Java 八股文

一淹仑、Java 基礎(chǔ)知識

1匀借、Object 類相關(guān)方法

getClass
獲取當(dāng)前運(yùn)行時對象的 Class 對象吓肋。
hashCode
返回對象的 hash 碼。
clone
拷貝當(dāng)前對象肤舞，必須實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口李剖。淺拷貝對基本類型進(jìn)行值拷貝囤耳，對引用類型拷貝引用；深拷貝對基本類型進(jìn)行值拷貝充择，對引用類型對象不但拷貝對象的引用還拷貝對象的相關(guān)屬性和方法。兩者不同在于深拷貝創(chuàng)建了一個新的對象。
equals
通過內(nèi)存地址比較兩個對象是否相等铃剔，String 類重寫了這個方法使用值來比較是否相等键兜。
toString
返回類名@哈希碼的 16 進(jìn)制穗泵。
notify
喚醒當(dāng)前對象監(jiān)視器的任一個線程佃延。
notifyAll
喚醒當(dāng)前對象監(jiān)視器上的所有線程履肃。
wait
1尺棋、暫停線程的執(zhí)行；2成福、三個不同參數(shù)方法（等待多少毫秒奴艾；額外等待多少毫秒握侧；一直等待）3品擎、與 Thread.sleep(long time) 相比萄传，sleep 使當(dāng)前線程休眠一段時間，并沒有釋放該對象的鎖振诬，wait 釋放了鎖赶么。
finalize
對象被垃圾回收器回收時執(zhí)行的方法辫呻。

2放闺、基本數(shù)據(jù)類型

整型：byte(8)怖侦、short(16)谜叹、int(32)叉谜、long(64)
浮點(diǎn)型：float(32)停局、double(64)
布爾型：boolean(8)
字符型：char(16)

3、序列化

Java 對象實(shí)現(xiàn)序列化要實(shí)現(xiàn) Serializable 接口企孩。

反序列化并不會調(diào)用構(gòu)造方法勿璃。反序列的對象是由 JVM 自己生成的對象推汽，不通過構(gòu)造方法生成歹撒。
序列化對象的引用類型成員變量暖夭，也必須是可序列化的迈着，否則裕菠，會報錯。
如果想讓某個變量不被序列化枫振，使用 transient 修飾。
單例類序列化雀扶，需要重寫 readResolve() 方法愚墓。

4浪册、String村象、StringBuffer厚者、StringBuilder

String
由 char[] 數(shù)組構(gòu)成，使用了 final 修飾账忘，是不可變對象鳖擒，可以理解為常量蒋荚，線程安全圆裕；對 String 進(jìn)行改變時每次都會新生成一個 String 對象吓妆，然后把指針指向新的引用對象行拢。
StringBuffer 線程安全舟奠；StringBuiler 線程不安全沼瘫。
操作少量字符數(shù)據(jù)用 String耿戚；單線程操作大量數(shù)據(jù)用 StringBuilder膜蛔；多線程操作大量數(shù)據(jù)用 StringBuffer脖阵。

5命黔、重載與重寫

重載
發(fā)生在同一個類中，方法名相同战转，參數(shù)的類型槐秧、個數(shù)刁标、順序不同膀懈，方法的返回值和修飾符可以不同启搂。
重寫
發(fā)生在父子類中胳赌，方法名和參數(shù)相同疑苫，返回值范圍小于等于父類捍掺，拋出的異常范圍小于等于父類挺勿，訪問修飾符范圍大于等于父類满钟；如果父類方法訪問修飾符為 private 或者 final 則子類就不能重寫該方法。

6吭露、final

修飾基本類型變量讲竿，一經(jīng)出初始化后就不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改题禀。
修飾引用類型變量，不能夠指向另一個引用削彬。
修飾類或方法，不能被繼承或重寫雁刷。

7沛励、反射

在運(yùn)行時動態(tài)的獲取類的完整信息
增加程序的靈活性
JDK 動態(tài)代理使用了反射

8目派、JDK 動態(tài)代理

使用步驟
- 創(chuàng)建接口及實(shí)現(xiàn)類
- 實(shí)現(xiàn)代理處理器：實(shí)現(xiàn) InvokationHandler 址貌，實(shí)現(xiàn) invoke（Proxy proxy练对，Method method螟凭，Object[] args）方法
- 通過 Proxy.newProxyInstance(ClassLoaderloader, Class[] interfaces, InvocationHandler h) 獲得代理類
- 通過代理類調(diào)用方法螺男。

9下隧、Java IO

普通 IO 淆院，面向流土辩，同步阻塞線程拷淘。
NIO启涯，面向緩沖區(qū)逝嚎，同步非阻塞补君。

二挽铁、Java 集合框架

1叽掘、List（線性結(jié)構(gòu)）

ArrayList
Object[] 數(shù)組實(shí)現(xiàn)更扁，默認(rèn)大小為 10 浓镜，支持隨機(jī)訪問膛薛，連續(xù)內(nèi)存空間哄啄，插入末尾時間復(fù)雜度 o(1)咨跌，插入第 i 個位置時間復(fù)雜度 o(n - i)锌半。擴(kuò)容，大小變?yōu)?1.5 倍，Arrays.copyOf（底層 System.ArrayCopy）钦勘，復(fù)制到新數(shù)組，指針指向新數(shù)組肛响。
Vector
類似 ArrayList特笋，線程安全猎物，擴(kuò)容默認(rèn)增長為原來的 2 倍蔫磨，還可以指定增長空間長度堤如。
LinkedList
基于鏈表實(shí)現(xiàn)搀罢，1.7 為雙向鏈表魄揉，1.6 為雙向循環(huán)鏈表洛退，取消循環(huán)更能分清頭尾省有。

