谈谈接口和抽象类有什么区别?
接口是对行为的抽象,它是抽象方法的集合,利用接口可以达到API定义和实现分离的目的。接口,不能实例化;不能包含任何非常量成员,同时,没有非静态方法实现,也就是说要么是抽象方法,要么是静态方法。Java标准类库中,定义了非常多的接口,比如java.util.List。
抽象类是不能实例化的类,用abstract关键字修饰class,其目的主要是代码重用。除了不能实例化,形式上和一般的Java类并没有太大区别,可以有一个或者多个抽象方法,也可
以没有抽象方法。抽象类大多用于抽取相关Java类的共用方法实现或者是共同成员变量,然后通过继承的方式达到代码复用的目的。Java标准库中,比如collection框架,很多通用
部分就被抽取成为抽象类,例如java.util.AbstractList。
进行面向对象编程,掌握基本的设计原则是必须的,我今天介绍最通用的部分,也就是所谓的S.O.L.I.D原则。
单一职责类或者对象最好是只有单一职责,在程序设计中如果发现某个类承担着多种义务,可以考虑进行拆分。
开关原则设计要对扩展开放,对修改关闭。换句话说,程序设计应保证平滑的扩展性,尽量避免因为新增同类功能而修改已有实现,这样可以少产出些回归(regression)问题。
里氏替换这是面向对象的基本要素之一,进行继承关系抽象时,凡是可以用父类或者基类的地方,都可以用子类替换。
接口分离我们在进行类和接口设计时,如果在一个接口里定义了太多方法,其子类很可能面临两难,就是只有部分方法对它是有意义的,这就破坏了程序的内聚性。对于这种情况,可以通过拆分成功能单一的多个接口,将行为进行解耦。在未来维护中,如果某个接口设计有变,不会对使用其他接口的子类构成影响
依赖反转实体应该依赖于抽象而不是实现。也就是说高层次模块,不应该依赖于低层次模块,而是应该基于抽象。实践这一原则是保证产品代码之间适当耦合度的法宝
谈谈你知道的设计模式?请手动实现单例模式,Spring等框架中使用了哪些模式?
设计模式可以分为创建型模式、结构型模式和行为型模式。
创建型模式,是对对象创建过程的各种问题和解决方案的总结,包括各种工厂模式(Factory、AbstractFactory)、单例模式(Singleton)、构建器模式(Builder)、原型模式(ProtoType)。
结构型模式,是针对软件设计结构的总结,关注于类、对象继承、组合方式的实践经验。常见的结构型模式,包括桥接模式(Bridge)、适配器模式(Adapter)、装饰者模式(Decorator)、代理模式(Proxy)、组合模式(Composite)、外观模式(Facade)、享元模式(Flyweight)等。
行为型模式,是从类或对象之间交互、职责划分等角度总结的模式。比较常见的行为型模式有策略模式(Strategy)、解释器模式(Interpreter)、命令模式(Command)、观察者模式(Observer)、迭代器模式(Iterator)、模板方法模式(TemplateMethod)、访问者模式(Visitor)。更多相关内容你可以参考:https://en.wikipedia.org/wiki/Design_Patterns
InputStream是一个抽象类,标准类库中提供了FileInputStream、ByteArrayInputStream等各种不同的子类,分别从不同角度对InputStream进行了功能扩展,这是典型的装饰器模式应用案例。识别装饰器模式,可以通过识别类设计特征来进行判断,也就是其类构造函数以相同的抽象类或者接口为输入参数
创建型模式尤其是工厂模式,在我们的代码中随处可见,我举个相对不同的API设计实践。比如,JDK最新版本中HTTP/2ClientAPI,下面这个创建HttpRequest的过程,就是典型的构建器模式(Builder),通常会被实现成fuent风格的API,也有人叫它方法链。使用构建器模式,可以比较优雅地解决构建复杂对象的麻烦,这里的“复杂”是指类似需要输入的参数组合较多,如果用构造函数,我们往往需要为每一种可能的输入参数组合实现相应的构造函数,一系列复杂的构造函数会让代码阅读性和可维护性变得很差。
Spring等如何在API设计中使用设计模式
BeanFactory和ApplicationContext应用了工厂模式
在Bean的创建中,Spring也为不同scope定义的对象,提供了单例和原型等模式实现。
AOP领域则是使用了代理模式、装饰器模式、适配器模式等。
各种事件监听器,是观察者模式的典型应用。
类似JdbcTemplate等则是应用了模板模式。
synchronized和ReentrantLock有什么区别?
