抽象类和接口有什么区别
- 定义和设计:抽象类是使用abstract关键字定义的类,可以包含抽象方法和非抽象方法,可以有实例变量和构造方法;接口通过interface关键字定义,只能包含抽象方法、默认方法和静态方法,不包含实例变量或构造方法。
- 继承关系:一个类只能继承自一个抽象类,但可以实现多个接口。继承抽象类体现的是"is-a"关系,而实现接口体现的是"can-do"关系。
- 构造方法:抽象类可以有构造方法,子类可以通过super()调用父类的构造方法;接口没有构造方法。
- 默认实现:抽象类可以包含非抽象方法,子类可以直接使用;接口可以包含默认方法,提供通用实现,子类可以选择重写或者使用默认实现。
- 设计目的:抽象类的设计目的是提供类的继承机制,实现代码复用,适用于拥有相似行为和属性的类;接口的设计目的是定义一组规范或契约,实现类遵循特定的行为和功能,适用于不同类之间的解耦和多态性实现。
BIO、NIO、AIO有什么区别
1. 阻塞与非阻塞:
○ BIO是阻塞式I/O模型,线程会一直被阻塞等待操作完成。
○ NIO是非阻塞式I/O模型,线程可以去做其他任务,当I/O操作完成时得到通知。
○ AIO也是非阻塞式I/O模型,不需要用户线程关注I/O事件,由操作系统通过回调机制处理。
2. 缓冲区:
○ BIO使用传统的字节流和字符流,需要为输入输出流分别创建缓冲区。
○ NIO引入了基于通道和缓冲区的I/O方式,使用一个缓冲区完成数据读写操作。
○ AIO则不需要缓冲区,使用异步回调方式进行操作。
3. 线程模型:
○ BIO采用一个线程处理一个请求方式,面对高并发时线程数量急剧增加,容易导致系统崩溃。
○ NIO采用多路复用器来监听多个客户端请求,使用一个线程处理,减少线程数量,提高系统性能。
○ AIO依靠操作系统完成I/O操作,不需要额外的线程池或多路复用器。
Java中的基本数据类型有哪些?它们的大小是多少?
在Java中,基本数据类型有以下几种:
- 整数类型:
-
- byte:1字节,在内存中范围为-128到127
- short:2字节,在内存中范围为-32768到32767
- int:4字节,在内存中范围为约-21亿到21亿
- long:8字节,在内存中范围为约-922亿亿到922亿亿
- 浮点数类型:
-
- float:4字节,在内存中约范围为±3.40282347E+38F(有效位数为6-7位)
- double:8字节,在内存中约范围为±1.79769313486231570E+308(有效位数为15位)
- 字符类型:
-
- char:2字节,在内存中范围为0到65535,表示一个Unicode字符
- 布尔类型:
-
- boolean:1位,在内存中只能表示true或false
上述大小是Java语言规范中定义的标准大小,表示它们在内存中占用的字节数。请注意,不同的编译器和平台可能会略有差异,但通常情况下这些标准大小是适用的。
Comparator与Comparable有什么区别
Comparator和Comparable都是Java中用于对象排序的接口,它们之间有一些关键的区别。
Comparable接口是在对象自身的类中实现的,它定义了对象的自然排序方式。一个类实现了Comparable接口后,可以使用compareTo方法来比较当前对象和其他对象的大小关系。这个接口只能在对象自身的类中实现,不需要额外的比较器。
Comparator接口是一个独立的比较器,它可以用于对不同类的对象进行排序。Comparator接口允许在对象类之外创建一个单独的比较器类或匿名类,并使用它来定义对象的排序规则。比较器通过实现compare方法来比较两个对象的大小关系。
因此,主要区别如下:
- Comparable接口是在对象自身的类中实现,定义了对象的自然排序方式。
- Comparator接口是一个单独的比较器,定义了用于排序的规则,可以用于不同类的对象排序。
- Comparable是内部排序,对象的类必须实现Comparable接口才能进行排序。
- Comparator是外部排序,可以独立定义排序规则,并与任何类的对象一起使用。
String类能被继承吗,为什么
