JAVA中IO流，多线程，集合，JVM⾯试题汇总
JAVA中 IO流，多线程，集合，JVM ⾯试题汇总
IO流
java 中 IO 流分为⼏种?
按照流的流向分，可以分为输⼊流和输出流；
按照操作单元划分，可以划分为字节流和字符流；
按照流的⾓⾊划分为节点流和处理流。
Java Io流共涉及40多个类，这些类看上去很杂乱，但实际上很有规则，⽽且彼此之间存在⾮常紧密的联系， Java I0流的40多个类都是从如下4个抽象类基类中派⽣出来的。
InputStream/Reader: 所有的输⼊流的基类，前者是字节输⼊流，后者是字符输⼊流。
OutputStream/Writer: 所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。
按操作⽅式分类结构图：
按操作对象分类结构图：
BIO,NIO,AIO 有什么区别?
简答
BIO：Block IO 同步阻塞式 IO，就是我们平常使⽤的传统 IO，它的特点是模式简单使⽤⽅便，并发处理能⼒低。NIO：Non IO 同步⾮阻塞 IO，是传统 IO 的升级，客户端和服务器端通过 Channel（通道）通讯，实现了多路复⽤。AIO：Asynchronous IO 是 NIO 的升级，也叫 NIO2，实现了异步⾮堵塞 IO ，异步 IO 的操作基于事件和回调机制。
详细回答
BIO (Blocking I/O): 同步阻塞I/O模式，数据的读取写⼊必须阻塞在⼀个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别⾼（⼩于单机1000）的情况下，这种模型是⽐较不错的，可以让每⼀个连接专注于⾃⼰的 I/O 并且编程模型简单，也不⽤过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本⾝就是⼀个天然的漏⽃，可以缓冲⼀些系统处理不了的连接或请求。但是，当⾯对⼗万甚⾄百万级连接的时候，传统的 BIO 模型是⽆能为⼒的。因此，我们需要⼀种更⾼效的 I/O 处理模型来应对更⾼的并发量。
NIO (New I/O): NIO是⼀种同步⾮阻塞的I/O模型，在Java 1.4 中引⼊了NIO框架，对应 java.nio 包，提供了 Channel ,
Selector，Buffer等抽象。NIO中的N可以理解为Non-blocking，不单纯是New。它⽀持⾯向缓冲的，基于通道的I/O操作⽅法。 NIO提供了与传统BIO模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现，两种通道都⽀持阻塞和⾮阻塞两种模式。阻塞模式使⽤就像传统中的⽀持⼀样，⽐较简单，但是性能和可靠性都不好；⾮阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应⽤程序，可以使⽤同步阻塞I/O来提升开发速率和更好的维护性；对于⾼负载、⾼并发的（⽹络）应⽤，应使⽤ NIO 的⾮阻塞模式来开发
AIO (Asynchronous I/O): AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引⼊了 NIO 的改进版 NIO 2，它是异步⾮阻塞的IO模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应⽤操作之后会直接返回，不会堵塞在那⾥，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进⾏后续的操作。AIO 是异步IO的缩写，虽然 NIO 在⽹络操作中，提供了⾮阻塞的⽅法，但是 NIO 的 IO ⾏为还是同步的。对于 NIO 来说，我们的业务线程是在 IO 操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程⾃⾏进⾏ IO 操作，IO操作本⾝是同步的。查阅⽹上相关资料，我发现就⽬前来说AIO 的应⽤还不是很⼴泛，Netty 之前也尝试使⽤过 AIO，不过⼜放弃了。
Files的常⽤⽅法都有哪些？
Files. exists()：检测⽂件路径是否存在。
一个线程可以包含多个进程
Files. createFile()：创建⽂件。
Files. createDirectory()：创建⽂件夹。
Files. delete()：删除⼀个⽂件或⽬录。
Files. copy()：复制⽂件。
Files. move()：移动⽂件。
Files. size()：查看⽂件个数。
Files. read()：读取⽂件。
Files. write()：写⼊⽂件。
多线程
为什么要使⽤并发编程（并发编程的优点）
充分利⽤多核CPU的计算能⼒：通过并发编程的形式可以将多核CPU的计算能⼒发挥到极致，性能得到提升
⽅便进⾏业务拆分，提升系统并发能⼒和性能：在特殊的业务场景下，先天的就适合于并发编程。现在的系统动不动就要求百万级甚⾄千万级的并发量，⽽多线程并发编程正是开发⾼并发系统的基础，利⽤好多线程机制可以⼤⼤提⾼系统整体的并发能⼒以及性能。⾯对复杂业务模型，并⾏程序会⽐串⾏程序更适应业务需求，⽽并发编程更能吻合这种业务拆分 。
什么是多线程，多线程的优劣？
多线程：多线程是指程序中包含多个执⾏流，即在⼀个程序中可以同时运⾏多个不同的线程来执⾏不同的任务。
1. 多线程的好处：
可以提⾼ CPU 的利⽤率。在多线程程序中，⼀个线程必须等待的时候，CPU 可以运⾏其它的线程⽽不是等待，这样就⼤⼤提⾼了程序的效率。也就是说允许单个程序创建多个并⾏执⾏的线程来完成各⾃的任务。
2. 多线程的劣势：
线程也是程序，所以线程需要占⽤内存，线程越多占⽤内存也越多；
多线程需要协调和管理，所以需要 CPU 时间跟踪线程；
