Java 面试知识点【背诵版 240题 约7w字】 (26)

ConcurrentHashMap 用于解决 HashMap 的线程不安全和 HashTable 的并发效率低,HashTable 之所以效率低是因为所有线程都必须竞争同一把锁,假如容器里有多把锁,每一把锁用于锁容器的部分数据,那么多线程访问容器不同数据段的数据时,线程间就不会存在锁竞争,从而有效提高并发效率,这就是 ConcurrentHashMap 的锁分段技术。首先将数据分成 Segment 数据段,然后给每一个数据段配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段的数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。

get 实现简单高效,先经过一次再散列,再用这个散列值通过散列运算定位到 Segment,最后通过散列算法定位到元素。get 的高效在于不需要加锁,除非读到空值才会加锁重读。get 方法中将共享变量定义为 volatile,在 get 操作里只需要读所以不用加锁。

put 必须加锁,首先定位到 Segment,然后进行插入操作,第一步判断是否需要对 Segment 里的 HashEntry 数组进行扩容,第二步定位添加元素的位置,然后将其放入数组。

size 操作用于统计元素的数量,必须统计每个 Segment 的大小然后求和,在统计结果累加的过程中,之前累加过的 count 变化几率很小,因此先尝试两次通过不加锁的方式统计结果,如果统计过程中容器大小发生了变化,再加锁统计所有 Segment 大小。判断容器是否发生变化根据 modCount 确定。

P10:JDK8 的 ConcurrentHashMap 原理?

主要对 JDK7 做了三点改造:① 取消分段锁机制,进一步降低冲突概率。② 引入红黑树结构,同一个哈希槽上的元素个数超过一定阈值后,单向链表改为红黑树结构。③ 使用了更加优化的方式统计集合内的元素数量。具体优化表现在:在 put、resize 和 size 方法中设计元素总数的更新和计算都避免了锁,使用 CAS 代替。

get 同样不需要同步,put 操作时如果没有出现哈希冲突,就使用 CAS 添加元素,否则使用 synchronized 加锁添加元素。

当某个槽内的元素个数达到 7 且 table 容量不小于 64 时,链表转为红黑树。当某个槽内的元素减少到 6 时,由红黑树重新转为链表。在转化过程中,使用同步块锁住当前槽的首元素,防止其他线程对当前槽进行增删改操作,转化完成后利用 CAS 替换原有链表。由于 TreeNode 节点也存储了 next 引用,因此红黑树转为链表很简单,只需从 first 元素开始遍历所有节点,并把节点从 TreeNode 转为 Node 类型即可,当构造好新链表后同样用 CAS 替换红黑树。

P11:ArrayList 的线程安全集合是什么?

可以使用 CopyOnWriteArrayList 代替 ArrayList,它实现了读写分离。写操作复制一个新的集合,在新集合内添加或删除元素,修改完成后再将原集合的引用指向新集合。这样做的好处是可以高并发地进行读写操作而不需要加锁,因为当前集合不会添加任何元素。使用时注意尽量设置容量初始值,并且可以使用批量添加或删除,避免多次扩容,比如只增加一个元素却复制整个集合。

适合读多写少,单个添加时效率极低。CopyOnWriteArrayList 是 fail-safe 的,并发包的集合都是这种机制,fail-safe 在安全的副本上遍历,集合修改与副本遍历没有任何关系,缺点是无法读取最新数据。这也是 CAP 理论中 C 和 A 的矛盾,即一致性与可用性的矛盾。

框架 27 Spring IoC 11 Q1:IoC 是什么?

IoC 即控制反转,简单来说就是把原来代码里需要实现的对象创建、依赖反转给容器来帮忙实现,需要创建一个容器并且需要一种描述让容器知道要创建的对象间的关系,在 Spring 中管理对象及其依赖关系是通过 Spring 的 IoC 容器实现的。

IoC 的实现方式有依赖注入和依赖查找,由于依赖查找使用的很少,因此 IoC 也叫做依赖注入。依赖注入指对象被动地接受依赖类而不用自己主动去找,对象不是从容器中查找它依赖的类,而是在容器实例化对象时主动将它依赖的类注入给它。假设一个 Car 类需要一个 Engine 的对象,那么一般需要需要手动 new 一个 Engine,利用 IoC 就只需要定义一个私有的 Engine 类型的成员变量,容器会在运行时自动创建一个 Engine 的实例对象并将引用自动注入给成员变量。

Q2:IoC 容器初始化过程?

基于 XML 的容器初始化

当创建一个 ClassPathXmlApplicationContext 时,构造方法做了两件事:① 调用父容器的构造方法为容器设置好 Bean 资源加载器。② 调用父类的 setConfigLocations 方法设置 Bean 配置信息的定位路径。

ClassPathXmlApplicationContext 通过调用父类 AbstractApplicationContext 的 refresh 方法启动整个 IoC 容器对 Bean 定义的载入过程,refresh 是一个模板方法,规定了 IoC 容器的启动流程。在创建 IoC 容器前如果已有容器存在,需要把已有的容器销毁,保证在 refresh 方法后使用的是新创建的 IoC 容器。

内容版权声明:除非注明,否则皆为本站原创文章。

转载注明出处:https://www.heiqu.com/zwpgxs.html