在Java中,String类是被final关键字修饰的,即不可继承。final关键字表示一个类不允许被其他类继承,也就是说,String类不能被任何其他类继承。
这是因为String类具有不可变性和安全性,这些特性可以防止一些潜在的问题,如字符串池中的重用和安全性漏洞。
int和Integer的区别
- 数据类型:int是Java的基本数据类型,而Integer是int的包装类,属于引用类型。
- 可空性:int是基本数据类型,它不能为null。而Integer是一个对象,可以为null。
- 自动装箱与拆箱:int可以直接赋值给Integer,这个过程称为自动装箱;而Integer也可以直接赋值给int,这个过程称为自动拆箱。
- 性能和内存开销:由于int是基本数据类型,它的值直接存储在栈内存中,占用的空间较小且访问速度快。而Integer是对象,它的值存储在堆内存中,占用的空间相对较大,并且访问速度较慢。因此,频繁使用的整数推荐使用int,不需要使用对象特性时可以避免使用Integer。
Java中的异常处理机制是怎样的
异常是在程序执行过程中可能出现的错误或意外情况。它们通常表示了程序无法正常处理的情况,如除零错误、空指针引用、文件不存在等。
- 使用try块包裹可能会抛出异常的代码块。一旦在try块中发生了异常,程序的控制流会立即跳转到与之对应的catch块。
- 在catch块中,可以指定捕获特定类型的异常,并提供相应的处理逻辑。如果发生了指定类型的异常,程序会跳转到相应的catch块进行处理。一个try块可以有多个catch块,分别处理不同类型的异常。
- 如果某个catch块成功处理了异常,程序将继续执行catch块之后的代码。
- 在catch块中,可以通过throw语句重新抛出异常,将异常交给上一级的调用者处理。
- 可以使用finally块来定义无论是否发生异常都需要执行的代码。finally块中的代码始终会被执行,无论异常是否被捕获。
说说反射用途及实现原理
反射是Java语言中一项强大而灵活的特性,它允许程序在运行时动态地获取和操作类的信息。通过反射,我们可以在编译时未知的情况下,获取类的构造函数、方法、字段,并在运行时动态地创建对象、调用方法以及访问和修改字段的值。
反射的应用有很多方面。首先,它提供了一种动态加载类的机制,使得我们可以在运行时根据需要加载外部的类和资源,实现插件化的架构。
其次,反射能够实现对象的动态创建和初始化。通过获取类的构造函数,并调用newInstance()方法,我们可以在运行时动态地创建对象,而不需要提前知道具体的类名。
另外,通过反射可以动态地调用类的方法。我们可以获取类的方法对象,并使用invoke()方法来调用这些方法,甚至可以调用私有方法。
反射还允许我们获取类的字段信息,并在运行时对其进行读取和修改。通过获取字段对象并使用get()和set()方法,我们可以访问和修改类的字段,包括私有字段。
此外,反射还提供了检查类的注解、泛型信息以及父类和接口的能力,为框架开发和工具编写提供了便利。
Java 创建对象有几种方式
- 使用new关键字:这是最常见的创建对象的方式。通过调用类的构造函数,使用new关键字可以在内存中分配一个新的对象。
- 使用反射:Java的反射机制允许在运行时动态地创建对象。通过获取类的Class对象,并调用其构造函数,可以实现对象的创建。
- 使用newInstance()方法:某些类提供了newInstance()方法来创建对象,这种方式只适用于具有默认无参构造函数的类。
- 使用clone()方法:如果类实现了Cloneable接口,就可以使用clone()方法创建对象的副本。
- 使用对象的反序列化:通过将对象序列化到一个字节流中,然后再进行反序列化,可以创建对象的副本。
如何实现线程的同步
- 使用synchronized关键字:通过在方法或代码块前加上synchronized关键字,确保同一时间只有一个线程可以执行标记为同步的代码。这样可以避免多个线程同时访问共享资源造成的数据不一致问题。
- 使用ReentrantLock类:它是一个可重入锁,通过调用lock()和unlock()方法获取和释放锁。与synchronized不同,ReentrantLock提供了更灵活的同步控制,例如可实现公平性和试锁等待时间。
