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Java後端開發面試題及答案

2、Java記憶體模型: Java虛擬機器規範中將Java執行時資料分為六種。 1.程式計數器:是一個數據結構,用於儲存當前正常執行的程式的記憶體地址。Java虛擬機器的多執行緒就是通過執行緒輪流切換並分配處理器時間來實現的,為了執行緒切換後能恢復到正確的位置,每條執行緒都需要一個獨立的程式計數器,互不影響,該區域為“執行緒私有”。 2.Java虛擬機器棧:執行緒私有的,與執行緒生命週期相同,用於儲存區域性變量表,操作棧,方法返回值。區域性變量表放著基本資料型別,還有物件的引用。 3.本地方法棧:跟虛擬機器棧很像,不過它是為虛擬機器使用到的Native方法服務。 4.Java堆:所有執行緒共享的一塊記憶體區域,物件例項幾乎都在這分配記憶體。 5.方法區:各個執行緒共享的區域,儲存虛擬機器載入的類資訊,常量,靜態變數,編譯後的程式碼。 6.執行時常量池:代表執行時每個class檔案中的常量表。包括幾種常量:編譯時的數字常量、方法或者域的引用。 友情連結: Java中JVM虛擬機器詳解

3、“你能不能談談,java GC是在什麼時候,對什麼東西,做了什麼事情?” 在什麼時候: 1.新生代有一個Eden區和兩個survivor區,首先將物件放入Eden區,如果空間不足就向其中的一個survivor區上放,如果仍然放不下就會引發一次發生在新生代的minor GC,將存活的物件放入另一個survivor區中,然後清空Eden和之前的那個survivor區的記憶體。在某次GC過程中,如果發現仍然又放不下的物件,就將這些物件放入老年代記憶體裡去。 2.大物件以及長期存活的物件直接進入老年區。 3.當每次執行minor GC的時候應該對要晉升到老年代的物件進行分析,如果這些馬上要到老年區的老年物件的大小超過了老年區的剩餘大小,那麼執行一次Full GC以儘可能地獲得老年區的空間。 對什麼東西:從GC Roots搜尋不到,而且經過一次標記清理之後仍沒有復活的物件。 做什麼: 新生代:複製清理; 老年代:標記-清除和標記-壓縮演算法; 永久代:存放Java中的類和載入類的類載入器本身。 GC Roots都有哪些: 1. 虛擬機器棧中的引用的物件 2. 方法區中靜態屬性引用的物件,常量引用的物件 3. 本地方法棧中JNI(即一般說的Native方法)引用的物件。

4、Synchronized 與Lock都是可重入鎖,同一個執行緒再次進入同步程式碼的時候.可以使用自己已經獲取到的鎖。 Synchronized是悲觀鎖機制,獨佔鎖。而Locks.ReentrantLock是,每次不加鎖而是假設沒有衝突而去完成某項操作,如果因為衝突失敗就重試,直到成功為止。 ReentrantLock適用場景

某個執行緒在等待一個鎖的控制權的這段時間需要中斷

需要分開處理一些wait-notify,ReentrantLock裡面的Condition應用,能夠控制notify哪個執行緒,鎖可以繫結多個條件。

具有公平鎖功能,每個到來的執行緒都將排隊等候。

fail-fast: 機制是java集合(Collection)中的一種錯誤機制。當多個執行緒對同一個集合的內容進行操作時,就可能會產生fail-fast事件。 例如:當某一個執行緒A通過iterator去遍歷某集合的過程中,若該集合的內容被其他執行緒所改變了;那麼執行緒A訪問集合時,就會丟擲ConcurrentModificationException異常,產生fail-fast事件

happens-before: 如果兩個操作之間具有happens-before 關係,那麼前一個操作的結果就會對後面一個操作可見。 1.程式順序規則:一個執行緒中的每個操作,happens- before 於該執行緒中的任意後續操作。 2.監視器鎖規則:對一個監視器鎖的解鎖,happens- before 於隨後對這個監視器鎖的加鎖。 3.volatile變數規則:對一個volatile域的寫,happens- before於任意後續對這個volatile域的讀。 4.傳遞性:如果A happens- before B,且B happens- before C,那麼A happens- before C。 5.執行緒啟動規則:Thread物件的start()方法happens- before於此執行緒的每一個動作。

