Java基础总结

1. 面向对象和面向过程的区别？
   面向过程比面向对象的性能更好，因为面向对象需要对类进行实例化操作，开销比较大，比较消耗资源。但面向对象的优点是 易扩展，易复用，易维护。面向对象包含特性有封装、继承、多态。可以设计出更加低耦合的系统。
   关于性能的比较并不是因为Java面向过程的性能低，面向过程本身也需要分配内存、计算内存偏移量是因为Java本身是半编译解释性语言，Java编译后生成的是字节码，并不能被CPU直接识别的机器码。
2. Java和C++的区别有哪些？

• Java和C++在继承方面:Java不支持多重类继承；C++可以多继承。
• Java的反射特性；
• Java没有指针的概念；
• Java的内存管理和垃圾回收机制；
• Java不支持操作符重载，而C++操作符重载是其突出的特征；
• Java除基本的数据类型外，其他都是对象型数据。
• Java没有预处理器，通过import方式实现预处理；C++有预处理阶段，但增加了编译复杂性。
• Java不支持缺省的函数参数；C++支持；
• 待补充...

1. JVM介绍
   JVM（Java virtual machine） java的虚拟机，其在windows、linxu以及macos上都有其不同的实现，目的就是使用相同的字节码给出相同结果。
   字节码就是Java编译生成的.class文件，只面向虚拟机。
   
   在字节码转换为机器码的过程中，在这一步JVM类加载器加载字节码文件并通过解释器逐行解释运行，这种方式比较慢，且由于部分代码频繁被调用（热点代码），所以后来引进了JIT运行时编译器。其会优化的热点字节码转换的机器码保存起来，方便下次直接调用。JAVA是编译和解释共同存的语言；
   Java程序最初是通过解释器（Interpreter）进行解释执行的，当虚拟机发现某个方法或代码块的运行特别频繁时，就会把这些代码认定为“_热点代码_”。为了提高热点代码的执行效率，在运行时，虚拟机将会把这些代码编译成与本地平台相关的机器码，并进行各种层次的优化，完成这个任务的编译器称为_即时编译器_（Just In Time Compiler，下文统称JIT编译器）。

参考：https://blog.csdn.net/qq_4170...

1. 重载和重写的区别是
   重载是在同一类内，方法名必须相同，参数类型、参数个数及顺序不同；方法返回值或修饰符可以不同。
   重写是发生在子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重写，发生在子类中，方法名和参数列表必须相同，返回值范围需小于父类，抛出异常范围小于父类，访问修饰符范围大等于父类。如果父类方法访问修饰符为private，则子类不能重写该方法。
2. 面向对象的三大特性
   封装：把一个对象私有化，同时提供一些可以被外界访问的属性的方法。
   继承：使用已经存在的类的定义的基础上建立新的类，新的类可以定义新的功能，也可以使用父类的功能。（1）子类继承父类所有的属性和方法，但父类的私有方法和属性无法访问，只是拥有。（2）子类拥有自己的属性和方法。（3）子类可以重写父类的方法。
   多态：对于对象的引用变量具体只向的是哪一个实例对象，需要程序运行时决定。父类可以只向不同的子类对象。多态的实现方式：继承重写和接口覆盖。
3. String、StringBuilder和StringBuffer的区别？
   String对象一旦创建就不可被改变，内部是final 定义的数组；
   StringBuilder 非线程安全；
   StringBuffer 线程安全，对方法加了同步锁；
   StringBuilder和StringBuffer都继承AbstractStringBuilder类，其对象都可以被改变
4. 自动拆箱和装箱
   装箱：将基本类型用它们对应的引用类型包装起来；
   拆箱：将包装类型转换为基本数据类型。
   对于确定范围的基本数据类型（Integer，Long，Boolean）等有基本数据对象缓存（-128~128），如果两个不同的对象值范围在缓存范围内，两个对象相等，否则不等。

5. 在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的？

   因为静态方法是数据当前类的，而不是某一个对象，所以在对象未实例化时，不存在非静态成员。
   

6. 对象实例和对象引用有什么区别？
   对象实例是存在放堆内存中，对象引用只向的是对象实例，存放在栈内存中中，一个对象实例可以被多个引用只向。对象的相等比的是它们存放的内容是否相等，引用相等比的是它们只向内存的地址是否相等。
   == 是比较两个对象的地址是否相同。
   equal()是判断两个对象是否相等。（1）如果类equal()没有被覆盖，则与==等价（2）如果类覆盖equals()，则用于判断两个对象内容是否相等。