- 使用wait()、notify()和notifyAll()方法:这些方法是Object类的方法,允许线程间进行协作和通信。通过调用wait()方法使线程进入等待状态,然后其他线程可以通过notify()或notifyAll()方法唤醒等待的线程。
- 使用CountDownLatch和CyclicBarrier:它们是并发工具类,用于线程之间的同步和等待。CountDownLatch可用于等待一组线程完成操作,而CyclicBarrier用于等待一组线程互相达到屏障位置。
Java中的集合框架有哪些核心接口
- Collection接口:是集合框架中最通用的接口,用于表示一组对象。它是List、Set和Queue接口的父接口,定义了对集合进行基本操作的方法。
- List接口:表示一个有序的、可重复的集合。List接口的实现类可以根据元素的插入顺序访问和操作集合中的元素。常见的List接口的实现类有ArrayList、LinkedList和Vector。
- Set接口:表示一个无序的、不可重复的集合。Set接口的实现类不能包含重复的元素。常见的Set接口的实现类有HashSet、TreeSet和LinkedHashSet。
- Queue接口:表示一个先进先出的集合。Queue接口的实现类通常用于实现队列数据结构。常见的Queue接口的实现类有LinkedList和PriorityQueue。
- Map接口:表示一个键值对的映射集合。Map接口中的每个元素由一个键和一个值组成,并且每个键只能在Map中出现一次。常见的Map接口的实现类有HashMap、TreeMap和LinkedHashMap。
HashMap和Hashtable有什么区别
- 线程安全性:Hashtable是线程安全的,而HashMap是非线程安全的。Hashtable通过在每个方法前加上synchronized关键字来保证线程安全性,而HashMap则没有实现这种机制。
- null值:Hashtable不允许键或值为null,否则会抛出NullPointerException异常。而HashMap可以存储key和value为null的元素。
- 继承和接口实现:Hashtable继承自Dictionary类,而HashMap则继承自AbstractMap类并实现了Map接口。
- 初始容量和扩容机制:Hashtable在创建时必须指定容量大小,且默认大小为11。而HashMap可以在创建时不指定容量大小,系统会自动分配初始容量,并采用2倍扩容机制。
- 迭代器:迭代器 Iterator 对 Hashtable 是安全的,而 Iterator 对 HashMap 不是安全的,因为迭代器被设计为工作于一个快照上,如果在迭代过程中其他线程修改了 HashMap,则会抛出并发修改异常。
说说你对内部类的理解
- 成员内部类:定义在一个类的内部,并且不是静态的。成员内部类可以访问外部类的所有成员,包括私有成员。在创建内部类对象时,需要先创建外部类对象,然后通过外部类对象来创建内部类对象。
- 静态内部类:定义在一个类的内部,并且是静态的。与成员内部类不同,静态内部类不能访问外部类的非静态成员,但可以访问外部类的静态成员。在创建静态内部类对象时,不需要先创建外部类对象,可以直接通过类名来创建。
- 局部内部类:定义在一个方法或作用域块中的类,它的作用域被限定在方法或作用域块中。局部内部类可以访问外部方法或作用域块中的 final 变量和参数。
- 匿名内部类:没有定义名称的内部类,通常用于创建实现某个接口或继承某个类的对象。匿名内部类会在定义时立即创建对象,因此通常用于简单的情况,而不用于复杂的类结构。
说说你对lambda表达式的理解
Lambda表达式是Java 8引入的一种简洁的语法形式,用于表示匿名函数。它可以作为参数传递给方法或函数接口,并且可以在需要函数式编程特性的地方使用。
Lambda表达式的语法类似于(参数列表) -> 表达式或代码块。参数列表描述了输入参数,可以省略类型,甚至括号。箭头符号将参数列表与表达式或代码块分隔开来。
Lambda表达式具有以下特点:
