一趾代、Java 基礎(chǔ)知識

1唠叛、Object 類相關(guān)方法

getClass

獲取當(dāng)前運行時對象的 Class 對象臀晃。

hashCode

返回對象的 hash 碼野瘦。

clone

拷貝當(dāng)前對象， 必須實現(xiàn) Cloneable 接口切心。淺拷貝對基本類型進行值拷貝朽寞，對引用類型拷貝引用挂洛；深拷貝對基本類型進行值拷貝黎比，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)屬性和方法超营。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阅虫，String 類重寫了這個方法使用值來比較是否相等演闭。

toString

返回類名@哈希碼的 16 進制。

notify

喚醒當(dāng)前對象監(jiān)視器的任一個線程颓帝。

notifyAll

喚醒當(dāng)前對象監(jiān)視器上的所有線程米碰。

wait

1、暫停線程的執(zhí)行躲履；2、三個不同參數(shù)方法（等待多少毫秒聊闯；額外等待多少毫秒工猜；一直等待）3、與Thread.sleep(long time)相比菱蔬，sleep 使當(dāng)前線程休眠一段時間篷帅，并沒有釋放該對象的鎖史侣，wait 釋放了鎖。

finalize

對象被垃圾回收器回收時執(zhí)行的方法魏身。

2惊橱、基本數(shù)據(jù)類型

整型：byte(8)、short(16)箭昵、int(32)税朴、long(64)

浮點型：float(32)、double(64)

布爾型：boolean(8)

字符型：char(16)

3家制、序列化

Java 對象實現(xiàn)序列化要實現(xiàn) Serializable 接口正林。

反序列化并不會調(diào)用構(gòu)造方法。反序列的對象是由 JVM 自己生成的對象颤殴，不通過構(gòu)造方法生成觅廓。

序列化對象的引用類型成員變量，也必須是可序列化的涵但，否則杈绸，會報錯。

如果想讓某個變量不被序列化矮瘟，使用 transient 修飾瞳脓。

單例類序列化，需要重寫 readResolve() 方法芥永。

4篡殷、String、StringBuffer埋涧、StringBuilder

String

由 char[] 數(shù)組構(gòu)成板辽，使用了 final 修飾，是不可變對象棘催，可以理解為常量劲弦，線程安全；對 String 進行改變時每次都會新生成一個 String 對象醇坝，然后把指針指向新的引用對象邑跪。

StringBuffer 線程安全；StringBuiler 線程不安全呼猪。

操作少量字符數(shù)據(jù)用 String画畅；單線程操作大量數(shù)據(jù)用 StringBuilder；多線程操作大量數(shù)據(jù)用 StringBuffer宋距。

5轴踱、重載與重寫

重載

發(fā)生在同一個類中，方法名相同谚赎，參數(shù)的類型淫僻、個數(shù)诱篷、順序不同，方法的返回值和修飾符可以不同雳灵。

重寫

發(fā)生在父子類中棕所，方法名和參數(shù)相同，返回值范圍小于等于父類悯辙，拋出的異常范圍小于等于父類琳省，訪問修飾符范圍大于等于父類；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笑撞。

6岛啸、final

修飾基本類型變量，一經(jīng)出初始化后就不能夠?qū)ζ溥M行修改茴肥。

修飾引用類型變量坚踩，不能夠指向另一個引用。

修飾類或方法瓤狐，不能被繼承或重寫瞬铸。

7、反射

在運行時動態(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础锐、JDK 動態(tài)代理

使用步驟

創(chuàng)建接口及實現(xiàn)類

實現(xiàn)代理處理器：實現(xiàn) InvokationHandler 嗓节，實現(xiàn) invoke（Proxy proxy，Method method皆警，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)用方法拦宣。

9、Java IO

普通 IO 信姓，面向流鸵隧，同步阻塞線程。

NIO意推，面向緩沖區(qū)豆瘫，同步非阻塞。

二菊值、Java 集合框架

1外驱、List（線性結(jié)構(gòu)）

ArrayList

Object[] 數(shù)組實現(xiàn)，默認(rèn)大小為 10 腻窒，支持隨機訪問昵宇，連續(xù)內(nèi)存空間，插入末尾時間復(fù)雜度 o(1)儿子，插入第 i 個位置時間復(fù)雜度 o(n - i)瓦哎。擴容，大小變?yōu)?b>1.5倍，Arrays.copyOf（底層 System.ArrayCopy）杭煎，復(fù)制到新數(shù)組，指針指向新數(shù)組卒落。