Volatile和Synchronized四個不同點: 1 粒度不同,前者針對變數 ,後者鎖物件和類 2 syn阻塞,volatile執行緒不阻塞 3 syn保證三大特性,volatile不保證原子性 4 syn編譯器優化,volatile不優化 volatile具備兩種特性:

1.保證此變數對所有執行緒的可見性,指一條執行緒修改了這個變數的值,新值對於其他執行緒來說是可見的,但並不是多執行緒安全的。 2.禁止指令重排序優化。 Volatile如何保證記憶體可見性: 1.當寫一個volatile變數時,JMM會把該執行緒對應的本地記憶體中的共享變數重新整理到主記憶體。 2.當讀一個volatile變數時,JMM會把該執行緒對應的本地記憶體置為無效。執行緒接下來將從主記憶體中讀取共享變數。

同步: 就是一個任務的完成需要依賴另外一個任務,只有等待被依賴的任務完成後,依賴任務才能完成。

非同步: 不需要等待被依賴的任務完成,只是通知被依賴的任務要完成什麼工作,只要自己任務完成了就算完成了,被依賴的任務是否完成會通知回來。(非同步的特點就是通知)。 打電話和發簡訊來比喻同步和非同步操作。

阻塞: CPU停下來等一個慢的操作完成以後,才會接著完成其他的工作。

非阻塞: 非阻塞就是在這個慢的執行時,CPU去做其他工作,等這個慢的完成後,CPU才會接著完成後續的操作。 非阻塞會造成執行緒切換增加,增加CPU的使用時間能不能補償系統的切換成本需要考慮。

CAS(Compare And Swap) 無鎖演算法: CAS是樂觀鎖技術,當多個執行緒嘗試使用CAS同時更新同一個變數時,只有其中一個執行緒能更新變數的值,而其它執行緒都失敗,失敗的執行緒並不會被掛起,而是被告知這次競爭中失敗,並可以再次嘗試。CAS有3個運算元,記憶體值V,舊的預期值A,要修改的新值B。當且僅當預期值A和記憶體值V相同時,將記憶體值V修改為B,否則什麼都不做。

執行緒池的作用: 在程式啟動的時候就建立若干執行緒來響應處理,它們被稱為執行緒池,裡面的執行緒叫工作執行緒 第一:降低資源消耗。通過重複利用已建立的執行緒降低執行緒建立和銷燬造成的消耗。 第二:提高響應速度。當任務到達時,任務可以不需要等到執行緒建立就能立即執行。 第三:提高執行緒的可管理性。 常用執行緒池:ExecutorService 是主要的實現類,其中常用的有 Executors.newSingleThreadPool(),newFixedThreadPool(),newcachedTheadPool(),newScheduledThreadPool()。

類載入器工作機制: 1.裝載:將Java二進位制程式碼匯入jvm中,生成Class檔案。 2.連線:a)校驗:檢查載入Class檔案資料的正確性 b)準備:給類的靜態變數分配儲存空間 c)解析:將符號引用轉成直接引用 3:初始化:對類的靜態變數,靜態方法和靜態程式碼塊執行初始化工作。 雙親委派模型:類載入器收到類載入請求,首先將請求委派給父類載入器完成 使用者自定義載入器->應用程式載入器->擴充套件類載入器->啟動類載入器。

一致性雜湊: Memcahed快取: 資料結構:key,value對 使用方法:get,put等方法

Redis資料結構: String—字串(key-value 型別) Hash—字典(hashmap) Redis的雜湊結構可以使你像在資料庫中更新一個屬性一樣只修改某一項屬性值 List—列表 實現訊息佇列 Set—集合 利用唯一性 Sorted Set—有序集合 可以進行排序 可以實現資料持久化

java自動裝箱拆箱深入剖析 談談Java反射機制 如何寫一個不可變類? 索引: B+,B-,全文索引 Mysql的索引是一個數據結構,旨在使資料庫高效的查詢資料。 常用的資料結構是B+Tree,每個葉子節點不但存放了索引鍵的相關資訊還增加了指向相鄰葉子節點的指標,這樣就形成了帶有順序訪問指標的B+Tree,做這個優化的目的是提高不同區間訪問的效能。

