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一、Java 基础

1. JDK 和 JRE 有什么区别？

• JDK：Java Development Kit 的简称，java 开发工具包，提供了 java 的开发环境和运行环境。
• JRE：Java Runtime Environment 的简称，java 运行环境，为 java 的运行提供了所需环境。

具体来说 JDK 其实包含了 JRE，同时还包含了编译 java 源码的编译器 javac，还包含了很多 java 程序调试和分析的工具。

简单来说：如果你需要运行 java 程序，只需安装 JRE 就可以了，如果你需要编写 java 程序，需要安装 JDK。

2. == 和 equals 的区别是什么？

• == 对于基本类型来说是值比较，对于引用类型来说是比较的是引用；
• equals 默认情况下是引用比较，只是很多类重新了 equals 方法，比如 String、Integer 等把它变成了值比较，所以一般情况下 equals 比较的是值是否相等。

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

不对，两个对象的 hashCode()相同，equals()不一定 true。

4. final 在 Java 中有什么作用？

• final 修饰的类叫最终类，该类不能被继承。
• final 修饰的方法不能被重写。
• final 修饰的变量叫常量，常量必须初始化，初始化之后值就不能被修改。

5. Java 中的 Math.round(-1.5) 等于多少？

等于 -1，因为在数轴上取值时，中间值（0.5）向右取整，所以正 0.5 是往上取整，负 0.5 是直接舍弃。

6. String 属于基础的数据类型吗？

String 不属于基础类型，基础类型有 8 种：byte、boolean、char、short、int、float、long、double，而 String 属于对象。

7. Java 中操作字符串都有哪些类？它们之间有什么区别？

操作字符串的类有：String、StringBuffer、StringBuilder。

还有org.apache.commons.commons-lang3.StringUtils工具包。

String 和 StringBuffer、StringBuilder 的区别在于 String 声明的是不可变的对象，每次操作都会生成新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象，而 StringBuffer、StringBuilder 可以在原有对象的基础上进行操作，所以在经常改变字符串内容的情况下最好不要使用 String。

StringBuffer 和 StringBuilder 最大的区别在于，StringBuffer 是线程安全的，而 StringBuilder 是非线程安全的，但 StringBuilder 的性能却高于 StringBuffer，所以在单线程环境下推荐使用 StringBuilder，多线程环境下推荐使用 StringBuffer。StringBuffer的所有的操作都添加了synchronized 修饰。

8. String str=”i”与 String str=new String(“i”)一样吗？

不一样，因为内存的分配方式不一样。String str=”i”的方式，java 虚拟机会将其分配到常量池中；而 String str=new String(“i”) 则会被分到堆内存中。

9. 如何将字符串反转？

StringBuffer和StringBuilder都有一个reverse() 方法。

10. String 类的常用方法都有那些？

• indexOf()：返回指定字符的索引。
• charAt()：返回指定索引处的字符。
• replace()：字符串替换。
• trim()：去除字符串两端空白。
• split()：分割字符串，返回一个分割后的字符串数组。
• getBytes()：返回字符串的 byte 类型数组。
• length()：返回字符串长度。
• toLowerCase()：将字符串转成小写字母。
• toUpperCase()：将字符串转成大写字符。
• substring()：截取字符串。
• equals()：字符串比较。

11. 抽象类必须要有抽象方法吗？

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。

12. 普通类和抽象类有哪些区别？

• 普通类不能包含抽象方法，抽象类可以包含抽象方法。
• 抽象类不能直接实例化，普通类可以直接实例化。

13. 抽象类能使用 final 修饰吗？

不能，定义抽象类就是让其他类继承的，如果定义为 final 该类就不能被继承，这样彼此就会产生矛盾，所以 final 不能修饰抽象类。

14. 接口和抽象类有什么区别？

• 实现：抽象类的子类使用 extends 来继承；接口必须使用 implements 来实现接口。
• 构造函数：抽象类可以有构造函数；接口不能有。
• main 方法：抽象类可以有 main 方法，并且我们能运行它；接口不能有 main 方法。
• 实现数量：类可以实现很多个接口；但是只能继承一个抽象类。
• 访问修饰符：接口中的方法默认使用 public 修饰；抽象类中的方法可以是任意访问修饰符。

15. Java 中 IO 流分为几种？

按功能来分：输入流（input）、输出流（output）。

按类型来分：字节流和字符流。

字节流和字符流的区别是：字节流按 8 位传输以字节为单位输入输出数据，字符流按 16 位传输以字符为单位输入输出数据。

16. BIO、NIO、AIO 有什么区别？

• BIO：Block IO 同步阻塞式 IO，就是我们平常使用的传统 IO，它的特点是模式简单使用方便，并发处理能力低。
• NIO：New IO 同步非阻塞 IO，是传统 IO 的升级，客户端和服务器端通过 Channel（通道）通讯，实现了多路复用。
• AIO：Asynchronous IO 是 NIO 的升级，也叫 NIO2，实现了异步非堵塞 IO ，异步 IO 的操作基于事件和回调机制。

17. Files的常用方法都有哪些？

• Files.exists()：检测文件路径是否存在。
• Files.createFile()：创建文件。
• Files.createDirectory()：创建文件夹。
• Files.delete()：删除一个文件或目录。
• Files.copy()：复制文件。
• Files.move()：移动文件。
• Files.size()：查看文件个数。
• Files.read()：读取文件。
• Files.write()：写入文件。

二、容器

1. Java 容器都有哪些？

2. Collection 和 Collections 有什么区别？

• java.util.Collection 是一个集合接口（集合类的一个顶级接口）。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式，其直接继承接口有List与Set。
• Collections 则是集合类的一个工具类/帮助类，其中提供了一系列静态方法，用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作。

3. List、Set、Map 之间的区别是什么？

• List：有序集合，元素可重复
• Set：不重复集合，LinkedHashSet按照插入排序，SortedSet可排序，HashSet无序
• Map：键值对集合，存储键、值和之间的映射；Key无序，唯一；value 不要求有序，允许重复

4. HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

1. 继承的父类不一样。HashMap继承自AbstractMap类，Hashtable继承自Dictionary类。
2. HashMap线程不安全，HashTable线程安全。
3. 包含的contains方法不一样。
4. 是否允许有null值。
5. 计算hash值的方式不一样。
6. 扩容方式不同，HashMap扩容必须要求为原容量的2倍，而Hashtable扩容为原容量2倍加1。
7. 解决hash冲突方式不同。

. 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？

对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作，HashMap是最好的选择。然而，假如你需要对一个有序的key集合进行遍历，TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小，也许向HashMap中添加元素会更快，将map换为TreeMap进行有序key的遍历。

6. 说一下 HashMap 的实现原理？

HashMap概述： HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。

HashMap的数据结构： 在java编程语言中，最基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的，HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。

当我们往Hashmap中put元素时,首先根据key的hashcode重新计算hash值,根绝hash值得到这个元素在数组中的位置(下标),如果该数组在该位置上已经存放了其他元素,那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放,新加入的放在链头,最先加入的放入链尾.如果数组中该位置没有元素,就直接将该元素放到数组的该位置上。

需要注意Jdk 1.8中对HashMap的实现做了优化,当链表中的节点数据超过八个之后,该链表会转为红黑树来提高查询效率,从原来的O(n)到O(logn)

7. 说一下 HashSet 的实现原理？

• HashSet底层由HashMap实现；
• HashSet的值存放于HashMap的key上；
• HashMap的value统一为PRESENT=new Object()；

. ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

最明显的区别是 ArrrayList底层的数据结构是数组，支持随机访问，而 LinkedList 的底层数据结构是双向循环链表，不支持随机访问。

使用下标访问一个元素，ArrayList 的时间复杂度是 O(1)，而 LinkedList 是 O(n)。

. 如何实现数组和 List 之间的转换？

• List转换成为数组：调用ArrayList的toArray方法。
• 数组转换成为List：调用Arrays的asList方法。

. ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

• Vector是同步的，而ArrayList不是。然而，如果你寻求在迭代的时候对列表进行改变，你应该使用CopyOnWriteArrayList。
• ArrayList比Vector快，它因为有同步，不会过载。
• ArrayList更加通用，因为我们可以使用Collections工具类轻易地获取同步列表和只读列表。

. Array 和 ArrayList 有何区别？

• Array可以容纳基本类型和对象，而ArrayList只能容纳对象。
• Array是指定大小的，而ArrayList大小是固定的。
• Array没有提供ArrayList那么多功能，比如addAll、removeAll和iterator等。

12. 在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别？

poll() 和 remove() 都是从队列中取出一个元素，但是 poll() 在获取元素失败的时候会返回空，但是 remove() 失败的时候会抛出异常。

• 抛出异常API：add()/remove()
• 特殊值的API：offer()/poll()
• 发生阻塞API：put()/take()
• 设置超时API：offer()/poll()

13. 哪些集合类是线程安全的？

• Vector：不多介绍了。
• HashTable：同上。
• CopyOnWriteArrayList：写时复制的List，是juc包下的。
• ConcurrentHashMap：多线程的Map，也是juc包下的。

14. 迭代器 Iterator 是什么？

迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小。

15. Iterator 怎么使用？有什么特点？

Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动：

(1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素。

(2) 使用next()获得序列中的下一个元素。

(3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。

(4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。

Iterator是Java迭代器最简单的实现，为List设计的ListIterator具有更多的功能，它可以从两个方向遍历List，也可以从List中插入和删除元素。

注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。

16. Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

• Iterator可用来遍历Set和List集合，但是ListIterator只能用来遍历List。
• Iterator对集合只能是前向遍历，ListIterator既可以前向也可以后向。
• ListIterator实现了Iterator接口，并包含其他的功能，比如：增加元素，替换元素，获取前一个和后一个元素的索引，等等。

17. 怎么确保一个集合不能被修改？

可以使用 Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法来创建一个只读集合。

这样改变集合的任何操作都会抛出Java. lang. UnsupportedOperationException 异常。

三、多线程

1. 并行和并发有什么区别？

• 并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生；而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。
• 并行是在不同实体上的多个事件，并发是在同一实体上的多个事件。
• 在一台处理器上“同时”处理多个任务，在多台处理器上同时处理多个任务。如hadoop分布式集群。

所以并发编程的目标是充分的利用处理器的每一个核，以达到最高的处理性能。

2. 线程和进程的区别？

进程是程序运行和资源分配的基本单位，一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存资源，减少切换次数，从而效率更高。

线程是进程的一个实体，是cpu调度和分派的基本单位，是比程序更小的能独立运行的基本单位。同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

3. 守护线程是什么？

守护线程（即daemon thread），是个服务线程，准确地来说就是服务其他的线程。

4. 创建线程有哪几种方式？

1. 继承Thread类创建线程类

• 定义Thread类的子类，并重写该类的run方法，该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。
• 创建Thread子类的实例，即创建了线程对象。
• 调用线程对象的start()方法来启动该线程。

1. 实现Runnable接口创建线程类

• 定义runnable接口的实现类，并重写该接口的run()方法，该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
• 创建 Runnable实现类的实例，并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线程对象。
• 调用线程对象的start()方法来启动该线程。

1. 通过Callable和FutureTask创建线程

• 创建Callable接口的实现类，并实现call()方法，该call()方法将作为线程执行体，并且有返回值。
• 创建Callable实现类的实例，使用FutureTask类来包装Callable对象，该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
• 使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。
• 调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值。

1. 通过线程池ThreadPoolExecutor获取线程

• pollExecutor.submit(callable)；调用的是实现CallAble接口的实现类；
• pollExecutor.executor(runable)；调用的是实现Runable接口的实现类。

5. 说一下 runnable 和 callable 有什么区别？

• 前两种重写的方法为：run；Callable重写的方法为：call
• 前两种不管是实现还是继承都不需要抛出异常，Callable的实现需要抛出异常；
• 前两种没有返回值，Callable有返回值。

6. 线程有哪些状态？

线程通常都有五种状态，创建、就绪、运行、阻塞和死亡。

• 创建状态。在生成线程对象，并没有调用该对象的start方法，这是线程处于创建状态。
• 就绪状态。当调用了线程对象的start方法之后，该线程就进入了就绪状态，但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程，此时处于就绪状态。在线程运行之后，从等待或者睡眠中回来之后，也会处于就绪状态。
• 运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程，此时线程就进入了运行状态，开始运行run函数当中的代码。
• 阻塞状态。线程正在运行的时候，被暂停，通常是为了等待某个时间的发生(比如说某项资源就绪)之后再继续运行。sleep,suspend，wait等方法都可以导致线程阻塞。
• 死亡状态。如果一个线程的run方法执行结束或者调用stop方法后，该线程就会死亡。对于已经死亡的线程，无法再使用start方法令其进入就绪

7. sleep() 和 wait() 有什么区别？

1. sleep(long millis)是Thread的静态方法，用于为线程指定睡眠时间，期间并不释放同步锁，时间到达后恢复线程执行；wait()是Object的final方法，会把调用者线程挂起，同时释放锁，直到被notify/notifyAll等方法唤醒或者超时，之后和其它线程共同竞争CPU。
2. 最主要是sleep()不释放同步锁，而wait()释放同步锁，使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。
3. wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在任何地方使用。
4. sleep必须捕获异常，而wait，notify和notifyAll不需要捕获异常。

