java面试题整合
1.Java数据类型 ?
Java是一种静态类型语言,它具有丰富的数据类型用于声明变量和方法返回类型。Java中的数据类型分为两类:原始数据类型(Primitive Data Types)和引用数据类型(Reference Data Types)。
-
原始数据类型(Primitive Data Types):
Java中的原始数据类型是直接存储数据值的简单数据类型,它们不是对象。原始数据类型包括以下8种:
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byte:用于表示8位有符号整数,取值范围为 -128 到 127。
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short:用于表示16位有符号整数,取值范围为 -32,768 到 32,767。
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int:用于表示32位有符号整数,取值范围为 -2^31 到 2^31-1。
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long:用于表示64位有符号整数,取值范围为 -2^63 到 2^63-1。
-
float:用于表示单精度浮点数,取值范围和精度较小。
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double:用于表示双精度浮点数,取值范围和精度较大。
-
char:用于表示16位 Unicode 字符,取值范围为 '\u0000'(0)到 '\uffff'(65535)。
-
boolean:用于表示布尔值,只能取值为 true 或 false。
-
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引用数据类型(Reference Data Types):
引用数据类型用于引用对象,而不是直接存储实际数据。它们包括类、接口、数组以及Java中的预定义数据类型(如 String)等。引用数据类型存储的是对象在内存中的地址。
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类:通过关键字
class
声明,并实例化为对象。 -
接口:通过关键字
interface
声明,并可以由类实现。 -
数组:通过关键字
[]
声明,可以存储多个相同类型的数据元素。 -
String:Java提供了特殊的引用类型 String 用于处理字符串。
-
2.Lombok ?
Lombok是Java开发中非常流行的一个开源工具,它可以通过注解来简化Java类的编写,减少样板代码(boilerplate code)的量,使代码更加简洁易读。Lombok能够自动生成getter、setter、构造函数、toString等常用方法,从而简化了Java类的定义。
要使用Lombok,你需要在项目中添加Lombok的依赖。通常,你可以通过在Maven或Gradle构建文件中添加以下依赖来实现:
Maven:
<dependency>
? ?<groupId>org.projectlombok</groupId>
? ?<artifactId>lombok</artifactId>
? ?<version>1.18.20</version> <!-- 使用最新版本 -->
? ?<scope>provided</scope>
</dependency>
Gradle:
dependencies {
? compileOnly 'org.projectlombok:lombok:1.18.20' // 使用最新版本
}
添加了Lombok依赖后,你需要在IDE中安装Lombok插件(如果IDE没有预安装的话)。这样,IDE就能正确识别Lombok的注解并正确处理代码生成。
Lombok支持的常用注解及其用法包括:
-
@Getter
/@Setter
: 自动生成类的getter和setter方法。 -
@ToString
: 自动生成toString方法,方便输出对象的内容。 -
@EqualsAndHashCode
: 自动生成equals和hashCode方法,用于比较对象的内容和哈希码。 -
@NoArgsConstructor
: 自动生成无参构造函数。 -
@AllArgsConstructor
: 自动生成全参构造函数。 -
@RequiredArgsConstructor
: 自动生成含有final
和@NonNull
注解的成员变量的构造函数。 -
@Data
: 组合了@Getter
、@Setter
、@ToString
、@EqualsAndHashCode
和@RequiredArgsConstructor
的功能。 -
@Builder
: 自动生成builder模式的构造器。 -
@Value
: 生成一个不可变的类,包含@Getter
方法,适合用于值对象。 -
@Slf4j
: 自动生成一个名为log
的org.slf4j.Logger
变量,方便日志输出。
使用Lombok注解时,只需在类的顶部添加注解,Lombok会自动处理相应的代码生成。例如:
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import lombok.ToString;
?
@Getter
@Setter
@ToString
public class Person {
? ?private String name;
? ?private int age;
}
以上代码相当于手动编写了一个有name
和age
字段的JavaBean,并且包含了getter、setter和toString方法。
请注意,尽管Lombok在开发中非常方便,但也应该谨慎使用。有时,过度使用Lombok可能会导致代码难以理解和维护,因为生成的代码可能隐藏在注解背后。正确使用Lombok,可以帮助你编写更简洁的Java代码,提高开发效率。
3.Swagger ?
Swagger是一个用于构建、文档化和测试RESTful Web服务的开源工具。它允许开发人员在编写API时描述API的各种细节,并生成交互式的API文档,方便团队成员和其他开发者了解和调用API。Swagger的核心规范被称为OpenAPI规范。
使用Swagger可以有助于加快API开发和测试的过程,提高API的可读性和可维护性,并促进团队之间的协作。
以下是使用Swagger的一般步骤:
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添加Swagger依赖: 首先,你需要在你的项目中添加Swagger相关的依赖。通常,你可以通过在Maven或Gradle构建文件添加Swagger的依赖来实现。
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配置Swagger: 在你的项目中,你需要配置Swagger来定义API的信息,例如API的名称、版本、作者、描述等。这些信息将用于生成API文档。
-
编写API文档: 在编写API的代码时,你可以使用Swagger的注解来描述API的细节。这些注解包括
@Api
、@ApiOperation
、@ApiParam
等。使用这些注解可以指定API的路径、请求方法、参数、返回值等信息。 -
启动应用程序: 启动你的应用程序,并访问Swagger UI界面。Swagger UI界面会显示你编写的API文档,并允许你在界面上测试API的调用。
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查看和测试API文档: 通过Swagger UI界面,你可以查看生成的API文档,并尝试调用API来测试其功能和返回结果。把我也带走把
下面是一个简单的使用Swagger的示例:
@RestController
@Api(tags = "用户管理API")
public class UserController {
?
? ?@Autowired
? ?private UserService userService;
?
? ?@ApiOperation("获取所有用户列表")
? ?@GetMapping("/users")
? ?public List<User> getAllUsers() {
? ? ? ?return userService.getAllUsers();
? }
?
? ?@ApiOperation("根据用户ID获取用户信息")
? ?@ApiParam(name = "userId", value = "用户ID", required = true)
? ?@GetMapping("/users/{userId}")
? ?public User getUserById(@PathVariable long userId) {
? ? ? ?return userService.getUserById(userId);
? }
?
? ?@ApiOperation("创建新用户")
? ?@PostMapping("/users")
? ?public User createUser(@RequestBody User user) {
? ? ? ?return userService.createUser(user);
? }
}
在上面的示例中,我们使用了@Api
和@ApiOperation
注解来定义API的信息,使用@GetMapping
、@PostMapping
注解定义API的路径和请求方法,并使用@ApiParam
注解定义API的参数信息。
在你的项目中添加了Swagger依赖,并配置了Swagger后,你可以通过访问Swagger UI界面(通常在/swagger-ui.html
路径下)来查看和测试API文档。在Swagger UI中,你可以看到你编写的API的详细信息,并可以通过界面上的按钮来测试API的调用。
总的来说,Swagger是一个非常有用的工具,可以帮助你更好地描述、文档化和测试API,提高API的可读性和可维护性。
4.git使用 安装 指令
Git是一个分布式版本控制系统,用于管理项目的源代码版本。要使用Git,首先需要在你的计算机上安装Git客户端。以下是安装Git并进行基本配置的指令:
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安装Git:
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Windows:访问Git官方网站 Git,下载Windows版本的Git安装程序,然后运行安装程序进行安装。
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macOS:如果你使用Homebrew,可以在终端中运行
brew install git
来安装Git。否则,访问Git官方网站下载macOS版本的Git安装程序进行安装。
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-
Linux:在终端中运行适合你Linux发行版的命令来安装Git。例如,对于Debian/Ubuntu系统,可以运行
sudo apt-get install git
进行安装。
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配置Git:
在安装完Git后,你需要配置你的Git用户信息,这些信息将用于标识你的提交记录。在终端中运行以下指令:
? git config --global user.name "Your Name" ?# 设置你的用户名
? git config --global user.email "youremail@example.com" ?# 设置你的邮箱地址
-
检查安装:
安装完成后,你可以在终端中运行
git --version
指令来检查Git是否成功安装,并查看Git的版本信息。
现在,你已经成功安装并配置了Git。接下来,你可以通过以下一些常用的Git指令来开始使用Git:
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git init
: 在当前目录创建一个新的Git仓库。 -
git clone <repository_url>
: 克隆一个远程Git仓库到本地。 -
git add <file>
: 将文件添加到Git仓库的暂存区。 -
git commit -m "commit message"
: 提交暂存区的文件到Git仓库,并附上提交信息。 -
git push
: 将本地的代码推送到远程仓库。 -
git pull
: 从远程仓库拉取代码到本地。 -
git status
: 显示工作区和暂存区的状态。 -
git log
: 查看提交历史记录。 -
git branch
: 显示当前分支及所有分支的列表。 -
git checkout <branch_name>
: 切换到指定分支。 -
git merge <branch_name>
: 将指定分支合并到当前分支。
这些是Git的一些基本指令,有助于你开始使用Git来管理你的项目的版本控制。在使用Git时,你还可以学习更多高级指令和技巧来更有效地使用Git。
5.Maven
Maven是一个Java项目管理工具,它使用Maven项目对象模型(POM)来管理项目的构建、测试和部署。Maven的构建过程由一系列预定义的生命周期和阶段(phase)组成,每个生命周期由一组阶段组成。下面是Maven的一些重要概念和常用指令:
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Maven生命周期:
Maven包含三个主要的构建生命周期:
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clean:清理项目,删除生成的目录和文件。
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default(或build):构建项目包括编译、测试、打包和安装。
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site:生成项目的站点文档。
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-
Maven生命周期阶段:
每个生命周期由一系列阶段组成。例如,default生命周期包含以下一些重要的阶段:validate、compile、test、package、install、deploy。你可以在特定的生命周期阶段执行插件目标。
-
Maven三大坐标:
Maven使用三个主要的坐标来唯一标识一个项目:
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groupId:项目所属的组织或公司的唯一标识。
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-
artifactId:项目在该组织中唯一标识的项目名。
-
version:项目的版本号。
-
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常用Maven指令:
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mvn clean
: 清理项目,删除生成的目录和文件。 -
mvn compile
: 编译项目。 -
mvn test
: 运行项目的单元测试。 -
mvn package
: 将项目打包成可分发的格式,如JAR、WAR等。 -
mvn install
: 将项目安装到本地Maven仓库,供其他项目引用。 -
mvn deploy
: 将项目部署到远程Maven仓库,供其他项目引用。
-
-
mvn site
: 生成项目的站点文档。
-
安装Maven版本:
你可以从Maven官方网站(Maven – Welcome to Apache Maven)下载Maven的安装包,然后按照其指南进行安装。安装后,确保你的Maven命令被正确添加到系统的PATH环境变量中,这样你就可以在命令行中直接使用mvn
指令了。
-
使用Maven:
要使用Maven管理项目,你需要在项目根目录下创建一个名为pom.xml的文件,它是Maven项目的核心配置文件。在pom.xml中,你可以定义项目的坐标、依赖、插件和构建配置等。
示例pom.xml文件:
? <project>
? ? ? <groupId>com.example</groupId>
? ? ? <artifactId>my-project</artifactId>
? ? ? <version>1.0.0</version>
? ? ? <dependencies>
? ? ? ? ? <!-- 定义项目依赖 -->
? ? ? ? ? <dependency>
? ? ? ? ? ? ? <groupId>org.springframework</groupId>
? ? ? ? ? ? ? <artifactId>spring-core</artifactId>
? ? ? ? ? ? ? <version>5.3.10</version>
? ? ? ? ? </dependency>
? ? ? </dependencies>
? ? ? <build>
? ? ? ? ? <plugins>
? ? ? ? ? ? ? <!-- 定义插件配置 -->
? ? ? ? ? </plugins>
? ? ? </build>
? </project>
使用Maven指令如下:
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mvn clean
: 清理项目。 -
mvn compile
: 编译项目。 -
mvn test
: 运行项目的单元测试。 -
mvn package
: 打包项目。 -
mvn install
: 安装项目到本地Maven仓库。 -
mvn deploy
: 部署项目到远程Maven仓库。
这些是Maven的一些基本概念和常用指令,希望能帮助你理解和使用Maven来管理你的Java项目。
6.ArrayList如何扩容 ?
在Java中,ArrayList
是一个动态数组,它能够自动扩容以适应元素的添加。当我们向ArrayList
添加元素时,如果当前数组的容量不足以存储新的元素,ArrayList
会自动进行扩容,以便容纳更多的元素。
ArrayList
的扩容机制基于以下两个重要参数:
-
容量(Capacity): 容量是指
ArrayList
内部数组的大小,即能够存储元素的空间。它可以通过ArrayList
的构造函数或ensureCapacity
方法来指定初始值。 -
负载因子(Load Factor): 负载因子是指
ArrayList
在进行扩容时的一个比例因子。当ArrayList
中的元素数量达到容量的负载因子比例时,会触发扩容操作。Java中默认的负载因子为0.75。
当向ArrayList
添加元素时,如果当前元素数量已经达到容量的负载因子比例,ArrayList
将进行扩容。扩容过程包括以下步骤:
-
ArrayList
会创建一个新的容量更大的数组(通常是原数组容量的两倍),用于存储新的元素。 -
将原数组中的元素逐个复制到新数组中。
-
新数组取代原数组成为
ArrayList
内部的存储数组。
由于扩容涉及到元素的复制,因此在插入大量元素时可能会带来一些性能开销。为了优化性能,可以考虑在添加大量元素之前,提前通过调用ensureCapacity
方法设置好足够的容量,以避免过多的扩容操作。
示例代码:
import java.util.ArrayList;
?
public class ArrayListExample {
? ?public static void main(String[] args) {
? ? ? ?// 创建一个初始容量为10的ArrayList
? ? ? ?ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>(10);
?