synchronized是Java内建的同步机制,它提供了互斥的语义和可见性,当一个线程已经获取当前锁时,其他试图获取的线程只能等待或者阻塞在那里。
ReentrantLock,通常翻译为再入锁,是Java5提供的锁实现,它的语义和synchronized基本相同。再入锁通过代码直接调用lock()方法获取,代码书写也更加灵活。与此同时,ReentrantLock提供了很多实用的方法,能够实现很多synchronized无法做到的细节控制,比如可以控制fairness,也就是公平性,或者利用定义条件等。但是,编码中也需要注意,必须要明确调用unlock()方法释放,不然就会一直持有该锁。
synchronized底层如何实现?什么是锁的升级、降级?
synchronized代码块是由一对儿monitorenter/monitorexit指令实现的,Monitor对象是同步的基本实现单元。在Java6之前,Monitor的实现完全是依靠操作系统内部的互斥锁,因为需要进行用户态到内核态的切换,所以同步操作是一个无差别的重量级操作。现代的(Oracle)JDK中,JVM对此进行了大刀阔斧地改进,提供了三种不同的Monitor实现,也就是常说的三种不同的锁:偏向锁(BiasedLocking)、轻量级锁和重量级锁,大大改进了其性能。
所谓锁的升级、降级,就是JVM优化synchronized运行的机制,当JVM检测到不同的竞争状况时,会自动切换到适合的锁实现,这种切换就是锁的升级、降级。
当没有竞争出现时,默认会使用偏斜锁。JVM会利用CAS操作,在对象头上的MarkWord部分设置线程ID,以表示这个对象偏向于当前线程,所以并不涉及真正的互斥锁。这样做的假设是基于在很多应用场景中,大部分对象生命周期中最多会被一个线程锁定,使用偏斜锁可以降低无竞争开销。
如果有另外的线程试图锁定某个已经被偏斜过的对象,JVM就需要撤销(revoke)偏斜锁,并切换到轻量级锁实现。轻量级锁依赖CAS操作MarkWord来试图获取锁,如果重试成功,就使用普通的轻量级锁;否则,进一步升级为重量级锁。
你知道“自旋锁”是做什么的吗?它的使用场景是什么?
自旋锁:竞争锁的失败的线程,并不会真实的在操作系统层面挂起等待,而是JVM会让线程做几个空循环(基于预测在不久的将来就能获得),在经过若干次循环后,如果可以获得锁,那么进入临界区,如果还不能获得锁,才会真实的将线程在操作系统层面进行挂起。
适用场景:自旋锁可以减少线程的阻塞,这对于锁竞争不激烈,且占用锁时间非常短的代码块来说,有较大的性能提升,因为自旋的消耗会小于线程阻塞挂起操作的消耗。如果锁的竞争激烈,或者持有锁的线程需要长时间占用锁执行同步块,就不适合使用自旋锁了,因为自旋锁在获取锁前一直都是占用cpu做无用功,线程自旋的消耗大于线程阻塞挂起操作的消耗,造成cpu的浪费
在单核CPU上,自旋锁是无用,因为当自旋锁尝试获取锁不成功会一直尝试,这会一直占用CPU,其他线程不可能运行,
同时由于其他线程无法运行,所以当前线程无法释放锁。
一个线程两次调用start()方法会出现什么情况?谈谈线程的生命周期和状态转移。
Java的线程是不允许启动两次的,第二次调用必然会抛出IllegalThreadStateException,这是一种运行时异常,多次调用start被认为是编程错误。
新建(NEW),表示线程被创建出来还没真正启动的状态,可以认为它是个Java内部状态。
就绪(RUNNABLE),表示该线程已经在JVM中执行,当然由于执行需要计算资源,它可能是正在运行,也可能还在等待系统分配给它CPU片段,在就绪队列里面排队。
阻塞(BLOCKED),这个状态和我们前面两讲介绍的同步非常相关,阻塞表示线程在等待Monitorlock。比如,线程试图通过synchronized去获取某个锁,但是其他线程已经独占了,那么当前线程就会处于阻塞状态。
等待(WAITING),表示正在等待其他线程采取某些操作。一个常见的场景是类似生产者消费者模式,发现任务条件尚未满足,就让当前消费者线程等待(wait),另外的生产者线程去准备任务数据,然后通过类似notify等动作,通知消费线程可以继续工作了。Thread.join()也会令线程进入等待状态。
计时等待(TIMED_WAIT),其进入条件和等待状态类似,但是调用的是存在超时条件的方法,比如wait或join等方法的指定超时版本
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