- 简洁:相较于传统的匿名内部类,Lambda表达式更加简洁,能用更少的代码实现相同功能。
- 函数式编程:支持函数作为一等公民进行传递和操作。
- 闭包:可以访问周围的变量和参数。
- 方法引用:可以通过引用已存在的方法进一步简化。
Lambda表达式的应用场景包括:
- 集合操作:对集合元素进行筛选、映射、排序等操作,使代码简洁和可读。
- 并行编程:利用Lambda表达式简化并发编程的复杂性。
- 事件驱动模型:作为回调函数响应用户输入或系统事件。
说说你对泛型的理解
泛型是Java中的一个特性,它允许我们在定义类、接口或方法时使用类型参数,以实现代码的通用性和安全性。泛型的目的是在编译时进行类型检查,并提供编译期间的类型安全。
泛型的理解包括以下几个方面:
首先,泛型提供了代码重用和通用性。通过使用泛型,我们可以编写可重用的代码,可以在不同的数据类型上执行相同的操作。这样,我们可以避免重复编写类似的代码,提高了开发效率。
其次,泛型强调类型安全。编译器可以在编译时进行类型检查,阻止不符合类型约束的操作。这样可以避免在运行时出现类型错误的可能,增加了程序的稳定性和可靠性。
另外,使用泛型可以避免大量的类型转换和强制类型转换操作。在使用泛型集合类时,不需要进行强制类型转换,可以直接获取正确的数据类型,提高了代码的可读性和维护性。
此外,泛型还可以在编译时进行类型检查,提前发现潜在的类型错误。这种类型检查是在编译时进行的,避免了一些常见的运行时类型异常,减少了错误的可能性。
最后,泛型可以增加代码的可读性和可维护性。通过使用泛型,我们可以明确指定数据类型,并在代码中表达清晰,使得其他开发人员更容易理解代码的意图和功能。
notify()和 notifyAll()有什么区别
在Java中,notify()和notifyAll()都属于Object类的方法,用于实现线程间的通信。
notify()方法用于唤醒在当前对象上等待的单个线程。如果有多个线程同时在某个对象上等待(通过调用该对象的wait()方法),则只会唤醒其中一个线程,并使其从等待状态变为可运行状态。具体是哪个线程被唤醒是不确定的,取决于线程调度器的实现。
notifyAll()方法用于唤醒在当前对象上等待的所有线程。如果有多个线程在某个对象上等待,调用notifyAll()方法后,所有等待的线程都会被唤醒并竞争该对象的锁。其中一个线程获得锁后继续执行,其他线程则继续等待。
需要注意的是,notify()和notifyAll()方法只能在同步代码块或同步方法内部调用,并且必须拥有与该对象关联的锁。否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。
Strings 与new String有什么区别
Java中字符串可以通过两种方式创建:使用字符串字面量直接赋值给变量或使用关键字new创建一个新的String对象。它们之间有以下区别:
首先,使用字符串字面量赋值给变量时,Java会使用字符串常量池来管理字符串对象,可以提高性能和节省内存。而使用new String创建的字符串对象则在堆内存中独立分配内存空间,每次调用都会创建一个新的对象,因此内存消耗更大。
其次,使用字符串字面量赋值给变量的字符串是不可变的,即不能改变其内容。而使用new String创建的字符串对象是可变的,可以通过调用方法或者使用赋值运算符修改其内容。
最后,使用字符串字面量赋值给变量的字符串比较时,如果多个变量引用相同的字符串字面量,则它们实际上引用的是同一个对象,因此比较它们的引用时将返回true。而使用new String创建的字符串对象,即使内容相同,它们也是不同的对象,因此比较它们的引用时将返回false。
反射中,Class.forName和ClassLoader的区别
Class.forName和ClassLoader是Java反射中用于加载类的两种不同方式。
Class.forName是一个静态方法,通过提供类的完全限定名,在运行时加载类。此方法还会执行类的静态初始化块。如果类名不存在或无法访问,将抛出ClassNotFoundException异常。