? ? ? ?// 添加元素,此时容量为10,负载因子为0.75
? ? ? ?for (int i = 1; i <= 10; i++) {
? ? ? ? ? ?numbers.add(i);
? ? ? }
?
? ? ? ?// 继续添加元素,达到容量的负载因子比例,会触发扩容
? ? ? ?numbers.add(11);
?
? ? ? ?// 查看ArrayList的容量
? ? ? ?System.out.println("Capacity after adding 11th element: " + numbers.size());
? }
}
在上面的示例中,我们创建了一个初始容量为10的ArrayList
,然后添加了11个元素。当添加第11个元素时,ArrayList
触发了扩容,容量增加到了原来的两倍,即20。
7.IoC的作用以及原理 ?
IoC(Inversion of Control)即控制反转,是一种设计模式,它的主要目的是解耦和管理应用程序的组件依赖关系。在传统的编程模式中,应用程序通过直接创建和管理对象之间的依赖关系,导致代码的耦合性很高,难以进行测试和维护。而IoC将对象的创建和依赖关系的管理交给容器来处理,从而实现了控制反转。
IoC的作用:
-
解耦和: IoC通过将组件的依赖关系交给容器管理,实现了组件之间的解耦和,使得代码更加灵活、可维护和可测试。
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可重用性: 由于依赖关系被集中管理,组件的重用性得到了提高。
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灵活性: 可以通过配置来决定组件之间的依赖关系,而不需要修改代码,从而使得应用程序更加灵活和可配置。
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易于测试: IoC将依赖关系注入到组件中,可以轻松地使用模拟对象来进行单元测试。
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集中化管理: IoC容器将应用程序的组件集中在一起管理,方便维护和管理。
IoC的原理:
IoC的核心原理是通过依赖注入(Dependency Injection)来实现控制反转。依赖注入是指将组件所依赖的其他组件注入到组件中,而不是组件自己去创建或查找依赖的组件。
在IoC容器中,通常有以下几个关键角色:
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容器(Container): IoC容器负责管理应用程序中所有组件的生命周期和依赖关系。
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组件(Component): 组件是应用程序中的基本构建块,每个组件都有自己的功能和责任。
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依赖关系(Dependency): 组件可能依赖于其他组件,IoC容器负责将这些依赖注入到组件中。
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注入点(Injection Point): 注入点是指组件中接收依赖注入的位置。
IoC容器通过读取配置文件或注解来确定组件之间的依赖关系,然后在应用程序启动时创建和管理这些组件。当一个组件需要依赖其他组件时,IoC容器会查找对应的依赖,并将其注入到组件的注入点中。
通常,IoC容器会使用构造函数注入、属性注入或方法注入等方式来实现依赖注入。
简而言之,IoC的原理就是将对象的创建和依赖关系的管理交给容器处理,从而实现了组件之间的解耦和灵活性。这样,应用程序的组件只需要关注自身的功能,而不需要关心如何创建和管理依赖的组件。
8.缓存问题 ?
缓存是一种常见的性能优化技术,它将计算结果、数据或资源临时保存在高速存储器中,以便后续快速访问,从而减少对原始数据源或耗时操作的频繁访问,提高系统的响应速度和性能。
缓存问题主要涉及以下方面:
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缓存一致性(Cache Coherency): 当使用缓存时,必须确保缓存中的数据与原始数据源的数据保持一致。否则,可能会导致数据不一致的问题。解决这个问题的常用方法是采用缓存失效机制,在原始数据发生变化时,及时使缓存失效,以便下一次访问时重新获取最新数据。
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缓存雪崩(Cache Avalanche): 缓存雪崩是指在某个时间点,缓存中的大量数据同时失效或被清除,导致大量请求直接落到原始数据源上,造成数据库或服务器压力骤增,甚至引发系统崩溃。为了避免缓存雪崩,可以采用多级缓存、不同的缓存失效时间、随机化缓存失效时间等策略。
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缓存击穿(Cache Miss): 缓存击穿是指一个非常热门的数据在缓存中过期失效后,大量请求直接访问原始数据源,导致请求处理速度下降。为了避免缓存击穿,可以采用加锁机制,当一个请求发现缓存失效时,它可以先尝试获取锁,然后再去数据库中加载数据,并将数据设置到缓存中,避免其他请求同时去加载同一份数据。
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缓存穿透(Cache Penetration): 缓存穿透是指大量请求访问缓存中根本不存在的数据,导致请求直接访问原始数据源。为了避免缓存穿透,可以采用布隆过滤器等方法,在缓存中设置一个标记,用于标识某些数据不存在,从而避免对原始数据源的频繁访问。
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缓存更新策略: 缓存中的数据可能在一段时间后变得过时,需要更新。更新缓存时,可以采用主动更新策略(比如定时刷新)或者被动更新策略(比如在获取数据时检查缓存是否过期并更新)。
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缓存大小和过期策略: 缓存的大小和过期策略需要根据具体的应用场景来设置。缓存太小会导致频繁失效和替换,缓存太大则可能导致内存压力增加。过期策略可以根据数据的访问频率和重要性来设定,例如可以使用LRU(最近最少使用)策略或LFU(最少使用)策略。
综上所述,缓存是一个非常重要的性能优化技术,但同时也需要注意处理好缓存一致性、缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透等问题,以确保应用程序的稳定性和性能。
9.了解哪些锁 ?
在并发编程中,锁是用于控制对共享资源的访问的机制。锁的使用可以确保多个线程之间对共享资源的访问是有序的,避免竞争条件和数据不一致的问题。
以下是一些常见的锁:
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ReentrantLock: 是Java提供的基于AQS(AbstractQueuedSynchronizer)的可重入锁。它支持公平和非公平两种模式,并且提供了更灵活的锁获取和释放方式。可以使用
ReentrantLock
的lock()
和unlock()
方法来控制临界区的访问。 -
synchronized: 是Java内置的关键字,用于实现同步,也称为内部锁。synchronized可以用于修饰方法或代码块,确保同一时间只有一个线程访问被synchronized修饰的方法或代码块。
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ReadWriteLock: 读写锁是一种特殊的锁,用于解决读多写少的场景。ReadWriteLock允许多个线程同时获取读锁,但只允许一个线程获取写锁。
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StampedLock: 是Java 8引入的一种新的锁,它支持三种模式:读锁、写锁和乐观读。StampedLock提供了乐观读模式(tryOptimisticRead())来避免阻塞,但需要在后续检查中验证是否发生了写入。
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LockSupport: 是Java提供的用于创建锁和其他同步类的基本线程阻塞原语。LockSupport.park()和LockSupport.unpark()方法可以分别阻塞和唤醒线程。
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Condition: 是Java提供的基于锁的条件等待机制。Condition可以用于在多个线程之间进行通信,通过await()和signal()等方法来实现线程的等待和唤醒。
这些锁在不同的场景和应用中都有各自的优势和适用性。在使用锁时,需要根据具体的并发场景和需求来选择合适的锁机制,以保证线程安全和性能。同时,锁的使用也需要注意避免死锁和活锁等问题,合理设计锁的粒度和控制范围。
10.反射的作用
反射是Java编程语言的一项强大特性,它允许程序在运行时动态地获取和操作类的信息,包括类的字段、方法、构造函数等。反射使得程序可以在运行时探知和修改类的结构和行为,而不需要在编译时就确定类的具体信息,这为编写灵活、通用和可扩展的代码提供了支持。
反射的作用包括以下几个方面:
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动态加载类: 反射允许程序在运行时根据需要动态地加载和使用类,这样可以避免在编译时将所有类都包含在代码中,从而减小应用程序的体积。
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获取类信息: 反射可以获取类的完整结构信息,包括类的字段、方法、父类、接口等,使得程序可以在运行时了解类的属性和行为。
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创建对象: 反射可以在运行时创建类的对象,而无需提前知道类的具体类型。这对于一些通用框架或插件系统非常有用。
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调用方法: 反射可以在运行时动态调用类的方法,使得程序可以根据不同的条件选择不同的方法进行执行。
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修改类信息: 反射允许程序在运行时修改类的字段值和方法内容,从而实现对类的动态修改和扩展。
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支持通用代码和框架: 反射使得编写通用的代码和框架更加容易,因为它可以处理未知类型的对象和类。
尽管反射提供了很多灵活性和功能,但由于反射操作需要在运行时进行类型检查和访问权限检查,因此相较于常规的直接调用,反射会导致一些性能上的损失。因此,在使用反射时需要谨慎考虑性能问题,并合理权衡是否真正需要使用反射来解决问题。
11.TCP/IP体系结构 ?
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)是一种网络通信协议族,它是互联网的核心协议。TCP/IP协议族采用分层的体系结构,将整个网络通信过程划分为多个层次,每个层次负责不同的功能。每一层通过定义接口来与上下层进行交互,从而实现了模块化和可扩展性。
TCP/IP体系结构通常被分为四个层次,自底向上分别是:
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物理层(Physical Layer): 物理层是最底层,它负责传输原始的比特流(Bit)或电信号。它定义了传输媒介、电压规范、接口特性等。
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数据链路层(Data Link Layer): 数据链路层建立在物理层之上,它负责在直接相连的节点之间传输数据。它通过物理地址(MAC地址)来标识设备,并提供了错误检测和纠正、流控制、帧同步等功能。
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网络层(Network Layer): 网络层建立在数据链路层之上,它负责将数据包从源节点传输到目标节点。它使用IP地址来标识设备和网络,实现了路由选择、数据包转发和分段等功能。IPv4和IPv6是网络层最重要的协议。
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传输层(Transport Layer): 传输层建立在网络层之上,它负责提供端到端的通信,确保数据可靠传输。最常用的传输层协议是TCP(Transmission Control Protocol),它提供可靠的、面向连接的通信;另外还有UDP(User Datagram Protocol),它提供不可靠的、无连接的通信。
在TCP/IP体系结构中,每一层的功能相对独立,通过定义标准接口来进行通信和交互。这种分层结构使得网络的设计、实现和维护更加方便和灵活,同时也有助于推动网络技术的发展和演进。
12.TCP和UDP的区别 ?
TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)是两种常见的传输层协议,用于在计算机网络中传输数据。它们在功能、特点和适用场景上有很大的区别。
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连接与无连接:
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TCP是一种面向连接的协议,数据传输之前需要先建立连接,然后进行数据传输,传输完毕后再释放连接。TCP提供可靠的数据传输,确保数据按照正确的顺序到达目的地,并进行重传以确保数据的完整性。
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UDP是一种无连接的协议,数据传输时不需要建立连接,直接将数据包发送到目的地。UDP不保证数据的可靠性和顺序,数据可能会丢失或乱序,但由于没有连接建立和维护的开销,UDP传输速度较快。
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可靠性:
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TCP提供可靠的数据传输。如果数据包丢失或损坏,TCP会进行重传,直到接收方确认收到正确的数据。
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UDP不提供数据的可靠性保证。发送方将数据发送出去后,不会等待接收方的确认,也不会进行重传。
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传输方式:
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TCP提供面向字节流的传输方式。应用程序在发送数据时,TCP会将数据分割成合适的大小,传输到接收方后再重新组装。
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UDP提供面向数据包的传输方式。应用程序发送的每个数据包都是独立的,接收方接收到的也是独立的数据包。
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效率:
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由于TCP提供可靠性保证,它需要维护连接状态、进行数据重传等操作,因此在传输效率上相对较低。
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UDP不提供可靠性保证,不需要进行连接建立和重传操作,因此传输效率较高。
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适用场景:
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TCP适用于对数据传输的可靠性要求较高的场景,如文件传输、电子邮件、Web页面等。
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UDP适用于对数据传输的实时性要求较高,但对数据可靠性要求较低的场景,如视频流、音频流、实时游戏等。
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综上所述,TCP和UDP在可靠性、传输方式、效率和适用场景等方面有明显的区别。选择使用哪种协议取决于具体的应用需求和性能要求。
13.TCP建立连接和断开连接的过程
TCP建立连接和断开连接的过程遵循三次握手和四次挥手的规则,确保通信的可靠性和稳定性。
TCP建立连接(三次握手):
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客户端向服务器发送一个连接请求报文,其中包含一个SYN(Synchronize)标志位,表示请求建立连接,并选择一个初始序列号(sequence number)x。
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服务器接收到连接请求后,向客户端发送一个响应报文,其中包含一个SYN标志位和一个ACK(Acknowledgment)标志位,表示确认收到客户端的请求。服务器还会选择一个初始序列号y。服务器的响应报文中的ACK标志位的值为x+1,表示确认收到客户端的连接请求,并告知客户端下一次发送数据时要从x+1开始编号。
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客户端收到服务器的响应后,会向服务器发送一个确认报文,其中包含一个ACK标志位,值为y+1,表示确认收到服务器的响应。此时连接建立成功,客户端和服务器都可以开始发送数据。
TCP断开连接(四次挥手):
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客户端向服务器发送一个连接释放报文,其中包含一个FIN(Finish)标志位,表示希望断开连接。
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服务器收到连接释放报文后,会向客户端发送一个确认报文,其中包含一个ACK标志位,值为收到的序列号加1。
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服务器在发送完数据后,也向客户端发送一个连接释放报文,其中包含一个FIN标志位,表示确认客户端的请求,希望断开连接。
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客户端收到服务器的连接释放报文后,向服务器发送一个确认报文,其中包含一个ACK标志位,值为收到的序列号加1。此时,连接断开完成。
通过三次握手和四次挥手,TCP确保了连接的建立和断开是可靠的,避免了数据丢失和重复传输的问题。这种连接的建立和断开机制使得TCP成为可靠的传输协议,适用于需要数据可靠传输的场景,如文件传输、Web请求等。
14.如何判断对象死亡
在Java中,对象的死亡通常是由Java虚拟机的垃圾回收器(Garbage Collector,GC)来判断和处理的。Java中的垃圾回收机制通过检查对象的引用情况来判断一个对象是否存活,如果对象没有被引用,即没有任何强引用指向该对象,那么该对象就可以被判定为死亡,垃圾回收器将在合适的时机回收该对象的内存。
Java中判断对象死亡的主要方式是通过引用计数和可达性分析两种方式。
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引用计数: 引用计数是一种简单的垃圾回收算法,它在对象中维护一个引用计数器,记录有多少个引用指向该对象。当对象的引用计数器为0时,即没有任何引用指向该对象,那么该对象就可以被判定为死亡。然而,在实际应用中,引用计数器算法很难解决循环引用的问题,因此Java并没有采用引用计数的垃圾回收算法。
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可达性分析: 可达性分析是Java中主要采用的垃圾回收算法。通过可达性分析,垃圾回收器会从一组称为"GC Roots"的对象开始,递归地查找所有与"GC Roots"对象之间的引用链。如果一个对象在GC Roots对象之间没有任何引用链相连,那么该对象就可以被判定为不可达,即该对象不再被程序所使用,可以被垃圾回收器回收。
Java中的GC Roots对象包括:
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虚拟机栈中引用的对象
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方法区中类静态属性引用的对象
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方法区中常量引用的对象
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本地方法栈中JNI引用的对象
当一个对象不再可达时,垃圾回收器会在适当的时机(如在内存不足时或虚拟机空闲时)将该对象回收,释放其占用的内存资源。这样,Java的垃圾回收机制能够有效地管理内存,避免内存泄漏和程序运行过程中的内存溢出等问题。
15.HashMap如何扩容 ?
