java技術(shù)總結(jié)

知其然，不知其所以然 ！在技術(shù)的海洋里，遨游！

做一個積極的人

編碼、改bug、提升自己

我有一個樂園，面向編程，春暖花開！

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本篇以一些問題開頭，請先不看答案，自己思考一下，看一下你能回答上來多少! 本文內(nèi)容較多，可以收藏后查看！

思考一下

1、都說String是不可變的，為什么我可以這樣做呢? String a = "1"; a = "2";

2、HashMap的實現(xiàn)原理 ?

3、寫出三種單例模式，如果能考慮線程安全最好?

4、ArrayList和LinkedList有什么區(qū)別 ?

5、什么是線程安全，為什么會出現(xiàn)線程安全問題？

6、實現(xiàn)線程的二種方式？

7、Lock與Synchronized的區(qū)別?

8、JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu) ?

9、請解釋如下jvm參數(shù)的含義：

-server -Xms512m -Xmx512m -Xss1024K -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=512m -XX:MaxTenuringThreshold=20 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

10、數(shù)據(jù)庫隔離級別有哪些，各自的含義是什么，MYSQL默認的隔離級別是是什么？

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1、都說String是不可變的，為什么我可以這樣做呢，String a = "1";a = "2";

先看一段代碼，然后通過代碼和一幅圖進行講解!

public class StringTest { public static void main(String[] args) { String s = "ABCabc"; System.out.println("s1.hashCode() = " + s.hashCode() + "--" + s); s = "123456"; System.out.println("s2.hashCode() = " + s.hashCode() + "--" + s); //運行后輸出的結(jié)果不同，兩個值的hascode也不一致， //說明設(shè)置的值在內(nèi)存中存儲在不同的位置 }}

【首先創(chuàng)建一個String對象s，然后讓s的值為“ABCabc”， 然后又讓s的值為“123456”。 從打印結(jié)果可以看出，s的值確實改變了。那么怎么還說String對象是不可變的呢？

其實這里存在一個誤區(qū)： s只是一個String對象的引用，并不是對象本身。對象在內(nèi)存中是一塊內(nèi)存區(qū)，成員變量越多，這塊內(nèi)存區(qū)占的空間越大。引用只是一個4字節(jié)的數(shù)據(jù)，里面存放了它所指向的對象的地址，通過這個地址可以訪問對象。

也就是說，s只是一個引用，它指向了一個具體的對象，當s=“123456”; 這句代碼執(zhí)行過之后，又創(chuàng)建了一個新的對象“123456”， 而引用s重新指向了這個心的對象，原來的對象“ABCabc”還在內(nèi)存中存在，并沒有改變。內(nèi)存結(jié)構(gòu)如下圖所示：

---圖片摘自【Java中的String為什么是不可變的？ -- String源碼分析】

• 相關(guān)參考文章

1：【知乎-胖胖 回答】如何理解 String 類型值的不可變？： https://www.zhihu.com/question/20618891

2：8 張圖理解 Java ：https://mp.weixin.qq.com/s/nidDtGZ9P-YJaXSxvZPv_w

一圖講解String

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2、HashMap的實現(xiàn)原理

HashMap 我之前的專欄中也有寫過，分析HashMap要注意JDK版本，jdk1.7和jdk1.8中底層的實現(xiàn)就有不同。

說簡單點HashMap是一個集合，通過put(key,value)存儲數(shù)據(jù)，然后使用get(key)獲取數(shù)據(jù)。

實現(xiàn)原理是基于hashing原理，使用hash算法實現(xiàn)。 jdk1.7 數(shù)組+鏈表 jdk1.8 數(shù)組+鏈表+紅黑樹

• 詳情可參考下面博文：
• java集合系列——Map之HashMap介紹(八): http://blog.csdn.net/u010648555/article/details/60324303 HashMap的工作原理 : http://www.importnew.com/7099.html Java8系列之重新認識HashMap : http://www.importnew.com/20386.html

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3、寫出三種單例模式，如果能考慮線程安全最好

首先總結(jié)目前實現(xiàn)單例模式的方式有以下五種：

• 餓漢式，線程安全
• 懶漢式，線程不安全(注意加synchronized，變線程安全)
• 雙重檢驗鎖(注意將instance 變量聲明成 volatile，并注意jdk版本大于等于1.5)
• 靜態(tài)內(nèi)部類 ，線程安全
• 枚舉，線程安全

