常见的50道java面试题及答案（六）

sleep() 方法和 wait() 方法的区别和共同点?

相同点：
两者都可以暂停线程的执行，都会让线程进入等待状态。

什么是CAS？

CAS是compare and swap的缩写，即我们所说的比较交换。

同步与异步

同步就是一个任务的完成需要依赖另外一个任务时，只有等待被依赖的任务完成后，依赖的任务才能算完成，这是一种可靠的任务序列。要么成功都成功，失败都失败，两个任务的状态可以保持一致。而异步是不需要等待被依赖的任务完成，只是通知被依赖的任务要完成什么工作，依赖的任务也立即执行，只要自己完成了整个任务就算完成了。至于被依赖的任务最终是否真正完成，依赖它的任务无法确定，所以它是不可靠的任务序列。我们可以用打电话和发短信来很好的比喻同步与异步操作。

说说类加载的过程

加载
验证
准备（为一些类变量分配内存，并将其初始化为默认值）
解析（将符号引用替换为直接引用。类和接口、类方法、接口方法、字段等解析）
初始化

如何判断一个常量是废弃常量 ？

运行时常量池主要回收的是废弃的常量。假如在常量池中存在字符串 “abc”，如果当前没有任何 String 对象引用该字符串常量的话，就说明常量 “abc” 就是废弃常量，如果这时发生内存回收的话而且有必要的话，“abc” 就会被系统清理出常量池。

并发与并行的区别？

并发指的是多个任务交替进行，并行则是指真正意义上的“同时进行”。

在Java中Lock接口比synchronized块的优势是什么？你需要实现一个高效的缓存，它允许多个用户读，但只允许一个用户写，以此来保持它的完整性，你会怎样去实现它？

lock接口在多线程和并发编程中最大的优势是它们为读和写分别提供了锁，它能满足你写像ConcurrentHashMap这样的高性能数据结构和有条件的阻塞。Java线程面试的问题越来越会根据面试者的回答来提问。我强烈建议在你去参加多线程的面试之前认真读一下Locks，因为当前其大量用于构建电子交易终统的客户端缓存和交易连接空间。

final finally finalize的区别

• 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.gc() 方法的时候，由垃圾回收器调用finalize()，回收垃圾，一个对象是否可回收的
  最后判断。

使用Spring Cloud有什么优势？

使用Spring Boot开发分布式微服务时，我们面临以下问题

如何使用 Docker 技术创建与环境无关的容器系统？

Docker 技术有三中主要的技术途径辅助完成此需求：

Redis中的管道有什么用？

一次请求/响应服务器能实现处理新的请求即使旧的请求还未被响应。这样就可以将多个命令发送到服务器，而不用等待回复，最后在一个步骤中读取该答复。

如何估算 Kafka 集群的机器数量?

这道题目考查的是机器数量和所用资源之间的关联关系。所谓资源，也就是 CPU、内存、磁盘和带宽。

Redis和Redisson有什么关系？

Redisson是一个高级的分布式协调Redis客服端，能帮助用户在分布式环境中轻松实现一些Java的对象 (Bloom filter, BitSet, Set, SetMultimap, ScoredSortedSet, SortedSet, Map, ConcurrentMap, List, ListMultimap, Queue, BlockingQueue, Deque, BlockingDeque, Semaphore, Lock, ReadWriteLock, AtomicLong, CountDownLatch, Publish / Subscribe, HyperLogLog)。

Netty 的零拷贝了解么？

维基百科是这样介绍零拷贝的：“零复制（英语：Zero-copy；也译零拷贝）技术是指计算机执行操作时，CPU 不需要先将数据从某处内存复制到另一个特定区域。这种技术通常用于通过网络传输文件时节省 CPU 周期和内存带宽。

你熟悉哪些垃圾收集算法？

标记清除（缺点是碎片化）
复制算法（缺点是浪费空间）
标记整理算法（效率比前两者差）
分代收集算法（老年代一般使用“标记-清除”、“标记-整理”算法，年轻代一般用复制算法）