在Java中,HashMap是一种常用的哈希表数据结构,用于存储键值对。当HashMap中的元素数量超过负载因子(Load Factor)和初始容量的乘积时,就会触发扩容操作。负载因子是HashMap用来衡量容量利用率的一个参数,通常设置为0.75。
HashMap的扩容过程如下:
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当HashMap中的元素数量超过负载因子和初始容量的乘积时,HashMap会创建一个新的数组,新数组的大小为原数组大小的两倍(默认情况下)。
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然后,HashMap会将原数组中的所有元素重新计算哈希值,并根据新数组大小的不同,放置到新数组的对应位置上。
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扩容过程中,所有元素的顺序可能会发生变化,但HashMap会根据哈希值重新计算后的位置,确保所有键值对仍然能够正确地被访问。
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在重新计算哈希值和移动元素的过程中,如果发现多个键值对哈希到了同一个位置,HashMap会使用链表或红黑树来处理冲突。
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扩容完成后,原数组会被丢弃,释放相应的内存空间。
HashMap的扩容过程可能会比较耗时,因为需要重新计算哈希值和移动元素。但扩容是必要的,它可以保证HashMap的负载因子保持在一个合理的范围内,从而保持HashMap的高效性能。
需要注意的是,HashMap的扩容不是一次性完成的,而是逐步进行的。当元素数量增加时,HashMap会继续扩容,直到满足负载因子的条件。因此,在使用HashMap时,合理设置初始容量和负载因子是很重要的,可以减少扩容的频率和开销,提高HashMap的性能。
16.操作系统的作用
操作系统是计算机系统中最基本的系统软件之一,它是一组管理计算机硬件资源和提供应用程序运行环境的程序集合。
操作系统扮演着连接应用程序和计算机硬件之间的桥梁,它的作用包括但不限于以下几个方面:
-
资源管理: 操作系统负责管理计算机的硬件资源,包括处理器(CPU)、内存、存储器、外部设备(如硬盘、打印机、键盘、鼠标等)等。它分配和回收这些资源,确保它们有效地被应用程序使用。
-
进程管理: 操作系统管理计算机中运行的进程(程序的执行实例)。它负责创建、销毁、调度和同步进程,确保多个进程能够共享CPU资源,合理利用计算机的计算能力。
-
内存管理: 操作系统负责管理计算机的内存,即随机存取存储器(RAM)。它将进程加载到内存中,并为进程分配足够的内存空间,以保证应用程序的正常运行。
-
文件系统管理: 操作系统管理计算机的文件系统,负责对文件和目录的创建、读取、写入、删除等操作。它提供了文件的逻辑结构和物理存储之间的映射。
-
设备驱动程序: 操作系统提供设备驱动程序,用于与硬件设备进行通信。驱动程序使操作系统能够识别、控制和管理外部设备,如打印机、网络接口卡、显卡等。
-
用户接口: 操作系统为用户提供了与计算机交互的用户接口,如命令行界面(CLI)或图形用户界面(GUI)。用户可以通过这些界面执行操作系统和应用程序。
-
安全管理: 操作系统负责保护计算机系统和数据的安全。它通过权限管理、身份认证、文件访问控制等机制,防止未经授权的访问和恶意操作。
-
错误检测和处理: 操作系统监控计算机系统的运行状态,及时检测和处理硬件错误、应用程序错误和系统故障,以保证系统的稳定性和可靠性。
总的来说,操作系统在计算机系统中起到了重要的桥梁作用,它为应用程序提供了运行环境和访问硬件资源的接口,使得计算机能够高效、稳定地运行各种应用程序。
17.操作系统的分类 ?
操作系统可以根据其功能、用途、支持的硬件平台等多种标准进行分类。
以下是一些常见的操作系统分类方式:
-
单用户单任务操作系统: 这种操作系统只允许单个用户同时运行一个程序。例如,早期的DOS(Disk Operating System)就是一个单用户单任务操作系统。
-
单用户多任务操作系统: 这种操作系统允许单个用户同时运行多个程序,并通过任务切换机制在多个任务之间进行切换。例如,Windows和Mac OS就是单用户多任务操作系统。
-
多用户操作系统: 这种操作系统允许多个用户同时访问和使用计算机系统,并在用户之间进行任务切换。例如,UNIX和Linux是典型的多用户操作系统。
-
分时操作系统: 分时操作系统是一种多用户操作系统,它通过时间片轮转方式为每个用户分配CPU时间,使得每个用户感觉到他们在独占使用计算机。
-
实时操作系统: 实时操作系统用于处理对时间敏感的应用程序,要求系统能够在规定的时间范围内响应事件。实时操作系统根据响应时间要求分为硬实时操作系统和软实时操作系统。
-
嵌入式操作系统: 嵌入式操作系统是专门为嵌入式系统设计的,通常运行在资源受限的设备上,如手机、路由器、智能家电等。
-
网络操作系统: 这种操作系统主要用于网络设备,如路由器、交换机等,以支持网络通信和数据转发。
-
分布式操作系统: 分布式操作系统是运行在分布式计算环境中的操作系统,能够管理和协调多台计算机的资源和任务。
-
实验操作系统: 实验操作系统是用于学术研究和实验目的的操作系统,通常用于研究操作系统的设计和性能优化。
这些分类方式并不是互相排斥的,实际上,很多操作系统同时具备多种特性和功能。操作系统的分类可以帮助我们了解不同类型的操作系统在不同应用场景下的特点和优势。
18.utf8和utf8mb4的区别?
UTF-8和UTF-8mb4都是Unicode字符编码的一种实现方式,用于支持多种字符集,包括ASCII字符集和其他语言的字符。
-
UTF-8: UTF-8是一种变长的字符编码,它使用1到4个字节表示一个字符。在UTF-8编码中,ASCII字符(U+0000至U+007F)使用1个字节表示,而其他Unicode字符使用2到4个字节表示。UTF-8编码最初只支持1到3个字节表示字符,后来扩展为支持4个字节表示字符(U+10000至U+10FFFF),以满足更多字符集的需求。
-
UTF-8mb4: UTF-8mb4也是一种UTF-8编码,但在实现上,它将所有Unicode字符都使用4个字节来表示。这样,UTF-8mb4可以完全支持所有的Unicode字符,包括一些特殊的表情符号、罕见字符和辅助平面字符等。
区别:
-
最显著的区别是,UTF-8mb4可以支持更多的Unicode字符,而UTF-8只能支持部分Unicode字符。
-
UTF-8mb4编码的字符在存储和传输时会占用更多的字节,因为所有字符都使用4个字节表示,而UTF-8根据字符的Unicode码点使用1到4个字节表示。
在数据库中,特别是MySQL数据库中,使用UTF-8mb4编码非常重要,因为UTF-8mb4可以完全支持所有的Unicode字符,而UTF-8可能无法正确存储一些特殊字符,导致乱码或截断。在存储和处理包含特殊字符的文本数据时,务必使用UTF-8mb4编码。
19.int和Integer的区别
int
和Integer
是Java中用于表示整数类型的两种数据类型
它们有以下几个主要区别:
-
数据类型:
-
int
是Java的原始数据类型(Primitive Data Type),它是用于表示整数的基本类型,直接存储在栈内存中,不是对象。 -
Integer
是Java中的包装类(Wrapper Class)之一,它是int
类型的包装器,可以将int
类型转换为对象,并提供了一些实用的方法来处理整数。
-
-
空值处理:
-
int
是基本数据类型,不能表示为null
,即使不赋值也会有默认值0。 -
Integer
是对象,可以为null
,可以用于表示一个整数对象不存在或未赋值的情况。
-
-
装箱和拆箱:
-
装箱是将原始数据类型转换为对应的包装类对象,例如将
int
转换为Integer
,可以使用Integer.valueOf(int)
方法或直接赋值Integer i = 10;
。 -
拆箱是将包装类对象转换为原始数据类型,例如将
Integer
转换为int
,可以使用Integer.intValue()
方法或直接赋值int x = i;
。
-
-
性能:
-
int
是原始数据类型,存储在栈上,读写速度较快,占用的内存也较少。 -
Integer
是对象,存储在堆上,由于需要额外的对象开销和垃圾回收,性能相对较低,并且会占用更多的内存空间。
-
由于int
是基本数据类型,而Integer
是对象,它们在使用时需要注意自动拆箱和装箱的问题,避免出现不必要的装箱和拆箱操作,以提高程序的性能和减少内存开销。在一些情况下,需要使用Integer
对象,例如将整数存储在集合类中(如List、Map等)或作为方法参数时,因为集合类只能存储对象,不能存储基本数据类型。但在其他情况下,尽量使用int
,避免不必要的装箱和拆箱操作。
20.where和having的区别 ?
在SQL中,WHERE
和HAVING
是用于过滤数据的两个关键字,
它们有以下几个主要区别:
-
用途:
-
WHERE
用于在查询时对行进行过滤,它在数据从表中检索出来之前进行条件筛选。 -
HAVING
用于在查询结果已经得到之后对分组进行过滤,通常和GROUP BY一起使用,在聚合查询时起到条件筛选的作用。
-
-
使用位置:
-
WHERE
子句通常在SQL查询中位于FROM
子句和GROUP BY
子句之间。 -
HAVING
子句通常在SQL查询中位于GROUP BY
子句和ORDER BY
子句之间,用于对分组进行条件过滤。
-
-
过滤对象:
-
WHERE
用于对表的行进行过滤,根据条件筛选出满足条件的行。 -
HAVING
用于对聚合函数的结果进行过滤,根据条件筛选出满足条件的分组。
-
-
聚合函数:
-
WHERE
不能用于对聚合函数(如SUM、COUNT、AVG等)进行过滤,因为WHERE
在数据行还未聚合之前进行筛选。 -
HAVING
通常和GROUP BY一起使用,用于对聚合函数的结果进行过滤,筛选出满足条件的分组。
-
-
性能:
-
WHERE
子句在查询时进行条件过滤,可以减少参与聚合计算的数据量,因此性能相对较高。 -
HAVING
子句在查询结果已经得到之后进行条件过滤,需要对聚合函数的结果进行计算,性能相对较低。
-
综上所述,WHERE
和HAVING
在功能和用途上有明显的区别。WHERE
用于在查询时对行进行过滤,而HAVING
用于在查询结果已经得到之后对分组进行过滤。在使用时,需要根据具体的查询需求选择合适的关键字,以确保查询结果符合预期。
21.ThreadLocal的作用及原理 ?