7. List,Set和Map的区别？

   List存储一组不唯一的有序的对象；Set不允许重复的集合；Map使用key-value键值对存储，key不能重复
   

8. ArrayList和LinkList的区别？
   都不是同步的；ArrayList是一个Object数组，LinkList是一个双向链表；
9. ArrayList的扩容机制？
   ArrayList默认构造size为10，每次扩容是原来容量的1.5倍。
10. HashMap和HashTable的区别？
    (1) 线程安全：HashMap是非线程安全，HashTable是线程安全的。线程安全建议使用ConcurrentHashMap
    (2)HashMap效率高于HashTable，目前HashTable已经被淘汰，不建议使用；
    (3)HashMap中null可以当主键，但仅能有一个，HashTable键值不能为null；
    (4)HashTable默认容量11，之后每次扩容容量变为2n+1;HastMap默认容量为16，之后每次扩容，容量为原来的2倍，即总是使用2的幂作为哈希表的大小；
    (5)HashMap底层数据结构为哈希数据加链表，当链表长度大于阈值8时，链表转换为红黑树，以减少搜索时间；链表是为了解决哈希冲突而存在的，即拉链法解决冲突；红黑树为了减少搜素时间。
11. 进程和线程的区别？
    进程是程序执行的最基本单元，进程是动态的，系统运行一个程序即是从一个进程创建，运行到消亡的过程。启动main函数就是启动了一个jvm的进程，而main所在的线程是主线程。线程是比进程更小的执行单元。一个进程可以产生多个线程。线程共享进程的堆和方法区资源，但每个线程都有自己的程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈。
    字节码解释器通过改变程序计数器来实现代码的流程控制，如顺序执行、选择、循环、异常处理。在多线程的情况下，程序计数器用于记录线程当前的执行位置，从而完成上下文切换。虚拟机栈在每个java方法在执行的同时创建一个栈桢用于存储局部变量表、操作数栈、常量池引用等信息。从方法调用到完成，就对应一个栈桢在Java虚拟机中入栈和出栈的过程。 堆和方法区所线程共享的资源，堆用于存储新创建的对象，方法区用于存储已被加载的类信息、常量、静态变量和即时编译器编译后的代码等数据。
12. 并行和并发的区别？
    并行是在单位时间内，多个任务的执行；
    并发是在同一时间段，多个任务同时执行。
13. 死锁？
    死锁是指多个线程同时被阻塞，它们中的一个或全部都在等待某一个资源的释放。
    死锁的四个必要条件：（1）互斥条件，资源的互斥；（2）请求与保持，线程因请求资源而阻塞，对已获得的资源保持不放（3）不可剥夺，线程已获得的资源在未使用完前不能被强行剥夺，只有自己使用完后才释放；（4）循环等待，线程之间形成头尾相接的循环等待资源关系。
14. sleep和wait的区别？
    sleep方法没有释放锁，wait方式释放了锁；
    两者都可以暂停线程的执行；
    wait通常用于线程间交互通信，sleep用于暂停执行；
    wait方法被调用后，线程不会自动苏醒，需要通过notify或者nitifyall方法。sleep后会自动苏醒；wait(long timeout)可以超时后苏醒。
15. synchronized 关键字？
    synchronized 关键字解决线程间资源访问的同步性，早起它是一个重量级的锁。锁主要存在四种状态，依次是无锁，偏向锁，轻量级锁和重量级锁。他们会随着竞争的激烈而逐渐升级。锁的升级不可降级。
16. synchronized和reentrantlock的区别
    两者都是可重入锁，即同一线程可再次获取锁，通过锁计数器实现。synchronized是jvm实现，reentrantlock是api实现。前者智能是非公平锁，后者可以指定是公平锁或者非公平锁。 所谓的公平锁即谁先等待的线程先获得锁。
17. volatile关键字
    java的内存模型下，线程可以将变量保存在本地内存（比如寄存器），这就会导致如果一个线程在主内存中修改了一个变量的值，而另一个线程还在使用它寄存器的变量值的拷贝，会造成数据的不一致。工作内存和主内存的数据不一致。volatile是保证变量的可见性，同时可以防止指令重排。
    线程的三大特性：
    原子性：一个操作或者多次操作，要么全部得到执行并且不会收到任何因素干扰，要么所有操作都不执行。synchronized可以保证代码的原子性。
    可见性：一个变量多共享变量进行了修改，其他线程可以立即看到修改后的最新值。
    有序性：代码在执行过程中的先后顺序，java在编译和运行期间，代码的执行顺序未必与编写的代码时序一样。volatile可以保证禁止指令进行重新排序优化。
18. synchronized和volatile的比较
    volatile是线程同步的轻量级实现性能比synchronized好，但其只能作用于变量，而synchronized可以作用于方法和代码块。
    volatile不会发生阻塞，主要用于解决变量在线程的可见性，synchronized用于线程间资源的访问同步性。
19. java内存区域分布

