Android面试题详细整理系列（三）
??以下這些面試題都是筆者在（2017年2月-2017年3月）這段時間所面試Android工程師的總結而來，面試的公司包括巨頭xx等，還有新貴公司如dd在線科技，gg金融，zk網，momo科技，zbj等，還有小型活力公司如軟都科技，星云顏值，英克科技等，不足之處，還望各位不吝賜教。
1.java中線程同步的方法有哪些？
為什么要線程同步
?java允許多線程并發控制，當多個線程同時操作一個可共享的資源變量時（如數據的增刪改查），將會導致數據不準確，相互之間產生沖突，因此加入同步鎖以避免在該線程沒有完成操作之前，被其他線程的調用，從而保證了該變量的唯一性和準確性。
1.同步方法? 即有synchronized關鍵字修飾的方法。? 由于java的每個對象都有一個內置鎖，當用此關鍵字修飾方法時，? 內置鎖會保護整個方法。在調用該方法前，需要獲得內置鎖，否則就處于阻塞狀態。 代碼如：? public synchronized void save(){} 注： synchronized關鍵字也可以修飾靜態方法，此時如果調用該靜態方法，將會鎖住整個類 2.同步代碼塊? 即有synchronized關鍵字修飾的語句塊。? 被該關鍵字修飾的語句塊會自動被加上內置鎖，從而實現同步 代碼如：? synchronized(object){? } 注：同步是一種高開銷的操作，因此應該盡量減少同步的內容。? 通常沒有必要同步整個方法，使用synchronized代碼塊同步關鍵代碼即可。? 代碼實例： /*** 線程同步的運用* * @author XIEHEJUN* */public class SynchronizedThread {class Bank {private int account = 100;public int getAccount() {return account;}/*** 用同步方法實現* * @param money*/public synchronized void save(int money) {account += money;}/*** 用同步代碼塊實現* * @param money*/public void save1(int money) {synchronized (this) {account += money;}}}class NewThread implements Runnable {private Bank bank;public NewThread(Bank bank) {this.bank = bank;}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 10; i++) {// bank.save1(10);bank.save(10);System.out.println(i + "賬戶余額為：" + bank.getAccount());}}}/*** 建立線程，調用內部類*/public void useThread() {Bank bank = new Bank();NewThread new_thread = new NewThread(bank);System.out.println("線程1");Thread thread1 = new Thread(new_thread);thread1.start();System.out.println("線程2");Thread thread2 = new Thread(new_thread);thread2.start();}public static void main(String[] args) {SynchronizedThread st = new SynchronizedThread();st.useThread();}}
?3.使用特殊域變量(volatile)實現線程同步（提供了可見性） a.volatile關鍵字為域變量的訪問提供了一種免鎖機制，? b.使用volatile修飾域相當于告訴虛擬機該域可能會被其他線程更新，? c.因此每次使用該域就要重新計算，而不是使用寄存器中的值? d.volatile不會提供任何原子操作，它也不能用來修飾final類型的變量? 例如：? 在上面的例子當中，只需在account前面加上volatile修飾，即可實現線程同步。? 代碼實例： ? //只給出要修改的代碼，其余代碼與上同class Bank {//需要同步的變量加上volatileprivate volatile int account = 100;public int getAccount() {return account;}//這里不再需要synchronized public void save(int money) {account += money;}｝
?注：多線程中的非同步問題主要出現在對域的讀寫上，如果讓域自身避免這個問題，則就不需要修改操作該域的方法。? 用final域，有鎖保護的域和volatile域可以避免非同步的問題。
? 4.使用重入鎖實現線程同步 在JavaSE5.0中新增了一個java.util.concurrent包來支持同步。? ReentrantLock類是可重入、互斥、實現了Lock接口的鎖，? 它與使用synchronized方法和快具有相同的基本行為和語義，并且擴展了其能力 ReenreantLock類的常用方法有： ReentrantLock() : 創建一個ReentrantLock實例? lock() : 獲得鎖? unlock() : 釋放鎖? 注：ReentrantLock()還有一個可以創建公平鎖的構造方法，但由于能大幅度降低程序運行效率，不推薦使用? 例如：? 在上面例子的基礎上，改寫后的代碼為:? 代碼實例：? //只給出要修改的代碼，其余代碼與上同class Bank {private int account = 100;//需要聲明這個鎖private Lock lock = new ReentrantLock();public int getAccount() {return account;}//這里不再需要synchronized public void save(int money) {lock.lock();try{account += money;}finally{lock.unlock();}}｝
? ? 注：關于Lock對象和synchronized關鍵字的選擇：? a.最好兩個都不用，使用一種java.util.concurrent包提供的機制， 能夠幫助用戶處理所有與鎖相關的代碼。? b.如果synchronized關鍵字能滿足用戶的需求，就用synchronized，因為它能簡化代碼? c.如果需要更高級的功能，就用ReentrantLock類，此時要注意及時釋放鎖，否則會出現死鎖，通常在finally代碼釋放鎖
5.使用局部變量實現線程同步?