ThreadLocal
是Java中一个线程局部变量的工具类。它提供了一种在多线程环境下,每个线程都有自己独立的变量副本的机制。这意味着每个线程可以独立地访问自己的变量副本,而不会互相干扰。
作用:
ThreadLocal
的主要作用是为线程提供一个线程私有的变量,每个线程都可以独立地修改自己的变量副本,互不影响。它适用于一些线程共享的对象,但每个线程都需要拥有独立副本的场景。常见的用途包括:
-
线程安全: 将非线程安全的对象转换为线程安全的,通过
ThreadLocal
将其变为每个线程私有的对象,避免了线程之间的竞争条件和同步操作。 -
上下文信息传递: 在多线程任务执行过程中,可以通过
ThreadLocal
传递一些上下文信息,而不需要通过方法参数传递。 -
数据源管理: 在数据库连接池等资源管理中,可以使用
ThreadLocal
来维护每个线程的数据库连接,确保线程间的数据库连接隔离。
原理:
ThreadLocal
通过维护一个特殊的ThreadLocalMap
来实现线程间的数据隔离。每个Thread
都有一个ThreadLocalMap
实例,ThreadLocalMap
的键为ThreadLocal
对象,值为该线程对应的变量副本。
当使用ThreadLocal
的get()
方法获取变量时,它会先获取当前线程的ThreadLocalMap
,然后根据ThreadLocal
对象作为键查找对应的变量副本。
当使用ThreadLocal
的set()
方法设置变量时,它也会获取当前线程的ThreadLocalMap
,然后将ThreadLocal
对象作为键,变量值作为值存储到ThreadLocalMap
中。
当线程结束或者不再需要ThreadLocal
存储的变量时,为了防止内存泄漏,应当手动调用remove()
方法,将ThreadLocal
从当前线程的ThreadLocalMap
中移除。
需要注意的是,ThreadLocal
并不能解决共享对象的线程安全问题,它只是为每个线程提供了独立的变量副本。在使用ThreadLocal
时,仍然需要注意线程安全问题,避免多线程访问同一个共享对象而导致的竞争条件。
22.Error和Exception的区别
在Java中,Error
和Exception
都是用于表示程序运行时出现的问题的类,它们继承自Throwable
类,但在使用和处理上有一些区别。
Error:
-
Error
表示严重的错误,通常是由于虚拟机或系统本身的问题导致的,例如OutOfMemoryError
(内存不足错误)和StackOverflowError
(栈溢出错误)等。 -
Error
一般不应该被程序显式地捕获和处理,因为这些错误表示程序已经无法恢复,并且它们不是由应用程序代码引起的。 -
通常情况下,
Error
表示的是虚拟机或系统级的问题,应用程序很难处理这些问题,通常只能终止程序的执行。
Exception:
-
Exception
表示一般性的异常情况,通常是由应用程序的代码引起的,例如NullPointerException
(空指针异常)和IOException
(输入输出异常)等。 -
Exception
是可以被程序显式地捕获和处理的,开发人员可以通过try-catch
块来处理异常,使程序在出现异常时能够继续执行而不中断。 -
Exception
分为两种类型:已检查异常(checked exception)和未检查异常(unchecked exception)。已检查异常是在方法签名中显式声明的,调用这些方法时必须进行异常处理;未检查异常是RuntimeException及其子类,通常是由程序逻辑错误引起的,不需要在方法签名中声明异常。
综上所述,Error
和Exception
都是Throwable
的子类,但它们在用途和处理方式上有很大的区别。Error
表示虚拟机或系统级的严重问题,通常无法恢复,不应该被处理;而Exception
表示一般性的异常情况,可以被程序显式地捕获和处理,使程序能够继续执行。
23.GC的类型
在Java中,垃圾回收(Garbage Collection,GC)是自动管理内存的机制,它可以自动回收不再使用的对象,释放其占用的内存空间。Java虚拟机(JVM)提供了不同类型的垃圾回收器,每种垃圾回收器都有不同的算法和特点,以适应不同场景的内存管理需求。
常见的Java垃圾回收器类型包括:
-
Serial Garbage Collector(串行回收器): Serial GC是一种单线程的垃圾回收器,它在回收垃圾时会暂停所有应用线程。它适用于单核CPU或低配置的环境,因为它的暂停时间较长,对于小型应用或客户端应用来说是一个不错的选择。
-
Parallel Garbage Collector(并行回收器): Parallel GC是一种多线程的垃圾回收器,它可以利用多核CPU并行回收垃圾,减少了垃圾回收的暂停时间。它适用于多核CPU和大内存的服务器应用,可以在减少暂停时间的同时保证高吞吐量。
-
CMS Garbage Collector(并发标记清除回收器): CMS GC是一种以获取最短回收停顿时间为目标的垃圾回收器。它使用多个线程并发地标记和清除垃圾,尽量减少垃圾回收过程中的暂停时间。CMS GC适用于对延迟要求较高的应用场景,但在并发标记和清除过程中可能会产生一些额外的CPU负担。
-
G1 Garbage Collector(G1回收器): G1 GC是一种以获取最短回收停顿时间和高吞吐量为目标的垃圾回收器。它将堆内存分成多个区域(Region),在进行垃圾回收时优先回收垃圾最多的区域,从而减少停顿时间。G1 GC适用于大内存应用和对低延迟要求较高的应用场景。
-
Z Garbage Collector(Z回收器): Z GC是一种实验性的垃圾回收器,旨在实现低延迟和高吞吐量的垃圾回收。它使用了一些新的技术,例如柔性的内存区域和可并发的垃圾回收算法,以提供更好的性能。
需要根据具体的应用场景和硬件配置来选择合适的垃圾回收器,以确保程序在高效和稳定地运行。在Java 9及以后的版本中,G1 GC成为了默认的垃圾回收器。但在一些特殊场景下,可能需要根据实际情况来选择其他类型的垃圾回收器。
24.谈谈你对GC的理解
垃圾回收(Garbage Collection,GC)是一种自动化的内存管理机制,在编程语言中,特别是Java和其他托管语言中,它负责自动地识别和回收不再使用的内存资源,以避免内存泄漏和内存溢出等问题。
我的理解是,垃圾回收是一种代替开发人员手动管理内存的方式,它能够自动跟踪对象的引用情况,并在对象不再被引用时回收其占用的内存。在传统的编程语言中,开发人员需要手动分配和释放内存,而在使用垃圾回收机制的语言中,如Java,内存的管理由垃圾回收器自动完成。
垃圾回收器的工作原理大致如下:
-
标记阶段: 垃圾回收器会从根对象(通常是全局变量或栈中的对象)开始遍历对象引用链,标记所有可达的对象。所有未被标记的对象被认为是垃圾。
-
清除阶段: 在标记阶段之后,垃圾回收器会对堆中的未被标记的对象进行清除,释放这些对象所占用的内存空间。
-
压缩阶段(可选): 在清除阶段之后,一些垃圾回收器还可能进行内存碎片整理,将存活的对象紧凑排列,以便更好地利用内存。
垃圾回收的优势是可以避免常见的内存管理错误,例如内存泄漏和释放后的访问。它减轻了开发人员的负担,使得开发者可以更关注业务逻辑而不是手动内存管理。然而,垃圾回收并不是完美的,它有可能导致一些不可预测的延迟,因为在进行垃圾回收时,应用程序可能会暂停一段时间。
为了最大程度地发挥垃圾回收的优势并提高程序的性能,开发人员需要了解垃圾回收器的不同类型、配置参数和最佳实践,并在设计和编写代码时避免创建大量的临时对象和不必要的对象引用,以尽量减少垃圾回收的压力。
25.拦截器
拦截器(Interceptor)是一种常见的软件设计模式,在计算机编程中用于截获、拦截和处理请求或操作。在不同的编程环境中,拦截器有不同的应用场景和实现方式。
以下是拦截器的一般概念和在某些具体框架中的应用:
一般概念:
-
拦截器允许在请求或操作的不同阶段插入自定义的处理逻辑,从而实现对请求或操作的增强、修改、记录或验证等功能,而无需修改原始代码。
-
拦截器通常采用责任链模式(Chain of Responsibility)实现,多个拦截器可以形成一个链,每个拦截器都可以在处理完成后决定是否将控制权传递给下一个拦截器。
应用场景:
-
Web开发框架中的拦截器: 在Web开发中,拦截器常用于在请求到达控制器(或处理器)之前或之后执行一些公共逻辑。例如,可以用拦截器实现身份认证、权限检查、日志记录等功能。
-
AOP(面向切面编程): AOP是一种编程范式,拦截器在AOP中起到了重要作用。它可以在方法执行前、执行后、抛出异常时等切入点,执行一些横切逻辑,如事务管理、性能监控等。
-
Java中的拦截器: 在Java中,拦截器可以通过代理模式实现。例如,Java中的动态代理可以用拦截器来实现对方法调用的拦截和增强。
-
消息中间件: 在消息中间件中,拦截器可以截获和处理消息,进行消息过滤、转换或路由等操作。
不同编程环境和框架对拦截器的实现方式和命名可能有所不同,但其核心概念都是相似的,即通过拦截器可以在请求或操作的不同阶段进行处理,增强程序的功能和灵活性。
26.慢SQL如何调优
调优慢SQL是优化数据库性能的重要一环。慢SQL通常指执行时间较长或者频繁执行的SQL语句,可能导致数据库性能下降或响应时间延长。
以下是调优慢SQL的一些常用方法:
-
查看执行计划: 分析SQL执行计划是调优的第一步。通过
EXPLAIN
命令(在MySQL中)或数据库提供的其他执行计划工具,可以查看SQL的执行计划,了解SQL语句的执行路径和操作顺序,从而找出可能导致性能问题的部分。 -
索引优化: 优化数据库表的索引可以显著提高SQL查询性能。确保表上的关键字段建立了适当的索引,以加快检索速度。
-
避免全表扫描: 尽量避免使用没有索引的字段作为查询条件,这会导致数据库执行全表扫描,而全表扫描通常是非常耗时的。
-
优化查询条件: 确保SQL查询条件能够充分利用索引,并且尽量限制返回的数据量,可以通过添加条件或者优化查询语句来实现。
-
分页查询优化: 对于大数据量的分页查询,可以使用基于游标或类似方法,避免将所有结果加载到内存中,从而减少内存消耗和查询时间。
-
使用连接查询: 在某些情况下,使用连接查询(JOIN)代替子查询或多次单独查询可以提高查询效率。
-
优化子查询: 子查询的性能通常较差,可以考虑使用临时表或其他优化手段来替代复杂的子查询。
-
缓存查询结果: 对于相对稳定的查询结果,可以考虑使用缓存机制,将查询结果缓存起来,减少数据库访问次数。
-
定期清理历史数据: 对于历史数据,可以定期清理或归档,避免数据库表过大导致查询性能下降。
-
数据库参数调整: 根据数据库的实际情况,调整数据库参数,如缓冲区大小、连接数等,以优化数据库的性能。
调优慢SQL是一个迭代过程,需要不断尝试不同的优化方法,并进行性能测试和监控。同时,对于复杂的SQL优化,也可以借助一些数据库性能分析工具来辅助分析和调优。
27.SQL优化的经验
SQL优化是一个复杂且需要实践经验的过程。
以下是一些SQL优化的经验和常见的优化策略:
-
合理使用索引: 确保表上的关键字段建立了适当的索引,以加快查询速度。避免全表扫描,尽量使用索引来优化查询条件。
-
避免SELECT *: 尽量避免使用
SELECT *
,而是明确指定需要的字段。只选择所需的字段可以减少数据库的数据传输量,提高查询性能。 -
优化查询条件: 确保查询条件能够充分利用索引,并且尽量限制返回的数据量。在使用
LIKE
操作时,避免在模式开头使用通配符,这样可以更好地利用索引。 -
使用连接查询: 在某些情况下,使用连接查询(JOIN)代替子查询或多次单独查询可以提高查询效率。
-
优化子查询: 子查询的性能通常较差,可以考虑使用临时表或其他优化手段来替代复杂的子查询。
-
避免使用SELECT DISTINCT: 使用
SELECT DISTINCT
会对查询结果进行排序和去重,性能较差。如果不是必要的,尽量避免使用。 -
分页查询优化: 对于大数据量的分页查询,可以使用基于游标或类似方法,避免将所有结果加载到内存中,从而减少内存消耗和查询时间。
-
定期清理历史数据: 对于历史数据,可以定期清理或归档,避免数据库表过大导致查询性能下降。
-
使用合适的数据类型: 在设计数据库时,选择合适的数据类型可以减少存储空间,提高查询性能。
-
缓存查询结果: 对于相对稳定的查询结果,可以考虑使用缓存机制,将查询结果缓存起来,减少数据库访问次数。
-
数据库参数调整: 根据数据库的实际情况,调整数据库参数,如缓冲区大小、连接数等,以优化数据库的性能。
-
使用批量操作: 在需要插入或更新大量数据时,使用批量操作可以减少与数据库的交互次数,提高效率。
-
避免频繁提交事务: 在使用事务时,避免频繁地提交事务,可以减少数据库日志写入,提高性能。
总体来说,SQL优化需要综合考虑数据库结构、查询条件、索引、数据量等因素,不同的场景可能需要不同的优化策略。最佳的优化方案往往需要通过实际测试和性能监控来验证,不断迭代改进。另外,理解数据库的执行计划和查询性能分析工具的使用也是进行SQL优化的重要技能。
28.SQL的书写顺序和执行顺序
在SQL语句中,书写顺序和执行顺序是不同的。SQL语句的书写顺序是由关键字和表达式组成的,而SQL语句的执行顺序是由数据库查询优化器决定的,它会根据语句的逻辑含义和表的索引等信息来决定最优的执行路径。
SQL语句的书写顺序:
在书写SQL语句时,通常遵循以下一般的顺序:
-
SELECT
:指定要查询的列。 -
FROM
:指定要查询的表。 -
JOIN
:指定连接查询的表(如果有)。 -
WHERE
:指定查询条件。 -
GROUP BY
:指定分组字段。 -
HAVING
:指定分组条件。 -
ORDER BY
:指定排序字段。 -
LIMIT
/OFFSET
:指定查询结果的限制和偏移(可选)。
SQL语句的执行顺序:
SQL查询的执行顺序并不一定按照书写顺序执行,数据库优化器会根据查询的复杂性和表的索引情况来决定实际的执行路径。
一般来说,SQL查询的执行顺序如下:
-
FROM
:首先从FROM
子句中指定的表中获取数据。 -
JOIN
:如果有连接操作,进行表的连接。 -
WHERE
:根据WHERE
子句中的条件进行过滤,只保留满足条件的行。 -
GROUP BY
:如果有分组操作,按照指定的分组字段进行分组。 -
HAVING
:根据HAVING
子句中的条件进行分组过滤。 -
SELECT
:根据SELECT
子句中指定的列,生成查询结果。 -
ORDER BY
:如果有排序操作,按照指定的排序字段进行排序。 -
LIMIT
/OFFSET
:最后根据LIMIT
/OFFSET
子句限制查询结果的数量和偏移。
需要注意的是,数据库优化器可能会对SQL查询进行重写或优化,以提高查询性能。因此,实际执行的顺序可能与书写顺序和上述执行顺序有所不同。了解SQL查询的执行顺序可以帮助我们更好地理解查询的效率和性能,同时也可以帮助我们进行SQL的调优。
29.有哪些关于SQL的好习惯
良好的SQL习惯有助于提高代码的可读性、可维护性和性能。
以下是一些关于SQL的好习惯:
-
使用格式化和缩进: 格式化SQL语句并使用适当的缩进,使代码易读。适当的缩进可以显示查询的逻辑结构,方便理解。
-
明确指定字段: 尽量避免使用
SELECT *
,而是明确指定需要查询的字段。这样可以减少数据传输量,提高查询效率。 -
使用合适的数据类型: 在设计数据库时,选择合适的数据类型可以减少存储空间,提高查询性能。
-
使用注释: 使用注释解释复杂查询的逻辑、用途和特殊情况,方便其他开发人员理解和维护代码。
-
避免使用SELECT DISTINCT: 使用
SELECT DISTINCT
会对查询结果进行排序和去重,性能较差。如果不是必要的,尽量避免使用。 -
优化查询条件: 确保查询条件能够充分利用索引,并且尽量限制返回的数据量。在使用
LIKE
操作时,避免在模式开头使用通配符,这样可以更好地利用索引。 -
使用连接查询: 在某些情况下,使用连接查询(JOIN)代替子查询或多次单独查询可以提高查询效率。
-
避免频繁提交事务: 在使用事务时,避免频繁地提交事务,可以减少数据库日志写入,提高性能。
-
分页查询优化: 对于大数据量的分页查询,可以使用基于游标或类似方法,避免将所有结果加载到内存中,从而减少内存消耗和查询时间。
-
定期清理历史数据: 对于历史数据,可以定期清理或归档,避免数据库表过大导致查询性能下降。
-
备份和恢复数据: 定期备份数据库,确保数据的安全性和可恢复性。
-
数据库参数调整: 根据数据库的实际情况,调整数据库参数,如缓冲区大小、连接数等,以优化数据库的性能。
-
测试和监控: 对SQL进行性能测试和监控,以确保查询性能满足需求,并及时发现和解决性能问题。
这些好习惯适用于大多数SQL代码的编写,可以帮助开发人员写出高效、易读和易维护的SQL代码。同时,根据具体情况,还可以根据数据库的特性和业务需求,采用更加针对性的优化措施。
30.&和&&的区别 ?
