CS-Notes/interview/java/base.md

<!-- TOC -->

- [HashMap ConcurrentHashMap](#hashmap-concurrenthashmap)
- [java this 和 super的用法](#java-this-和-super的用法)
    - [this](#this)
    - [super](#super)
    - [super和this的异同：](#super和this的异同)
- [抽象类和接口](#抽象类和接口)
- [Synchronized 和 volitate区别](#synchronized-和-volitate区别)
- [异常](#异常)
- [String StringBuffer StringBuilder的区别](#string-stringbuffer-stringbuilder的区别)
    - [运行速度：](#运行速度)
    - [线程安全](#线程安全)
    - [总结](#总结)
- [java 如何实现序列化](#java-如何实现序列化)
- [什么是cookie？Session和cookie有什么区别？](#什么是cookiesession和cookie有什么区别)
- [如何避免死锁](#如何避免死锁)
- [进程和线程区别](#进程和线程区别)
- [参考文档](#参考文档)

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# HashMap ConcurrentHashMap

HashMap和ConcurrentHashMap的最主要的区别就是前者是线程不安全，后者是线程安全的。在不同的JDK版本中，区别也不一样

JDK1.7中：

HashMap使用**链表法**来实现hash冲突节点的存储。ConcurrentHashMap使用Segment 数组存储数据，Segment 通过继承 ReentrantLock 来进行加锁。

JDK1.8中：

HashMap重复hash值的链表元素超过8个，就改成红黑树实现

ConcurrentHashMap 不用segment,改成CAS+synchronized方法实现。

CAS 的含义是“我认为原有的值应该是什么，如果是，则将原有的值更新为新值，否则不做修改，并告诉我原来的值是多少”

# java this 和 super的用法

## this 

this是自身的一个对象，代表对象本身，可以理解为：指向对象本身的一个指针。 

this 的用法主要有三种：

- 普通的直接引用，this 相当于当前对象本身
- 形参与成员名字重名，用this来区分
- 引用构造函数 （**必须放在构造函数的第一行**）

``` java
class Person {
    private int age = 10;
    public Person(){
    System.out.println("初始化年龄："+age);
}
    public int GetAge(int age){
        this.age = age;
        return this.age;
    }
}
```

## super

super 指的是自己超（父）类对象的一个指针，而这个超类指的是离自己最近的一个父类。

super 也有三种用法：

- 普通的直接引用
- 子类中的成员变量或方法与父类中的成员变量或方法同名
- 引用构造函数

``` java
class Country {
    String name;
    void value() {
       name = "China";
    }
}
  
class City extends Country {
    String name;
    void value() {
    name = "Shanghai";
    super.value();      //调用父类的方法
    System.out.println(name);
    System.out.println(super.name);
    }
  
    public static void main(String[] args) {
       City c=new City();
       c.value();
       }
}
```

**super 作为引用构造函数的时候，必须放在第一行**

``` java
class Person { 
    public static void prt(String s) { 
       System.out.println(s); 
    } 
   
    Person() { 
       prt("父类·无参数构造方法： "+"A Person."); 
    }//构造方法(1) 
    
    Person(String name) { 
       prt("父类·含一个参数的构造方法： "+"A person's name is " + name); 
    }//构造方法(2) 
} 
    
public class Chinese extends Person { 
    Chinese() { 
       super(); // 调用父类构造方法（1） 
       prt("子类·调用父类”无参数构造方法“： "+"A chinese coder."); 
    } 
    
    Chinese(String name) { 
       super(name);// 调用父类具有相同形参的构造方法（2） 
       prt("子类·调用父类”含一个参数的构造方法“： "+"his name is " + name); 
    } 
    
    Chinese(String name, int age) { 
       this(name);// 调用具有相同形参的构造方法（3） 
       prt("子类：调用子类具有相同形参的构造方法：his age is " + age); 
    } 
    
    public static void main(String[] args) { 
       Chinese cn = new Chinese(); 
       cn = new Chinese("codersai"); 
       cn = new Chinese("codersai", 18); 
    } 
}
```

