所以，与 JDK 1.7 相比，JDK 1.8 在底层结构方面做了一些改变，当每个桶中元素大于 8 的时候，会转变为红黑树，目的就是优化查询效率。

HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方

这道题我想了几天，之前和群里小伙伴们探讨每日一题的时候，问他们为什么 length%hash == (n - 1) & hash，它们说相等的前提是 length 的长度 2 的幂次方，然后我回了一句难道 length 还能不是 2 的幂次方吗？其实是我没有搞懂因果关系，因为 HashMap 的长度是 2 的幂次方，所以使用余数来判断在桶中的下标。如果 length 的长度不是 2 的幂次方，小伙伴们可以举个例子来试试

例如长度为 9 时候，3 & (9-1) = 0，2 & (9-1) = 0 ，都在 0 上，碰撞了；

这样会增大 HashMap 碰撞的几率。

HashMap 多线程操作导致死循环问题

HashMap 不是一个线程安全的容器，在高并发场景下，应该使用 ConcurrentHashMap，在多线程场景下使用 HashMap 会造成死循环问题（基于 JDK1.7），出现问题的位置在 rehash 处，也就是

do {
    Entry<K,V> next = e.next; // <--假设线程一执行到这里就被调度挂起了 int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
    e.next = newTable[i];
    newTable[i] = e;
    e = next;
} while (e != null);

这是 JDK1.7 的 rehash 代码片段，在并发的场景下会形成环。

JDK1.8 也会造成死循环问题。

HashMap 线程安全的实现有哪些

因为 HashMap 不是一个线程安全的容器，所以并发场景下推荐使用 ConcurrentHashMap，或者使用线程安全的 HashMap，使用 Collections 包下的线程安全的容器，比如说

Collections.synchronizedMap(new HashMap());

还可以使用 HashTable ，它也是线程安全的容器，基于 key-value 存储，经常用 HashMap 和 HashTable 做比较就是因为 HashTable 的数据结构和 HashMap 相同。

上面效率最高的就是 ConcurrentHashMap。

讲一下 HashMap put 的过程

首先会使用 hash 函数来计算 key，然后执行真正的插入方法

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
  Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i; // 如果table 为null 或者没有为table分配内存，就resize一次 if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
    n = (tab = resize()).length; // 指定hash值节点为空则直接插入，这个(n - 1) & hash才是表中真正的哈希 if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
    tab[i] = newNode(hash, key, value, null); // 如果不为空 else {
    Node<K,V> e; K k; // 计算表中的这个真正的哈希值与要插入的key.hash相比 if (p.hash == hash &&
        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
      e = p; // 若不同的话，并且当前节点已经在 TreeNode 上了 else if (p instanceof TreeNode) // 采用红黑树存储方式 e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value); // key.hash 不同并且也不再 TreeNode 上，在链表上找到 p.next==null else { for (int binCount = 0; ; ++binCount) { if ((e = p.next) == null) { // 在表尾插入 p.next = newNode(hash, key, value, null); // 新增节点后如果节点个数到达阈值，则进入 treeifyBin() 进行再次判断 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); break;
        } // 如果找到了同hash、key的节点，那么直接退出循环 if (e.hash == hash &&
            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) break; // 更新 p 指向下一节点 p = e;
      }
    } // map中含有旧值，返回旧值 if (e != null) { // existing mapping for key V oldValue = e.value; if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
        e.value = value;
      afterNodeAccess(e); return oldValue;
    }
  } // map调整次数 + 1 ++modCount; // 键值对的数量达到阈值，需要扩容 if (++size > threshold)
    resize();
  afterNodeInsertion(evict); return null;
}

HashMap put 方法的核心就是在 putval 方法，它的插入过程如下

• 首先会判断 HashMap 中是否是新构建的，如果是的话会首先进行 resize
• 然后判断需要插入的元素在 HashMap 中是否已经存在（说明出现了碰撞情况），如果不存在，直接生成新的k-v 节点存放，再判断是否需要扩容。
• 如果要插入的元素已经存在的话，说明发生了冲突，这就会转换成链表或者红黑树来解决冲突，首先判断链表中的 hash，key 是否相等，如果相等的话，就用新值替换旧值，如果节点是属于 TreeNode 类型，会直接在红黑树中进行处理，如果 hash ,key 不相等也不属于 TreeNode 类型，会直接转换为链表处理，进行链表遍历，如果链表的 next 节点是 null，判断是否转换为红黑树，如果不转换的话，在遍历过程中找到 key 完全相等的节点，则用新节点替换老节点