注：推薦使用后面三種

具體代碼就不一一寫了：如果想了解具體的代碼如何寫，點擊下面：

你真的會寫單例模式嗎——Java實現(xiàn)： http://www.importnew.com/18872.html

• 雙重檢驗鎖 ： jdk1.5以后才能正確工作

public class Singleton { private static volatile Singleton singleton = null; private Singleton(){} public static Singleton getSingleton(){ if(singleton == null){ synchronized (Singleton.class){ if(singleton == null){ singleton = new Singleton(); } } } return singleton; } }

• 靜態(tài)內(nèi)部類 ： 延時加載，線程安裝

public class Singleton { private static class Holder { private static Singleton singleton = new Singleton(); } private Singleton(){} public static Singleton getSingleton(){ return Holder.singleton; }}

• 枚舉 ： [Effective Java] 推薦盡可能地使用枚舉來實現(xiàn)單例

public enum Singleton { INSTANCE; private String name; public String getName(){ return name; } public void setName(String name){ this.name = name; }}

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4 、ArrayList和LinkedList有什么區(qū)別

我之前博客也有寫過 ， java集合系列——List集合總結(jié) ：http://blog.csdn.net/u010648555/article/details/59708627

這里在說明一下： 簡單介紹 1 ArrayList是基于數(shù)組實現(xiàn)的，是一個數(shù)組隊列。可以動態(tài)的增加容量！

LinkedList是基于鏈表實現(xiàn)的，是一個雙向循環(huán)列表。可以被當做堆棧使用！

使用場景

當集合中對插入元素數(shù)據(jù)的速度要求不高，但是要求快速訪問元素數(shù)據(jù)，則使用ArrayList！

當集合中對訪問元素數(shù)據(jù)速度不做要求不高，但是對插入和刪除元素數(shù)據(jù)速度要求高的情況，則使用LinkedList！

具體分析 1.ArrayList隨機讀取的時候采用的是get(index),根據(jù)指定位置讀取元素，而LinkedList則采用size/2 ,二分法去加速一次讀取元素，效率低于ArrayList！ 2.ArrayList插入時候要判斷容量，刪除時候要將數(shù)組移位，有一個復制操作，效率低于LinkList！而LinkedList直接插入，不用判斷容量，刪除的時候也是直接刪除跳轉(zhuǎn)指針節(jié)點，沒有復制的操作！

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5、什么是線程安全，為什么會出現(xiàn)線程安全問題？

【參考書 ：Java并發(fā)編程實戰(zhàn)】：https://book.douban.com/subject/10484692/

線程安全就是多線程訪問時，采用了加鎖機制，當一個線程訪問該類的某個數(shù)據(jù)時，進行保護，其他線程不能進行訪問直到該線程讀取完，其他線程才可使用。不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致或者數(shù)據(jù)污染。[百度百科:線程安全]

線程安全 = 線程(多個線程) + 數(shù)據(jù)一致！

思考1：為什么會出現(xiàn)線程安全問題？

從百度百科的概念可以知道，發(fā)送線程安全問題的兩個條件：

• 多線程訪問
• 訪問某個數(shù)據(jù)，(這里強調(diào)一下，某個數(shù)據(jù)是實例變量即對線程是共享的)
• 這兩個條件都必須滿足，缺一不可，否則不會出現(xiàn)線程安全問題。

思考2：怎么解決線程安全問題？

通過加鎖機制，可以使用關(guān)鍵字synchronized，或者java并發(fā)包中的Lock。還有在使用集合中的類如ArrayList或者HashMap時要考慮是否存在線程安全問題，如果存在最好使用ConcurrentHashMap替代hashMap，或者使用Collections.synchronizedXXX進行封裝！