2、Map（K辆毡，V 對）

HashMap
- 底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，JDK 1.8 是數(shù)組 + 鏈表 + 紅黑樹奠货，JDK 1.7 無紅黑樹递惋。鏈表長度大于 8 時萍虽，轉(zhuǎn)化為紅黑樹，優(yōu)化查詢效率王财。
- 初始容量為 16绒净，通過 tableSizeFor 保證容量為 2 的冪次方挂疆。尋址方式缤言，高位異或胆萧，(n-1)&h 取模跌穗，優(yōu)化速度。
- 擴(kuò)容機(jī)制羹唠，當(dāng)元素數(shù)量大于容量 x 負(fù)載因子 0.75 時佩微，容量擴(kuò)大為原來的 2 倍哺眯，新建一個數(shù)組，然后轉(zhuǎn)移到新數(shù)組寝杖。
- 基于 Map 實(shí)現(xiàn)。
- 線程不安全互纯。
HashMap (1.7) 多線程循環(huán)鏈表問題
- 在多線程環(huán)境下瑟幕，進(jìn)行擴(kuò)容時，1.7 下的 HashMap 會形成循環(huán)鏈表留潦。
- 怎么形成循環(huán)鏈表：
  假設(shè)有一 HashMap 容量為 2 只盹，在數(shù)組下標(biāo) 1 位置以 A -> B 鏈表形式存儲兔院。有一線程對該 map 做 put 操作殖卑，由于觸發(fā)擴(kuò)容條件，需要進(jìn)行擴(kuò)容坊萝。這時另一個線程也 put 操作孵稽，同樣需要擴(kuò)容，并完成了擴(kuò)容操作十偶，由于復(fù)制到新數(shù)組是頭部插入菩鲜，所以 1 位置變?yōu)?B -> A 。這時第一個線程繼續(xù)做擴(kuò)容操作惦积，首先復(fù)制 A 接校，然后復(fù)制 B ，再判斷 B.next 是否為空時狮崩，由于第二個線程做了擴(kuò)容操作蛛勉，導(dǎo)致 B.next = A，所以在將 A 放到 B 前厉亏，A.next 又等于 B 董习，導(dǎo)致循環(huán)鏈表出現(xiàn)。
HashTable
- 線程安全爱只，方法基本全用 Synchronized 修飾皿淋。
- 初始容量為 11 招刹，擴(kuò)容為 2n + 1 。
- 繼承 Dictionary 類窝趣。
ConcurrentHashMap
- 線程安全的 HashMap疯暑。
- 1.7 采用分段鎖的形式加鎖；1.8 使用 Synchronized 和 CAS 實(shí)現(xiàn)同步哑舒，若數(shù)組的 Node 為空妇拯，則通過 CAS 的方式設(shè)置值，不為空則加在鏈表的第一個節(jié)點(diǎn)洗鸵。獲取第一個元素是否為空使用 Unsafe 類提供的 getObjectVolatile 保證可見性越锈。
- 對于讀操作，數(shù)組由 volatile 修飾膘滨，同時數(shù)組的元素為 Node甘凭，Node 的 K 使用 final 修飾，V 使用 volatile 修飾火邓，下一個節(jié)點(diǎn)也用 volatile 修飾丹弱，保證多線程的可見性。
LinkedHashMap
LinkedHashMap 繼承自 HashMap铲咨，所以它的底層仍然是基于拉鏈?zhǔn)缴⒘薪Y(jié)構(gòu)即由數(shù)組和鏈表或紅黑樹組成躲胳。另外，LinkedHashMap 在上面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上纤勒，增加了一條雙向鏈表坯苹，使得上面的結(jié)構(gòu)可以保持鍵值對的插入順序。
TreeMap
有序的 Map摇天，紅黑樹結(jié)構(gòu)北滥，可以自定義比較器來進(jìn)行排序。
Collections.synchronizedMap 如何實(shí)現(xiàn) Map 線程安全闸翅？
基于 Synchronized 再芋，實(shí)際上就是鎖住了當(dāng)前傳入的 Map 對象。

3坚冀、Set（唯一值）

HashSet
基于 HashMap 實(shí)現(xiàn)济赎，使用了 HashMap 的 K 作為元素存儲，V 為 new Object() 记某，在 add() 方法中如果兩個元素的 Hash 值相同司训，則通過 equals 方法比較是否相等。
LinkedHashSet
LinkedHashSet 繼承于 HashSet液南，并且其內(nèi)部是通過 LinkedHashMap 來實(shí)現(xiàn)的壳猜。
TreeSet
紅黑樹實(shí)現(xiàn)有序唯一。

三滑凉、Java 多線程

1统扳、synchronized

修飾代碼塊
底層實(shí)現(xiàn)喘帚，通過 monitorenter & monitorexit 標(biāo)志代碼塊為同步代碼塊。
修飾方法
底層實(shí)現(xiàn)咒钟，通過 ACC_SYNCHRONIZED 標(biāo)志方法是同步方法吹由。
修飾類 class 對象時，實(shí)際鎖在類的實(shí)例上面朱嘴。
單例模式

public class Singleton {

    private static volatile Singleton instance = null;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
    if (null == instance) {
        synchronized (Singleton.class) {
            if (null == instance) {
            instance = new Singleton();
            }
        }
      }
        return instance;
        }
}

偏向鎖倾鲫，自旋鎖，輕量級鎖萍嬉，重量級鎖
- 通過 synchronized 加鎖乌昔，第一個線程獲取的鎖為偏向鎖，這時有其他線程參與鎖競爭壤追，升級為輕量級鎖玫荣，其他線程通過循環(huán)的方式嘗試獲得鎖，稱自旋鎖大诸。若果自旋的次數(shù)達(dá)到一定的閾值，則升級為重量級鎖贯卦。
- 需要注意的是资柔，在第二個線程獲取鎖時，會先判斷第一個線程是否仍然存活撵割，如果不存活贿堰，不會升級為輕量級鎖。

