【总结】Java面试题

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部分转自 https://blog.csdn.net/junchi_/article/details/79754032

一、String特性。StringBuffer 和 StringBuilder 区别

问：String a = "str"; String b = new String("str")；问 a == b , a.equals(b) 的值是true还是false？

答：false ; true
这里涉及到 == 与 equals 的区别：

==和squals在比较基本数据类型时都比的是数值，但在比较引用数据类型时都比较的是地址。
而String类内部重写了equals()方法，所以比较的是内容是否相同。

String a = "str"; ，"str" 存到方法区的字符串常量池。而String b = new String("str")；，new String() 只要是new出来的就存到堆中，再指向常量池的"str"。用 == 时，a指向的是字符串常量池地址，而b指向的是 new String() 堆中存放地址。所以必然false。而String 的equals 是比较内容，他们的内容都是"str"。所以是 true。

关于String要知道它是被final修饰的不可变类。频繁修改最好用 StringBuffer 或 StringBuilder。二者的区别，StringBuilder效率高，线程不安全。StringBuffer线程安全。

String:字符常量，保存在常量池中。依赖一个私有字符常量表实现的

public final class String
implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
/** The value is used for character storage. */
private final char value[];

AbstractStringBuilder ：StringBuffer类与StringBuilder类都继承了AbstractStringBuilder，然而AbstractStringBuilder类是依赖一个字符变量表实现的；

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
/**
* The value is used for character storage.
*/
char[] value;

StringBuilder：自己重写了方法之后，全都在方法内super.function()，未做任何扩展。同时从类名语义上来说String构建者，所以没有subString方法看来也合情合理；
StringBuffer：在重写方法的同时，几乎所有方法都添加了synchronized同步关键字；

二、ArrayList 和 LinkedList 原理、区别以及底层数据结构

区别：
ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。
对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。
知道这些还不够，最好看一遍源码。了解一下存在这些区别的原因。以第三点为例，为什么新增删除 ArrayList占优势呢？看了源码就会了解到。 ArrayList 底层结构是数组，首先数组是不可变的，新增要检查数组大小是否满足，不满足需要扩容，扩容就需要新建数组，然后将原数组copy到新数组，再制空原数组，在新数组新增。删除时，ArrayList会将后面部分的元素依次往上挪一个位置(就是copy)。其他方法不再描述，具体需要先熟悉一下源码。有时候会问到怎么保证ArrayList 线程安全。用Collections.synchronizedList()或改用 Vector。原理是方法前加入了synchronize关键字实现加锁。

1.Vector与ArrayList：相同点：有序，不唯一，底层数组存值。
（1）Vector采用同步处理方式，效率低，线程安全，扩容采用原容量2倍扩增。
（2）ArrayList采用异步处理方式，效率高，线程不安全，扩容采用原容量1.5倍扩增。

三、HashMap、HashTable、ConcurrentHashMap 原理、源码、数据结构，线程是否安全

HashMap是数组加链表结构（哈希表）。

存入一个Key-Value对象，Key调用hashCode()生成一个哈希码，根据哈希码算出要存入数组中的位置i,判断位置i是否有值，如果没值直接将Key-Value存入位置i,如果位置i上有值，调用equals()将Key与位置i上已有的值一个一个比较，如果有重复，Key不插入，Value要将之前值覆盖，如果无重复，接着存入位置i,并以链表的方式连接。

HashTable和HashMap区别，属于线程安全，key value 不能为 null。

ConcurrentHashMap也是线程安全，结构可理解成分裂数组+HashTable。效率比HashTable高，因为HashTable是整个Map加锁，ConcurrentHashMap是把锁加到各个分裂数组上。

四、Lock 和 synchronize 实现原理与区别。简述乐观锁悲观锁。分布式锁实现方式

synchronized是托管给JVM执行的，而lock是java写的控制锁的代码。synchronized在锁定时如果方法块抛出异常，JVM 会自动将锁释放掉，不会因为出了异常没有释放锁造成线程死锁。但是 Lock 的话就享受不到 JVM 带来自动的功能，出现异常时必须在 finally 将锁释放掉，否则将会引起死锁。在资源竞争不是很激烈的情况下，偶尔会有同步的情形下，synchronized是很合适的。原因在于，编译程序通常会尽可能的进行优化synchronize。