## super和this的异同：

super（参数）：调用基类中的某一个构造函数（应该为构造函数中的第一条语句） 
this（参数）：调用本类中另一种形成的构造函数（应该为构造函数中的第一条语句）
super:　它引用当前对象的直接父类中的成员（用来访问直接父类中被隐藏的父类中成员数据或函数，基类与派生类中有相同成员定义时如：super.变量名    super.成员函数据名（实参）
this：它代表当前对象名（在程序中易产生二义性之处，应使用this来指明当前对象；如果函数的形参与类中的成员数据同名，这时需用this来指明成员变量名）
调用super()必须写在子类构造方法的第一行，否则编译不通过。每个子类构造方法的第一条语句，都是隐含地调用super()，如果父类没有这种形式的构造函数，那么在编译的时候就会报错。
super()和this()类似,区别是，super()从子类中调用父类的构造方法，this()在同一类内调用其它方法。
super()和this()均需放在构造方法内第一行。
尽管可以用this调用一个构造器，但却不能调用两个。
this和super不能同时出现在一个构造函数里面，因为this必然会调用其它的构造函数，其它的构造函数必然也会有super语句的存在，所以在同一个构造函数里面有相同的语句，就失去了语句的意义，编译器也不会通过。
this()和super()都指的是对象，所以，均不可以在static环境中使用。包括：static变量,static方法，static语句块。
从本质上讲，this是一个指向本对象的指针, 然而super是一个Java关键字。





# 抽象类和接口

抽象类与接口：

抽象类和抽象方法都使用 abstract 进行声明。抽象类一般会包含抽象方法，抽象方法一定位于抽象类中。
抽象类和普通类最大的区别是，抽象类不能被实例化，需要继承抽象类才能实例化其子类。

接口是抽象类的延伸，在 Java 8 之前，它可以看成是一个完全抽象的类，也就是说它不能有任何的方法实现。
从 Java 8 开始，接口也可以拥有默认的方法实现，这是因为不支持默认方法的接口的维护成本太高了。在 Java 8
之前，如果一个接口想要添加新的方法，那么要修改所有实现了该接口的类。

接口的成员（字段 + 方法）默认都是 public 的，并且不允许定义为 private 或者 protected。
接口的字段默认都是 static 和 final 的。

抽象类和接口的比较
  |    | 抽象类 | 接口
  --- | ---| ---
  设计| IS-A, 满足里式替换原则| LIKE-A, 提供一个方法实现契约
  使用| 单继承| 多实现
  字段| 无限制| static or final
  方法| 无限制| public

如何使用：

使用抽象类：

需要在几个相关的类中共享代码。
需要能控制继承来的方法和域的访问权限，而不是都为 public。
需要继承非静态（non-static）和非常量（non-final）字段。

使用接口：

需要让不相关的类都实现一个方法，例如不相关的类都可以实现 Compareable 接口中的 compareTo() 方法；
需要使用多重继承，例如Runnable接口实现线程类

# Synchronized 和 volitate区别

[volatile与synchronized的区别](https://www.cnblogs.com/tf-Y/p/5266710.html)

1) volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器中的值是不确定的,需要从主存中读取,synchronized则是锁定当前变量,只有当前线程可以访问该变量,其他线程被阻塞住.
2) volatile仅能使用在变量级别,synchronized则可以使用在变量,方法.
3) volatile仅能实现变量的修改可见性,而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性.(**只能保证单个变量的读写原子性，不能保证volatile++这种复合操作的原子性**)
4) volatile不会造成线程的阻塞,而synchronized可能会造成线程的阻塞.
5) 当一个域的值依赖于它之前的值时，volatile就无法工作了，如n=n+1,n++等。如果某个域的值受到其他域的值的限制，那么volatile也无法工作，如Range类的lower和upper边界，必须遵循lower<=upper的限制。
6) 使用volatile而不是synchronized的唯一安全的情况是类中只有一个可变的域。

# 异常

Throwable 可以用来表示任何可以作为异常抛出的类，分为两种： Error 和 Exception。其中 Error 用来表示 JVM 无法处理的错误，Exception 分为两种：

