Java面试复习大纲
2021-02-01 14:08:08 4 举报AI智能生成
Java面试复习大纲
作者其他创作
大纲/内容
Zookeeper
选举机制
过半机制
预提交 ack 2pc
Dubbo
Netty
零拷贝
BIO
阻塞 IO 读写都阻塞
问题 带宽 资源等
每个请求过来 开一个线程阻塞
NIO
不阻塞来者不拒
但是可能等待的时间太久相应延迟大了 太短了 会重试
通道 buffer 多路复用
监听事件
AIO
架构设计思路
执行链路
初始化channel
注册channel到selector
任务队列
轮训accept事件 处理这些简历 channel的链接
注册 channel到selector接收方
轮训写 事件 开线程去处理
任务队列
线程组
boss
监听端口所有准备就绪时间
work
监听准备工作
调用链路
服务暴露过程
IOC启动加载dubbo配置的标签
解析标签ServiceBean会生成一个Bean
实现了InitializingBean
afterpropertiesSet
get provider
set provider
各种信息 保存在 Serviceean
IOC完成 还实现了一个ApplicationListener监听器
回调onaoolicationEvent
是否暴露不是延迟暴露
暴露
信息校验doexport
检查
doexportURL暴露URL
加载注册中心信息
循环协议 端口
代理工厂获取 invoke封装
暴露invoke
根据spl来
本地暴露
打开服务器 exchangeService
启动服务器netty 监听服务
注册中心 注册服务
注册表
执行器
暴露 p和s 两个invoke的map缓存保存了地址
spl
服务引用
factoryBean->getObject->get
init
信息检查
创建代理对象 createProxy
远程引用 获取zk 获取信息 订阅
dubbo执行远程引用
创建netty客户端
返回invoke
注册到注册表进去
成功
SPL
java spl
Java 没 ioc aop
具体的spi kv形式
静态代理
容错机制
failover
直接切换
failfast
快速失败
failback
forking cluster
broadcast cluster
整合 hystrix
失败回调
返回默认
降级
return null
失败返回空
负载均衡
随机 加权
轮训
最少活跃数
hash 一致
选举算法
注册中心
协议
dubbo
默认 nio 单一长链接
二进制系列化 小数据量 100k
数据量中等 不适合文件传输
memcached
redis
webservice
http
RocketMQ
基础组成
NameService
无状态模式
brock 向发心跳顺便带上所有的Topic 信息
早期是zk后来改动
Brocker
中转消息，消息持久化
底层通信基于Netty
Producer
同步
异步
单向
Consumer
pull
push
支持集群模式
多master
多master多slave异步复制
多master多slave双写
消费保证
发送成功后返回consume_success
回溯消息
高可用
集群
NameService集群
Broker主从 双主 双从
Cosumer 自动切换
producer 链接两个Broker
刷盘
同步 超时会返回错误
异步 不返回
消息的主从复制
同步复制
异步复制
主从同步
异步刷盘
消息数顺序
Hash取模
RocketMQ提供了MessageQueueeSelector队列选择机制
顺序发送 顺序消费 消费者保证
消费者是多线程
消息去重
幂等
去重
消息表主键冲突
分布式事务
最大努力
消息表 不断轮训 人工干预
半消息
发送半消息 发送成功 本地事务 觉得是否提交还是回滚 服务端收到回复 检查本地事务 根据本地事务决定 提交
2/3pc
最终一致
预发 持久化 返回状态 发送处理结果 判断是否干掉持久的 发送
完整的一个调用链路
producer 和 NameService 节点建立一个长链接
定期从NameService获取Topic信息
发送消息给Broker Master
consumer 从 salve一起订阅
消息重试
顺序消息重试
不断重试 16次 4小时 46分钟 可以修改尝试次数
对一个消费者设置 组内都会设置
可以获取消息重试次数
无序消息重试
死信队列
不再被正常消费
保存3天
面向消费者消费
控制台 重发 重发消费者 单独消费者
事务消息
消息积压
决定是否丢弃
判断吞吐量
停止消费 加机器 加topic
分布式锁
Zookeeper
死锁
羊群效应
临时节点顺序
性能没redis高
Redis
jedis.set(String key, String value, String nxxx, String expx, int time))
性能比较高
数据库
死锁
设置一个失效时间用定时任务去跑
数据库集群 主备同步‘’搞个死循环排队
可重入设计一个字段累加
排它锁
用数据库自身锁就可以 行锁 索引