8. notify()和 notifyAll()有什么区别？

• 如果线程调用了对象的 wait()方法，那么线程便会处于该对象的等待池中，等待池中的线程不会去竞争该对象的锁。
• 当有线程调用了对象的 notifyAll()方法（唤醒所有 wait 线程）或 notify()方法（只随机唤醒一个 wait 线程），被唤醒的的线程便会进入该对象的锁池中，锁池中的线程会去竞争该对象锁。也就是说，调用了notify后只要一个线程会由等待池进入锁池，而notifyAll会将该对象等待池内的所有线程移动到锁池中，等待锁竞争。
• 优先级高的线程竞争到对象锁的概率大，假若某线程没有竞争到该对象锁，它还会留在锁池中，唯有线程再次调用 wait()方法，它才会重新回到等待池中。而竞争到对象锁的线程则继续往下执行，直到执行完了 synchronized 代码块，它会释放掉该对象锁，这时锁池中的线程会继续竞争该对象锁。

9. 线程的 run()和 start()有什么区别？

start()方法来启动一个线程，真正实现了多线程运行。这时无需等待run方法体代码执行完毕，可以直接继续执行下面的代码； 这时此线程是处于就绪状态， 并没有运行。 然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行状态， 这里方法run()称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容， Run方法运行结束， 此线程终止。然后CPU再调度其它线程。

run()方法是在本线程里的，只是线程里的一个函数,而不是多线程的。 如果直接调用run(),其实就相当于是调用了一个普通函数而已，直接待用run()方法必须等待run()方法执行完毕才能执行下面的代码，所以执行路径还是只有一条，根本就没有线程的特征，所以在多线程执行时要使用start()方法而不是run()方法。

10. 创建线程池有哪几种方式？

1. newFixedThreadPool(int nThreads)

创建一个固定长度的线程池，每当提交一个任务就创建一个线程，直到达到线程池的最大数量，这时线程规模将不再变化，当线程发生未预期的错误而结束时，线程池会补充一个新的线程。

1. newCachedThreadPool()

创建一个可缓存的线程池，如果线程池的规模超过了处理需求，将自动回收空闲线程，而当需求增加时，则可以自动添加新线程，线程池的规模不存在任何限制。

1. newSingleThreadExecutor()

这是一个单线程的Executor，它创建单个工作线程来执行任务，如果这个线程异常结束，会创建一个新的来替代它；它的特点是能确保依照任务在队列中的顺序来串行执行。

1. newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

创建了一个固定长度的线程池，而且以延迟或定时的方式来执行任务，类似于Timer。

11. 线程池都有哪些状态？

线程池有5种状态：Running、ShutDown、Stop、Tidying、Terminated。

12. 线程池中 submit()和 execute()方法有什么区别？

• 一个接收的是CallAble接口的实现类，一个接收的Runable接口的实现类
• 一个可以获取返回值，一个没有办法获取返回值。

13. 在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？

线程安全在三个方面体现：

• 原子性：提供互斥访问，同一时刻只能有一个线程对数据进行操作，（atomic,synchronized）；
• 可见性：一个线程对主内存的修改可以及时地被其他线程看到，（synchronized,volatile）；
• 有序性：一个线程观察其他线程中的指令执行顺序，由于指令重排序，该观察结果一般杂乱无序，（happens-before原则）。

14. 多线程锁的升级原理是什么？

在Java中，锁共有4种状态，级别从低到高依次为：无状态锁，偏向锁，轻量级锁和重量级锁状态，这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级。

15. 什么是死锁？

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。

是操作系统层面的一个错误，是进程死锁的简称，最早在 1965 年由 Dijkstra 在研究银行家算法时提出的，它是计算机操作系统乃至整个并发程序设计领域最难处理的问题之一。

16. 怎么防止死锁？

死锁的四个必要条件：

• 互斥条件：进程对所分配到的资源不允许其他进程进行访问，若其他进程访问该资源，只能等待，直至占有该资源的进程使用完成后释放该资源
• 请求和保持条件：进程获得一定的资源之后，又对其他资源发出请求，但是该资源可能被其他进程占有，此事请求阻塞，但又对自己获得的资源保持不放
• 不可剥夺条件：是指进程已获得的资源，在未完成使用之前，不可被剥夺，只能在使用完后自己释放
• 环路等待条件：是指进程发生死锁后，若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之 一不满足，就不会发生死锁。

理解了死锁的原因，尤其是产生死锁的四个必要条件，就可以最大可能地避免、预防和 解除死锁。

所以，在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立，如何确 定资源的合理分配算法，避免进程永久占据系统资源。

此外，也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。因此，对资源的分配要给予合理的规划。

17. ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？

详情见 # 二十。

18. 说一下 Synchronized 底层实现原理？

在进入同步代码之前先获取锁，获取到锁之后锁的计数器+1，同步代码执行完锁的计数器-1，如果获取失败就阻塞式等待锁的释放。

• 同步代码块是通过 monitorenter 和 monitorexit 指令获取线程的执行权
• 同步方法通过加 ACC_SYNCHRONIZED 标识实现线程的执行权的控制

19. Synchronized 和 Volatile 的区别是什么？

• volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取； synchronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。
• volatile仅能使用在变量级别；synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。
• volatile仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性。
• volatile不会造成线程的阻塞；synchronized可能会造成线程的阻塞。
• volatile标记的变量不会被编译器优化；synchronized标记的变量可以被编译器优化。

20. Synchronized 和 Lock 有什么区别？

• 首先synchronized是java内置关键字，在jvm层面，Lock是个java类；
• synchronized无法判断是否获取锁的状态，Lock可以判断是否获取到锁；
• synchronized会自动释放锁(a 线程执行完同步代码会释放锁 ；b 线程执行过程中发生异常会释放锁)，Lock需在finally中手工释放锁（unlock()方法释放锁），否则容易造成线程死锁；
• 用synchronized关键字的两个线程1和线程2，如果当前线程1获得锁，线程2线程等待。如果线程1阻塞，线程2则会一直等待下去，而Lock锁就不一定会等待下去，如果尝试获取不到锁，线程可以不用一直等待就结束了；
• synchronized的锁可重入、不可中断、非公平，而Lock锁可重入、可判断、可公平（两者皆可）；
• Lock锁适合大量同步的代码的同步问题，synchronized锁适合代码少量的同步问题。

21. Synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？

synchronized是和if、else、for、while一样的关键字，ReentrantLock是类，这是二者的本质区别。

既然ReentrantLock是类，那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性，可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量，ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上：

• ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置，这样就避免了死锁
• ReentrantLock可以获取各种锁的信息
• ReentrantLock可以灵活地实现多路通知

另外，二者的锁机制其实也是不一样的:ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁，synchronized操作的应该是对象头中mark word。

22. 说一下 Atomic 的原理？

Atomic包中的类基本的特性就是在多线程环境下，当有多个线程同时对单个（包括基本类型及引用类型）变量进行操作时，具有排他性，即当多个线程同时对该变量的值进行更新时，仅有一个线程能成功，而未成功的线程可以向自旋锁一样，继续尝试，一直等到执行成功。

Atomic系列的类中的核心方法都会调用unsafe类中的几个本地方法。我们需要先知道一个东西就是Unsafe类，全名为：sun.misc.Unsafe，这个类包含了大量的对C代码的操作，包括很多直接内存分配以及原子操作的调用，而它之所以标记为非安全的，是告诉你这个里面大量的方法调用都会存在安全隐患，需要小心使用，否则会导致严重的后果，例如在通过unsafe分配内存的时候，如果自己指定某些区域可能会导致一些类似C++一样的指针越界到其他进程的问题。

四、反射

1. 什么是反射？

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；

这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

Java反射机制主要提供了以下功能：

• 在运行时判断任意一个对象所属的类。
• 在运行时构造任意一个类的对象。
• 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
• 在运行时调用任意一个对象的方法。

2. 什么是 Java 序列化？什么情况下需要序列化？

简单说就是为了保存在内存中的各种对象的状态（也就是实例变量，不是方法），并且可以把保存的对象状态再读出来。虽然你可以用你自己的各种各样的方法来保存object states，但是Java给你提供一种应该比你自己好的保存对象状态的机制，那就是序列化。

什么情况下需要序列化：

a）当你想把的内存中的对象状态保存到一个文件中或者数据库中时候；
b）当你想用套接字在网络上传送对象的时候；
c）当你想通过RMI传输对象的时候；

3. 动态代理是什么？有哪些应用？

当想要给实现了某个接口的类中的方法，加一些额外的处理。比如说加日志，加事务等。可以给这个类创建一个代理，故名思议就是创建一个新的类，这个类不仅包含原来类方法的功能，而且还在原来的基础上添加了额外处理的新类。

这个代理类并不是定义好的，是动态生成的。具有解耦意义，灵活，扩展性强。

4. 怎么实现动态代理？

• JDK
  • 定义一个被代理类
  • 定义一个代理类实现InvcationHandler接口
  • 使用Proxy的newInstatnce方法动态创建一个代理类
  • 自定义实现InvcationHandler接口的invoke方法
• CGLIB
  • 使用ASM一种字节码技术创建一个被代理类的子类对象

五、对象拷贝

1. 为什么要使用克隆？

想对一个对象进行处理，又想保留原有的数据进行接下来的操作，就需要克隆了，Java语言中克隆针对的是类的实例。

2. 如何实现对象克隆？

有两种方式：

1). 实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法；

2). 实现Serializable接口，通过对象的序列化和反序列化实现克隆，可以实现真正的深度克隆，

3. 深拷贝和浅拷贝区别是什么？

• 浅拷贝只是复制了对象的引用地址，两个对象指向同一个内存地址，所以修改其中任意的值，另一个值都会随之变化，这就是浅拷贝（例：assign()）
• 深拷贝是将对象及值复制过来，两个对象修改其中任意的值另一个值不会改变，这就是深拷贝（例：JSON.parse()和JSON.stringify()，但是此方法无法复制函数类型）

六、Java Web

1. JSP 和 Servlet 有什么区别？

1. jsp经编译后就变成了Servlet.（JSP的本质就是Servlet，JVM只能识别java的类，不能识别JSP的代码，Web容器将JSP的代码编译成JVM能够识别的java类）
2. jsp更擅长表现于页面显示，servlet更擅长于逻辑控制。
3. Servlet中没有内置对象，Jsp中的内置对象都是必须通过HttpServletRequest对象，HttpServletResponse对象以及HttpServlet对象得到。
4. Jsp是Servlet的一种简化，使用Jsp只需要完成程序员需要输出到客户端的内容，Jsp中的Java脚本如何镶嵌到一个类中，由Jsp容器完成。而Servlet则是个完整的Java类，这个类的Service方法用于生成对客户端的响应。

2. JSP 有哪些内置对象？作用分别是什么？

• request：封装客户端的请求，其中包含来自GET或POST请求的参数；
• response：封装服务器对客户端的响应；
• pageContext：通过该对象可以获取其他对象；
• session：封装用户会话的对象；
• application：封装服务器运行环境的对象；
• out：输出服务器响应的输出流对象；
• config：Web应用的配置对象；
• page：JSP页面本身（相当于Java程序中的this）；
• exception：封装页面抛出异常的对象。

3. 说一下 JSP 的 4 种作用域？

• page代表与一个页面相关的对象和属性。
• request代表与Web客户机发出的一个请求相关的对象和属性。一个请求可能跨越多个页面，涉及多个Web组件；需要在页面显示的临时数据可以置于此作用域。
• session代表与某个用户与服务器建立的一次会话相关的对象和属性。跟某个用户相关的数据应该放在用户自己的session中。
• application代表与整个Web应用程序相关的对象和属性，它实质上是跨越整个Web应用程序，包括多个页面、请求和会话的一个全局作用域。

4. Session 和 Cookie 有什么区别？

• 由于HTTP协议是无状态的协议，所以服务端需要记录用户的状态时，就需要用某种机制来识具体的用户，这个机制就是Session.典型的场景比如购物车，当你点击下单按钮时，由于HTTP协议无状态，所以并不知道是哪个用户操作的，所以服务端要为特定的用户创建了特定的Session，用用于标识这个用户，并且跟踪用户，这样才知道购物车里面有几本书。这个Session是保存在服务端的，有一个唯一标识。在服务端保存Session的方法很多，内存、数据库、文件都有。集群的时候也要考虑Session的转移，在大型的网站，一般会有专门的Session服务器集群，用来保存用户会话，这个时候 Session 信息都是放在内存的，使用一些缓存服务比如Memcached之类的来放 Session。
• 思考一下服务端如何识别特定的客户？这个时候Cookie就登场了。每次HTTP请求的时候，客户端都会发送相应的Cookie信息到服务端。实际上大多数的应用都是用 Cookie 来实现Session跟踪的，第一次创建Session的时候，服务端会在HTTP协议中告诉客户端，需要在 Cookie 里面记录一个Session ID，以后每次请求把这个会话ID发送到服务器，我就知道你是谁了。有人问，如果客户端的浏览器禁用了 Cookie 怎么办？一般这种情况下，会使用一种叫做URL重写的技术来进行会话跟踪，即每次HTTP交互，URL后面都会被附加上一个诸如 sid=xxxxx 这样的参数，服务端据此来识别用户。
• Cookie其实还可以用在一些方便用户的场景下，设想你某次登陆过一个网站，下次登录的时候不想再次输入账号了，怎么办？这个信息可以写到Cookie里面，访问网站的时候，网站页面的脚本可以读取这个信息，就自动帮你把用户名给填了，能够方便一下用户。这也是Cookie名称的由来，给用户的一点甜头。所以，总结一下：Session是在服务端保存的一个数据结构，用来跟踪用户的状态，这个数据可以保存在集群、数据库、文件中；Cookie是客户端保存用户信息的一种机制，用来记录用户的一些信息，也是实现Session的一种方式。