&
和 &&
都是Java中的逻辑运算符,用于执行与运算。
它们之间有以下区别:
1. 适用类型:
-
&
:适用于所有的整数类型(int
,short
,byte
,long
,char
) 和布尔类型 (boolean
)。 -
&&
:仅适用于布尔类型 (boolean
)。
2. 短路特性:
-
&
:不具有短路特性。无论左边的表达式结果是 true 还是 false,右边的表达式都会被计算。 -
&&
:具有短路特性。如果左边的表达式结果是 false,右边的表达式将不会被计算,因为整个表达式的结果已经确定为 false。
3. 使用场景:
-
&
:通常用于位运算,比如对数字的二进制进行位与操作。 -
&&
:通常用于逻辑运算,比如条件判断和逻辑组合。
4. 逻辑运算结果:
-
&
:无论左右两边的表达式结果如何,都会计算并返回布尔类型的结果。 -
&&
:如果左边的表达式结果为 false,将不会计算右边的表达式,直接返回 false。只有左边的表达式结果为 true 时,才会计算并返回右边表达式的结果。
示例:
int a = 10;
int b = 5;
boolean condition1 = (a > b) & (a > 0); ?// true & true,结果为 true
boolean condition2 = (a < b) & (b > 0); ?// false & true,结果为 false
?
boolean condition3 = (a > b) && (a > 0); ?// true && true,结果为 true
boolean condition4 = (a < b) && (b > 0); ?// false && true,结果为 false
在实际应用中,通常推荐使用 &&
运算符,因为它具有短路特性,可以提高代码的执行效率。当逻辑表达式中包含耗时较长的计算或方法调用时,短路特性可以避免不必要的计算,从而优化代码性能。只有在特定的位运算场景下,才使用 &
运算符。
31.HTTP和HTTPS ?
HTTP(Hypertext Transfer Protocol)和HTTPS(Hypertext Transfer Protocol Secure)是用于在网络中传输数据的两种协议。
HTTP:
-
HTTP是一种无状态的、无连接的协议,基于客户端-服务器模型,用于在Web浏览器和Web服务器之间传输数据。
-
HTTP数据传输是明文的,不对数据进行加密,因此容易被窃听和篡改。
-
HTTP默认使用80端口进行通信。
HTTPS:
-
HTTPS是HTTP的安全版本,通过使用SSL(Secure Socket Layer)或TLS(Transport Layer Security)协议对传输的数据进行加密和认证,以确保数据的安全性和完整性。
-
HTTPS在HTTP的基础上增加了加密和身份验证机制,通过数字证书来验证服务器的身份,防止中间人攻击。
-
HTTPS默认使用443端口进行通信。
主要区别:
-
安全性: HTTPS比HTTP更安全,因为它通过加密和身份验证来保护数据的传输。HTTP传输的数据是明文的,而HTTPS传输的数据是加密的,即使被截获,也很难解密。
-
协议: HTTP是标准的HTTP协议,而HTTPS在HTTP的基础上添加了SSL或TLS协议。
-
默认端口: HTTP默认使用80端口,而HTTPS默认使用443端口。
-
应用场景: HTTP通常用于普通的网页浏览和一些对安全性要求不高的场景。而在涉及敏感信息(例如信用卡信息、登录凭证等)传输的场景,应该使用HTTPS来保证数据的安全。
-
性能: HTTPS相比HTTP会增加一定的计算和网络开销,因为要进行加密和解密操作,可能会对性能产生一定影响。但随着计算机硬件和网络技术的提升,HTTPS的性能问题逐渐减少。
在现代互联网中,保护用户数据的安全和隐私至关重要。因此,HTTPS已经成为许多网站的标准协议,特别是涉及敏感信息的网站,如银行、电子商务等。
32.常见的HTTP状态码 ?
HTTP状态码是服务器在响应请求时返回给客户端的一种状态标识,用于表示请求的处理结果。
常见的HTTP状态码包括以下几类:
-
1xx:信息性状态码(Informational)
-
100 Continue:服务器已收到请求的初始部分,客户端应继续请求。
-
101 Switching Protocols:服务器要求客户端切换协议,例如从HTTP到WebSocket。
-
-
2xx:成功状态码(Successful)
-
200 OK:请求成功,一般用于GET和POST请求。
-
201 Created:请求已经被实现,并创建了新的资源。
-
204 No Content:请求成功,但响应报文中没有实体的主体部分。
-
-
3xx:重定向状态码(Redirection)
-
301 Moved Permanently:永久性重定向,请求的资源已被永久移动到新位置。
-
302 Found:临时性重定向,请求的资源暂时被移动到新位置。
-
304 Not Modified:客户端发送条件请求时,资源未改变,可使用缓存的版本。
-
-
4xx:客户端错误状态码(Client Error)
-
400 Bad Request:请求错误,服务器不理解或无法处理请求。
-
401 Unauthorized:未授权,需要身份验证。
-
403 Forbidden:禁止访问,服务器拒绝请求。
-
404 Not Found:未找到,请求的资源不存在。
-
-
5xx:服务器错误状态码(Server Error)
-
500 Internal Server Error:服务器内部错误,无法完成请求。
-
502 Bad Gateway:错误的网关,服务器作为网关或代理,从上游服务器收到无效响应。
-
503 Service Unavailable:服务不可用,服务器暂时过载或维护中。
-
这些状态码能够提供给客户端请求的处理状态信息,帮助开发者快速诊断和解决问题。在进行Web开发时,了解常见的HTTP状态码及其含义对于调试和优化应用程序非常有帮助。
33.Get和Post的区别 ?
GET
和POST
是HTTP协议中常用的两种请求方法,用于向服务器发送请求。它们之间的主要区别如下:
-
请求类型:
-
GET
:用于从服务器获取数据。通过URL中的参数传递数据,请求的数据会附加在URL的后面,以查询字符串的形式发送给服务器。 -
POST
:用于向服务器提交数据。请求的数据被包含在请求体中发送给服务器,不会显示在URL中。
-
-
数据传递:
-
GET
:数据传递通过URL中的查询字符串,对数据量有限制,通常不适用于传输敏感数据,因为数据会暴露在URL中。 -
POST
:数据传递通过请求体,对数据量没有限制,适合传输大量数据,也更安全,因为数据不会显示在URL中。
-
-
请求语义:
-
GET
:应该用于获取数据,对服务器没有副作用,是幂等的(多次请求同样的URL,结果相同)。 -
POST
:应该用于发送数据,可能对服务器产生副作用,比如提交表单,更新数据等,不是幂等的。
-
-
请求可见性:
-
GET
:请求的URL会显示在浏览器地址栏中,用户可以收藏和分享链接。 -
POST
:请求的URL不会显示在浏览器地址栏中,用户无法直接收藏和分享。
-
-
安全性:
-
GET
:不适合传输敏感数据,因为数据暴露在URL中,容易被拦截和窃取。 -
POST
:更安全,因为数据在请求体中,不会显示在URL中。
-
-
缓存:
-
GET
:可以被缓存,可以使用浏览器的缓存机制来提高性能。 -
POST
:不能被缓存,每次请求都会发送最新的数据。
-
综合来说,GET
和POST
适用于不同的场景。一般来说,GET
用于获取数据,POST
用于提交数据。如果只是获取数据,而且不需要传输敏感信息,可以使用GET
请求。如果需要提交数据或者传输敏感信息,应该使用POST
请求。
34.在浏览器中输入地址到显示页面的过程 ?
在浏览器中输入地址并最终显示页面的过程通常涉及以下几个步骤:
-
域名解析: 当用户在浏览器中输入网址(URL)后,首先会进行域名解析。浏览器将域名部分(如www.example.com)解析成对应的IP地址,这是因为网络通信需要使用IP地址。
-
建立连接: 一旦浏览器获取了目标网站的IP地址,它会尝试与目标服务器建立TCP连接。这是通过三次握手(three-way handshake)来完成的,确保客户端和服务器之间的可靠连接。
-
发送请求: 建立连接后,浏览器会向服务器发送HTTP请求。请求中包含了需要访问的资源路径、HTTP方法(如GET、POST等)、请求头和可能的请求体(对于POST请求)。
-
服务器处理请求: 服务器接收到浏览器发送的HTTP请求后,开始处理请求。服务器会查找所请求的资源,处理相应的业务逻辑,然后生成HTTP响应。
-
接收响应: 服务器将生成的HTTP响应发送回给浏览器。响应包含了HTTP状态码、响应头和响应体。
-
渲染页面: 浏览器接收到服务器的响应后,开始解析HTML、CSS和JavaScript等内容,并根据解析的结果渲染页面。页面上可能包含其他资源,如图片、样式表和脚本文件,浏览器会继续发送请求获取这些资源。
-
显示页面: 当页面渲染完成后,浏览器将显示页面内容,并用户可以与页面进行交互。
-
断开连接: 最后,浏览器和服务器之间的TCP连接会在一定时间内保持打开状态,以便在后续的请求中可以复用。如果连接没有复用,则会断开连接。
整个过程涉及了DNS解析、TCP连接建立、HTTP请求和响应、页面渲染等多个步骤。每个步骤都对页面加载速度和用户体验有影响,因此网站性能优化是一个重要的考虑因素。
35.内存管理机制
内存管理是操作系统的核心功能之一,它负责管理计算机的物理内存,使得应用程序可以在内存中运行并且相互隔离,同时提高内存的利用率。
内存管理机制主要包括以下几个方面:
-
内存分配与回收: 内存管理器负责将可用的物理内存划分为不同大小的块,并分配给应用程序。当应用程序不再需要某个内存块时,内存管理器会回收该内存,使得其他应用程序可以继续使用。
-
虚拟内存: 虚拟内存是一种扩展内存的技术,它允许应用程序使用比物理内存更大的地址空间。虚拟内存机制使得应用程序感觉自己在独占整个系统的内存,而实际上只有部分数据和指令在物理内存中。当应用程序访问未加载到物理内存的虚拟内存时,操作系统会负责将相应的页面加载到物理内存中。
-
内存保护: 内存管理器通过设置页面权限和地址空间隔离来实现内存保护。不同的应用程序被隔离在不同的地址空间中,从而防止它们相互干扰或访问彼此的内存。同时,操作系统可以控制每个应用程序对内存的访问权限,以保护系统的安全性。
-
内存映射: 内存映射是一种将文件的内容映射到内存地址空间的机制。通过内存映射,应用程序可以像访问内存一样访问文件,这样可以方便地进行文件读写操作。
-
页面置换算法: 当物理内存不足以容纳所有的活动页面时,操作系统需要选择哪些页面置换到磁盘上,以腾出空间给新的页面。常见的页面置换算法有最近最少使用(LRU)、先进先出(FIFO)等。
-
内存清理与回写: 当页面被修改后,它可能需要被回写到磁盘上,以保持数据的一致性。同时,当物理内存不足时,操作系统可能需要将一些页面清理出来,以腾出空间给新的页面。
内存管理机制的设计对操作系统的性能和稳定性至关重要。一个优秀的内存管理机制应该能够高效地管理内存资源,提供良好的内存隔离和保护,以及合理地进行内存分配和页面置换,从而保证系统的稳定性和性能。
36.什么是虚拟内存IP和域名
-
虚拟内存: 虚拟内存是一种计算机内存管理技术,它将计算机的物理内存和磁盘空间结合起来,形成一个虚拟的、比物理内存大得多的地址空间。虚拟内存使得应用程序可以使用比物理内存更大的地址范围,而不需要实际拥有足够大的物理内存。虚拟内存的使用使得多个应用程序可以同时运行,并且相互之间不会干扰。当应用程序访问未加载到物理内存的虚拟内存时,操作系统会将相应的数据从磁盘加载到物理内存中。虚拟内存的使用使得应用程序能够在一个更大的地址空间内运行,而不必考虑物理内存的大小限制。
-
IP(Internet Protocol)地址: IP地址是用于在网络中标识设备(如计算机、服务器、路由器等)的一组数字。它是网络中唯一的标识符,类似于房屋的门牌号。IP地址分为IPv4和IPv6两个版本。IPv4由32位二进制数组成,通常以点分十进制形式表示(例如:192.168.0.1)。IPv6由128位二进制数组成,通常以冒号分隔的十六进制形式表示(例如:2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334)。IP地址的作用是使得网络中的设备能够相互通信和定位。
-
域名(Domain Name): 域名是用于标识互联网上的网站和计算机的便捷方式,它是IP地址的人类可读的别名。域名由一串字符组成,用点分隔,例如"example.com"。域名系统(Domain Name System,DNS)将域名转换为对应的IP地址,使得用户可以使用易于记忆的域名来访问网站,而无需记住复杂的IP地址。当用户在浏览器中输入域名时,浏览器会通过DNS解析将域名转换为IP地址,然后向服务器发送请求。
综上所述,虚拟内存是一种内存管理技术,用于扩展计算机内存的地址空间;IP地址用于在网络中标识设备,使得设备可以相互通信;域名是IP地址的别名,用于方便地访问互联网上的网站和计算机。
37.主键的生成策略有哪些
主键是用于唯一标识数据库表中每一行记录的字段。
在数据库设计中,主键的生成策略可以选择多种方式,常见的主键生成策略包括:
-
自增长主键(AUTO_INCREMENT): 数据库自动生成一个唯一的整数值作为主键,每次插入新记录时自动递增。适用于MySQL(使用
AUTO_INCREMENT
关键字)、SQL Server(使用IDENTITY
)等数据库。 -
UUID(Universally Unique Identifier): 使用128位的全局唯一标识符,以保证在分布式系统中每个主键都是唯一的。UUID主键可以由数据库或应用程序生成,适用于分布式系统和没有自增长主键的情况。
-
GUID(Globally Unique Identifier): 类似于UUID,是一个全局唯一标识符。GUID通常在应用程序层生成,不依赖于数据库的自增长功能。
-
雪花算法(Snowflake): 一种Twitter开源的唯一ID生成算法。雪花算法的ID由一个64位整数组成,包含了时间戳、数据中心ID和机器ID等信息,保证了在分布式系统中生成全局唯一ID。
-
复合主键: 使用多个字段组合作为主键,确保组合字段的值唯一。适用于多列联合起来才能唯一标识一条记录的情况。
-
数据库序列(Sequence): 一种特殊的数据库对象,用于生成连续的整数序列。应用程序可以从序列中获取下一个值作为主键。适用于数据库支持序列的情况,如Oracle。
-
自定义主键生成策略: 应用程序可以根据特定需求自定义主键生成策略,例如使用时间戳和随机数组合,或者使用特定规则生成唯一ID。
选择主键生成策略要根据具体的应用场景和数据库特性进行考虑。自增长主键适用于大多数简单的单机应用,而UUID或雪花算法适用于分布式系统,需要在多个节点生成唯一ID的情况。复合主键适用于多列联合唯一标识一条记录的情况,而自定义主键生成策略适用于特定的业务需求。
38.范式了解哪些 ?
