Java基础知识拾遗(一)

Java Threads

1. 创建线程的三种方法？

• 继承Thread类；
• 实现Runnable接口；
• 使用Executor框架创建一个线程池。

每个线程都有优先级（Thread.MAX_PRIORITY = 10, Thread.NORM_PRIORITY = 5, Thread.MIN_PRIORITY = 1），新产生线程的优先级默认等于产生它的优先级。

JVM启动后，将会产生一个非守护线程（non-daemon thread，通常被称为main），JVM会一直运行直到：a) Runtime类的exit()方法被调用；b) 所有的非守护线程死亡（run执行完毕或发生异常）。

2. 从高层次上解释可用的线程状态？

• NEW: 线程准备好执行了，但是还不一定会马上开始执行;
• RUNNABLE:Java虚拟机正在执行这个线程的代码;
• BLOCKED: 线程在等待监视器锁时，处于阻塞状态；
• WAITING: 线程在等待另一个线程执行特定的一些操作；
• TIMED_WAITING: 线程在等待另一个线程执行一些特定的操作，并且最多等待指定的时间；
• TERMINATED: 线程已经完成了执行。

3. 线程同步在监视器(monitor)里是怎么工作的？

• JVM使用锁(locks)和监视器(monitors)；
• 每一个监视器都和一个对象引用关联，线程只有在获得锁之后才能执行代码，
• 监视器保证在一个时刻仅有一个线程可以执行一段同步代码。

4. synchronized方法和synchronized块有什么区别？

• 在Java编程中，每一个对象都有一个锁；
• 一个线程可以通过使用synchronized关键字获得一个对象的锁；
• Synchronized关键字可以被用在方法级别上(粗粒度锁)或者块级别上(细粒度锁)。

5. 怎样保证N个线程访问N个资源，而不产生死锁?

• 死锁是两个线程都在等待对方完成后才继续执行，两个线程都会永久等待下去；
• 当使用N个线程时, 一个很简单的避免死锁的方法是，强制对锁排序，所有线程都按照同样的顺序加锁和解锁，就不会产生死锁。

Java Collections

6. Iterator和ListIterator的区别？

• Iterator可以用来遍历Set和List集合，而ListIterator只能用来迭代List；
• Iterator只可以正向遍历一个集合，而ListIterator 可以双向遍历List；
• ListIterator实现了Iterator 接口，并且包含其他的功能，比如增加新的元素add(E e)，替换一个元素set(E e)，获得前面和后面元素的索引位置previousIndex()和nextIndex()。

7. 快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)有什么区别？

• Java.util包中的所有集合类都是快速失败的，而java.util.concurrent包中的集合类都是安全失败的；
• 快速失败的迭代器抛出ConcurrentModificationException，而安全失败的迭代器从不抛出这个异常。

快速失败”也就是fail-fast，它是Java集合的一种错误检测机制。某个线程在对collection进行迭代时，不允许其他线程对该collection进行结构上的修改。

例如：假设存在两个线程（线程1、线程2），线程1通过Iterator在遍历集合A中的元素，在某个时候线程2修改了集合A的结构（是结构上面的修改，而不是简单的修改集合元素的内容），那么这个时候程序就会抛出 ConcurrentModificationException 异常，从而产生fail-fast。

迭代器的快速失败行为无法得到保证，它不能保证一定会出现该错误，因此，ConcurrentModificationException应该仅用于检测 bug。

8. HashMap和Hashtable的区别与选择？

• HashMap允许null键和值的存在，而Hashtable既不允许null键，也不允许null值；
• Hashtable是同步的，而HashMap不是。所以，HashMap更被常用在单线程环境中，而Hashtable更适合多线程环境；
• HashTable提供了键和值对应的Collection和Enumeration，而HashMap只提供了键和值对应的Collection（键是Set）；
• HashMap的子类LinkedHashMap可以记录插入的顺序（用双向链表），当需要按插入顺序遍历时，选用LinkedHashMap会方便很多；
• HashTable是遗留下来的类。

9. Enumeration和Iterator的区别？

• Enumeration是Iterator的两倍快，而且使用较少的内存；
• Iterator比Enumeration安全，因为一个线程在用迭代器进行遍历时，其他线程不能修改该集合对象；
• Iterator能够从集合中移除元素remove()，Enumeration不能；
• Enumeration一般由Vector和HashTable产生，Java API建议使用Iterator。

10. Comparable 和 Comparator的区别？

• 所在包不同：java.lang.Comparable和java.util.Comparator；
• 实现Comparable接口的类用compareTo(T o)作为其自然顺序(natural ordering)，个人理解，Comparable用于使某类对象具有比较属性，而Comparator则用于生成某类对象的一个单独的比较器；
• Comparable接口只包含一个方法compareTo(T o)，Comparator接口包含compare(T o1, T o2)和equals(Object obj)，而且Java8中又添加了许多新方法，比如返回相反的比较器reversed()；

二者的比较方法都通过返回负数、0、整数表示小于、等于、大于， 注意，compareTo(T o) == 0或compare(e1, e2) == 0与e1.equals(e2) 应具有相同的真值。Java核心库中只有一个类BigDecimal的compareTo(T o) == 0与e1.equals(e2)返回值不一致，当两个数值相等但精度不同时，如4.0和4.00；

e.equals(null)可以返回false，但e.compareTo(null)应当抛出NullPointerException异常，因为null不是任何类的实例。

11. 使用Java集合框架(Java Collection framework)时有哪些好的做法？

• 根据应用的需求，选择合适的集合类型，对性能很重要，如元素固定且有序时，应当使用Array而非ArrayList；
• 能够估计元素个数时，要指定集合的初始容量，避免重复哈希和改变尺寸(rehashing or resizing)；
• 总是使用泛型保证类型安全、可靠性与健壮性，避免ClassCastException；
• 使用JDK提供的不可变类(immutable classes)来作为Map中的键，避免在自定义类中实现hashCode和equals方法；
• 面向接口编程，而非面向实现；
• 在集合中为空时，返回0个元素的集合或数组，而不是返回null值。

Exception Handling

12. 被检查的异常(checked exceptions)和不受检查的异常(unchecked exceptions)的区别？

• 被检查的异常必须在方法或构造器的throws子句中声明，而不受检查的异常不用。

不受检查的异常其实就是RuntimeException，从RuntimeException继承的类都会自动被Java虚拟机抛出，所以不必在异常说明中把它们列出来。其他类型的异常，包括用户自己定义的异常，都必须用throws说明，否则编译将会出错。

13. Exception和Error有什么区别？

• Exception和Error都是Throwable的子类。Exception定义的异常用户程序必须捕获，Error定义的异常不用捕获。