ClassLoader是一个抽象类,用于加载类的工具。每个Java类都有关联的ClassLoader对象,负责将类文件加载到Java虚拟机中。ClassLoader可以动态加载类,从不同来源加载类文件,如本地文件系统、网络等。
两者区别如下:
- Class.forName方法由java.lang.Class类调用,负责根据类名加载类,并执行静态初始化。
- ClassLoader是抽象类,提供了更灵活的类加载机制,可以自定义类加载过程,从不同来源加载类文件。
一般情况下,推荐使用ClassLoader来加载和使用类,因为它更灵活,并避免执行静态初始化的副作用。Class.forName主要用于特定场景,如加载数据库驱动程序。
JDK动态代理与CGLIB实现的区别
- JDK动态代理是基于接口的代理技术,要求目标类必须实现一个或多个接口。它使用java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口来生成代理类和处理代理方法的调用。在运行时,JDK动态代理会动态生成一个代理类,该代理类实现了目标接口,并在方法调用前后插入额外的代码(即代理逻辑)。然而,JDK动态代理只能代理接口,无法代理普通的类。
- CGLIB是基于继承的代理技术,可以代理普通的类,不需要目标类实现接口。它使用字节码生成库,在运行时通过生成目标类的子类来实现代理。CGLIB通过继承目标类创建一个子类,并重写目标方法,以在方法调用前后插入额外的代码(即代理逻辑)。但是,由于继承关系,CGLIB无法代理被标记为final的方法。
总的来说,JDK动态代理适用于基于接口的代理需求,而CGLIB适用于代理普通类的需求。选择使用哪种代理方式取决于具体的需求。如果目标类已经实现了接口且需要基于接口进行代理,可以选择JDK动态代理。而如果目标类没有实现接口,或者需要代理普通类的方法,可以选择CGLIB。
深拷贝和浅拷贝区别
- 拷贝的程度:
-
- 浅拷贝只拷贝对象的引用,不创建新的对象实例。拷贝后的对象与原始对象共享同一份数据,对其中一个对象的修改会影响到另一个对象。
- 深拷贝创建一个全新的对象实例,并将原始对象的所有属性值复制到新对象中。拷贝后的对象与原始对象是独立的,对任一对象的修改不会影响另一个对象。
- 对象引用:
-
- 浅拷贝只复制对象引用,新旧对象仍然指向同一块内存空间,修改其中一个对象的属性会影响另一个对象。
- 深拷贝会复制对象本身以及对象引用指向的其他对象,所有对象的引用都将指向全新的内存空间。
- 性能开销:
-
- 浅拷贝的性能开销较小,因为仅复制对象的引用。
- 深拷贝的性能开销较大,因为需要创建新的对象实例并复制所有属性。
谈谈自定义注解的场景及实现
自定义注解是Java语言的一个强大特性,可以为代码添加元数据信息,提供额外配置或标记。它适用于多种场景。
- 配置和扩展框架:通过自定义注解,可以为框架提供配置参数或进行扩展。例如,Spring框架中的@Autowired注解用于自动装配依赖项,@RequestMapping注解用于映射请求到控制器方法。
- 运行时检查:自定义注解可在运行时对代码进行检查,并进行相应处理。例如,JUnit框架的@Test注解标记测试方法,在运行测试时会自动识别并执行这些方法。
- 规范约束:自定义注解用于规范代码风格和约束。例如,Java代码规范检查工具Checkstyle可使用自定义注解标记违规行为。
实现自定义注解的步骤如下:
- 使用@interface关键字定义注解。
- 可在注解中定义属性,并指定默认值。
- 根据需求,可添加元注解来控制注解的使用方式。
- 在代码中使用自定义注解。
- 使用反射机制解析注解信息。
说说你对设计模式的理解
设计模式是一套经过验证的、被广泛应用于软件开发中的解决特定问题的重复利用的方案集合。它们是在软件开发领域诸多经验的基础上总结出来的,是具有普适性、可重用性和可扩展性的解决方案。
设计模式通过抽象、封装、继承、多态等特性帮助我们设计出高质量、易扩展、易重构的代码,遵循面向对象的设计原则,如单一职责、开闭原则、依赖倒置、里氏替换等,从而提高代码的可维护性、可测试性和可读性。
