Что такое «фреймворк Fork/Join»?

Фреймворк Fork/Join, представленный в JDK 7, — это набор классов и интерфейсов позволяющих использовать преимущества многопроцессорной архитектуры современных компьютеров. Он разработан для выполнения задач, которые можно рекурсивно разбить на маленькие подзадачи, которые можно решать параллельно.

• Этап Fork: большая задача разделяется на несколько меньших подзадач, которые в свою очередь также разбиваются на меньшие. И так до тех пор, пока задача не становится тривиальной и решаемой последовательным способом.
• Этап Join: далее (опционально) идёт процесс «свёртки» — решения подзадач некоторым образом объединяются пока не получится решение всей задачи.
Решение всех подзадач (в т.ч. и само разбиение на подзадачи) происходит параллельно.

Для решения некоторых задач этап Join не требуется. Например, для параллельного QuickSort — массив рекурсивно делится на всё меньшие и меньшие диапазоны, пока не вырождается в тривиальный случай из 1 элемента. Хотя в некотором смысле Join будет необходим и тут, т.к. всё равно остаётся необходимость дождаться пока не закончится выполнение всех подзадач.

Ещё одно замечательное преимущество этого фреймворка заключается в том, что он использует work-stealing алгоритм: потоки, которые завершили выполнение собственных подзадач, могут «украсть» подзадачи у других потоков, которые всё ещё заняты.

Что такое сигнатура метода?

Это уникальная строка, которая описывает типы и порядок аргументов, а также возвращаемый тип метода. Сигнатура используется компилятором Java для различения методов с одинаковым именем, но отличающихся по своим параметрам.

Реализуйте простой кэш на Java. Класс должен поддерживать операции добавления значения по ключу, получения значения по ключу и удаления значения по ключу. Кэш должен иметь фиксированный размер, и при превышении этого размера он должен удалять самый старый элемент. Как вы обеспечите оптимальную производительность операций?

Решение:
Кэш будет представлять собой обобщенный класс SimpleCache, который может хранить пары ключ-значение. Размер кэша будет ограничен, чтобы избежать переполнения. В случае превышения размера, самый старый элемент будет удаляться.
Для хранения данных будем использовать HashMap (cache), так как это обеспечит эффективный доступ к значениям по ключу. Для отслеживания порядка ключей (чтобы определить самый старый элемент) будем использовать Queue (keyQueue), в данном случае LinkedList.

Инициализируем кэш. Конструктор SimpleCache принимает максимальный размер кэша и инициализирует cache и keyQueue. Добавляем элемент в кэш и при добавлении элемента проверяем, не превышен ли максимальный размер. Если превышен, вызываем метод evictOldest для удаления самого старого элемента.
Добавляем новый элемент в cache и помещаем ключ в keyQueue. Получаем элемент по ключу. Если элемент существует в кэше, перемещаем соответствующий ключ в конец keyQueue (чтобы отметить последнее использование) и возвращаем значение. Удаляем элемент из cache и соответствующий ключ из keyQueue. Получаем самый старый ключ из начала keyQueue, удаляем соответствующий элемент из cache.

RecursiveTask

RecursiveTask является частью фреймворка Fork/Join в Java, введенного в Java 7. Этот фреймворк предоставляет удобный способ распараллеливания выполнения задач.

RecursiveTask является подклассом ForkJoinTask. Он предназначен для использования вместе с пулом Fork/Join (ForkJoinPool) и предоставляет специальные методы для разделения задачи на подзадачи и объединения результатов.

System.currentTimeMillis или System.nanoTime?

В Java есть два стандартных способа проведения операций со временем, и не всегда ясно, какой из них следует выбрать.

➡️ Метод System.currentTimeMillis() возвращает текущее количество миллисекунд с начала эры Unix в формате Long. Его точность составляет от 1 до 15 тысячных долей секунды в зависимости от системы.

long startTime = System.currentTimeMillis();
long estimatedTime = System.currentTimeMillis() — startTime;

➡️ Метод System.nanoTime() имеет точность до одной миллионной секунды (наносекунды) и возвращает текущее значение наиболее точного доступного системного таймера.

long startTime = System.nanoTime();
long estimatedTime = System.nanoTime() — startTime;

Таким образом, метод System.currentTimeMillis() лучше применять для отображения и синхронизации абсолютного времени, а System.nanoTime() для измерения относительных интервалов времени.

Каково максимальное число значений hashCode()?

Число значений следует из сигнатуры int hashCode() и равно диапазону типа int — 2^32.

Класс Character

Класс Character в Java является классом-обёрткой для примитивного типа данных char. Он предоставляет несколько полезных методов для работы с символами, таких как проверка на принадлежность к различным категориям (цифры, буквы, пробелы и т.д.) и преобразование регистров.

ListIterator

ListIterator — это интерфейс в Java, который предоставляет возможность итерации по элементам списка в обоих направлениях (вперед и назад). Этот интерфейс является частью Java Collections Framework и расширяет интерфейс Iterator.

Узнаем самый средний элемент коллекции

В этом примере используется List numbers, который содержит числа. С помощью Collections.sort() список чисел сортируется в порядке возрастания. Затем вычисляется индекс середины списка. Если размер списка четный, то найдутся два средних элемента, их среднее значение вычисляется и выводится на экран. Если размер списка нечетный, то выводится только один средний элемент.

Пример вывода (для списка чисел [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]):
Средние элементы: 4, 5
Среднее значение: 4.5

Проверяем наличие дубликатов в массиве в Java

Мы можем работать лучше, используя Хеширование. Идея состоит в том, чтобы пройти по заданному массиву и вставить каждый встреченный элемент в HashSet. Теперь, если встреченный элемент уже присутствовал в наборе, он является дубликатом. Временная сложность этого решения O(n) но вспомогательное пространство используется O(n).

Мы знаем это HashSet не допускает дублирования значений в нем. Мы можем использовать это свойство для проверки дубликатов в массиве. Идея состоит в том, чтобы вставить все элементы массива в HashSet. Теперь массив содержит дубликат, если длина массива не равна размеру набора.

Как написать собственное исключение?

Для создания собственного исключения нужно создать новый класс, который наследуется от класса Exception или RuntimeException.

В этом примере мы создаем класс CustomException, который наследуется от класса Exception.

Далее, мы используем пользовательское исключение в методе myMethod() класса MyClass. Если выполняется определенное условие, мы выбрасываем исключение CustomException с сообщением об ошибке.

Byte Buddy

Byte Buddy — это библиотека Java для генерации байт-кода во время выполнения. Она позволяет создавать новые классы, модифицировать существующие и перехватывать вызовы методов.