后端开发刷题 | 面试篇3

说一说HashMap的扩容机制

1. 初始容量和加载因子

• 初始容量（Initial Capacity）：HashMap 在创建时可以指定一个初始容量，它是桶数组（Entry<K,V>[] table）的初始大小。如果没有指定初始容量，则默认为 16。
• 加载因子（Load Factor）：加载因子是 HashMap 在其容量自动增加之前可以达到多满的一个尺度。当 HashMap 中的条目数超过了加载因子与当前容量的乘积时，就会进行扩容。如果没有特别指定，加载因子默认为 0.75。

2. 扩容过程

当 HashMap 中的元素个数超过 容量 * 加载因子 时，就会触发扩容。扩容的过程大致如下：

1. 创建一个新的桶数组：新数组的容量是旧数组容量的两倍（如果旧数组容量是 MAXIMUM_CAPACITY（即 1 << 30），则不再扩容，因为已经到达最大容量）。

2. 重新计算索引：遍历旧数组中的每个元素，根据每个元素的键重新计算哈希值，并据此确定元素在新数组中的索引位置。这里可能会遇到哈希冲突，但 HashMap 通过链表或红黑树（Java 8 引入）来解决冲突。

3. 复制元素：将旧数组中的元素复制到新数组中对应的位置。如果是链表，则直接整体移动；如果是红黑树，则进行红黑树的复制。

4. 替换桶数组：将 HashMap 的 table 引用指向新的桶数组。

IP协议的首部结构 

首部协议一共是20个字节（固定）

第一个4字节： 版本号；首部长度； 服务类型；总长度；

第二个4字节：标识；标志；片偏移；

第三个4字节：生存时间；协议；校验和；

第四个4字节：源ip地址；

第五个4字节：目的ip地址；

说一说进程调度算法有哪些

1. 先来先服务（FCFS，First-Come, First-Served）

• 描述：按照作业或进程到达任务队列的顺序进行调度。它是一种非抢占式的调度算法，即一旦CPU分配给某个进程，该进程将一直执行，直到完成或发生某种阻塞事件。
• 优点：易于理解且实现简单，只需要一个队列，并且相当公平。
• 缺点：对短作业（进程）不利，可能导致其长时间等待，同时也不利于处理紧急作业。

2. 时间片轮转（RR，Round-Robin）

• 描述：将CPU处理时间划分为多个时间片，每个进程被分配一个时间片，进程在时间片结束时被抢占，并重新放入队列末尾等待下一次调度。
• 优点：简单易行，平均响应时间短，可以保证每个进程都有机会获得CPU资源，防止长时间运行的进程垄断CPU。
• 缺点：时间片大小需要设置得合适才能实现最好的性能，过大可能导致响应时间过长，过小则会导致频繁的进程切换，增加系统开销。

3. 最短作业优先（SJF，Shortest Job First）

• 描述：每次从队列中选择预计执行时间最短的作业或进程进行调度。该算法可以是抢占式的，也可以是非抢占式的。
• 优点：可以降低平均等待时间和提高系统吞吐量，优先照顾短作业。
• 缺点：对长作业不友好，可能导致其长时间得不到执行，出现饥饿现象。同时，难以准确估计作业的执行时间，影响调度性能。

4. 最短剩余时间优先（SRTF，Shortest Remaining Time First）

• 描述：是SJF算法的抢占式版本。每次调度时，选择剩余执行时间最短的进程执行。如果新到达的进程剩余执行时间更短，则抢占当前执行的进程。
• 优点：确保短作业或短进程优先被处理。
• 缺点：由于频繁的抢占和进程切换，系统开销大，实现代价高。

5. 最高响应比优先（HRRN，Highest Response Ratio Next）

• 描述：根据响应比R=（等待时间+服务时间）/服务时间进行调度。响应比越高，进程优先级越高。
• 优点：既考虑了作业的等待时间，又考虑了作业的执行时间，使得长作业也有机会得到执行。
• 缺点：需要一直计算响应比，增加了系统资源的消耗。

6. 多级反馈队列调度算法（Multilevel Feedback Queue Scheduling）

• 描述：设置多个就绪队列，并为每个队列赋予不同的优先级和时间片大小。进程首先进入最高优先级的队列，如果在时间片内未完成，则降入下一级队列，以此类推。仅当高优先级队列为空时，才调度低优先级队列中的进程。
• 优点：公平性好，能够适应多种不同的任务，不必事先知道进程的执行时间。
• 缺点：设计复杂，实现难度较大。

介绍一下Java中的IO流

一、IO流的基本概念

• 流：是一种抽象的概念，代表数据的无结构化传递。流是一个无结构化的数据组成的序列，以字节或字符形式输入或输出。
• 输入流：数据从外部数据源流入到程序内部的过程。
• 输出流：数据从程序内部向外部流出到数据目的地的过程。

二、IO流的分类

1. 按处理的数据类型分类

• 字节流：以字节（Byte，1Byte=8bit）为单位进行读写操作，可以处理所有类型的数据，如图片、视频等二进制文件。主要类有InputStream和OutputStream。
• 字符流：以字符（通常是16位Unicode字符）为单位进行读写操作，更适合处理文本数据。主要类有Reader和Writer。

2. 按数据的流向分类

• 输入流：用于从外部数据源读取数据到程序中，如FileInputStream、BufferedReader等。
• 输出流：用于将程序中的数据输出到外部目的地，如FileOutputStream、BufferedWriter等。

3. 按处理数据功能分类

• 节点流（又称实体流）：直接对数据源或目的地进行读写操作，如FileInputStream、FileOutputStream等。
• 处理流（又称装饰流）：不直接连接数据源或目的地，而是对已有的流进行封装，提供额外的功能，如缓冲、转换等。常见的处理流有BufferedInputStream、BufferedOutputStream、BufferedReader、BufferedWriter等。

三、IO流的主要类和方法

Java的IO流体系涉及多个类和接口，但核心类主要包括InputStream、OutputStream、Reader和Writer四个抽象类及其子类。这些类提供了丰富的方法来支持数据的读写操作，如read()、write()、close()等。