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经历的某度的一场面试(上)

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Java Android 职场生活

如梦朦胧

九月份的时候有了换工作的躁动,然后投了某度的Android岗位,本以为像我这种非211、985没工作经验的渣渣只能被直接pass,结果却意外的收到了电话,真是受宠若惊.经过电面,技术三面,然后就是等通知到最后拿到了OFFER,如梦一般,真是挺激动的.

面试的准备

当收到HR的面试的通知还是很懵逼的,因为感觉自己突然啥都不会了,迅速镇定下来,去网上找了一下某度的面试题,但是发现都只有提问了什么并没有对所提问题的解答,那只能自力更生,像做试卷一样,一遍总结一遍温顾.其实大多都是平时开发中用到的,只是我们没有总结过,被问起来的时候回答的难免会有点捉襟见肘,不能回答的很全面.下面为我个人总(bai)结(du)的,希望对你能有所帮助,但毕竟能力有限,有写的不对的地方,还望轻喷.虽然喷我我也不会改的.

因为本文篇幅较长建议收藏,在用到时候找出来看一眼.有一些知识点可能没涉及到,以后会加以补足.因为面试无非是考察你对技术的理解和总结,所以本篇的每个点总结的比较精简,只是让你大概的说出来,有的部分是需要能够画出原理图并进行解释说明,这个要在工作中多积累.

JAVA

一. 类的加载过程，Person person = new Person();为例进行说明。

1).因为new用到了Person.class，所以会先找到Person.class文件，并加载到内存中;

2).执行该类中的static代码块，如果有的话，给Person.class类进行初始化;

3).在堆内存中开辟空间分配内存地址;

4).在堆内存中建立对象的特有属性，并进行默认初始化;

5).对属性进行显示初始化;

6).对对象进行构造代码块初始化;

7).对对象进行与之对应的构造函数进行初始化;

8).将内存地址付给栈内存中的p变量

二. JVM相关知识，GC机制。

JVM基本构成

从上图可知，JVM主要包括四个部分：
1.类加载器（ClassLoader）:在JVM启动时或者在类运行时将需要的class加载到JVM中。（下图表示了从java源文件到JVM的整个过程，可配合理解。
2.执行引擎：负责执行class文件中包含的字节码指令；
3.内存区（也叫运行时数据区）：是在JVM运行的时候操作所分配的内存区。运行时内存区主要可以划分为5个区域，如图：

方法区(Method Area)：用于存储类结构信息的地方，包括常量池、静态变量、构造函数等。虽然JVM规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分，但它却有个别名non-heap（非堆），所以大家不要搞混淆了。方法区还包含一个运行时常量池。
java堆(Heap)：存储java实例或者对象的地方。这块是GC的主要区域。从存储的内容我们可以很容易知道，方法区和堆是被所有java线程共享的。
java栈(Stack)：java栈总是和线程关联在一起，每当创建一个线程时，JVM就会为这个线程创建一个对应的java栈。在这个java栈中又会包含多个栈帧，每运行一个方法就创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作栈、方法返回值等。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应一个栈帧在java栈中入栈到出栈的过程。所以java栈是现成私有的。
程序计数器(PC Register)：用于保存当前线程执行的内存地址。由于JVM程序是多线程执行的（线程轮流切换），所以为了保证线程切换回来后，还能恢复到原先状态，就需要一个独立的计数器，记录之前中断的地方，可见程序计数器也是线程私有的。
本地方法栈(Native Method Stack)：和java栈的作用差不多，只不过是为JVM使用到的native方法服务的。
4.本地方法接口：主要是调用C或C++实现的本地方法及返回结果。

GC机制
垃圾收集器一般必须完成两件事：检测出垃圾；回收垃圾。怎么检测出垃圾？一般有以下几种方法：

引用计数法：
给一个对象添加引用计数器，每当有个地方引用它，计数器就加1；引用失效就减1。好了，问题来了，如果我有两个对象A和B，互相引用，除此之外，没有其他任何对象引用它们，实际上这两个对象已经无法访问，即是我们说的垃圾对象。但是互相引用，计数不为0，导致无法回收，所以还有另一种方法：

可达性分析算法：
以根集对象为起始点进行搜索，如果有对象不可达的话，即是垃圾对象。这里的根集一般包括java栈中引用的对象、方法区常良池中引用的对象、本地方法中引用的对象等。
总之，JVM在做垃圾回收的时候，会检查堆中的所有对象是否会被这些根集对象引用，不能够被引用的对象就会被垃圾收集器回收。一般回收算法也有如下几种：
1).标记-清除（Mark-sweep）
2).复制（Copying
3).标记-整理（Mark-Compact）
4).分代收集算法
具体的解释可以参考本篇文章还不点我?