• 實例：通過一段代碼演示線程安全和非線程安全

/** * 線程安全和線程不安全---簡單實例 * * @author:dufy * @version:1.0.0 * @date 2017/10/13 */public class ThreadSafey { private int countUnSafe = 0;//實例變量 private int countSafe = 0; //線程不安全的方法 public void addUnSafe(){ try { Thread.sleep(100);//為了更好的測試。休眠100ms } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } countUnSafe ++; System.out.println("countUnSafe = " + countUnSafe); } //線程安全的方法 //這里也可以使用使用同步代碼塊的方式，建議在實際開發(fā)使用同步代碼塊，相對比同步方法好很多， 也可以使用Lock進行加鎖！ public synchronized void addSafe(){ try { Thread.sleep(100);//為了更好的測試。休眠100ms } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } countSafe ++; System.out.println("countSafe = " + countSafe); } public static void main(String[] args) { ThreadSafey ts = new ThreadSafey(); UnSafeT unSafeT = new UnSafeT(ts); SafeT safeT = new SafeT(ts); //啟動10個線程 for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread thread = new Thread(unSafeT); thread.start(); } //啟動10個線程 for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread thread = new Thread(safeT); thread.start(); } }}//不安全線程測試類class UnSafeT implements Runnable{ private ThreadSafey threadSafey; public UnSafeT(ThreadSafey threadSafey){ this.threadSafey = threadSafey; } @Override public void run() { threadSafey.addUnSafe(); }}//安全線程測試類class SafeT implements Runnable{ private ThreadSafey threadSafey; public SafeT(ThreadSafey threadSafey){ this.threadSafey = threadSafey; } @Override public void run() { threadSafey.addSafe(); }}

運行結(jié)果如下，多次運行后，發(fā)現(xiàn)countUnSafe總是有重復的值，并且不按照順序輸出，最后的結(jié)果也不是10； countSafe 按照順序打印，最后的結(jié)果也是10。如果你運行了上面的代碼，可能和我執(zhí)行下面打印的不一樣，但是結(jié)論是一樣的。

countUnSafe = 3countUnSafe = 3countUnSafe = 3countUnSafe = 3countUnSafe = 3countUnSafe = 5countUnSafe = 8countUnSafe = 8countUnSafe = 6countUnSafe = 5countSafe = 1countSafe = 2countSafe = 3countSafe = 4countSafe = 5countSafe = 6countSafe = 7countSafe = 8countSafe = 9countSafe = 10

線程安全說簡單了就上面這些內(nèi)容，如何深入需要知道線程的工作原理，JVM下線程是如何進行工作，為什么實例變量會存在線程安全問題，而私有變量不會出現(xiàn)，這就和變量在內(nèi)存中創(chuàng)建和存儲的位置有關(guān)。下面進行簡單的說明，不會一一展開了。

在程序運行后JVM中有一個主內(nèi)存，線程在創(chuàng)建后也會有一個自己的內(nèi)存(工作內(nèi)存)，會拷貝主內(nèi)存的一些數(shù)據(jù)，每個線程之間能夠共享主內(nèi)存，而不能訪問其他線程的工作內(nèi)存，那么一個變量是實例變量的時候，如果沒有加鎖機制，就會出現(xiàn)線程安全問題。

比如：系統(tǒng)有線程A和線程B，這兩個線程同時訪問了addUnSafe方法，并將countUnsafe變量拷貝在自己的內(nèi)存中(countUnsafe = 0)，然后進行操作，那么這兩個線程 都執(zhí)行countUnsafe++，這兩個線程的工作內(nèi)存中countUnsafe = 1；然后寫回主內(nèi)存，此時主內(nèi)存countUnsafe = 1，當另一個線程C訪問時候，C工作內(nèi)存操作的countUnsafe的值就是1，此時發(fā)生了線程安全問題。

【圖片來自--java并發(fā)編程藝術(shù)-第二章 java內(nèi)存模型抽象結(jié)構(gòu)】

JMM模型

先就講這么多了，這些在面試中是有定的深度了。后面有時間專門在深入總結(jié)。

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6、實現(xiàn)線程的二種方式

Java中有兩種方式實現(xiàn)多線程，一種是繼承Thread類，一種是實現(xiàn)Runnable接口。具

• 實現(xiàn)Runnable接口
• 繼承Thread類

注意：線程的啟動是調(diào)用start()方法，而不是run()方法！

舉例并進行解釋

1.直接調(diào)用run方法實例：

public class TestTheadDemo { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { ThreadTest thread = new ThreadTest(); thread.run();// thread.start(); } }}class ThreadTest extends Thread{ @Override public void run() { System.out.println("當前線程 ： " + Thread.currentThread().getName()); }}

運行結(jié)果 ：當前線程全部是main線程，相當于ThreadTest類的thread對象直接調(diào)用了run()方法。(直接調(diào)用run方法只是一個普通的單線程程式)