什麼時候使用索引: 經常出現在group by,order by和distinc關鍵字後面的欄位

經常與其他表進行連線的表,在連線欄位上應該建立索引

經常出現在Where子句中的欄位

經常出現用作查詢選擇的欄位

Spring Bean的作用域: Singleton:Spring IOC容器中只有一個共享的Bean例項,一般都是Singleton作用域。 Prototype:每一個請求,會產生一個新的Bean例項。 Request:每一次http請求會產生一個新的Bean例項。

代理的共有優點: 業務類只需要關注業務邏輯本身,保證了業務類的重用性。

Java靜態代理: 代理物件和目標物件實現了相同的介面,目標物件作為代理物件的一個屬性,具體介面實現中,代理物件可以在呼叫目標物件相應方法前後加上其他業務處理邏輯。 缺點:一個代理類只能代理一個業務類。如果業務類增加方法時,相應的代理類也要增加方法。

Java動態代理: Java動態代理是寫一個類實現InvocationHandler介面,重寫Invoke方法,在Invoke方法可以進行增強處理的邏輯的編寫,這個公共代理類在執行的時候才能明確自己要代理的物件,同時可以實現該被代理類的方法的實現,然後在實現類方法的時候可以進行增強處理。 實際上:代理物件的方法 = 增強處理 + 被代理物件的方法

JDK和CGLIB生成動態代理類的區別: JDK動態代理只能針對實現了介面的類生成代理(例項化一個類)。此時代理物件和目標物件實現了相同的介面,目標物件作為代理物件的一個屬性,具體介面實現中,可以在呼叫目標物件相應方法前後加上其他業務處理邏輯 CGLIB是針對類實現代理,主要是對指定的類生成一個子類(沒有例項化一個類),覆蓋其中的方法 。

Spring AOP應用場景 效能檢測,訪問控制,日誌管理,事務等。 預設的策略是如果目標類實現介面,則使用JDK動態代理技術,如果目標物件沒有實現介面,則預設會採用CGLIB代理

SpringMVC執行原理 客戶端請求提交到DispatcherServlet

由DispatcherServlet控制器查詢HandlerMapping,找到並分發到指定的Controller中。

Controller呼叫業務邏輯處理後,返回ModelAndView

DispatcherServlet查詢一個或多個ViewResoler檢視解析器,找到ModelAndView指定的檢視

檢視負責將結果顯示到客戶端

一個Http請求 DNS域名解析 –> 發起TCP的三次握手 –> 建立TCP連線後發起http請求 –> 伺服器響應http請求,瀏覽器得到html程式碼 –> 瀏覽器解析html程式碼,並請求html程式碼中的資源(如javascript、css、圖片等) –> 瀏覽器對頁面進行渲染呈現給使用者

設計儲存海量資料的儲存系統: 設計一個叫“中間層”的一個邏輯層,在這個層,將資料庫的海量資料抓出來,做成快取,執行在伺服器的記憶體中,同理,當有新的資料到來,也先做成快取,再想辦法,持久化到資料庫中,這是一個簡單的思路。主要的步驟是負載均衡,將不同使用者的請求分發到不同的處理節點上,然後先存入快取,定時向主資料庫更新資料。讀寫的過程採用類似樂觀鎖的機制,可以一直讀(在寫資料的時候也可以),但是每次讀的時候會有個版本的標記,如果本次讀的版本低於快取的版本,會重新讀資料,這樣的情況並不多,可以忍受。

Session與Cookie: Cookie可以讓服務端跟蹤每個客戶端的訪問,但是每次客戶端的訪問都必須傳回這些Cookie,如果Cookie很多,則無形的增加了客戶端與服務端的資料傳輸量, 而Session則很好地解決了這個問題,同一個客戶端每次和服務端互動時,將資料儲存通過Session到服務端,不需要每次都傳回所有的Cookie值,而是傳回一個ID,每個客戶端第一次訪問伺服器生成的唯一的ID,客戶端只要傳回這個ID就行了,這個ID通常為NAME為JSESSIONID的一個Cookie。這樣服務端就可以通過這個ID,來將儲存到服務端的KV值取出了。 Session和Cookie的超時問題,Cookie的安全問題

