本文为 Java 面试题系列文章第四篇，之前文章可点击访问：

一、 「BAT常问」40道Java基础面试题及详细答案整理汇总「开篇」

二、 「BAT常问」40道Java基础面试题及详细答案整理汇总「1—8」

三、 「BAT常问」40道Java基础面试题及详细答案整理汇总「9—16」

17.ConcurrentHashMap可以代替 Hashtable 吗？

hashTable虽然性能上比不上ConcurrentHashMap，但并不能完全被取代，两者的 迭代器 的一致性不同的，hash table的迭代器是强一致性的，而concurrenthashmap是弱一致的。

ConcurrentHashMap的get，clear，iterator 都是弱一致性的。 Doug Lea（大神 Doug Lea是JCP 中的一员） 也将这个判断留给用户自己决定是否使用ConcurrentHashMap。

ConcurrentHashMap与HashTable都可以用于 多线程 的环境，但是当Hashtable的大小增加到一定的时候，性能会急剧下降，因为迭代时需要被锁定很长的时间。因为ConcurrentHashMap引入了分割( Segment ation)，不论它变得多么大，仅仅需要锁定map的某个部分，而其它的线程不需要等到迭代完成才能访问map。简而言之，在迭代的过程中，ConcurrentHashMap仅仅锁定map的某个部分，而Hashtable则会锁定整个map。

那么既然ConcurrentHashMap那么优秀，为什么还要有Hashtable的存在呢？ConcurrentHashMap能完全替代HashTable吗？

HashTable虽然性能上不如ConcurrentHashMap，但并不能完全被取代， 两者的迭代器的一致性不同的，HashTable的迭代器是强一致性的，而ConcurrentHashMap是弱一致的 。
ConcurrentHashMap的get，clear，iterator 都是弱一致性的。

那么什么是强一致性和弱一致性呢？

get方法是弱一致的，是什么含义？可能你期望往Concurrent HashMap 底层数据结构中加入一个元素后，立马能对get可见，但ConcurrentHashMap并不能如你所愿。换句话说，put操作将一个元素加入到底层数据结构后，get可能在某段时间内还看不到这个元素，若不考虑内存模型，单从代码逻辑上来看，却是应该可以看得到的。

我们结合java内存模型相关内容来分析下put/get方法。put方法我们只需关注Segment#put，get方法只需关注Segment#get，在继续之前，先要说明一下Segment里有两个volatile变量：count和table；HashEntry里有一个volatile变量：value。

总结

ConcurrentHashMap的弱一致性主要是为了提升效率，是一致性与效率之间的一种权衡。要成为强一致性，就得到处使用锁，甚至是全局锁，这就与Hashtable和同步的HashMap一样了。

18.为什么说HashMap是线程不安全的呢？

HashMap 在并发执行 put 操作时会引起死循环，导致 CPU 利用率接近100%。因为多线程会导致 HashMap 的 Node 链表形成环形数据结构，一旦形成环形数据结构，Node 的 next 节点永远不为空，就会在获取 Node 时产生死循环。

19.在使用HashMap时，如何做到 线程安全 ？

了解了 HashMap 为什么线程不安全，那现在看看如何线程安全的使用 HashMap。

这个无非就是以下三种方式：

Hashtable ConcurrentHashMap Synchronized Map

Hashtable例子代码：

先稍微吐槽一下，为啥命名不是 HashTable 啊，看着好难受不管了就装作它叫HashTable 吧。因为已经不常用了，就简单说说吧。HashTable 源码中是使用synchronized来保证线程安全的，比如下面的 get 方法和 put 方法：

所以当一个线程访问 HashTable 的同步方法时，其他线程如果也要访问同步方法，会被阻塞住。举个例子，当一个线程使用 put 方法时，另一个线程不但不可以使用 put 方法，连 get 方法都不可以，这样效率很低，现在基本不会使用它了。

ConcurrentHashMap

ConcurrentHashMap 于 Java 7 的，和8有区别,在8中 CHM 摒弃了 Segment（锁段）的概念，而是启用了一种全新的方式实现,利用 CAS 算法。

SynchronizedMap

synchronizedMap() 方法后会返回一个 SynchronizedMap 类的对象，而在 SynchronizedMap 类中使用了 synchronized 同步关键字来保证对 Map 的操作是线程安全的。

性能对比

这是要靠数据说话的时代，所以不能只靠嘴说 CHM 快，它就快了。写个测试用例，实际的比较一下这三种方式的效率(源码来源)，下面的代码分别通过三种方式创建 Map 对象，使用 ExecutorService 来并发运行5个线程，每个线程添加/获取500K个元素。

ConcurrentHashMap 性能是明显优于 Hashtable 和 SynchronizedMap 的,CHM 花费的时间比前两个的一半还少。

20.多并发情况下HashMap是否还会产生死循环？

看下了ConcurrentHashMap的源码，ConcurrentHashMap是Java 5中支持高并发、高吞吐量的线程安全HashMap实现。

在看很多博客在介绍ConcurrentHashMap之前，都说HashMap适用于单线程访问，这是因为HashMap的所有方法都没有进行锁同步，因此是线程不安全的，不仅如此，当多线程访问的时候还容易产生死循环。

