1. Arrays.sort()實(shí)現(xiàn)原理和 Collections.sort() 的實(shí)現(xiàn)原理

JDK1.7 Arrays.sort() 使用雙樞軸快速排序（DualPivotQuicksort）作為默認(rèn)排序方法酷誓。數(shù)組大小小于286時(shí)盐数，使用DualPivotQuicksort排序帚屉。數(shù)組大小大于286時(shí)攻旦，使用TimSort排序牢屋。

JDK1.7 Collections.sort()內(nèi)部先將列表轉(zhuǎn)成數(shù)組后再調(diào)用 Arrays.sort()烙无，在 Arrays.sort()里面有一個(gè)分支判斷是采用 legacyMergeSort（注釋了在將來(lái)會(huì)被移除） 還是ComparableTimSort截酷。

2. 線程池的種類迂苛、區(qū)別和使用場(chǎng)景

Java通過(guò)Executors提供四種線程池灾部，分別為：

• newCachedThreadPool創(chuàng)建一個(gè)可緩存線程池赌髓，如果線程池長(zhǎng)度超過(guò)處理需要锁蠕，可靈活回收空閑線程荣倾，若無(wú)可回收舌仍，則新建線程铸豁。
• newFixedThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池在刺，可控制線程最大并發(fā)數(shù)蚣驼，超出的線程會(huì)在隊(duì)列中等待颖杏。
• newScheduledThreadPool 創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線程池输玷，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行欲鹏。
• newSingleThreadExecutor 創(chuàng)建一個(gè)單線程化的線程池，它只會(huì)用唯一的工作線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)尤误，保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級(jí))執(zhí)行。
  newSingleThreadScheduledExecutor 線程池中只有一個(gè)工作線程结缚，它能按時(shí)間計(jì)劃來(lái)執(zhí)行任務(wù)损晤。

3. 分析線程池的實(shí)現(xiàn)原理和線程的調(diào)度過(guò)程

線程池原理：預(yù)先啟動(dòng)一些線程，線程無(wú)限循環(huán)從任務(wù)隊(duì)列中獲取一個(gè)任務(wù)進(jìn)行執(zhí)行红竭，直到線程池被關(guān)閉尤勋。如果某個(gè)線程因?yàn)閳?zhí)行某個(gè)任務(wù)發(fā)生異常而終止，那么重新創(chuàng)建一個(gè)新的線程而已茵宪。如此反復(fù)最冰。
一個(gè)線程池包括以下四個(gè)基本部分：

• 線程池管理器（ThreadPool）：用于創(chuàng)建并管理線程池，包括創(chuàng)建線程池稀火、銷毀線程池暖哨、添加新任務(wù)篇裁。
• 工作線程（PoolWorker）：我們把用來(lái)執(zhí)行用戶任務(wù)的線程稱為工作線程，工作線程就是不斷從隊(duì)列中獲取任務(wù)對(duì)象并執(zhí)行對(duì)象上的業(yè)務(wù)方法分冈。線程池中的線程去件，在沒(méi)有任務(wù)時(shí)處于等待狀態(tài)宫莱，可以循環(huán)的執(zhí)行任務(wù)。
• 任務(wù)接口（Task）：每個(gè)任務(wù)必須實(shí)現(xiàn)的接口，以供工作線程調(diào)度任務(wù)的執(zhí)行，它主要規(guī)定了任務(wù)的入口，任務(wù)執(zhí)行完后的收尾工作，任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)等。
• 任務(wù)隊(duì)列（TaskQueue）：用于存放沒(méi)有處理的任務(wù)。提供一種緩沖機(jī)制。

4. 線程池如何調(diào)優(yōu)

調(diào)整線程池的大小，線程池的最佳大小取決于可用處理器的數(shù)目以及工作隊(duì)列中的任務(wù)的性質(zhì)。一般需要根據(jù)任務(wù)的類型來(lái)配置線程池大忻教琛：
如果是CPU密集型任務(wù)，就需要盡量壓榨CPU，參考值可以設(shè)為NCPU+1;
如果是IO密集型任務(wù)但壮，參考值可以設(shè)為2NCPU溯祸。