2啡彬、Lock

ReentrantLock
- 基于 AQS （AbstractQueuedSynchronizer）實(shí)現(xiàn)羹与，主要有 state (資源) + FIFO (線程等待隊(duì)列) 組成。
- 公平鎖與非公平鎖：區(qū)別在于在獲取鎖時庶灿，公平鎖會判斷當(dāng)前隊(duì)列是否有正在等待的線程纵搁，如果有則進(jìn)行排隊(duì)。
- 使用 lock() 和 unLock() 方法來加鎖解鎖往踢。
ReentrantReadWriteLock
- 同樣基于 AQS 實(shí)現(xiàn)腾誉，內(nèi)部采用內(nèi)部類的形式實(shí)現(xiàn)了讀鎖（共享鎖）和寫鎖（排它鎖）。
非公平鎖吞吐量高
在獲取鎖的階段來分析峻呕，當(dāng)某一線程要獲取鎖時利职，非公平鎖可以直接嘗試獲取鎖，而不是判斷當(dāng)前隊(duì)列中是否有線程在等待瘦癌。一定情況下可以避免線程頻繁的上下文切換猪贪，這樣，活躍的線程有可能獲得鎖讯私，而在隊(duì)列中的鎖還要進(jìn)行喚醒才能繼續(xù)嘗試獲取鎖热押，而且線程的執(zhí)行順序一般來說不影響程序的運(yùn)行西傀。

3、volatile

Java 內(nèi)存模型

image.png

在多線程環(huán)境下楞黄，保證變量的可見性池凄。使用了 volatile 修飾變量后，在變量修改后會立即同步到主存中鬼廓，每次用這個變量前會從主存刷新肿仑。
禁止 JVM 指令重排序。
單例模式雙重校驗(yàn)鎖變量為什么使用 volatile 修飾碎税？
禁止 JVM 指令重排序尤慰，new Object()分為三個步驟：申請內(nèi)存空間，將內(nèi)存空間引用賦值給變量雷蹂，變量初始化伟端。如果不禁止重排序，有可能得到一個未經(jīng)初始化的變量匪煌。

4责蝠、線程的五種狀態(tài)

1). New

一個新的線程被創(chuàng)建，還沒開始運(yùn)行萎庭。

2). Runnable

一個線程準(zhǔn)備就緒霜医，隨時可以運(yùn)行的時候就進(jìn)入了 Runnable 狀態(tài)。

Runnable 狀態(tài)可以是實(shí)際正在運(yùn)行的線程驳规，也可以是隨時可以運(yùn)行的線程肴敛。

多線程環(huán)境下，每個線程都會被分配一個固定長度的 CPU 計算時間吗购，每個線程運(yùn)行一會兒就會停止讓其他線程運(yùn)行医男，這樣才能讓每個線程公平的運(yùn)行。這些等待 CPU 和正在運(yùn)行的線程就處于 Runnable 狀態(tài)捻勉。

3). Blocked

例如一個線程在等待 I/O 資源镀梭，或者它要訪問的被保護(hù)代碼已經(jīng)被其他線程鎖住了，那么它就在阻塞 Blocked 狀態(tài)踱启，這個線程所需的資源到位后就轉(zhuǎn)入 Runnable 狀態(tài)丰辣。

4). Waiting（無限期等待）

如果一個線程在等待其他線程的喚醒，那么它就處于 Waiting 狀態(tài)禽捆。以下方法會讓線程進(jìn)入等待狀態(tài)：

Object.wait()
Thread.join()
LockSupport.park()

5). Timed Waiting（有期限等待）

無需等待被其他線程顯示喚醒笙什，在一定時間后有系統(tǒng)自動喚醒。

以下方法會讓線程進(jìn)入有限等待狀態(tài)：

Thread.sleep(sleeptime)
Object.wait(timeout)
Thread.join(timeout)
LockSupport.parkNanos(timeout)
LockSupport.parkUntil(timeout)

6). Terminated

一個線程正常執(zhí)行完畢胚想，或者意外失敗琐凭，那么就結(jié)束了。

5浊服、 wait() 與 sleep()

調(diào)用后線程進(jìn)入 waiting 狀態(tài)统屈。
wait() 釋放鎖胚吁，sleep() 沒有釋放鎖。
調(diào)用 wait() 后需要調(diào)用 notify() 或 notifyAll() 方法喚醒線程愁憔。
wait() 方法聲明在 Object 中腕扶，sleep() 方法聲明在 Thread 中。

6吨掌、 yield()

調(diào)用后線程進(jìn)入 runnable 狀態(tài)半抱。
讓出 CPU 時間片，之后有可能其他線程獲得執(zhí)行權(quán)膜宋，也有可能這個線程繼續(xù)執(zhí)行窿侈。

7、 join()

在線程 B 中調(diào)用了線程 A 的 Join()方法秋茫，直到線程 A 執(zhí)行完畢后史简，才會繼續(xù)執(zhí)行線程 B。
可以保證線程的順序執(zhí)行肛著。
join() 方法必須在線程啟動后調(diào)用才有意義圆兵。
使用 wait() 方法實(shí)現(xiàn)。

9枢贿、線程使用方式

繼承 Tread 類
實(shí)現(xiàn) Runnable 接口
實(shí)現(xiàn) Callable 接口：帶有返回值

10殉农、Runnable 和 Callable 比較

方法簽名不同， void Runnable.run() , V Callable.call() throws Exception
是否允許有返回值萨咕， Callable 允許有返回值
是否允許拋出異常， Callable 允許拋出異常火本。
提交任務(wù)方式危队， Callable 使用 Future<T> submit(Callable<T> task) 返回 Future 對象，調(diào)用其 get() 方法可以獲得返回值钙畔， Runnable 使用 void execute(Runnable command) 茫陆。

11、hapens-before

如果一個操作 happens-before 另一個操作擎析，那么第一個操作的執(zhí)行結(jié)果將對第二個操作可見簿盅，而且第一個操作的執(zhí)行順序排在第二個操作之前。

