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java 面试题
阅读量:662 次
发布时间:2019-03-15

本文共 2352 字,大约阅读时间需要 7 分钟。

1. HashMap与TreeMap的区别?(按有序与无序分别探讨)

HashMap和TreeMap是Java集合中两种常见的映射结构,但它们在功能和行为上有显著的差异。

从有序与无序的角度

HashMap是通过hashcode()对其内容进行快速查找的数据结构,其元素是没有顺序的。与之相反,TreeMap中的所有元素都有某一固定顺序,如果需要获取一个有序的结果,就应该使用TreeMap。

从使用角度

HashMap主要适用于快速插入、删除和定位元素操作,而TreeMap则常用于按自然顺序或自定义顺序遍历键。


2. ConcurrentHashMap是什么?

ConcurrentHashMap是一种支持并发访问的哈希表,它通过内部的锁机制确保在多线程环境下的安全性。传统的HashMap在并发条件下存在线程安全问题(如部分操作可能导致死循环或数据不一致),而ConcurrentHashMap通过ynchronized块和其他机制解决了这些问题。


3. 多线程的基本概念?如何创建?

多线程程序的核心是通过采用线程池或手动创建Thread对象来实现多个任务同时执行。Java提供了几种创建线程的方式:

  • new Thread()方法:直接创建Thread对象并指定目标方法。
  • ThreadFactory和ExecutorService`:通过线程工厂或执行器服务创建多线程池。

  • 4. JVM内存布局

    JVM的内存布局通常包括以下几个部分:

  • 程序计数器(PC Register):记录当前线程执行的位置。
  • 本地方法栈(Native Method Stack):用于本地方法(如 JNI 调用)执行的线程栈。
  • 方法区(Method Area):存储类信息、常量以及静态变量。
  • 堆(Heap):用于动态分配的对象实例存储。

  • 5. 堆与栈的作用?

    堆和栈(通常称为“堆”和“栈”)是Java虚拟机中两种主要的内存分配结构,主要区别如下:

  • 管理方式

    • 栈由操作系统自动管理,无需程序员控制;堆则需要程序员手动申请和释放,容易产生内存泄漏。
  • 空间大小

    • Stack的大小通常较小(如64位系统下的默认值为1MB或10MB),而Heap可以按需扩展到虚拟内存的大小。
  • 生长方向

    • Heap内存空间从低到高不断分配;Stack则从高到低,类似于栈式结构。
  • 分配方式

    • Stack分配有静态分配和动态分配(如alloca),而Heap的行为更为动态,其使用malloc()new进行分配。
  • 性能特征

    • Stack的性能更高效,因为它leveraging操作系统的内存管理;Heap则受限于内核的功能,性能相对较低。

  • 6. 垃圾回收机制的类型?在什么场景下使用?

    垃圾回收机制在Java中有多种实现方式,主要有以下几个类型:

  • 标记-清除(Mark-Sweep):通过标记无用对象并批量回收,适用于内存较大的场景。
  • 复制算法(Copying Algorithm):将存活对象复制到逻辑上更高效的区域,适合内存压力大的情况。
  • 标记-整理(Mark-Compact):优化标记过程,将不需要的对象直接合并回收,减少内存碎片。
  • 这些算法通常用于处理对象堆中的内存。如果你想进一步了解垃圾回收器的工作原理,可以深入探讨其管理策略。


    7. 线程的状态及使用周期?

    线程状态有多种形式,其主要状态包括:

  • 新态(New):线程被创建但尚未启动。
  • 运行态(Running):线程正处于执行任务阶段。
  • 阻塞态(Blocked):线程在等待I/O操作或其他外部同步操作。
  • 等待态(Waiting):线程在等待某个条件(如互斥锁)的通知。
  • 终止态(Terminated):线程已完成任务或被强行终止。
  • 线程的生命周期从创建到终止,通常是“新态”→“运行态”→…→“终止态”。


    8. RPC机制?

    分发procedure(处理流程)调用(Remote Procedure Call),即RPC机制。它通过局域网传输数据包,将远程调用转化为本地函数执行。常见实现包括TCP协议、HTTP协议等,适用于不同网络环境下的需求。


    9. 排序算法:插入、选择、归并、交换?时间复杂度及适用情况

    不同排序算法有不同的时间复杂度和适用场景。以下是几种常见算法的比较:

    • 插入排序(Insertion Sort)

      • 时间复杂度:(O(n^2))
      • 适用情况:对小规模数据或需要稳定排序的场景(如需要保持原有元素的顺序)。
    • 选择排序(Selection Sort)

      • 时间复杂度:(O(n^2))
      • 适用情况:对数据范围较小或需要快速找到最小值的场景。
    • 归并排序(Merge Sort)

      • 时间复杂度:(O(n \log n))
      • 适用情况:对大规模数据或需要并发排序的场景。
    • 快速排序(Quick Sort)

      • 时间复杂度:平均复杂度(O(n \log n)),最坏情况(O(n^2))
      • 适用场景:适合大部分数据排序,内部节点划分均匀的情况下效率较高。

    这些算法的时间复杂度在不同情况下的表现也会有所变化。

    最劣情况:

    • 插入排序和选择排序在最坏情况下的时间复杂度为(O(n^2)),性能较差。如果需要更高效的算法,可以选择归并排序或快速排序。

    10. 快速排序:递归与非递归实现?

    快速排序的实现方式主要有两种:递归和非递归。

    递归实现

    递归实现是传统的高效方法,代码较为简洁。通过基准元素找到分割点,并递归对左右子数组进行排序。

    非递归实现

    非递归实现通过提升算法的稳定性和避免递归的嵌套。常见方法包括单(now)指针技术或多路归并算法等,以压减对分裂次数的敏感性。

    两种方法各有优劣,非递归实现的稳定性较好,但对内存有更高要求。选择哪种方式取决于具体的性能需求。

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