ConcurrentHashMap 底层实现

ConcurrentHashMap 是线程安全的 Map，它也是高并发场景下的首选数据结构，ConcurrentHashMap 底层是使用分段锁来实现的。

Integer 缓存池

Integer 缓存池也就是 IntegerCache ，它是 Integer 的静态内部类。

它的默认值用于缓存 -128 - 127 之间的数字，如果有 -128 - 127 之间的数字的话，使用 new Integer 不用创建对象，会直接从缓存池中取，此操作会减少堆中对象的分配，有利于提高程序的运行效率。

例如创建一个 Integer a = 24，其实是调用 Integer 的 valueOf ，可以通过反编译得出这个结论

判断可达性条件，也是 JVM 垃圾收集器决定如何处理对象的一部分考虑因素。

所有的对象可达性引用都是 java.lang.ref.Reference 的子类，它里面有一个get()方法，返回引用对象。如果已通过程序或垃圾收集器清除了此引用对象，则此方法返回 null 。也就是说，除了幻象引用外，软引用和弱引用都是可以得到对象的。而且这些对象可以人为拯救，变为强引用，例如把 this 关键字赋值给对象，只要重新和引用链上的任意一个对象建立关联即可。

final、finally 和 finalize() 的区别

这三者可以说是没有任何关联之处，我们上面谈到了，final 可以用来修饰类、变量和方法，可以参考上面 final 的那道面试题。

finally 是一个关键字，它经常和 try 块一起使用，用于异常处理。使用 try...finally 的代码块种，finally 部分的代码一定会被执行，所以我们经常在 finally 方法中用于资源的关闭操作。

JDK1.7 中，推荐使用 try-with-resources 优雅的关闭资源，它直接使用 try(){} 进行资源的关闭即可，就不用写 finally 关键字了。

finalize 是 Object 对象中的一个方法，用于对象的回收方法，这个方法我们一般不推荐使用，finalize 是和垃圾回收关联在一起的，在 Java 9 中，将 finalize 标记为了 deprecated， 如果没有特别原因，不要实现 finalize 方法，也不要指望他来进行垃圾回收。

内部类有哪些分类，分别解释一下

在 Java 中，可以将一个类的定义放在另外一个类的定义内部，这就是内部类。内部类本身就是类的一个属性，与其他属性定义方式一致。

内部类的分类一般主要有四种

• 成员内部类
• 局部内部类
• 匿名内部类
• 静态内部类

静态内部类就是定义在类内部的静态类，静态内部类可以访问外部类所有的静态变量，而不可访问外部类的非静态变量；

成员内部类 就是定义在类内部，成员位置上的非静态类，就是成员内部类。成员内部类可以访问外部类所有的变量和方法，包括静态和非静态，私有和公有。

定义在方法中的内部类，就是局部内部类。定义在实例方法中的局部类可以访问外部类的所有变量和方法，定义在静态方法中的局部类只能访问外部类的静态变量和方法。

匿名内部类 就是没有名字的内部类，除了没有名字，匿名内部类还有以下特点：

• 匿名内部类必须继承一个抽象类或者实现一个接口
• 匿名内部类不能定义任何静态成员和静态方法。
• 当所在的方法的形参需要被匿名内部类使用时，必须声明为 final。
• 匿名内部类不能是抽象的，它必须要实现继承的类或者实现的接口的所有抽象方法。

说出几种常用的异常

• NullPointerException: 空指针异常
• NoSuchMethodException：找不到方法
• IllegalArgumentException：不合法的参数异常
• IndexOutOfBoundException: 数组下标越界异常
• IOException：由于文件未找到、未打开或者I/O操作不能进行而引起异常
• ClassNotFoundException ：找不到文件所抛出的异常
• NumberFormatException：字符的UTF代码数据格式有错引起异常；
• InterruptedException：线程中断抛出的异常

静态绑定和动态绑定的区别

一个Java 程序要经过编写、编译、运行三个步骤，其中编写代码不在我们讨论的范围之内，那么我们的重点自然就放在了编译 和 运行这两个阶段，由于编译和运行阶段过程相当繁琐，下面就我的理解来进行解释：