三. 类的加载器，双亲机制，Android的类加载器。

类的加载器
大家都知道，当我们写好一个Java程序之后，不是管是CS还是BS应用，都是由若干个.class文件组织而成的一个完整的Java应用程序，当程序在运行时，即会调用该程序的一个入口函数来调用系统的相关功能，而这些功能都被封装在不同的class文件当中，所以经常要从这个class文件中要调用另外一个class文件中的方法，如果另外一个文件不存在的，则会引发系统异常。而程序在启动的时候，并不会一次性加载程序所要用的所有class文件，而是根据程序的需要，通过Java的类加载机制（ClassLoader）来动态加载某个class文件到内存当中的，从而只有class文件被载入到了内存之后，才能被其它class所引用。所以ClassLoader就是用来动态加载class文件到内存当中用的。

双亲机制

1、原理介绍
ClassLoader使用的是双亲委托模型来搜索类的，每个ClassLoader实例都有一个父类加载器的引用（不是继承的关系，是一个包含的关系），虚拟机内置的类加载器（Bootstrap ClassLoader）本身没有父类加载器，但可以用作其它ClassLoader实例的的父类加载器。当一个ClassLoader实例需要加载某个类时，它会试图亲自搜索某个类之前，先把这个任务委托给它的父类加载器，这个过程是由上至下依次检查的，首先由最顶层的类加载器Bootstrap ClassLoader试图加载，如果没加载到，则把任务转交给Extension ClassLoader试图加载，如果也没加载到，则转交给App ClassLoader 进行加载，如果它也没有加载得到的话，则返回给委托的发起者，由它到指定的文件系统或网络等URL中加载该类。如果它们都没有加载到这个类时，则抛出ClassNotFoundException异常。否则将这个找到的类生成一个类的定义，并将它加载到内存当中，最后返回这个类在内存中的Class实例对象。

2、为什么要使用双亲委托这种模型呢？
因为这样可以避免重复加载，当父亲已经加载了该类的时候，就没有必要子ClassLoader再加载一次。考虑到安全因素，我们试想一下，如果不使用这种委托模式，那我们就可以随时使用自定义的String来动态替代java核心api中定义的类型，这样会存在非常大的安全隐患，而双亲委托的方式，就可以避免这种情况，因为String已经在启动时就被引导类加载器（Bootstrcp ClassLoader）加载，所以用户自定义的ClassLoader永远也无法加载一个自己写的String，除非你改变JDK中ClassLoader搜索类的默认算法。

3、但是JVM在搜索类的时候，又是如何判定两个class是相同的呢？
JVM在判定两个class是否相同时，不仅要判断两个类名是否相同，而且要判断是否由同一个类加载器实例加载的。只有两者同时满足的情况下，JVM才认为这两个class是相同的。就算两个class是同一份class字节码，如果被两个不同的ClassLoader实例所加载，JVM也会认为它们是两个不同class。比如网络上的一个Java类org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple，javac编译之后生成字节码文件NetClassLoaderSimple.class，ClassLoaderA和ClassLoaderB这两个类加载器并读取了NetClassLoaderSimple.class文件，并分别定义出了java.lang.Class实例来表示这个类，对于JVM来说，它们是两个不同的实例对象，但它们确实是同一份字节码文件，如果试图将这个Class实例生成具体的对象进行转换时，就会抛运行时异常java.lang.ClassCaseException，提示这是两个不同的类型。

Android类加载器
对于Android而言，最终的apk文件包含的是dex类型的文件，dex文件是将class文件重新打包，打包的规则又不是简单地压缩，而是完全对class文件内部的各种函数表，变量表进行优化，产生一个新的文件，即dex文件。因此加载这种特殊的Class文件就需要特殊的类加载器DexClassLoader。

四. 集合框架，list，map，set都有哪些具体的实现类，区别都是什么?