Vector

類似 ArrayList羡铲，線程安全，擴容默認(rèn)增長為原來的2倍儡毕，還可以指定增長空間長度也切。

LinkedList

基于鏈表實現(xiàn)，1.7 為雙向鏈表腰湾，1.6 為雙向循環(huán)鏈表雷恃，取消循環(huán)更能分清頭尾。

2费坊、Map（K倒槐，V 對）

HashMap

底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，JDK 1.8 是數(shù)組 + 鏈表 + 紅黑樹附井，JDK 1.7 無紅黑樹讨越。鏈表長度大于 8 時，轉(zhuǎn)化為紅黑樹永毅，優(yōu)化查詢效率把跨。

初始容量為16，通過 tableSizeFor 保證容量為 2 的冪次方沼死。尋址方式着逐，高位異或，(n-1)&h取模意蛀，優(yōu)化速度耸别。

擴容機制，當(dāng)元素數(shù)量大于容量 x 負(fù)載因子 0.75 時浸间，容量擴大為原來的 2 倍太雨，新建一個數(shù)組，然后轉(zhuǎn)移到新數(shù)組魁蒜。

基于 Map 實現(xiàn)囊扳。

線程不安全。

HashMap (1.7) 多線程循環(huán)鏈表問題

在多線程環(huán)境下兜看，進行擴容時锥咸，1.7 下的 HashMap 會形成循環(huán)鏈表。

怎么形成循環(huán)鏈表：

假設(shè)有一 HashMap 容量為 2 细移， 在數(shù)組下標(biāo) 1 位置以 A -> B 鏈表形式存儲搏予。有一線程對該 map 做 put 操作，由于觸發(fā)擴容條件弧轧，需要進行擴容雪侥。這時另一個線程也 put 操作碗殷，同樣需要擴容，并完成了擴容操作速缨，由于復(fù)制到新數(shù)組是頭部插入锌妻，所以 1 位置變?yōu)?B -> A 。這時第一個線程繼續(xù)做擴容操作旬牲，首先復(fù)制 A 仿粹，然后復(fù)制 B ，再判斷 B.next 是否為空時原茅，由于第二個線程做了擴容操作吭历，導(dǎo)致 B.next = A，所以在將 A 放到 B 前擂橘，A.next 又等于 B 晌区，導(dǎo)致循環(huán)鏈表出現(xiàn)。

HashTable

線程安全通贞，方法基本全用 Synchronized 修飾契讲。

初始容量為 11 ，擴容為 2n + 1 滑频。

繼承Dictionary類捡偏。

ConcurrentHashMap

線程安全的 HashMap。

1.7 采用分段鎖的形式加鎖峡迷；1.8 使用 Synchronized 和 CAS 實現(xiàn)同步银伟，若數(shù)組的 Node 為空，則通過 CAS 的方式設(shè)置值绘搞，不為空則加在鏈表的第一個節(jié)點彤避。獲取第一個元素是否為空使用 Unsafe 類提供的 getObjectVolatile 保證可見性。

對于讀操作夯辖，數(shù)組由 volatile 修飾琉预，同時數(shù)組的元素為 Node，Node 的 K 使用 final 修飾蒿褂，V 使用 volatile 修飾圆米，下一個節(jié)點也用 volatile 修飾，保證多線程的可見性啄栓。

LinkedHashMap

LinkedHashMap 繼承自 HashMap娄帖，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。另外昙楚，LinkedHashMap 在上面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上近速，增加了一條雙向鏈表，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削葱，紅黑樹結(jié)構(gòu)奖亚，可以自定義比較器來進行排序。

Collections.synchronizedMap 如何實現(xiàn) Map 線程安全析砸？

基于 Synchronized 遂蛀，實際上就是鎖住了當(dāng)前傳入的 Map 對象。

3干厚、Set（唯一值）

HashSet

基于 HashMap 實現(xiàn)，使用了 HashMap 的 K 作為元素存儲螃宙，V 為 new Object() 蛮瞄，在 add() 方法中如果兩個元素的 Hash 值相同，則通過 equals 方法比較是否相等谆扎。

LinkedHashSet

LinkedHashSet 繼承于 HashSet挂捅，并且其內(nèi)部是通過 LinkedHashMap 來實現(xiàn)的。

TreeSet

紅黑樹實現(xiàn)有序唯一堂湖。

三闲先、Java 多線程

1、synchronized

修飾代碼塊

底層實現(xiàn)无蜂，通過 monitorenter & monitorexit 標(biāo)志代碼塊為同步代碼塊伺糠。

修飾方法

底層實現(xiàn)，通過 ACC_SYNCHRONIZED 標(biāo)志方法是同步方法斥季。

修飾類 class 對象時训桶，實際鎖在類的實例上面。

單例模式

publicclassSingleton{privatestaticvolatileSingletoninstance=null;privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){if(null==instance){synchronized(Singleton.class){if(null==instance){instance=newSingleton();}}}returninstance;}}