select xx for update
记得提交
宕机数据库也会自动释放锁
缺点
比其他的更耗费资源
复杂
特点
互斥
安全性
死锁
容错
算法
贪心
分治
动态规则
快排
堆排
二叉树
链表反转
成环
环节点
跳楼梯
扩展知识
内存屏障
指令乱码
分支预测
NUMA
CPU亲和性
踩过的坑
sync遇到了 bgsave
CPU飙升
bgsave之后会做一个emptyDB
这个时候做bgsave cow的机制就没了
这个时候做bgsave cow的机制就没了
会重新加载整个RDE
然后就save
高并发场景下无限同步
tps过高的时候
master复制缓存挤压区的时候 有个参数client-output-buffer-limit默认1M
大量请求会让值高升 超出阈值断开
重连
slave做RDB同步的时候回导致TPS过高无法加载
阻塞久了复制缓冲区的数据被冲掉了，是个队列会踢掉之前的数据
slave重连对比offset发现空挡重新sync
预估体量参数动态调整
canal并发修改
es自动机构建
redis es 深分页
集合
HashMap
1.7
数组+链表
头插
1.8
数组+链表+红黑树
尾插
扩容机制
LoadFactory(加载因子)默认0.75
创建一个空数组重新Hash
Hash公式和长度有关
线程不安全
2的幂次方
segment分段锁
继承了reentrankLock
尝试获取锁并发竞争 自旋 阻塞
方便运算
均匀分布
重写equals必须重写HashCode
ConcurrentHashMap
1.7
数组+链表
get高效 volatile修饰 不需要加锁
volatile修饰节点指针
HashEntry
1.8
数组+链表+红黑树
CAS+synchronized
cas失败自旋保证成功
再失败就sync保证
node
安全失败
ArrayList
数组
查找 访问速度快 增删效率低 线程不安全
LinkedList
基础
UDP
语音
视频
直播
TCP
三次握手
syn seq
syn ack seq
为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误
四次挥手
fin ack seq
ack seq fin ack seq
ack seq
场景
网络回话
文件传输
发送接收邮件
远程登录
如何保证可靠
HTTP
HTTPS
为什么安全
BIO
阻塞等待链接
阻塞等待数据
开线程处理并发
耗资源
NIO
非阻塞IO
epoll
粘包/拆包
在报文末尾增加换行符表明一条完整的消息，这样在接收端可以根据这个换行符来判断消息是否完整。将消息分为消息头、消息体。可以在消息头中声明消息的长度，根据这个长度来获取报文。规定好报文长度，不足的空位补齐，取的时候按照长度截取即可。
多路复用
select
单个进程可监视的fd数量被限制，即能监听端口的大小限制。
对socket进行扫描时是线性扫描，即采用轮询的方法，效率低下。
poll
大量的fd的数组被整体复制于用户态和内核地址空间之间，而不管这样的复制是不是有意义。
poll还有一个特点是“水平触发”，如果报告了fd之后，没有被处理，那么下次这样的复制是不是有意义。
epoll
没有最大并发连接的限制，能打开的FD的上限远大于 1024（1G的内存上能监听约10万个端口）
效率提升，不是轮训的方式，不会随着FD目的增加效率下降。
内存拷贝，利用mmap()文件映射内存加速与内核空间的消息传递；即epoll使用mmap减少复制开销。
netty 非异步 阻塞 response trse id 感觉
序列化
多线程
synchronized
对象
对象头（Header）
Mark Word (存储对象的HashCode，分代年龄和锁标志位信息)
Kiass Point(对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象杀死那个类的实例)
Monitor
EntryList
Owner（会指向持有Monitor对象的线程）
WaitSet
实例数据
对其填充
方法
ACC_SYNCHRONIZED
代码块
monitorenter
monitorexit
程序计数器 count
加减
锁膨胀
偏向->轻量级（乐观）->自旋->重量级
6
ThreadLocal
内存泄露
session
Lock
ReentrantReadWriteLock
ReadLock
WriteLock
ReentrantLock
NonfairSync
tryAcquire
acquireQueued
CAS
FairSync
hasQueuedPredecessOrs
如果是当前持有锁的线程可重入
AbstractQueuedSynchronizer
入队 出队
头结点设计
共享和独享的实现
CAS
实际应用
存在的问题
cpu开销
只能保证一个共享变量原子操作
AtomicReference
ABA
StarmpeclLock
volatile
MESI
