标签：面试题 Offer ArrayList List 面试官 CopyOnWriteArrayList 线程 数组
前言
只有光头才能变强。
文本已收录至我的GitHub精选文章，欢迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y
从今天开始，我，三歪，正式开始写面试系列。我给这个面试系列取了一个名字，叫做《求求大厂给个Offer》
上一篇就叫做《求求大厂给个Offer：如何写简历》
所以这篇文章叫做《求求大厂给个Offer：List面试题》
接下来就开始吧。
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面试现场
面试官：“你简单自我介绍一下吧”
三歪：“我叫三歪，目前维护一个公众号叫做Java3y，这几年写了300+原创技术文章，近1000页的原创电子书和多个知识点的思维导图。我的愿景是：只要关注我并三连的同学都可以拿到大厂offer。我的....”
面试官：“停停停，别吹了，我们正式开始吧。”
面试官：“来讲讲Java的List吧，你对List了解多少？”
三歪：“List在Java里边是一个接口，常见的实现类有ArrayList和LinkedList，在开发中用得最多的是ArrayList”
面试官：“你再分别来讲讲ArrayList和LinkedList的区别呗”
三歪：“ArrayList的底层数据结构是数组，LinkedList底层数据结构是链表。”
面试官：“那我们本身就有数组了，为什么要用ArrayList呢？”
三歪：“原生的数组会有一个特点：你在使用的时候必须要为它创建大小，而ArrayList不用”
面试官：“那你说说ArrayList是怎么实现的吧，为什么ArrayList就不用创建大小呢？”
三歪：“其实是这样的，我看过源码。当我们new ArrayList()的时候，默认会有一个空的Object数组，大小为0。当我们第一次add添加数据的时候，会给这个数组初始化一个大小，这个大小默认值为10”
面试官：“嗯”
三歪：“还有就是，数组的大小是固定的，而ArrayList的大小是可变的”
面试官：“那怎么理解固定和可变的呢？你说说看”
三歪：“假设我们给定数组的大小是10，要往这个数组里边填充元素，我们只能添加10个元素。而ArrayList不一样，ArrayList我们在使用的时候可以往里边添加20个，30个，甚至更多的元素”
三歪：“因为ArrayList是实现了动态扩容的”
面试官：“那它是怎么实现的呢？”
三歪：“使用ArrayList在每一次add的时候，它都会先去计算这个数组够不够空间，如果空间是够的，那直接追加上去就好了。如果不够，那就得扩容”
面试官：“那怎么扩容？一次扩多少？”
三歪：“在源码里边，有个grow方法，每一次扩原来的1.5倍。比如说，初始化的值是10嘛。现在我第11个元素要进来了，发现这个数组的空间不够了，所以会扩到15”
三歪：“空间扩完容之后，会调用arraycopy来对数组进行拷贝”
面试官：“哦，可以的。那为什么你在前面提到，在日常开发中用得最多的是ArrayList呢？”
三歪：“是由底层的数据结构来决定的，在日常开发中，遍历的需求比增删要多，即便是增删也是往往在List的尾部添加就OK了。像在尾部添加元素，ArrayList的时间复杂度也就O(1)”
三歪：“另外的是，ArrayList的增删底层调用的copyOf()被优化过，现代CPU对内存可以块操作，ArrayList的增删一点儿也不会比LinkedList慢”
面试官：“Vector你了解吗？”
三歪：“嗯，Vector是底层结构是数组，一般现在我们已经很少用了。相对于ArrayList，它是线程安全的，在扩容的时候它是直接扩容两倍的，比如现在有10个元素，要扩容的时候，就会将数组的大小增长到20”
面试官：“嗯，那如果我们不用Vector，线程安全的List还有什么？”
三歪：“首先，我们也可以用Collections来将ArrayList来包装一下，变成线程安全。但这肯定不是你想听的，对吧。在java.util.concurrent包下还有一个类，叫做CopyOnWriteArrayList”
面试官：“嗯，你继续说”
三歪：“要讲CopyOnWriteArrayList之前，我还是想说说copy-on-write这个意思，下面我会简称为cow。比如说在Linux中，我们知道所有的进程都是init进程fork出来的，除了进程号之外，fork出来的进程，默认跟父进程一模一样的。在fork之后exec之前，两个进程用的是相同的内存空间的，这意味着子进程的代码段、数据段、堆栈都是指向父进程的物理空间”
面试官：“嗯”
三歪：“当父子进程中有更改的行为发生时，再为子进程分配相应物理空间。这样做的好处就是，等到真正发生修改的时候，才去分配资源，可以减少分配或者复制大量资源时带来的瞬间延时。简单来说，就可以理解为我们的懒加载，或者说单例模式的懒汉式。等真正用到的时候再分配”
面试官：“嗯”
三歪：“在文件系统中，其实也有cow的机制。文件系统的cow就是在修改数据的时候，不会直接在原来的数据位置上进行操作，而是重新找个位置修改。比如说：要修改数据块A的内容，先把A读出来，写到B块里面去。如果这时候断电了，原来A的内容还在。这样做的好处就是可以保证数据的完整性，瞬间挂掉了容易恢复。
三歪：“再回头来看CopyOnWriteArrayList吧，CopyOnWriteArrayList是一个线程安全的List，底层是通过复制数组的方式来实现的。
三歪：“我来说说它 的add()方法的实现吧”
面试官：“好”
三歪：“在add()方法其实他会加lock锁，然后会复制出一个新的数组，往新的数组里边add真正的元素，最后把array的指向改变为新的数组”
三歪：“其实get()方法又或是size()方法只是获取array所指向的数组的元素或者大小。读不加锁，写加锁”
三歪：“可以发现的是，CopyOnWriteArrayList跟文件系统的COW机制是很像的”
面试官：“那你能说说CopyOnWriteArrayList有什么缺点吗？”
三歪：“很显然，CopyOnWriteArrayList是很耗费内存的，每次set()/add()都会复制一个数组出来，另外就是CopyOnWriteArrayList只能保证数据的最终一致性，不能保证数据的实时一致性。假设两个线程，线程A去读取CopyOnWriteArrayList的数据，还没读完，现在线程B把这个List给清空了，线程A此时还是可以把剩余的数据给读出来。”
面试官：“嗯，还可以，今天的面试就到这里结束了，你有什么想问我的吗？”
三歪：“你觉得我今天的表现怎么样？”
面试官：“今天的表现还可以，如果这一次你没有100个点赞，估计HR就不会再联系你了。如果超过100个点赞，第二轮好好表现吧。”
面试官：“给你透露一下，Map集合可以好好准备一下，下一轮将会考察Map的知识”
题外话
List集合总体来说不会太难，但CopyOnWriteArrayList可能很多同学还不知道有这么一个类。
针对这次的面试可能你想了解更多List的细节，比如说ArrayList/LinkedList/CopyOnWriteArrayList的源码以及上面提到的COW机制，可以在公众号下回复「List」即可获取我之前写的原创文章。
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