一、集合

数组

ArrayList 和 LinkedList 的区别？

ArrayList 底层是数组结构，可以通过下标直接访问元素，因此查询效率较高；但在中间插入或删除元素时，可能需要移动后续元素，效率相对较低。

LinkedList 底层是双向链表结构，查询时需要从头节点或尾节点遍历，效率较低；但插入或删除元素时只需修改前后节点指针，效率较高。

因此在查询较多的场景下通常使用 ArrayList，而在频繁插入删除的场景下可以考虑使用 LinkedList。

详细可参阅：
ArrayList和LinkedList的区别？

为什么实际开发中我们几乎都用 ArrayList？

实际开发中更多使用 ArrayList，主要有三个原因：

第一，大多数业务场景是查询多、插入删除少；
第二，LinkedList 每个节点都需要额外存储前后指针，占用更多内存空间；
第三，ArrayList 基于连续内存存储，对 CPU 缓存更加友好，整体性能更优。

需要注意的是，LinkedList 虽然插入删除理论上快，但前提是已经定位到节点，而定位过程仍然需要遍历。

HashMap

HashMap 是一个用于存储键值对（key-value）的集合，线程不安全。

详解：
深入理解 HashMap的数据结构

底层架构是什么？

在 JDK1.8 中，HashMap 的底层结构是：

数组 + 链表 + 红黑树

工作流程：

  • 通过 key 的 hash 计算数组下标

  • 如果没有冲突，直接存储

  • 如果发生冲突，使用链表解决

  • 当链表长度超过 8 时，会转换为红黑树，提高查询效率

红黑树是一种自平衡的二叉查找树，能够保证查询效率。

为什么 HashMap 的容量一定是 2 的幂？

HashMap 的容量设计为 2 的幂，是为了让：

hash % length

可以通过：

hash & (length - 1)

代替，从而提高计算数组下标的效率。

二、多线程

进程和线程的区别

进程是操作系统分配资源的基本单位，每个进程都有独立的内存空间；

线程是 CPU 调度的基本单位，一个进程可以包含多个线程；

同一进程内的线程共享内存和资源，因此线程创建和切换开销较小，但也更容易出现线程安全问题。

为什么线程切换比进程切换快？

进程切换需要保存和恢复整个内存空间，而线程切换只需要切换执行上下文，因此开销更小。

线程之间为什么会有线程安全问题？

因为多个线程共享同一块内存，当多个线程同时修改同一变量时，可能会导致数据不一致的问题。

线程安全问题的本质是：多个线程同时访问共享资源。

线程的生命周期和状态?

五种周期：新建、就绪、运行、阻塞、销毁。

6 种状态（NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIME_WAITING、TERMINATED）

并发和并行的区别

并发是指多个任务在同一时间段内交替执行，看起来像同时发生；

并行是指多个任务在同一时刻真正同时执行，通常需要多核 CPU 支持。

Java 是并发还是并行？

Java 支持并发；在多核 CPU 环境下可以实现并行。

synchronized 的作用

synchronized 是 Java 提供的关键字，用于保证多线程环境下的线程安全。

它可以对方法或代码块加锁，保证同一时间只有一个线程可以执行，从而避免数据不一致问题。

补充说明：

  • 属于悲观锁

  • 是可重入锁

  • 基于对象锁实现

什么是死锁？

死锁是指多个线程（或进程）互相持有对方需要的资源，彼此等待，导致程序无法继续执行的情况。

死锁产生的四个必要条件

  • 互斥

  • 请求与保持

  • 不可剥夺

  • 循环等待

如果记不住四个条件，记住“资源互相等待”即可。

如何避免死锁？

可以通过统一加锁顺序来避免死锁，例如规定所有线程必须按照相同顺序获取锁。

String、StringBuilder、StringBuffer

String 是不可变字符串，线程安全。

StringBuilder 是可变字符串，线程不安全，但性能较高。

StringBuffer 是可变字符串，线程安全，但性能略低。

在实际开发中，一般使用 StringBuilder。

三、MySQL

何为索引？有什么作用？

索引是数据库中用于提高查询效率的一种数据结构，本质上是一种有序的数据结构，用来加快数据的查找速度。

索引的主要作用是：

  1. 提高查询效率
  2. 加快排序和分组操作
  3. 减少磁盘 IO 次数

缺点是占用额外存储空间，增删改会变慢（因为要维护索引）

MySQL 索引底层是什么？

InnoDB 存储引擎使用 B+ 树作为索引结构。

为什么用 B+树，不用红黑树？

因为 B+树适合磁盘存储，能减少磁盘 IO 次数，适合范围查询。

主键索引和普通索引区别？

主键索引是唯一索引，不允许重复；普通索引允许重复。

更专业的回答是：InnoDB 的主键索引是聚簇索引^1，数据和索引存储在一起；普通索引是二级索引。

四、Redis

Redis 为什么这么快？

Redis 快的原因主要有三个：

第一，基于内存存储，避免磁盘 IO；
第二，采用单线程模型，避免线程切换开销；
第三，使用 IO 多路复用机制，提高网络处理效率。

为什么 Redis 用单线程还那么快？

因为 Redis 是基于内存操作，避免了磁盘 IO，并且单线程避免了线程切换的开销，同时通过 IO 多路复用处理高并发请求。

Redis 常用数据类型

String
Hash
List
Set
ZSet

说一说hash类型的底层数据结构

Redis的哈希对象的底层存储可以使用ziplist（压缩列表）和hashtable（字典）。

当哈希类型元素个数小于hash-max-ziplist-entries 配置（默认512个），同时所有值都小于hash-max-ziplist-value配置（默认64 字节）时，Redis会使用ziplist作为哈希的内部实现。ziplist使用更加紧凑的结构实现多个元素的连续存储，所以在节省内存方面比hashtable更加优秀。当哈希类型无法满足ziplist的条件时，Redis会使用hashtable作为哈希的内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降，而 hashtable的读写时间复杂度为O（1）。

MySQL 和 Redis 的区别

Redis 是基于内存的 Key-Value 数据库，读写速度非常快，通常用于缓存、会话存储、排行榜等高频访问场景；

MySQL 是关系型数据库，主要用于持久化存储结构化数据，支持事务和复杂 SQL 查询。

为什么要用 Redis 做缓存？

使用 Redis 做缓存主要是为了提高系统响应速度，并减轻 MySQL 的访问压力。

由于 Redis 基于内存存储，读写性能非常高，可以将高频访问的数据放入缓存，从而减少数据库查询次数，提高系统整体性能。

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