偏向鎖酣倾，自旋鎖舵揭，輕量級鎖，重量級鎖

通過 synchronized 加鎖躁锡，第一個線程獲取的鎖為偏向鎖午绳，這時有其他線程參與鎖競爭，升級為輕量級鎖映之，其他線程通過循環(huán)的方式嘗試獲得鎖拦焚，稱自旋鎖。若果自旋的次數(shù)達到一定的閾值杠输，則升級為重量級鎖耕漱。

需要注意的是，在第二個線程獲取鎖時抬伺，會先判斷第一個線程是否仍然存活螟够，如果不存活，不會升級為輕量級鎖。

2妓笙、Lock

ReentrantLock

基于 AQS （AbstractQueuedSynchronizer）實現(xiàn)若河，主要有 state (資源) + FIFO (線程等待隊列) 組成。

公平鎖與非公平鎖：區(qū)別在于在獲取鎖時寞宫，公平鎖會判斷當(dāng)前隊列是否有正在等待的線程萧福，如果有則進行排隊。

使用 lock() 和 unLock() 方法來加鎖解鎖辈赋。

ReentrantReadWriteLock

同樣基于 AQS 實現(xiàn)鲫忍，內(nèi)部采用內(nèi)部類的形式實現(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钥屈，當(dāng)某一線程要獲取鎖時悟民，非公平鎖可以直接嘗試獲取鎖，而不是判斷當(dāng)前隊列中是否有線程在等待篷就。一定情況下可以避免線程頻繁的上下文切換射亏，這樣，活躍的線程有可能獲得鎖竭业，而在隊列中的鎖還要進行喚醒才能繼續(xù)嘗試獲取鎖智润，而且線程的執(zhí)行順序一般來說不影響程序的運行。

3未辆、volatile

Java 內(nèi)存模型

image.png

在多線程環(huán)境下窟绷，保證變量的可見性。使用了 volatile 修飾變量后咐柜，在變量修改后會立即同步到主存中钾麸，每次用這個變量前會從主存刷新。

禁止 JVM 指令重排序炕桨。

單例模式雙重校驗鎖變量為什么使用 volatile 修飾饭尝？

禁止 JVM 指令重排序，new Object()分為三個步驟：申請內(nèi)存空間献宫，將內(nèi)存空間引用賦值給變量钥平，變量初始化。如果不禁止重排序姊途，有可能得到一個未經(jīng)初始化的變量涉瘾。

4、線程的五種狀態(tài)

1). New

一個新的線程被創(chuàng)建捷兰，還沒開始運行立叛。

2). Runnable

一個線程準(zhǔn)備就緒，隨時可以運行的時候就進入了 Runnable 狀態(tài)贡茅。

Runnable 狀態(tài)可以是實際正在運行的線程秘蛇，也可以是隨時可以運行的線程其做。

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

3). Blocked

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

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)驯妄。以下方法會讓線程進入等待狀態(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荷并，在一定時間后有系統(tǒng)自動喚醒。

以下方法會讓線程進入有限等待狀態(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)行完畢富玷，或者意外失敗，那么就結(jié)束了既穆。

5赎懦、 wait() 與 sleep()

調(diào)用后線程進入 waiting 狀態(tài)。

wait() 釋放鎖幻工，sleep() 沒有釋放鎖励两。

調(diào)用 wait() 后需要調(diào)用 notify() 或 notifyAll() 方法喚醒線程。

wait() 方法聲明在 Object 中囊颅，sleep() 方法聲明在 Thread 中当悔。

6、 yield()

調(diào)用后線程進入 runnable 狀態(tài)踢代。

讓出 CPU 時間片盲憎，之后有可能其他線程獲得執(zhí)行權(quán)，也有可能這個線程繼續(xù)執(zhí)行胳挎。

7饼疙、 join()

在線程 B 中調(diào)用了線程 A 的 Join()方法，直到線程 A 執(zhí)行完畢后慕爬，才會繼續(xù)執(zhí)行線程 B窑眯。

可以保證線程的順序執(zhí)行。

join() 方法必須在 線程啟動后調(diào)用才有意義医窿。

使用 wait() 方法實現(xiàn)磅甩。

9、線程使用方式

繼承 Tread 類

實現(xiàn) Runnable 接口

實現(xiàn) Callable 接口：帶有返回值

10姥卢、Runnable 和 Callable 比較

方法簽名不同卷要，void Runnable.run(),V Callable.call() throws Exception

是否允許有返回值渣聚，Callable允許有返回值

是否允許拋出異常，Callable允許拋出異常却妨。

提交任務(wù)方式饵逐，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彪标，Runnable使用void execute(Runnable command)倍权。

11、hapens-before

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

12题画、ThreadLocal

場景

主要用途是為了保持線程自身對象和避免參數(shù)傳遞默辨，主要適用場景是按線程多實例（每個線程對應(yīng)一個實例）的對象的訪問，并且這個對象很多地方都要用到苍息。