12揍魂、ThreadLocal

場景
主要用途是為了保持線程自身對象和避免參數(shù)傳遞桨醋，主要適用場景是按線程多實(shí)例（每個線程對應(yīng)一個實(shí)例）的對象的訪問，并且這個對象很多地方都要用到现斋。
原理
為每個線程創(chuàng)建變量副本喜最，不同線程之間不可見，保證線程安全庄蹋。使用 ThreadLocalMap 存儲變量副本瞬内，以 ThreadLocal 為 K迷雪，這樣一個線程可以擁有多個 ThreadLocal 對象。
實(shí)際
使用多數(shù)據(jù)源時虫蝶，需要根據(jù)數(shù)據(jù)源的名字切換數(shù)據(jù)源章咧，假設(shè)一個線程設(shè)置了一個數(shù)據(jù)源，這個時候就有可能有另一個線程去修改數(shù)據(jù)源能真，可以使用 ThreadLocal 維護(hù)這個數(shù)據(jù)源名字赁严，使每個線程持有數(shù)據(jù)源名字的副本，避免線程安全問題舟陆。

8误澳、線程池

1)、分類

FixThreadPool 固定數(shù)量的線程池秦躯，適用于對線程管理忆谓，高負(fù)載的系統(tǒng)
SingleThreadPool 只有一個線程的線程池，適用于保證任務(wù)順序執(zhí)行
CacheThreadPool 創(chuàng)建一個不限制線程數(shù)量的線程池踱承，適用于執(zhí)行短期異步任務(wù)的小程序倡缠，低負(fù)載系統(tǒng)
ScheduledThreadPool 定時任務(wù)使用的線程池，適用于定時任務(wù)

2)茎活、線程池的幾個重要參數(shù)

int corePoolSize, 核心線程數(shù)
int maximumPoolSize, 最大線程數(shù)
long keepAliveTime, TimeUnit unit, 超過 corePoolSize 的線程的存活時長昙沦，超過這個時間，多余的線程會被回收载荔。
BlockingQueue<Runnable> workQueue, 任務(wù)的排隊(duì)隊(duì)列
ThreadFactory threadFactory, 新線程的產(chǎn)生方式
RejectedExecutionHandler handler) 拒絕策略

3)盾饮、線程池線程工作過程

corePoolSize -> 任務(wù)隊(duì)列 -> maximumPoolSize -> 拒絕策略

核心線程在線程池中一直存活，當(dāng)有任務(wù)需要執(zhí)行時懒熙，直接使用核心線程執(zhí)行任務(wù)丘损。當(dāng)任務(wù)數(shù)量大于核心線程數(shù)時，加入等待隊(duì)列工扎。當(dāng)任務(wù)隊(duì)列數(shù)量達(dá)到隊(duì)列最大長度時徘钥，繼續(xù)創(chuàng)建線程，最多達(dá)到最大線程數(shù)肢娘。當(dāng)設(shè)置回收時間時呈础，核心線程以外的空閑線程會被回收。如果達(dá)到了最大線程數(shù)還不能夠滿足任務(wù)執(zhí)行需求橱健，則根據(jù)拒絕策略做拒絕處理而钞。

4)、線程池拒絕策略（默認(rèn)拋出異常）

|:---|:---|
| AbortPolicy | 拋出 RejectedExecutionException |
| DiscardPolicy | 什么也不做拘荡，直接忽略 |
| DiscardOldestPolicy | 丟棄執(zhí)行隊(duì)列中最老的任務(wù)笨忌，嘗試為當(dāng)前提交的任務(wù)騰出位置 |
| CallerRunsPolicy | 直接由提交任務(wù)者執(zhí)行這個任務(wù) |

5)、如何根據(jù) CPU 核心數(shù)設(shè)計線程池線程數(shù)量

IO 密集型 2nCPU
計算密集型 nCPU+1
- 其中 n 為 CPU 核心數(shù)量，可通過 Runtime.getRuntime().availableProcessors() 獲得核心數(shù)：官疲。
- 為什么加 1：即使當(dāng)計算密集型的線程偶爾由于缺失故障或者其他原因而暫停時袱结，這個額外的線程也能確保 CPU 的時鐘周期不會被浪費(fèi)。

四途凫、Java 虛擬機(jī)

1垢夹、Java 內(nèi)存結(jié)構(gòu)

image.png

堆
由線程共享，存放 new 出來的對象维费，是垃圾回收器的主要工作區(qū)域果元。
棧
線程私有，分為 Java 虛擬機(jī)棧和本地方法棧犀盟，存放局部變量表而晒、操作棧、動態(tài)鏈接阅畴、方法出口等信息倡怎，方法的執(zhí)行對應(yīng)著入棧到出棧的過程。
方法區(qū)
線程共享贱枣，存放已被加載的類信息监署、常量、靜態(tài)變量纽哥、即時編譯器編譯后的代碼等信息钠乏，JDK 1.8 中方法區(qū)被元空間取代，使用直接內(nèi)存春塌。

2晓避、Java 類加載機(jī)制

image.png

加載
加載字節(jié)碼文件。
鏈接
- 驗(yàn)證
  驗(yàn)證字節(jié)碼文件的正確性只壳。
- 準(zhǔn)備
  為靜態(tài)變量分配內(nèi)存俏拱。
- 解析
  將符號引用（如類的全限定名）解析為直接引用（類在實(shí)際內(nèi)存中的地址）。
初始化
為靜態(tài)變量賦初值吕世。

雙親委派模式

當(dāng)一個類需要加載時彰触，判斷當(dāng)前類是否被加載過梯投。已經(jīng)被加載的類會直接返回命辖，否則才會嘗試加載。加載的時候分蓖，首先會把該請求委派該父類加載器的 loadClass() 處理尔艇，因此所有的請求最終都應(yīng)該傳送到頂層的啟動類加載器 BootstrapClassLoader 中。當(dāng)父類加載器無法處理時么鹤，才由自己來處理终娃。當(dāng)父類加載器為 null 時，會使用啟動類加載器 BootstrapClassLoader 作為父類加載器蒸甜。

