金三银四跳槽季，BAT美团滴滴java面试大纲（带答案版）之一：Java基础篇

Java基础篇：

题记：本系列文章，会尽可能模拟面试现场对话情景， 用口语而非书面语 ，采用问答形式来展示。另外每个问题都附上“延伸”，这部份内容是帮助小伙伴们更深的理解一些底层细节的补充，在面试中可能不多直接涉及，权当是提升自身水平的知识储备吧。

第一部分：java容器相关

1.问：List 和 Set 都有什么区别？

分析：这种问题面试官通常想考察的都是你对这两种数据结构的了解，已经使用时候的选择依据，因此能够从数据结构和一些使用案例入手分别作个介绍

答：List，列表，元素可重复。经常使用的实现ArrayList和LinkedList，前者是数组方式来实现，后者是经过链表来实现，在使用选择的时候，通常考虑的是基本数据结构的特性，好比，数组读取效率较高，链表插入时效率较高。

Set，集合，特色就是存储的元素不可重复。经常使用是实现，是HashSet和TreeSet，分开来谈：

    HashSet，底层实现是HashMap，存储时，把值存在key，而value统一存储一个object对象。排重的时候，是先经过对象的hashcode来判断，若是不相等，直接存储。若是相等，会再对key作equals判断，若是依然相等，不存储，若是不相等，则存入，咱们知道，HashMap是数组+链表的基本结构，一样的，在HashSet中，也是经过一样的策略，存储在相同的数组位置下的链表中。

    TreeSet，存入自定义对象时，对象须要实现Comparable接口，重写排序规则。使用场景通常是须要保证存储数据的有序和惟一性。底层数据结构是自平衡的二叉排序树（红黑树）

延伸：

    a.在说到HashMap时，可能会直接引到HashMap相关话题，我发现这个问题面试官很是喜欢问，多是由于HashMap可聊的较多，也能很好的考验下应聘者对底层实现细节、源码阅读、刨根问底的态度。

    b.涉及到二叉树了，小端就遇到过一次问红黑树特性的，由于以前准备过，成竹在胸的啪啪啪正要一一道来呢，结果刚说到第二个特性，面试官就问：红黑树和普通的平衡二叉树有什么区别？当时一脸懵逼样...回来后赶忙补足，核心区别就是：红黑树也是二叉查找树的一种，二叉树须要经过自旋、或其余方式（好比红黑树还能经过变色）来保证平衡（不然就成了链表结构了，没有时间复杂度上的优点了），红黑树限定的条件相对来讲比较宽松，也就是说在平衡的过程当中，消耗相对较小。

  c.因为HashSet无序，为了实现有序的目的，又不想用其余数据结构，能够用LinkedHashSet。简要说明，同HashSet和HashMap关系同样，也是使用了一个LinkedHashMap，LinkedHashMap和普通的HashMap的区别就是，在原有数据结构之上，采用双向链表的形式将全部entry（注意，是前面讲过的数组+链表中的各个链表里的元素，作了链接）连起来，顺序就是entry的插入顺序，这样能够保证元素的迭代顺序和插入顺序相同（有序性）

2.HashMap 是线程安全的吗，为何不是线程安全的?

分析：这种问题，既然面试官问起，确定是在这方面有的聊的。这个问题，在多数状况下，能清晰、全面的描述出问题前因后果便可，不多有面试官真的拿一段源码来考。固然，做为应聘者，若是能理解的很透彻，再用简单的图边写边讲，做为补充，仍是很是出彩的。

答：嗯，不是线程安全的。主要从两个方面来讲：

        a.在插入新数据的时候，多线程hash后的结果相同，插入位置也就会定位到数组的相同下标下的同一个链表中。在插入时，假如第二个线程在第一个线程插入的瞬间也插入，就可能会致使，覆盖前面插入的值。

        b.第二个非线程安全的影响是在扩容的时候，扩容会把全部值从新hash，插入到新的扩容后的“数组+链表”结构中。可能会致使环状链表状况出现，这样在读取节点的next节点时，永不为空，也就是著名的扩容时CPU使用率100%状况。

 延伸：

要作到心中有底，仍是须要知其然知其因此然才行，因此，撸下源码好好想一想，才能作到临阵不乱。

        a.建议好好看看源码，源码量不大，结构也比较清晰。

        b.针对环状链表的状况，我是看了别人写的图文并茂版的文章弄明白的，这里放上连接，供参考：HashMap高并发问题

3.问：那你是用什么数据结构来做为替代，知足线程安全的场景要求呢？

分析：这里通常面试官想考察的是对ConcurrentHashMap的了解，可是也有个别状况，会涉及到HashTable，小端就吃过这方面的亏，明明能够一笔带过的小知识点，却因为准备不充分，而没能答完整。

答：在Java里，提供了如下数据结构，能够解决线程安全问题：

a.HashTable，实现原理是经过Synchronize同步锁来把读写方法都加锁的方式。虽然线程安全了，可是效率低下，只要有读写，就不能作其余操做。

b.SynchronizedMap（涉及较少，了解便可），有条件的同步，是Collections类提供的一个方法返回的HashMap的多线程版本。实现是把基本的方法都加了同步锁。

c.ConcurrentHashMap（重头戏）：根据jdk版本不一样，实现也有差异。

java8之前，是用segment（锁住map一段实现，默认是16段也就是能够并发数支持到16，也可自定义。读不受影响），数据结构为数组(segment)+数组(entry)+链表，适用于读多写少的场景。提供原子操做putIfAbsent()（没有则添加）。segment继承自ReentrantLock，来做为锁。

java8，元素结构为Node（实现Entry接口），数据结构为数组+链表；直接对Node进行加锁，粒度更小。当链表长度大于8，转换为红黑树,固然在转换前，先看下数组长度，若是小于64，那先经过扩容来实现；插入元素时，若是该位置为null，用CAS插入；若是不为null，则加Synchronize锁插入到链表；

扩展：

        a.咱们看到，数组的默认长度都是16，那么这个数字有什么深意吗？有！作运算时效率高！属于取巧的设计。一个是扩容的时候，直接向左位操做，移一位，扩张为二倍；二是hash取模的时候，hash值是32位，右移28位，剩高四位，而后与这个length-1也就是15（1111）按位与操做，使数据均匀分布。

        b.ConcurrentHashMap在获取size时候是怎么计算的呢？

1.7size(),先获取segment的大小，而后判断是否修改过，若是是，在加锁从新获取segment大小，而后把全部segment大小加在一块儿；

1.8size()的实现是用一个volatile 变量来作CAS修改，若是高并发，还会把部分值存到一个volatile数组。取值时，把这两部分的值加在一块儿。mappingcount()方法和size()方法实现方式同样

        c.hashmap可使用null做为key和value，存储于table数组第一个节点；hashtable不容许key和value为null.（这个在一个小公司被面试官问倒了，汗颜）

        d.了解一些其余的数据结构：

ConcurrentSkipListMap 数据有序

ConcurrentSkipListSet 能去重

        e.hashset是用hashmap实现，内部存的是key，全部的value都是同一个object

好，这篇就先写到这，你们还有什么想看的，在下面留言告诉我，我会优先整理出来哦。

 

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