原理

為每個線程創(chuàng)建變量副本缩幸，不同線程之間不可見，保證線程安全竞思。使用 ThreadLocalMap 存儲變量副本表谊，以 ThreadLocal 為 K，這樣一個線程可以擁有多個 ThreadLocal 對象盖喷。

實際

使用多數(shù)據(jù)源時爆办，需要根據(jù)數(shù)據(jù)源的名字切換數(shù)據(jù)源，假設(shè)一個線程設(shè)置了一個數(shù)據(jù)源课梳，這個時候就有可能有另一個線程去修改數(shù)據(jù)源距辆，可以使用 ThreadLocal 維護這個數(shù)據(jù)源名字，使每個線程持有數(shù)據(jù)源名字的副本暮刃，避免線程安全問題跨算。

8、線程池

1)椭懊、分類

FixThreadPool 固定數(shù)量的線程池漂彤，適用于對線程管理，高負(fù)載的系統(tǒng)

SingleThreadPool 只有一個線程的線程池灾搏，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)量的線程池挫望，適用于執(zhí)行短期異步任務(wù)的小程序，低負(fù)載系統(tǒng)

ScheduledThreadPool 定時任務(wù)使用的線程池狂窑，適用于定時任務(wù)

2)媳板、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，超過這個時間泉哈，多余的線程會被回收蛉幸。

BlockingQueue<Runnable> workQueue,? 任務(wù)的排隊隊列

ThreadFactory threadFactory,? 新線程的產(chǎn)生方式

RejectedExecutionHandler handler)? 拒絕策略

3)破讨、線程池線程工作過程

corePoolSize -> 任務(wù)隊列 -> 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)行時奕纫，直接使用核心線程執(zhí)行任務(wù)提陶。當(dāng)任務(wù)數(shù)量大于核心線程數(shù)時，加入等待隊列匹层。當(dāng)任務(wù)隊列數(shù)量達到隊列最大長度時隙笆，繼續(xù)創(chuàng)建線程，最多達到最大線程數(shù)升筏。當(dāng)設(shè)置回收時間時撑柔，核心線程以外的空閑線程會被回收。如果達到了最大線程數(shù)還不能夠滿足任務(wù)執(zhí)行需求您访，則根據(jù)拒絕策略做拒絕處理铅忿。

4)、線程池拒絕策略（默認(rèn)拋出異常）

|:---|:---|

| AbortPolicy |? 拋出 RejectedExecutionException |

| DiscardPolicy |? 什么也不做灵汪，直接忽略 |

| DiscardOldestPolicy |? 丟棄執(zhí)行隊列中最老的任務(wù)檀训，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)量享言，可通過Runtime.getRuntime().availableProcessors()獲得核心數(shù)：峻凫。

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，這個額外的線程也能確保 CPU 的時鐘周期不會被浪費担锤。

四蔚晨、Java 虛擬機

1乍钻、Java 內(nèi)存結(jié)構(gòu)

image.png

堆

由線程共享肛循，存放 new 出來的對象，是垃圾回收器的主要工作區(qū)域银择。

棧

線程私有多糠，分為 Java 虛擬機棧和本地方法棧，存放局部變量表浩考、操作棧夹孔、動態(tài)鏈接、方法出口等信息析孽，方法的執(zhí)行對應(yīng)著入棧到出棧的過程搭伤。

方法區(qū)

線程共享，存放已被加載的類信息袜瞬、常量怜俐、靜態(tài)變量、即時編譯器編譯后的代碼等信息邓尤，JDK 1.8 中方法區(qū)被元空間取代拍鲤，使用直接內(nèi)存贴谎。

2、Java 類加載機制

image.png

加載

加載字節(jié)碼文件季稳。

鏈接

驗證

驗證字節(jié)碼文件的正確性擅这。

準(zhǔn)備

為靜態(tài)變量分配內(nèi)存。

解析

將符號引用（如類的全限定名）解析為直接引用（類在實際內(nèi)存中的地址）景鼠。

初始化

為靜態(tài)變量賦初值仲翎。

雙親委派模式

當(dāng)一個類需要加載時，判斷當(dāng)前類是否被加載過莲蜘。已經(jīng)被加載的類會直接返回谭确，否則才會嘗試加載。加載的時候票渠，首先會把該請求委派該父類加載器的loadClass()處理逐哈，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问顷，才由自己來處理昂秃。當(dāng)父類加載器為 null 時，會使用啟動類加載器BootstrapClassLoader作為父類加載器杜窄。

3肠骆、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，然后清除塞耕，會造成許多內(nèi)存碎片蚀腿。