Servlet的生命周期？

—根据Servlet的配置参数1来决定实例化时机，没有配置该参数项或者为负数，则第一次访问的时候才会被实例化并调用init () 函数，如果为0或者正整数，则服务器启动的时候就会被加载，加载顺序由小到达。Servlet 通过调用 init () 方法进行初始化。

介绍一下，堆排序的原理是什么？

堆排序就是把最大堆堆顶的最大数取出，将剩余的堆继续调整为最大堆，再次将堆顶的最大数取出，这个过程持续到剩余数只有一个时结束。在堆中定义以下几种操作：

Zookeeper Watcher 机制

Zookeeper允许客户端向服务端的某个Znode注册一个Watcher监听，当服务端的一些指定事件触发了这个Watcher，服务端会向指定客户端发送一个事件通知来实现分布式的通知功能，然后客户端根据Watcher通知状态和事件类型做出业务上的改变。

内部类的分类有哪些

内部类可以分为四种： 成员内部类、局部内部类、匿名内部类和静态内部类 。

TreeMap和TreeSet在排序时如何比较元素？Collections工具类中的sort()方法如何比较元素？

TreeSet要求存放的对象所属的类必须实现Comparable接口，该接口提供了比较元素的compareTo()方法，当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。TreeMap要求存放的键值对映射的键必须实现Comparable接口从而根据键对元素进行排序。Collections工具类的sort方法有两种重载的形式，第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现Comparable接口以实现元素的比较；第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较，但是要求传入第二个参数，参数是Comparator接口的子类型（需要重写compare方法实现元素的比较），相当于一个临时定义的排序规则，其实就是通过接口注入比较元素大小的算法，也是对回调模式的应用（Java中对函数式编程的支持）。

介绍一下类文件结构吧！

魔数: 确定这个文件是否为一个能被虚拟机接收的 Class 文件。
Class 文件版本 ：Class 文件的版本号，保证编译正常执行。
常量池 ：常量池主要存放两大常量：字面量和符号引用。
访问标志 ：标志用于识别一些类或者接口层次的访问信息，包括：这个 Class 是类还是接口，是否为 public 或者 abstract 类型，如果是类的话是否声明为 final 等等。
当前类索引,父类索引 ：类索引用于确定这个类的全限定名，父类索引用于确定这个类的父类的全限定名，由于 Java 语言的单继承，所以父类索引只有一个，除了 java.lang.Object 之外，所有的 java 类都有父类，因此除了 java.lang.Object 外，所有 Java 类的父类索引都不为 0。
接口索引集合 ：接口索引集合用来描述这个类实现了那些接口，这些被实现的接口将按implents(如果这个类本身是接口的话则是extends) 后的接口顺序从左到右排列在接口索引集合中。
字段表集合 ：描述接口或类中声明的变量。字段包括类级变量以及实例变量，但不包括在方法内部声明的局部变量。
方法表集合 ：类中的方法。
属性表集合 ： 在 Class 文件，字段表，方法表中都可以携带自己的属性表集合。

RocketMQ如何做负载均衡？

通过Topic在多Broker中分布式存储实现。

Java中异常分为哪些种类？

按照异常需要处理的时机分为编译时异常(也叫受控异常)也叫 CheckedException 和运行时异常(也叫非受控异常)也叫 UnCheckedException。Java认为Checked异常都是可以被处理的异常，所以Java程序必须显式处理Checked异常。如果程序没有处理Checked 异常，该程序在编译时就会发生错误无法编译。这体现了Java 的设计哲学：没有完善错误处理的代码根本没有机会被执行。对Checked异常处理方法有两种：

@Component和@Bean的区别是什么？

1.作用对象不同。@Component注解作用于类，而@Bean注解作用于方法。
2.@Component注解通常是通过类路径扫描来自动侦测以及自动装配到Spring容器中（我们可以使用@ComponentScan注解定义要扫描的路径）。@Bean注解通常是在标有该注解的方法中定义产生这个bean，告诉Spring这是某个类的实例，当我需要用它的时候还给我。
3.@Bean注解比@Component注解的自定义性更强，而且很多地方只能通过@Bean注解来注册bean。比如当引用第三方库的类需要装配到Spring容器的时候，就只能通过@Bean注解来实现。

