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 🐓Java类加载过程

1.加载 加载时类加载的第一个过程，在这个阶段，将完成一下三件事情：通过一个类的全限定名获取该类的二进制流。将该二进制流中的静态存储结构转化为方法去运行时数据结构。 在内存中生成该类的Class对象，作为该类的数据访问入口。

2.验证 验证的目的是为了确保Class文件的字节流中的信息不回危害到虚拟机.在该阶段主要完成以下四钟验证: 文件格式验证：验证字节流是否符合Class文件的规范，如主次版本号是否在当前虚拟机范围内，常量池中的常量是否有不被支持的类型. 元数据验证:对字节码描述的信息进行语义分析，如这个类是否有父类，是否集成了不被继承的类等。字节码验证：是整个验证过程中最复杂的一个阶段，通过验证数据流和控制流的分析，确定程序语义是否正确，主要针对方法体的验证。如：方法中的类型转换是否正确，跳转指令是否正确等。符号引用验证：这个动作在后面的解析过程中发生，主要是为了确保解析动作能正确执行。

3.准备 准备阶段是为类的静态变量分配内存并将其初始化为默认值，这些内存都将在方法区中进行分配。准备阶段不分配类中的实例变量的内存，实例变量将会在对象实例化时随着对象一起分配在Java堆中。

4.解析 该阶段主要完成符号引用到直接引用的转换动作。解析动作并不一定在初始化动作完成之前，也有可能在初始化之后。

5.初始化 初始化时类加载的最后一步，前面的类加载过程，除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与之外，其余动作完全由虚拟机主导和控制。到了初始化阶段，才真正开始执行类中定义的Java程序代码。

🐓什么是类加载器，类加载器有哪些        

类加载器就是把类文件加载到虚拟机中，也就是说通过一个类的全限定名来获取描述该类的二进制字节流 

1.主要有以下四种类加载器

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)用来加载java核心类库，无法被java程序直接引用。

扩展类加载器(extension class loader):它用来加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。

系统类加载器（system class loader）也叫应用类加载器：它根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。

用户自定义类加载器，通过继承 java.lang.ClassLoader类的方式实现。

🐓HashMap的底层源码         

HashMap的底层结构在jdk1.7中由数组+链表实现，在jdk1.8中由数组+链表+红黑树实现，以数组+链表的结构为例。

JDK1.8之前Put方法：

JDK1.8之后Put方法：

JDK1.8之后底层源码：

HashMap以key-value存储形式存在，即主要用来存放键值对。HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。此外，HashMap中的映射不是有序的。

JDK1.8 之前 HashMap 由 数组+链表 组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突(两个对象调用的hashCode方法计算的哈希码值一致导致计算的数组索引值相同)而存在的（“拉链法”解决冲突）.JDK1.8 以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（或者红黑树的边界值，默认为 8）并且当前数组的长度大于64时，此时此索引位置上的所有数据改为使用红黑树存储。

补充：将链表转换成红黑树前会判断，即使阈值大于8，但是数组长度小于64，此时并不会将链表变为红黑树。而是选择进行数组扩容。

这样做的目的是因为数组比较小，尽量避开红黑树结构，这种情况下变为红黑树结构，反而会降低效率，因为红黑树需要进行左旋，右旋，变色这些操作来保持平衡 。同时数组长度小于64时，搜索时间相对要快些。所以综上所述为了提高性能和减少搜索时间，底层在阈值大于8并且数组长度大于64时，链表才转换为红黑树。具体可以参考 treeifyBin方法。

当然虽然增了红黑树作为底层数据结构，结构变得复杂了，但是阈值大于8并且数组长度大于64时，链表转换为红黑树时，效率也变的更高效。

🐓Jvm的分区

🐓垃圾回收算法

1.复制算法  年轻代中使用的是Minor GC，这种GC算法采用的是复制算法(Copying)

a. 效率高，缺点：需要内存容量大，比较耗内存

b. 使用在占空间比较小、刷新次数多的新生区

2.标记-清除  老年代一般是由标记清除或者是标记清除与标记整理的混合实现

a.效率比较低，会差生碎片。

3.标记-整理  老年代一般是由标记清除或者是标记清除与标记整理的混合实现

a. 效率低速度慢，需要移动对象，但不会产生碎片。

🐓GC对象的判断方法

1. 引用计数法  所谓引用计数法就是给每一个对象设置一个引用计数器，每当有一个地方引用这个对象时，就将计数器加一，引用失效时，计数器就减一。当一个对象的引用计数器为零时，说明此对象没有被引用，也就是“死对象”,将会被垃圾回收. 引用计数法有一个缺陷就是无法解决循环引用问题，也就是说当对象A引用对象B，对象B又引用者对象A，那么此时A,B对象的引用计数器都不为零，也就造成无法完成垃圾回收，所以主流的虚拟机都没有采用这种算法。
2. 可达性算法(引用链法)  该算法的基本思路就是通过一些被称为引用链（GC Roots）的对象作为起点，从这些节点开始向下搜索，搜索走过的路径被称为（Reference Chain)，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时（即从GC Roots节点到该节点不可达），则证明该对象是不可用的。在java中可以作为GC Roots的对象有以下几种：虚拟机栈中引用的对象、方法区类静态属性引用的对象、方法区常量池引用的对象、本地方法栈JNI引用的对象。