3棠耕、垃圾回收算法

Mark-Sweep（標(biāo)記-清除）算法
標(biāo)記需要回收的對象余佛，然后清除，會造成許多內(nèi)存碎片窍荧。
Copying（復(fù)制）算法
將內(nèi)存分為兩塊辉巡，只使用一塊，進(jìn)行垃圾回收時蕊退，先將存活的對象復(fù)制到另一塊區(qū)域郊楣，然后清空之前的區(qū)域。
Mark-Compact（標(biāo)記-整理）算法（壓縮法）
與標(biāo)記清除算法類似瓤荔，但是在標(biāo)記之后输硝，將存活對象向一端移動放椰，然后清除邊界外的垃圾對象。
Generational Collection（分代收集）算法
分為年輕代和老年代如蚜，年輕代時比較活躍的對象，使用復(fù)制算法做垃圾回收。老年代每次回收只回收少量對象魂拦，使用標(biāo)記整理法芯勘。

4荷愕、典型垃圾回收器

CMS
- 簡介
  以獲取最短回收停頓時間為目標(biāo)的收集器安疗，它是一種并發(fā)收集器蝶桶，采用的是 Mark-Sweep 算法。
- 場景
  如果你的應(yīng)用需要更快的響應(yīng)恢共，不希望有長時間的停頓癣蟋，同時你的 CPU 資源也比較豐富疯搅，就適合適用 CMS 收集器幔欧。
- 垃圾回收步驟
1. 初始標(biāo)記 (Stop the World 事件 CPU 停頓，很短) 初始標(biāo)記僅標(biāo)記一下 GC Roots 能直接關(guān)聯(lián)到的對象晒骇，速度很快洪囤；
2. 并發(fā)標(biāo)記 (收集垃圾跟用戶線程一起執(zhí)行) 并發(fā)標(biāo)記過程就是進(jìn)行 GC Roots 查找的過程；
3. 重新標(biāo)記 (Stop the World 事件 CPU 停頓箍鼓，比初始標(biāo)記稍微長崭参，遠(yuǎn)比并發(fā)標(biāo)記短) 修正由于并發(fā)標(biāo)記時應(yīng)用運(yùn)行產(chǎn)生變化的標(biāo)記。
4. 并發(fā)清理，標(biāo)記清除算法奄喂；
- 缺點(diǎn)
  - 并發(fā)標(biāo)記時和應(yīng)用程序同時進(jìn)行跨新，占用一部分線程，所以吞吐量有所下降肖揣。
  - 并發(fā)清除時和應(yīng)用程序同時進(jìn)行羊异，這段時間產(chǎn)生的垃圾就要等下一次 GC 再清除。
  - 采用的標(biāo)記清除算法彤断，產(chǎn)生內(nèi)存碎片野舶，如果要新建大對象，會提前觸發(fā) Full GC 宰衙。
G1
- 簡介
  是一款面向服務(wù)端應(yīng)用的收集器平道，它能充分利用多 CPU、多核環(huán)境供炼。因此它是一款并行與并發(fā)收集器巢掺，并且它能建立可預(yù)測的停頓時間模型，即可以設(shè)置 STW 的時間劲蜻。
- 垃圾回收步驟
  1陆淀、初始標(biāo)記(stop the world 事件 CPU 停頓只處理垃圾)；
  2先嬉、并發(fā)標(biāo)記(與用戶線程并發(fā)執(zhí)行)轧苫；
  3、最終標(biāo)記(stop the world 事件 ,CPU 停頓處理垃圾)疫蔓；
  4含懊、篩選回收(stop the world 事件根據(jù)用戶期望的 GC 停頓時間回收)
- 特點(diǎn)
  - 并發(fā)與并行
    充分利用多核 CPU ，使用多核來縮短 STW 時間衅胀，部分需要停頓應(yīng)用線程的操作岔乔，仍然可以通過并發(fā)保證應(yīng)用程序的執(zhí)行。
  - 分代回收
    新生代滚躯，幸存帶雏门，老年代
  - 空間整合
    總體看是采用標(biāo)記整理算法回收嘿歌，每個 Region 大小相等，通過復(fù)制來回收茁影。
  - 可預(yù)測的停頓時間
    使用 -XX:MaxGCPauseMillis=200 設(shè)置最長目標(biāo)暫停值宙帝。

在 Java 語言中，可作為 GC Roots 的對象包括 4 種情況：

a) 虛擬機(jī)棧中引用的對象（棧幀中的本地變量表）募闲；
b) 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象步脓；
c) 方法區(qū)中常量引用的對象；
d) 本地方法棧中 Native 方法引用的對象浩螺。

五靴患、MySQL （Inno DB）

1、聚簇索引與非聚簇索引

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都使用 B+ 樹作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
聚簇索引中數(shù)據(jù)存在主鍵索引的葉子結(jié)點(diǎn)中要出，得到 key 即得到 data 蚁廓；非聚簇索引的數(shù)據(jù)存在單獨(dú)的空間。
聚簇索引中輔助索引的葉子結(jié)點(diǎn)存的是主鍵厨幻；非聚簇索引中葉子結(jié)點(diǎn)存的是數(shù)據(jù)的地址相嵌；
聚簇索引的優(yōu)勢是找到主鍵就找到數(shù)據(jù)，只需一次磁盤 IO 况脆；當(dāng) B+ 樹的結(jié)點(diǎn)發(fā)生變化時饭宾，地址也會發(fā)生變化，這時非聚簇索引需要更新所有的地址格了，增加開銷看铆。

2、為何使用 B 樹做索引而不是紅黑樹盛末？

索引很大弹惦，通常作為文件存儲在磁盤上面，每次檢索索引都需要把索引文件加載進(jìn)內(nèi)存悄但，所以磁盤 IO 的次數(shù)是衡量索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)好壞的重要指標(biāo)棠隐。應(yīng)用程序在從磁盤讀取數(shù)據(jù)時，不只是讀取需要的數(shù)據(jù)檐嚣，還會連同其他數(shù)據(jù)以頁的形式做預(yù)讀來減少磁盤 IO 的次數(shù)助泽。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計者將每個節(jié)點(diǎn)的大小設(shè)置為一頁的大小，同時每次新建節(jié)點(diǎn)時都重新申請一個頁嚎京，這樣檢索一個節(jié)點(diǎn)只需要一次 IO嗡贺，根據(jù)索引定位到數(shù)據(jù)只需要 h- 1（h 為 B 樹高度，根節(jié)點(diǎn)常駐內(nèi)存）次 IO鞍帝，而 d (度诫睬，可以理解為寬度)與 h 稱反比，即 d 越大帕涌，高度就越小摄凡，所以樹越扁续徽，磁盤 IO 次數(shù)越少，即漸進(jìn)復(fù)雜度為 logdN 架谎，這也是為什么不選擇紅黑樹做索引的原因。前面可以得出結(jié)論辟躏，d 越大谷扣，索引的性能越好。節(jié)點(diǎn)由 key 和 data 組成捎琐，頁的大小一定会涎，key 和 data 越小，d 越大瑞凑。B + 樹去掉了節(jié)點(diǎn)內(nèi)的 data 域末秃，所以有更大的 d , 性能更好。