5. 说一下 Session 的工作原理？

其实session是一个存在服务器上的类似于一个散列表格的文件。里面存有我们需要的信息，在我们需要用的时候可以从里面取出来。类似于一个大号的map吧，里面的键存储的是用户的sessionid，用户向服务器发送请求的时候会带上这个sessionid。这时就可以从中取出对应的值了。

6. 如果客户端禁止 Cookie 能实现 Session 还能用吗？

Cookie与 Session，一般认为是两个独立的东西，Session采用的是在服务器端保持状态的方案，而Cookie采用的是在客户端保持状态的方案。但为什么禁用Cookie就不能得到Session呢？因为Session是用Session ID来确定当前对话所对应的服务器Session，而Session ID是通过Cookie来传递的，禁用Cookie相当于失去了Session ID，也就得不到Session了。

假定用户关闭Cookie的情况下使用Session，其实现途径有以下几种：

1. 设置php.ini配置文件中的“session.use_trans_sid = 1”，或者编译时打开打开了“—enable-trans-sid”选项，让PHP自动跨页传递Session ID。
2. 手动通过URL传值、隐藏表单传递Session ID。
3. 用文件、数据库等形式保存Session ID，在跨页过程中手动调用。

7. Spring MVC 和 Struts 的区别是什么？

8. 如何避免 SQL 注入？

1. PreparedStatement（简单又有效的方法）
2. 使用正则表达式过滤传入的参数
3. 字符串过滤
4. JSP中调用该函数检查是否包函非法字符
5. JSP页面判断代码

9. 什么是 XSS攻击，如何避免？

XSS攻击又称CSS,全称Cross Site Script （跨站脚本攻击），其原理是攻击者向有XSS漏洞的网站中输入恶意的 HTML 代码，当用户浏览该网站时，这段 HTML 代码会自动执行，从而达到攻击的目的。XSS 攻击类似于 SQL 注入攻击，SQL注入攻击中以SQL语句作为用户输入，从而达到查询/修改/删除数据的目的，而在xss攻击中，通过插入恶意脚本，实现对用户游览器的控制，获取用户的一些信息。 XSS是 Web 程序中常见的漏洞，XSS 属于被动式且用于客户端的攻击方式。

XSS防范的总体思路是：对输入(和URL参数)进行过滤，对输出进行编码。

73. 什么是 CSRF 攻击，如何避免？

CSRF（Cross-site request forgery）也被称为 one-click attack或者 session riding，中文全称是叫跨站请求伪造。一般来说，攻击者通过伪造用户的浏览器的请求，向访问一个用户自己曾经认证访问过的网站发送出去，使目标网站接收并误以为是用户的真实操作而去执行命令。常用于盗取账号、转账、发送虚假消息等。攻击者利用网站对请求的验证漏洞而实现这样的攻击行为，网站能够确认请求来源于用户的浏览器，却不能验证请求是否源于用户的真实意愿下的操作行为。

1. 验证 HTTP Referer 字段

HTTP头中的Referer字段记录了该 HTTP 请求的来源地址。在通常情况下，访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站，而如果黑客要对其实施 CSRF
攻击，他一般只能在他自己的网站构造请求。因此，可以通过验证Referer值来防御CSRF 攻击。

1. 使用验证码

关键操作页面加上验证码，后台收到请求后通过判断验证码可以防御CSRF。但这种方法对用户不太友好。

1. 在请求地址中添加token并验证

CSRF 攻击之所以能够成功，是因为黑客可以完全伪造用户的请求，该请求中所有的用户验证信息都是存在于cookie中，因此黑客可以在不知道这些验证信息的情况下直接利用用户自己的cookie 来通过安全验证。要抵御 CSRF，关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息，并且该信息不存在于 cookie 之中。可以在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token，并在服务器端建立一个拦截器来验证这个 token，如果请求中没有token或者 token 内容不正确，则认为可能是 CSRF 攻击而拒绝该请求。这种方法要比检查 Referer 要安全一些，token 可以在用户登陆后产生并放于session之中，然后在每次请求时把token 从 session 中拿出，与请求中的 token 进行比对，但这种方法的难点在于如何把 token 以参数的形式加入请求。
对于 GET 请求，token 将附在请求地址之后，这样 URL 就变成 http://url?csrftoken=tokenvalue。
而对于 POST 请求来说，要在 form 的最后加上 ，这样就把token以参数的形式加入请求了。

1. 在HTTP 头中自定义属性并验证

这种方法也是使用 token 并进行验证，和上一种方法不同的是，这里并不是把 token 以参数的形式置于 HTTP 请求之中，而是把它放到 HTTP 头中自定义的属性里。通过 XMLHttpRequest 这个类，可以一次性给所有该类请求加上 csrftoken 这个 HTTP 头属性，并把 token 值放入其中。这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便，同时，通过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏，也不用担心 token 会透过 Referer 泄露到其他网站中去。

七、异常

1. throw 和 throws 的区别？

throws是用来声明一个方法可能抛出的所有异常信息，throws是将异常声明但是不处理，而是将异常往上传，谁调用我就交给谁处理。

而throw则是指抛出的一个具体的异常类型。

2. final、finally、finalize 有什么区别？

• final可以修饰类、变量、方法，修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。
• finally一般作用在try-catch代码块中，在处理异常的时候，通常我们将一定要执行的代码方法finally代码块中，表示不管是否出现异常，该代码块都会执行，一般用来存放一些关闭资源的代码。
• finalize是一个方法，属于Object类的一个方法，而Object类是所有类的父类，该方法一般由垃圾回收器来调用，当我们调用System的gc()方法的时候，由垃圾回收器调用finalize(),回收垃圾。

3. try-catch-finally 中哪个部分可以省略？

catch

4. try-catch-finally 中，如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？

会执行，在 return 前执行。

5. 常见的异常类有哪些？

• NullPointerException ：当应用程序试图访问空对象时，则抛出该异常。
• IndexOutOfBoundsException：指示某排序索引超出范围时抛出。
• NumberFormatException ：当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型，但该字符串不能转换为适当格式时，抛出该异常。
• FileNotFoundException ：当试图打开指定路径名表示的文件失败时，抛出此异常。
• ClassCastException：当试图将对象强制转换为不是实例的子类时，抛出该异常。
• ArrayStoreException：试图将错误类型的对象存储到一个对象数组时抛出的异常。
• IllegalArgumentException：抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数。
• NoSuchMethodException ：无法找到某一特定方法时，抛出该异常。
• UnsupportedOperationException：当不支持请求的操作时，抛出该异常。
• ConcurrentModificationExcetion ：多线程操作集合出现错误。
• IllegalThreadStatExcetion ：一个Thread被多次启动的时候。
• OutOfMenmoryError ：内存溢出导致的。具体可以细分为：

  java.lang.StackOverflowError --> 栈空间溢出
  java.lang.OutOfMenmoryError:Java heap space --> 堆内存溢出
  java.lang.OutOfMenmoryError:GC overhead limit exceeded --> 有大量的对象占用内存，又不能被GC回收，久而久之就出现内存不足
  java.lang.OutOfMenmoryError:Direct buffer memory --> 主要是NIO引起的
  java.lang.OutOfMenmoryError:unable to create new native thread --> 程序创建了太多线程，超过系统负载输入。
  java.lang.OutOfMenmoryError:Metaspace --> 元空间溢出。

八、网络

1. HTTP 响应码 301 和 302 代表的是什么？有什么区别？

区别：

• 301 redirect: 301 代表永久性转移(Permanently Moved)。
• 302 redirect: 302 代表暂时性转移(Temporarily Moved )。

其余常用状态码：

404 -Not Found 代表客户端错误，指的是服务器端无法找到所请求的资源
400 -请求无效，服务器不理解请求的语法
403 - 禁止访问 ，服务器拒绝请求
405 - 资源被禁止，禁用请求中指定的方法
406 - 无法接受 ，无法使用请求的内容特性响应请求的网页
407 - 要求代理身份验证 ，此状态代码与 401（未授权）类似，但指定请求者应当授权使用代理
408 - 请求超时，服务器等候请求时发生超时
409 - 冲突，服务器在完成请求时发生冲突。 服务器必须在响应中包含有关冲突的信息
500 - 内部服务器错误，无法完成请求
501 - 未实现 ，服务器不具备完成请求的功能。 例如，服务器无法识别请求方法时可能会返回此代码
502 - 网关错误 ，服务器作为网关或代理，从上游服务器收到无效响应
503 - 服务不可用，服务器目前无法使用，通常，这只是暂时状态
504 - 网关超时， 服务器作为网关或代理，但是没有及时从上游服务器收到请求
505 - HTTP 版本不受支持， 服务器不支持请求中所用的 HTTP 协议版本

2. Forward 和 Redirect 的区别？

Forward和Redirect代表了两种请求转发方式：直接转发和间接转发。

直接转发方式（Forward），客户端和浏览器只发出一次请求，Servlet、HTML、JSP或其它信息资源，由第二个信息资源响应该请求，在请求对象request中，保存的对象对于每个信息资源是共享的。

间接转发方式（Redirect）实际是两次HTTP请求，服务器端在响应第一次请求的时候，让浏览器再向另外一个URL发出请求，从而达到转发的目的。

3. 简述 TCP 和 UDP 的区别？

• TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
• TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。
• Tcp通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。
• UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
• 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。
• TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。

4. TCP 为什么要三次握手，两次不行吗？为什么？

为了实现可靠数据传输， TCP 协议的通信双方， 都必须维护一个序列号， 以标识发送出去的数据包中， 哪些是已经被对方收到的。 三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值， 并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。

如果只是两次握手， 至多只有连接发起方的起始序列号能被确认， 另一方选择的序列号则得不到确认。

5. 说一下 TCP 粘包是怎么产生的？

发送方：每次发送的数据较小，为了解决时间和带宽，整大了再发。

接收方：读取数据过慢，在缓冲层挤压了。

6. OSI 的七层模型都有哪些？

1. 应用层：网络服务与最终用户的一个接口。
2. 表示层：数据的表示、安全、压缩。
3. 会话层：建立、管理、终止会话。
4. 传输层：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。
5. 网络层：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。
6. 数据链路层：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。
7. 物理层：建立、维护、断开物理连接。

7. Get和 Post 请求有哪些区别？

• GET在浏览器回退时是无害的，而POST会再次提交请求。
• GET产生的URL地址可以被Bookmark，而POST不可以。
• GET请求会被浏览器主动cache，而POST不会，除非手动设置。
• GET请求只能进行url编码，而POST支持多种编码方式。
• GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里，而POST中的参数不会被保留。
• GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的，而POST么有。
• 对参数的数据类型，GET只接受ASCII字符，而POST没有限制。
• GET比POST更不安全，因为参数直接暴露在URL上，所以不能用来传递敏感信息。
• GET参数通过URL传递，POST放在Request body中。

8. 如何实现跨域？

略。

https://blog.csdn.net/ligang2585116/article/details/73072868

9. 说一下 JSONP 实现原理？

略。

九、设计模式

1. 说一下你熟悉的设计模式？

• 单例模式 ：就是一个应用程序中，某个类的实例对象只有一个。

  • 懒汉式：

    public class Singleton {  
    private static Singleton instance;  
    private Singleton (){}  // 私有构造方法。
    public static synchronized Singleton getInstance() {  
    if (instance == null) {  
     instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
    }

  • 饿汉式：
    ```java public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton (){}

  public static Singleton getInstance() {

      return instance;  

  }
  }

  -  双重校验锁：  
  ```java
  public class Singleton {  
  private volatile static Singleton singleton;  
  private Singleton (){}  
   public static Singleton getSingleton() {  
  if (singleton == null) {  
      synchronized (Singleton.class) {  
      if (singleton == null) {  
          singleton = new Singleton();  
      }  
      }  
  }  
  return singleton;  
  }  
  }

  • 静态内部类：
    ```java public class Singleton {

  private static class SingletonHolder {

      private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  

  }

  private Singleton (){}

  public static final Singleton getInstance() {

      return SingletonHolder.INSTANCE;  

  }
  }

  -  枚举：  
  ```java
  public enum Singleton {  
  INSTANCE;  
  public void anyMethod() {  
  }  
  }

• 观察者模式 ：对象间一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

• 装饰者模式：对已有的业务逻辑进一步的封装，使其增加额外的功能，如Java中的IO流就使用了装饰者模式，用户在使用的时候，可以任意组装，达到自己想要的效果。
• 工厂模式：一个抽象的接口，多个抽象接口的实现类，一个工厂类，用来实例化抽象的接口
• 代理模式：

2. 简单工厂和抽象工厂有什么区别？

简单工厂模式：

这个模式本身很简单而且使用在业务较简单的情况下。一般用于小项目或者具体产品很少扩展的情况（这样工厂类才不用经常更改）。

它由三种角色组成：

• 工厂类角色：这是本模式的核心，含有一定的商业逻辑和判断逻辑，根据逻辑不同，产生具体的工厂产品。如例子中的Driver类。
• 抽象产品角色：它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。由接口或者抽象类来实现。如例中的Car接口。
• 具体产品角色：工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中由一个具体类实现，如例子中的Benz、Bmw类。

抽象工厂模式：

可以这么说，它和工厂方法模式的区别就在于需要创建对象的复杂程度上。而且抽象工厂模式是三个里面最为抽象、最具一般性的。抽象工厂模式的用意为：给客户端提供一个接口，可以创建多个产品族中的产品对象。