当CPU写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，即在其他CPU中也存在该变量的副本，会发出信号通知其他CPU将该变量的缓存行置为无效状态，因此当其他CPU需要读取这个变量时，发现自己缓存中缓存该变量的缓存行是无效的，那么它就会从内存重新读取
锁bus
volitale会一直嗅探 cas 不断循环无效交互 导致带宽达到峰值
总线凤暴
Java内存模型JNIM
高速缓存
可见性
嗅探机制强制失效
处理器嗅探总线
有序性
禁止指令重排
lock前缀指令内存屏障
源代码->编译器优化重排序->指令级并行重排序->内存系统重排序->最终执行的指令序列
happens-before
volatille变量规则:对一个volatile域的写，happens-before于任意后续对这个volatile域的读。
as-if-serial
Atormiclntegcr
跳出死循环
线程池
neeFiedThreadPooll
newCacheThreadPool
SpnchronousQueue
newSlngle TheadExecutor
newscheduledThewadPool
DelayedWorkQueue
neeorkStealingPool
ThreadPoolExecutor
参数意义
核心线程数
默认没线程等任务来了才调用了 预创建线程 一个或者全部
最大线程数
空闲时间&单位
没有执行任务多久会终止 当线程池的线程数大于核心线程才会起作用 调用allowCoreThreadTimeOut会起作用
缓冲队列
LinkedElockingGueue
无界 当心内存溢出
ArrayBlockingQueue
有界队列
加锁保证安全 一直死循环阻塞 队列不满就唤醒
入队
阻塞调用方式put(e)或 offerle, timeout, unit)
阻塞调用时，唤醒条件为超时或者队列非满(因此，要求在出队时，要发起一个唤醒操作)进队成功之后,执行notEmpty.signail()唤起被阻塞的出队线程
阻塞调用时，唤醒条件为超时或者队列非满(因此，要求在出队时，要发起一个唤醒操作)进队成功之后,执行notEmpty.signail()唤起被阻塞的出队线程
在进行某项业务存储操作时，建议采用offer进行添加，可及时获取boolean进行判断，如用put要考虑阻塞情况《队列的出队操作慢于进队操作)，资源占用。
Synchronous
工厂方法
拒绝策略
抛异常
丢弃
重试
丢弃最早提交的
使用Hash表维护线程的引用
submit
使用future获取任务的执行结果
实际使用
商品详情界面
批处理
执行过程
核心线程->队列->最大线程->拒绝策略
运行状态
有个Volatile的状态码
running
shutdown
stop
terminated
所有线程销毁
corePoolSize、maxilimumPoolSize、largestPoolSize有意思
故障
JUC
常见问题
线程间是怎么通讯的？
wiat/notify机制，共享变量的synchronized或者Lock同步机制
volatile
CountDownLatch
CyclicBarrier
ThreadLocal 用来解决什么问题？
减少临界范围，使用ThreadLocal,，减少线程切换、使用读写锁copyonwriter等机制这些方法
如何尽可能提高多线程并发性能？
ThreadLocal是如何实现的？重点回答ThreadLocal不是用来解决多线程共享变量的问题，而是用来解决线程数据隔离
对写锁适用于什么场景？
读写锁适合读并发多，写并发少的场景，另外一个解决这种场景的方法是copyonwriter
如何实现一个生产者与消费者模型？
可以尝试通过锁、信号量、线程通信、阻塞等不同方式实现。
线程状态
线程就绪
start
sleep休眠超时
countDownLatch
只有一个构造方法 只会被赋值一次
没有别的方法可以修改count
JVM
JVM内存模型
堆
栈
方法区
本地方法栈
程序计数器
类加载机制
加载->验证->准备-.解析->初始化->卸载
双亲委派机制
父类加载 不重复加载
分代回收
老年代
新生代
永久代/元空间
晋升机制
根据存活时间
垃圾回收期
CMS
分代
年轻代
eden
S1
S2
minor gc
通过阈值晋升
老年
minor gc 的等价于full gc
永久
缺点
对CPU资源敏感
无法处理浮动垃圾
基于标记清除算法 大空间碎片
G1
分区概念 器化分代
标记整理算法 不会产生空间碎片 分配大对象不会提前full gc
可以设置预停顿时间
充分利用CPU 多核条件下 缩短 stw
收集步骤
初始标记 stw 从 gc root 开始直接可达的对象
并发标记 gc root 对对象进行可达性分析 找出存活对象
可达性分析算法
最终标记
删选回收
根据用户期待的gc 停顿时间制定回收计划
回收模式
young gc
回收所有的eden s区
复制一些存活对象到old区s区
mixed gc
GC模式
区别
g1分区域，每个区域是有老年代概念的 但是收集器以整个区域为单位收集