关系数据库的范式是用于规范数据库表结构的概念。范式分为一至五个级别,每个级别都有一组规则,用于确保数据库表的结构能够最大程度地减少冗余数据,提高数据的一致性和可维护性。
常见的范式包括以下几个级别:
-
第一范式(1NF): 数据表中的每个字段都是不可再分的原子值,即每个字段中不能包含多个值或多个属性。确保表中每个单元格都是一个单一的值,不可再分。
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第二范式(2NF): 数据表必须符合1NF,并且要求每个非主键字段完全依赖于全部主键而不是部分主键。即表中的每个非主键字段都要依赖于主键,而不能依赖于主键的部分字段。
-
第三范式(3NF): 数据表必须符合2NF,并且要求非主键字段之间相互独立,即非主键字段之间不能有传递依赖。任何非主键字段只依赖于主键,而不依赖于其他非主键字段。
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BCNF(Boyce-Codd范式): BCNF是在第三范式基础上进一步规范的范式。要求数据表中的所有函数依赖都必须是自包含的。即,表中的每个非主键字段必须完全依赖于全部主键,而不能依赖于其他非主键字段。
-
第四范式(4NF): 数据表必须符合BCNF,并且要求表中不存在多值依赖或多值函数依赖。即,如果一个表包含多个相同的数据,那么这些数据必须分开存储,而不是存储在同一个字段中。
-
第五范式(5NF): 数据表必须符合第四范式,并且要求表中不存在联合依赖。即,表中的非主键字段之间不能存在依赖关系。
每个范式都有其独特的优点和适用场景,范式的级别越高,数据表结构的规范性和数据的一致性越高。但是高级别的范式会增加数据表的复杂性和查询的复杂性,降低一些查询性能。在实际应用中,需要根据具体的业务需求和性能要求来选择适当的范式级别。
39.索引的作用和原理
索引是数据库中用于加快数据检索速度的数据结构。它类似于书籍的目录,能够帮助数据库系统快速定位和访问数据,从而提高查询性能。索引在数据库表的某个列或一组列上创建,对这些列的值进行排序和存储,使得数据库可以更快地查找和访问特定的数据行。
索引的作用:
-
加速数据检索: 索引允许数据库直接跳过大部分数据,只检索符合查询条件的数据,从而减少扫描的数据量,加快查询速度。
-
优化排序和分组: 当查询包含排序或分组操作时,索引可以按照特定的列排序或分组,提高排序和分组的效率。
-
加速连接操作: 当多个表进行连接查询时,索引可以加快连接操作的速度,减少连接时的数据匹配操作。
索引的原理:
索引是根据特定的算法和数据结构在数据库表的某个列或一组列上建立的。主要的索引类型有B-tree索引、Hash索引、全文索引等,其中B-tree索引是最常见和广泛使用的索引类型。
B-tree索引采用了一种树状结构来组织数据。它通过对索引列的值进行排序和分层,构建出一棵平衡二叉树。B-tree索引在每个节点上都存储了一部分索引数据,并且通过节点之间的链接进行快速搜索。根据查询条件,数据库可以从根节点开始,逐级向下遍历树,直到找到匹配的叶子节点,从而快速定位到所需的数据行。
数据库管理系统会自动维护索引的数据结构,当有新的数据插入、更新或删除时,索引也会相应地进行调整和更新,以保持索引的正确性和高效性。
需要注意的是,索引并非越多越好,索引会占用额外的存储空间,并增加写入数据的成本。不恰当的索引设计可能会导致索引失效或性能下降。因此,在设计索引时需要根据具体的查询需求和数据访问模式进行合理的规划和优化。
40.连接池的作用 ?
连接池是数据库编程中常用的技术,它是一组数据库连接的缓存,用于在应用程序和数据库之间管理和复用数据库连接。连接池的主要作用是优化数据库连接的创建和销毁过程,从而提高数据库访问的性能和效率。
连接池的作用包括以下几个方面:
-
减少连接创建和销毁的开销: 数据库连接的创建和销毁通常是比较耗时的操作,特别是在频繁的数据库访问场景下。连接池将数据库连接预先创建并缓存起来,应用程序需要时直接从连接池获取可用的连接,避免了重复创建和销毁连接的开销,提高了数据库访问的效率。
-
复用连接: 连接池允许多个线程或多个请求共享同一个数据库连接。当一个线程完成数据库访问后,连接不会立即关闭,而是放回到连接池中,供其他线程复用。这样可以避免频繁地打开和关闭数据库连接,提高了数据库连接的复用率,减少了数据库服务器的压力。
-
控制连接的数量: 连接池可以限制数据库连接的数量,防止同时打开大量连接导致数据库服务器资源耗尽。通过设置最小连接数和最大连接数,连接池可以根据实际需要动态调整连接数量,保持合理的连接数以满足数据库访问需求。
-
连接状态的监控和维护: 连接池可以监控数据库连接的状态,检测连接是否有效和可用。对于不可用或失效的连接,连接池可以进行重新连接或释放操作,保持连接池中的连接都是可用的。
-
降低系统资源消耗: 通过连接池管理连接,可以降低系统的资源消耗,避免了不必要的连接创建和销毁操作,减少了内存和CPU的占用。
连接池是提高数据库访问性能和资源利用率的重要手段,特别适用于高并发的数据库访问场景,如Web应用程序和分布式系统。使用连接池能够有效地减少数据库连接的开销,提高系统的性能和稳定性。
41.Spring MVC执行流程 ?
Spring MVC是一种基于Java的Web开发框架,用于构建MVC(Model-View-Controller)模式的Web应用程序。
它的执行流程通常包括以下几个步骤:
-
请求到达DispatcherServlet: 当用户发送一个HTTP请求到应用程序时,请求首先到达DispatcherServlet。DispatcherServlet是Spring MVC的核心控制器,它负责处理所有的请求。
-
HandlerMapping查找处理器: DispatcherServlet 通过HandlerMapping找到匹配该请求的处理器(Controller)。HandlerMapping负责将请求映射到对应的Controller处理器。
-
Controller处理请求: 一旦找到匹配的Controller,DispatcherServlet会将请求交给Controller处理。Controller是业务逻辑的处理单元,它根据请求处理业务逻辑,并返回相应的ModelAndView对象。
-
ModelAndView处理: Controller处理请求后,会将处理结果封装为一个ModelAndView对象。ModelAndView包含了处理结果数据和视图名。数据可以是要显示在视图中的模型数据,视图名则指定了要使用的视图。
-
ViewResolver解析视图: 一旦Controller返回了ModelAndView对象,DispatcherServlet会通过ViewResolver解析视图名,找到要使用的视图。ViewResolver根据视图名查找对应的视图对象,视图对象负责渲染输出内容。
-
视图渲染: 得到要使用的视图后,DispatcherServlet会将ModelAndView中的数据传递给视图,并由视图负责生成输出内容。输出内容通常是HTML页面或其他格式的数据。
-
响应返回给客户端: 最后,DispatcherServlet将视图渲染后的结果响应返回给客户端,完成整个请求处理过程。
需要注意的是,在整个执行流程中,Spring提供了很多扩展点和组件,如拦截器、数据绑定、数据验证等,开发者可以根据需要对执行流程进行定制和扩展。这些灵活的扩展点使得Spring MVC适用于各种复杂的Web应用程序。
42.Spring MVC常用的注解 ?
Spring MVC提供了许多注解,用于简化控制器(Controller)、请求处理、数据绑定、参数验证等操作。
常用的Spring MVC注解包括:
-
@Controller: 用于标识一个类为Spring MVC的控制器,处理HTTP请求。
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@RequestMapping: 用于将请求URL映射到控制器的处理方法上。可以用在类级别和方法级别,用于定义URL和HTTP方法(GET、POST等)的映射关系。
-
@GetMapping、@PostMapping、@PutMapping、@DeleteMapping: 这些注解是@RequestMapping的缩写,用于定义特定HTTP方法的请求映射。
-
@PathVariable: 用于将URL中的模板变量(例如,/user/{id})绑定到方法参数上。
-
@RequestParam: 用于绑定请求参数到方法参数上,可以指定默认值和是否必须。
-
@RequestBody: 用于将请求体中的数据绑定到方法参数上,适用于接收JSON或XML等格式的请求数据。
-
@ResponseBody: 用于将方法返回值直接写入HTTP响应体中,适用于返回JSON或XML等格式的响应数据。
-
@ModelAttribute: 用于将方法返回值添加到Model中,使其在视图中可以访问。
-
@SessionAttributes: 用于将指定的模型属性保存到会话中,使其跨请求访问。
-
@InitBinder: 用于定制数据绑定和格式化规则,用于处理方法参数的绑定和验证。
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@Valid: 用于开启参数验证功能,配合javax.validation中的注解实现参数验证。
-
@ExceptionHandler: 用于定义全局的异常处理方法,当控制器中抛出异常时,可以统一处理并返回友好的错误页面或JSON数据。
这些注解使得开发者可以在Spring MVC中更加便捷地定义请求处理方法、绑定请求数据、处理异常等操作,简化了开发流程并提高了代码的可读性和维护性。
43.Spring中的设计模式 ?