3籽御、最左前綴原則

在 MySQL 中练慕，可以指定多個列為索引，即聯(lián)合索引技掏。比如 index(name铃将，age) ，最左前綴原則是指查詢時精確匹配到從最左邊開始的一列或幾列（name哑梳；name&age）劲阎，就可以命中索引。如果所有列都用到了鸠真，順序不同悯仙，查詢引擎會自動優(yōu)化為匹配聯(lián)合索引的順序，這樣是能夠命中索引的吠卷。

4锡垄、什么情況下可以用到 B 樹索引

(1) 定義有主鍵的列一定要建立索引。因?yàn)橹麈I可以加速定位到表中的某行

(2) 定義有外鍵的列一定要建立索引祭隔。外鍵列通常用于表與表之間的連接偎捎，在其上創(chuàng)建索引可以加快表間的連接

(3) 對于經(jīng)常查詢的數(shù)據(jù)列最好建立索引。

① 對于需要在指定范圍內(nèi)快速或頻繁查詢的數(shù)據(jù)列序攘，因?yàn)樗饕呀?jīng)排序茴她，其指定的范圍是連續(xù)的，查詢可以利用索引的排序程奠，加快查詢的時間

② 經(jīng)常用在 where 子句中的數(shù)據(jù)列丈牢，將索引建立在 where 子句的集合過程中，對于需要加速或頻繁檢索的數(shù)據(jù)列瞄沙，可以讓這些經(jīng)常參與查詢的數(shù)據(jù)列按照索引的排序進(jìn)行查詢己沛，加快查詢的時間慌核。

5、事務(wù)隔離級別

Read uncommitted
讀未提交申尼，可能出現(xiàn)臟讀垮卓，不可重復(fù)讀，幻讀师幕。
Read committed
讀提交粟按，可能出現(xiàn)不可重復(fù)讀，幻讀霹粥。
Repeatable read
可重復(fù)讀灭将，可能出現(xiàn)臟讀。
Serializable
可串行化后控，同一數(shù)據(jù)讀寫都加鎖庙曙，避免臟讀，性能不忍直視浩淘。

Inno DB 默認(rèn)隔離級別為可重復(fù)讀級別捌朴，分為快照度和當(dāng)前讀，并且通過行鎖和間隙鎖解決了幻讀問題张抄。

6男旗、MVCC （多版本并發(fā)控制）

實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)
- 每行數(shù)據(jù)都存在一個版本，每次數(shù)據(jù)更新時都更新該版本欣鳖。
- 修改時 Copy 出當(dāng)前版本隨意修改察皇，各個事務(wù)之間互不干擾。
- 保存時比較版本號泽台，如果成功（commit）什荣，則覆蓋原記錄；失敗則放棄 copy（rollback）。
Inno DB 實(shí)現(xiàn)

在 InnoDB 中為每行增加兩個隱藏的字段，分別是該行數(shù)據(jù)創(chuàng)建時的版本號和刪除時的版本號仰冠，這里的版本號是系統(tǒng)版本號（可以簡單理解為事務(wù)的 ID），每開始一個新的事務(wù)桅锄，系統(tǒng)版本號就自動遞增，作為事務(wù)的 ID 样眠。通常這兩個版本號分別叫做創(chuàng)建時間和刪除時間友瘤。

詳細(xì)參考：《臟讀、幻讀和不可重復(fù)讀》

六檐束、Spring 相關(guān)

1辫秧、Bean 的作用域

|:---|:---|
| 類別 | 說明 |
|singleton| 默認(rèn)在 Spring 容器中僅存在一個實(shí)例 |
|prototype| 每次調(diào)用 getBean() 都重新生成一個實(shí)例 |
|request| 為每個 HTTP 請求生成一個實(shí)例 |
|session| 同一個 HTTP session 使用一個實(shí)例，不同 session 使用不同實(shí)例 |

2被丧、Bean 生命周期

簡單來說四步：

1. 實(shí)例化 Instantiation
1. 屬性賦值 Populate
1. 初始化 Initialization
1. 銷毀 Destruction

在這四步的基礎(chǔ)上面盟戏，Spring 提供了一些拓展點(diǎn)：

Bean 自身的方法: 這個包括了 Bean 本身調(diào)用的方法和通過配置文件中 %3Cbean %3E 的 init-method 和 destroy-method 指定的方法
Bean 級生命周期接口方法: 這個包括了 BeanNameAware绪妹、BeanFactoryAware、InitializingBean 和 DiposableBean 這些接口的方法
容器級生命周期接口方法：這個包括了 InstantiationAwareBeanPostProcessor 和 BeanPostProcessor 這兩個接口實(shí)現(xiàn)柿究，一般稱它們的實(shí)現(xiàn)類為“后處理器”邮旷。
工廠后處理器接口方法: 這個包括了 AspectJWeavingEnabler, ConfigurationClassPostProcessor, CustomAutowireConfigurer 等等非常有用的工廠后處理器接口的方法。工廠后處理器也是容器級的蝇摸。在應(yīng)用上下文裝配配置文件之后立即調(diào)用婶肩。

3、Spring AOP

實(shí)現(xiàn)方式兩種：

JDK 動態(tài)代理：帶有接口的對象探入，在運(yùn)行期實(shí)現(xiàn)
CGlib 靜態(tài)代理：在編譯期實(shí)現(xiàn)狡孔。