Copying（復(fù)制）算法

將內(nèi)存分為兩塊，只使用一塊扫外，進行垃圾回收時莉钙，先將存活的對象復(fù)制到另一塊區(qū)域，然后清空之前的區(qū)域筛谚。

Mark-Compact（標(biāo)記-整理）算法（壓縮法）

與標(biāo)記清除算法類似磁玉，但是在標(biāo)記之后，將存活對象向一端移動驾讲，然后清除邊界外的垃圾對象蚊伞。

Generational Collection（分代收集）算法

分為年輕代和老年代，年輕代時比較活躍的對象吮铭，使用復(fù)制算法做垃圾回收时迫。老年代每次回收只回收少量對象，使用標(biāo)記整理法谓晌。

4悔捶、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)的收集器谨读，它是一種并發(fā)收集器星持，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)烧董，不希望有長時間的停頓，同時你的 CPU 資源也比較豐富胧奔，就適合適用 CMS 收集器逊移。

垃圾回收步驟

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)到的對象龙填，速度很快胳泉；

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)記過程就是進行 GC Roots 查找的過程；

重新標(biāo)記 (Stop the World 事件 CPU 停頓岩遗，比初始標(biāo)記稍微長扇商，遠比并發(fā)標(biāo)記短) 修正由于并發(fā)標(biāo)記時應(yīng)用運行產(chǎn)生變化的標(biāo)記。

并發(fā)清理宿礁，標(biāo)記清除算法案铺；

缺點

并發(fā)標(biāo)記時和應(yīng)用程序同時進行，占用一部分線程梆靖，所以吞吐量有所下降控汉。

并發(fā)清除時和應(yīng)用程序同時進行，這段時間產(chǎn)生的垃圾就要等下一次 GC 再清除返吻。

采用的標(biāo)記清除算法姑子，產(chǎn)生內(nèi)存碎片，如果要新建大對象测僵，會提前觸發(fā) Full GC 街佑。

G1

簡介

是一款面向服務(wù)端應(yīng)用的收集器，它能充分利用多 CPU捍靠、多核環(huán)境沐旨。因此它是一款并行與并發(fā)收集器，并且它能建立可預(yù)測的停頓時間模型剂公，即可以設(shè)置 STW 的時間希俩。

垃圾回收步驟

1吊宋、初始標(biāo)記(stop the world 事件 CPU 停頓只處理垃圾)纲辽；

2、并發(fā)標(biāo)記(與用戶線程并發(fā)執(zhí)行)璃搜；

3拖吼、最終標(biāo)記(stop the world 事件 ,CPU 停頓處理垃圾)；

4这吻、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

并發(fā)與并行

充分利用多核 CPU 吊档，使用多核來縮短 STW 時間，部分需要停頓應(yīng)用線程的操作唾糯，仍然可以通過并發(fā)保證應(yīng)用程序的執(zhí)行怠硼。

分代回收

新生代鬼贱，幸存帶，老年代

空間整合

總體看是采用標(biāo)記整理算法回收香璃，每個 Region 大小相等这难，通過復(fù)制來回收。

可預(yù)測的停頓時間

使用 -XX:MaxGCPauseMillis=200 設(shè)置最長目標(biāo)暫停值葡秒。

在 Java 語言中姻乓，可作為 GC Roots 的對象包括 4 種情況：

a) 虛擬機棧中引用的對象（棧幀中的本地變量表）；

b) 方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對象眯牧；

c) 方法區(qū)中常量引用的對象蹋岩；

d) 本地方法棧中 Native 方法引用的對象。

五学少、MySQL （Inno DB）

1剪个、聚簇索引與非聚簇索引

image.png

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)點中，得到 key 即得到 data 版确；非聚簇索引的數(shù)據(jù)存在單獨的空間禁偎。

聚簇索引中輔助索引的葉子結(jié)點存的是主鍵；非聚簇索引中葉子結(jié)點存的是數(shù)據(jù)的地址阀坏；

聚簇索引的優(yōu)勢是找到主鍵就找到數(shù)據(jù)如暖，只需一次磁盤 IO ；當(dāng) B+ 樹的結(jié)點發(fā)生變化時忌堂，地址也會發(fā)生變化盒至，這時非聚簇索引需要更新所有的地址，增加開銷士修。