设计模式的优点在于它们已经被广泛验证,可以避免一些常见的软件开发问题,同时也提供了一种标准化的方案来解决这些问题。使用设计模式可以提高代码的复用性,减少代码的重复编写,增加代码的灵活性和可扩展性。设计模式还能降低项目的风险,提高系统的稳定性。
不过,设计模式不是万能的,对于简单的问题,可能会使代码变得过于复杂,甚至导致反效果。
在使用设计模式时,需要根据具体的问题需求和实际情况来选择合适的模式,避免滥用模式,并保持代码的简洁、清晰和可读性。
设计模式是如何分类的
根据应用目标,设计模式可以分为创建型、结构型和行为型。
- 创建型模式是关于对象创建过程的总结,包括单例、工厂、抽象工厂、建造者和原型模式。
- 结构型模式是针对软件设计结构的总结,包括桥接、适配器、装饰者、代理、组合、外观和享元模式。
- 行为型模式是从类或对象之间交互、职责划分等角度总结的模式,包括策略、解释器、命令、观察者、迭代器、模板方法和访问者模式。
抽象工厂和工厂方法模式的区别
- 抽象工厂模式提供一个接口,用于创建一系列相关或相互依赖的对象,而无需指定具体的类。它适用于需要一次性创建多个相关对象,以形成一个产品族。抽象工厂模式通常由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品组成。通过切换具体工厂实现类,可以改变整个产品族。
- 工厂方法模式将对象的创建延迟到子类中进行。它定义一个用于创建对象的抽象方法,由子类决定具体实例化哪个类。工厂方法模式适用于需要根据不同条件动态地创建不同类型的对象。它通常由抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品组成。通过切换具体工厂子类,可以改变单个产品。
总的来说,抽象工厂模式更关注一系列相关对象的创建,用于创建产品族;工厂方法模式更关注单个对象的创建,用于根据不同条件创建不同类型的对象。
什么是值传递和引用传递
值传递和引用传递是程序中常用的参数传递方式。
- 值传递是指在函数调用时,将实际参数的值复制一份传递给形式参数,在函数内对形式参数的修改不会影响到实际参数的值。这意味着函数内部对形参的改变不会影响到函数外部的变量。在值传递中,对形参的修改只作用于函数内部。
- 引用传递是指在函数调用时,将实际参数的引用或地址传递给形式参数,函数内部对形参的修改会影响到实际参数。这意味着函数内部对形参的改变会影响到函数外部的变量。在引用传递中,对形参的修改会直接作用于函数外部的变量。
如何实现对象克隆
- 浅拷贝:通过创建一个新对象,并将原对象的非静态字段值复制给新对象实现。新对象和原对象共享引用数据。在Java中,可以使用clone()方法实现浅拷贝。要实现一个类的克隆操作,需要满足以下条件:
-
- 实现Cloneable接口。
- 重写Object类的clone()方法,声明为public访问权限。
- 在clone()方法中调用super.clone(),并处理引用类型字段。
- 深拷贝:通过创建一个新对象,并将原对象的所有字段值复制给新对象,包括引用类型数据。新对象和原对象拥有独立的引用数据。实现深拷贝有以下方式:
-
- 使用序列化和反序列化实现深拷贝,要求对象及其引用类型字段实现Serializable接口。
- 自定义拷贝方法,递归拷贝引用类型字段。
synchronized的实现原理
synchronized是Java语言中最基本的线程同步机制,它通过互斥锁来控制线程对共享变量的访问。
- synchronized的实现基础是对象内部的锁(也称为监视器锁或管程),每个锁关联着一个对象实例。
- 当synchronized作用于某个对象时,它就会尝试获取这个对象的锁,如果锁没有被其他线程占用,则当前线程获取到锁,并可以执行同步代码块;如果锁已经被其他线程占用,那么当前线程就会阻塞在同步块之外,直到获取到锁才能进入同步块。
- synchronized还支持作用于类上,此时它锁住的是整个类,而不是类的某个实例。在这种情况下,由于只有一个锁存在,所以所有使用该类的线程都需要等待锁的释放。
- 在JVM内部,每个Java对象都有头信息,其中包含了对象的一些元信息和状态标志。synchronized通过修改头信息的状态标志来实现锁的获取和释放。