而且使用抽象工厂模式还要满足一下条件：

1. 系统中有多个产品族，而系统一次只可能消费其中一族产品
2. 同属于同一个产品族的产品以其使用。

来看看抽象工厂模式的各个角色（和工厂方法的如出一辙）：

• 抽象工厂角色： 这是工厂方法模式的核心，它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。
• 具体工厂角色：它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。在java中它由具体的类来实现。
• 抽象产品角色：它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。
• 具体产品角色：具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

十、Spring/Spring MVC

1. 为什么要使用 Spring？

1.简介

• 目的：解决企业应用开发的复杂性
• 功能：使用基本的JavaBean代替EJB，并提供了更多的企业应用功能
• 范围：任何Java应用

简单来说，Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架。

2.轻量

从大小与开销两方面而言Spring都是轻量的。完整的Spring框架可以在一个大小只有1MB多的JAR文件里发布。并且Spring所需的处理开销也是微不足道的。此外，Spring是非侵入式的：典型地，Spring应用中的对象不依赖于Spring的特定类。

3.控制反转

Spring通过一种称作控制反转（IoC）的技术促进了松耦合。当应用了IoC，一个对象依赖的其它对象会通过被动的方式传递进来，而不是这个对象自己创建或者查找依赖对象。你可以认为IoC与JNDI相反——不是对象从容器中查找依赖，而是容器在对象初始化时不等对象请求就主动将依赖传递给它。

4.面向切面

Spring提供了面向切面编程的丰富支持，允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务（例如审计（auditing）和事务（transaction）管理）进行内聚性的开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑——仅此而已。它们并不负责（甚至是意识）其它的系统级关注点，例如日志或事务支持。

5.容器

Spring包含并管理应用对象的配置和生命周期，在这个意义上它是一种容器，你可以配置你的每个bean如何被创建——基于一个可配置原型（prototype），你的bean可以创建一个单独的实例或者每次需要时都生成一个新的实例——以及它们是如何相互关联的。然而，Spring不应该被混同于传统的重量级的EJB容器，它们经常是庞大与笨重的，难以使用。

6.框架

Spring可以将简单的组件配置、组合成为复杂的应用。在Spring中，应用对象被声明式地组合，典型地是在一个XML文件里。Spring也提供了很多基础功能（事务管理、持久化框架集成等等），将应用逻辑的开发留给了你。

所有Spring的这些特征使你能够编写更干净、更可管理、并且更易于测试的代码。它们也为Spring中的各种模块提供了基础支持。

2. 解释一下什么是 AOP？

AOP（Aspect-Oriented Programming，面向方面编程），可以说是OOP（Object-Oriented Programing，面向对象编程）的补充和完善。

AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。”

3. 解释一下什么是 IOC？

Ioc—Inversion of Control，即“控制反转”，不是什么技术，而是一种设计思想。

对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。

4. Spring 有哪些主要模块？

Spring框架至今已集成了20多个模块。核心容器、数据访问/集成,、Web、AOP（面向切面编程）、工具、消息和测试模块。

5. Spring 常用的注入方式有哪些？

Spring通过DI（依赖注入）实现IOC（控制反转），常用的注入方式主要有三种：

1. 构造方法注入
2. setter注入
3. 基于注解的注入

6. Spring 中的 Bean 是线程安全的吗？

Spring容器中的Bean是否线程安全，容器本身并没有提供Bean的线程安全策略，因此可以说spring容器中的Bean本身不具备线程安全的特性，但是具体还是要结合具体scope的Bean去研究。

7. Spring 支持几种 Bean 的作用域？

当通过spring容器创建一个Bean实例时，不仅可以完成Bean实例的实例化，还可以为Bean指定特定的作用域。Spring支持如下5种作用域：

• singleton：单例模式，在整个Spring IoC容器中，使用singleton定义的Bean将只有一个实例
• prototype：原型模式，每次通过容器的getBean方法获取prototype定义的Bean时，都将产生一个新的Bean实例
• request：对于每次HTTP请求，使用request定义的Bean都将产生一个新实例，即每次HTTP请求将会产生不同的Bean实例。只有在Web应用中使用Spring时，该作用域才有效
• session：对于每次HTTP Session，使用session定义的Bean豆浆产生一个新实例。同样只有在Web应用中使用Spring时，该作用域才有效
• globalsession：每个全局的HTTP Session，使用session定义的Bean都将产生一个新实例。典型情况下，仅在使用portlet context的时候有效。同样只有在Web应用中使用Spring时，该作用域才有效

其中比较常用的是singleton和prototype两种作用域。对于singleton作用域的Bean，每次请求该Bean都将获得相同的实例。容器负责跟踪Bean实例的状态，负责维护Bean实例的生命周期行为；如果一个Bean被设置成prototype作用域，程序每次请求该id的Bean，Spring都会新建一个Bean实例，然后返回给程序。在这种情况下，Spring容器仅仅使用new 关键字创建Bean实例，一旦创建成功，容器不在跟踪实例，也不会维护Bean实例的状态。

如果不指定Bean的作用域，Spring默认使用singleton作用域。Java在创建Java实例时，需要进行内存申请；销毁实例时，需要完成垃圾回收，这些工作都会导致系统开销的增加。因此，prototype作用域Bean的创建、销毁代价比较大。而singleton作用域的Bean实例一旦创建成功，可以重复使用。因此，除非必要，否则尽量避免将Bean被设置成prototype作用域。

8. Spring 自动装配 Bean 有哪些方式？

• 隐式的bean发现机制和自动装配
• 在java代码或者XML中进行显示配置

9. Spring 事务实现方式有哪些？

1. 编程式事务管理对基于 POJO 的应用来说是唯一选择。我们需要在代码中调用beginTransaction()、commit()、rollback()等事务管理相关的方法，这就是编程式事务管理。
2. 基于 TransactionProxyFactoryBean 的声明式事务管理
3. 基于 @Transactional 的声明式事务管理
4. 基于 Aspectj AOP 配置事务

10. 说一下 Spring 的事务隔离？

• 脏读：一个事务读到另一个事务未提交的更新数据。
• 幻读：例如第一个事务对一个表中的数据进行了修改，比如这种修改涉及到表中的“全部数据行”。同时，第二个事务也修改这个表中的数据，这种修改是向表中插入“一行新数据”。那么，以后就会发生操作第一个事务的用户发现表中还存在没有修改的数据行，就好象发生了幻觉一样。
• 不可重复读：比方说在同一个事务中先后执行两条一模一样的select语句，期间在此次事务中没有执行过任何DDL语句，但先后得到的结果不一致，这就是不可重复读。

11. 说一下 Spring MVC 运行流程？

1. 用户向服务器发送请求，请求被Spring 前端控制Servelt DispatcherServlet捕获；
2. DispatcherServlet对请求URL进行解析，得到请求资源标识符（URI）。然后根据该URI，调用HandlerMapping获得该Handler配置的所有相关的对象（包括Handler对象以及Handler对象对应的拦截器），最后以HandlerExecutionChain对象的形式返回；
3. DispatcherServlet 根据获得的Handler，选择一个合适的HandlerAdapter；（附注：如果成功获得HandlerAdapter后，此时将开始执行拦截器的preHandler(…)方法）
4. 提取Request中的模型数据，填充Handler入参，开始执行Handler（Controller)。 在填充Handler的入参过程中，根据你的配置，Spring将帮你做一些额外的工作：
   • HttpMessageConveter： 将请求消息（如Json、xml等数据）转换成一个对象，将对象转换为指定的响应信息
   • 数据转换：对请求消息进行数据转换。如String转换成Integer、Double等
   • 数据根式化：对请求消息进行数据格式化。 如将字符串转换成格式化数字或格式化日期等
   • 数据验证： 验证数据的有效性（长度、格式等），验证结果存储到BindingResult或Error中
5. Handler执行完成后，向DispatcherServlet 返回一个ModelAndView对象；
6. 根据返回的ModelAndView，选择一个适合的ViewResolver（必须是已经注册到Spring容器中的ViewResolver)返回给DispatcherServlet ；
7. ViewResolver 结合Model和View，来渲染视图；
8. 将渲染结果返回给客户端。

12. Spring MVC 有哪些组件？

1. DispatcherServlet：中央控制器，把请求给转发到具体的控制类
2. Controller：具体处理请求的控制器
3. HandlerMapping：映射处理器，负责映射中央处理器转发给controller时的映射策略
4. ModelAndView：服务层返回的数据和视图层的封装类
5. ViewResolver：视图解析器，解析具体的视图
6. Interceptors ：拦截器，负责拦截我们定义的请求然后做处理工作

13. @RequestMapping 的作用是什么？

RequestMapping是一个用来处理请求地址映射的注解，可用于类或方法上。用于类上，表示类中的所有响应请求的方法都是以该地址作为父路径。

103. @Autowired 的作用是什么？

注入对象。

十一、Spring Boot/Spring Cloud

1. 什么是 Spring Boot？

SpringBoot是一个框架，一种全新的编程规范，他的产生简化了框架的使用，所谓简化是指简化了Spring众多框架中所需的大量且繁琐的配置文件，所以 SpringBoot是一个服务于框架的框架，服务范围是简化配置文件。

2. 为什么要用 Spring Boot？

• Spring Boot使编码变简单
• Spring Boot使配置变简单
• Spring Boot使部署变简单
• Spring Boot使监控变简单

3. Spring Boot 核心配置文件是什么？

Spring Boot提供了两种常用的配置文件：

• properties文件：application.properties
• yml文件：application.yaml

4. Spring Boot 配置文件有哪几种类型？它们有什么区别？

分别是properties文件和yml文件。

5. Spring Boot 有哪些方式可以实现热部署？

• 使用spring loaded
• 使用spring-boot-devtools

6. JPA 和 Hibernate 有什么区别？

• JPA Java Persistence API，是Java EE 5的标准ORM接口，也是ejb3规范的一部分。
• Hibernate，当今很流行的ORM框架，是JPA的一个实现，但是其功能是JPA的超集。

JPA是一套规范接口，Hibernate是其的就实现。

7. 什么是 Spring Cloud？

从字面理解，Spring Cloud 就是致力于分布式系统、云服务的框架。

8. Spring Cloud 断路器的作用是什么？

在Spring Cloud中使用了Hystrix 来实现断路器的功能，断路器可以防止一个应用程序多次试图执行一个操作，即很可能失败，允许它继续而不等待故障恢复或者浪费 CPU 周期，而它确定该故障是持久的。断路器模式也使应用程序能够检测故障是否已经解决，如果问题似乎已经得到纠正，应用程序可以尝试调用操作。

9. Spring Cloud 的核心组件有哪些？

1. 服务发现——Netflix Eureka

一个RESTful服务，用来定位运行在AWS地区（Region）中的中间层服务。由两个组件组成：Eureka服务器和Eureka客户端。Eureka服务器用作服务注册服务器。Eureka客户端是一个java客户端，用来简化与服务器的交互、作为轮询负载均衡器，并提供服务的故障切换支持。Netflix在其生产环境中使用的是另外的客户端，它提供基于流量、资源利用率以及出错状态的加权负载均衡。

1. 客服端负载均衡——Netflix Ribbon

Ribbon，主要提供客户侧的软件负载均衡算法。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置选项，比如连接超时、重试、重试算法等。Ribbon内置可插拔、可定制的负载均衡组件。

1. 断路器——Netflix Hystrix

断路器可以防止一个应用程序多次试图执行一个操作，即很可能失败，允许它继续而不等待故障恢复或者浪费 CPU 周期，而它确定该故障是持久的。断路器模式也使应用程序能够检测故障是否已经解决。如果问题似乎已经得到纠正，应用程序可以尝试调用操作。

1. 服务网关——Netflix Zuul

类似nginx，反向代理的功能，不过netflix自己增加了一些配合其他组件的特性。

1. 分布式配置——Spring Cloud Config

这个还是静态的，得配合Spring Cloud Bus实现动态的配置更新。

十二、Hibernate

1. 为什么要使用 Hibernate？

• 对JDBC访问数据库的代码做了封装，大大简化了数据访问层繁琐的重复性代码。
• Hibernate是一个基于JDBC的主流持久化框架，是一个优秀的ORM实现。他很大程度的简化DAO层的编码工作
• hibernate使用Java反射机制，而不是字节码增强程序来实现透明性。
• hibernate的性能非常好，因为它是个轻量级框架。映射的灵活性很出色。它支持各种关系数据库，从一对一到多对多的各种复杂关系。

2. 什么是 ORM 框架？

对象-关系映射（Object-Relational Mapping，简称ORM），面向对象的开发方法是当今企业级应用开发环境中的主流开发方法，关系数据库是企业级应用环境中永久存放数据的主流数据存储系统。对象和关系数据是业务实体的两种表现形式，业务实体在内存中表现为对象，在数据库中表现为关系数据。内存中的对象之间存在关联和继承关系，而在数据库中，关系数据无法直接表达多对多关联和继承关系。因此，对象-关系映射(ORM)系统一般以中间件的形式存在，主要实现程序对象到关系数据库数据的映射。

3. Hibernate 中如何在控制台查看打印的 SQL 语句？

SPringBoot配置文件中配置：application.propertie

• spring.jpa.properties.hibernate.show_sql=true //控制台是否打印
• spring.jpa.properties.hibernate.format_sql=true //格式化sql语句
• spring.jpa.properties.hibernate.use_sql_comments=true //指出是什么操作生成了该语句