1.List,Set都是继承自Collection接口，Map则不是;

2.List特点：元素有放入顺序，元素可重复;

Set特点：元素无放入顺序，元素不可重复，重复元素会覆盖掉，（注意：元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的，其位置其实是固定的，加入Set 的Object必须定义equals()方法;

另外list支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值）。

3.Set和List对比：
Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。
List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变。

4.Map适合储存键值对的数据。

5.线程安全集合类与非线程安全集合类

LinkedList、ArrayList、HashSet是非线程安全的，Vector是线程安全的;

HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的;

StringBuilder是非线程安全的，StringBuffer是线程安全的。

下面是这些类具体的使用介绍：

ArrayList与LinkedList的区别和适用场景

Arraylist：

优点：ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续，一旦数据存储好了，查询操作效率会比较高（在内存里是连着放的）。

缺点：因为地址连续， ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。

LinkedList：

优点：LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的，所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址，对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景。

缺点：因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。

适用场景分析：
当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList，当需要对数据进行多次增加删除修改时采用LinkedList。

ArrayList与Vector的区别和适用场景

ArrayList有三个构造方法：

public ArrayList(int initialCapacity)//构造一个具有指定初始容量的空列表。    
public ArrayList()//构造一个初始容量为10的空列表。    
public ArrayList(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 的元素的列表

Vector有四个构造方法：

public Vector()//使用指定的初始容量和等于零的容量增量构造一个空向量。    
public Vector(int initialCapacity)//构造一个空向量，使其内部数据数组的大小，其标准容量增量为零。    
public Vector(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 中的元素的向量    
public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)//使用指定的初始容量和容量增量构造一个空的向量

ArrayList和Vector都是用数组实现的，主要有这么三个区别：

1).Vector是多线程安全的，线程安全就是说多线程访问同一代码，不会产生不确定的结果。而ArrayList不是，这个可以从源码中看出，Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰，这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比；

2).两个都是采用的线性连续空间存储元素，但是当空间不足的时候，两个类的增加方式是不同。

3).Vector可以设置增长因子，而ArrayList不可以。

4).Vector是一种老的动态数组，是线程同步的，效率很低，一般不赞成使用。

适用场景：

1.Vector是线程同步的，所以它也是线程安全的，而ArrayList是线程异步的，是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素，一般用ArrayList效率比较高。

2.如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时，在集合中使用数据量比较大的数据，用Vector有一定的优势。

HashSet与Treeset的适用场景

1.TreeSet 是二叉树（红黑树的树据结构）实现的,Treeset中的数据是自动排好序的，不允许放入null值。

2.HashSet 是哈希表实现的,HashSet中的数据是无序的，可以放入null，但只能放入一个null，两者中的值都不能重复，就如数据库中唯一约束。

3.HashSet要求放入的对象必须实现HashCode()方法，放入的对象，是以hashcode码作为标识的，而具有相同内容的String对象，hashcode是一样，所以放入的内容不能重复。但是同一个类的对象可以放入不同的实例。

适用场景分析:

HashSet是基于Hash算法实现的，其性能通常都优于TreeSet。为快速查找而设计的Set，我们通常都应该使用HashSet，在我们需要排序的功能时，我们才使用TreeSet。

HashMap与TreeMap、HashTable的区别及适用场景

HashMap 非线程安全

HashMap：基于哈希表(散列表)实现。使用HashMap要求添加的键类明确定义了hashCode()和equals()[可以重写hashCode()和equals()]，为了优化HashMap空间的使用，您可以调优初始容量和负载因子。其中散列表的冲突处理主要分两种，一种是开放定址法，另一种是链表法。HashMap的实现中采用的是链表法。

TreeMap：非线程安全基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项，因为该树总处于平衡状态。

适用场景分析：

HashMap和HashTable:HashMap去掉了HashTable的contains方法，但是加上了containsValue()和containsKey()方法。HashTable同步的，而HashMap是非同步的，效率上比HashTable要高。HashMap允许空键值，而HashTable不允许。

HashMap：适用于Map中插入、删除和定位元素。

Treemap：适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。
(ps:其实我们工作的过程中对集合的使用是很频繁的,稍加注意并总结积累一下,在面试的时候应该会回答的很轻松)

五. concurrentHashmap原理，原子类。

ConcurrentHashMap作为一种线程安全且高效的哈希表的解决方案，尤其其中的"分段锁"的方案，相比HashTable的全表锁在性能上的提升非常之大.