2枷遂、為何使用 B 樹做索引而不是紅黑樹？

索引很大棋嘲，通常作為文件存儲在磁盤上面酒唉，每次檢索索引都需要把索引文件加載進內(nèi)存，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)沸移。應(yīng)用程序在從磁盤讀取數(shù)據(jù)時痪伦，不只是讀取需要的數(shù)據(jù)，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)雹锣。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計者將每個節(jié)點的大小設(shè)置為一頁的大小网沾，同時每次新建節(jié)點時都重新申請一個頁，這樣檢索一個節(jié)點只需要一次 IO蕊爵，根據(jù)索引定位到數(shù)據(jù)只需要 h- 1（h 為 B 樹高度辉哥，根節(jié)點常駐內(nèi)存） 次 IO，而 d (度，可以理解為寬度)與 h 稱反比醋旦，即 d 越大恒水，高度就越小，所以樹越扁饲齐，磁盤 IO 次數(shù)越少寇窑，即漸進復(fù)雜度為 logdN ，這也是為什么不選擇紅黑樹做索引的原因箩张。前面可以得出結(jié)論甩骏，d 越大，索引的性能越好先慷。節(jié)點由 key 和 data 組成饮笛，頁的大小一定，key 和 data 越小论熙，d 越大福青。B + 樹去掉了節(jié)點內(nèi)的 data 域，所以有更大的 d , 性能更好脓诡。

3无午、最左前綴原則

在 MySQL 中，可以指定多個列為索引祝谚，即聯(lián)合索引宪迟。比如 index(name，age) 交惯，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次泽；name&age），就可以命中索引席爽。如果所有列都用到了意荤，順序不同，查詢引擎會自動優(yōu)化為匹配聯(lián)合索引的順序只锻，這樣是能夠命中索引的玖像。

4、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齐饮。因為主鍵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捐寥。外鍵列通常用于表與表之間的連接，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)列最好建立索引沈矿。

① 對于需要在指定范圍內(nèi)快速或頻繁查詢的數(shù)據(jù)列上真，因為索引已經(jīng)排序咬腋，其指定的范圍是連續(xù)的羹膳，查詢可以利用索引的排序，加快查詢的時間

② 經(jīng)常用在where子句中的數(shù)據(jù)列根竿，將索引建立在where子句的集合過程中陵像，對于需要加速或頻繁檢索的數(shù)據(jù)列就珠，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行查詢，加快查詢的時間醒颖。

5妻怎、事務(wù)隔離級別

Read uncommitted

讀未提交，可能出現(xiàn)臟讀泞歉，不可重復(fù)讀逼侦，幻讀。

Read committed

讀提交腰耙，可能出現(xiàn)不可重復(fù)讀榛丢，幻讀。

Repeatable read

可重復(fù)讀挺庞，可能出現(xiàn)臟讀晰赞。

Serializable

可串行化，同一數(shù)據(jù)讀寫都加鎖选侨，避免臟讀掖鱼，性能不忍直視。

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

6晨仑、MVCC （多版本并發(fā)控制）

實現(xiàn)細節(jié)

每行數(shù)據(jù)都存在一個版本增拥，每次數(shù)據(jù)更新時都更新該版本。

修改時 Copy 出當(dāng)前版本隨意修改寻歧，各個事務(wù)之間互不干擾掌栅。

保存時比較版本號，如果成功（commit）码泛，則覆蓋原記錄猾封；失敗則放棄 copy（rollback）。

Inno DB 實現(xiàn)

在 InnoDB 中為每行增加兩個隱藏的字段噪珊，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晌缘，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)痢站，系統(tǒng)版本號就自動遞增磷箕，作為事務(wù)的 ID 。通常這兩個版本號分別叫做創(chuàng)建時間和刪除時間阵难。

詳細參考：《 臟讀岳枷、幻讀和不可重復(fù)讀》

六、Spring 相關(guān)

1、Bean 的作用域

|:---|:---|

| 類別 | 說明 |

|singleton| 默認(rèn)在 Spring 容器中僅存在一個實例 |

|prototype| 每次調(diào)用 getBean() 都重新生成一個實例 |

|request| 為每個 HTTP 請求生成一個實例 |

|session| 同一個 HTTP session 使用一個實例空繁，不同 session 使用不同實例 |

2殿衰、Bean 生命周期

簡單來說四步：

實例化 Instantiation

屬性賦值 Populate

初始化 Initialization

銷毀 Destruction

在這四步的基礎(chǔ)上面，Spring 提供了一些拓展點：

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盛泡、BeanFactoryAware闷祥、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 這兩個接口實現(xiàn)，一般稱它們的實現(xiàn)類為“后處理器”傲诵。

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凯砍。工廠后處理器也是容器級的。在應(yīng)用上下文裝配配置文件之后立即調(diào)用拴竹。

3果覆、Spring AOP

實現(xiàn)方式兩種：

JDK 動態(tài)代理：帶有接口的對象，在運行期實現(xiàn)

CGlib 靜態(tài)代理：在編譯期實現(xiàn)殖熟。

4局待、Spring 事務(wù)傳播行為

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

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5纽门、Spring IoC

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6薛耻、Spring MVC 工作流程

七、計算機網(wǎng)絡(luò)

1赏陵、TCP/IP 五層模型

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2饼齿、瀏覽器輸入地址后做了什么？

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3蝙搔、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缕溉、TIME_WAIT 與 CLOSE_WAIT

