Java基础

• JAVA 中的几种数据类型是什么，各自占用多少字节。

• String 类能被继承吗，为什么。

不能被继承，因为String类有final修饰符，而final修饰的类是不能被继承的。

*很多时候会容易把static和final关键字混淆，static作用于成员变量用来表示只保存一份副本，而final的作用是用来保证变量不可变

• 两个对象的 hashCode() 相同，则 equals() 也一定为 true，对吗？

两个对象equals相等，则它们的hashcode必须相等，反之则不一定。
两个对象==相等，则其hashcode一定相等，反之不一定成立。

原因：

其实hashCode无非是通过算法返回的一个int值

知道了实现方式以后，这个题目也就不难理解了，我们可以推测是不是这个算法会有两个对象算出来的结果是相等的？（虽然几率很小但我相信还是存在的）。如果仅仅是单纯的回答这个问题，我可以用一个比较极端的方式，自己改写hashCode的生成方式就好了。

• String 属于基础的数据类型吗？

不属于。
Java8种基础的数据类型：byte、short、char、int、long、float、double、boolean。

• Java 中操作字符串都有哪些类？它们之间有什么区别？

• String
• StringBuffer
• StringBuilder

这三个类都是以char[]的形式保存的字符串,但是String类型的字符串是不可变的,对String类型的字符床做修改操作都是相当于重新创建对象.而对StringBuffer和StringBuilder进行增删操作都是对同一个对象做操作.

StringBuffer中的方法大部分都使用synchronized关键字修饰,所以StringBuffer是线程安全的,StringBuilder中的方法则没有,线程不安全,但是StringBuilder因为没有使用使用synchronized关键字修饰,所以性能更高,在单线程环境下我会选择使用StringBuilder,多线程环境下使用StringBuffer.如果生命的这个字符串几乎不做修改操作,那么我就直接使用String,因为不调用new关键字声明String类型的变量的话它不会在堆内存中创建对象,直接指向String的常量池,并且可以复用.效率更高.

• Java 中 IO 流分为几种？
• 按照流的流向分，可以分为输入流和输出流；
• 按照操作单元划分，可以划分为字节流和字符流；
• 按照流的角色划分为节点流和处理流。

按操作对象分类结构图：

按操作方式分类结构图：

 

 

• BIO、NIO、AIO 有什么区别？

• BIO (Blocking I/O): 同步阻塞I/O模式，数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高（小于单机1000）的情况下，这种模型是比较不错的，可以让每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单，也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗，可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是，当面对十万甚至百万级连接的时候，传统的 BIO 模型是无能为力的。因此，我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。
• NIO (New I/O): NIO是一种同步非阻塞的I/O模型，在Java 1.4 中引入了NIO框架，对应 java.nio 包，提供了 Channel , Selector，Buffer等抽象。NIO中的N可以理解为Non-blocking，不单纯是New。它支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法。 NIO提供了与传统BIO模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好；非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序，可以使用同步阻塞I/O来提升开发速率和更好的维护性；对于高负载、高并发的（网络）应用，应使用 NIO 的非阻塞模式来开发
• AIO (Asynchronous I/O): AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的IO模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步IO的缩写，虽然 NIO 在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说，我们的业务线程是在 IO 操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行 IO 操作，IO操作本身是同步的。查阅网上相关资料，我发现就目前来说 AIO 的应用还不是很广泛，Netty 之前也尝试使用过 AIO，不过又放弃了。

• 用过哪些 Map 类，都有什么区别，HashMap 时线程安全的吗，并发下使用的 Map 是什么，他们的内部原理分别是什么，比如存储方法，hashcode，扩容，默认容量等。

HashMap、HashTable、LinkedHashMap和TreeMap。

HashMap 是一个最常用的Map，它根据键的HashCode值存储数据，根据键可以直接获取它的值，具有很快的访问速度。
遍历时，取得数据的顺序是完全随机的。
HashMap最多只允许一条记录的键为Null；允许多条记录的值为 Null
HashMap不支持线程的同步，是非线程安全的，即任一时刻可以有多个线程同时写HashMap，可能会导致数据的不一致。如果需要同步，可以用 Collections和synchronizedMap方法使HashMap具有同步能力，或者使用ConcurrentHashMap。

其中最频繁的是HashMap和ConcurrentHashMap，他们的主要区别是HashMap是非线程安全的。ConcurrentHashMap是线程安全的。

并发下可以使用ConcurrentHashMap和HashTable，他们的主要区别是：

1.ConcurrentHashMap的hash计算公式：(key.hascode()^ (key.hascode()>>> 16)) & 0x7FFFFFFF

   HashTable的hash计算公式：key.hascode()& 0x7FFFFFFF

2.HashTable存储方式都是链表+数组，数组里面放的是当前hash的第一个数据，链表里面放的是hash冲突的数据

 ConcurrentHashMap是数组+链表+红黑树

3.默认容量都是16，负载因子是0.75。就是当hashmap填充了75%的busket是就会扩容，最小的可能性是（16*0.75），一般为原内存的2倍

4 .线程安全的保证：HashTable是在每个操作方法上面加了synchronized来达到线程安全，ConcurrentHashMap线程是使用CAS(compore and swap)来保证线程安全的

