线程如何实现在keepAliveTime后死亡

通过利用阻塞队列的方法，在获取任务时，通过阻塞队列的poll(time,unit)方法实现的延迟死亡

非核心线程能成为核心线程吗

虽然一直讲着核心线程和非核心线程，但是其实线程池内部是不区分核心线程和非核心线程的，只是跟根据当前线程池的工作线程数来进行调整，因此看起来像是有核心线程与非核心线程

如何终止线程池

• shutdown：关闭线程池，不接受新的任务，但是会在关闭之前，将提交的任务处理完毕
• shutdownNow：直接关闭线程池，Thread.interrupt()方法终止所有线程，不会等待之前提交的任务执行完毕，但是会返回队列中未处理的任务

创建线程池的方法

• newFixedThreadPool：固定线程数的线程池，corePoolSize=maximumPoolSize、keepAliveTime为0，工作队列使用无界的
• LinkedBlockingQueue：只有一个线程的线程池，corePoolSize = maximumPoolSize = 1，keepAliveTime为0，工作队列使用无界的LinkedBlockingQueue，适用于需要保证顺序的各个任务场景
• newCachedThreadPool：按需要创建新线程的线程池，核心线程数为0，最大线程数为Integer.MAX_VALUE，keepAliveTime为60秒，工作队列使用同步移交SynchronousQueue，该线程池可以无限扩展，当需求增加时，可以添加新的线程，而当需求降低时，会自动回收空闲线程，适用于执行很多的短期异步任务，或者时负载较轻的服务器
• newScheduledThreadPool：创建一个以延迟或定时的方式来执行任务的线程池，工作队列为DelayedWorkQueue，适用于需要多个后台执行周期任务。
• newWorkStealingPool：JDK1.8新增，用于创建一个可以窃取的线程池。底层使用ForkJoinPool实现

异常

java异常架构

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Throwable

• Throwable是java语言中所有错误与异常的超类
• Throwable包含两个子类：Error和Exception，他们通常用于指示发生了异常情况
• Throwable包含了其线程创建时线程的快照，它提供了printStackTrace()等接口，用户获取对战跟踪数据等信息

Error

Exception

• 运行时异常

  编译器不会检查他，就是说当程序中可能出现这种异常时，即使没有throws，或者try-catch也会编译通过。

• 编译时异常

  java编译器会检查他，如果程序中出现此类异常，要么throws，要么try-catch，否则不能通过编译

CheckedException和UncheckedException

• CheckedException：编译器要求必须被处理的异常

• UncheckedException：编译器不会进行检查，并且不要求必须处理的异常

自定义异常

习惯上，自定义一个异常类应该包含两个构造函数，一个无参构造函数，和一个带有详细描述信息的构造函数（Throwable的toString方法会打印这些详细信息）

MySQL

一般来说，索引本身也很大，不能全部存储到内存中，因此索引网网以索引文件的形式储存在磁盘上

索引的优势

• 查找：类似图书馆建书目索引，提高数据检索的效率。降低IO成本
• 排序：通过索引列对数据进行排序，降低数据排序的成本，降低CPU消耗

劣势

• 实际上，索引也是一张表，该表保存了主键与索引字段，并指向实体表的记录。所以索引列也是要占用空间的
• 虽然索引大大提高了查询速度，同时却会降低更新表的速度，如对比表进行增删改，因为更新表的同时，不仅要保存数据，还要保存以下索引文件每次更新添加了索引列的字段，都会调整，因为更新所带来的键值变化后的索引信息
• 索引只是提高效率的一个因素，如果你的mysql中有大数据量的表，就需要花时间研究建立最优秀的索引，或优化查询

MySQL索引分类

• 单值索引：一个索引只包含单个列，一个表可以有多个单列索引
• 唯一索引：索引列的值必须唯一，但允许有空
• 符合索引：一个索引包含多个列
• 主键索引：特殊的唯一索引

MySQL索引结构

• B+树索引
• Hash索引
• Full-text索引
• R-Tree索引

哪些情况需要创建索引

• 主键自动建立唯一索引
• 频繁作为查询条件的字段应创建索引，比如订单号，银行系统的手机号，
• 查询中与其他表关联的字段，外键关系建立索引
• 频繁更新的字段不适合创建索引，因为每次更新不单单只是更新了数据，还会更新索引
• WHERE条件里用不到的字段不创建索引
• 单键/组合索引的选择：在高并发下倾向创建组合索引
• 查询中排序的字段，排序字段如果通过索引去访问将大大提高排序速度
• 查询中，统计或者分组的字段

哪些情况不需要创建索引

• 表记录太少
• 经常增删改的表：提高了查询速度，同时会降低增删改表的速度
• 数据重复，且平均分布的表字段，因此应该只为最经常查询和最经常排序的数据建立索引

什么是SQL

结构化的查询语言，是一种数据库查询语言。

数据库的三大范式是

• 每个列都不可拆分。
• 每个非主键列都与主键列相关
• 每个非主键列都与主键列直接相关，而不能间接相关

MyISAM与InnoDB的区别

• InnoDB：提供了对数据库ACID事务的支持，并且还提供了行级锁和外键约束，他的设计目标就是处理大数据容量的数据库系统
• MyIASM：不支持事务，也不支持行级锁和外键
• MEMORY：所有的数据都存储在内存中，数据的而处理速度快，但是安全性不高
• InnoDB索引是聚簇索引，MyISAM索引是非聚簇索引
• InnoDB的主键索引的叶子节点存储着行数据，因此主键索引非常高效