當前線程 ： main當前線程 ： main當前線程 ： main當前線程 ： main當前線程 ： main

2.調(diào)用start()方法 將上面的代碼 注釋的thread.start();打開， thread.run();注釋！

運行結(jié)果 ：發(fā)現(xiàn)啟動了不同的線程進行執(zhí)行。

當前線程 ： Thread-0當前線程 ： Thread-5當前線程 ： Thread-3當前線程 ： Thread-4當前線程 ： Thread-2當前線程 ： Thread-1當前線程 ： Thread-7當前線程 ： Thread-6當前線程 ： Thread-9

查看start()方法的源碼中，發(fā)現(xiàn)有個地方

public synchronized void start() { //代碼省略.... try { start0();//注意這個地方，調(diào)用了native本地方法 started = true; } finally { //代碼省略.... } } //本地方法 private native void start0();

總結(jié): 調(diào)用start()方法，虛擬機JVM通過執(zhí)行本地native方法start0和操作系統(tǒng)cup進行交互，此時線程并沒有正在立即執(zhí)行，而是等待cup的調(diào)度，當cpu分配給線程時間，線程才執(zhí)行run()方法！

更多相關(guān)內(nèi)容可以參考 [java多線程編程核心技術(shù): 高洪巖 ] ：https://book.douban.com/subject/26555197/

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7、Lock與Synchronized的區(qū)別

在Java中Lock與Synchronized都可以進行同步操作，保證線程的安全，就如上面第一問提到的，線程安全性問題。下面進行簡單的額介紹！

(1)、Synchronized的簡單介紹

synchronized同步的原理

關(guān)鍵字synchronized可以修飾方法或者以同步塊的形式來使用，它主要確保多個線程在同一時刻，只能有一個線程處于方法或者同步塊 中，保證了線程對變量訪問的可見性和排他性。

synchronized同步實現(xiàn)的基礎(chǔ)

普通同步方法，鎖是當前實例對象

靜態(tài)同步方法，鎖是當前類的class對象

同步方法塊，鎖是括號里面的對象

[一張圖講解對象鎖和關(guān)鍵字synchronized修飾方法(代碼塊] ：http://blog.csdn.net/u010648555/article/details/78138225

【死磕Java并發(fā)】-----深入分析synchronized的實現(xiàn)原理]http://blog.csdn.net/chenssy/article/details/54883355

注：有興趣也可以看看 volatile關(guān)鍵字!

關(guān)鍵字volatile可以用來修飾字段(成員變量)，就是告知程序任何對該變量的訪問均需要從共享內(nèi)存中獲取，而對它的改變必須同步刷新回共享內(nèi)存中，保證所有線程對變量訪問的可見性。

關(guān)鍵字volatile和關(guān)鍵字synchronized均可以實現(xiàn)線程間通信！

(2)、Lock的簡單介紹

首先明確Lock是Java 5之后，在java.util.concurrent.locks包下提供了另外一種方式來實現(xiàn)同步訪問。 Lock是一個接口，其由三個具體的實現(xiàn)：ReentrantLock、ReetrantReadWriteLock.ReadLock 和 ReetrantReadWriteLock.WriteLock，即重入鎖、讀鎖和寫鎖。增加Lock機制主要是因為內(nèi)置鎖存在一些功能上局限性。

Java并發(fā)編程系列之十六：Lock鎖 : http://blog.csdn.net/u011116672/article/details/51064186

區(qū)別總結(jié)： 1.synchronized是Java語言的關(guān)鍵字，Lock是一個類，通過這個類可以實現(xiàn)同步訪問；

2.synchronized是在JVM層面上實現(xiàn)的，不但可以通過一些監(jiān)控工具監(jiān)控synchronized的鎖定，而且在代碼執(zhí)行時出現(xiàn)異常，JVM會自動釋放鎖定，但是使用Lock則不行，Lock是通過代碼實現(xiàn)的，要保證鎖定一定會被釋放，就必須將unLock()，最好放到finally{}中。 3.Lock有ReetrantLock(可重入鎖)實現(xiàn)類，可選的方法比synchronized多，使用更靈活。 4..并不是Lock就比synchronized一定好，因為synchronized在jdk后面的版本也在不斷優(yōu)化。在資源競爭不是很激烈的情況下，synchronized的性能要優(yōu)于ReetrantLock，但是在資源競爭很激烈的情況下，synchronized的性能會下降很多，性能不如Lock。