如果使用ThreadLocal管理變量，則每一個使用該變量的線程都獲得該變量的副本，副本之間相互獨立，這樣每一個線程都可以隨意修改自己的變量副本，而不會對其他線程產生影響。
ThreadLocal 類的常用方法 ThreadLocal() : 創建一個線程本地變量? get() : 返回此線程局部變量的當前線程副本中的值? initialValue() : 返回此線程局部變量的當前線程的"初始值"? set(T value) : 將此線程局部變量的當前線程副本中的值設置為value 例如：? 在上面例子基礎上，修改后的代碼為：? 代碼實例：? /只改Bank類，其余代碼與上同public class Bank{//使用ThreadLocal類管理共享變量accountprivate static ThreadLocal<Integer> account = new ThreadLocal<Integer>(){@Overrideprotected Integer initialValue(){return 100;}};public void save(int money){account.set(account.get()+money);}public int getAccount(){return account.get();}}???注：ThreadLocal與同步機制? a.ThreadLocal與同步機制都是為了解決多線程中相同變量的訪問沖突問題。? b.前者采用以"空間換時間"的方法，后者采用以"時間換空間"的方式
2.HashMap的實現原理
1. ? HashMap概述：
???HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步實現。此實現提供所有可選的映射操作，并允許使用null值和null鍵。此類不保證映射的順序，特別是它不保證該順序恒久不變。
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2. ?HashMap的數據結構：
???在java編程語言中，最基本的結構就是兩種，一個是數組，另外一個是模擬指針（引用），所有的數據結構都可以用這兩個基本結構來構造的，HashMap也不例外。HashMap實際上是一個“鏈表散列”的數據結構，即數組和鏈表的結合體。
從上圖中可以看出，HashMap底層就是一個數組結構，數組中的每一項又是一個鏈表。當新建一個HashMap的時候，就會初始化一個數組。
3. ? HashMap的存取實現：
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public V put(K key, V value) { // HashMap允許存放null鍵和null值。 // 當key為null時，調用putForNullKey方法，將value放置在數組第一個位置。 if (key == null) return putForNullKey(value); // 根據key的keyCode重新計算hash值。 int hash = hash(key.hashCode()); // 搜索指定hash值在對應table中的索引。 int i = indexFor(hash, table.length); // 如果 i 索引處的 Entry 不為 null，通過循環不斷遍歷 e 元素的下一個元素。 for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) { Object k; if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) { V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); return oldValue; } } // 如果i索引處的Entry為null，表明此處還沒有Entry。 modCount++; // 將key、value添加到i索引處。 addEntry(hash, key, value, i); return null; }? ? ? 從上面的源代碼中可以看出：當我們往HashMap中put元素的時候，先根據key的hashCode重新計算hash值，根據hash值得到這個元素在數組中的位置（即下標），如果數組該位置上已經存放有其他元素了，那么在這個位置上的元素將以鏈表的形式存放，新加入的放在鏈頭，最先加入的放在鏈尾。如果數組該位置上沒有元素，就直接將該元素放到此數組中的該位置上。
