2023-08-21 八股

八股理解+背誦:技術(shù)棧:Java后端開發(fā)

什么是Java序列化,如何實(shí)現(xiàn)Java序列化词渤?

Java序列化:

Java序列化是一種將對(duì)象轉(zhuǎn)換成字節(jié)序列猫妙,以便在網(wǎng)絡(luò)傳輸、文件存儲(chǔ)或內(nèi)存保存的過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)持久化機(jī)制仰税。在序列化過程中构资,對(duì)象的狀態(tài)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列,這使得可以將對(duì)象保存到文件肖卧、數(shù)據(jù)庫(kù)或通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送蚯窥,然后在需要的時(shí)候重新還原為原始的Java對(duì)象。

想象你有一本書塞帐,書里有許多章節(jié)拦赠、段落和文字。如果你要在一個(gè)紙盒中運(yùn)輸這本書葵姥,你可以有兩種選擇:

1. 零散的方式(不序列化):你可以把書撕成碎片荷鼠,每一頁(yè)都切開,然后把這些碎片分別放進(jìn)紙盒里榔幸。當(dāng)你想要讀這本書時(shí)允乐,你必須把這些碎片一個(gè)一個(gè)拿出來,按照順序重新排列削咆,才能理解書的內(nèi)容牍疏。

2. 整本書的方式(序列化):你可以直接把整本書放進(jìn)盒子里,確保書的頁(yè)碼和內(nèi)容都保持原樣拨齐。當(dāng)你想要讀這本書時(shí)鳞陨,你只需要從盒子里拿出這本書,立即可以閱讀內(nèi)容瞻惋,不需要重新拼湊碎片厦滤。

如何實(shí)現(xiàn)Java序列化?

通過實(shí)現(xiàn)java.io.Serializable接口歼狼,你可以告訴Java運(yùn)行系統(tǒng)時(shí)你的類是可序列化的掏导。在序列化個(gè)過程中,Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)將對(duì)象的字段值轉(zhuǎn)換為字節(jié)流羽峰,并可以通過反序列化過程將字節(jié)流還原為對(duì)象趟咆。


import java.io.*;

//實(shí)現(xiàn) Serializable接口

class Student implements Serializable{

    private String name;

    private int age;

    public Student(String name, int age){

        this.name = name;

        this.age = age;

    }

    // Getters and setters...

    public String getName(){

        return name;

    }

    public int getAge(){

        return age;

    }

}

public class SerializationExample {

    public static void main(String[] args){

        Student student = new Student("Alice",25);

        //序列化對(duì)象到文件

        try{

            FileOutputStream fileOut= new FileOutputStream("student.ser");

            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);

            out.writeObject(student);

            out.close();

            fileOut.close();

            System.out.println("Student object serialized.");

        }catch(IOException e){

            e.printStackTrace();

        }

        // 反序列化對(duì)象

        try{

            FileInputStream fileIn = new FileInputStream("student.ser");

            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);

            Student deserializedStudent = (Student) in.readObject();

            in.close();

            fileIn.close();

            System.out.println("Deserialized Student: Name = " + deserializedStudent.getName() +

                    ", Age = " + deserializedStudent.getAge());

        }catch (IOException | ClassNotFoundException e){

            e.printStackTrace();

        }

    }

}

請(qǐng)畫圖描述JDK中 java.util 包下集合類框架的關(guān)系

java-collection-framework-hierarchy.jpg

Java集合框架位于java.util包中添瓷,提供了一組用于存儲(chǔ)、操作和管理數(shù)據(jù)的類和接口忍啸。集合框架主要分為兩個(gè)部分:接口和實(shí)現(xiàn)類仰坦。

1. 接口部分:

  • Collection接口:java.util.Collection是所有集合類的根接口,它定義了基本的集合操作方法计雌,如添加悄晃、刪除、迭代等凿滤。它的兩個(gè)主要子接口是ListSet妈橄。

    • List接口:java.util.List是有序的集合,允許重復(fù)元素翁脆。常見的實(shí)現(xiàn)類包括:ArrayList眷蚓、LinkedListVector等。

    • Set接口:java.util.Set是無序的集合反番,不允許重復(fù)元素沙热。常見的實(shí)現(xiàn)類包括:HashSetLinkedHashSetTreeSet

  • Map接口:java.util.Map是一種鍵-值對(duì)的集合罢缸,每個(gè)鍵唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)值篙贸。常見的實(shí)現(xiàn)類包括:HashMapLinkedHashMapTreeMap等枫疆。

2. 實(shí)現(xiàn)類部分:

  • List實(shí)現(xiàn)類:

    • ArrayList:基于動(dòng)態(tài)數(shù)組實(shí)現(xiàn)爵川,支持隨機(jī)訪問。

    • LinkedList:基于雙向鏈表實(shí)現(xiàn)息楔,支持高效的插入和刪除操作寝贡。

    • Vector:與ArrayList類似,但是是線程安全的值依。

  • Set實(shí)現(xiàn)類:

    • HashSet:基于哈希表實(shí)現(xiàn)圃泡,沒有固定順序。

    • LinkedHashSet:基于哈希表和鏈表實(shí)現(xiàn)愿险,保持元素插入順序洞焙。

    • TreeSet:基于紅黑樹實(shí)現(xiàn),元素按自然順序或自定義順序排列拯啦。

  • Map實(shí)現(xiàn)類:

    • HashMap:基于哈希表實(shí)現(xiàn),鍵和值可以為'null'.