Spring框架是一个综合性的企业级应用开发框架,它内部运用了多种设计模式来实现各种功能和提供灵活的扩展点。
常见的Spring中使用的设计模式包括:
-
依赖注入(Dependency Injection): 这是Spring框架最为人熟知的一个设计模式。通过依赖注入,对象之间的依赖关系由框架在运行时动态地注入,而不是在代码中硬编码。这样可以实现松耦合,提高代码的可测试性和可维护性。
-
工厂模式(Factory Pattern): Spring使用工厂模式创建和管理Bean对象。Spring的容器充当了工厂,根据配置或注解的信息动态地创建和管理Bean对象。
-
单例模式(Singleton Pattern): Spring默认情况下,对于某个Bean,容器只会创建一个实例,即单例模式。这样可以节省资源,并确保多个地方使用同一个实例。
-
代理模式(Proxy Pattern): Spring AOP(面向切面编程)使用了代理模式来实现切面功能。通过动态代理,在不改变原有代码的情况下,将横切逻辑(如事务管理、日志记录等)与业务逻辑分离。
-
观察者模式(Observer Pattern): Spring的事件驱动机制使用观察者模式。应用程序可以发布事件,而感兴趣的观察者可以注册监听器来处理这些事件。
-
策略模式(Strategy Pattern): Spring的资源访问和类型转换使用了策略模式。应用程序可以根据不同的需求配置不同的策略来实现资源的访问和类型转换。
-
模板模式(Template Pattern): Spring的JdbcTemplate和HibernateTemplate等模板类使用了模板模式。这些模板类封装了常用的数据库操作和持久化逻辑,应用程序只需提供定制化的部分,从而实现数据库操作的简化。
-
装饰器模式(Decorator Pattern): Spring的Bean后处理器使用了装饰器模式。后处理器可以在Bean初始化过程中进行增强操作,如为Bean添加额外的功能或处理。
-
适配器模式(Adapter Pattern): Spring的Spring MVC框架使用了适配器模式,将请求映射到不同类型的处理器适配器上,实现了灵活的请求处理机制。
Spring框架中的设计模式不仅仅局限于上述几种,它还融合了其他的设计思想和模式,使得框架具有高度的灵活性和扩展性。
44.Spring Boot项目如何部署
Spring Boot项目可以以多种方式进行部署,具体的部署方式取决于你的项目需求和架构。
以下是几种常见的部署方式:
-
Jar包部署: Spring Boot项目可以打包成可执行的Jar包。只需在项目根目录执行
mvn clean package
命令,然后在target目录找到生成的Jar包,使用java -jar your-application.jar
命令即可启动项目。这种方式非常简单,适用于单独部署的小型项目。 -
War包部署: Spring Boot项目也可以打包成传统的War包,用于部署到外部的Servlet容器(如Tomcat、Jetty等)。在
pom.xml
文件中将packaging
改为war
,然后执行mvn clean package
命令,找到生成的War包,将其部署到Servlet容器中。 -
Docker容器部署: 使用Docker可以将Spring Boot项目打包成一个独立的容器,包含所有运行所需的依赖和配置。首先在项目根目录编写
Dockerfile
文件,然后使用Docker工具构建镜像并运行容器。 -
云平台部署: Spring Boot项目可以部署到各种云平台,如AWS、Azure、Google Cloud等。云平台通常提供简单的部署配置和扩展能力,使得部署和管理项目更加便捷。
-
服务器集群部署: 对于高可用性和负载均衡需求,可以将Spring Boot项目部署到服务器集群中。通过负载均衡器将请求分发到不同的服务器上,实现高并发和容错。
无论你选择哪种部署方式,都需要确保你的部署环境符合项目的要求,并且在部署过程中注意配置文件的正确性和安全性。同时,建议在部署前进行适当的测试,确保项目能够正常运行。
45.Spring Boot的优缺点 ?
Spring Boot是一个快速开发和轻量级的Spring应用程序框架,它带来了许多优点,但也有一些局限性。
以下是Spring Boot的主要优缺点:
优点:
-
快速启动和开发: Spring Boot简化了Spring应用程序的配置,提供了自动配置和快速启动的特性,使得开发者可以更快地搭建和开发应用程序。
-
简化配置: Spring Boot通过约定大于配置的原则,将常用的配置自动化,减少了繁琐的XML配置和注解配置,简化了开发流程。
-
内嵌容器: Spring Boot内嵌了Tomcat、Jetty等Servlet容器,可以直接运行和打包成Jar包,无需依赖外部容器,使得部署更加方便。
-
自动配置: Spring Boot根据项目的依赖和配置信息,自动配置Spring应用程序的各个组件,减少了手动配置的工作。
-
监控和管理: Spring Boot提供了丰富的监控和管理功能,如健康检查、性能指标、应用信息等,便于对应用程序进行管理和监控。
-
生态系统丰富: Spring Boot构建在Spring框架的基础上,可以直接使用Spring的各种特性和扩展,而且还支持丰富的第三方库和插件。
缺点:
-
学习曲线: 对于新手来说,Spring Boot的学习曲线可能相对陡峭,特别是对于Spring生态系统不太熟悉的开发者。了解Spring Boot的自动配置和约定可能需要一些时间。
-
自动配置冲突: 在复杂项目中,多个自动配置可能会发生冲突,导致意外的行为。解决冲突可能需要深入了解Spring Boot的自动配置原理。
-
隐藏细节: 虽然Spring Boot的自动配置简化了开发,但有时也会隐藏一些细节,使得开发者难以理解应用程序的实际工作原理。
-
过度依赖: 一些开发者可能会过度依赖Spring Boot提供的自动配置和便利性,而不深入了解底层技术和原理。
总体来说,Spring Boot是一个非常优秀的框架,它大大简化了Spring应用程序的开发和部署,提高了开发效率和便利性。然而,开发者应该根据项目的实际需求,合理选择和使用Spring Boot的功能,避免过度依赖和不必要的复杂性。
46.Spring Boot的自动配置原理
Spring Boot的自动配置原理基于条件化配置(Conditional Configuration)和Spring的@EnableAutoConfiguration
注解。它允许Spring Boot根据应用程序的依赖和配置情况,自动配置Spring应用程序的各个组件,从而简化了开发者的配置工作。
以下是Spring Boot自动配置的主要原理:
-
条件化配置(Conditional Configuration): Spring Boot使用条件化配置来决定是否应该启用某个组件的自动配置。通过条件化配置,可以根据一些条件来动态决定是否应用某个配置。Spring Boot内置了大量的条件注解,如
@ConditionalOnClass
、@ConditionalOnBean
、@ConditionalOnProperty
等,可以根据类的存在、Bean的存在、配置属性的值等条件来判断是否要应用某个配置。 -
自动配置类(Auto-Configuration Classes): Spring Boot的自动配置是通过自动配置类实现的。每个自动配置类都包含了对某个特定组件进行配置的逻辑。这些自动配置类位于
spring-boot-autoconfigure
模块中,它们通过@Conditional
注解来条件化配置,只有满足条件时才会生效。 -
@EnableAutoConfiguration
注解: Spring Boot应用程序通常会在主类上使用@SpringBootApplication
注解,而@SpringBootApplication
本身是一个复合注解,其中包含了@EnableAutoConfiguration
注解。@EnableAutoConfiguration
注解会自动启用Spring Boot的自动配置功能,它会扫描并加载所有在classpath下的META-INF/spring.factories
文件中的自动配置类。 -
spring.factories
文件: 自动配置类的加载是通过在META-INF/spring.factories
文件中指定的EnableAutoConfiguration
键值对来实现的。每个自动配置类都在该文件中配置,Spring Boot在启动时会读取该文件,并根据其中的配置加载相应的自动配置类。 -
自定义配置: 在实际开发中,如果希望覆盖或扩展Spring Boot的自动配置,可以在应用程序中自定义配置类。通过编写自定义配置类,并使用
@Configuration
注解,可以覆盖或扩展自动配置类的配置逻辑。
总的来说,Spring Boot的自动配置原理通过条件化配置和@EnableAutoConfiguration
注解,实现了根据项目的依赖和配置情况,动态地加载自动配置类,从而简化了Spring应用程序的配置工作。这使得开发者可以更专注于业务逻辑,而不必过多地关注繁琐的配置。
47.Spring Boot配置加载优先级
Spring Boot的配置加载优先级是一个重要的概念,它决定了配置文件在不同位置的加载顺序和覆盖规则。Spring Boot遵循一定的规则,根据配置文件的位置和类型,按照一定的优先级顺序加载配置。
以下是Spring Boot配置加载的优先级顺序(由高到低):
-
命令行参数(Command Line Arguments): 命令行参数是最高优先级的配置,可以通过命令行传递参数给应用程序。例如:
java -jar your-application.jar --spring.profiles.active=dev
,其中--spring.profiles.active=dev
指定了使用dev配置文件。 -
系统属性(System Properties): 系统属性是通过
-D
参数传递给JVM的参数,可以在启动应用程序时指定系统属性。例如:-Dspring.profiles.active=dev
,表示使用dev配置文件。 -
环境变量(OS Environment Variables): 环境变量是操作系统级别的变量,可以在操作系统中设置。Spring Boot会读取所有以
SPRING_
为前缀的环境变量,例如SPRING_PROFILES_ACTIVE=dev
,表示使用dev配置文件。 -
应用程序配置文件(Application Properties/YAML): 应用程序配置文件是在类路径下的
application.properties
或application.yml
文件。这是常用的配置文件,可以配置通用的属性。 -
应用程序配置文件(Profile-specific Properties/YAML): 在类路径下的
application-{profile}.properties
或application-{profile}.yml
文件,其中{profile}
是激活的配置文件,例如application-dev.properties
。这种配置文件是特定于不同环境的配置,优先级高于通用的application.properties
。 -
外部配置文件(External Properties/YAML): 外部配置文件是在文件系统上的外部位置,可以通过
spring.config.location
参数指定。这种配置文件的优先级高于类路径下的配置文件,允许在不修改打包的应用程序的情况下,动态修改配置。
配置加载优先级的规则允许在不同的环境中使用不同的配置,优先级高的配置会覆盖优先级低的配置。例如,命令行参数和系统属性的优先级最高,可以用于临时调整配置;环境变量的优先级较低,可以用于不同服务器的不同配置;而应用程序配置文件的优先级是最低的,可以用于通用的配置。
在实际开发中,合理利用配置加载优先级可以实现灵活的配置管理,使得应用程序在不同环境中运行时,能够自动加载合适的配置。
48.union和union all的区别 ?
UNION
和UNION ALL
是SQL中用于合并查询结果的两个关键字,
它们有以下区别:
-
重复记录:
-
UNION
:UNION
操作会合并查询结果,并去除重复的记录。如果两个查询的结果中存在相同的记录,UNION
只会返回一条。 -
UNION ALL
:UNION ALL
操作也会合并查询结果,但不去除重复的记录。即使两个查询的结果中存在相同的记录,UNION ALL
会将所有的记录都返回。
-
-
性能:
-
UNION
:由于UNION
需要去除重复记录,它的执行时间可能比UNION ALL
更长,特别是在查询结果中存在大量重复记录时。 -
UNION ALL
:由于不需要去除重复记录,UNION ALL
的执行时间通常会比UNION
更短。
-
-
语法:
-
UNION
:UNION
关键字用于合并两个或多个查询的结果,并且必须保证查询的列数和数据类型相同。 -
UNION ALL
:UNION ALL
关键字同样用于合并查询结果,不需要保证查询的列数和数据类型相同,但最终结果的列数和数据类型将与第一个查询结果一致。
-
使用UNION ALL
可以获得更快的查询性能,但需要注意确保合并的结果不会包含重复的记录。而使用UNION
可以去除重复记录,但性能可能较低。因此,在实际使用中,应根据具体的需求来选择使用哪种关键字。如果需要去除重复记录并且查询结果不会包含大量重复数据,可以使用UNION
;如果不需要去除重复记录或查询结果中包含大量重复数据,可以使用UNION ALL
来获得更好的性能。
49.== 和 equals的区别 ?
==
和 equals
是Java中用于比较对象的两种不同方式,
它们有以下区别:
-
比较的对象类型:
-
==
:==
用于比较两个对象的引用是否相同,即判断两个对象是否指向同一个内存地址。 -
equals
:equals
方法用于比较两个对象的内容是否相同,即判断两个对象是否在逻辑上相等。
-
-
用途:
-
==
:通常用于比较基本数据类型的值,以及比较对象的引用是否相同。 -
equals
:通常用于比较对象的内容,它可以被重写为自定义的逻辑,用于判断两个对象的内容是否相等。
-
-
默认实现:
-
==
:对于基本数据类型,==
比较的是它们的值;对于对象引用,==
比较的是它们在内存中的地址。 -
equals
:equals
方法在Object
类中有一个默认实现,它和==
的行为相同,即比较对象的引用是否相同。但是,equals
方法可以被子类重写,用于自定义比较逻辑。
-
-
重写规范:
-
==
:不建议重写==
操作符的行为,它应该保持默认的引用比较。 -
equals
:如果一个类希望在逻辑上比较对象是否相等,通常应该重写equals
方法,并根据对象的内容来比较。
-
示例代码如下:
String str1 = "hello";
String str2 = "hello";
String str3 = new String("hello");
?
// 使用==比较字符串的引用
System.out.println(str1 == str2); // 输出 true,因为str1和str2指向同一个字符串常量池中的对象
System.out.println(str1 == str3); // 输出 false,因为str3是通过new关键字创建的新对象
?
// 使用equals比较字符串的内容
System.out.println(str1.equals(str2)); // 输出 true,因为str1和str2的内容相同
System.out.println(str1.equals(str3)); // 输出 true,因为str1和str3的内容相同
总之,==
用于比较对象的引用是否相同,而equals
用于比较对象的内容是否相同。在大多数情况下,我们应该使用equals
来比较对象的内容,特别是当涉及到自定义类时,应该重写equals
方法来定义对象的相等性逻辑。
50.线程的生命周期
线程的生命周期指的是线程从创建到销毁的整个过程,
它包括以下几个状态:
-
新建状态(New): 当一个线程对象被创建时,它处于新建状态。此时线程尚未启动,还没有开始执行。
-
就绪状态(Runnable): 当线程调用了
start()
方法后,线程进入就绪状态。此时线程已经准备好执行,但还没有获得CPU的执行时间。 -
运行状态(Running): 当线程获得CPU时间片,开始执行线程的
run()
方法时,线程进入运行状态。线程将执行其中的代码逻辑。 -
阻塞状态(Blocked): 在运行状态中,如果线程因为某些原因而暂时无法继续执行,比如等待某个资源,就会进入阻塞状态。在阻塞状态中,线程不会占用CPU时间。
-
等待状态(Waiting): 当线程调用了
wait()
方法时,线程进入等待状态。在等待状态中,线程会释放已经占有的锁,并等待其他线程通过notify()
或notifyAll()
方法唤醒它。 -
计时等待状态(Timed Waiting): 当线程调用了带有超时参数的
sleep()
、join()
、wait()
方法时,线程进入计时等待状态。在计时等待状态中,线程会等待指定的时间,或者等待其他线程的唤醒。 -
终止状态(Terminated): 线程执行完
run()
方法中的代码或者因为异常而提前终止时,线程进入终止状态。线程在终止状态下不再运行,它的生命周期结束。
线程的生命周期是动态变化的,从新建状态开始,通过就绪状态和运行状态,可能进入阻塞状态、等待状态或计时等待状态,最后进入终止状态。线程的状态之间可能会相互转换,取决于线程的执行和外部条件的影响。
51.事务的传播方式 ?