4. Hibernate 有几种查询方式？

1. hql查询
2. sql查询
3. 条件查询

5. Hibernate 实体类可以被定义为 final 吗？

6. 在 Hibernate 中使用 Integer 和 int 做映射有什么区别？

在Hibernate中，如果将OID定义为Integer类型，那么Hibernate就可以根据其值是否为null而判断一个对象是否是临时的，如果将OID定义为了int类型，还需要在hbm映射文件中设置其unsaved-value属性为0。

7. Hibernate 是如何工作的？

8. get()和 load()的区别？

• load() 没有使用对象的其他属性的时候，没有SQL 延迟加载
• get() 没有使用对象的其他属性的时候，也生成了SQL 立即加载

9. 说一下 Hibernate 的缓存机制？

Hibernate中的缓存分为一级缓存和二级缓存。

一级缓存就是 Session 级别的缓存，在事务范围内有效是,内置的不能被卸载。

二级缓存是 SesionFactory级别的缓存，从应用启动到应用结束有效。是可选的，默认没有二级缓存，需要手动开启。保存数据库后，缓存在内存中保存一份，如果更新了数据库就要同步更新。

什么样的数据适合存放到第二级缓存中？

• 很少被修改的数据 帖子的最后回复时间
• 经常被查询的数据 电商的地点
• 不是很重要的数据，允许出现偶尔并发的数据
• 不会被并发访问的数据
• 常量数据

扩展：hibernate的二级缓存默认是不支持分布式缓存的。使用 memcahe,redis等中央缓存来代替二级缓存。

10. Hibernate 对象有哪些状态？

hibernate里对象有三种状态：

1. Transient（瞬时）：对象刚new出来，还没设id，设了其他值。
2. Persistent（持久）：调用了save()、saveOrUpdate()，就变成Persistent，有id。
3. Detached（脱管）：当session close()完之后，变成Detached。

11. 在 Hibernate 中 getCurrentSession 和 openSession 的区别是什么？

openSession 从字面上可以看得出来，是打开一个新的session对象，而且每次使用都是打开一个新的session，假如连续使用多次，则获得的session不是同一个对象，并且使用完需要调用close方法关闭session。

getCurrentSession ，从字面上可以看得出来，是获取当前上下文一个session对象，当第一次使用此方法时，会自动产生一个session对象，并且连续使用多次时，得到的session都是同一个对象，这就是与openSession的区别之一，简单而言，getCurrentSession 就是：如果有已经使用的，用旧的，如果没有，建新的。

12. Hibernate 实体类必须要有无参构造函数吗？为什么？

必须，因为hibernate框架会调用这个默认构造方法来构造实例对象，即Class类的newInstance方法，这个方法就是通过调用默认构造方法来创建实例对象的。

另外再提醒一点，如果你没有提供任何构造方法，虚拟机会自动提供默认构造方法（无参构造器），但是如果你提供了其他有参数的构造方法的话，虚拟机就不再为你提供默认构造方法，这时必须手动把无参构造器写在代码里，否则new Xxxx()是会报错的，所以默认的构造方法不是必须的，只在有多个构造方法时才是必须的，这里“必须”指的是“必须手动写出来”。

十三、Mybatis

1. Mybatis 中 #{}和 ${}的区别是什么？

• {}是预编译处理，${}是字符串替换；

• Mybatis在处理#{}时，会将sql中的#{}替换为?号，调用PreparedStatement的set方法来赋值；
• Mybatis在处理{}替换成变量的值；
• 使用#{}可以有效的防止SQL注入，提高系统安全性。

2. Mybatis 有几种分页方式？

1. 数组分页
2. sql分页
3. 拦截器分页
4. RowBounds分页

3. RowBounds 是一次性查询全部结果吗？为什么？

4. Mybatis 逻辑分页和物理分页的区别是什么？

• 物理分页速度上并不一定快于逻辑分页，逻辑分页速度上也并不一定快于物理分页。
• 物理分页总是优于逻辑分页：没有必要将属于数据库端的压力加诸到应用端来，就算速度上存在优势,然而其它性能上的优点足以弥补这个缺点。

5. Mybatis 是否支持延迟加载？延迟加载的原理是什么？

Mybatis仅支持association关联对象和collection关联集合对象的延迟加载，association指的就是一对一，collection指的就是一对多查询。在Mybatis配置文件中，可以配置是否启用延迟加载lazyLoadingEnabled=true|false。

它的原理是，使用CGLIB创建目标对象的代理对象，当调用目标方法时，进入拦截器方法，比如调用a.getB().getName()，拦截器invoke()方法发现a.getB()是null值，那么就会单独发送事先保存好的查询关联B对象的sql，把B查询上来，然后调用a.setB(b)，于是a的对象b属性就有值了，接着完成a.getB().getName()方法的调用。这就是延迟加载的基本原理。

6. 说一下 Mybatis 的一级缓存和二级缓存？

一级缓存: 基于 PerpetualCache 的 HashMap 本地缓存，其存储作用域为 Session，当 Session flush 或 close 之后，该 Session 中的所有 Cache 就将清空，默认打开一级缓存。

二级缓存与一级缓存其机制相同，默认也是采用 PerpetualCache，HashMap 存储，不同在于其存储作用域为 Mapper(Namespace)，并且可自定义存储源，如 Ehcache。默认不打开二级缓存，要开启二级缓存，使用二级缓存属性类需要实现Serializable序列化接口(可用来保存对象的状态),可在它的映射文件中配置 ；

对于缓存数据更新机制，当某一个作用域(一级缓存 Session/二级缓存Namespaces)的进行了C/U/D 操作后，默认该作用域下所有 select 中的缓存将被 clear。

7. Mybatis 和 Hibernate 的区别有哪些？

1. ybatis和hibernate不同，它不完全是一个ORM框架，因为MyBatis需要程序员自己编写Sql语句。
2. Mybatis直接编写原生态sql，可以严格控制sql执行性能，灵活度高，非常适合对关系数据模型要求不高的软件开发，因为这类软件需求变化频繁，一但需求变化要求迅速输出成果。但是灵活的前提是mybatis无法做到数据库无关性，如果需要实现支持多种数据库的软件，则需要自定义多套sql映射文件，工作量大。
3. Hibernate对象/关系映射能力强，数据库无关性好，对于关系模型要求高的软件，如果用hibernate开发可以节省很多代码，提高效率。

8. Mybatis 有哪些执行器（Executor）？

1. SimpleExecutor：每执行一次update或select，就开启一个Statement对象，用完立刻关闭Statement对象。
2. ReuseExecutor：执行update或select，以sql作为key查找Statement对象，存在就使用，不存在就创建，用完后，不关闭Statement对象，而是放置于Map内，供下一次使用。简言之，就是重复使用Statement对象。
3. BatchExecutor：执行update（没有select，JDBC批处理不支持select），将所有sql都添加到批处理中（addBatch()），等待统一执行（executeBatch()），它缓存了多个Statement对象，每个Statement对象都是addBatch()完毕后，等待逐一执行executeBatch()批处理。与JDBC批处理相同。

9. Mybatis 分页插件的实现原理是什么？

分页插件的基本原理是使用Mybatis提供的插件接口，实现自定义插件，在插件的拦截方法内拦截待执行的sql，然后重写sql，根据dialect方言，添加对应的物理分页语句和物理分页参数。

10. Mybatis 如何编写一个自定义插件？

blog.csdn.net/qq_30051265/article/details/80266434

十四、RabbitMQ

1. RabbitMQ 的使用场景有哪些？

①. 跨系统的异步通信，所有需要异步交互的地方都可以使用消息队列。就像我们除了打电话（同步）以外，还需要发短信，发电子邮件（异步）的通讯方式。

②. 多个应用之间的耦合，由于消息是平台无关和语言无关的，而且语义上也不再是函数调用，因此更适合作为多个应用之间的松耦合的接口。基于消息队列的耦合，不需要发送方和接收方同时在线。在企业应用集成（EAI）中，文件传输，共享数据库，消息队列，远程过程调用都可以作为集成的方法。

③. 应用内的同步变异步，比如订单处理，就可以由前端应用将订单信息放到队列，后端应用从队列里依次获得消息处理，高峰时的大量订单可以积压在队列里慢慢处理掉。由于同步通常意味着阻塞，而大量线程的阻塞会降低计算机的性能。

④. 消息驱动的架构（EDA），系统分解为消息队列，和消息制造者和消息消费者，一个处理流程可以根据需要拆成多个阶段（Stage），阶段之间用队列连接起来，前一个阶段处理的结果放入队列，后一个阶段从队列中获取消息继续处理。

⑤. 应用需要更灵活的耦合方式，如发布订阅，比如可以指定路由规则。

⑥. 跨局域网，甚至跨城市的通讯（CDN行业），比如北京机房与广州机房的应用程序的通信。

2. RabbitMQ 有哪些重要的角色？

RabbitMQ 中重要的角色有：生产者、消费者和代理：

• 生产者：消息的创建者，负责创建和推送数据到消息服务器；
• 消费者：消息的接收方，用于处理数据和确认消息；
• 代理：就是 RabbitMQ 本身，用于扮演“快递”的角色，本身不生产消息，只是扮演“快递”的角色。

3. RabbitMQ 有哪些重要的组件？

• ConnectionFactory（连接管理器）：应用程序与Rabbit之间建立连接的管理器，程序代码中使用。
• Channel（信道）：消息推送使用的通道。
• Exchange（交换器）：用于接受、分配消息。
• Queue（队列）：用于存储生产者的消息。
• RoutingKey（路由键）：用于把生成者的数据分配到交换器上。
• BindingKey（绑定键）：用于把交换器的消息绑定到队列上。

4. RabbitMQ 中 VHost 的作用是什么？

vhost 可以理解为虚拟 broker ，即 mini-RabbitMQ server。其内部均含有独立的 queue、exchange 和 binding 等，但最最重要的是，其拥有独立的权限系统，可以做到 vhost 范围的用户控制。当然，从 RabbitMQ 的全局角度，vhost 可以作为不同权限隔离的手段（一个典型的例子就是不同的应用可以跑在不同的 vhost 中）。

5. RabbitMQ 的消息是怎么发送的？

首先客户端必须连接到 RabbitMQ 服务器才能发布和消费消息，客户端和 rabbit server 之间会创建一个 tcp 连接，一旦 tcp 打开并通过了认证（认证就是你发送给 rabbit 服务器的用户名和密码），你的客户端和 RabbitMQ 就创建了一条 amqp 信道（channel），信道是创建在“真实” tcp 上的虚拟连接，amqp 命令都是通过信道发送出去的，每个信道都会有一个唯一的 id，不论是发布消息，订阅队列都是通过这个信道完成的。

6. RabbitMQ 怎么保证消息的稳定性？

• 提供了事务的功能。
• 通过将 channel 设置为 confirm（确认）模式。

7. RabbitMQ 怎么避免消息丢失？

1. 消息持久化
2. ACK确认机制
3. 设置集群镜像模式
4. 消息补偿机制

8. 要保证消息持久化成功的条件有哪些？

1. 声明队列必须设置持久化 durable 设置为 true.
2. 消息推送投递模式必须设置持久化，deliveryMode 设置为 2（持久）。
3. 消息已经到达持久化交换器。
4. 消息已经到达持久化队列。

9. RabbitMQ 持久化有什么缺点？

持久化的缺地就是降低了服务器的吞吐量，因为使用的是磁盘而非内存存储，从而降低了吞吐量。可尽量使用 ssd 硬盘来缓解吞吐量的问题。

10. RabbitMQ 有几种广播类型？

三种广播模式：

1. fanout: 所有bind到此exchange的queue都可以接收消息（纯广播，绑定到RabbitMQ的接受者都能收到消息）；
2. direct: 通过routingKey和exchange决定的那个唯一的queue可以接收消息；
3. topic:所有符合routingKey(此时可以是一个表达式)的routingKey所bind的queue可以接收消息；

11. RabbitMQ 怎么实现延迟消息队列？

1. 通过消息过期后进入死信交换器，再由交换器转发到延迟消费队列，实现延迟功能；
2. 使用 RabbitMQ-delayed-message-exchange 插件实现延迟功能。

12. RabbitMQ 集群有什么用？

集群主要有以下两个用途：

• 高可用：某个服务器出现问题，整个 RabbitMQ 还可以继续使用；
• 高容量：集群可以承载更多的消息量。

13. RabbitMQ 节点的类型有哪些？

1. 磁盘节点：消息会存储到磁盘。
2. 内存节点：消息都存储在内存中，重启服务器消息丢失，性能高于磁盘类型。

14. RabbitMQ 集群搭建需要注意哪些问题？

• 各节点之间使用“—link”连接，此属性不能忽略。
• 各节点使用的 erlang cookie 值必须相同，此值相当于“秘钥”的功能，用于各节点的认证。
• 整个集群中必须包含一个磁盘节点。

15. RabbitMQ 每个节点是其他节点的完整拷贝吗？为什么？

不是，原因有以下两个：

1. 存储空间的考虑：如果每个节点都拥有所有队列的完全拷贝，这样新增节点不但没有新增存储空间，反而增加了更多的冗余数据；
2. 性能的考虑：如果每条消息都需要完整拷贝到每一个集群节点，那新增节点并没有提升处理消息的能力，最多是保持和单节点相同的性能甚至是更糟。