分散式Session框架 配置伺服器,Zookeeper叢集管理伺服器可以統一管理所有伺服器的配置檔案

共享這些Session儲存在一個分散式快取中,可以隨時寫入和讀取,而且效能要很好,如Memcache,Tair。

封裝一個類繼承自HttpSession,將Session存入到這個類中然後再存入分散式快取中

由於Cookie不能跨域訪問,要實現Session同步,要同步SessionID寫到不同域名下。

介面卡模式: 將一個介面適配到另一個介面,Java I/O中InputStreamReader將Reader類適配到InputStream,從而實現了位元組流到字元流的準換。

裝飾者模式: 保持原來的介面,增強原來有的功能。 FileInputStream 實現了InputStream的所有介面,BufferedInputStreams繼承自FileInputStream是具體的裝飾器實現者,將InputStream讀取的內容儲存在記憶體中,而提高讀取的效能。

Spring事務配置方法: 1.切點資訊,用於定位實施事物切面的業務類方法 2.控制事務行為的事務屬性,這些屬性包括事物隔離級別,事務傳播行為,超時時間,回滾規則。

Spring通過aop/tx Schema 名稱空間和@Transaction註解技術來進行宣告式事物配置。

Mybatis 每一個Mybatis的應用程式都以一個SqlSessionFactory物件的例項為核心。首先用位元組流通過Resource將配置檔案讀入,然後通過SqlSessionFactoryBuilder().build方法建立SqlSessionFactory,然後再通過SqlSessionFactory.openSession()方法建立一個SqlSession為每一個數據庫事務服務。 經歷了Mybatis初始化 –>建立SqlSession –>執行SQL語句,返回結果三個過程

Servlet和Filter的區別: 整的流程是:Filter對使用者請求進行預處理,接著將請求交給Servlet進行處理並生成響應,最後Filter再對伺服器響應進行後處理。

Filter有如下幾個用處: Filter可以進行對特定的url請求和相應做預處理和後處理。 在HttpServletRequest到達Servlet之前,攔截客戶的HttpServletRequest。 根據需要檢查HttpServletRequest,也可以修改HttpServletRequest頭和資料。 在HttpServletResponse到達客戶端之前,攔截HttpServletResponse。 根據需要檢查HttpServletResponse,也可以修改HttpServletResponse頭和資料。

實際上Filter和Servlet極其相似,區別只是Filter不能直接對使用者生成響應。實際上Filter裡doFilter()方法裡的程式碼就是從多個Servlet的service()方法裡抽取的通用程式碼,通過使用Filter可以實現更好的複用。

Filter和Servlet的生命週期: 1.Filter在web伺服器啟動時初始化 2.如果某個Servlet配置了 1 ,該Servlet也是在Tomcat(Servlet容器)啟動時初始化。 3.如果Servlet沒有配置1 ,該Servlet不會在Tomcat啟動時初始化,而是在請求到來時初始化。 4.每次請求, Request都會被初始化,響應請求後,請求被銷燬。 5.Servlet初始化後,將不會隨著請求的結束而登出。 6.關閉Tomcat時,Servlet、Filter依次被登出。

HashMap與HashTable的區別。 1、HashMap是非執行緒安全的,HashTable是執行緒安全的。 2、HashMap的鍵和值都允許有null值存在,而HashTable則不行。 3、因為執行緒安全的問題,HashMap效率比HashTable的要高。

HashMap的實現機制: 維護一個每個元素是一個連結串列的陣列,而且連結串列中的每個節點是一個Entry[]鍵值對的資料結構。

實現了陣列+連結串列的特性,查詢快,插入刪除也快。

對於每個key,他對應的陣列索引下標是 int i = hash(key.hashcode)&(len-1);