4.HashMap、HashTable的區別，以及ConcurrentHashMap的了解
? ??HashTable的應用非常廣泛，HashMap是新框架中用來代替HashTable的類，也就是說建議使用HashMap，不要使用HashTable。
?1.HashTable的方法是同步的，HashMap未經同步，所以在多線程場合要手動同步HashMap這個區別就像Vector和ArrayList一樣。
?2.HashTable不允許null值(key和value都不可以),HashMap允許null值(key和value都可以)。
?3.HashTable有一個contains(Object value)，功能和containsValue(Object value)功能一樣。
?4.HashTable使用Enumeration，HashMap使用Iterator。 以上只是表面的不同，它們的實現也有很大的不同。
?5.HashTable中hash數組默認大小是11，增加的方式是old*2+1。HashMap中hash數組的默認大小是16，而且一定是2的指數。
? ? 6.哈希值的使用不同，HashTable直接使用對象的hashCode，而HashMap重新計算hash值，而且用與代替求模。
? HashMap不是線程安全的，因此多線程操作時需要格外小心。在JDK1.5中，偉大的Doug Lea給我們帶來了concurrent包，從此Map也有安全的ConcurrentHashMap。
從ConcurrentHashMap代碼中可以看出，它引入了一個“分段鎖”的概念，具體可以理解為把一個大的Map拆分成N個小的HashTable，根據key.hashCode()來決定把key放到哪個HashTable中。
在ConcurrentHashMap中，就是把Map分成了N個Segment，put和get的時候，都是現根據key.hashCode()算出放到哪個Segment中：
5.java的內存回收機制以及類的加載機制
在Java中，當沒有對象引用指向原先分配給某個對象的內存時，該內存便成為垃圾。JVM的一個系統級線程會自動釋放該內存塊。垃圾收集意味著程序不再需要的對象是"無用信息"，這些信息將被丟棄。當一個對象不再被引用的時候，內存回收它占領的空間，以便空間被后來的新對象使用。事實上，除了釋放沒用的對象，垃圾收集也可以清除內存記錄碎片。由于創建對象和垃圾收集器釋放丟棄對象所占的內存空間，內存會出現碎片。碎片是分配給對象的內存塊之間的空閑內存洞。碎片整理將所占用的堆內存移到堆的一端，JVM將整理出的內存分配給新的對象。?
垃圾收集能自動釋放內存空間，減輕編程的負擔。這使Java 虛擬機具有一些優點。首先，它能使編程效率提高。在沒有垃圾收集機制的時候，可能要花許多時間來解決一個難懂的存儲器問題。在用Java語言編程的時候，靠垃圾收集機制可大大縮短時間。其次是它保護程序的完整性, 垃圾收集是Java語言安全性策略的一個重要部份。?
垃圾收集的算法分析?
Java語言規范沒有明確地說明JVM使用哪種垃圾回收算法，但是任何一種垃圾收集算法一般要做2件基本的事情：（1）發現無用信息對象；（2）回收被無用對象占用的內存空間，使該空間可被程序再次使用。?
大多數垃圾回收算法使用了根集(root set)這個概念；所謂根集就量正在執行的Java程序可以訪問的引用變量的集合(包括局部變量、參數、類變量)，程序可以使用引用變量訪問對象的屬性和調用對象的方法。垃圾收集首選需要確定從根開始哪些是可達的和哪些是不可達的，從根集可達的對象都是活動對象，它們不能作為垃圾被回收，這也包括從根集間接可達的對象。而根集通過任意路徑不可達的對象符合垃圾收集的條件，應該被回收。下面介紹幾個常用的算法。?
1、? 引用計數法(Reference Counting Collector)?
引用計數法是唯一沒有使用根集的垃圾回收的法，該算法使用引用計數器來區分存活對象和不再使用的對象。一般來說，堆中的每個對象對應一個引用計數器。當每一次創建一個對象并賦給一個變量時，引用計數器置為1。當對象被賦給任意變量時，引用計數器每次加1當對象出了作用域后(該對象丟棄不再使用)，引用計數器減1，一旦引用計數器為0，對象就滿足了垃圾收集的條件。?
基于引用計數器的垃圾收集器運行較快，不會長時間中斷程序執行，適宜地必須 實時運行的程序。但引用計數器增加了程序執行的開銷，因為每次對象賦給新的變量，計數器加1，而每次現有對象出了作用域生，計數器減1。?