受检异常 ：需要用 try...catch... 语句捕获并进行处理，并且可以从异常中恢复；
非受检异常 ：是程序运行时错误，例如除 0 会引发 Arithmetic Exception，此时程序奔溃并且无法恢复。
![throwable](img/Throwable.png)  

[java入门之异常处理](https://www.tianmaying.com/tutorial/Java-Exception)

# String StringBuffer StringBuilder的区别

## 运行速度：

StingBuilder > StringBuffer > String

String为字符串常量，而StringBuilder和StringBuffer均为字符串变量，即String对象一旦创建之后该对象是不可更改的，但后两者的对象是变量，是可以更改的

``` java
String str = "abc";
str = str + "de";// 原来的"abc"没了，下次GC会被回收掉，创建了一个新的str变量

```

## 线程安全

在线程安全上，StringBuilder是线程不安全的，而StringBuffer是线程安全的

如果一个StringBuffer对象在字符串缓冲区被多个线程使用时，StringBuffer中很多方法可以带有synchronized关键字，所以可以保证线程是安全的，但StringBuilder的方法则没有该关键字，所以不能保证线程安全，有可能会出现一些错误的操作。所以如果要进行的操作是多线程的，那么就要使用StringBuffer，但是在单线程的情况下，还是建议使用速度比较快的StringBuilder。

## 总结

String：适用于少量的字符串操作的情况

StringBuilder：适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况

StringBuffer：适用多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况


# java 如何实现序列化

OutputStream.writeObject方法可以实现java对象的序列化，如果想要java自动实现，则需要实现Serializable接口

# 什么是cookie？Session和cookie有什么区别？

Cookie是会话技术,将用户的信息保存到浏览器的对象.

区别：

(1)cookie数据存放在客户的浏览器上，session数据放在服务器上
(2)cookie不是很安全，别人可以分析存放在本地的COOKIE并进行COOKIE欺骗,如果主要考虑到安全应当使用session
(3)session会在一定时间内保存在服务器上。当访问增多，会比较占用你服务器的性能，如果主要考虑到减轻服务器性能方面，应当使用COOKIE
(4)单个cookie在客户端的限制是3K，就是说一个站点在客户端存放的COOKIE不能3K。

结论：

将登陆信息等重要信息存放为SESSION;其他信息如果需要保留，可以放在COOKIE中

# 如何避免死锁

死锁的发生必须满足以下四个条件：

互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。

请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。

不剥夺条件：进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。

循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

三种用于避免死锁的技术：

加锁顺序（线程按照一定的顺序加锁）

加锁时限（线程尝试获取锁的时候加上一定的时限，超过时限则放弃对该锁的请求，并释放自己占有的锁）

死锁检测

（死锁原因及如何避免更深理解移步：http://blog.csdn.net/ls5718/article/details/51896159）

# 进程和线程区别

**定义：**

进程：具有一定的独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源分配和调度的一个独立的单位

线程：进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。

- 关系：

一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.

相对进程而言，线程是一个更加接近于执行体的概念，它可以与同进程中的其他线程共享数据，但拥有自己的栈空间，拥有独立的执行序列。

- 区别：
进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其它进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但在进程切换时，耗费资源较大，效率要差一些。但对于一些要求同时进行并且又要共享某些变量的并发操作，只能用线程，不能用进程。

1) 简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程.

2) 线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高。

3) 另外，进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。

4) 线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。

5) 从逻辑角度来看，多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

- 优缺点：
线程和进程在使用上各有优缺点：

线程执行开销小，但不利于资源的管理和保护；

而进程正相反。

同时，线程适合于在SMP机器上运行，而进程则可以跨机器迁移。


# 参考文档

- [HashMap? ConcurrentHashMap? 相信看完这篇没人能难住你！](https://crossoverjie.top/2018/07/23/java-senior/ConcurrentHashMap/)

- [Java多线程之CAS](https://blog.csdn.net/u010412719/article/details/52053390)

- [Java中this和super的用法总结](https://www.cnblogs.com/hasse/p/5023392.html)