Java面试题原理和底层.docx 百度云

主要内容：
1. HashSet底层原理
基于HashMap实现的，HashSet底层使用HashMap来保存所有元素，hashset实现简单，hashset操作是调用底层hashmap的方法。默认初始一个容量未16负载因子为0.75的hashmap。
https://www.iteye.com/blog/zhangshixi-673143
2. HashMap底层原理
HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。
允许使用null值和null键。无序。
HashMap数据结构“数组+链表+红黑树”。
3. synchronized底层如何实现？锁优化，怎么优化？
synchronized 是Java内建的同步机制，提供了互斥的语义和可见性，当一个线程已经获取当前锁时，其他试图获取的线程只能等待或者阻塞在那里。
原理：
synchronized可以保证方法或者代码块在运行时，同一时刻只有一个方法可以进入到临界区，同时它还可以保证共享变量的内存可见性
底层实现：
同步代码块是使用monitorenter和monitorexit指令实现的， ，当且一个monitor被持有之后，将处于锁定状态。线程执行到monitorenter指令时，将会尝试获取对象所对应的monitor所有权，即尝试获取对象的锁；
Java对象头和monitor是实现synchronized的基础！
synchronized存放的位置:synchronized用的锁是存在Java对象头里的。
Java对象头包括：
Mark Word（标记字段）： 用于存储对象自身的运行时数据， 如哈希码（HashCode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程 ID、偏向时间戳等等。它是实现轻量级锁和偏向锁的关键
Klass Pointer（类型指针）： 是对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例
monitor:  可以把它理解为一个同步工具， 它通常被描述为一个对象。 是线程私有的数据结构
4. ConcurrentHashMap 的工作原理，底层原理（谈到多线程高并发大几率会问它）
 
5. JVM调优（JVM层层渐进问时大几率问）
查看堆空间大小分配（年轻代、年老代、持久代分配）
垃圾回收监控（长时间监控回收情况）
线程信息监控：系统线程数量
线程状态监控：各个线程都处在什么样的状态下
线程详细信息：查看线程内部运行情况，死锁检查
CPU热点：检查系统哪些方法占用了大量CPU时间
内存热点：检查哪些对象在系统中数量最大
jvm问题排查和调优：
jps主要用来输出JVM中运行的进程状态信息。
jstat命令可以用于持续观察虚拟机内存中各个分区的使用率以及GC的统计数据
jmap可以用来查看堆内存的使用详情。
jstack可以用来查看Java进程内的线程堆栈信息。 jstack是个非常好用的工具，结合应用日志可以迅速定位到问题线程。
Java性能分析工具
jdk会自带JMC(JavaMissionControl)工具。可以分析本地应用以及连接远程ip使用。提供了实时分析线程、内存，CPU、GC等信息的可视化界面。
JVM内存调优
对JVM内存的系统级的调优主要的目的是减少GC的频率和Full GC的次数。 过多的GC和Full GC是会占用很多的系统资源（主要是CPU），影响系统的吞吐量。
使用JDK提供的内存查看工具，比如JConsole和Java VisualVM。
导致Full GC一般由于以下几种情况：
旧生代空间不足
调优时尽量让对象在新生代GC时被回收、让对象在新生代多存活一段时间和不要创建过大的对象及数组避免直接在旧生代创建对象
新生代设置过小
一是新生代GC次数非常频繁，增大系统消耗；二是导致大对象直接进入旧生代，占据了旧生代剩余空间，诱发Full GC
2). 新生代设置过大
一是新生代设置过大会导致旧生代过小（堆总量一定），从而诱发Full GC；二是新生代GC耗时大幅度增加
3). Survivor设置过小
导致对象从eden直接到达旧生代
4). Survivor设置过大
导致eden过小，增加了GC频率
一般说来新生代占整个堆1/3比较合适
GC策略的设置方式
1). 吞吐量优先 可由-XX:GCTimeRatio=n来设置
2). 暂停时间优先 可由-XX:MaxGCPauseRatio=n来设置
JVM内存管理，JVM的常见的垃圾收集器，GC调优

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