建议参考博客文章《Java困惑》：多并发情况下HashMap是否还会产生死循环。讲的很详细，百度很好找到。

既然会产生死循环，为什么并发情况下，还是用ConcurrentHashMap。 jdk 好像有，但是Jdk8 已经修复了这个问题。

21.讲一讲TreeMap、HashMap、LindedHashMap的区别

LinkedHashMap 可以保证HashMap集合有序，存入的顺序和取出的顺序一致。

TreeMap 实现SortMap接口，能够把它保存的记录根据键排序,默认是按键值的升序排序，也可以指定排序的比较器，当用Iterator遍历TreeMap时，得到的记录是排过序的。

HashMap 不保证顺序，即为无序的，具有很快的访问速度。 HashMap 最多只允许一条记录的键为Null;允许多条记录的值为 Null。 HashMap 不支持线程的同步。

我们在开发的过程中 使用HashMap比较多，在Map中在Map 中插入、删除和定位元素，HashMap 是最好的选择 。

但如果您要 按自然顺序或自定义顺序遍历键 ，那么 TreeMap会更好 。

如果 需要输出的顺序和输入的相同 ,那么 用LinkedHashMap 可以实现,它还可以按读取顺序来排列 。

22.说说 Collection 包的结构，和Collections的区别在哪里？

Collection 是集合类的上级接口，子接口主要有Set、List 、Map。

Collecions 是针对集合类的一个帮助类， 提供了操作集合的工具方法，一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序线性、线程安全化等操作。

Collection

Collection 是单列集合

List

元素是有序的、可重复。
有序的 collection，可以对列表中每个元素的插入位置进行精确地控制。
可以根据元素的整数索引（在列表中的位置）访问元素，并搜索列表中的元素。
可存放重复元素，元素存取是有序的。

List接口中常用类

Vector：线程安全，但速度慢，已被ArrayList替代。底层数据结构是数组结构。
ArrayList：线程不安全，查询速度快。底层数据结构是数组结构。
LinkedList：线程不安全。增删速度快。底层数据结构是列表结构。

Set

Set接口中常用的类

Set(集) 元素无序的、不可重复。
取出元素的方法只有迭代器。不可以存放重复元素，元素存取是无序的。

HashSet：线程不安全，存取速度快。它是如何保证元素唯一性的呢？依赖的是元素的hashCode方法和euqals方法。
TreeSet：线程不安全，可以对Set集合中的元素进行排序。它的排序是如何进行的呢？通过compareTo或者compare方法中的来保证元素的唯一性。元素是以二叉树的形式存放的。

Map

map是一个双列集合

Hashtable :线程安全，速度快。底层是 哈希表 数据结构。是同步的。不允许null作为键，null作为值。

Properties :用于配置文件的定义和操作，使用频率非常高，同时键和值都是字符串。是集合中可以和IO技术相结合的对象。

HashMap :线程不安全，速度慢。底层也是哈希表数据结构。是不同步的。允许null作为键，null作为值，替代了Hashtable。

LinkedHashMap : 可以保证HashMap集合有序。存入的顺序和取出的顺序一致。

TreeMap ：可以用来对Map集合中的键进行排序

23.用到try catch finally时，如果try里有return，finally里边的代码还执行么？

肯定会执行。finally{}块的代码。
只有在try{}块中包含遇到 System.exit(0) 。
之类的导致Java虚拟机直接退出的语句才会不执行。

当程序执行try{}遇到return时，程序会先执行return语句，但并不会立即返回——也就是把return语句要做的一切事情都准备好，也就是在将要返回、但并未返回的时候，程序把执行流程转去执行finally块，当finally块执行完成后就直接返回刚才return语句已经准备好的结果。

24.说说Excption与Error包结构，OOM你遇到过哪些情况？SOF你遇到过哪些情况？

Throwable是 Java 语言中所有错误或异常的超类。
Throwable包含两个子类: Error 和 Exception 。它们通常用于指示发生了异常情况。
Throwable包含了其线程创建时线程执行堆栈的快照，它提供了printStackTrace()等接口用于获取堆栈跟踪数据等信息。

Java将可抛出(Throwable)的结构分为三种类型：

被检查的异常(Checked Exception)。

运行时异常(RuntimeException)。

错误(Error)。

运行时异常RuntimeException

定义 : RuntimeException及其子类都被称为运行时异常。
特点 : Java编译器不会检查它 也就是说，当程序中可能出现这类异常时，倘若既”没有通过throws声明抛出它”，也”没有用try-catch语句捕获它”，还是会编译通过。

例如，除数为零时产生的ArithmeticException异常，数组越界时产生的IndexOutOfBoundsException异常，fail-fail机制产生的ConcurrentModificationException异常等，都属于运行时异常。

堆内存溢出 OutOfMemoryError（OOM）

除了程序计数器外，虚拟机内存的其他几个运行时区域都有发生OutOfMemoryError(OOM)异常的可能。

Java Heap 溢出。
一般的异常信息：java.lang.OutOfMemoryError:Java heap spacess。
java堆用于存储对象实例，我们只要不断的创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，就会在对象数量达到最大堆容量限制后产生内存溢出异常。

堆栈溢出 StackOverflow （SOF）

StackOverflowError 的定义：
当应用程序递归太深而发生堆栈溢出时，抛出该错误。
因为栈一般默认为1-2m，一旦出现死循环或者是大量的递归调用，在不断的压栈过程中，造成栈容量超过1m而导致溢出。

栈溢出的原因 ：

1、递归调用

2、大量循环或死循环

3、全局变量是否过多

4、数组、List、map数据过大