- synchronized还支持可重入性,即在同一个线程中可以多次获取同一个锁,这样可以避免死锁问题。
- Java虚拟机会通过锁升级的方式来提升synchronized的效率,比如偏向锁、轻量级锁和重量级锁等机制,使得在竞争不激烈的情况下,synchronized的性能可以达到与非同步代码相当的水平。
synchronized锁优化
synchronized还有一种重要的优化方式,即锁的优化技术。在Java 6及以上版本中,JVM引入了偏向锁、轻量级锁和重量级锁的概念来提高锁的性能。这些优化方式的原理如下:
- 偏向锁:偏向锁是指当一个线程获取到锁之后,会在对象头中记录下该线程的标识,下次再进入同步块时,无需进行额外的加锁操作,从而提高性能。
- 轻量级锁:当多个线程对同一个锁进行争夺时,JVM会使用轻量级锁来避免传统的重量级锁带来的性能消耗。它采用自旋的方式,即不放弃CPU的执行时间,尝试快速获取锁,避免线程阻塞和上下文切换的开销。
- 重量级锁:当多个线程对同一个锁进行强烈争夺时,JVM会升级为重量级锁,此时线程会进入阻塞状态,等待锁的释放。这种方式适用于竞争激烈的情况,但会带来较大的性能开销。
ThreadLocal是Java中的一个类,用于在多线程环境下实现线程局部变量存储。它提供了一种让每个线程都拥有独立变量副本的机制,从而避免了多线程之间相互干扰和竞争的问题。
在多线程编程中,共享变量的访问往往需要考虑线程安全性和数据隔离问题。ThreadLocal通过为每个线程创建独立的变量副本来解决这些问题。每个线程可以独立地对自己的变量副本进行操作,而不会影响其他线程的副本。
ThreadLocal的核心思想是以"线程"为作用域,在每个线程内部维护一个变量副本。它使用Thread对象作为Key,在内部的数据结构中查找对应的变量副本。当通过ThreadLocal的get()方法获取变量时,实际上是根据当前线程获取其对应的变量副本;当通过set()方法设置变量时,实际上是将该值与当前线程关联,并存储在内部的数据结构中。
- 内存泄漏:在使用完ThreadLocal后,应及时调用remove()方法清理与当前线程相关的变量副本,避免长时间持有引用导致内存泄漏。
- 线程安全性:ThreadLocal本身并不解决多线程并发访问共享变量的问题,需要额外的同步机制来保证线程安全性。
- 数据隔离:ThreadLocal适用于多线程环境下需要保持变量独立性的场景,可以避免使用传统的同步方式对共享变量进行操作,提高并发性能。
ThreadLocal有哪些应用场景
ThreadLocal是Java中的一个类,它提供了一种在多线程环境下实现线程局部变量存储的机制。
它的应用场景包括线程池、Web开发中的请求上下文信息管理、数据库连接管理和日志记录等等。
在线程池中,可以使用ThreadLocal为每个线程维护独立的上下文信息,避免线程间互相干扰。
在Web开发中,可以使用ThreadLocal存储当前请求的上下文信息,避免参数传递的复杂性。
在数据库连接管理中,ThreadLocal可以为每个线程保持独立的数据库连接,提高并发性能。
在日志记录中,ThreadLocal可以将日志记录与当前线程关联起来,方便追踪和排查问题。
此外,ThreadLocal还可以用于在线程之间传递全局的上下文信息。
在使用ThreadLocal时需要注意内存泄漏问题和线程安全性,及时清理不再需要的变量副本,并采取适当的同步措施保证线程安全。通过合理使用ThreadLocal,可以简化多线程编程,提高程序的性能和可维护性。
讲讲你对CountDownLatch的理解
CountDownLatch是Java中用于多线程协作的辅助类,它可以让一个或多个线程等待其他线程完成某个任务后再继续执行。
CountDownLatch通过一个计数器来实现,计数器的初始值可以设置为等待的线程数量。每个线程在完成任务后都会调用countDown()方法来减少计数器的值。当计数器的值减至0时,等待在CountDownLatch上的线程就会被唤醒,可以继续执行后续的操作。
CountDownLatch的主要作用是协调多个线程的执行顺序,使得某个线程(或多个线程)必须等待其他线程完成后才能继续执行。它常用于以下场景:
