java需要了解的知识思维导图模板_ProcessOn思维导图、流程图

数据结构

HashMap

如何进行相同key的value替换

1.计算hash

2.根据hash计算在table数组中的位置

3.尝试查找这个位置上链表中是否已存在该key，如果找到一个Entry，hash、key都相同，替换掉旧值后返回

4.将当前table位置上链表从头插入，返回

remove的过程？

1.会使用三个中间变量分别存放前一个，当前，下一个元素

2.当第一次进行比较hash，key时前一个、和当前元素相同，这个是否直接将下一个元素设置为链表头元素即可返回

3.其他情况就是不同的遍历链表之后，将前一个和下一个元素进行链接即可返回

hash如何定位table？

hash值与table最大下标进行&运算

List

ArrayList

就是内部在针对数组进行处理，将对象放入一个数组当中，当数组长度不够时将对数组长度自动扩展

由于对数据长度修改时涉及到对数据的复制以及位置的腾挪，在这个过程中会非常消耗内存和CPU资源

对于ArrayList中数据的重新排列都是由System.ArrayCopy()函数完成的

LinkedList

维护一个链表，直接持有头节点与尾节点引用

size()实现

每次对LinkedList修改都会对内部变量size作修改，当被调用时直接返回size的值

优点：当对首尾节点做修改时，非常容易，比ArrayLsit消耗的内存资源更少

缺点：当需要对中间节点修改时，会相对ArrayList消耗更多时间

ArrayList与LinkedList的性能区别？以及产生这种现象的原因？

1.数据结构

ArrayList是数组

LinkedList是链表

2.资源消耗

由于ArrayList中实际是维护一个数组，当数组长度需要修改时，需要额外创建一个数组，并且当长度修改，特别是移除的时候，会产生很多垃圾，引起系统频繁GC

LinkedList只需要创建节点对象，最多修改三个节点之间的引用

ArrayList

数组定长

数组长度改变都需要额外创建一个数组

频繁修改数组长度，会频繁创建新数组，大量旧数组成为垃圾资源，引起系统频繁GC，导致性能下降

3.查找指定位置元素消耗时间

ArrayList可以直接操作数组得到

LinkedList需要遍历，消耗时间比ArrayList相对较长

堆、栈、队列的区别

不同点

堆：数据按照一定的优先顺序进行排列，从堆低插入，堆顶出，

栈：类似于桶，先进后出，后进先出

队列：先进先出，FIFO(First In First Out)