• 如何将字符串反转？

1. StringBuilder(str).reverse()

在Java中，我们可以使用StringBuilder(str).reverse()使字符串字母倒序。

2. char[]

这一段我们使用 char[]数组进行实现，那要如何做呢？其实也很简单，通过如下几步即可：

将字符串转为 char[]数组逐个循环 char[]数组使用 temp 变量进行值交换

 Byte[] – StringBuilder(str).reverse(str)

我们看看下面这段代码，是不是很类似于StringBuilder(str).reverse()的内部实现（UTF16内容除外）。

 

4. Apache commons-lang3

对于Apache commons-lang3库，我们可以使用StringUtils.reverse反转字符串和StringUtils.reverseDelimited反转单词。这里我主要介绍使用方法，有兴趣的朋友可以取看看内部实现，欢迎大家能在评论区留言进行交流，共同进步！

• 抽象类必须要有抽象方法吗？

不需要，

抽象类不一定有抽象方法；但是包含一个抽象方法的类一定是抽象类。（有抽象方法就是抽象类，是抽象类可以没有抽象方法）

解释：

抽象方法：

java中的抽象方法就是以abstract修饰的方法，这种方法只声明返回的数据类型、方法名称和所需的参数，没有方法体，也就是说抽象方法只需要声明而不需要实现。

抽象方法与抽象类：

当一个方法为抽象方法时，意味着这个方法必须被子类的方法所重写，否则其子类的该方法仍然是abstract的，而这个子类也必须是抽象的，即声明为abstract。abstract抽象类不能用new实例化对象，abstract方法只允许声明不能实现。如果一个类中含有abstract方法，那么这个类必须用abstract来修饰，当然abstract类也可以没有abstract方法。 一个抽象类里面没有一个抽象方法可用来禁止产生这种类的对象。

Java中的抽象类：

abstract class 在 Java 语言中表示的是一种继承关系，一个类只能使用一次继承关系。但是，一个类却可以实现多个interface。

在abstract class 中可以有自己的数据成员，也可以有非abstarct的成员方法，而在interface中，只能够有静态的不能被修改的数据成员（也就是必须是static final的，不过在 interface中一般不定义数据成员），所有的成员方法都是abstract的。

• 普通类和抽象类有哪些区别？

关键点：abstract修饰符（抽象方法）、具体实现过程、实例化、子类实现父类的抽象方法

1. 普通类中不可含有抽象方法，可以被实例化；
2. 抽象类，则抽象类中所有的方法自动被认为是抽象方法，没有实现过程，不可被实例化；抽象类的子类，除非也是抽象类，否则必须实现该抽象类声明的方法

• 抽象类能使用 final 修饰吗？

不能，抽象类的就是要子类继承然后实现内部方法的。但是final修饰的类是不能再被继承和修改的。所以不能用final修饰。

• ArrayList 和 LinkedList 有什么区别？

有的人可能会说ArrayList底层是一个数组,所以查询快,LinkedList底层是一个链表,所以增删快.

那么为什么数组查询就快了呢?因为假设数组里面保存的是一组对象,每个对象都有内存大小,例如对象中有一个字段是int类型占用4个字节(只考虑实际数据占用的内存),数组在堆上的内存在数组被创建出来就被确定了是40个字节.如果我们要查找第9个对象,可以通过(9-1)*4=32,从33到36字节就是我们要找的对象.是不是很快呢?而链表却不能做到这样的效率.如上图,我们要找到A4,必须先找到A3,再先找到A2,再先找到A1.这样的查找效率会大大降低.

好了,说了查找,再说说插入,数组的插入也相当的浪费效率,如果要在数组内的某一个位置进行插入,需要先将插入位置的前面复制一份,然后在新的数组后面添加新的元素,最后将旧的数组后半部分添加的新的数组后面,而在链表中插入就变得相当简单了,比如我要在A3和A4中插入B,只需定位到A3的指针和A4的数据即可,将A3的指针指向B的值,将B的指针指向A4的值,B就插入进了链表.

• ConcurrentHashMap的数据结构（必考）

Segment数组的意义就是将一个大的table分割成多个小的table来进行加锁，也就是上面的提到的锁分离技术，而每一个Segment元素存储的是HashEntry数组+链表，这个和HashMap的数据存储结构一样。

ConcurrentHashMap 与HashMap和Hashtable 最大的不同在于：put和 get 两次Hash到达指定的HashEntry，第一次hash到达Segment,第二次到达Segment里面的Entry,然后在遍历entry链表.