4懂诗、Spring 事務(wù)傳播行為

默認(rèn) PROPAGATION_REQUIRED 蜂嗽，如果存在一個事務(wù)，則支持當(dāng)前事務(wù)殃恒。如果沒有事務(wù)則開啟一個新的事務(wù)植旧。

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5、Spring IoC

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6离唐、Spring MVC 工作流程

七病附、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1、TCP/IP 五層模型

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2亥鬓、瀏覽器輸入地址后做了什么完沪？

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3、三次握手與四次揮手

三次握手

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四次揮手

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4嵌戈、TIME_WAIT 與 CLOSE_WAIT

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5覆积、TCP 滑動窗口

TCP 流量控制，主要使用滑動窗口協(xié)議熟呛，滑動窗口是接受數(shù)據(jù)端使用的窗口大小宽档，用來告訴發(fā)送端接收端的緩存大小，以此可以控制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的大小庵朝，從而達(dá)到流量控制的目的吗冤。這個窗口大小就是我們一次傳輸幾個數(shù)據(jù)。對所有數(shù)據(jù)幀按順序賦予編號九府，發(fā)送方在發(fā)送過程中始終保持著一個發(fā)送窗口椎瘟，只有落在發(fā)送窗口內(nèi)的幀才允許被發(fā)送；同時接收方也維持著一個接收窗口侄旬，只有落在接收窗口內(nèi)的幀才允許接收降传。

6、TCP 粘包和拆包

現(xiàn)象

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產(chǎn)生原因
1勾怒、要發(fā)送的數(shù)據(jù)大于 TCP 發(fā)送緩沖區(qū)剩余空間大小婆排，將會發(fā)生拆包声旺。
2、待發(fā)送數(shù)據(jù)大于 MSS（最大報文長度）段只，TCP 在傳輸前將進(jìn)行拆包腮猖。
3、要發(fā)送的數(shù)據(jù)小于 TCP 發(fā)送緩沖區(qū)的大小赞枕，TCP 將多次寫入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)一次發(fā)送出去澈缺，將會發(fā)生粘包。
4炕婶、接收數(shù)據(jù)端的應(yīng)用層沒有及時讀取接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)姐赡，將發(fā)生粘包。
解決方式
1柠掂、發(fā)送端給每個數(shù)據(jù)包添加包首部项滑，首部中應(yīng)該至少包含數(shù)據(jù)包的長度，這樣接收端在接收到數(shù)據(jù)后涯贞，通過讀取包首部的長度字段枪狂，便知道每一個數(shù)據(jù)包的實(shí)際長度了。
2宋渔、發(fā)送端將每個數(shù)據(jù)包封裝為固定長度（不夠的可以通過補(bǔ) 0 填充）州疾，這樣接收端每次從接收緩沖區(qū)中讀取固定長度的數(shù)據(jù)就自然而然的把每個數(shù)據(jù)包拆分開來。
3皇拣、可以在數(shù)據(jù)包之間設(shè)置邊界严蓖，如添加特殊符號，這樣氧急，接收端通過這個邊界就可以將不同的數(shù)據(jù)包拆分開颗胡。

八、MQ 消息隊(duì)列

1态蒂、場景作用

削峰填谷杭措，異步解耦。

2钾恢、如何保證消息不被重復(fù)消費(fèi)呢手素？

這個問題可以換個思路，保證消息重復(fù)消費(fèi)瘩蚪，其實(shí)是保證程序的冪等性泉懦。無論消息如何重復(fù)，程序運(yùn)行的結(jié)果是一致的疹瘦。比如消費(fèi)消息后做數(shù)據(jù)庫插入操作崩哩，為了防止消息重復(fù)消費(fèi)，可以在插入前先查詢一下有沒有對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

3邓嘹、怎么保證從消息隊(duì)列里拿到的數(shù)據(jù)按順序執(zhí)行酣栈？

消費(fèi)端在接收到消息后放入內(nèi)存隊(duì)列，然后對隊(duì)列中的消息進(jìn)行有序消費(fèi)汹押。

4矿筝、如何解決消息隊(duì)列的延時以及過期失效問題？消息隊(duì)列滿了以后該怎么處理棚贾？有幾百萬消息持續(xù)積壓幾小時窖维，說說怎么解決？

消息過期失效問題妙痹，如果消息一段時間不消費(fèi)铸史，導(dǎo)致過期失效了，消息就丟失了怯伊，只能重新查出丟失的消息琳轿，重新發(fā)送。
再來說消息積壓的問題：（思路是快速消費(fèi)掉積壓的消息）

首先排查消費(fèi)端問題震贵，恢復(fù)消費(fèi)端正常消費(fèi)速度利赋。
然后著手處理隊(duì)列中的積壓消息水评。
- 停掉現(xiàn)有的 consumer猩系。
- 新建一個 topic ，設(shè)置之前 10 倍的 partation中燥，之前 10 倍的隊(duì)列寇甸。
- 寫一個分發(fā)程序，將積壓的消息均勻的輪詢寫入這些隊(duì)列疗涉。
- 然后臨時用 10 倍的機(jī)器部署 consumer拿霉，每一批 consumer 消費(fèi) 1 個臨時的隊(duì)列。
- 消費(fèi)完畢后咱扣，恢復(fù)原有架構(gòu)绽淘。