线程之间对共享资源的访问会相互影响，必须解决竞⽤共享资源的问题。
进程与线程的区别
线程具有许多传统进程所具有的特征，故⼜称为轻型进程(Light—Weight Process)或进程元；⽽把传统的进程称为重型进程(Heavy—Weight Process)，它相当于只有⼀个线程的任务。在引⼊了线程的操作系统中，通常⼀个进程都有若⼲个线程，⾄少包含⼀个线程。
根本区别：进程是操作系统资源分配的基本单位，⽽线程是处理器任务调度和执⾏的基本单位
资源开销：每个进程都有独⽴的代码和数据空间（程序上下⽂），程序之间的切换会有较⼤的开销；线程可以看做轻量级的进程，同⼀类线程共享代码和数据空间，每个线程都有⾃⼰独⽴的运⾏栈和程序计数器（PC），线程之间切换的开销⼩。
包含关系：如果⼀个进程内有多个线程，则执⾏过程不是⼀条线的，⽽是多条线（线程）共同完成的；线程是进程的⼀部分，所以线程也被称为轻权进程或者轻量级进程。
内存分配：同⼀进程的线程共享本进程的地址空间和资源，⽽进程之间的地址空间和资源是相互独⽴的
影响关系：⼀个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产⽣影响，但是⼀个线程崩溃整个进程都死掉。所以多进程要⽐多线程健壮。
执⾏过程：每个独⽴的进程有程序运⾏的⼊⼝、顺序执⾏序列和程序出⼝。但是线程不能独⽴执⾏，必须依存在应⽤程序中，由应⽤程序提供多个线程执⾏控制，两者均可并发执⾏
创建线程有哪⼏种⽅式？
创建线程有四种⽅式：
继承 Thread 类；
1. 定义⼀个Thread类的⼦类，重写run⽅法，将相关逻辑实现，run()⽅法就是线程要执⾏的业务逻辑⽅法
2. 创建⾃定义的线程⼦类对象
3. 调⽤⼦类实例的star()⽅法来启动线程
实现 Runnable 接⼝；
1. 定义Runnable接⼝实现类MyRunnable，并重写run()⽅法
2. 创建MyRunnable实例myRunnable，以myRunnable作为参数创建Thead对象，该Thread对象才是真正的线程对象
3. 调⽤线程对象的start()⽅法
实现 Callable 接⼝；
1. 创建实现Callable接⼝的类myCallable
2. 以myCallable为参数创建FutureTask对象
3. 将FutureTask作为参数创建Thread对象
4. 调⽤线程对象的start()⽅法
使⽤ Executors ⼯具类创建线程池
Executors提供了⼀系列⼯⼚⽅法⽤于创先线程池，返回的线程池都实现了ExecutorService接⼝。
说说线程的⽣命周期及五种基本状态？
1. 新建(new)：新创建了⼀个线程对象。
2. 可运⾏(runnable)：线程对象创建后，当调⽤线程对象的 start()⽅法，该线程处于就绪状态，等待被线程调度选中，获取cpu的使⽤
权。
3. 运⾏(running)：可运⾏状态(runnable)的线程获得了cpu时间⽚（timeslice），执⾏程序代码。注：就绪状态是进⼊到运⾏状态的唯
⼀⼊⼝，也就是说，线程要想进⼊运⾏状态执⾏，⾸先必须处于就绪状态中；
4. 阻塞(block)：处于运⾏状态中的线程由于某种原因，暂时放弃对 CPU的使⽤权，停⽌执⾏，此时进⼊阻塞状态，直到其进⼊到就绪
状态，才 有机会再次被 CPU 调⽤以进⼊到运⾏状态。
阻塞的情况分三种：
(⼀). 等待阻塞：运⾏状态中的线程执⾏ wait()⽅法，JVM会把该线程放⼊等待队列(waitting queue)中，使本线程进⼊到等待阻塞状态；
(⼆). 同步阻塞：线程在获取 synchronized 同步锁失败(因为锁被其它线程所占⽤)，，则JVM会把该线程放⼊锁池(lock pool)中，线程会进⼊同步阻塞状态；
(三). 其他阻塞: 通过调⽤线程的 sleep()或 join()或发出了 I/O 请求时，线程会进⼊到阻塞状态。当 sleep()状态超时、join()等待线程
终⽌或者超时、或者 I/O 处理完毕时，线程重新转⼊就绪状态。
5. 死亡(dead)：线程run()、main()⽅法执⾏结束，或者因异常退出了run()⽅法，则该线程结束⽣命周期。死亡的线程不可再次复⽣。
synchronized 的作⽤？
在 Java 中，synchronized 关键字是⽤来控制线程同步的，就是在多线程的环境下，控制 synchronized 代码段不被多个线程同时执⾏。synchronized 可以修饰类、⽅法、变量。
另外，在 Java 早期版本中，synchronized属于重量级锁，效率低下，因为监视器锁（monitor）是依赖于底层的操作系统的 Mutex
Lock 来实现的，Java 的线程是映射到操作系统的原⽣线程之上的。如果要挂起或者唤醒⼀个线程，都需要操作系统帮忙完成，⽽操作系统实现线程之间的切换时需要从⽤户态转换到内核态，这个状态之间的转换需要相对⽐较长的时间，时间成本相对较⾼，这也是为什么早期的synchronized 效率低的原因。庆幸的是在 Java 6 之后 Java 官⽅对从 JVM 层⾯对synchronized 较⼤优化，所以现在的 synchronized 锁效率也优化得很不错了。JDK1.6对锁的实现引⼊了⼤量的优化，如⾃旋锁、适应性⾃旋锁、锁消除、锁粗化、偏向锁、轻量级锁等技术来减少锁操作的开销。
synchronized 和 volatile 的区别是什么？
synchronized 表⽰只有⼀个线程可以获取作⽤对象的锁，执⾏代码，阻塞其他线程。
volatile 表⽰变量在 CPU 的寄存器中是不确定的，必须从主存中读取。保证多线程环境下变量的可见性；禁⽌指令重排序。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。