🐓简述java内存分配与回收策略以及Minor GC和Major GC（full GC）

1.内存分配

栈区：栈分为java虚拟机栈和本地方法栈

堆区：堆被所有线程共享区域，在虚拟机启动时创建，唯一目的存放对象实例。堆区是gc的主要区域，通常情况下分为两个区块年轻代和年老代。更细一点年轻代又分为Eden区，主要放新创建对象，From survivor 和 To survivor 保存gc后幸存下的对象，默认情况下各自占比 8:1:1。

方法区：被所有线程共享区域，用于存放已被虚拟机加载的类信息，常量，静态变量等数据。被Java虚拟机描述为堆的一个逻辑部分。习惯是也叫它永久代（permanment generation）

程序计数器：当前线程所执行的行号指示器。通过改变计数器的值来确定下一条指令，比如循环，分支，跳转，异常处理，线程恢复等都是依赖计数器来完成。线程私有的。

2.回收策略以及Minor GC和Major GC

1.对象优先在堆的Eden区分配

2.大对象直接进入老年代

3.长期存活的对象将直接进入老年代

当Eden区没有足够的空间进行分配时，虚拟机会执行一次Minor GC.Minor GC通常发生在新生代的Eden区，在这个区的对象生存期短，往往发生GC的频率较高，回收速度比较快;Full Gc/Major GC 发生在老年代，一般情况下，触发老年代GC的时候不会触发Minor GC,但是通过配置，可以在Full GC之前进行一次Minor GC这样可以加快老年代的回收速度。

🐓为什么使用线程池

线程池做的工作主要是控制运行的线程数量，处理过程中将任务放入队列，然后在线程创建后启动这些任务，如果线程数量超过了最 大数量，超出数量的线程排队等候，等其它线程执行完毕，再从队列中取出任务来执行

主要特点:线程复用;控制最大并发数:管理线程。

第一:降低资源消耗。通过重复利用己创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

第二:提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。

第三:提高线程的可管理性。线程是稀缺资源，如果无限制的创建，不仅会消耗系统资源，还会降低系统的稳定性，使用线程池可以进 行统一的分配，调优和监控

🐓线程池底层工作原理

🐓线程池中ThreadPoolExcutor对象有哪些参数

1.corePoolSize：核心线程数，

在ThreadPoolExecutor中有一个与它相关的配置：allowCoreThreadTimeOut（默认为false），当allowCoreThreadTimeOut为false时，核心线程会一直存活，哪怕是一直空闲着。而当allowCoreThreadTimeOut为true时核心线程空闲时间超过keepAliveTime时会被回收。

2.maximumPoolSize：最大线程数

线程池能容纳的最大线程数，当线程池中的线程达到最大时，此时添加任务将会采用拒绝策略，默认的拒绝策略是抛出一个运行时错误（RejectedExecutionException）。值得一提的是，当初始化时用的工作队列为LinkedBlockingDeque时，这个值将无效。

3.keepAliveTime：存活时间，

当非核心空闲超过这个时间将被回收，同时空闲核心线程是否回收受allowCoreThreadTimeOut影响。

4.unit：keepAliveTime的单位。

5.workQueue：任务队列

常用有三种队列，即SynchronousQueue,LinkedBlockingDeque（无界队列）,ArrayBlockingQueue（有界队列）。

6.threadFactory：线程工厂，

ThreadFactory是一个接口，用来创建worker。通过线程工厂可以对线程的一些属性进行定制。默认直接新建线程。

7.RejectedExecutionHandler：拒绝策略

也是一个接口，只有一个方法，当线程池中的资源已经全部使用，添加新线程被拒绝时，会调用RejectedExecutionHandler的rejectedExecution法。默认是抛出一个运行时异常。

🐓synchronized底层实现是什么 lock底层是什么 有什么区别

Synchronized原理：

方法级的同步是隐式，即无需通过字节码指令来控制的，它实现在方法调用和返回操作之中。JVM可以从方法常量池中的方法表结构(method_info Structure) 中的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志区分一个方法是否同步方法。当方法调用时，调用指令将会 检查方法的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志是否被设置，如果设置了，执行线程将先持有monitor（虚拟机规范中用的是管程一词），然后再执行方法，最后再方法完成(无论是正常完成还是非正常完成)时释放monitor。

代码块的同步是利用monitorenter和monitorexit这两个字节码指令。它们分别位于同步代码块的开始和结束位置。当jvm执行到monitorenter指令时，当前线程试图获取monitor对象的所有权，如果未加锁或者已经被当前线程所持有，就把锁的计数器+1；当执行monitorexit指令时，锁计数器-1；当锁计数器为0时，该锁就被释放了。如果获取monitor对象失败，该线程则会进入阻塞状态，直到其他线程释放锁。

Lock原理：

1. Lock的存储结构：一个int类型状态值（用于锁的状态变更），一个双向链表（用于存储等待中的线程）
2. Lock获取锁的过程：本质上是通过CAS来获取状态值修改，如果当场没获取到，会将该线程放在线程等待链表中。
3. Lock释放锁的过程：修改状态值，调整等待链表。
4. Lock大量使用CAS+自旋。因此根据CAS特性，lock建议使用在低锁冲突的情况下。

Lock与synchronized的区别：

1. Lock的加锁和解锁都是由java代码配合native方法（调用操作系统的相关方法）实现的，而synchronize的加锁和解锁的过程是由JVM管理的
2. 当一个线程使用synchronize获取锁时，若锁被其他线程占用着，那么当前只能被阻塞，直到成功获取锁。而Lock则提供超时锁和可中断等更加灵活的方式，在未能获取锁的     条件下提供一种退出的机制。
3. 一个锁内部可以有多个Condition实例，即有多路条件队列，而synchronize只有一路条件队列；同样Condition也提供灵活的阻塞方式，在未获得通知之前可以通过中断线程以    及设置等待时限等方式退出条件队列。
4. synchronize对线程的同步仅提供独占模式，而Lock即可以提供独占模式，也可以提供共享模式

5. Lock
    

   关键字
    

   类
    

   自动加锁和释放锁
    

   需要手动调用unlock方法释放锁
    

   jvm层面的锁
    

   API层面的锁
    

   非公平锁
    

   可以选择公平或者非公平锁
    

   锁是一个对象,并且锁的信息保存在了对象中
    

   代码中通过int类型的state标识
    

   synchronized
    

🐓synchronized和volatile的区别

1.volatile本质是告诉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仅能用在变量级别，而synchronized可以使用在变量、方法、类级别。

3.volatile仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性。

4.volatile不会造成线程阻塞，synchronized可能会造成线程阻塞。

5.volatile标记的变量不会被编译器优化，synchronized标记的变量可以被编译器优化。

🐓了解ConcurrentHashMap吗 ？为什么ConcurrentHashMap性能比HashTable高，说下原理

ConcurrentHashMap是线程安全的Map容器，JDK8之前，ConcurrentHashMap使用锁分段技术，将数据分成一段段存储，每个数据段配置一把锁，即segment类，这个类继承ReentrantLock来保证线程安全，JKD8的版本取消Segment这个分段锁数据结构，底层也是使用Node数组+链表+红黑树，从而实现对每一段数据就行加锁，也减少了并发冲突的概率。

hashtable类基本上所有的方法都是采用synchronized进行线程安全控制，高并发情况下效率就降低 ，ConcurrentHashMap是采用了分段锁的思想提高性能，锁粒度更细化

🐓ConcurrentHashMap的底层原理

Java7 中 ConcurrentHashMap 使用的分段锁，也就是每一个 Segment 上同时只有一个线程可以操作，每一个 Segment 都是一个类似 HashMap 数组的结构，它可以扩容，它的冲突会转化为链表。但是 Segment 的个数一但初始化就不能改变。

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Java8 中的 ConcurrentHashMap 使用的 Synchronized 锁加 CAS 的机制。结构Node 数组 + 链表 / 红黑树，Node 是类似于一个 HashEntry 的结构。它的冲突再达到一定大小时会转化成红黑树，在冲突小于一定数量时又退回链表。

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🐓如何查看Java死锁

1.程序运行，进程没有停止

2.通过jps查看java进程，找到没有停止的进程

3.通过jstack 9060 查看进程具体执行信息

🐓如何避免Java死锁

造成死锁的几个原因

1.一个资源每次只能被一个线程使用

2.一个线程在阻塞等待某个资源时，不释放已占有资源

3.一个线程已经获得的资源，在未使用完之前，不能被强行剥夺

4.若干线程形成头尾相接的循环等待资源关系

这是造成死锁必须要达到的4个条件，如果要避免死锁，只需要不满足其中某一个条件即可。而其中前3个条件是作为锁要符合的条件，所以要避免死锁就需要打破第4个条件，不出现循环等待锁的关系。

在开发过程中

1.要注意加锁顺序，保证每个线程按同样的顺序进行加锁

2.要注意加锁时限，可以针对锁设置一个超时时间