g1收集后马上合并空间内存 cms在stw的时候做
内存区域设置
XX:G1HeapReginonSize
复制成活对象到一个区域 暂停所有线程
垃圾回收机制
标记清除
试用场景
对象存活比较多的时候试用
老年代
缺点
提前GC
碎片空间
扫描了两次
标记存活对象
清除没有标记对象
标记复制
试用场景
存活对象少 比较高效
扫描了整个空间（标记存活对象并复制异动）
适合新生代
缺点
需要空间空闲
需要复制移动对象
引用计数
没办法解决循环引用问题
标记整理
full gc
老年代写满
system.gc
持久代空间不足
STW
实战
性能调优
设置堆的最大最小值 -xms -xmx
调整老年代和年轻代的比例
-XX：newSize设置绝对大小
防止年轻代堆收缩：老年代同理
主要看是否存在更多持久对象和临时对象
观察一段时间 看峰值老年代如何 不影响gc 就加大年轻代
配置好的机器可以用 并发收集算法
每个线程默认会开启1M的堆栈 存放栈帧 调用参数 局部变量 太大了 500卡足够
原则 就是减少gc stw
FullGC内存泄露排查
jasvism
dump
监控配置 自动dump
com种类
逃逸分析
可达性
虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
方法区中常量静态属性引起的对象
方法区中常量变量引用的对象
本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象
活跃线程的引用对象
JVM调优
OCM
内存泄露
锁征用
Java进程消耗CPU过高
JVM性能检测工具
Jconsole
Jprofiler
jvisualvm
MAT
内存泄露
help dumo
生产机 dump
mat
jump
-helpdumop
CPU100%
topc -c
top -Hp pid
jstack
进程转换
cat
Spring
设计模式
单例
多例
适配器
根据不同商家适配
责任链
继承 process 链路执行
源码
Bead
生命周期
扫描类
linvokeBeanFactoryPostProcessors
封装beanDefiniton对象 各种信息
放到map
遍历map
验证
能不能实例化 是否需要实例化需要根据信息来
是否单例等等
单丽池 只是一个ConcrurrentHahsMap
正在创建的 容器
得到class
推断构造方法
根据注入模型
默认
得到构造方法
反射 实例化这个对象
后置处理容器合并beanDefinintion
判断是否允许 循环依赖
提前暴露bean工厂对象
填充属性
自动注入
执行部分aware接口
继续执行部分aware 接口 生命周期回调方法
完成代理AOP
baenProstprocecssor 的前置方法
实例化为bean
放到单例池
销毁
作用域
单例（singleton）
多例（prototype）
Request
Session
循环依赖
情况
属性注入可以破解
构造器不行
三级缓存设自己 因二级之后去加载了
三级缓存
去单例池
判断是不是正在被创建的
判断是否支持依赖
二级缓存 放到 三级缓存
干掉二级缓存
GC
下次再来直接 三级缓存拿 缓存
缓存 存放
一级缓存 单例 Bean
二级缓存 工厂 产生Bean
产生Bean 复合
三级缓存 半成品
父子容器
事务实现原理
采用不同的容器
用AOP新建立了一个连接
共享链接
ThreadLocal 当前事务
前提是 关闭AutoCommit
AOP
静态代理
实现类
动态代理
JDK动态代理
实现接口
Java反射机制生成一个代理接口的匿名类
调用具体方法的时候调用invokeHandler
cjlib
asm字节码编辑技术创建类 基于classLoad装载
修改字节码生成子类处理
IOC
类加载机制
过程
加载
生成一个class对象
验证
文件格式验证
元数据验证
字节码验证
符号引用验证
准备
默认值
static会分配内存
解析
解析具体类的信息
引用等
初始化
父类没初始化 先初始化父类
使用
卸载
加载方式
main()
class，forName
ClassLoader，loadClass
类加载器
AppClass Loade
Extention ClassLoader
Boorstrap ClassLoader
双亲委派机制
可以避免重复
安全
Redis
数据结构
String
Hash
set
zset
score
随机底层
只需要调整前后节点指针
不止比较score
还会比较value
场景
成绩
积分
排行榜
List
注意分页的坑
HyperLogLog
Geo
Pub/Sub
BitMap
底层
SDS
保存键值
AOF缓存区
记录本身长度 C需要遍历
修改重新分配
空间预支配
惰性空间释放
二进制安全
链表
保存多个客户端的状态信息
列表订阅发布 慢查询 监视器
字典
Hash表
Hash表节点
Hash算法 索引值
渐进式rehash
每个字典带两个hash表
压缩列表
整数集合
常见命令
Keys
setnx
exprle
