Java四种引用，Java堆和栈，热修复，ANR，设计模式

码仔，今天就给大家带来了《每日一道面试题》的第十一期：

01

JAVA的四种引用以及应用场景

GC在收集一个对象的时候会判断是否有引用指向对象，在JAVA中的引用主要有四种：

强引用（Strong Reference）

强引用是使用最普遍的引用。如果一个对象具有强引用，那垃圾回收器绝不会回收它。当内存空间不足，Java虚拟机宁愿抛出OutOfMemoryError错误，使程序异常终止，也不会靠随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。

软引用（Soft Reference）

如果一个对象只具有软引用，则内存空间足够，垃圾回收器就不会回收它；如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序使用。软引用可用来实现内存敏感的高速缓存。

下面举个例子，假如有一个应用需要读取大量的本地图片，如果每次读取图片都从硬盘读取，则会严重影响性能，但是如果全部加载到内存当中，又有可能造成内存溢出，此时使用软引用可以解决这个问题。

设计思路是：用一个HashMap来保存图片的路径和相应图片对象关联的软引用之间的映射关系，在内存不足时，JVM会自动回收这些缓存图片对象所占用的空间，从而有效地避免了内存溢出的问题。

软引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果软引用所引用的对象被垃圾回收器回收，Java虚拟机就会把这个软引用加入到与之关联的引用队列中。

弱引用（Weak Reference）

弱引用与软引用的区别在于：只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。不过，由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程，因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。

弱引用可以和一个引用队列（ReferenceQueue）联合使用，如果弱引用所引用的对象被垃圾回收，Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。

虚引用（Phantom Reference）

“虚引用”顾名思义，就是形同虚设，与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

虚引用主要用于检测对象是否已经从内存中删除，跟踪对象被垃圾回收器回收的活动。虚引用与软引用和弱引用的一个区别在于：虚引用必须和引用队列 （ReferenceQueue）联合使用。当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有虚引用，就会在回收对象的内存之前，把这个虚引用加入到与之关联的引用队列中。

虚引用的唯一目的是当对象被回收时收到一个系统通知。

02

谈谈热修复的原理 

我们知道Java虚拟机 —— JVM 是加载类的class文件的，而Android虚拟机——Dalvik/ART VM 是加载类的dex文件， 而他们加载类的时候都需要ClassLoader,ClassLoader有一个子类BaseDexClassLoader，而BaseDexClassLoader下有一个数组——DexPathList，是用来存放dex文件，当BaseDexClassLoader通过调用findClass方法时，实际上就是遍历数组，找到相应的dex文件，找到，则直接将它return。而热修复的解决方法就是将新的dex添加到该集合中，并且是在旧的dex的前面，所以就会优先被取出来并且return返回。

03

ANR异常的产生条件及解决方案

ANR是什么? ANR全称:Application Not Responding,也就是应用程序无响应. 简单来说,就是应用跑着跑着,突然duang,界面卡住了,无法响应用户的操作如触摸事件等.

原因 Android系统中,ActivityManagerService(简称AMS)和WindowManagerService(简称WMS)会检测App的响应时间. 如果App在特定时间无法相应屏幕触摸或键盘输入时间,或者特定事件没有处理完毕,就会出现ANR.

ANR的产生需要同时满足三个条件

1. 主线程:只有应用程序进程的主线程(UI线程)响应超时才会产生ANR

2. 超时时间:产生ANR的上下文不同,超时时间也不同,但只要超过这个时间上限没有响应就会产生ANR

3. 输入事件/特定操作:输入事件是指按键、触屏等设备输入事件,特定操作是指BroadcastReceiver和Service的生命周期中的各个函数调用

解决方案: 总结为一句话,即不要在主线程(UI线程)里面做繁重的操作

04

Java中堆和栈有什么区别

堆与栈的区别很明显：

1. 栈内存存储的是局部变量而堆内存存储的是实体；

2. 栈内存的更新速度要快于堆内存，因为局部变量的生命周期很短；

3. 栈内存存放的变量生命周期一旦结束就会被释放，而堆内存存放的实体会被垃圾回收机制不定时的回收。

堆、栈说明：

栈内存:栈内存首先是一片内存区域，存储的都是局部变量，凡是定义在方法中的都是局部变量（方法外的是全局变量），for循环内部定义的也是局部变量，是先加载函数才能进行局部变量的定义，所以方法先进栈，然后再定义变量，变量有自己的作用域，一旦离开作用域，变量就会被释放。栈内存的更新速度很快，因为局部变量的生命周期都很短。