16. RabbitMQ 集群中唯一一个磁盘节点崩溃了会发生什么情况？

如果唯一磁盘的磁盘节点崩溃了，不能进行以下操作：

• 不能创建队列
• 不能创建交换器
• 不能创建绑定
• 不能添加用户
• 不能更改权限
• 不能添加和删除集群节点

唯一磁盘节点崩溃了，集群是可以保持运行的，但你不能更改任何东西。

17. RabbitMQ 对集群节点停止顺序有要求吗？

RabbitMQ 对集群的停止的顺序是有要求的，应该先关闭内存节点，最后再关闭磁盘节点。如果顺序恰好相反的话，可能会造成消息的丢失。

十五、Kafka

1. Kafka 可以脱离 ZooKeeper 单独使用吗？为什么？

kafka 不能脱离 zookeeper 单独使用，因为 kafka 使用 zookeeper 管理和协调 kafka 的节点服务器。

2. Kafka 有几种数据保留的策略？

kafka 有两种数据保存策略：按照过期时间保留和按照存储的消息大小保留。

3. Kafka 同时设置了 7 天和 10G 清除数据，到第五天的时候消息达到了 10G，这个时候 Kafka 将如何处理？

这个时候 kafka 会执行数据清除工作，时间和大小不论那个满足条件，都会清空数据。

4. 什么情况会导致 Kafka 运行变慢？

• cpu 性能瓶颈
• 磁盘读写瓶颈
• 网络瓶颈

5. 使用 Kafka 集群需要注意什么？

• 集群的数量不是越多越好，最好不要超过 7 个，因为节点越多，消息复制需要的时间就越长，整个群组的吞吐量就越低。
• 集群数量最好是单数，因为超过一半故障集群就不能用了，设置为单数容错率更高。

十六、ZooKeeper

1. ZooKeeper 是什么？

zookeeper 是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是 google chubby 的开源实现，是 hadoop 和 hbase 的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。

2. ZooKeeper 都有哪些功能？

• 集群管理：监控节点存活状态、运行请求等。
• 主节点选举：主节点挂掉了之后可以从备用的节点开始新一轮选主，主节点选举说的就是这个选举的过程，使用 zookeeper 可以协助完成这个过程。
• 分布式锁：zookeeper 提供两种锁：独占锁、共享锁。独占锁即一次只能有一个线程使用资源，共享锁是读锁共享，读写互斥，即可以有多线线程同时读同一个资源，如果要使用写锁也只能有一个线程使用。zookeeper可以对分布式锁进行控制。
• 命名服务：在分布式系统中，通过使用命名服务，客户端应用能够根据指定名字来获取资源或服务的地址，提供者等信息。

3. ZooKeeper 有几种部署模式？

zookeeper 有三种部署模式：

• 单机部署：一台集群上运行；
• 集群部署：多台集群运行；
• 伪集群部署：一台集群启动多个 zookeeper 实例运行。

4. ZooKeeper 怎么保证主从节点的状态同步？

zookeeper 的核心是原子广播，这个机制保证了各个 server 之间的同步。实现这个机制的协议叫做 zab 协议。 zab 协议有两种模式，分别是恢复模式（选主）和广播模式（同步）。

当服务启动或者在领导者崩溃后，zab 就进入了恢复模式，当领导者被选举出来，且大多数 server 完成了和 leader 的状态同步以后，恢复模式就结束了。状态同步保证了 leader 和 server 具有相同的系统状态。

5. 集群中为什么要有主节点？

在分布式环境中，有些业务逻辑只需要集群中的某一台机器进行执行，其他的机器可以共享这个结果，这样可以大大减少重复计算，提高性能，所以就需要主节点。

6. 集群中有 3 台服务器，其中一个节点宕机，这个时候 ZooKeeper 还可以使用吗？

可以继续使用，单数服务器只要没超过一半的服务器宕机就可以继续使用。

7. 说一下 ZooKeeper 的通知机制？

客户端端会对某个 znode 建立一个 watcher 事件，当该 znode 发生变化时，这些客户端会收到 zookeeper 的通知，然后客户端可以根据 znode 变化来做出业务上的改变。

8. Zookeeper的角色

• Leader：领导者，主要负责更新状态还有写操作
• Flower：跟随着，主要负责选举还有读操作
• Observer：观察者，负责读操作但是不参与选举。

十七、MySQL

1. 数据库的三范式是什么？

• 第一范式：强调的是列的原子性，即数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项。
• 第二范式：要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性。
• 第三范式：任何非主属性不依赖于其它非主属性。

2. 一张自增表里面总共有 7 条数据，删除了最后 2 条数据，重启 MySQL 数据库，又插入了一条数据，此时 ID 是几？

• 表类型如果是 MyISAM ，那 id 就是 8。
• 表类型如果是 InnoDB，那 id 就是 15。

InnoDB 表只会把自增主键的最大 id 记录在内存中，所以重启之后会导致最大 id 丢失。

3. 如何获取当前数据库版本？

使用 select version() 获取当前 MySQL 数据库版本。

4. 说一下 ACID 是什么？

• Atomicity（原子性）：一个事务（transaction）中的所有操作，或者全部完成，或者全部不完成，不会结束在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误，会被恢复（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样。即，事务不可分割、不可约简。
• Consistency（一致性）：在事务开始之前和事务结束以后，数据库的完整性没有被破坏。这表示写入的资料必须完全符合所有的预设约束、触发器、级联回滚等。
• Isolation（隔离性）：数据库允许多个并发事务同时对其数据进行读写和修改的能力，隔离性可以防止多个事务并发执行时由于交叉执行而导致数据的不一致。事务隔离分为不同级别，包括读未提交（Read uncommitted）、读提交（read committed）、可重复读（repeatable read）和串行化（Serializable）。
• Durability（持久性）：事务处理结束后，对数据的修改就是永久的，即便系统故障也不会丢失。

5. Char 和 VarChar 的区别是什么？

char(n) ：固定长度类型，比如订阅 char(10)，当你输入”abc”三个字符的时候，它们占的空间还是 10 个字节，其他 7 个是空字节。

chat 优点：效率高；缺点：占用空间；适用场景：存储密码的 md5 值，固定长度的，使用 char 非常合适。

varchar(n) ：可变长度，存储的值是每个值占用的字节再加上一个用来记录其长度的字节的长度。

所以，从空间上考虑 varcahr 比较合适；从效率上考虑 char 比较合适，二者使用需要权衡。

6. Float 和 Double 的区别是什么？

• float 最多可以存储 8 位的十进制数，并在内存中占 4 字节。
• double 最可可以存储 16 位的十进制数，并在内存中占 8 字节。

7. MySQL 的内连接、左连接、右连接有什么区别？

内连接关键字：inner join；左连接：left join；右连接：right join。

内连接是把匹配的关联数据显示出来；左连接是左边的表全部显示出来，右边的表显示出符合条件的数据；右连接正好相反。

8. MySQL索引是怎么实现的？

索引是满足某种特定查找算法的数据结构，而这些数据结构会以某种方式指向数据，从而实现高效查找数据。

具体来说 MySQL 中的索引，不同的数据引擎实现有所不同，但目前主流的数据库引擎的索引都是 B+ 树实现的，B+ 树的搜索效率，可以到达二分法的性能，找到数据区域之后就找到了完整的数据结构了，所有索引的性能也是更好的。

9. 怎么验证 MySQL的索引是否满足需求？

explain 语法：explain select * from table where type=1。

10. 说一下数据库的事务隔离？

MySQL 的事务隔离是在 MySQL. ini 配置文件里添加的，在文件的最后添加：transaction-isolation = REPEATABLE-READ

可用的配置值：READ-UNCOMMITTED、READ-COMMITTED、REPEATABLE-READ、SERIALIZABLE。

• READ-UNCOMMITTED：未提交读，最低隔离级别、事务未提交前，就可被其他事务读取（会出现幻读、脏读、不可重复读）。
• READ-COMMITTED：提交读，一个事务提交后才能被其他事务读取到（会造成幻读、不可重复读）。
• REPEATABLE-READ：可重复读，默认级别，保证多次读取同一个数据时，其值都和事务开始时候的内容是一致，禁止读取到别的事务未提交的数据（会造成幻读）。
• SERIALIZABLE：序列化，代价最高最可靠的隔离级别，该隔离级别能防止脏读、不可重复读、幻读。

脏读 ：表示一个事务能够读取另一个事务中还未提交的数据。比如，某个事务尝试插入记录 A，此时该事务还未提交，然后另一个事务尝试读取到了记录 A。

不可重复读 ：是指在一个事务内，多次读同一数据。

幻读 ：指同一个事务内多次查询返回的结果集不一样。比如同一个事务 A 第一次查询时候有 n 条记录，但是第二次同等条件下查询却有 n+1 条记录，这就好像产生了幻觉。发生幻读的原因也是另外一个事务新增或者删除或者修改了第一个事务结果集里面的数据，同一个记录的数据内容被修改了，所有数据行的记录就变多或者变少了。

11. 说一下 MySQL常用的引擎？

InnoDB 引擎：InnoDB 引擎提供了对数据库 acid 事务的支持，并且还提供了行级锁和外键的约束，它的设计的目标就是处理大数据容量的数据库系统。MySQL 运行的时候，InnoDB 会在内存中建立缓冲池，用于缓冲数据和索引。但是该引擎是不支持全文搜索，同时启动也比较的慢，它是不会保存表的行数的，所以当进行 select count(*) from table 指令的时候，需要进行扫描全表。由于锁的粒度小，写操作是不会锁定全表的,所以在并发度较高的场景下使用会提升效率的。

MyIASM 引擎：MySQL 的默认引擎，但不提供事务的支持，也不支持行级锁和外键。因此当执行插入和更新语句时，即执行写操作的时候需要锁定这个表，所以会导致效率会降低。不过和 InnoDB 不同的是，MyIASM 引擎是保存了表的行数，于是当进行 select count(*) from table 语句时，可以直接的读取已经保存的值而不需要进行扫描全表。所以，如果表的读操作远远多于写操作时，并且不需要事务的支持的，可以将 MyIASM 作为数据库引擎的首选。

12. 说一下 MySQL的行锁和表锁？

MyISAM 只支持表锁，InnoDB 支持表锁和行锁，默认为行锁。

• 表级锁：开销小，加锁快，不会出现死锁。锁定粒度大，发生锁冲突的概率最高，并发量最低。
• 行级锁：开销大，加锁慢，会出现死锁。锁力度小，发生锁冲突的概率小，并发度最高。

13. 说一下乐观锁和悲观锁？

• 乐观锁：每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在提交更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据。
• 悲观锁：每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会阻止，直到这个锁被释放。

14. MySQL问题排查都有哪些手段？

• 使用 show processlist 命令查看当前所有连接信息。
• 使用 explain 命令查询 SQL 语句执行计划。
• 开启慢查询日志，查看慢查询的 SQL。

15. 如何做 MySQL的性能优化？

• 为搜索字段创建索引。
• 避免使用 select *，列出需要查询的字段。
• 垂直分割分表。
• 选择正确的存储引擎。

16. 七种传播行为

1. PROPAGATION_REQUIRED：（支持事务）如果当前没有事务，就创建一个新事务，如果当前存在事务，就加入该事务，该设置是最常用的设置。
2. PROPAGATION_SUPPORTS：（支持事务）支持当前事务，如果当前存在事务，就加入该事务，如果当前不存在事务，就以非事务执行。
3. PROPAGATION_MANDATORY：（支持事务）支持当前事务，如果当前存在事务，就加入该事务，如果当前不存在事务，就抛出异常。
4. PROPAGATION_REQUIRES_NEW：（支持事务）创建新事务，无论当前存不存在事务，都创建新事务。
5. PROPAGATION_NOT_SUPPORTED：（不支持事务）以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起。
6. PROPAGATION_NEVER：（不支持事务）以非事务方式执行，如果当前存在事务，则抛出异常。
7. PROPAGATION_NESTED：（不支持事务）如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则执行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。

十八、Redis

1. Redis 是什么？都有哪些使用场景？

Redis是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。

Redis 使用场景：

• 数据高并发的读写
• 海量数据的读写
• 对扩展性要求高的数据

2. Redis 有哪些功能？

• 数据缓存功能
• 分布式锁的功能
• 支持数据持久化
• 支持事务
• 支持消息队列

3. Redis 和 MemeCache 有什么区别？

• memcached所有的值均是简单的字符串，redis作为其替代者，支持更为丰富的数据类型
• redis的速度比memcached快很多
• redis可以持久化其数据

4. Redis 为什么是单线程的？6.0+支持对线程了。

因为 cpu 不是 Redis 的瓶颈，Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现，而且 cpu 又不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。

关于 Redis 的性能，官方网站也有，普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。

而且单线程并不代表就慢 nginx 和 nodejs 也都是高性能单线程的代表。

5. 什么是缓存穿透？怎么解决？

缓存穿透：指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中时需要从数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，造成缓存穿透。

解决方案：最简单粗暴的方法如果一个查询返回的数据为空（不管是数据不存在，还是系统故障），我们就把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。

6. Redis 支持的数据类型有哪些？

string、list、hash、set、zset。

7. Redis 支持的 Java 客户端都有哪些？

Redisson、Jedis、lettuce等等，官方推荐使用Redisson。

8. Jedis 和 Redisson 有哪些区别？

Jedis是Redis的Java实现的客户端，其API提供了比较全面的Redis命令的支持。

Redisson实现了分布式和可扩展的Java数据结构，和Jedis相比，功能较为简单，不支持字符串操作，不支持排序、事务、管道、分区等Redis特性。Redisson的宗旨是促进使用者对Redis的关注分离，从而让使用者能够将精力更集中地放在处理业务逻辑上。

