面试题：Java泛型自定义容器设计及性能优化

1. 定义MyContainer类

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

// 定义泛型容器MyContainer，T是泛型类型参数
// 这里假设T实现了Comparable接口，以便进行比较等操作，这就是泛型类型参数的边界
public class MyContainer<T extends Comparable<T>> {
    private List<T> elements;
    private ReentrantLock lock;

    public MyContainer() {
        elements = new ArrayList<>();
        lock = new ReentrantLock();
    }

    // 添加元素方法
    public void addElement(T element) {
        lock.lock();
        try {
            elements.add(element);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    // 获取所有满足特定条件的元素方法
    public List<T> getElementsSatisfyingCondition(MyCondition<T> condition) {
        List<T> result = new ArrayList<>();
        lock.lock();
        try {
            for (T element : elements) {
                if (condition.test(element)) {
                    result.add(element);
                }
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
        return result;
    }

    // 内部接口，用于定义条件
    public interface MyCondition<T> {
        boolean test(T t);
    }
}

2. 类型擦除的影响及应对

影响：Java中的泛型是在编译期实现的，会发生类型擦除。在运行时，泛型类型信息会被擦除，所有泛型类型参数都被替换为它们的限定类型（如果有），如果没有限定类型则替换为Object。这可能导致运行时无法获取准确的泛型类型信息。
应对：虽然运行时无法获取具体的泛型类型，但可以通过反射在一定程度上模拟获取泛型类型信息。在上述代码中，通过限定T extends Comparable<T>，可以在编译期确保类型安全，即使运行时类型擦除，由于限定为Comparable，可以使用Comparable的方法来处理元素，不会出现类型转换错误等问题。

3. 高并发场景下的性能优化思路和措施

优化思路：在高并发场景下，主要的性能瓶颈在于对共享资源（这里是elements列表）的竞争访问。优化思路是尽量减少锁的粒度和持有锁的时间，同时合理利用并发数据结构。
采取的措施：
- 锁的使用：在上述代码中，使用ReentrantLock来控制对elements列表的访问。ReentrantLock相较于synchronized关键字，提供了更灵活的锁控制，如可中断的锁获取、公平锁等特性。在addElement和getElementsSatisfyingCondition方法中，通过lock.lock()获取锁，在操作完成后通过finally块释放锁，确保即使在异常情况下锁也能正确释放。
- 减少锁粒度：可以考虑将elements列表按一定规则进行分区，每个分区使用单独的锁进行控制，这样不同分区的操作可以并发执行，减少锁竞争。例如，可以根据元素的哈希值对元素进行分区，每个分区使用一个ReentrantLock。
- 使用并发数据结构：如果应用场景允许，可以考虑使用并发数据结构如ConcurrentHashMap或CopyOnWriteArrayList。CopyOnWriteArrayList在读取操作时不需要加锁，适合读多写少的场景，而ConcurrentHashMap允许多个线程同时对不同的桶进行操作，提高并发性能。但在本场景中，由于需要按条件获取元素，CopyOnWriteArrayList的特性可能不太适用，而ConcurrentHashMap需要对数据结构进行较大调整，这里暂未采用。

4. 使用示例

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyContainer<Integer> container = new MyContainer<>();
        container.addElement(1);
        container.addElement(2);
        container.addElement(3);

        MyContainer.MyCondition<Integer> condition = num -> num > 1;
        List<Integer> result = container.getElementsSatisfyingCondition(condition);
        System.out.println(result);
    }
}

上述代码定义了一个泛型容器MyContainer，实现了添加元素和按条件获取元素的功能，并针对高并发场景进行了初步优化。同时展示了一个简单的使用示例。

请注意，以上代码以Java语言为例进行实现，不同编程语言对于泛型和并发处理有不同的方式和特性，实际应用中需根据具体语言进行调整。

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面试题：Java泛型自定义容器设计及性能优化

知识考点

面试题答案

1. 定义MyContainer类

2. 类型擦除的影响及应对

3. 高并发场景下的性能优化思路和措施

4. 使用示例