JDK1.8的实现已经摒弃了Segment的概念，而是直接用Node数组+链表+红黑树的数据结构来实现，并发控制使用Synchronized和CAS来操作，整个看起来就像是优化过且线程安全的HashMap，虽然在JDK1.8中还能看到Segment的数据结构，但是已经简化了属性，只是为了兼容旧版本.

• volatile作用（必考）

1 保证内存可见性

可见性是指线程之间的可见性，一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。也就是一个线程修改的结果，另一个线程马上就能看到。

当对非volatile变量进行读写的时候，每个线程先从主内存拷贝变量到CPU缓存中，如果计算机有多个CPU，每个线程可能在不同的CPU上被处理，这意味着每个线程可以拷贝到不同的CPU cache中。

volatile变量不会被缓存在寄存器或者对其他处理器不可见的地方，保证了每次读写变量都从主内存中读，跳过CPU cache这一步。当一个线程修改了这个变量的值，新值对于其他线程是立即得知的。

2 禁止指令重排

指令重排序是JVM为了优化指令、提高程序运行效率，在不影响单线程程序执行结果的前提下，尽可能地提高并行度。指令重排序包括编译器重排序和运行时重排序。

latile变量禁止指令重排序。针对volatile修饰的变量，在读写操作指令前后会插入内存屏障，指令重排序时不能把后面的指令重排序到内存屏

volatile关键字提供内存屏障的方式来防止指令被重排，编译器在生成字节码文件时，会在指令序列中插入内存屏障来禁止特定类型的处理器重排序。

JVM内存屏障插入策略：

每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障；

在每个volatile写操作的后面插入一个StoreLoad屏障；

在每个volatile读操作的后面插入一个LoadLoad屏障；

在每个volatile读操作的后面插入一个LoadStore屏障。

 适用场景

（1）volatile是轻量级同步机制。在访问volatile变量时不会执行加锁操作，因此也就不会使执行线程阻塞，是一种比synchronized关键字更轻量级的同步机制。

（2）volatile**无法同时保证内存可见性和原子性。加锁机制既可以确保可见性又可以确保原子性，而volatile变量只能确保可见性**。

（3）volatile不能修饰写入操作依赖当前值的变量。声明为volatile的简单变量如果当前值与该变量以前的值相关，那么volatile关键字不起作用，也就是说如下的表达式都不是原子操作：“count++”、“count = count+1”。

（4）当要访问的变量已在synchronized代码块中，或者为常量时，没必要使用volatile；

（5）volatile屏蔽掉了JVM中必要的代码优化，所以在效率上比较低，因此一定在必要时才使用此关键字。

• Atomic类如何保证原子性（CAS操作）（必考）

CAS

全称是CompareAndSwap，它是一条CPU并发原语。用来判断内存某个位置的值是否为预期值，如果是则改为更新的值，这个过程是原子的。AtomicInteger之所以能保证原子性是依赖于UnSafe类，这个类是Java最底层的类之一，里面都是很屌的native方法，都是其他语言写的，咱看不见，Unsafe类可以执行以下几种操作：

• 分配内存，释放内存
• 可以定位对象的属性在内存中的位置，可以修改对象的属性值。使用objectFieldOffset方法
• 挂起和恢复线程，被封装在LockSupport类中供使用
• CAS

CAS的缺点

• 如果循环时间长，CPU开销很大
• 只能保证一个共享变量的原子操作，对于多个共享变量操作时，循环CAS无法保证操作的原子性，这时候只能使用锁来保证
• 会有ABA问题

ABA

CAS算法是取出内存中某时刻的数据并在当下时刻比较并替换，这中间会有一个时间差导致数据变化。比如说有两个线程，一快一慢，同时从主内存中取变量A，快线程将变量改为B并写入主内存，然后又将B从主内存中取出再改为A写入主内存，这时候慢线程刚完成了工作，使用CAS算法，发现预期值还是A，然后慢线程将自己的结果写入主内存。虽然慢线程操作成功，但是这个过程可能是有问题的

原子引用

AtomicReference用来把特定对象编程原子类，AtomicReference和AtomicInteger非常类似，不同之处就在于AtomicInteger是对整数的封装，底层采用的是compareAndSwapInt实现CAS，比较的是数值是否相等，而AtomicReference则对应普通的对象引用，底层使用的是compareAndSwapObject实现CAS，比较的是两个对象的地址是否相等，也就是它可以保证你在修改对象引用时的线程安全性。

原子引用时间戳

对于ABA问题可以在比较值的同时加上版本号，或者说是时间戳。AtomicStampedReference
这个类在创建的时候要求指定一个初始的版本号，并且每次做CAS操作的时候要求对比版本号，且版本号需要自增

