北大面试集合部分

Posted 2023-03-31 boy快快长大

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了北大面试集合部分相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

北大面试集合部分

1.前言
2. 集合部分

1.前言

是敖丙出的一个面试的视频，面试的人是北大的硕士有两年的工作经验。
程序员面试北大研究生Java岗，中途离场，是不是玩不起？

2. 集合部分

Q1:集合你平时用的多的有哪些
集合的话像Collection下的ArrayList、LinkedList，像Set集合中的HashSet，另外再Map中比较常用的是HashMap设计到线程安全的话可能会用到ConcurrentHashMap

Q2:我们先聊一下ArrayList和LinkedList吧还有它们两个使用的场景
首先ArrayList它底层是数组,它初始化的时候它的数据量是零，当你add的时候它会默认变成10，它的扩容每次扩容是它之前容量的1.5倍，它的特性是查找比较快，它的删除效率比较低。LinkedList的底层是带有头结点和尾结点的双向链表，它提供两种插入方式一个是头插LinkedFirst还有一个尾插LinkedLast，它的特性非常适合经常增加、删除操作的场景。它的查询在量大的时候会比较慢。它在查询的时候是链表查询，查询的时候会拿值按照顺序从第一个开始一个一个的进行比较；而ArrayList查询是根据脚标查询的，所以会很快。

Q3:如果遇到线程安全的一些情况下，但是你又想使用List的情况怎么办？
这个有一个解决的办法就是使用一个老土的Vector，它跟ArrayList一样底层都是一个数组，它与ArrayList有一点区别是它其中大部分方法都被Synchronized关键字所修饰，所以说他是一个线程安全的。它扩容的时候与ArrayLst还有点区别，它的扩容大小是2倍进行扩容的。

Q4:刚才你还提到了Map包下面的像HashMap，我们就聊一下HashMap
Map集合下常用的有HashMap首先HashMap主要用来放键值对，它是基于哈希表的Map接口实现的，是非线程安全的，HashMap可以存储值为null的key和value，但null作为key只能有一个而作为value却可以有很多个，在jdk1.7的时候它的底层是一个数组加上一个单链表,数组是HashMap的主体，链表是为了解决哈希冲突而存在的(“拉链法解决”)，到了1.8的时候就变成了数组加上单链表或者说是红黑树的方式，单链表和红黑树之间相互转换。他的单链表长度≥8，并且他的数组长度≥64的时候，它的单链表会转化成红黑树的形式。
它在红黑树的节点数量，如果要是小于6的时候，它会重新再转化成一个单链表这是他底层的一个变化，另外一点就是关于它的数组的数量，默认是16，他的阈值是0.75，这还关乎到它的扩容。
扩容的时候HashMap会检查数组里元素的个数，因为有loadFactor的默认值是0.75,它的数组长度默认是16，阈值为0.75,16*0.75=12,当他的数组长度大于12的时候，他就会触发扩容，扩容成之前哈希桶长度的而被(哈希表总以2的幂作为哈希表的大小),然后把之前元素重新进行一次哈希计算，然后添加到新的数组里面。

Q5:你跟我说一下它是不是线程安全的
它不是线程安全的，因为他在插入的时候多线程会有数据覆盖的可能。另外再1.7的时候，在put的时候会有一个resize的过程，这个过程会造成它的头插，会形成一个环形链表导致一直死循环。在1.8的时候改成尾差了

Q6:如果要用线程安全的Map呢
直接使用ConcurrentHashMap替代来保证它的线程安全

Q6:还有个HashTable或者Collection.Synchronized来代替

Q7:你跟我聊一下ConcurrentHashMap
首先它的数据结构在1.7版本底层是个分片数组，它为了保证线程安全它他有个Segment锁，这个Segment继承于ReentrantLock来保证它的线程安全的，它每次只给一段加锁来保证它的并发度。另外在1.8的时候它改成了和HashMap一样的数据结构。数组加单链表或者红黑树的数据结构，在1.8版他会逐渐放弃这种分片锁机制，而使用Synchronized和CAS来操作，因为在1.6版的时候JVM对Synchronized的优化非常大，它现在也是用这种方法来保证它的线程安全。

