大数据面试Java复习重点：集合、多线程与JVM精讲

从给定的文件信息来看，本次复习材料主要涵盖了Java基础知识，特别是在大数据面试中经常被问及的三个重要领域：集合类、多线程和JVM（Java虚拟机）。下面我将分别详细解释这三个知识点，希望能帮助到需要准备大数据面试的Java开发者们。 ### 集合类 Java集合类是Java编程语言的核心部分，为处理大量数据提供了基础的数据结构。集合框架主要分为两大类：Collection接口和Map接口。 #### Collection接口 - **List**：有序集合，允许重复元素。主要的实现类有ArrayList和LinkedList。 - **ArrayList**：基于动态数组实现，能够实现快速随机访问，但是对于非尾部元素的插入和删除操作较慢。 - **LinkedList**：基于双向链表实现，对于频繁插入和删除操作，性能优于ArrayList。 - **Set**：不允许有重复元素。主要的实现类有HashSet、LinkedHashSet和TreeSet。 - **HashSet**：基于HashMap实现，不保证有序。 - **LinkedHashSet**：维护了一个双向链表来记录插入顺序，因此遍历时有序。 - **TreeSet**：基于TreeMap实现，元素自动排序。 - **Queue**：用于在处理前保存多个元素的集合。主要的实现类有PriorityQueue、LinkedList和ArrayDeque。 - **PriorityQueue**：允许元素按照优先级顺序（自然顺序或提供的Comparator）被检索。 - **LinkedList**：可以作为队列使用，支持FIFO操作。 - **ArrayDeque**：基于数组实现，适合做栈和队列操作。 #### Map接口 - **HashMap**：基于哈希表实现，非线程安全，允许null作为键和值。 - **TreeMap**：基于红黑树实现，元素自动排序。 - **LinkedHashMap**：继承自HashMap，同时维护了一个双向链表记录插入顺序，因此遍历时有序。 ### 多线程 Java中的多线程编程是实现并发计算的一个重要方式。线程的创建和管理是Java语言提供的并发机制的核心。 - **Thread类**：直接继承Thread类创建线程，需要重写run方法定义线程的行为。 - **Runnable接口**：实现Runnable接口创建线程，可以与Thread类一起使用，将任务与线程分离，更灵活。 - **线程同步**：使用synchronized关键字控制同一时间只有一个线程可以访问特定的代码段，保证线程安全。 - **锁机制**：ReentrantLock是Java提供的另一种线程同步机制，提供了比synchronized更灵活的功能，例如尝试锁定、可中断的锁定等待和公平性等。 - **并发工具类**：如CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore等，用于解决更复杂的并发控制问题。 ### JVM JVM是Java的核心，负责运行Java程序。它与操作系统交互，管理内存、执行垃圾回收、处理异常等。 - **运行时数据区**：JVM在执行Java程序时，会把它管理的内存分为若干个不同的数据区域。 - **堆(Heap)**：存储对象实例，所有线程共享。 - **方法区(Method Area)**：用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等。 - **虚拟机栈(VM Stack)**：线程私有，存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。 - **本地方法栈(Native Method Stack)**：为执行native方法服务。 - **程序计数器(Program Counter Register)**：线程私有，当前线程所执行的字节码的行号指示器。 - **垃圾回收机制**：JVM的垃圾回收机制负责回收堆内存中不再使用的对象，常用的算法有标记-清除、复制、标记-整理、分代收集等。 - **类加载机制**：JVM类加载机制是指JVM在运行过程中，将类的信息加载到内存中，生成对应的Class对象的过程。分为加载、验证、准备、解析和初始化五个阶段。 了解这些知识点对于Java开发者来说至关重要，特别是对于准备大数据面试的候选人来说。在面试中，面试官通常会考察候选人是否对Java集合类的内部结构和性能特点有深入理解，是否熟悉多线程的实现细节和同步机制，以及是否能够分析和解决JVM内存和性能问题。掌握这些知识点有助于候选人展示其深厚的技术基础，提高在大数据面试中的竞争力。