每個新加入的節點放在連結串列首,然後該新加入的節點指向原連結串列首

HashMap,ConcurrentHashMap與LinkedHashMap的區別 ConcurrentHashMap是使用了鎖分段技術技術來保證執行緒安全的,鎖分段技術:首先將資料分成一段一段的儲存,然後給每一段資料配一把鎖,當一個執行緒佔用鎖訪問其中一個段資料的時候,其他段的資料也能被其他執行緒訪問

ConcurrentHashMap 是在每個段(segment)中執行緒安全的

LinkedHashMap維護一個雙鏈表,可以將裡面的資料按寫入的順序讀出

Linux常用命令: cd,cp,mv,rm,ps(程序),tar,cat(檢視內容),chmod,vim,find,ls

死鎖的必要條件 互斥 至少有一個資源處於非共享狀態

佔有並等待

非搶佔

迴圈等待

解決死鎖,第一個是死鎖預防,就是不讓上面的四個條件同時成立。二是,合理分配資源。 三是使用銀行家演算法,如果該程序請求的資源作業系統剩餘量可以滿足,那麼就分配。

程序間的通訊方式 管道( pipe ):管道是一種半雙工的通訊方式,資料只能單向流動,而且只能在具有親緣關係的程序間使用。程序的親緣關係通常是指父子程序關係。

有名管道 (named pipe) : 有名管道也是半雙工的通訊方式,但是它允許無親緣關係程序間的通訊。

訊號量( semophore ) : 訊號量是一個計數器,可以用來控制多個程序對共享資源的訪問。它常作為一種鎖機制,防止某程序正在訪問共享資源時,其他程序也訪問該資源。因此,主要作為程序間以及同一程序內不同執行緒之間的同步手段。

訊息佇列( message queue ) : 訊息佇列是由訊息的連結串列,存放在核心中並由訊息佇列識別符號標識。訊息佇列克服了訊號傳遞資訊少、管道只能承載無格式位元組流以及緩衝區大小受限等缺點。

訊號 ( sinal ) : 訊號是一種比較複雜的通訊方式,用於通知接收程序某個事件已經發生。

共享記憶體( shared memory ) :共享記憶體就是對映一段能被其他程序所訪問的記憶體,這段共享記憶體由一個程序建立,但多個程序都可以訪問。共享記憶體是最快的 IPC 方式,它是針對其他程序間通訊方式執行效率低而專門設計的。它往往與其他通訊機制,如訊號量,配合使用,來實現程序間的同步和通訊。

套接字( socket ) : 套解口也是一種程序間通訊機制,與其他通訊機制不同的是,它可用於不同機器間的程序通訊。

hibernate一級快取 Hibernate的一級快取是由Session提供的,因此它只存在於Session的生命週期中,當程式呼叫save(),update(),saveOrUpdate()等方法 及呼叫查詢介面list,filter,iterate時,如Session快取中還不存在相應的物件,Hibernate會把該物件加入到一級快取中,當Session關閉的時候快取也會消失。

Hibernate的一級快取是Session所內建的,不能被解除安裝,也不能進行任何配置一級快取採用的是key-value的Map方式來實現的,在快取實體物件時,物件的主關鍵字ID是Map的key,實體物件就是對應的值。

Hibernate二級快取: 把獲得的所有資料物件根據ID放入到第二級快取中。Hibernate二級快取策略,是針對於ID查詢的快取策略,刪除、更新、增加資料的時候,同時更新快取。

程序和執行緒的區別: 程序:每個程序都有獨立的程式碼和資料空間(程序上下文),程序間的切換會有較大的開銷,一個程序包含1–n個執行緒。

執行緒:同一類執行緒共享程式碼和資料空間,每個執行緒有獨立的執行棧和程式計數器(PC),執行緒切換開銷小。

執行緒和程序一樣分為五個階段:建立、就緒、執行、阻塞、終止。

多程序是指作業系統能同時執行多個任務(程式)。

多執行緒是指在同一程式中有多個順序流在執行。

在java中要想實現多執行緒,有三種手段,一種是繼續Thread類,另外一種是實現Runable介面,還有就是實現Callable介面。

Switch能否用string做引數? a.在 Java 7 之前, switch 只能支援byte,short,char,int 或者其對應的封裝類以及 Enum 型別。在Java 7中,String 支援被加上了。