锁：解决并发问题

1).悲观锁: 很悲观，修改数据的时候总会认为别人也会修改，所以要加锁，利用的数据库锁机制实现

1)数据库中实现:select * from t_user where id = 10 for update

2)Hibernate实现 1)session.get(User.calss,10,LockOptions.UPGRADE);

2).乐观锁：很乐观，修改数据的时候总会认为别人不会修改，所以不加锁，利用版本号机制实现

1)Hibernate怎么实现

a)在实体类中添加version(该属性Hibernate会帮我们维护)

b)在表中也添加version字段

c)在映射文件中建立关系

2)原理

a)提交的时候先判断版本号是否一致

1)如果一致就提交，版本号自增

2)如果不一致就不让提交，说明数据已经被其他事务修改。

分布式锁实现方式：基于数据库实现，基于缓存（Redis，memcached，tair）实现，基于Zookeeper实现。

五、SpringMVC流程。常用注解。Spring的IOC和AOP

SpringMVC流程：

用户发送请求至前端控制器DispatcherServlet。
DispatcherServlet收到请求调用HandlerMapping处理器映射器。
处理器映射器找到具体的处理器(可以根据xml配置、注解进行查找)，生成处理器对象及处理器拦截器(如果有则生成)一并返回给DispatcherServlet。
DispatcherServlet调用HandlerAdapter处理器适配器。
HandlerAdapter经过适配调用具体的处理器(Controller，也叫后端控制器)。
Controller执行完成返回ModelAndView。
HandlerAdapter将controller执行结果ModelAndView返回给DispatcherServlet。
DispatcherServlet将ModelAndView传给ViewReslover视图解析器。
ViewReslover解析后返回具体View。
DispatcherServlet根据View进行渲染视图（即将模型数据填充至视图中）。
DispatcherServlet响应用户。

六、微服务架构Spring Boot ，Spring Cloud

1.微服务的优势

首先，分解巨大单体应用为多个微服务，解决了单体应用的复杂性问题。每个服务都有一个定义清楚的边界，通过 RPC- 或者消息驱动API与外接沟通，这样单个微服务相比单体应用更容易开发和维护。

其次，微服务架构使得每个服务都可以由专门的开发团队来开发。开发者可以自由选择开发技术，同时也意味着开发者不需要被迫使用旧项目采用的过时技术。即使重写单个微服务也不会太困难，相比重写整个单体应用容易多了。

第三，微服务架构使得每个微服务独立部署，开发者不再需要协调其它服务部署对本服务的影响。这种改变可以加快部署速度，使得持续化部署成为可能。

最后，微服务架构使得每个服务可以独立扩展。

2.Spring Cloud 五大神兽：（要知道实现原理，Eureka 是重点）

服务发现——Netflix Eureka
客服端负载均衡——Netflix Ribbon
断路器——Netflix Hystrix
服务网关——Netflix Zuul
分布式配置——Spring Cloud Config

七、多线程与高并发

多线程要了解线程常用方法。线程池的实现方式。如何避免死锁。生命周期。

线程的生命周期：

新建状态：线程刚New出来时。

就绪状态：线程调用start()。

运行状态：处于就绪状态的线程，抢到了资源时调用run()，就处于运行状态。

阻塞状态：当线程调用sleep(),或yield()时。

终止状态：当线程执行结束或者调用stop（）。

避免死锁：

加锁顺序（线程按照一定的顺序加锁）
加锁时限（线程尝试获取锁的时候加上一定的时限，超过时限则放弃对该锁的请求，并释放自己占有的锁）
死锁检测

并发包扩常用类原理和应用场景：计数器CountdownLatch，栅栏CyclicBarrier，信号量semaphore，交换。

八、事务相关

项目中事务处理方案。

4种事务特性：
原子性（atomicity）:强调事务的不可分割. 同一个事务中sql语句要么一起执行成功，要么一起执行失败。
一致性（consistency）:事务的执行的前后数据的完整性保持一致.
隔离性（isolation）:事务在执行的过程中互不干扰。
持久性（durability） :事务中的数据一旦提交或者回滚，数据修改是永久的。、