9. 怎么保证缓存和数据库数据的一致性？

• 合理设置缓存的过期时间。
• 新增、更改、删除数据库操作时同步更新 Redis，可以使用事物机制来保证数据的一致性。

10. Redis 持久化有几种方式？

• RDB（Redis Database）：指定的时间间隔能对你的数据进行快照存储。
• AOF（Append Only File）：每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中。

11. Redis 怎么实现分布式锁？

Redis 分布式锁其实就是在系统里面占一个“坑”，其他程序也要占“坑”的时候，占用成功了就可以继续执行，失败了就只能放弃或稍后重试。

占坑一般使用 setnx(set if not exists)指令，只允许被一个程序占有，使用完调用 del 释放锁。

12. Redis 分布式锁有什么缺陷？

Redis 分布式锁不能解决超时的问题，分布式锁有一个超时时间，程序的执行如果超出了锁的超时时间就会出现问题。

13. Redis 如何做内存优化？

尽可能使用散列表（hashes），散列表（是说散列表里面存储的数少）使用的内存非常小，所以你应该尽可能的将你的数据模型抽象到一个散列表里面。

比如你的web系统中有一个用户对象，不要为这个用户的名称，姓氏，邮箱，密码设置单独的key,而是应该把这个用户的所有信息存储到一张散列表里面。

14. Redis 淘汰策略有哪些？

• volatile-lru：从已设置过期时间的数据集（server. db[i]. expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰。
• volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server. db[i]. expires）中挑选将要过期的数据淘汰。
• volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server. db[i]. expires）中任意选择数据淘汰。
• allkeys-lru：从数据集（server. db[i]. dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰。
• allkeys-random：从数据集（server. db[i]. dict）中任意选择数据淘汰。
• no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据。

15. Redis 常见的性能问题有哪些？该如何解决？

• 主服务器写内存快照，会阻塞主线程的工作，当快照比较大时对性能影响是非常大的，会间断性暂停服务，所以主服务器最好不要写内存快照。
• Redis 主从复制的性能问题，为了主从复制的速度和连接的稳定性，主从库最好在同一个局域网内。

十九、JVM

1. 说一下 JVM 的主要组成部分？及其作用？

• 类加载器（ClassLoader）
• 运行时数据区（Runtime Data Area）
• 执行引擎（Execution Engine）
• 本地库接口（Native Interface）

组件的作用： 首先通过类加载器（ClassLoader）会把 Java 代码转换成字节码，运行时数据区（Runtime Data Area）再把字节码加载到内存中，而字节码文件只是 JVM 的一套指令集规范，并不能直接交个底层操作系统去执行，因此需要特定的命令解析器执行引擎（Execution Engine），将字节码翻译成底层系统指令，再交由 CPU 去执行，而这个过程中需要调用其他语言的本地库接口（Native Interface）来实现整个程序的功能。

2. 说一下 JVM 运行时数据区？

• 程序计数器
• 虚拟机栈
• 本地方法栈
• 堆
• 方法区

3. 说一下堆栈的区别？

1. 栈内存存储的是局部变量而堆内存存储的是实体；
2. 栈内存的更新速度要快于堆内存，因为局部变量的生命周期很短；
3. 栈内存存放的变量生命周期一旦结束就会被释放，而堆内存存放的实体会被垃圾回收机制不定时的回收。

4. 队列和栈是什么？有什么区别？

• 队列和栈都是被用来预存储数据的。
• 队列允许先进先出检索元素，但也有例外的情况，Deque 接口允许从两端检索元素。
• 栈和队列很相似，但它运行对元素进行后进先出进行检索。

5. 什么是双亲委派模型？

在介绍双亲委派模型之前先说下类加载器。对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立在 JVM 中的唯一性，每一个类加载器，都有一个独立的类名称空间。类加载器就是根据指定全限定名称将 class 文件加载到 JVM 内存，然后再转化为 class 对象。

类加载器分类：

• 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），是虚拟机自身的一部分，用来加载Java_HOME/lib/目录中的，或者被 -Xbootclasspath 参数所指定的路径中并且被虚拟机识别的类库；
• 其他类加载器：
• 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载\lib\ext目录或Java. ext. dirs系统变量指定的路径中的所有类库；
• 应用程序类加载器（Application ClassLoader）。负责加载用户类路径（classpath）上的指定类库，我们可以直接使用这个类加载器。一般情况，如果我们没有自定义类加载器默认就是用这个加载器。

双亲委派模型：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一层的类加载器都是如此，这样所有的加载请求都会被传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载无法完成加载请求（它的搜索范围中没找到所需的类）时，子加载器才会尝试去加载类。

6. 说一下类加载的执行过程？

类加载分为以下 5 个步骤：

1. 加载：根据查找路径找到相应的 class 文件然后导入；
2. 检查：检查加载的 class 文件的正确性；
3. 准备：给类中的静态变量分配内存空间；
4. 解析：虚拟机将常量池中的符号引用替换成直接引用的过程。符号引用就理解为一个标示，而在直接引用直接指向内存中的地址；
5. 初始化：对静态变量和静态代码块执行初始化工作。

7. 怎么判断对象是否可以被回收？

一般有两种方法来判断：

• 引用计数器：为每个对象创建一个引用计数，有对象引用时计数器 +1，引用被释放时计数 -1，当计数器为 0 时就可以被回收。它有一个缺点不能解决循环引用的问题；
• 可达性分析：从 GC Roots 开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到 GC Roots 没有任何引用链相连时，则证明此对象是可以被回收的。

现在一般都是第二种，可达性分析。

8. Java 中都有哪些引用类型？

• 强引用
• 软引用
• 弱引用
• 虚引用（幽灵引用/幻影引用）

9. 说一下 JVM 有哪些垃圾回收算法？

• 引用算法
• 复制算法
• 标记清除算法
• 标记整理算法

10. 说一下 JVM 有哪些垃圾回收器？

• Serial：最早的单线程串行垃圾回收器。
• Serial Old：Serial 垃圾回收器的老年版本，同样也是单线程的，可以作为 CMS 垃圾回收器的备选预案。
• ParNew：是 Serial 的多线程版本。
• Parallel 和 ParNew 收集器类似是多线程的，但 Parallel 是吞吐量优先的收集器，可以牺牲等待时间换取系统的吞吐量。
• Parallel Old 是 Parallel 老生代版本，Parallel 使用的是复制的内存回收算法，Parallel Old 使用的是标记-整理的内存回收算法。
• CMS：Concurrent Mark-Sweep 一种以获得最短停顿时间为目标的收集器，非常适用 B/S 系统。
• G1：Garbadge First Collector 一种兼顾吞吐量和停顿时间的 GC 实现，是 JDK 9 以后的默认 GC 选项。

11. 详细介绍一下 CMS 垃圾回收器？

CMS 是英文 Concurrent Mark-Sweep 的简称，是以牺牲吞吐量为代价来获得最短回收停顿时间的垃圾回收器。对于要求服务器响应速度的应用上，这种垃圾回收器非常适合。

在启动 JVM 的参数加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”来指定使用 CMS 垃圾回收器。

CMS 使用的是标记-清除的算法实现的，所以在 gc 的时候回产生大量的内存碎片，当剩余内存不能满足程序运行要求时，系统将会出现 Concurrent Mode Failure，临时 CMS 会采用 Serial Old 回收器进行垃圾清除，此时的性能将会被降低。

12. 新生代垃圾回收器和老生代垃圾回收器都有哪些？有什么区别？

• 新生代回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
• 老年代回收器：Serial Old（jdk7之后就舍弃了）、Parallel Old、CMS
• 整堆回收器：G1

新生代垃圾回收器一般采用的是复制算法，复制算法的优点是效率高，缺点是内存利用率低；老年代回收器一般采用的是标记-整理的算法进行垃圾回收。

13. 简述分代垃圾回收器是怎么工作的？

分代回收器有两个分区：老生代和新生代，新生代默认的空间占比总空间的 1/3，老生代的默认占比是 2/3。

新生代使用的是复制算法，新生代里有 3 个分区：Eden、To Survivor、From Survivor，它们的默认占比是 8:1:1，它的执行流程如下：

• 把 Eden + From Survivor 存活的对象放入 To Survivor 区；
• 清空 Eden 和 From Survivor 分区；
• From Survivor 和 To Survivor 分区交换，From Survivor 变 To Survivor，To Survivor 变 From Survivor。

每次在 From Survivor 到 To Survivor 移动时都存活的对象，年龄就 +1，当年龄到达 15（默认配置是 15）时，升级为老生代。大对象也会直接进入老生代。

老生代当空间占用到达某个值之后就会触发全局垃圾收回，一般使用标记整理的执行算法。以上这些循环往复就构成了整个分代垃圾回收的整体执行流程。

14. 说一下 JVM 调优的工具？

JDK 自带了很多监控工具，都位于 JDK 的 bin 目录下，其中最常用的是 jconsole 和 jvisualvm 这两款视图监控工具。

• jconsole：用于对 JVM 中的内存、线程和类等进行监控；
• jvisualvm：JDK 自带的全能分析工具，可以分析：内存快照、线程快照、程序死锁、监控内存的变化、gc 变化等。

15. 常用的 JVM 调优的参数都有哪些？

• -Xms2g：初始化推大小为 2g；
• -Xmx2g ：堆最大内存为 2g；
• -XX:NewRatio=4 ：设置年轻的和老年代的内存比例为 1:4；
• -XX:SurvivorRatio=8 ：设置新生代 Eden 和 Survivor 比例为 8:2；
• –XX:+UseParNewGC ：指定使用 ParNew + Serial Old 垃圾回收器组合；
• -XX:+UseParallelOldGC ：指定使用 ParNew + ParNew Old 垃圾回收器组合；
• -XX:+UseConcMarkSweepGC ：指定使用 CMS + Serial Old 垃圾回收器组合；
• -XX:+PrintGC ：开启打印 gc 信息；
• -XX:+PrintGCDetails ：打印 gc 详细信息。

二十、ThreadLocal

209. ThreadLocal 是什么？

ThreadLocal 是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射，各个线程之间的变量互不干扰，在高并发场景下，可以实现无状态的调用，适用于各个线程不共享变量值的操作。

210. ThreadLocal 工作原理是什么？

ThreadLocal 原理：每个线程的内部都维护了一个 ThreadLocalMap，它是一个 Map（key,value）数据格式，key 是一个弱引用，也就是 ThreadLocal 本身，而 value 存的是线程变量的值。

也就是说 ThreadLocal 本身并不存储线程的变量值，它只是一个工具，用来维护线程内部的 Map，帮助存和取变量。

211. ThreadLocal 如何解决 Hash 冲突？

与 HashMap 不同，ThreadLocalMap 结构非常简单，没有 next 引用，也就是说 ThreadLocalMap 中解决 Hash 冲突的方式并非链表的方式，而是采用线性探测的方式。所谓线性探测，就是根据初始 key 的 hashcode 值确定元素在 table 数组中的位置，如果发现这个位置上已经被其他的 key 值占用，则利用固定的算法寻找一定步长的下个位置，依次判断，直至找到能够存放的位置。

212. ThreadLocal 的内存泄露是怎么回事？

ThreadLocal 在 ThreadLocalMap 中是以一个弱引用身份被 Entry 中的 Key 引用的，因此如果 ThreadLocal 没有外部强引用来引用它，那么 ThreadLocal 会在下次 JVM 垃圾收集时被回收。这个时候 Entry 中的 key 已经被回收，但是 value 又是一强引用不会被垃圾收集器回收，这样 ThreadLocal 的线程如果一直持续运行，value 就一直得不到回收，这样就会发生内存泄露。

213. 为什么 ThreadLocalMap 的 key 是弱引用？

我们知道 ThreadLocalMap 中的 key 是弱引用，而 value 是强引用才会导致内存泄露的问题，至于为什么要这样设计，这样分为两种情况来讨论：

• key 使用强引用：这样会导致一个问题，引用的 ThreadLocal 的对象被回收了，但是 ThreadLocalMap 还持有 ThreadLocal 的强引用，如果没有手动删除，ThreadLocal 不会被回收，则会导致内存泄漏。
• key 使用弱引用：这样的话，引用的 ThreadLocal 的对象被回收了，由于 ThreadLocalMap 持有 ThreadLocal 的弱引用，即使没有手动删除，ThreadLocal 也会被回收。value 在下一次 ThreadLocalMap 调用 set、get、remove 的时候会被清除。

比较以上两种情况，我们可以发现：由于 ThreadLocalMap 的生命周期跟 Thread 一样长，如果都没有手动删除对应 key，都会导致内存泄漏，但是使用弱引用可以多一层保障，弱引用 ThreadLocal 不会内存泄漏，对应的 value 在下一次 ThreadLocalMap 调用 set、get、remove 的时候被清除，算是最优的解决方案。

214. ThreadLocal 的应用场景有哪些？

ThreadLocal 适用于独立变量副本的情况，比如 Hibernate 的 session 获取场景。

二十一、Netty

1.Netty 是什么？

Netty 是一款基于 NIO（Nonblocking I/O，非阻塞IO）开发的网络通信框架，对比于 BIO（Blocking I/O，阻塞IO），他的并发性能得到了很大提高。难能可贵的是，在保证快速和易用性的同时，并没有丧失可维护性和性能等优势。