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5、TCP 滑動窗口

TCP 流量控制吃型，主要使用滑動窗口協(xié)議证鸥，滑動窗口是接受數(shù)據(jù)端使用的窗口大小，用來告訴發(fā)送端接收端的緩存大小勤晚，以此可以控制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的大小枉层，從而達到流量控制的目的。這個窗口大小就是我們一次傳輸幾個數(shù)據(jù)赐写。對所有數(shù)據(jù)幀按順序賦予編號鸟蜡，發(fā)送方在發(fā)送過程中始終保持著一個發(fā)送窗口，只有落在發(fā)送窗口內(nèi)的幀才允許被發(fā)送挺邀；同時接收方也維持著一個接收窗口揉忘，只有落在接收窗口內(nèi)的幀才允許接收跳座。

6、TCP 粘包和拆包

現(xiàn)象

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產(chǎn)生原因

1癌淮、要發(fā)送的數(shù)據(jù)大于 TCP 發(fā)送緩沖區(qū)剩余空間大小躺坟，將會發(fā)生拆包沦补。

2乳蓄、待發(fā)送數(shù)據(jù)大于 MSS（最大報文長度），TCP 在傳輸前將進行拆包夕膀。

3虚倒、要發(fā)送的數(shù)據(jù)小于 TCP 發(fā)送緩沖區(qū)的大小，TCP 將多次寫入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)一次發(fā)送出去产舞，將會發(fā)生粘包魂奥。

4、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)易猫，將發(fā)生粘包耻煤。

解決方式

1、發(fā)送端給每個數(shù)據(jù)包添加包首部准颓，首部中應(yīng)該至少包含數(shù)據(jù)包的長度哈蝇，這樣接收端在接收到數(shù)據(jù)后，通過讀取包首部的長度字段攘已，便知道每一個數(shù)據(jù)包的實際長度了炮赦。

2、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 0 填充）样勃，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)包拆分開來吠勘。

3、可以在數(shù)據(jù)包之間設(shè)置邊界峡眶，如添加特殊符號剧防，這樣，接收端通過這個邊界就可以將不同的數(shù)據(jù)包拆分開辫樱。

八诵姜、MQ 消息隊列

1、場景作用

削峰填谷搏熄，異步解耦棚唆。

2、如何保證消息不被重復(fù)消費呢心例？

這個問題可以換個思路宵凌，保證消息重復(fù)消費，其實是保證程序的冪等性止后。無論消息如何重復(fù)瞎惫，程序運行的結(jié)果是一致的溜腐。比如消費消息后做數(shù)據(jù)庫插入操作，為了防止消息重復(fù)消費瓜喇，可以在插入前先查詢一下有沒有對應(yīng)的數(shù)據(jù)挺益。

3、怎么保證從消息隊列里拿到的數(shù)據(jù)按順序執(zhí)行乘寒？

消費端在接收到消息后放入內(nèi)存隊列望众，然后對隊列中的消息進行有序消費。

4伞辛、如何解決消息隊列的延時以及過期失效問題烂翰？消息隊列滿了以后該怎么處理？有幾百萬消息持續(xù)積壓幾小時蚤氏，說說怎么解決甘耿？

消息過期失效問題，如果消息一段時間不消費竿滨，導(dǎo)致過期失效了佳恬，消息就丟失了，只能重新查出丟失的消息于游，重新發(fā)送毁葱。

再來說消息積壓的問題：（思路是快速消費掉積壓的消息）

首先排查消費端問題，恢復(fù)消費端正常消費速度曙砂。

然后著手處理隊列中的積壓消息头谜。

停掉現(xiàn)有的 consumer。

新建一個 topic 鸠澈，設(shè)置之前 10 倍的 partation柱告，之前 10 倍的隊列。

寫一個分發(fā)程序笑陈，將積壓的消息均勻的輪詢寫入這些隊列际度。

然后臨時用 10 倍的機器部署 consumer，每一批 consumer 消費 1 個臨時的隊列涵妥。

消費完畢后乖菱，恢復(fù)原有架構(gòu)。

消息隊列滿了：只能邊接收邊丟棄蓬网，然后重新補回丟失的消息窒所，再做消費。

4帆锋、如何保證消息的可靠性傳輸（如何處理消息丟失的問題）吵取？

kafka 為例：

消費者丟了數(shù)據(jù)：

每次消息消費后，由自動提交 offset 改為手動提交 offset 锯厢。

kafka 丟了消息：

比較常見的一個場景皮官，就是 kafka 某個 broker 宕機脯倒，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)沒有同步捺氢，結(jié)果此時 leader 掛了藻丢，然后大家選舉某個 follower 成為 leader 之后，不就少了一些數(shù)據(jù)摄乒。