5种隔离级别：

DEFAULT 这是一个PlatfromTransactionManager默认的隔离级别，使用数据库默认的事务隔离级别
未提交读（read uncommited） :脏读，不可重复读，虚读都有可能发生
已提交读（read commited）:避免脏读。但是不可重复读和虚读有可能发生
可重复读（repeatable read） :避免脏读和不可重复读.但是虚读有可能发生
串行化的（serializable） :避免以上所有读问题

7种传播行为：

保证同一个事务中

PROPAGATION_REQUIRED 支持当前事务，如果不存在就新建一个(默认)
PROPAGATION_SUPPORTS 支持当前事务，如果不存在，就不使用事务
PROPAGATION_MANDATORY 支持当前事务，如果不存在，抛出异常
保证没有在同一个事务中
PROPAGATION_REQUIRES_NEW 如果有事务存在，挂起当前事务，创建一个新的事务
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 以非事务方式运行，如果有事务存在，挂起当前事务
PROPAGATION_NEVER 以非事务方式运行，如果有事务存在，抛出异常
PROPAGATION_NESTED 如果当前事务存在，则嵌套事务执行
分布式事务处理方案（XA，TCC等，也可以了解一下阿里最近推出的 GTS）

九、常用那些设计模式，说出原理，以及框架中用到哪些。单例的几种写法

23种设计模式至少要了解Spring框架用到的一些设计模式。bean单例 beanfactory工厂 AOP动态代理等。

单例有饿汉式，懒汉式，静态内部类等方式。这些方式并非真正安全，可以用反射拿到，用枚举可以避免。

饿汉式：

/*//饿汉式，在系统加载类是就创建了对象，占用资源，但在多线程中安全
private static Boss boss=new Boss("罗嘉", 18);//提供一个对外的接口，专门用来供外界调用这个对象
public static Boss getBoss() {
return boss;
}*/

懒汉式：

//懒汉式，在系统加载类时不会创建对象，在用对象时才会创建节约资源，但在多线程中有安全隐患，要加个同步锁
private static Boss boss;
//提供一个对外的接口，专门用来供外界调用这个对象
public synchronized static Boss getBoss() {
if (boss==null) {
boss=new Boss("罗嘉", 18);
}
return boss;
}

spring中用到的设计模式：

1.工厂模式，在各种BeanFactory以及ApplicationContext创建中都用到了；实质：由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类

2.模版模式，在各种BeanFactory以及ApplicationContext实现中也都用到了；

3.代理模式，在Aop实现中用到了JDK的动态代理；spring优先支持实现接口的方式,如果没有接口则使用cglib方式。

实现原理： 切面在应用运行的时刻被织入。一般情况下，在织入切面时，AOP容器会为目标对象创建动态的创建一个代理对象。SpringAOP就是以这种方式织入切面的。

4.策略模式，第一个地方，加载资源文件的方式，使用了不同的方法，比如：ClassPathResourece，FileSystemResource，ServletContextResource，UrlResource但他们都有共同的借口Resource；第二个地方就是在Aop的实现中，采用了两种不同的方式，JDK动态代理和CGLIB代理；

5.单例模式，这个比如在创建bean的时候。

6. 适配器模式

实现方式：SpringMVC中的适配器HandlerAdatper。

实现原理：HandlerAdatper根据Handler规则执行不同的Handler。

十、常用中间件RabbitMQ，kafka等，原理、区别、优缺点

中间件的应用场景。

RabbitMQ是一个AMQP实现，传统的messaging queue系统实现，基于Erlang。老牌MQ产品了。AMQP协议更多用在企业系统内，对数据一致性、稳定性和可靠性要求很高的场景，对性能和吞吐量还在其次。

Kafka是linkedin开源的MQ系统，主要特点是基于Pull的模式来处理消息消费，追求高吞吐量，一开始的目的就是用于日志收集和传输，0.8开始支持复制，不支持事务，适合产生大量数据的互联网服务的数据收集业务。

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