    • LinkedHashMap:基于哈希表和鏈表實(shí)現(xiàn)熔任,保持插入順序或訪問順序褒链。

    • TreeMap:基于紅黑樹實(shí)現(xiàn),按鍵的自然順序或自定義順序排列疑苔。

HashMap的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是什么甫匹?

'HasMap'的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是哈希表(Hash Table)。哈希表是一種用于快速存儲(chǔ)和檢索鍵值對(duì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它通過映射到哈希碼(散列碼)來實(shí)現(xiàn)高效的查找和訪問兵迅。

HashMap中抢韭,鍵(Key)和值(Value)可以是任意類型的對(duì)象。當(dāng)插入一個(gè)鍵值對(duì)時(shí)恍箭,HashMap會(huì)計(jì)算鍵的哈希碼刻恭,然后將其映射到內(nèi)部數(shù)組的一個(gè)位置。當(dāng)需要訪問或查詢一個(gè)鍵對(duì)應(yīng)的值時(shí)扯夭,HashMap再次計(jì)算鍵的哈希碼鳍贾,找到對(duì)應(yīng)的數(shù)組位置,并返回相應(yīng)的值交洗。從而實(shí)現(xiàn)快速的插入骑科、查找和刪除操作。

1. 哈希函數(shù)(Hash Function):哈希函數(shù)是一個(gè)將鍵映射到數(shù)組索引算法构拳。它可以將任意類型的鍵轉(zhuǎn)換成整數(shù)咆爽,然后根據(jù)整數(shù)值將鍵值對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)組的相應(yīng)位置。

2. 數(shù)組(Array):HashMap內(nèi)部使用一個(gè)數(shù)組來存儲(chǔ)鍵值對(duì)置森。每個(gè)數(shù)組位置稱為“桶(bucket)”斗埂,每個(gè)桶可以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)鍵值對(duì)。

Hash_Function

3. 鏈表(LinkedList或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)):如果多個(gè)不同的鍵經(jīng)過哈希函數(shù)后映射到了同一個(gè)數(shù)組位置暇藏,就會(huì)發(fā)生哈希碰撞(Hash Collision)蜜笤。為了解決碰撞問題,HashMap在每個(gè)桶中使用鏈表(或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)盐碱,如紅黑樹)來存儲(chǔ)具有相同哈希值的鍵值對(duì)把兔。
Hash_Collision

4. 加載因子(Load Factor):加載因子(0.75,泊松分布)是表示哈希表填充程度的比率瓮顽。當(dāng)哈希表中的鍵值對(duì)數(shù)量接近數(shù)組容量的時(shí)候县好,會(huì)觸發(fā)哈希表的擴(kuò)容操作,以保持較低的碰撞概率暖混。

TCP建立連接是通過三次握手實(shí)現(xiàn)的缕贡,斷開連接是通過四次揮手實(shí)現(xiàn)的。

SYN(synchronous建立聯(lián)機(jī)) 拣播、ACK(acknowledgement 確認(rèn)) 晾咪、 FIN(finish結(jié)束)

TCP三次握手(建立連接):

1. 第一次握手(SYN):客戶端發(fā)送一個(gè)帶有標(biāo)志位SYN(同步)的數(shù)據(jù)包給服務(wù)器,表示客戶端要建立連接贮配。

2. 第二次握手(SYN+ACK):服務(wù)器收到客戶端的請(qǐng)求后谍倦,會(huì)發(fā)送一個(gè)帶有SYN和ACK標(biāo)志位的數(shù)據(jù)包回應(yīng)客戶端,表示服務(wù)器同意建立連接泪勒。

3. 第三次握手(ACK):客戶端接收到服務(wù)器的回應(yīng)后昼蛀,會(huì)發(fā)送一個(gè)帶有ACK標(biāo)志位的數(shù)據(jù)包給服務(wù)器宴猾,表示客戶端確認(rèn)連接已建立。此時(shí)叼旋,連接已建立仇哆,雙方可以開始傳輸數(shù)據(jù)。


Client Server

TCP四次揮手(斷開連接):

1. 第一次揮手(FIN):當(dāng)客戶端希望關(guān)閉連接時(shí)夫植,發(fā)送一個(gè)帶有FIN標(biāo)志位的數(shù)據(jù)包給服務(wù)器讹剔,表示客戶端沒有更多數(shù)據(jù)要發(fā)送了。

2. 第二次揮手(ACK):服務(wù)器收到客戶端的關(guān)閉請(qǐng)求后偷崩,會(huì)發(fā)送一個(gè)帶有ACK標(biāo)志位的數(shù)據(jù)包確認(rèn)接收辟拷。

3. 第三次揮手(FIN):服務(wù)端在完成自己的數(shù)據(jù)傳輸后,會(huì)發(fā)送一個(gè)帶有FIN標(biāo)志位的數(shù)據(jù)包發(fā)送給客戶端阐斜,表示服務(wù)器的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢衫冻。

4. 第四次揮手(ACK):客戶端收到服務(wù)器的關(guān)閉請(qǐng)求后,發(fā)送一個(gè)帶有ACK標(biāo)志位的數(shù)據(jù)包確認(rèn)接收隅俘。此時(shí),連接被完全關(guān)閉笤喳。


參考鏈接:

Hash table

Java HashMap詳解:源碼分析與實(shí)際應(yīng)用指南

TCP 三次握手與四次揮手面試題

TCP三次握手四次回收及狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

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