Object有哪些公用方法? a.方法equals測試的是兩個物件是否相等

b.方法clone進行物件拷貝

c.方法getClass返回和當前物件相關的Class物件

d.方法notify,notifyall,wait都是用來對給定物件進行執行緒同步的

Override和Overload的含義以及區別 a.Overload顧名思義是重新載入,它可以表現類的多型性,可以是函式裡面可以有相同的函式名但是引數名、返回值、型別不能相同;或者說可以改變引數、型別、返回值但是函式名字依然不變。 b.就是ride(重寫)的意思,在子類繼承父類的時候子類中可以定義某方法與其父類有相同的名稱和引數,當子類在呼叫這一函式時自動呼叫子類的方法,而父類相當於被覆蓋(重寫)了。 具體可前往C++中過載、重寫(覆蓋)的區別例項分析檢視

抽象類和介面的區別 a.一個類只能繼承單個類,但是可以實現多個介面

b.抽象類中可以有構造方法,介面中不能有構造方法

c.抽象類中的所有方法並不一定要是抽象的,你可以選擇在抽象類中實現一些基本的方法。而介面要求所有的方法都必須是抽象的

d.抽象類中可以包含靜態方法,介面中不可以

e.抽象類中可以有普通成員變數,介面中不可以

解析XML的幾種方式的原理與特點:DOM、SAX、PULL a.DOM:消耗記憶體:先把xml文件都讀到記憶體中,然後再用DOM API來訪問樹形結構,並獲取資料。這個寫起來很簡單,但是很消耗記憶體。要是資料過大,手機不夠牛逼,可能手機直接宕機

b.SAX:解析效率高,佔用記憶體少,基於事件驅動的:更加簡單地說就是對文件進行順序掃描,當掃描到文件(document)開始與結束、元素(element)開始與結束、文件(document)結束等地方時通知事件處理函式,由事件處理函式做相應動作,然後繼續同樣的掃描,直至文件結束。

c.PULL:與 SAX 類似,也是基於事件驅動,我們可以呼叫它的next()方法,來獲取下一個解析事件(就是開始文件,結束文件,開始標籤,結束標籤),當處於某個元素時可以呼叫XmlPullParser的getAttributte()方法來獲取屬性的值,也可呼叫它的nextText()獲取本節點的值。

wait()和sleep()的區別 sleep來自Thread類,和wait來自Object類

呼叫sleep()方法的過程中,執行緒不會釋放物件鎖。而 呼叫 wait 方法執行緒會釋放物件鎖

sleep睡眠後不出讓系統資源,wait讓出系統資源其他執行緒可以佔用CPU

sleep(milliseconds)需要指定一個睡眠時間,時間一到會自動喚醒

JAVA 中堆和棧的區別,說下java 的記憶體機制 a.基本資料型別比變數和物件的引用都是在棧分配的

b.堆記憶體用來存放由new建立的物件和陣列

c.類變數(static修飾的變數),程式在一載入的時候就在堆中為類變數分配記憶體,堆中的記憶體地址存放在棧中

d.例項變數:當你使用java關鍵字new的時候,系統在堆中開闢並不一定是連續的空間分配給變數,是根據零散的堆記憶體地址,通過雜湊演算法換算為一長串數字以表徵這個變數在堆中的”物理位置”,例項變數的生命週期–當例項變數的引用丟失後,將被GC(垃圾回收器)列入可回收“名單”中,但並不是馬上就釋放堆中記憶體

e.區域性變數: 由宣告在某方法,或某程式碼段裡(比如for迴圈),執行到它的時候在棧中開闢記憶體,當局部變數一但脫離作用域,記憶體立即釋放

JAVA多型的實現原理 a.抽象的來講,多型的意思就是同一訊息可以根據傳送物件的不同而採用多種不同的行為方式。(傳送訊息就是函式呼叫)

b.實現的原理是動態繫結,程式呼叫的方法在執行期才動態繫結,追溯原始碼可以發現,JVM 通過引數的自動轉型來找到合適的辦法。

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