Q8:刚才你提到了1.7版之前Segment分段锁，那你知道它如果要找到具体的值，他会经过几次哈希吗？或者它是如何去找到一个具体数值的？
这个候选人没有看过！

Q9:刚说1.8版之后它是CAS加Synchronized，那CAS(Compare And Swap)是什么？
CAS相当于一个轻量级的加锁的过程，比如说你要修改一个但在并发量不是特别大的情况下，锁竞争不激烈你要修改东西，你要先查，查完之后再修改，修改完准备写之前，它会再查一次，比较之前的结果有没有区别，如果有区别的话说明这个修改是不安全的，如果没有修改说明是安全的，这时它可以安全的去修改。而不是直接加锁的那种形式。在低并发的情况性能可能会好一点的。

比较并替换(Compare And Swap)

Q10:它有什么优缺点，刚才你说优点是轻量级，那在高并发情况下大量使用它，它有什么缺点呢？
首先当并发量特别大的时候，它始终有个忙循环的过程对CPU的性能消耗还是比较大的，当高并发的时候直接使用状态机，锁之类的，另外一个他可能会产生一个ABA的问题，之前读和过段时间读中间会被第三人修改过，但是它又给改回来了。这个问题可以通过添加一个戳或者标志位来解决。

Q11:刚才你提到了Synchronized，在跟我聊下它
关于Synchronized。可以比如说同步代码块，还有它同步代码块时可以指定任意的锁，对象作为锁，当它应用于方法上，它的锁就是this，如果要是静态方法则锁定是它的class对象，关于Synchronized在JDK1.6时候升级还是蛮大的。
// TODO 11:37

Java开发基础面试题，北大青鸟java培训多久

Java NIO 基本介绍

Java NIO 全称 java non-blocking IO，是指 JDK 提供的新 API。从 JDK1.4 开始，Java 提供了一系列改进的输入/输出的新特性，被统称为 NIO(即 New IO)，是同步非阻塞的
NIO 相关类都被放在 java.nio 包及子包下，并且对原 java.io 包中的很多类进行改写。
NIO 有三大核心部分：Channel(通道)，Buffer(缓冲区), Selector(选择器)
NIO是面向缓冲区，或者面向块编程的。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动，这就增加了处理过程中的灵活性，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络
Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求或者读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取，而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。非阻塞写也是如此，一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。
通俗理解：NIO是可以做到用一个线程来处理多个操作的。假设有10000个请求过来,根据实际情况，可以分配50或者100个线程来处理。不像之前的阻塞IO那样，非得分配10000个。
HTTP2.0使用了多路复用的技术，做到同一个连接并发处理多个请求，而且并发请求的数量比HTTP1.1大了好几个数量级。

NIO 和 BIO 的比较

BIO 以流的方式处理数据,而 NIO 以块的方式处理数据,块 I/O 的效率比流 I/O 高很多
BIO 是阻塞的，NIO 则是非阻塞的
BIO基于字节流和字符流进行操作，而 NIO 基于 Channel(通道)和 Buffer(缓冲区)进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector(选择器)用于监听多个通道的事件（比如：连接请求，数据到达等），因此使用单个线程就可以监听多个客户端通道

NIO 三大核心原理示意图

一张图描述NIO 的 Selector 、 Channel 和 Buffer 的关系

每个channel 都会对应一个Buffer
Selector 对应一个线程，一个线程对应多个channel(连接)
该图反应了有三个channel 注册到该selector //程序
程序切换到哪个channel 是有事件决定的, Event 就是一个重要的概念（EventLoop）
Selector 会根据不同的事件，在各个通道上切换
Buffer 就是一个内存块，底层是有一个数组
数据的读取写入是通过Buffer, 这个和BIO , BIO 中要么是输入流，或者是输出流, 不能双向，但是NIO的Buffer 是可以读也可以写, 需要 flip 方法切换
channel 是双向的, 可以返回底层操作系统的情况, 比如Linux ，底层的操作系统通道就是双向的.

下面我们就开始一一来学习NIO的三大组件吧

缓冲区(Buffer)

基本介绍

缓冲区（Buffer）：缓冲区本质上是一个可以读写数据的内存块，可以理解成是一个容器对象(含数组)，该对象提供了一组方法，可以更轻松地使用内存块，，缓冲区对象内置了一些机制，能够跟踪和记录缓冲区的状态变化情况。Channel 提供从文件、网络读取数据的渠道，但是读取或写入的数据都必须经由 Buffer，如图: 【后面举例说明】