消息隊(duì)列滿了：只能邊接收邊丟棄，然后重新補(bǔ)回丟失的消息闹伪，再做消費(fèi)沪铭。

4、如何保證消息的可靠性傳輸（如何處理消息丟失的問題）偏瓤？

kafka 為例：

消費(fèi)者丟了數(shù)據(jù)：
每次消息消費(fèi)后杀怠，由自動提交 offset 改為手動提交 offset 。
kafka 丟了消息：
比較常見的一個場景厅克，就是 kafka 某個 broker 宕機(jī)赔退，然后重新選舉 partition 的 leader 時。要是此時其他的 follower 剛好還有些數(shù)據(jù)沒有同步，結(jié)果此時 leader 掛了硕旗，然后大家選舉某個 follower 成為 leader 之后窗骑，不就少了一些數(shù)據(jù)。
- 給 topic 設(shè)置replication.factor參數(shù)：這個值必須大于 1漆枚，要求每個 partition 必須有至少兩個副本慧域。
- 在 kafka 服務(wù)端設(shè)置min.insync.replicas參數(shù)：這個值必須大于 1，這個是要求一個 leader 至少感知到有至少一個 follower 還跟自己保持聯(lián)系浪读，沒掉隊(duì)昔榴，這樣才能確保 leader 掛了還有一個 follower。
- 在 producer 端設(shè)置acks=all：這個是要求每條數(shù)據(jù)碘橘，必須是寫入所有 replica 之后互订，才能認(rèn)為是寫成功了。
- 在 producer 端設(shè)置retries=MAX（很大很大很大的一個值痘拆，無限次重試的意思）：這個是要求一旦寫入失敗仰禽，就無限重試，卡在這里纺蛆。
生產(chǎn)者丟了消息：
如果按照上述的思路設(shè)置了 ack=all吐葵，一定不會丟，要求是桥氏，你的 leader 接收到消息温峭，所有的 follower 都同步到了消息之后，才認(rèn)為本次寫成功了字支。如果沒滿足這個條件凤藏，生產(chǎn)者會自動不斷的重試，重試無限次堕伪。

九揖庄、Redis

1、數(shù)據(jù)類型

String

常用命令： set,get,decr,incr,mget 等欠雌。

Hash

常用命令： hget,hset,hgetall 等

List

常用命令： lpush,rpush,lpop,rpop,lrange 等

可以通過 lrange 命令蹄梢，就是從某個元素開始讀取多少個元素，可以基于 list 實(shí)現(xiàn)分頁查詢富俄。

常用命令： sadd,spop,smembers,sunion 等

Sort Set

常用命令： zadd,zrange,zrem,zcard 等

2禁炒、Redis 如何實(shí)現(xiàn) key 的過期刪除？

定期刪除和惰性刪除的形式蛙酪。

定期刪除
Redis 每隔一段時間從設(shè)置過期時間的 key 集合中齐苛，隨機(jī)抽取一些 key ，檢查是否過期桂塞，如果已經(jīng)過期做刪除處理凹蜂。
惰性刪除
Redis 在 key 被訪問的時候檢查 key 是否過期，如果過期則刪除。

3玛痊、Redis 的持久化機(jī)制

數(shù)據(jù)快照（RDB）+ 修改數(shù)據(jù)語句文件（AOF）

4汰瘫、如何解決 Redis 緩存雪崩和緩存穿透？

緩存雪崩
緩存同一時間大面積的失效擂煞，所以混弥，后面的請求都會落到數(shù)據(jù)庫上，造成數(shù)據(jù)庫短時間內(nèi)承受大量請求而崩掉对省。
- 解決方式
  - 事前：保證 Redis 集群的穩(wěn)定性蝗拿，發(fā)現(xiàn)機(jī)器宕機(jī)盡快補(bǔ)上，設(shè)置合適的內(nèi)存淘汰策略蒿涎。
  - 事中：本地緩存 + 限流降級哀托，避免大量請求落在數(shù)據(jù)庫上。
  - 事后：利用 Redis 持久化機(jī)制盡快恢復(fù)緩存劳秋。
緩存穿透
一般是黑客故意去請求緩存中不存在的數(shù)據(jù)仓手，導(dǎo)致所有的請求都落到數(shù)據(jù)庫上，造成數(shù)據(jù)庫短時間內(nèi)承受大量請求而崩掉玻淑。
- 解決方式
  將不存在的數(shù)據(jù)列舉到一個足夠大的 map 上嗽冒，這樣遭到攻擊時，直接攔截 map 中的請求补履，請求到數(shù)據(jù)庫上面添坊。或是把不存在的也做緩存干像，值為 null 帅腌，設(shè)置過期時間驰弄。

5麻汰、如何使用 Redis 實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列？

Redis 實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列依賴于 Redis 集群的穩(wěn)定性戚篙，通常不建議使用五鲫。

Redis 自帶發(fā)布訂閱功能，基于 publish 和 subscribe 命令岔擂。
使用 List 存儲消息位喂，lpush，rpop 分別發(fā)送接收消息乱灵。

十塑崖、Nginx

Nginx 是一款輕量級的 Web 服務(wù)器/反向代理服務(wù)器及電子郵件（IMAP/POP3）代理服務(wù)器。 Nginx 主要提供反向代
理痛倚、負(fù)載均衡规婆、動靜分離(靜態(tài)資源服務(wù))等服務(wù)。

1、正向代理和反向代理

正向代理
代理客戶端訪問服務(wù)器抒蚜。典型：VPN
反向代理
代替服務(wù)器接收客戶端請求掘鄙，然后轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器，服務(wù)器接收請求并將處理的結(jié)果通過代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端嗡髓。

2操漠、負(fù)載均衡

將請求分?jǐn)偟蕉嗯_機(jī)器上去，高并發(fā)饿这，增加吞吐量浊伙。

負(fù)載均衡算法
- 權(quán)重輪詢
- fair
- ip_hash
- url_hash

3、動靜分離

動靜分離是讓動態(tài)網(wǎng)站里的動態(tài)網(wǎng)頁根據(jù)一定規(guī)則把不變的資源和經(jīng)常變的資源區(qū)分開來长捧，動靜資源做好了拆分以后吧黄，我們就可以根據(jù)靜態(tài)資源的特點(diǎn)將其做緩存操作，這就是網(wǎng)站靜態(tài)化處理的核心思路唆姐。

4拗慨、Nginx 四個組成部分

Nginx 二進(jìn)制可執(zhí)行文件：由各模塊源碼編譯出一個文件
Nginx.conf 配置文件：控制 Nginx 行為
acess.log 訪問日志：記錄每一條 HTTP 請求信息
error.log 錯誤日志：定位問題

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