2、tracing算法(Tracing Collector)?
tracing算法是為了解決引用計數法的問題而提出，它使用了根集的概念。基于tracing算法的垃圾收集器從根集開始掃描，識別出哪些對象可達，哪些對象不可達，并用某種方式標記可達對象，例如對每個可達對象設置一個或多個位。在掃描識別過程中，基于tracing算法的垃圾收集也稱為標記和清除(mark-and-sweep)垃圾收集器.?
3、compacting算法(Compacting Collector)?
為了解決堆碎片問題，基于tracing的垃圾回收吸收了Compacting算法的思想，在清除的過程中，算法將所有的對象移到堆的一端，堆的另一端就變成了一個相鄰的空閑內存區，收集器會對它移動的所有對象的所有引用進行更新，使得這些引用在新的位置能識別原來 的對象。在基于Compacting算法的收集器的實現中，一般增加句柄和句柄表。 ?
4、copying算法(Coping Collector)?
該算法的提出是為了克服句柄的開銷和解決堆碎片的垃圾回收。它開始時把堆分成 一個對象 面和多個空閑面， 程序從對象面為對象分配空間，當對象滿了，基于coping算法的垃圾 收集就從根集中掃描活動對象，并將每個 活動對象復制到空閑面(使得活動對象所占的內存之間沒有空閑洞)，這樣空閑面變成了對象面，原來的對象面變成了空閑面，程序會在新的對象面中分配內存。?
一種典型的基于coping算法的垃圾回收是stop-and-copy算法，它將堆分成對象面和空閑區域面，在對象面與空閑區域面的切換過程中，程序暫停執行。?
5、generation算法(Generational Collector)?
stop-and-copy垃圾收集器的一個缺陷是收集器必須復制所有的活動對象，這增加了程序等待時間，這是coping算法低效的原因。在程序設計中有這樣的規律：多數對象存在的時間比較短，少數的存在時間比較長。因此，generation算法將堆分成兩個或多個，每個子堆作為對象的一代(generation)。由于多數對象存在的時間比較短，隨著程序丟棄不使用的對象，垃圾收集器將從最年輕的子堆中收集這些對象。在分代式的垃圾收集器運行后，上次運行存活下來的對象移到下一最高代的子堆中，由于老一代的子堆不會經常被回收，因而節省了時間。?
6、adaptive算法(Adaptive Collector)?
在特定的情況下，一些垃圾收集算法會優于其它算法。基于Adaptive算法的垃圾收集器就是監控當前堆的使用情況，并將選擇適當算法的垃圾收集器。?
類加載機制
JVM的類加載是通過ClassLoader及其子類來完成的，類的層次關系和加載順序可以由下圖來描述：
1）Bootstrap ClassLoader
負責加載$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++實現，不是ClassLoader子類
2）Extension ClassLoader
負責加載java平臺中擴展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目錄下的jar包
3）App ClassLoader
負責記載classpath中指定的jar包及目錄中class
4）Custom ClassLoader
? ? 屬于應用程序根據自身需要自定義的ClassLoader，如tomcat、jboss都會根據j2ee規范自行實現ClassLoader加載過程中會先檢查類是否被已加載，檢查順序是自底向上，從Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐層檢查，只要某個classloader已加載就視為已加載此類，保證此類只所有ClassLoader加載一次。而加載的順序是自頂向下，也就是由上層來逐層嘗試加載此類。
6.如何判斷兩個鏈表相交？
采用快慢指針方法，遍歷兩個表分別知道兩個表的長度a, b。然后讓長表先走|a-b|步后，短表再開始走，直到相同。時間復雜度為o(m+n)，具體的解決思路，可以看看這篇文章判斷兩個鏈表是否相交并找出交點
在寫作本篇博客的時候，借鑒了很多同行的博客，在此感謝zhangshixi,xuefeng0707,小小中，南蠻蟲等
我是kris，See you next time！！！
java筆記--關于線程同步（5種同步方式） 深入Java集合學習系列：HashMap的實現原理? （zhangshixi）
HashMap與ConcurrentHashMap的區別? ? (xuefeng0707)
HashTable 和 HashMap 的區別? ? (小小中)
JVM原理講解和調優
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Android面试题详细整理系列（三）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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