5. 動(dòng)態(tài)代理的幾種方式

JDK 動(dòng)態(tài)代理和 cglib 動(dòng)態(tài)代理剃根。JDK動(dòng)態(tài)代理是由Java內(nèi)部的反射機(jī)制實(shí)現(xiàn)的苗傅，cglib 動(dòng)態(tài)代理底層則是借助 asm 來(lái)實(shí)現(xiàn)的旱物』С樱總的來(lái)說(shuō)，反射機(jī)制在生成類的過(guò)程中比較高效，而 asm 在生成類之后的相關(guān)執(zhí)行過(guò)程中比較高效。還有一點(diǎn)是 JDK動(dòng)態(tài)代理的前提必須是目標(biāo)類基于統(tǒng)一的接口岖食。

6. HashMap的工作原理是什么?

HashMap內(nèi)部是通過(guò)一個(gè)數(shù)組實(shí)現(xiàn)的蔑穴，只是這個(gè)數(shù)組比較特殊茄袖，數(shù)組里存儲(chǔ)的元素是一個(gè)Entry實(shí)體(jdk 8為Node)，這個(gè)Entry實(shí)體主要包含key、value以及一個(gè)指向自身的next指針乱投。HashMap是基于hashing實(shí)現(xiàn)的七芭，當(dāng)我們進(jìn)行put操作時(shí)窗慎，根據(jù)傳遞的key值得到它的hashcode隧魄，然后再用這個(gè)hashcode與數(shù)組的長(zhǎng)度進(jìn)行模運(yùn)算，得到一個(gè)int值几迄，就是Entry要存儲(chǔ)在數(shù)組的位置（下標(biāo)）解孙；當(dāng)通過(guò)get方法獲取指定key的值時(shí)娱据，會(huì)根據(jù)這個(gè)key算出它的hash值（數(shù)組下標(biāo)），根據(jù)這個(gè)hash值獲取數(shù)組下標(biāo)對(duì)應(yīng)的Entry属铁，然后判斷Entry里的key，hash值或者通過(guò)equals()比較是否與要查找的相同仍律，如果相同，返回value实柠，否則的話水泉，遍歷該鏈表（有可能就只有一個(gè)Entry，此時(shí)直接返回null）窒盐，直到找到為止草则，否則返回null。
　　HashMap之所以在每個(gè)數(shù)組元素存儲(chǔ)的是一個(gè)鏈表蟹漓，是為了解決hash沖突問(wèn)題炕横，當(dāng)兩個(gè)對(duì)象的hash值相等時(shí)，那么一個(gè)位置肯定是放不下兩個(gè)值的葡粒，于是hashmap采用鏈表來(lái)解決這種沖突份殿，hash值相等的兩個(gè)元素會(huì)形成一個(gè)鏈表。

7. HashMap與HashTable的區(qū)別是什么?

1. HashTable基于Dictionary類嗽交，而HashMap是基于AbstractMap卿嘲。Dictionary是任何可將鍵映射到相應(yīng)值的類的抽象父類，而AbstractMap是基于Map接口的實(shí)現(xiàn)夫壁，它以最大限度地減少實(shí)現(xiàn)此接口所需的工作拾枣。
　　2. HashMap的key和value都允許為null，而Hashtable的key和value都不允許為null盒让。HashMap遇到key為null的時(shí)候梅肤，調(diào)用putForNullKey方法進(jìn)行處理，而對(duì)value沒(méi)有處理糯彬；Hashtable遇到null凭语，直接返回NullPointerException葱她。
　　3. Hashtable是同步的撩扒，而HashMap是非同步的，但是我們也可以通過(guò)Collections.synchronizedMap(hashMap)吨些，使其實(shí)現(xiàn)同步搓谆。