六. volatile原理

在《Java并发编程：核心理论》一文中，我们已经提到过可见性、有序性及原子性问题，通常情况下我们可以通过Synchronized关键字来解决这些个问题，不过如果对Synchronized原理有了解的话，应该知道Synchronized是一个比较重量级的操作，对系统的性能有比较大的影响，所以，如果有其他解决方案，我们通常都避免使用Synchronized来解决问题。而volatile关键字就是Java中提供的另一种解决可见性和有序性问题的方案。对于原子性，需要强调一点，也是大家容易误解的一点：对volatile变量的单次读/写操作可以保证原子性的，如long和double类型变量，但是并不能保证i++这种操作的原子性，因为本质上i++是读、写两次操作。

参考文章插好眼了等传送

七. 多线程的使用场景

使用多线程就一定效率高吗？有时候使用多线程并不是为了提高效率，而是使得CPU能够同时处理多个事件。

1).为了不阻塞主线程,启动其他线程来做好事的事情,比如APP中耗时操作都不在UI中做.

2).实现更快的应用程序,即主线程专门监听用户请求,子线程用来处理用户请求,以获得大的吞吐量.感觉这种情况下，多线程的效率未必高。这种情况下的多线程是为了不必等待，可以并行处理多条数据。
比如JavaWeb的就是主线程专门监听用户的HTTP请求，然后启动子线程去处理用户的HTTP请求。

3).某种虽然优先级很低的服务，但是却要不定时去做。
比如Jvm的垃圾回收。

4.)某种任务，虽然耗时，但是不耗CPU的操作时，开启多个线程，效率会有显著提高。
比如读取文件，然后处理。磁盘IO是个很耗费时间，但是不耗CPU计算的工作。所以可以一个线程读取数据，一个线程处理数据。肯定比一个线程读取数据，然后处理效率高。因为两个线程的时候充分利用了CPU等待磁盘IO的空闲时间。

八. JAVA常量池

Interger中的128(-128~127)
a.当数值范围为-128~127时：如果两个new出来Integer对象，即使值相同，通过“==”比较结果为false，但两个对象直接赋值，则通过“==”比较结果为“true，这一点与String非常相似。
b.当数值不在-128~127时，无论通过哪种方式，即使两个对象的值相等，通过“==”比较，其结果为false；
c.当一个Integer对象直接与一个int基本数据类型通过“==”比较，其结果与第一点相同；
d.Integer对象的hash值为数值本身；

为什么是-128-127?
在Integer类中有一个静态内部类IntegerCache，在IntegerCache类中有一个Integer数组，用以缓存当数值范围为-128~127时的Integer对象。

九. 简单介绍一下java中的泛型，泛型擦除以及相关的概念。

泛型是Java SE 1.5的新特性，泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。 Java语言引入泛型的好处是安全简单。

在Java SE 1.5之前，没有泛型的情况的下，通过对类型Object的引用来实现参数的“任意化”，“任意化”带来的缺点是要做显式的强制类型转换，而这种转换是要求开发者对实际参数类型可以预知的情况下进行的。对于强制类型转换错误的情况，编译器可能不提示错误，在运行的时候才出现异常，这是一个安全隐患。

泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。

1、泛型的类型参数只能是类类型（包括自定义类），不能是简单类型。

2、同一种泛型可以对应多个版本（因为参数类型是不确定的），不同版本的泛型类实例是不兼容的。

3、泛型的类型参数可以有多个。

4、泛型的参数类型可以使用extends语句，例如<T extends superclass>。习惯上称为“有界类型”。

5、泛型的参数类型还可以是通配符类型。例如Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");

泛型擦除以及相关的概念

Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节码中是不包含泛型中的类型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数，会在编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。

类型擦除引起的问题及解决方法

1、先检查，在编译，以及检查编译的对象和引用传递的问题

2、自动类型转换

3、类型擦除与多态的冲突和解决方法