- 主线程等待多个子线程完成任务:主线程可以使用await()方法等待所有子线程完成,然后进行结果的汇总或其他操作。
- 多个线程等待外部事件的发生:多个线程可以同时等待某个共同的事件发生,比如等待某个资源准备就绪或者等待某个信号的触发。
- 控制并发任务的同时开始:在某些并发场景中,需要等待所有线程都准备就绪后才能同时开始执行任务,CountDownLatch提供了一种便捷的方式来实现这一需求。
如何优雅的删除HashMap元素
1.使用增强 for 循环删除
/**
* 使用 for 循环删除
*/
public void remove1() {
Set<Map.Entry<String, String>> entries = new CopyOnWriteArraySet<>(initMap.entrySet());
for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {
if ("王五".equals(entry.getValue())) {
initMap.remove(entry.getKey());
}
}
System.out.println(initMap);
}
2.使用 removeIf 删除(推荐使用)
/**
* 使用 removeIf 删除
*/
public void remove4() {
initMap.entrySet().removeIf(entry -> "王五".equals(entry.getValue()));
System.out.println(initMap);
}
鱼和熊掌不可兼得之CAP定理
什么是 CAP 定理?
CAP 定理是一个分布式系统设计的基本原则。它指出,在一个分布式系统中,无法同时满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition tolerance)三个特性。
一致性 C:每次请求都会获取最新的数据或错误。
- 在网络分区期间,系统会保持对于客户端的读操作要么返回最新的数据,要么返回错误。
可用性 A:每个请求都会得到响应,但不能保证其中包含最新写入。
- 无论何时,任何客户端的请求都应该能够得到有效的响应数据,而不会出现响应错误。即使在网络分区期间,系统也会确保对客户端的请求进行响应。不管数据是否为最新。
分区容错性 P:节点之间的网络出现问题之后,系统仍在继续运行。
- 由于网络不可靠,当消息丢失或延迟到达时,系统仍会继续提供服务而不会挂掉。分区容忍性意味着系统会继续运行,并努力恢复网络分区后的一致性。
CAP 为什么不能兼得?
这是因为在网络分区发生时,为了保证系统的可用性和分区容忍性,系统必须允许分区内的节点继续提供服务。而为了保证一致性,所有节点之间需要相互协调和同步,以确保数据的一致性。然而,在网络分区发生时,由于消息传递的延迟、丢失等问题,无法保证所有节点之间的即时一致性。
所以,当发生网络分区时,分布式系统必须在可用性和一致性之间做出折衷选择。具体来说,系统可以选择在网络分区期间放弃一致性,以保证可用性和分区容忍性,这是常见的解决方案。或者系统可以放弃可用性,在网络分区期间停止对外提供服务,等待分区恢复后再提供一致性的数据。
AP、CP 如何理解?
AP(可用性与分区容忍性):系统能够在网络故障或部分节点失效的情况下继续可用。它侧重于保证系统的稳定性和用户的访问体验。
- 想象你正在使用一个社交媒体应用,这个应用具有AP属性。即使网络断开或某些服务器出现问题,你仍然可以浏览和发布动态,与朋友互动,尽管可能会遇到一些延迟或数据同步的问题。重点是,你可以随时使用该应用程序,即使在网络不稳定的情况下也能够完成基本操作。
CP(一致性与分区容忍性):系统保证所有节点上的数据一致性,即使在网络分区时也能保持数据的一致性。它侧重于保持数据的准确性和一致性。
- 举个例子,假设你正在使用一个在线购物应用,这个应用具有CP属性。当你下订单时,系统会确保将订单信息同步到所有节点,以确保数据的一致性。如果发生网络分区,系统可能会暂停交易,直到网络恢复正常,并确保所有节点上的订单数据是一致的。这样可以避免出现因网络问题而导致订单丢失或重复的情况。