2.Netty 的特点是什么？

• 高并发：Netty 是一款基于 NIO（Nonblocking IO，非阻塞IO）开发的网络通信框架，对比于 BIO（Blocking I/O，阻塞IO），他的并发性能得到了很大提高。
• 传输快：Netty 的传输依赖于零拷贝特性，尽量减少不必要的内存拷贝，实现了更高效率的传输。
• 封装好：Netty 封装了 NIO 操作的很多细节，提供了易于使用调用接口。

3.什么是 Netty 的零拷贝？

Netty 的零拷贝主要包含三个方面：

• Netty 的接收和发送 ByteBuffer 采用 DIRECT BUFFERS，使用堆外直接内存进行 Socket 读写，不需要进行字节缓冲区的二次拷贝。如果使用传统的堆内存（HEAP BUFFERS）进行 Socket 读写，JVM 会将堆内存 Buffer 拷贝一份到直接内存中，然后才写入 Socket 中。相比于堆外直接内存，消息在发送过程中多了一次缓冲区的内存拷贝。
• Netty 提供了组合 Buffer 对象，可以聚合多个 ByteBuffer 对象，用户可以像操作一个 Buffer 那样方便的对组合 Buffer 进行操作，避免了传统通过内存拷贝的方式将几个小 Buffer 合并成一个大的 Buffer。
• Netty 的文件传输采用了 transferTo 方法，它可以直接将文件缓冲区的数据发送到目标 Channel，避免了传统通过循环 write 方式导致的内存拷贝问题。

4.Netty 的优势有哪些？

• 使用简单：封装了 NIO 的很多细节，使用更简单。
• 功能强大：预置了多种编解码功能，支持多种主流协议。
• 定制能力强：可以通过 ChannelHandler 对通信框架进行灵活地扩展。
• 性能高：通过与其他业界主流的 NIO 框架对比，Netty 的综合性能最优。
• 稳定：Netty 修复了已经发现的所有 NIO 的 bug，让开发人员可以专注于业务本身。
• 社区活跃：Netty 是活跃的开源项目，版本迭代周期短，bug 修复速度快。

5.Netty 的应用场景有哪些？

典型的应用有：阿里分布式服务框架 Dubbo，默认使用 Netty 作为基础通信组件，还有 RocketMQ 也是使用 Netty 作为通讯的基础。

6.Netty 高性能表现在哪些方面？

• IO 线程模型：同步非阻塞，用最少的资源做更多的事。
• 内存零拷贝：尽量减少不必要的内存拷贝，实现了更高效率的传输。
• 内存池设计：申请的内存可以重用，主要指直接内存。内部实现是用一颗二叉查找树管理内存分配情况。
• 串形化处理读写：避免使用锁带来的性能开销。
• 高性能序列化协议：支持 protobuf 等高性能序列化协议。

7.Netty 和 Tomcat 的区别？

• 作用不同：Tomcat 是 Servlet 容器，可以视为 Web 服务器，而 Netty 是异步事件驱动的网络应用程序框架和工具用于简化网络编程，例如TCP和UDP套接字服务器。
• 协议不同：Tomcat 是基于 http 协议的 Web 服务器，而 Netty 能通过编程自定义各种协议，因为 Netty 本身自己能编码/解码字节流，所有 Netty 可以实现，HTTP 服务器、FTP 服务器、UDP 服务器、RPC 服务器、WebSocket 服务器、Redis 的 Proxy 服务器、MySQL 的 Proxy 服务器等等。

8.Netty 中有那种重要组件？

• Channel：Netty 网络操作抽象类，它除了包括基本的 I/O 操作，如 bind、connect、read、write 等。
• EventLoop：主要是配合 Channel 处理 I/O 操作，用来处理连接的生命周期中所发生的事情。
• ChannelFuture：Netty 框架中所有的 I/O 操作都为异步的，因此我们需要 ChannelFuture 的 addListener()注册一个 ChannelFutureListener 监听事件，当操作执行成功或者失败时，监听就会自动触发返回结果。
• ChannelHandler：充当了所有处理入站和出站数据的逻辑容器。ChannelHandler 主要用来处理各种事件，这里的事件很广泛，比如可以是连接、数据接收、异常、数据转换等。
• ChannelPipeline：为 ChannelHandler 链提供了容器，当 channel 创建时，就会被自动分配到它专属的 ChannelPipeline，这个关联是永久性的。

9.Netty 发送消息有几种方式？

Netty 有两种发送消息的方式：

• 直接写入 Channel 中，消息从 ChannelPipeline 当中尾部开始移动；
• 写入和 ChannelHandler 绑定的 ChannelHandlerContext 中，消息从 ChannelPipeline 中的下一个 ChannelHandler 中移动。

10.默认情况 Netty 起多少线程？何时启动？

Netty 默认是 CPU 处理器数的两倍，bind 完之后启动。

11.Netty 支持哪些心跳类型设置？

• readerIdleTime：为读超时时间（即测试端一定时间内未接受到被测试端消息）。
• writerIdleTime：为写超时时间（即测试端一定时间内向被测试端发送消息）。
• allIdleTime：所有类型的超时时间。

二十二、Dubbo

1.Dubbo 是什么？

Dubbo 是一款高性能、轻量级的开源 RPC 框架，提供服务自动注册、自动发现等高效服务治理方案， 可以和 Spring 框架无缝集成。

2.Dubbo 的使用场景有哪些？

• 透明化的远程方法调用：就像调用本地方法一样调用远程方法，只需简单配置，没有任何API侵入。
• 软负载均衡及容错机制：可在内网替代 F5 等硬件负载均衡器，降低成本，减少单点。
• 服务自动注册与发现：不再需要写死服务提供方地址，注册中心基于接口名查询服务提供者的IP地址，并且能够平滑添加或删除服务提供者。

3.Dubbo 核心功能有哪些？

• Remoting：网络通信框架，提供对多种NIO框架抽象封装，包括“同步转异步”和“请求-响应”模式的信息交换方式。
• Cluster：服务框架，提供基于接口方法的透明远程过程调用，包括多协议支持，以及软负载均衡，失败容错，地址路由，动态配置等集群支持。
• Registry：服务注册，基于注册中心目录服务，使服务消费方能动态的查找服务提供方，使地址透明，使服务提供方可以平滑增加或减少机器。

4.Dubbo 核心组件有哪些？

• Provider：暴露服务的服务提供方
• Consumer：调用远程服务消费方
• Registry：服务注册与发现注册中心
• Monitor：监控中心和访问调用统计
• Container：服务运行容器

5.Dubbo 服务器注册于发现的流程？

• Provider（提供者）绑定指定端口并启动服务。
• 指供者连接注册中心，并发本机 IP、端口、应用信息和提供服务信息发送至注册中心存储。
• Consumer（消费者），连接注册中心 ，并发送应用信息、所求服务信息至注册中心。
• 注册中心根据消费者所求服务信息匹配对应的提供者列表发送至 Consumer 应用缓存。
• Consumer 在发起远程调用时基于缓存的消费者列表择其一发起调用。
• Provider 状态变更会实时通知注册中心、在由注册中心实时推送至 Consumer。

6.Dubbo 支持哪些协议，它们的优缺点有哪些？

• Dubbo： 单一长连接和 NIO 异步通讯，适合大并发小数据量的服务调用，以及消费者远大于提供者。传输协议 TCP，异步 Hessian 序列化。
• RMI： 采用 JDK 标准的 RMI 协议实现，传输参数和返回参数对象需要实现 Serializable 接口，使用 Java 标准序列化机制，使用阻塞式短连接，传输数据包大小混合，消费者和提供者个数差不多，可传文件，传输协议 TCP。 多个短连接 TCP 协议传输，同步传输，适用常规的远程服务调用和 RMI 互操作。在依赖低版本的 Common-Collections 包，Java 序列化存在安全漏洞。
• WebService：基于 WebService 的远程调用协议，集成 CXF 实现，提供和原生 WebService 的互操作。多个短连接，基于 HTTP 传输，同步传输，适用系统集成和跨语言调用。
• HTTP： 基于 Http 表单提交的远程调用协议，使用 Spring 的 HttpInvoke 实现。多个短连接，传输协议 HTTP，传入参数大小混合，提供者个数多于消费者，需要给应用程序和浏览器 JS 调用。
• Hessian：集成 Hessian 服务，基于 HTTP 通讯，采用 Servlet 暴露服务，Dubbo 内嵌 Jetty 作为服务器时默认实现，提供与 Hession 服务互操作。多个短连接，同步 HTTP 传输，Hessian 序列化，传入参数较大，提供者大于消费者，提供者压力较大，可传文件。
• Memcache：基于 Memcache实现的 RPC 协议。
• Redis：基于 Redis 实现的RPC协议。

7.Dubbo 推荐什么协议？

推荐使用 Dubbo 协议。

8.Dubbo 有哪些注册中心？

• Multicast 注册中心：Multicast 注册中心不需要任何中心节点，只要广播地址，就能进行服务注册和发现,基于网络中组播传输实现。
• Zookeeper 注册中心：基于分布式协调系统 Zookeeper 实现，采用 Zookeeper 的 watch 机制实现数据变更。
• Redis 注册中心：基于 Redis 实现，采用 key/map 存储，住 key 存储服务名和类型，map 中 key 存储服务 url，value 服务过期时间。基于 Redis 的发布/订阅模式通知数据变更。
• Simple 注册中心。

9.Dubbo 的注册中心集群挂掉，发布者和订阅者之间还能通信么？

可以通讯。启动 Dubbo 时，消费者会从 Zookeeper 拉取注册的生产者的地址接口等数据，缓存在本地。每次调用时，按照本地存储的地址进行调用。

10.Dubbo 使用的是什么通信框架?

默认使用 Netty 作为通讯框架。

11.Dubbo集群提供了哪些负载均衡策略？

• Random LoadBalance: 随机选取提供者策略，有利于动态调整提供者权重。截面碰撞率高，调用次数越多，分布越均匀。
• RoundRobin LoadBalance: 轮循选取提供者策略，平均分布，但是存在请求累积的问题。
• LeastActive LoadBalance: 最少活跃调用策略，解决慢提供者接收更少的请求。
• ConstantHash LoadBalance: 一致性 Hash 策略，使相同参数请求总是发到同一提供者，一台机器宕机，可以基于虚拟节点，分摊至其他提供者，避免引起提供者的剧烈变动。

默认为 Random 随机调用。

12.Dubbo的集群容错方案有哪些？

• Failover Cluster：失败自动切换，当出现失败，重试其它服务器。通常用于读操作，但重试会带来更长延迟。
• Failfast Cluster：快速失败，只发起一次调用，失败立即报错。通常用于非幂等性的写操作，比如新增记录。
• Failsafe Cluster：失败安全，出现异常时，直接忽略。通常用于写入审计日志等操作。
• Failback Cluster：失败自动恢复，后台记录失败请求，定时重发。通常用于消息通知操作。
• Forking Cluster：并行调用多个服务器，只要一个成功即返回。通常用于实时性要求较高的读操作，但需要浪费更多服务资源。可通过 forks=”2″ 来设置最大并行数。
• Broadcast Cluster：广播调用所有提供者，逐个调用，任意一台报错则报错 。通常用于通知所有提供者更新缓存或日志等本地资源信息。

默认的容错方案是 Failover Cluster。

13.Dubbo 支持哪些序列化方式？

默认使用 Hessian 序列化，还有 Duddo、FastJson、Java 自带序列化。

14.Dubbo 超时设置有哪些方式？

Dubbo 超时设置有两种方式：

• 服务提供者端设置超时时间，在Dubbo的用户文档中，推荐如果能在服务端多配置就尽量多配置，因为服务提供者比消费者更清楚自己提供的服务特性。
• 服务消费者端设置超时时间，如果在消费者端设置了超时时间，以消费者端为主，即优先级更高。因为服务调用方设置超时时间控制性更灵活。如果消费方超时，服务端线程不会定制，会产生警告。

15.服务调用超时会怎么样？

dubbo 在调用服务不成功时，默认是会重试两次。

16.Dubbo 在安全方面有哪些措施？

• Dubbo 通过 Token 令牌防止用户绕过注册中心直连，然后在注册中心上管理授权。
• Dubbo 还提供服务黑白名单，来控制服务所允许的调用方。

17.Dubbo 类似的分布式框架还有哪些？

比较著名的就是 Spring Cloud。

18.Dubbo 和 Spring Cloud 有什么关系？

Dubbo 是 SOA 时代的产物，它的关注点主要在于服务的调用，流量分发、流量监控和熔断。而 Spring Cloud 诞生于微服务架构时代，考虑的是微服务治理的方方面面，另外由于依托了 Spirng、Spirng Boot 的优势之上，两个框架在开始目标就不一致，Dubbo 定位服务治理、Spirng Cloud 是打造一个生态。

19.Dubbo 和 Spring Cloud 有什么哪些区别？

Dubbo 底层是使用 Netty 这样的 NIO 框架，是基于 TCP 协议传输的，配合以 Hession 序列化完成 RPC 通信。

Spring Cloud 是基于 Http 协议 Rest 接口调用远程过程的通信，相对来说 Http 请求会有更大的报文，占的带宽也会更多。但是 REST 相比 RPC 更为灵活，服务提供方和调用方的依赖只依靠一纸契约，不存在代码级别的强依赖，这在强调快速演化的微服务环境下，显得更为合适，至于注重通信速度还是方便灵活性，具体情况具体考虑。