• 为什么要使用线程池（必考）

为了减少创建和销毁线程的次数，让每个线程可以多次使用,可根据系统情况调整执行的线程数量，防止消耗过多内存,所以我们可以使用线程池.

java中线程池的顶级接口是Executor(e可rai kei ter)，ExecutorService是Executor的子类，也是真正的线程池接口，它提供了提交任务和关闭线程池等方法。调用submit方法提交任务还可以返回一个Future(fei 曲儿)对象，利用该对象可以了解任务执行情况，获得任务的执行结果或取消任务。

由于线程池的配置比较复杂，JavaSE中定义了Executors类就是用来方便创建各种常用线程池的工具类。通过调用该工具类中的方法我们可以创建单线程池(newSingleThreadExecutor),固定数量的线程池(newFixedThreadPool)，可缓存线程池(newCachedThreadPool),大小无限制的线程池(newScheduledThreadPool),比较常用的是固定数量的线程池和可缓存的线程池,固定数量的线程池是每提交一个任务就是一个线程，直到达到线程池的最大数量，然后后面进入等待队列直到前面的任务完成才继续执行.可缓存线程池是当线程池大小超过了处理任务所需的线程，那么就会回收部分空闲（一般是60秒无执行）的线程，当有任务来时，又智能的添加新线程来执行.

 

Executors类中还定义了几个线程池重要的参数,比如说int corePoolSize核心池的大小,也就是线程池中会维持不被释放的线程数量.int maximumPoolSize线程池的最大线程数，代表这线程池汇总能创建多少线程。corePoolSize :核心线程数，如果运行的线程数少corePoolSize，当有新的任务过来时会创建新的线程来执行这个任务，即使线程池中有其他的空闲的线程。maximumPoolSize:线程池中允许的最大线程数.

 

Redis

• Redis的应用场景
• Redis支持的数据类型（必考）
• zset跳表的数据结构（必考）
• Redis的数据过期策略（必考）
• Redis的LRU过期策略的具体实现
• 如何解决Redis缓存雪崩，缓存穿透问题
• Redis的持久化机制（必考）
• Redis为什么是单线程的？
• 什么是缓存穿透？怎么解决？
• Redis持久化有几种方式？
• Redis为什么这么快？（必考）
• Redis怎么实现分布式锁？
• Redis如何做内存优化？
• Redis淘汰策略有哪些？
• Redis常见的性能问题有哪些？该如何解决？
• Redis的使用要注意什么？

ZooKeeper

• CAP定理
• ZAB协议
• leader选举算法和流程
• zookeeper 是什么？
• zookeeper 有几种部署模式？
• zookeeper 怎么保证主从节点的状态同步？

Mysql

• 事务的基本要素
• 事务隔离级别（必考）
• 如何解决事务的并发问题(脏读，幻读)（必考）
• MVCC多版本并发控制（必考）
• binlog,redolog,undolog都是什么，起什么作用
• InnoDB的行锁/表锁
• myisam和innodb的区别，什么时候选择myisam
• 为什么选择B+树作为索引结构（必考）
• 索引B+树的叶子节点都可以存哪些东西（必考）
• 查询在什么时候不走（预期中的）索引（必考）
• sql如何优化
• explain是如何解析sql的
• order by原理

JVM

• 运行时数据区域（内存模型）（必考）
• 垃圾回收机制（必考）
• 垃圾回收算法（必考）
• Minor GC和Full GC触发条件
• GC中Stop the world（STW）
• 各垃圾回收器的特点及区别
• 双亲委派模型
• JDBC和双亲委派模型关系
• JVM 中一次完整的 GC 流程是什么样子的，对象如何晋升到老年代，说说你知道的几种主要的 JVM 参数

Spring

• Spring的IOC/AOP的实现（必考）
• 动态代理的实现方式（必考）
• Spring如何解决循环依赖（三级缓存）（必考）
• Spring的后置处理器
• Spring的@Transactional如何实现的（必考）
• Spring的事务传播级别
• BeanFactory和ApplicationContext的联系和区别

其他

• 高并发系统的限流如何实现
• 高并发秒杀系统的设计
• 负载均衡如何设计

操作系统篇

• 进程和线程的区别
• 进程同步的几种方式
• 线程间同步的方式
• 什么是缓冲区溢出。有什么危害，其原因是什么
• 进程中有哪几种状态
• 分页和分段有什么区别

多线程篇

• 多线程的几种实现方式，什么是线程安全
• volatile 的原理，作用，能代替锁吗?
• sleep 和 wait 的区别
• sleep(0)的意义
• Lock 和 Synchronized 的区别
• synchronized 的原理是什么，一般用在什么地方（比如加载静态方法和非静态方法的区别）