給 topic 設(shè)置replication.factor參數(shù)：這個值必須大于 1悠反，要求每個 partition 必須有至少兩個副本。

在 kafka 服務(wù)端設(shè)置min.insync.replicas參數(shù)：這個值必須大于 1缺狠，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)系问慎，沒掉隊萍摊，這樣才能確保 leader 掛了還有一個 follower挤茄。

在 producer 端設(shè)置acks=all：這個是要求每條數(shù)據(jù)，必須是寫入所有 replica 之后冰木，才能認(rèn)為是寫成功了穷劈。

在 producer 端設(shè)置retries=MAX（很大很大很大的一個值，無限次重試的意思）：這個是要求一旦寫入失敗踊沸，就無限重試歇终，卡在這里。

生產(chǎn)者丟了消息：

如果按照上述的思路設(shè)置了 ack=all逼龟，一定不會丟评凝，要求是，你的 leader 接收到消息腺律，所有的 follower 都同步到了消息之后奕短，才認(rèn)為本次寫成功了。如果沒滿足這個條件匀钧，生產(chǎn)者會自動不斷的重試翎碑，重試無限次。

九之斯、Redis

1日杈、數(shù)據(jù)類型

String

常用命令： set,get,decr,incr,mget 等。

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 命令佑刷，就是從某個元素開始讀取多少個元素莉擒，可以基于 list 實現(xiàn)分頁查詢。

Set

常用命令： sadd,spop,smembers,sunion 等

Sort Set

常用命令： zadd,zrange,zrem,zcard 等

2瘫絮、Redis 如何實現(xiàn) key 的過期刪除涨冀？

定期刪除和惰性刪除的形式。

定期刪除

Redis 每隔一段時間從設(shè)置過期時間的 key 集合中檀何，隨機抽取一些 key 蝇裤，檢查是否過期廷支，如果已經(jīng)過期做刪除處理。

惰性刪除

Redis 在 key 被訪問的時候檢查 key 是否過期栓辜，如果過期則刪除恋拍。

3、Redis 的持久化機制

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

4藕甩、如何解決 Redis 緩存雪崩和緩存穿透施敢？

緩存雪崩

緩存同一時間大面積的失效，所以狭莱，后面的請求都會落到數(shù)據(jù)庫上僵娃，造成數(shù)據(jù)庫短時間內(nèi)承受大量請求而崩掉。

解決方式

事前：保證 Redis 集群的穩(wěn)定性腋妙，發(fā)現(xiàn)機器宕機盡快補上默怨，設(shè)置合適的內(nèi)存淘汰策略。

事中：本地緩存 + 限流降級骤素，避免大量請求落在數(shù)據(jù)庫上匙睹。

事后：利用 Redis 持久化機制盡快恢復(fù)緩存。

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)济竹，導(dǎo)致所有的請求都落到數(shù)據(jù)庫上痕檬，造成數(shù)據(jù)庫短時間內(nèi)承受大量請求而崩掉。

解決方式

將不存在的數(shù)據(jù)列舉到一個足夠大的 map 上送浊，這樣遭到攻擊時梦谜，直接攔截 map 中的請求，請求到數(shù)據(jù)庫上面袭景⊙渥或是把不存在的也做緩存，值為 null 浴讯，設(shè)置過期時間朵夏。

5、如何使用 Redis 實現(xiàn)消息隊列榆纽？

Redis 實現(xiàn)消息隊列依賴于 Redis 集群的穩(wěn)定性仰猖，通常不建議使用。

Redis 自帶發(fā)布訂閱功能奈籽，基于 publish 和 subscribe 命令饥侵。

使用 List 存儲消息，lpush衣屏，rpop 分別發(fā)送接收消息躏升。

十、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)器狼忱。 Nginx 主要提供反向代

理膨疏、負(fù)載均衡一睁、動靜分離(靜態(tài)資源服務(wù))等服務(wù)。

1佃却、正向代理和反向代理

正向代理

代理客戶端訪問服務(wù)器者吁。典型：VPN

反向代理

代替服務(wù)器接收客戶端請求，然后轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器饲帅，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)給客戶端复凳。

2、負(fù)載均衡

將請求分?jǐn)偟蕉嗯_機器上去灶泵，高并發(fā)育八，增加吞吐量。

負(fù)載均衡算法

權(quán)重輪詢

fair

ip_hash

url_hash

3赦邻、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)分開來髓棋，動靜資源做好了拆分以后，我們就可以根據(jù)靜態(tài)資源的特點將其做緩存操作深纲，這就是網(wǎng)站靜態(tài)化處理的核心思路仲锄。

4劲妙、Nginx 四個組成部分

Nginx 二進制可執(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

作者：AYSAML

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來源：簡書

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