8. CorrentHashMap的工作原理?

JDK 1.6版：ConcurrenHashMap可以說(shuō)是HashMap的升級(jí)版，ConcurrentHashMap是線程安全的豪墅，但是與Hashtablea相比泉手，實(shí)現(xiàn)線程安全的方式不同。Hashtable是通過(guò)對(duì)hash表結(jié)構(gòu)進(jìn)行鎖定偶器，是阻塞式的斩萌，當(dāng)一個(gè)線程占有這個(gè)鎖時(shí)缝裤，其他線程必須阻塞等待其釋放鎖。ConcurrentHashMap是采用分離鎖的方式颊郎，它并沒(méi)有對(duì)整個(gè)hash表進(jìn)行鎖定憋飞，而是局部鎖定，也就是說(shuō)當(dāng)一個(gè)線程占有這個(gè)局部鎖時(shí)姆吭，不影響其他線程對(duì)hash表其他地方的訪問(wèn)榛做。
　　具體實(shí)現(xiàn)：ConcurrentHashMap內(nèi)部有一個(gè)Segment<K,V>數(shù)組,該Segment對(duì)象可以充當(dāng)鎖。Segment對(duì)象內(nèi)部有一個(gè)HashEntry<K,V>數(shù)組内狸，于是每個(gè)Segment可以守護(hù)若干個(gè)桶(HashEntry),每個(gè)桶又有可能是一個(gè)HashEntry連接起來(lái)的鏈表检眯，存儲(chǔ)發(fā)生碰撞的元素。
　　每個(gè)ConcurrentHashMap在默認(rèn)并發(fā)級(jí)下會(huì)創(chuàng)建包含16個(gè)Segment對(duì)象的數(shù)組昆淡，每個(gè)數(shù)組有若干個(gè)桶锰瘸，當(dāng)我們進(jìn)行put方法時(shí)，通過(guò)hash方法對(duì)key進(jìn)行計(jì)算昂灵，得到hash值获茬，找到對(duì)應(yīng)的segment，然后對(duì)該segment進(jìn)行加鎖倔既，然后調(diào)用segment的put方法進(jìn)行存儲(chǔ)操作恕曲，此時(shí)其他線程就不能訪問(wèn)當(dāng)前的segment，但可以訪問(wèn)其他的segment對(duì)象渤涌，不會(huì)發(fā)生阻塞等待佩谣。
　　JDK 1.8版：在jdk 8中，ConcurrentHashMap不再使用Segment分離鎖实蓬，而是采用一種樂(lè)觀鎖CAS算法來(lái)實(shí)現(xiàn)同步問(wèn)題茸俭，但其底層還是“數(shù)組+鏈表->紅黑樹”的實(shí)現(xiàn)。

9. fail-fast與fail-safe有什么區(qū)別安皱？

Iterator的fail-fast屬性與當(dāng)前的集合共同起作用调鬓，因此它不會(huì)受到集合中任何改動(dòng)的影響。Java.util包中的所有集合類都被設(shè)計(jì)為fail->fast的酌伊，而java.util.concurrent中的集合類都為fail-safe的腾窝。當(dāng)檢測(cè)到正在遍歷的集合的結(jié)構(gòu)被改變時(shí)，F(xiàn)ail-fast迭代器拋出ConcurrentModificationException居砖，而fail-safe迭代器從不拋出ConcurrentModificationException虹脯。

10. HashSet的底層實(shí)現(xiàn)是什么?

通過(guò)看源碼知道HashSet的實(shí)現(xiàn)是依賴于HashMap的，HashSet的值都是存儲(chǔ)在HashMap中的奏候。在HashSet的構(gòu)造法中會(huì)初始化一個(gè)HashMap對(duì)象循集，HashSet不允許值重復(fù)，因此蔗草，HashSet的值是作為HashMap的key存儲(chǔ)在HashMap中的咒彤，當(dāng)存儲(chǔ)的值已經(jīng)存在時(shí)返回false疆柔。

11. LinkedHashMap的實(shí)現(xiàn)原理?

LinkedHashMap也是基于HashMap實(shí)現(xiàn)的，不同的是它定義了一個(gè)Entry header镶柱，這個(gè)header不是放在Table里婆硬，它是額外獨(dú)立出來(lái)的。LinkedHashMap通過(guò)繼承hashMap中的Entry,并添加兩個(gè)屬性Entry before,after,和header結(jié)合起來(lái)組成一個(gè)雙向鏈表奸例，來(lái)實(shí)現(xiàn)按插入順序或訪問(wèn)順序排序彬犯。LinkedHashMap定義了排序模式accessOrder，該屬性為boolean型變量查吊，對(duì)于訪問(wèn)順序谐区，為true；對(duì)于插入順序逻卖，則為false宋列。一般情況下，不必指定排序模式评也，其迭代順序即為默認(rèn)為插入順序炼杖。

