Java面试必知必会

反射机制：在运行时通过反射机制获取对象实例的相关信息，获得实例对象的方式有三种一种是直接类的class对象，一种是Class.forName()方法，另一种是通过类加载器加载，Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass()，其中forName会执行类的初始化，其他两种不会。获得类的class对象之后，可以获取类中的类、参数、方法、父子类型信息，通过class.Instance()获得类对象。

java注解：元注解有指定运行时机（源码期、编译期、运行期），指定使用范围（类、属性、方法）等；结合反射机制获取类的Class对象，并获得相应的注解，再做处理，从而实现增强或额外处理的功能。

java代理模式的实现方式：有静态代理；JDK动态代理通过与被代理类实现相同接口的方式替换被代理类，代理类需要实现InvocationHandler接口；CGlib动态代理，被代理类不需要实现接口，使用继承的方式替换代理类；javassist 动态代理，动态生成class文件；ASM通过动态修改二进制码的方式生成class文件。动态代理都是新生成代理对象来实现的，而不是通过反射。

JAVA IO模型：应用程序的io操作分为，连接发起和实际数据获取两部分，针对这两部分的操作，划分为同步阻塞IO 一般的Socket文件读取等IO模型，在连接发起和数据获取都是同步阻塞的；另一种是NIO，连接发起可以认为是非阻塞的，IO操作是同步的，面向缓冲区的，借助操作系统的多路复用IO模型，根据注册响应操作；最后就是全异步非阻塞的，应用程序发起IO请求，操作系统帮忙将数据从内核态拷贝到用户态并通知用户态已完成。常见Netty和redis使用的reactor线程模型，单线程负责连接，线程池负责数据处理。Netty中一个channel会被绑定在一个EventLoop上，EventLoop会分配一个具体的Thread负责Channel的处理（保证不跨线程）。

Netty使用reactor线程模型（可理解为主从reactor模型，EventLoopGroup负责连接创建分配Channel,每个EventLoop的线程池负责分配子线程监听并处理具体数据处理）

Redis通过IO多路复用管理客户端的连接监听，通过队列方式处理事务，文件事件派发器由单线程处理。

Java集合：List,ArrayList,LinkedList, ArrayList 有声明随机查询，建议使用for i 的查询，LinkedList双向链表，建议使用foreach遍历；Map，HashMap,TreeMap,ConcurrentHashMap,线程安全，初始大小为16，扩容一般为2的n次方，Hashtable初始大小是11；除了使用Concurrent包外，还可以通过Collections.的内部类初始化为线程安全的集合。Arrays.toList() 返回的是Arrays内部类类型的AbstractArrayList，内部类没有实现对应的方法，会在调用add,remove等方法时报错。

ThreadLocal: Thread的静态内部类，每个线程保存数据，ThreadLocal的内部结构是类似hashmap的弱应用，key是ThreadLocal的弱引用类型，线程私有且需要传递的可以使用ThreadLocal作为传递载体。ThreadLocal能保证线程安全的关键在于，Thread类中的定义了ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals，可以将其理解为一个特有的 Map 类型，而在 Thread 类中声明了一个 ThreadLocalMap 类型的 threadLocals 属性。针对每个 Thread 对象，也就是每个线程来说都包含了一个 ThreadLocalMap 对象，即每个线程都有一个属于自己的内存数据库，而数据库中存储的就是我们用 ThreadLocal 修饰的对象。

锁机制：java中保持线程安全的方式，volatile关键字，保证工作内存和主内存的可见性，防止重排序，对volatitle的写 hapend-before对它的读；synchronized 静态代码块锁class对象，方法区锁当前实例对象，代码块锁指定对象，加锁操作是在JVM层面对对应的对象的Markword区增加是否持有锁标记，通过monitorenter和monitorexit 加锁和解锁，而对于加锁区可以防止并发而不能防止加锁区的重排序，单重排序不会影响单线程的逻辑，所以对于synchronized加锁之后是线程安全的，synchronized的加锁顺序为偏向锁（获取锁的第一次CAS）-轻量级锁(若有锁竞争则自旋CAS)-重量级锁(加重量级锁)；ReentrantLock 借助AQS 从JDK维度实现了公平非公平锁，可重入锁；将线程运行过程中的寄存区、指令等抽象为工作内存，将内存视为主内存，volatile解决了工作线程可见性问题，synchronized是通过对共享区加锁，AQS是将竞争者以队列的方式排序来防止竞争（内部也使用了volatile）.

线程池：线程有实现继承Thread,实现Runnable接口或Callable接口 三种方式，想获取结果则使用Callable实现call方法。线程池Executor框架 主要有ThreaPoolExecutor（固定线程池大小，单一线程，和CachedThreadPool工作线程为0，使用SysnchronousQueue队列线程作为工作线程）和ScheduledThreadPoolExeccutor两种，注意设定核心线程数，最大线程数，任务队列，拒绝策略，等数据，防止内存泄漏。

线程&进程：进程间通讯的目的是数据传输、事件通知、进程控制，进程间通信方式有共享内存区，管道，FIFO,消息队列，过程调用（主要是RPC），线程间通讯因为本身共享进程内存空间，所以常用的方式是通过信号和wait，锁等方式进行同步。线程状态：新建、就绪、执行、阻塞、死亡。

JVM:java应用程序流程分为 源码java文件-编译.class文件-类加载器将class文件读入内存放在方法区中（线程共享）–运行过程中的对象实例存放在堆中（线程共享）–运行过程中的程序计数器、虚拟机栈、本地方法区以线程私有的方式存放在运行数据区。垃圾回收算法主要有标记清理和标记整理，将堆分代划分，年轻代一般使用标记清理，老年代一般使用标记整理，而根据与业务线程并行或stop-the-world执行标记清理，也划分出了常规的CMS和G1的收集算法，CMS耗CPU,会有垃圾碎片，G1是吧内存提前划分小块，以块单位的方式并行执行分析，相对CMS垃圾碎片更少。

作为GCroot的对象：虚拟机栈中引用的对象，本地方法栈中引用的对象，方法区中类静态属性引用的对象，方法区中常量引用的对象。