堆内存:存储的是数组和对象（其实数组就是对象），凡是new建立的都是在堆中，堆中存放的都是实体（对象），实体用于封装数据，而且是封装多个（实体的多个属性），如果一个数据消失，这个实体也没有消失，还可以用，所以堆是不会随时释放的，但是栈不一样，栈里存放的都是单个变量，变量被释放了，那就没有了。堆里的实体虽然不会被释放，但是会被当成垃圾，Java有垃圾回收机制不定时的收取。

05

谈谈对生成器模式的理解

生成器模式：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示。

• 何时使用

1. 当系统准备为用户提供一个内部结构复杂的对象，而且在构造方法中编写创建该对象的代码无法满足用户需求时，就可以使用生成器模式老构造这样的对象。

2. 当某些系统要求对象的构造过程必须独立于创建该对象的类时。

优点

1. 生成器模式将对象的构造过程封装在具体的生成器中，用户使用不同的具体生成器就可以得到该对象的不同表示。

2. 生成器模式将对象的构造过程从创建该对象的类中分离出来，使用户无须了解该对象的具体组件。

3. 可以更加精细有效的控制对象的构造过程。生成器将对象的构造过程分解成若干步骤，这就是程序可以更加精细，有效的控制整个对象的构造。

4. 生成器模式将对象的构造过程与创建该对象类解耦，是对象的创建更加灵活有弹性。

5. 当增加新的具体的生成器是，不必修改指挥者的代码，即该模式满足开-闭原则。

模式的重心在于分离构建算法和具体的构造实现，从而使构建算法可以重用。

比如我们要得到一个日期，可以有不同的格式，然后我们就使用不同的生成器来实现。

首先是这个类（产品）：

//产品
public class MyDate {
 String date;
}

然后就是抽象生成器，描述生成器的行为：

//抽象生成器
public interface IDateBuilder {
 IDateBuilder buildDate(int y,int m,int d);
 String date();
}

接下来是具体生成器，一个以“-”分割年月日，另一个使用空格：

/具体生成器
public class DateBuilder1 implements IDateBuilder{
 private MyDate myDate;
 public DateBuilder1(MyDate myDate){
 this.myDate = myDate;
 }
 @Override
 public IDateBuilder buildDate(int y, int m, int d) {
 myDate.date = y+"-"+m+"-"+d;
 return this;
 }
 @Override
 public String date() {
 return myDate.date;
 }
}

//具体生成器
public class DateBuilder2 implements IDateBuilder{
 private MyDate myDate;
 public DateBuilder2(MyDate myDate){
 this.myDate = myDate;
 }
 @Override
 public IDateBuilder buildDate(int y, int m, int d) {
 myDate.date = y+" "+m+" "+d;
 return this;
 }
 @Override
 public String date() {
 return myDate.date;
 }
}

接下来是指挥官，向用户提供具体的生成器：

//指挥者
public class Derector {
 private IDateBuilder builder;
 public Derector(IDateBuilder builder){
 this.builder = builder;
 }
 public String getDate(int y,int m,int d){
 builder.buildDate(y, m, d);
 return builder.date();
 }
}

最后使用

public class MainGenerate {
 public static void main(String args[]){
 MyDate date = new MyDate();
 IDateBuilder builder;
 builder = new DateBuilder1(date).buildDate(2066, 3, 5);
 System.out.println(builder.date());
 builder = new DateBuilder2(date).buildDate(2066, 3, 5);
 System.out.println(builder.date());
 }
}

使用不同生成器，可以使原有产品表现得有点不一样。

06

结束语 

如果你有好的答案可以提交至：

https://github.com/codeegginterviewgroup/CodeEggDailyInterview

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杭州上海的小伙伴有被台风吹懵吗？