Java 程序从源文件创建到程序运行要经过两大步骤：

1、编译时期是由编译器将源文件编译成字节码的过程

2、字节码文件由Java虚拟机解释执行

绑定

绑定就是一个方法的调用与调用这个方法的类连接在一起的过程被称为绑定。

绑定主要分为两种：

静态绑定 和 动态绑定

绑定的其他叫法

静态绑定 == 前期绑定 == 编译时绑定

动态绑定 == 后期绑定 == 运行时绑定

为了方便区分：下面统一称呼为静态绑定和动态绑定

静态绑定

在程序运行前，也就是编译时期 JVM 就能够确定方法由谁调用，这种机制称为静态绑定

识别静态绑定的三个关键字以及各自的理解

如果一个方法由 private、static、final 任意一个关键字所修饰，那么这个方法是前期绑定的

构造方法也是前期绑定

private：private 关键字是私有的意思，如果被 private 修饰的方法是无法由本类之外的其他类所调用的，也就是本类所特有的方法，所以也就由编译器识别此方法是属于哪个类的

public class Person { private String talk; private String canTalk(){ return talk;
    }
} class Animal{ public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person(); // private 修饰的方法是Person类独有的，所以Animal类无法访问(动物本来就不能说话) //        p.canTalk(); }
}

final：final 修饰的方法不能被重写，但是可以由子类进行调用，如果将方法声明为 final 可以有效的关闭动态绑定

public class Fruit { private String fruitName; final String eatingFruit(String name){
        System.out.println("eating " + name); return fruitName;
    }
} class Apple extends Fruit{ // 不能重写final方法，eatingFruit方法只属于Fruit类，Apple类无法调用 //    String eatingFruit(String name){ //        super.eatingFruit(name); //    } String eatingApple(String name){ return super.eatingFruit(name);
    }
}

static：static 修饰的方法比较特殊，不用通过 new 出某个类来调用，由类名.变量名直接调用该方法，这个就很关键了，new 很关键，也可以认为是开启多态的导火索，而由类名.变量名直接调用的话，此时的类名是确定的，并不会产生多态，如下代码：

public class SuperClass { public static void sayHello(){
        
        System.out.println("由 superClass 说你好");
    }
} public class SubClass extends SuperClass{ public static void sayHello(){
        System.out.println("由 SubClass 说你好");
    } public static void main(String[] args) {
        SuperClass.sayHello();
        SubClass.sayHello();
    }
}

SubClass 继承 SuperClass 后，在

是无法重写 sayHello 方法的，也就是说 sayHello() 方法是对子类隐藏的，但是你可以编写自己的 sayHello() 方法，也就是子类 SubClass 的sayHello() 方法，由此可见，方法由 static 关键词所修饰，也是编译时绑定

动态绑定

在运行时根据具体对象的类型进行绑定

除了由 private、final、static 所修饰的方法和构造方法外，JVM 在运行期间决定方法由哪个对象调用的过程称为动态绑定

如果把编译、运行看成一条时间线的话，在运行前必须要进行程序的编译过程，那么在编译期进行的绑定是前期绑定，在程序运行了，发生的绑定就是后期绑定

public class Father { void drinkMilk(){
        System.out.println("父亲喜欢喝牛奶");
    }
} public class Son extends Father{ @Override void drinkMilk() {
        System.out.println("儿子喜欢喝牛奶");
    } public static void main(String[] args) {
        Father son = new Son();
        son.drinkMilk();
    }
}

Son 类继承 Father 类，并重写了父类的 dringMilk() 方法，在输出结果得出的是儿子喜欢喝牛奶。那么上面的绑定方式是什么呢？

上面的绑定方式称之为动态绑定，因为在你编写 Father son = new Son() 的时候，编译器并不知道 son 对象真正引用的是谁，在程序运行时期才知道，这个 son 是一个 Father 类的对象，但是却指向了 Son 的引用，这种概念称之为多态，那么我们就能够整理出来多态的三个原则：

• 继承
• 重写
• 父类对象指向子类引用

也就是说，在 Father son = new Son() ，触发了动态绑定机制。

动态绑定的过程

1. 虚拟机提取对象的实际类型的方法表；
2. 虚拟机搜索方法签名；
3. 调用方法。

动态绑定和静态绑定的特点

静态绑定

静态绑定在编译时期触发，那么它的主要特点是

1、编译期触发，能够提早知道代码错误

2、提高程序运行效率

动态绑定

1、使用动态绑定的前提条件能够提高代码的可用性，使代码更加灵活。

2、多态是设计模式的基础，能够降低耦合性。

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