12. Java中有哪幾種鎖?

自旋鎖

自旋鎖在JDK1.6之后就默認(rèn)開啟了〉脸伲基于之前的觀察坤邪，共享數(shù)據(jù)的鎖定狀態(tài)只會(huì)持續(xù)很短的時(shí)間，為了這一小段時(shí)間而去掛起和恢復(fù)線程有點(diǎn)浪費(fèi)罚缕，所以這里就做了一個(gè)處理艇纺，讓后面請(qǐng)求鎖的那個(gè)線程在稍等一會(huì)，但是不放棄處理器的執(zhí)行時(shí)間邮弹，看看持有鎖的線程能否快速釋放黔衡。為了讓線程等待，所以需要讓線程執(zhí)行一個(gè)忙循環(huán)也就是自旋操作腌乡。
　　在jdk6之后盟劫，引入了自適應(yīng)的自旋鎖，也就是等待的時(shí)間不再固定了与纽，而是由上一次在同一個(gè)鎖上的自旋時(shí)間及鎖的擁有者狀態(tài)來(lái)決定

偏向鎖:

在JDK1.之后引入的一項(xiàng)鎖優(yōu)化侣签，目的是消除數(shù)據(jù)在無(wú)競(jìng)爭(zhēng)情況下的同步原語(yǔ)。進(jìn)一步提升程序的運(yùn)行性能渣锦。 偏向鎖就是偏心的偏硝岗，意思是這個(gè)鎖會(huì)偏向第一個(gè)獲得他的線程，如果接下來(lái)的執(zhí)行過(guò)程中袋毙，改鎖沒(méi)有被其他線程獲取，則持有偏向鎖的線程將永遠(yuǎn)不需要再進(jìn)行同步冗尤。偏向鎖可以提高帶有同步但無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的程序性能听盖，也就是說(shuō)他并不一定總是對(duì)程序運(yùn)行有利胀溺，如果程序中大多數(shù)的鎖都是被多個(gè)不同的線程訪問(wèn)，那偏向模式就是多余的皆看，在具體問(wèn)題具體分析的前提下仓坞，可以考慮是否使用偏向鎖。

輕量級(jí)鎖:

為了減少獲得鎖和釋放鎖所帶來(lái)的性能消耗腰吟，引入了“偏向鎖”和“輕量級(jí)鎖”无埃，所以在Java SE1.6里鎖一共有四種狀態(tài)，無(wú)鎖狀態(tài)毛雇，偏向鎖狀態(tài)嫉称，輕量級(jí)鎖狀態(tài)和重量級(jí)鎖狀態(tài)，它會(huì)隨著競(jìng)爭(zhēng)情況逐漸升級(jí)灵疮。鎖可以升級(jí)但不能降級(jí)织阅，意味著偏向鎖升級(jí)成輕量級(jí)鎖后不能降級(jí)成偏向鎖。這種鎖升級(jí)卻不能降級(jí)的策略震捣，目的是為了提高獲得鎖和釋放鎖的效率荔棉。