Eureka和zookeeper都可以提供服务注册与发现的功能，两者的区别

Zookeeper保证了CP(C：一致性，P：分区容错性)，Eureka保证了AP(A：高可用，P：分区容错)
1、Zookeeper-----当向注册中心查询服务列表时，我们可以容忍注册中心返回的是几分钟以前的信息，但不能容忍直接down掉不可用的。也就是说服务注册功能对高可用性要求比较高，但是zk会出现这样的一种情况，当master节点因为网络故障与其他节点失去联系时，剩余的节点会重新选leader。问题在于，选取leader的时间过长(30~120s)，且选取期间zk集群都不可用，这样就会导致选取期间注册服务瘫痪。在云部署的环境下，因网络问题使得zk集群失去master节点是较大概率会发生的事，虽然服务最终恢复，但是漫长的选择时间导致的注册长期不可用是不能容忍的
2、Eureka则看明白这一点，因此再设计的优先保证了高可用性。Eureka各个节点都是平等的，几个节点挂掉不会影响到正常节点的工作，剩余的节点依然可以提供注册和查询服务。而Eureka的客户端再向某个Eureka注册时如果发现连接失败，则会自动切换至其他节点，只要有一台Eureka还在，就能保证注册服务的可用(保证可用性)，只不过查到的信息可能不是最新的(不保证一致性)。除此之外Eureka还有一种自我保护机制，如果在15分钟内超过85%的节点都没有正常心跳，那么Eureka就认为客户端与注册中心出现了网络故障，此时就会出现以下几种情况：
1>、Eureka不再从注册列表移除因为长时间没收到心跳而应该过期的服务
2>、Eureka仍然能够接受新服务的注册和查询请求，但是不会被同步到其它节点上(保证当前节点可用)
3>、当网络稳定时，当前实例新的注册信息会被同步到其它节点中
Eureka还有客户端缓存功能(Eureka分为客户端程序和服务器端程序两个部分，客户端程序负责向外提供注册与发现服务接口)。所以即便Eureka集群中所有节点都失效，或者发生网络分隔故障导致客户端不能访问任何一台Eureka服务器；Eureka服务的消费者任然可以通过Eureka客户端缓存来获取所有的服务注册信息。甚至最极端的环境下，所有正常的Eureka节点都不对请求产生响应也没有更好的服务器解决方案来解决这种问题时；得益于Eureka的客户端缓存技术，消费者服务仍然可以通过Eureka客户端查询与获取注册服务信息，这点很重要，因此Eureka可以很好的应对网络故障导致部分节点失去联系的情况，而不像Zookeeper那样使整个注册服务瘫痪。

若cluster中拥有某个queue的owner node失效了，且该queue 被声明具有durable属性，是否能够成功从其他node上重新声明该 queue ？

不能，在这种情况下，将得到404 NOT_FOUND错误。只能等queue所 属的node恢复后才能使用该queue。但若该queue本身不具有durable 属性，则可在其他node上重新声明。

Spring中的bean的作用域有哪些？

1.singleton：唯一bean实例，Spring中的bean默认都是单例的。
2.prototype：每次请求都会创建一个新的bean实例。
3.request：每一次HTTP请求都会产生一个新的bean，该bean仅在当前HTTP request内有效。
4.session：每一次HTTP请求都会产生一个新的bean，该bean仅在当前HTTP session内有效。
5.global-session：全局session作用域，仅仅在基于Portlet的Web应用中才有意义，Spring5中已经没有了。Portlet是能够生成语义代码（例如HTML）片段的小型Java Web插件。它们基于Portlet容器，可以像Servlet一样处理HTTP请求。但是与Servlet不同，每个Portlet都有不同的会话。