高可用
持久化
RDB
5分钟一次
冷备
恢复的时候比较快
快照文件生成时间
AOF
数据初始化
从节点发送命令主节点做bgsave同时开启buffer
数据同步机制
主从同步
指令流
offset
快照同步
RDB
缓冲区
哨兵
集群监控
消息通知
故障转移
脑裂
集群
链表
多主
横向扩容
多片
常见问题
缓存雪崩
加随机值
集群部署
缓存击穿
互斥锁
热点数据不失效
缓存穿透
布隆过滤器
双写一致性
延时双删
并发竞争
分布式锁
大key
bigkey命令 找到删除
Redis 4.0引入了 memory usage命令和lasyfree机制
热点key
缓存时间不失效
多级缓存
布隆过滤器
读写分离
过期策略
定时删除
消耗内存
创建一个定时器
惰性删除
可能存在大量key
定期删除
检查 删除 但是是随机的
淘汰机制
LUR
最少使用
备用方案
主从+哨兵+cluster
ecache+Hystrilx+降级+熔断+隔离
持久化
限流
setnx ex
zset
窗口滑动
zset会越来越大
令牌
定时push
然后leftpop
问题
空轮训
bipop
空连接异常
重试
漏桶 funnel
make_space 灌水之前调用漏水 腾出空间 取决于流水速率
Hash
原子性问题
Redis-Cell
redis cell
选择方案
热点key
二级缓存
备份热点key走不同的机器
扩展
跳跃表
令牌
漏桶
scan
多路IO复用
redis得读到很多才返回为0 会卡在那 直到新数据来或者链接关闭
写不会阻塞除非非阻塞区满了
非阻塞的IO提供了一个选项no_biocking 读写都不会阻塞 读多少写多少 取决于内核的套接字字节分配
非阻塞IO也有问题 线程要读数据 读了一点就返回了 线程什么时候知道继续读写一样
一般都是select解决 但是性能低 现在都是epoll
MySQL
分库分表
唯一主键
事务隔离级别
读未提交
读已提交
可重复读
序列化
回滚日志
没更早的read view删除
5.5之前回滚删除了文件也不会变小
索引
B+
Hash
等值查询
优化流程
预跑sql
排除 缓存 sql nocache
看下一行数对不对 不对可以用analyze table 矫正
添加索引 索引不一定是最优的 force index 强制索引 不建议用
存在回表的情况
覆盖索引避免回表，不要*
联合索引 不能无限速 高频场景
最左前缀原则 按照索引定义的字段顺序写sql
合理安排联合索引的顺序
5.6之后 索引下推 减少回表次数
聚簇索引
非聚簇索引
多扫描一次
减少回表
索引维护
页满了 页分裂 页利用率下降
数据删除 页合并
自增 只追加可以不考虑 也分页
索引长度
索引选择
普通索引
找到第一个之后 直到朋友不满足的
唯一索引
找到第一个后不满足就停止了
页的概念
更新
change buffer
更新操作来了 如果页不存在 就缓存下来 下次来了 更新 在就直接更新
唯一索引 需要判断 所以 用不到change buffer
innodb的处理流程
记录在页内
存唯一索引 判断没冲突插入
.普通索引 插入
记录不在页中
.数据页读入内存 判断 插入
change buffer
数据读是随机IO 成本高
机械硬盘 change buffer 收益大 写多读少 marge
MVCC
成本链 在聚餐索引中 有两个隐藏列 trx_id roll_pointer
读未提交
直接读取最新版本
序列化
加锁
Read View
读已提交
每次读取前生成一个
可重复读
第一次生成一个
锁
全局锁
全库逻辑备份
表锁
lock table read/write
读锁不互斥 写锁互斥
行锁
需要的时候才加上并不是马上释放 等事务结束才释放 两阶段锁协议
死锁
超时时间
innodb_lock_wait_timeout
死锁机制 事务回滚
innodb_deadlock_delet=on
热点行
CPU
临时关闭
控制并发度
分治
间隙锁
读写锁
读
lock in share mode
for update
行锁
写
innodb如何加锁
Record lock:对索引项加锁。
Grap lock:对索引项之间的"间隙"，第一条记录前的间隙，或最后一条记录的间隙 加锁。
Next-key：前的两种组合。对记录及前面的间隙加锁。
B+
log
udo log
回滚 mvcc
redio log
binlog
两段式提交 redo 准备 binglog 提交
主备延迟
强制走主
sleep
join
驱动表
id用完
bigInt
row_id(没设置主键的时候)
thread_id
真实故障
数据库挂了 show processlist 一千个查询在等待 有个超长sql kill 但是不会引起fiush table 但是不会引起flush table 脚本优化 analize会导致MySQL监测到对应的 table作了修改 必须flush close reopen就不会释放表的占用
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