线程私有的：
程序计数器：用于记录程序执行字节码的行号指示器，在上下文切换后程序恢复到正确的位置。
虚拟机栈：虚拟机栈是由栈桢组成，每一个栈桢都拥有：局部变量表、操作数栈、动态链接和方法出口信息。虚拟机栈会抛出两种异常：StackOverFlowError指虚拟机栈内存不允许动态链接扩展，请求栈深度超过虚拟机栈深度最大的时候会抛出；OutOfMemoryError指栈内存允许扩展但内存不足。
本地方法区：本地方法栈为虚拟机使用到Native方法服务。

堆是线程共享的内存区域，目的是存放实例，几乎所有的对象实例以及数组都在这里分配内存，细分为新生代和老年代。主要包括四个区:eden，S0，S1和tentired。大部分情况，对象会首先在eden区域分配，然后在一次新生代垃圾回收后，如果对象还存活，则会进入s0或者s1，并且对象的年龄还会加1，当年龄加到一定程度后（默认15岁），被晋升为老年代。

1. Java对象创建的过程
   类加载检查-》分配内存-》初始化零值-》设置对象头-》执行init方法
   
   （1）类加载检查：new时，jvm会检查这个指令的参数是否能在常量池定位到这个累的符号引用，并且检查这个符号代表的类是否已被加载过、解析和初始化过。如果没有则需要执行类加载过程。
   （2）在类加载检查完毕后，对象所需的内存大小便可确定，分配内存。分配方式有“指针碰撞”和“空闲列表”，由java堆是否规整决定。
   JAVA的堆是否规整取决于gc收集器算法用的是标记-整理还是标记清除。
   
   （3）初始化零值，内存分配完后，虚拟机将分配到的内存空间初始化为零值（不包括对象头），可保证java实例不赋初始值就直接使用。
   （4）设置对象头，初始化零值后，虚拟机对对象进行必要的设置，比如这个对象属于哪个类，元数据信息，对象的哈希码、gc分代年龄或者是否启用偏向锁等。
   （5）执行init方法，安装程序员的意思执行初始化工作。
2. MinorGc和FullGc的不同
   MinorGc发生在Eden区域，通常对象的创建发生在eden区域，当eden区域内存不足时，虚拟机会触发一次MinorGc，MinorGc非常频繁，回收速度很快。FullGc发生在老年代，速度比MinorGc慢10倍以上。
3. 如何判断对象是否死亡
   1 引用计数器，对每个对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用，计数器就加1；当引用失效，计数器就减1；任何时候计数器为0的对象就不可能再被使用。
   2 可达性分析法，基本思想是通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，节点所走过的路径称为引用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连的话，则证明此对象是不可用的。
4. TCP是如何保证可靠传输的
   1 应用数据在会被分割成tcp认为最合适的发送数据块，MTU
   2 TCP会对每一个数据包进行编号，接收对收到的数据包进行排序，有序数据传给应用层。
   3 校验和，TCP会保证数据校验和，防止数据传输发生变化；
   4 TCP会丢弃重复的数据
   5 流量控制，滑动窗口算法，接收端只允许发送端发送接收缓冲区可以容纳的数据量大小，如果接收端来不及处理数据，会提示发送发降低发送速率，防止包丢失。
   6 拥塞控制，当网络拥塞时，减少数据的发送
   7 ARQ协议，没发送完一个分组后就停止发送，等待对方确认后再继续发送
   8 超时放，每发送完后就会启动定时器，确认是否收到目的方的确认，否则重发报文段。
5. Spring事务隔离级别
   TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT: 使用后端数据库默认的隔离级别；
   TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITED: 最低隔离级别，允许获取未提交的事务的数据变更，可能会导致幻读、脏读或不可重复读。
   TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED: 允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读和不可重复读仍有可能发生。
   TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ: 对同一字段多次读取结果是一样的，除非事务修改，但仍有幻读的可能性。
   TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE: 严格服从ACID。

（附加信息） 脏读：A事务在更新数据后未提交，B事物看到了未提交的更新数据，结果A事务回滚，此时B事务在此之前所看到的数据为"脏数据"；
不可重复读：同一事务在更新数据前两次读取数据的结果不一致。A事务在B事务更新操作前读取了一次数据，更新操作之后又读取了一次数据，两次读取的数据结果不一致。 通常发生在不同事务的数据修改。
幻读：同一事务内多次查询的结果不一致。新增或者删除 (数据条数变化)

1. Spring 事务的传播性
   TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED: 如果当前存在事务，则加入到该事务，否则创建新我hi物；
   TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORT:如果单前 存在事务，则加入事务，否则以非事务方式运行；
   TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY: 如果当前存在事务，则加入事务，否则抛出异常。 mandatory 强制性
   TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW: 创建一个新事务，如果当前存在事务，则挂起该事务；
   TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORT: 以非事务方式运行，如果当前存在事务则挂起该事务；
   TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER: 以非事务方式运行；
   TransactionDefinition.NESTED: 如果当前存在事务，则创建一个事务作为当前事务嵌套事务运行；如果当前没有事务，则等价于 TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED。