java面试，看这一篇就够了_cas机制看这一篇就够了-优快云博客

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本文涵盖了Java面试的多个重要方面，包括Java基础知识（如HashMap的原理和优化）、JVM知识、ORM框架、MySQL数据库、Java Web技术以及线程安全等。深入探讨了HashMap的大小为何是2的幂次、线程安全问题、ArrayList原理、数据连接池、分布式系统概念，以及JVM的垃圾回收算法和各种收集器。此外，还讨论了Spring中autowire和resource的区别、消息队列的作用、Tomcat服务器的实现和分布式问题。内容全面，是准备Java面试的理想资料。

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Java基础知识

Java的hashmap的原理，Hashmap中jdk1.8之后做了哪些优化

通过hash的方法，通过put和get存储和获取对象。存储对象时，我们将K/V传给put方法时，它调用hashCode计算hash从而得到bucket位置，进一步存储，HashMap会根据当前bucket的占用情况自动调整容量(超过Load_Facotr则resize为原来的2倍)。获取对象时，我们将K传给get，它调用hashCode计算hash从而得到bucket位置，并进一步调用equals()方法确定键值对。如果发生碰撞的时候，Hashmap通过链表将产生碰撞冲突的元素组织起来，在Java8中，如果一个bucket中碰撞冲突的元素超过某个限制(默认是8)，则使用红黑树来替换链表，从而提高速度。

Hashmap为什么大小是2的幂次

得到 hash 值之后，再与数组的长度-1（length-1）进行一次与运算得到index值，如果数组的长度是 2 的倍数，那么length-1 的二进制一定是 …00001111…这种形式，也就是前面一定都是 0，后面全是1，那么再与 hash 值进行与运算的时候，结果一定是在原来数组大小的范围内，比如默认数组大小16-1=15 的二进制为： 00000000 00000000 00000000 00001111，某 key 的hash 值为：11010010 00000001 10010000 00100100，那么与上面做与运算的时候，值会对后面的四位进行运算，肯定会落在0~15 的范围内，假如不是 2 的倍数，那么 length-1 的二进制后面就不可能全是 1，做与运算的时候就会造成空间浪费

Hashmap的线程安全性？什么是线程安全的？如何实现线程安全

在拥有共享数据的多条线程并行执行的程序中，线程安全的代码会通过同步机制保证各个线程都可以正常且正确的执行，不会出现数据污染等意外情况。

Arraylist的原理

基于数组实现的，是一个动态数组，其容量能自动增长

ArrayList不是线程安全的，只能用在单线程环境下，多线程环境下可以考虑用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安全的ArrayList类，也可以使用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。

object类你知道的方法

protected Object clone() 创建并返回此对象的一个副本。

boolean equals(Object obj) 指示其他某个对象是否与此对象“相等”。

protected void finalize()
当垃圾回收器确定不存在对该对象的更多引用时，由对象的垃圾回收器调用此方法。

Class

Java web知识

数据连接池

数据库连接池负责分配,管理和释放数据库连接,它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接,而不是重新建立一个。

Forward和redirect的区别

！！！这里用“1”表示forward，用“2”表示redirect。

区别：

地址栏：
1. 为服务器的直接跳转，客户端浏览器并不知道，地址栏内容不变（服务器内部的动作）
2. 为客户端浏览器根据URL地址重新向服务器请求，地址栏变（有可能是请求的URI地址发生变化）

数据共享：
1. 共享浏览器传来的request
2. 全新的request

运用的地方：
1. 用户登录后根据角色跳转页面
2. 在用户注销后跳转主页或其他页面

效率：
1比2少了一次服务器请求，效率高一些

线程池的使用时的注意事项

减少了创建和销毁的次数，每个工作线程都可以一直被重用，能执行多个任务。

可以根据系统的承载能力，方便的调整线程池中线程的数目，防止因为消耗过量的系统资源而导致系统崩溃。

Spring中autowire和resourse关键字的区别

@Autowired和@Inject
默认 autowired by type
可以通过@Qualifier 显式指定 autowired by qualifier name。
@Inject 没有required属性，其他的和autowired一样

@Resource
默认 autowired by field name
如果 autowired by field name失败，会退化为 autowired by type
可以通过@Qualifier 显式指定 autowired by qualifier name
如果 autowired by qualifier name失败，会退化为 autowired by field name。但是这时候如果 autowired by field name失败，就不会再退化为autowired by type了。

消息队列了解么

主要原因是由于在高并发环境下，由于来不及同步处理，请求往往会发生堵塞，比如说，大量的insert，update之类的请求同时到达MySQL，直接导致无数的行锁表锁，甚至最后请求会堆积过多，从而触发too many connections错误。通过使用消息队列，我们可以异步处理请求，从而缓解系统的压力。

分布式了解么

分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。分布式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个计算机无法完成的计算、存储任务。其目的是利用更多的机器，处理更多的数据。

分布式事务了解么?不了解

本地事务数据库断电的这种情况，它是怎么保证数据一致性的呢？我们使用SQL Server来举例，我们知道我们在使用 SQL Server 数据库是由两个文件组成的，一个数据库文件和一个日志文件，通常情况下，日志文件都要比数据库文件大很多。数据库进行任何写入操作的时候都是要先写日志的，同样的道理，我们在执行事务的时候数据库首先会记录下这个事务的redo操作日志，然后才开始真正操作数据库，在操作之前首先会把日志文件写入磁盘，那么当突然断电的时候，即使操作没有完成，在重新启动数据库时候，数据库会根据当前数据的情况进行undo回滚或者是redo前滚，这样就保证了数据的强一致性。

分布式事务

自己写一个tomcat服务器，你会怎么写

使用Netty实现一个轻量级tomcat服务器

分布式服务器会出现哪些问题

分布式问题

怎么解决session一致性缓存的问题

方法	内容	缺点
session sticky	利用ip-hash进行分配访问	单点故障问题
session Relication	每个服务器拿到全部session	占内存、耗带宽
session Base	cookie包含session数据	不安全
session Center	利用中间件(Redis)存储所有session	需要增加额外技术

11. 反爬虫的机制，有哪些方式

通过单位时间的请求数识别爬虫，具体规则未知，第一次识别为疑似爬虫的阀值比较低，真人使用浏览器频繁点击也会被识别，识别为疑似爬虫的处理方法依次为用户名、密码验证，用户名、密码、验证码验证，短信验证

手写java的socket编程，服务端和客户端

简易BIO Socket编程

进程间的通信方式

(1) 管道(PIPE)
(2) 命名管道(FIFO)
(3) 信号灯(Semphore)
(4) 消息队列(MessageQueue)
(5) 共享内存(SharedMemory)
(6) Socket(当然也有Socket)

为什么负载均衡

单台服务器的处理能力有限，那么就做成集群，这样处理能力可以翻倍，也可以解决单点故障问题。

怎么实现负载均衡

负载均衡的算法（随机，轮询，加权，ip-hash,fair）等

JVM知识

垃圾回收算法
1. 引用计数法、可达性分析算法得到“垃圾”
2. 标记-清除算法
3. 复制算法(Java中新生代采用)
4. 标记压缩清除法(Java中老年代采用)
5. 分代法(Java堆采用)
6. 分区算法
你了解的垃圾收集器？ Cms收集器的过程
7种垃圾收集器
1. Serial收集器
  Serial收集器是最基本、发展历史最悠久的收集器。是单线程的收集器。它在进行垃圾收集时，必须暂停其他所有的工作线程，直到它收集完成。
2. ParNew收集器
  ParNew收集器其实就是Serial收集器的多线程版本，除了使用多线程进行垃圾收集之外，其余行为包括Serial收集器可用的所有控制参数、收集算法、Stop The Worl、对象分配规则、回收策略等都与Serial 收集器完全一样。
3. Parallel Scavenge（并行回收）收集器
  Parallel Scavenge收集器是一个新生代收集器，它也是使用复制算法的收集器，又是并行的多线程收集器
4. Serial Old 收集器
  Serial Old是Serial收集器的老年代版本，它同样是一个单线程收集器，使用标记整理算法。这个收集器的主要意义也是在于给Client模式下的虚拟机使用。
  如果在Server模式下，主要两大用途:
  （1）在JDK1.5以及之前的版本中与Parallel Scavenge收集器搭配使用
  （2）作为CMS收集器的后备预案，在并发收集发生Concurrent Mode Failure时使用
5. Parallel Old 收集器
  Parallel Old 是Parallel Scavenge收集器的老年代版本，使用多线程和“标记-整理”算法。这个收集器在1.6中才开始提供。
  该收集器的目标是达到一个可控制的吞吐量（Throughput）。
6. CMS收集器
  CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。目前很大一部分的Java应用集中在互联网站或者B/S系统的服务端上，这类应用尤其重视服务器的响应速度，希望系统停顿时间最短，以给用户带来较好的体验。CMS收集器就非常符合这类应用的需求。
  CMS收集器是基于“标记-清除”算法实现的。它的运作过程相对前面几种收集器来说更复杂一些，整个过程分为4个步骤：
  （1）初始标记
  （2）并发标记
  （3）重新标记
  （4）并发清除
  其中，初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要“Stop The World”.

CMS收集器主要优点：并发收集，低停顿。

CMS三个明显的缺点：

（1）CMS收集器对CPU资源非常敏感。CPU个数少于4个时，CMS对于用户程序的影响就可能变得很大，为了应付这种情况，虚拟机提供了一种称为“增量式并发收集器”的CMS收集器变种。所做的事情和单CPU年代PC机操作系统使用抢占式来模拟多任务机制的思想

（2）CMS收集器无法处理浮动垃圾，可能出现“Concurrent Mode Failure”失败而导致另一次Full GC的产生。在JDK1.5的默认设置下，CMS收集器当老年代使用了68%的空间后就会被激活，这是一个偏保守的设置，如果在应用中蓝年代增长不是太快，可以适当调高参数-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction的值来提高触发百分比，以便降低内存回收次数从而获取更好的性能，在JDK1.6中，CMS收集器的启动阀值已经提升至92%。

（3）CMS是基于“标记-清除”算法实现的收集器，手机结束时会有大量空间碎片产生。空间碎片过多，可能会出现老年代还有很大空间剩余，但是无法找到足够大的连续空间来分配当前对象，不得不提前出发FullGC。为了解决这个问题，CMS收集器提供了一个-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection开关参数（默认就是开启的），用于在CMS收集器顶不住要进行FullGC时开启内存碎片合并整理过程，内存整理的过程是无法并发的，空间碎片问题没有了，但停顿时间变长了。虚拟机设计者还提供了另外一个参数-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction,这个参数是用于设置执行多少次不压缩的Full GC后，跟着来一次带压缩的（默认值为0，标识每次进入Full GC时都进行碎片整理）

G1收集器
G1收集器的优势：
（1）并行与并发
（2）分代收集
（3）空间整理（标记整理算法，复制算法）
怎样进入老年代？

当对象在新生代存活到达一定年限，并且到to space时内存不足，就转移到老年代。

Java垃圾回收机制

minor gc和full gc触发条件。

Java的finalize，finally，final三个关键字的区别和应用场景

final—修饰符（关键字）如果一个类被声明为final，意味着它不能再派生出新的子类，不能作为父类被继承。因此一个类不能既被声明为 abstract的，又被声明为final的。将变量或方法声明为final，可以保证它们在使用中不被改变。被声明为final的变量必须在声明时给定初值，而在以后的引用中只能读取，不可修改。被声明为final的方法也同样只能使用，不能重载。

finally—再异常处理时提供 finally 块来执行任何清除操作。如果抛出一个异常，那么相匹配的 catch 子句就会执行，然后控制就会进入 finally 块（如果有的话）。

finalize—方法名。Java 技术允许使用 finalize() 方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在确定这个对象没有被引用时对这个对象调用的。它是在 Object 类中定义的，因此所有的类都继承了它。子类覆盖 finalize() 方法以整理系统资源或者执行其他清理工作。finalize() 方法是在垃圾收集器删除对象之前对这个对象调用的。

Java的full gc，会导致什么问题

清除新生代和老年代
问题：
消耗额外的cpu和资源
服务卡顿
tcp等连接失效

什么时候会触发stop-the-world（STW）

minor gc 和major gc都会，主要是需要标记哪些是垃圾
在CMS收集器中，会在初次标记和重新标记中STW，在后面并行执行清除操作时不会停止。

Jvm的参数设置

参数设置

内存屏障是什么

一种cpu指令集，用于控制特定条件下的重排序和内存可见性问题。
内存屏障

ORM框架

Hibernate的作用，你的理解
1. hibernate是一种ORM(对象映射)框架的持久性框架，它是对JDBC做了轻量级的封装，
  使得程序员可以面向对象思维的对数据库进行操作。
2. 支持各种关系数据库，它的级联功能很好的支持着表与表之间的各种关系。
3. 与spring整合之后连接数据库的代码和控制事物的代码都统一，由spring管理，简化了代码，以及更好的管理事物。
4. hibernate提供一级和二级缓存的功能，极大的提高了性能。
5. hibernate提供方便的API进行CURD，减轻了大量SQL语句的编写。
Hibernate和mybatis的区别

相同点：
Hibernate与MyBatis都可以是通过SessionFactoryBuider由XML配置文件生成SessionFactory，然后由SessionFactory 生成Session，最后由Session来开启执行事务和SQL语句。其中SessionFactoryBuider，SessionFactory，Session的生命周期都是差不多的。
Hibernate和MyBatis都支持JDBC和JTA事务处理。

Mybatis优势
MyBatis可以进行更为细致的SQL优化，可以减少查询字段。
MyBatis容易掌握，而Hibernate门槛较高。

Hibernate优势
Hibernate的DAO层开发比MyBatis简单，Mybatis需要维护SQL和结果映射。
Hibernate对对象的维护和缓存要比MyBatis好，对增删改查的对象的维护要方便。
Hibernate数据库移植性很好，MyBatis的数据库移植性不好，不同的数据库需要写不同SQL。
Hibernate有更好的二级缓存机制，可以使用第三方缓存。MyBatis本身提供的缓存机制不佳。

Hibernate的batch有数量限制么

读写锁

读写锁比mutex有更高的适用性，可以多个线程同时占用读模式的读写锁，但是只能一个线程占用写模式的读写锁。
1）当读写锁是写加锁状态时, 在这个锁被解锁之前, 所有试图对这个锁加锁的线程都会被阻塞.
2）当读写锁在读加锁状态时,所有试图以读模式对它进行加锁的线程都可以得到访问权，但是以写模式对它进行枷锁的线程将阻塞；
3）当读写锁在读模式锁状态时, 如果有另外线程试图以写模式加锁, 读写锁通常会阻塞随后的读模式锁请求, 这样可以避免读模式锁长期占用, 而等待的写模式锁请求长期阻塞;
这种锁适用对数据结构进行读的次数比写的次数多的情况。

Cas的原理，使用场景

CAS操作包含三个操作数——内存位置（V），预期原值（A）和新值（B）。如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器将会自动将该位置值更新为新值，否则，不做任何操作。无论哪种情况，它都会在CAS指令之前返回该位置的值。
java.util.concurrent包完全建立在CAS之上的，没有CAS就不会有此包。
java.util.concurrent包中借助CAS实现了区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁

MySQL数据库

Mysql的数据库引擎，区别特点

a.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。它本身实际上是基于Mysql后台的完整的系统。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的。同时，启动也比较的慢，它是不会保存表的行数的。当进行Select count(*) from table指令的时候，需要进行扫描全表。所以当需要使用数据库的事务时，该引擎就是首选。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。
b.MyIASM引擎，它是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Insert插入和Update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先。

数据库的索引？mysql不同引擎索引的区别

MyIASM引擎，B+树的数据结构中存储的内容实际上是实际数据的地址值。也就是说它的索引和实际数据是分开的，只不过使用索引指向了实际数据。这种索引的模式被称为非聚集索引。
Innodb引擎的索引的数据结构也是B+树，只不过数据结构中存储的都是实际的数据，这种索引有被称为聚集索引。

索引使用的注意事项

索引的类型：
UNIQUE(唯一索引)：不可以出现相同的值，可以有NULL值
INDEX(普通索引)：允许出现相同的索引内容
PROMARY KEY(主键索引)：不允许出现相同的值
fulltext index(全文索引)：可以针对值中的某个单词，但效率确实不敢恭维
组合索引：实质上是将多个字段建到一个索引里，列值的组合必须唯一
使用技巧以及注意事项

讲一下数据的acid
- Atomicity原子性
  原子性任务是一个独立的操作单元，是一种要么全部是，要么全部不是的原子单位性的操作。
- Consistency一致性
  一致性确保了任何事物都会使数据库从一种合法的状态变为另一种合法的状态。
- Isolation隔离性
  事务是并发控制机制，他们交错使用时也能提供一致性。隔离让我们隐藏来自外部世界未提交的状态变化，一个失败的事务不应该破坏系统的状态。隔离是通过用悲观或乐观锁机制实现的。
- Durability耐久性
  一个成功的事务将永久性地改变系统的状态，所以在它结束之前，所有导致状态的变化都记录在一个持久的事务日志中。

~~5. 什么是一致性~~

~~6. 什么是隔离性~~

Mysql的隔离级别

隔离级别	脏读	非重复读	幻读
READ_UNCOMMITTED	allowed	allowed	allowed
READ_COMMITTED	prevented	allowed	allowed
REPETABLE_READ	prevented	prevented	allowed
SERIALIZABLE	prevented	prevented	prevented

8. 每个隔离级别是如何解

Mysql要加上nextkey锁，语句该怎么写

非聚簇索引和聚簇索引

聚簇索引：
数据行的物理顺序与列值的顺序相同，如果我们查询id比较靠后的数据，那么这行数据的地址在磁盘中的物理地址也会比较靠后。而且由于物理排列方式与聚集索引的顺序相同，所以也就只能建立一个聚集索引了。
非聚簇索引：
该索引中索引的逻辑顺序与磁盘上行的物理存储顺序不同，一个表中可以拥有多个非聚集索引。

~~11. 索引的使用注意事项~~

联合索引

ALTER TABLE myIndex ADD INDEX name_city_age (vc_Name(10),vc_City,i_Age);