多线程

什么是线程？

线程有哪些初始化方法？

Thread类中wait()、sleep()、join()、interrupt()、stop()方法的作用

线程如何实现数据共享？

如何实现同步？

锁的种类

悲观锁

对资源持悲观态度

认为写多读少，每次需要确定获取到锁才会去执行后续的操作

乐观锁

自旋锁

当没有获取到锁时，会进行空转而不会进入阻塞状态

消耗一定的CPU时间，但是不会又上下文同步的额外时间

会一直占有CPU时间，当资源竞争激烈时，会严重消耗资源，反而引起性能下降

当自旋锁总是等待空转，那么会自动膨胀为悲观锁

偏向锁

使用偏向锁时，CPU会比正常的申请锁过程多一步，设置偏向锁标记

当持有偏向锁的线程重复进行锁申请时无须再次进行cas操作，可以直接执行，当下次申请时仍然是这样

当锁资源竞争激烈时CPU每次都需要重新检查线程ID是否与上次一致，并且设置偏向锁标记

多出来的步骤会影响性能

获取

撤销

设置

轻量级锁

加锁

准备

JVM会为线程在栈桢中开辟一小块内存，用来存放线程获取的对象的锁记录

过程

线程会将对象的MarkWord复制之前开辟的内存中保存起来，并将此记录的指针通过CAS操作替换到对象头中的MarkWord

结果

成功

那么就是成功获取到锁

失败

那么做自旋操作重试获取锁，自旋操作获取仍然失败，轻量级锁将膨胀为悲观锁

解锁

过程

线程将重新把对象头中的MarkWord的指针信息读取到锁记录中原来的MarkWord，通过CAS重新进行替换操作

结果

成功

释放锁，结束

失败

那么就是有其他线程竞争过锁，那么会释放锁，并尝试唤醒陷入阻塞状态的线程

膨胀条件

使用CAS操作将对象头中的MarkWord替换时，如果失败则转为自旋锁获取锁，仍然失败则会膨胀为阻塞锁

java对象头

MarkWord

前30bit

构成

25bit 对象的Hash值

4bit 分代年龄

1bit 偏向锁标记

加锁

轻量级锁

线程栈桢的锁记录指针

重量级锁

互斥量的指针

GC

空

偏向锁

线程ID

Epoch

分代年龄

偏向锁标识

2bit 锁标志位

00

轻量级锁

10

重量级锁

11

GC标记

01

偏向锁

class matedata address

对象类型数据的指针

ArrayLength

如果对象是数组，那么记录数组的长度，如果不是则没有

线程池的原理

常用的线程池有哪些

fixed线程池与Cache线程池的区别是什么

线程池的作用以及好处有哪些

对于多线程中所使用到的组件

ThreadLocal

作用、实现原理

作用

对让线程持有线程自己的数据

实现原理

会通过Thread.currentThread()获取调用的线程，然后通过线程获取ThreadLocalMap

ThreadLocalMap通过当前ThreadLocal获取对应的ThreadLocalMap.Entry,这样的好处是，即使ThreadLocal被多个线程共享，但是ThreadLocalMap是不同的，ThreadLocal仍能获取为当前线程获取到线程自己的变量

使用场景

为每个线程提供独立的数据读写，提高读写速度

缺点

使用不当会引擎内存泄漏，清理ThreadLocal中的垃圾时需要调用remove(),set(),get()

问题：为什么一定要在调用操作数据的方法才能防止内存泄漏

J.U.C

ConCurrentHashMap

实现原理

为什么是线程安全的

为了多线程操作数据，针对锁做了哪些优化

volatile关键字

实现原理

作用

sun针对此关键字做过的优化

CAS(Compare And Swap):比较与替换

通过使用系统底层的机制完成预期值与当前值相同时，将更新新值的整个操作

这个操作是通过现代CPU的特殊指令实现对读-比较-写操作的实现

优点

可以通过CAS操作实现无锁化

缺点

ABA问题

可通过对数据添加版本号，来防止ABA问题

通过自旋不停的尝试compare-and-wap操作，直到成功

Spring

spring框架有哪些组件

Spring Core

提供对bean的发现，创建，管理方法实现的工具包，是被调用的工具，不会主动的去执行这些方法

Spring web

Spring Aop

全称

Aspect Oriented Programming 面向切面编程

概念

OOP

OOP提供了封装、继承、多态的特性，建立一种对象层次结构，用于模拟公共行为的一个集合,抽象出来的公共行为往往是一种纵向的关系

AOP

某些业务相同，但是会分布在OOP编程中的各个纵向层次，产生了大量重复的代码，所以，AOP就是为了抽象出这种在纵向层次难以抽离的业务而提出来的新的编程思想

将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块

概念名词

横切关注点

在哪里拦截、拦截之后的处理，这些特殊的点就叫横切关注点

切面

类是对物体特征的抽象，切面则是对横切关注点的抽象

连接点-joincut

被拦截的点，目前Spring仅支持方法最为连接点，但是实际上还需要构造器、甚至字段上的抽象这种更加复杂的连接点需求

切入点-pointcut

对拦截点进行拦截的定义

通知-advice

就是拦截点拦截之后的处理行为的代码，通知有五种方式：前置、后置、异常、最终、环绕

目标对象

代理的目标对象

织入-weave

将切面应用到目标对象，且创建代理目标对象的过程

引入-introduction

在不修改代码的前提下，在运行时期，为类添加一些方法或字段

实现

Spring中，Aop由SpringIoc进行管理，应用关系也有Ioc梳理

拓展

jdk动态代理

只能代理接口，无法直接代理一个类，通过InvocationHandler接口将调用代理，在invoke的方法中对Target调用

利用反射进行方法的代理

cglib工具动态代理

通过asm工具包，动态生成被代理类的子类的.class文件，集成被代理类，可以代理非final修饰的任意类，

Spring可以强制使用CGlib进行动态代理，需要在配置文件中配置，默认情况下使用jdk动态代理，但是jdk动态代理的时候bean是由SpringIoc进行初始化的，否则必须使用Cglib

应用场景

Authentication 权限

Caching 缓存

Context passing 内容传递

Error handling 错误处理

Lazy loading 懒加载

Debugging 调试

logging, tracing, profiling and monitoring 记录跟踪优化校准

Performance optimization 性能优化

Persistence 持久化

Resource pooling 资源池

Synchronization 同步

Transactions 事务

Spring Ioc

概念与原理

Inversion of Control

控制反转，是为了解决对象与对象之间的依赖关系的一种编程思想，简单的理解模型就是两个对象通过一个第三方对象，解决了依赖对象与被依赖对象的耦合关系

Dependency Injection

相当于是对控制反转思想的一种实现的补充

谁依赖谁

实现上，那么就是依赖对象依赖容器

为什么需要依赖

因为是容器给依赖对象提供被依赖的资源

谁注入谁

容器为依赖对象注入被依赖对象

注入了什么

容器为依赖对象注入所需要的外部资源，如对象，常量等