Lock和synchronized的區(qū)別和使用:http://www.cnblogs.com/baizhanshi/p/6419268.html

8、JVM的內(nèi)存結(jié)構(gòu)

下圖：【圖片版本-深入理解Java虛擬機：JVM高級特性與最佳實踐:周志明】

Jvm內(nèi)存模型

? 還有這個博文： JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu)圖解 ：http://blog.csdn.net/coffeelifelau/article/details/52534672

9、請解釋如下jvm參數(shù)的含義

-server -Xms512m -Xmx512m -Xss1024K -Xmn256m-XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=512m -XX:MaxTenuringThreshold=20 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

-server ：服務器模式 注：JVM client模式和server模式，生產(chǎn)環(huán)境請使用-server，性能更好！ [JVM client模式和Server模式的區(qū)別]：https://zhidao.baidu.com/question/1703232626938481420.html

-Xms512m ：JVM初始分配的堆內(nèi)存，一般和Xmx配置成一樣以避免每次gc后JVM重新分配內(nèi)存。

-Xmx512m ：JVM最大允許分配的堆內(nèi)存，按需分配

-Xss1024K ：設(shè)置每個線程的堆棧大小

-Xmn256m ：年輕代內(nèi)存大小，整個JVM內(nèi)存=年輕代 + 年老代 + 持久代

-XX:PermSize=256m ：設(shè)置持久代(perm gen)初始值，默認物理內(nèi)存的1/64(注意：jdk 8 已經(jīng)沒有此參數(shù))

-XX:MaxPermSize=512m ： 設(shè)置持久代最大值(注意：jdk 8 已經(jīng)沒有此參數(shù))

**-XX:MaxTenuringThreshold=20 ** ：垃圾最大年齡

**-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 ** ：使用cms作為垃圾回收 使用80％后開始CMS收集

-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly ：使用手動定義初始化定義開始CMS收集

還有很多很多參數(shù)。。。。

[一個性能較好的JVM參數(shù)配置] ：http://developer.51cto.com/art/201507/486162.htm

10 、數(shù)據(jù)庫隔離級別有哪些，各自的含義是什么，MYSQL默認的隔離級別是是什么？

事務指定了4種隔離級別(從弱到強分別是)：

Read Uncommitted：讀未提交

Read Committed：讀提交

Repeatable Read：重復讀

Serializable：序列化

1：Read Uncommitted(讀未提交)：一個事務可以讀取另一個未提交事務的數(shù)據(jù)。

2：Read Committed(讀提交)：一個事務要等另一個事務提交后才能讀取數(shù)據(jù)。

3：Repeatable Read(重復讀)：在開始讀取數(shù)據(jù)(事務開啟)時，不再允許修改操作。

4：Serializable(序列化)：Serializable 是最高的事務隔離級別，在該級別下，事務串行化順序執(zhí)行，可以避免臟讀、不可重復讀與幻讀。

大多數(shù)數(shù)據(jù)庫默認的事務隔離級別是Read committed，比如Sql Server , Oracle。MySQL的默認隔離級別是Repeatable read。

在事務的并發(fā)操作中可能會出現(xiàn)臟讀(dirty read)，不可重復讀(repeatable read)，幻讀(phantom read)。可參考:[理解事務的4種隔離級別]：http://blog.csdn.net/qq_33290787/article/details/51924963

注:Mysql查詢事務隔離級別： 查詢命令總結(jié)：

查看當前會話隔離級別:select @@tx_isolation;查看系統(tǒng)當前隔離級別：select @@global.tx_isolation;設(shè)置當前會話隔離級別：set session transaction isolation level repeatable read;設(shè)置當前會話隔離級別：set global transaction isolation level repeatable read;

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謝謝你的閱讀，如果您覺得這篇博文對你有幫助，請點贊或者喜歡，讓更多的人看到！祝你每天開心愉快！

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不管做什么，只要堅持下去就會看到不一樣！在路上，不卑不亢!

博客首頁 : http://blog.csdn.net/u010648555

愿你我在人生的路上能都變成最好的自己，能夠成為一個獨擋一面的人

? 每天都在變得更好的阿飛云

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的arraylist线程安全吗_Java的线程安全、单例模式、JVM内存结构等知识梳理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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