HashMap是怎么实现的？

详见：https://blog.youkuaiyun.com/woshimaxiao1/article/details/83661464

栈帧里面包含哪些东西？

局部变量表、操作数栈、动态连接、返回地址等

kafka如何实现延迟队列？

Kafka并没有使用JDK自带的Timer或者DelayQueue来实现延迟的功能，而是基于时间轮自定义了一个用于实现延迟功能的定时器（SystemTimer）。JDK的Timer和DelayQueue插入和删除操作的平均时间复杂度为O(nlog(n))，并不能满足Kafka的高性能要求，而基于时间轮可以将插入和删除操作的时间复杂度都降为O(1)。时间轮的应用并非Kafka独有，其应用场景还有很多，在Netty、Akka、Quartz、Zookeeper等组件中都存在时间轮的踪影。

用户态切换到内核态的方式有哪些？

系统调用：程序的执行一般是在用户态下执行的，但当程序需要使用操作系统提供的服务时，比如说打开某一设备、创建文件、读写文件（这些均属于系统调用）等，就需要向操作系统发出调用服务的请求，这就是系统调用。

如何清理批量后台停止的容器？

使用docker rm $（sudo docker ps -a -q）

什么是双亲委派机制？

双亲委派机制的意思是除了顶层的启动类加载器以外，其余的类加载器，在加载之前，都会委派给它的父加载器进行加载。这样一层层向上传递，直到祖先们都无法胜任，它才会真正的加载。

ElasticSearch中的集群、节点、索引、文档、类型是什么？

群集是一个或多个节点（服务器）的集合，它们共同保存您的整个数据，并提供跨所有节点的联合索引和搜索功能。群集由唯一名称标识，默认情况下为“elasticsearch”。此名称很重要，因为如果节点设置为按名称加入群集，则该节点只能是群集的一部分。
节点是属于集群一部分的单个服务器。它存储数据并参与群集索引和搜索功能。
索引就像关系数据库中的“数据库”。它有一个定义多种类型的映射。索引是逻辑名称空间，映射到一个或多个主分片，并且可以有零个或多个副本分片。 MySQL =>数据库，ElasticSearch =>索引。
文档类似于关系数据库中的一行。不同之处在于索引中的每个文档可以具有不同的结构（字段），但是对于通用字段应该具有相同的数据类型。 MySQL => Databases =>Tables => Columns / Rows， ElasticSearch => Indices => Types =>具有属性的文档。
类型是索引的逻辑类别/分区，其语义完全取决于用户。

SOA和微服务架构有哪些区别?

微服务是在SOA的基础上发展而来,从粒度上来说,微服务的粒度要比SOA更细.
微服务由于粒度更细,所以微服务架构的耦合度相对于SOA架构的耦合度更低.
微服务的服务规模相较于SOA一般要更大,所能承载的并发量也更高.

Spring AOP 实现原理

实现AOP的技术，主要分为两大类：

CyclicBarrier和CountDownLatch的区别

1）CountDownLatch简单的说就是一个线程等待，直到他所等待的其他线程都执行完成并且调用countDown()方法发出通知后，当前线程才可以继续执行。
2）cyclicBarrier是所有线程都进行等待，直到所有线程都准备好进入await()方法之后，所有线程同时开始执行！
3）CountDownLatch的计数器只能使用一次。而CyclicBarrier的计数器可以使用reset() 方法重置。所以CyclicBarrier能处理更为复杂的业务场景，比如如果计算发生错误，可以重置计数器，并让线程们重新执行一次。
4）CyclicBarrier还提供其他有用的方法，比如getNumberWaiting方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量。isBroken方法用来知道阻塞的线程是否被中断。如果被中断返回true，否则返回false。

kafka follower如何与leader同步数据？

Kafka的复制机制既不是完全的同步复制，也不是单纯的异步复制。完全同步复制要求All Alive Follower都复制完，这条消息才会被认为commit，这种复制方式极大的影响了吞吐率。而异步复制方式下，Follower异步的从Leader复制数据，数据只要被Leader写入log就被认为已经commit，这种情况下，如果leader挂掉，会丢失数据，kafka使用ISR的方式很好的均衡了确保数据不丢失以及吞吐率。Follower可以批量的从Leader复制数据，而且Leader充分利用磁盘顺序读以及send file(zero copy)机制，这样极大的提高复制性能，内部批量写磁盘，大幅减少了Follower与Leader的消息量差。