13. synchronized內(nèi)置鎖

java中以synchronize的形式，為防止資源沖突提供了內(nèi)置支持蒿赢。當(dāng)任務(wù)要執(zhí)行被synchronize關(guān)鍵字保護(hù)的代碼段時(shí)润樱，它將檢查鎖是否可用，然后獲取鎖——執(zhí)行代碼——釋放鎖羡棵。
　　所有對(duì)象都自動(dòng)含有單一的鎖祥国。當(dāng)一個(gè)線程正在訪問(wèn)一個(gè)對(duì)象的synchronized方法，那么其他線程不能訪問(wèn)該對(duì)象的其他synchronized方法晾腔，但可以訪問(wèn)非synchronized方法舌稀。因?yàn)橐粋€(gè)對(duì)象只有一把鎖，當(dāng)一個(gè)線程獲取了該對(duì)象的鎖之后灼擂，其他線程無(wú)法獲取該對(duì)象的鎖壁查，所以無(wú)法訪問(wèn)該對(duì)象的其他synchronized方法。
　　對(duì)于synchronized方法或者synchronized代碼塊剔应，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)睡腿，JVM會(huì)自動(dòng)釋放當(dāng)前線程占用的鎖，因此不會(huì)由于異常導(dǎo)致出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象峻贮。

14. ThreadLocal理解

ThreadLocal是一個(gè)創(chuàng)建線程局部變量的類席怪。通常情況下我們創(chuàng)建的變量,可以被多個(gè)線程訪問(wèn)并修改,通過(guò)ThreadLocal創(chuàng)建的變量只能被當(dāng)前線程訪問(wèn)。

ThreadLocal內(nèi)部實(shí)現(xiàn)

ThreadLocal提供了set和get方法纤控。
　　set方法會(huì)先獲取當(dāng)前線程挂捻，然后用當(dāng)前線程作為句柄，獲取ThreadLocaMap對(duì)象船万，并判斷該對(duì)象是否為空刻撒，如果為空則創(chuàng)建一個(gè)骨田，并設(shè)置值，不為空則直接設(shè)置值声怔。

public void set(T value) {
    Thread t = Thread.currentThread();
    ThreadLocalMap map = getMap(t);
    if (map != null)
        map.set(this, value);
    else
        createMap(t, value);
}

ThreadLocal的值是放入了當(dāng)前線程的一個(gè)ThreadLocalMap實(shí)例中态贤，所以只能在本線程中訪問(wèn)，其他線程無(wú)法訪問(wèn)醋火∮破　
　　ThreadLocal并不會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄露,因?yàn)門hreadLocalMap中的key存儲(chǔ)的是ThreadLocal實(shí)例的弱引用，因此如果應(yīng)用使用了線程池芥驳，即便之前的線程實(shí)例處理完之后出于復(fù)用的目的依然存活柿冲，也不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存泄露。

15. 為什么wait, notify 和 notifyAll這些方法不在thread類里面?

這是個(gè)設(shè)計(jì)相關(guān)的問(wèn)題晚树，它考察的是面試者對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)和一些普遍存在但看起來(lái)不合理的事物的看法姻采。回答這些問(wèn)題的時(shí)候爵憎，你要說(shuō)明為什么把這些方法放在Object類里是有意義的慨亲，還有不把它放在Thread類里的原因。一個(gè)很明顯的原因是JAVA提供的鎖是對(duì)象級(jí)的而不是線程級(jí)的宝鼓，每個(gè)對(duì)象都有鎖刑棵，通過(guò)線程獲得。如果線程需要等待某些鎖那么調(diào)用對(duì)象中的wait()方法就有意義了愚铡。如果wait()方法定義在Thread類中蛉签，線程正在等待的是哪個(gè)鎖就不明顯了。簡(jiǎn)單的說(shuō)沥寥，由于wait碍舍，notify和notifyAll都是鎖級(jí)別的操作，所以把他們定義在Object類中因?yàn)殒i屬于對(duì)象邑雅。

16. Java 類的初始化順序

1. 父類的靜態(tài)變量/靜態(tài)初始化塊
　　2. 子類類的靜態(tài)變量/靜態(tài)初始化塊
　　3. 父類的動(dòng)態(tài)初始化塊（與靜態(tài)初始化塊類似片橡，只是沒(méi)有static關(guān)鍵字奏司，即放在一對(duì)大括號(hào)中的代碼塊）延都、非構(gòu)造方法和set方法的成員變量初始化
　　4. 父類的構(gòu)造方法
　　5. 子類的動(dòng)態(tài)初始化塊琳水、非構(gòu)造方法和set方法的成員變量初始化
　　6. 子類的構(gòu)造方法
　　7. 父類本地變量
　　8. 子類的本地變量