了解过哪些负载均衡算法？

轮询（Round Robin）
轮询算法把每个请求轮流发送到每个服务器上。
该算法比较适合每个服务器的性能差不多的场景，如果有性能存在差异的情况下，那么性能较差的服务器可能无法承担多大的负载。

比较一下Spring Security和Shiro各自的优缺点？

由于Spring Boot官方提供了大量的非常方便的开箱即用的Starter，包括Spring Security的Starter，使得在SpringBoot中使用Spring Security变得更加容易，甚至只需要添加一个一来就可以保护所有接口，所以如果是SpringBoot项目，一般选择Spring Security。当然这只是一个建议的组合，单纯从技术上来说，无论怎么组合，都是没有问题的。

Dubbo如何优雅停机？

Dubbo 是通过 JDK 的 ShutdownHook 来完成优雅停机的，所以如果使用 kill -9 PID 等强制关闭指令，是不会执行优雅停机的，只有通过 kill PID 时，才会执行。

什么是内存屏障？

内存屏障，也叫内存栅栏，是一种CPU指令，用于控制特定条件下的重排序和内存可见性问题。
LoadLoad屏障：对于这样的语句Load1; LoadLoad; Load2，在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreStore屏障：对于这样的语句Store1; StoreStore; Store2，在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见。
LoadStore屏障：对于这样的语句Load1; LoadStore; Store2，在Store2及后续写入操作被刷出前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreLoad屏障：对于这样的语句Store1; StoreLoad; Load2，在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。它的开销是四种屏障中最大的。 在大多数处理器的实现中，这个屏障是个万能屏障，兼具其它三种内存屏障的功能。

zookeeper是如何保证事务的顺序一致性的？

zookeeper采用了全局递增的事务Id来标识，所有的proposal（提议）都在被提出的时候加上了zxid，zxid实际上是一个64位的数字，高32位是epoch（时期; 纪元; 世; 新时代）用来标识leader周期，如果有新的leader产生出来，epoch会自增，低32位用来递增计数。当新产生proposal的时候，会依据数据库的两阶段过程，首先会向其他的server发出事务执行请求，如果超过半数的机器都能执行并且能够成功，那么就会开始执行。

为什么Kafka不支持读写分离？

在 Kafka 中，生产者写入消息、消费者读取消息的操作都是与 leader 副本进行交互的，从 而实现的是一种主写主读的生产消费模型。

什么是溢出？什么是上溢？什么是下溢？

溢出即计算机无法表示数值。上溢是指数值绝对值大于表示范围，下溢是指计算机无法提供有效精度表示数值。

什么是Container Orchestration？

考虑一个应用程序有5-6个微服务的场景。现在，这些微服务被放在单独的容器中，但如果没有容器编排就无法进行通信。因此，由于编排意味着所有乐器在音乐中和谐共处，所以类似的容器编排意味着各个容器中的所有服务协同工作以满足单个服务器的需求。

Nginx的优缺点？

优点：
占内存小，可实现高并发连接，处理响应快
可实现http服务器、虚拟主机、方向代理、负载均衡
Nginx配置简单
可以不暴露正式的服务器IP地址

作为注册中心，Zookeeper和Eureka有什么区别？

详见：https://mp.weixin.qq.com/s/B6F9Ea1GnDIou41Po3NMAQ

静态变量和实例变量区别

静态变量： 静态变量由于不属于任何实例对象，属于类的，所以在内存中只会有一份，在类的加载过程中，JVM只为静态变量分配一次内存空间。

什么是算法？

算法简单来说就是解决问题的步骤。