在数据库事务中,事务的传播方式指的是在多个事务方法相互调用的情况下,各个事务方法之间事务如何传播和协调的一种机制。
Spring框架提供了七种事务的传播方式,用于管理事务的边界和控制:
-
PROPAGATION_REQUIRED: 默认的传播方式。如果当前存在事务,就加入到当前事务中,如果没有事务,则新建一个事务。
-
PROPAGATION_SUPPORTS: 支持当前事务。如果当前存在事务,就加入到当前事务中,如果没有事务,则以非事务方式执行。
-
PROPAGATION_MANDATORY: 强制要求当前存在事务。如果当前没有事务,则抛出异常。
-
PROPAGATION_REQUIRES_NEW: 新建一个独立的事务。如果当前存在事务,将当前事务挂起,并新建一个事务执行。
-
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED: 以非事务方式执行。如果当前存在事务,将当前事务挂起,并以非事务方式执行。
-
PROPAGATION_NEVER: 以非事务方式执行。如果当前存在事务,则抛出异常。
-
PROPAGATION_NESTED: 嵌套事务。如果当前存在事务,就在当前事务的嵌套事务中执行。如果没有事务,则新建一个事务。
在使用Spring的事务管理时,我们可以在@Transactional注解中设置事务的传播方式。例如:
@Service
public class UserService {
?
? ?@Autowired
? ?private UserRepository userRepository;
?
? ?@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
? ?public void updateUser(User user) {
? ? ? ?// 更新用户信息的业务逻辑
? ? ? ?userRepository.save(user);
? }
?
? ?@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW)
? ?public void createUser(User user) {
? ? ? ?// 创建用户的业务逻辑
? ? ? ?userRepository.save(user);
? }
}
在上面的例子中,updateUser()
方法的事务传播方式为REQUIRED
,如果当前存在事务,则加入到当前事务中;createUser()
方法的事务传播方式为REQUIRES_NEW
,无论当前是否存在事务,都会新建一个独立的事务来执行。
52.声明式事务
声明式事务是通过注解或XML配置的方式来实现事务管理,而不需要在代码中显式地编写事务管理逻辑。在Spring框架中,可以使用@Transactional
注解来声明式地管理事务。
使用声明式事务的好处是将事务管理与业务逻辑分离,让开发者更专注于业务代码的编写,而不需要手动管理事务的开始、提交、回滚等操作。通过声明式事务,Spring框架可以自动地为我们处理事务的开启、提交、回滚、异常处理等事务相关操作。
在使用声明式事务时,需要做以下几个步骤:
-
配置数据源和事务管理器: 在Spring配置文件中配置数据源和事务管理器,以便Spring框架知道如何管理事务。
-
开启事务注解支持: 在Spring配置文件中开启对事务注解的支持,可以使用
<tx:annotation-driven>
或@EnableTransactionManagement
注解来实现。 -
添加@Transactional注解: 在需要进行事务管理的方法上添加
@Transactional
注解。可以根据需要设置不同的属性,如传播方式、隔离级别、只读等。 -
处理事务异常: 在事务中,如果发生异常,Spring会自动回滚事务。可以通过
rollbackFor
或noRollbackFor
属性来指定特定的异常是否回滚事务。
示例代码如下:
@Service
public class UserService {
?
? ?@Autowired
? ?private UserRepository userRepository;
?
? ?@Transactional
? ?public void updateUser(User user) {
? ? ? ?// 更新用户信息的业务逻辑
? ? ? ?userRepository.save(user);
? }
?
? ?@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRES_NEW, rollbackFor = {CustomException.class})
? ?public void createUser(User user) throws CustomException {
? ? ? ?// 创建用户的业务逻辑
? ? ? ?if (someCondition) {
? ? ? ? ? ?throw new CustomException("创建用户失败");
? ? ? }
? ? ? ?userRepository.save(user);
? }
}
在上面的例子中,updateUser()
方法使用默认的事务传播方式REQUIRED
,而createUser()
方法使用事务传播方式REQUIRES_NEW
,并指定当发生CustomException
异常时回滚事务。通过声明式事务,Spring会自动为这两个方法管理事务。如果createUser()
方法抛出CustomException
异常,事务会回滚,数据库中的数据也会回滚到调用方法之前的状态。
53.主键的生成策略有哪些
在数据库中,主键是用于唯一标识一条记录的字段。
在关系型数据库中,常用的主键生成策略有以下几种:
-
自增长(AUTO_INCREMENT): 在插入数据时,数据库自动为主键字段生成唯一的递增值。适用于整数类型的主键。在MySQL中使用
AUTO_INCREMENT
,在Oracle中使用IDENTITY
。 -
UUID(Universally Unique Identifier): 使用UUID算法生成全局唯一的主键值。适用于分布式系统,不依赖于数据库生成。缺点是主键较长,增加了索引的存储空间和查询性能。
-
GUID(Globally Unique Identifier): 类似于UUID,是一种全局唯一标识符。在Microsoft SQL Server中使用
NEWID()
函数生成。 -
雪花算法(Snowflake): 一种Twitter开源的分布式ID生成算法,生成64位的唯一ID。包括数据中心ID、机器ID、序列号等信息,适用于分布式系统。
-
数据库序列(Sequence): 一种数据库提供的自增长序列,可以在插入数据时获取下一个序列值作为主键。在Oracle和PostgreSQL等数据库中支持。
-
自定义生成策略: 可以根据业务需求自定义生成主键的逻辑,例如通过组合其他字段、时间戳等生成唯一的主键。
在使用主键时,需要根据具体的业务需求和数据库支持来选择合适的主键生成策略。自增长主键在插入数据时性能较好,但不适用于分布式系统。UUID和GUID可以在分布式系统中保证全局唯一性,但长度较长。数据库序列适用于Oracle和PostgreSQL等数据库。雪花算法是一种比较优秀的分布式ID生成算法,适用于高并发的分布式系统。自定义生成策略可以根据具体业务场景来实现定制化的主键生成逻辑。
54.ControllerAdvice ?
@ControllerAdvice
是Spring MVC框架中的一个注解,用于统一处理Controller层的异常和全局数据绑定。它允许我们定义全局的异常处理器和全局数据绑定,让这些处理逻辑在所有Controller中共享,从而实现全局的异常处理和数据预处理。
使用@ControllerAdvice
注解的类通常是一个带有特定注解的类,用于处理全局的异常和数据绑定。这些注解包括:
-
@ExceptionHandler
: 用于处理Controller层的异常,可以根据不同的异常类型提供不同的处理逻辑。 -
@InitBinder
: 用于数据预处理,可以在请求进入Controller之前对请求数据进行预处理,比如数据绑定、类型转换等。 -
@ModelAttribute
: 用于全局数据绑定,可以在每个Controller方法执行之前将一些共享的数据添加到Model中。
使用@ControllerAdvice
注解的类可以根据需要包含上述注解的方法,例如:
@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
?
? ?@ExceptionHandler(Exception.class)
? ?public ResponseEntity<String> handleException(Exception ex) {
? ? ? ?// 处理全局异常
? ? ? ?return new ResponseEntity<>("An error occurred: " + ex.getMessage(), HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
? }
?
? ?@ModelAttribute
? ?public void addAttributes(Model model) {
? ? ? ?// 全局数据绑定,添加共享的数据到Model
? ? ? ?model.addAttribute("appName", "MyApp");
? }
?
? ?@InitBinder
? ?public void initBinder(WebDataBinder binder) {
? ? ? ?// 数据预处理
? ? ? ?SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
? ? ? ?binder.registerCustomEditor(Date.class, new CustomDateEditor(sdf, true));
? }
}
在上面的例子中,GlobalExceptionHandler
类使用了@ControllerAdvice
注解,并包含了@ExceptionHandler
、@ModelAttribute
和@InitBinder
注解的方法。handleException
方法用于处理全局异常,addAttributes
方法用于添加全局数据绑定,initBinder
方法用于数据预处理。
通过使用@ControllerAdvice
注解,我们可以实现全局的异常处理和数据绑定,减少了代码的重复性,同时增加了代码的可维护性和可读性。
55.Restful
RESTful是一种架构风格,用于设计网络应用程序的API。它是"Representational State Transfer"(表现层状态转化)的缩写。RESTful API基于HTTP协议,通过URL定位资源,使用HTTP方法(GET、POST、PUT、DELETE等)来对资源进行操作,以及使用HTTP状态码和响应数据来表达状态和结果。
RESTful API的设计原则包括:
-
资源(Resources): 将应用程序的各个实体抽象为资源,每个资源都有一个唯一的URL来标识。
-
HTTP方法(HTTP Methods): 使用HTTP方法来表示对资源的操作。常用的HTTP方法包括GET(获取资源)、POST(创建资源)、PUT(更新资源)、DELETE(删除资源)等。
-
无状态(Stateless): 每个请求都应该包含足够的信息,服务端不需要保留客户端的状态。客户端的每个请求都应该包含一切需要的信息。
-
使用HTTP状态码(HTTP Status Codes): 使用HTTP状态码来表示请求的结果和状态。例如,200表示成功,404表示资源未找到,500表示服务器内部错误等。
-
标准格式(Standard Formats): RESTful API通常使用标准的数据格式,如JSON或XML,作为请求和响应的数据格式。
-
版本管理(Versioning): 对于API的升级和改动,应该采用版本管理,避免对现有客户端造成不兼容的影响。
RESTful API的设计使得它易于理解、易于扩展和易于与其他系统集成。它具有良好的可读性和可维护性,适用于Web开发、移动应用开发和微服务等场景。在使用RESTful API时,应遵循其设计原则,按照资源的定义、HTTP方法的使用、状态码的返回等规范进行开发。
56.#0和$0的区别 ?
#0
和$0
在不同的上下文中代表不同的含义。
-
#0
:-
在数学和计算机编程中,
#0
通常表示数字零,即整数0。例如,int x = #0;
表示将整数变量x的值设置为0。
-
-
$0
:-
在一些编程语言和正则表达式中,
$0
通常表示与整个匹配模式相匹配的字符串。在正则表达式中,$0
用于引用整个匹配项。 -
在一些Shell脚本和命令行工具中,
$0
表示脚本或命令本身的名称。在Shell脚本中,$0
表示当前脚本的名称;在命令行工具中,$0
表示当前执行的命令。
-
例如,在Java的正则表达式中,$0
表示整个匹配项:
import java.util.regex.*;
?
public class RegexTest {
? ?public static void main(String[] args) {
? ? ? ?String input = "Hello, world!";
? ? ? ?Pattern pattern = Pattern.compile("Hello, (.*)!");
? ? ? ?Matcher matcher = pattern.matcher(input);
? ? ? ?if (matcher.find()) {
? ? ? ? ? ?String wholeMatch = matcher.group(0);
? ? ? ? ? ?System.out.println(wholeMatch); // 输出:Hello, world!
? ? ? }
? }
}
在Shell脚本中,$0
表示脚本的名称:
#!/bin/bash
?
echo "当前执行的脚本名称是:$0"
假设以上内容保存为test.sh
文件,执行脚本后输出结果为:当前执行的脚本名称是:test.sh
。
57.Mybatis中的动态SQL标签
MyBatis是一个Java持久层框架,支持动态SQL查询。在MyBatis中,可以使用动态SQL标签来构建动态的SQL语句,根据不同的条件生成不同的SQL片段。
以下是MyBatis中常用的动态SQL标签:
-
if标签: 用于根据条件判断是否包含某段SQL语句。
<select id="getUserList" parameterType="User" resultType="User">
? SELECT * FROM user
? ?<where>
? ? ? ?<if test="id != null">
? ? ? ? ? AND id = #{id}
? ? ? ?</if>
? ? ? ?<if test="name != null">
? ? ? ? ? AND name = #{name}
? ? ? ?</if>
? ?</where>
</select>
-
choose、when、otherwise标签: 类似于Java中的switch语句,根据条件选择执行不同的SQL片段。
<select id="getUserList" parameterType="User" resultType="User">
? SELECT * FROM user
? ?<where>
? ? ? ?<choose>
? ? ? ? ? ?<when test="id != null">
? ? ? ? ? ? ? AND id = #{id}
? ? ? ? ? ?</when>
? ? ? ? ? ?<when test="name != null">
? ? ? ? ? ? ? AND name = #{name}
? ? ? ? ? ?</when>
? ? ? ? ? ?<otherwise>
? ? ? ? ? ? ? AND age > 18
? ? ? ? ? ?</otherwise>
? ? ? ?</choose>
? ?</where>
</select>
-
trim标签: 用于去除生成SQL语句中的多余空白字符。
<select id="getUserList" parameterType="User" resultType="User">
? SELECT * FROM user
? ?<where>
? ? ? ?<trim prefix="AND" prefixOverrides="OR">
? ? ? ? ? ?<if test="id != null">
? ? ? ? ? ? ? OR id = #{id}
? ? ? ? ? ?</if>
? ? ? ? ? ?<if test="name != null">
? ? ? ? ? ? ? OR name = #{name}
? ? ? ? ? ?</if>
? ? ? ?</trim>
? ?</where>
</select>
-
foreach标签: 用于遍历集合,生成IN语句或批量插入语句。
<insert id="batchInsert" parameterType="java.util.List">
? INSERT INTO user (name, age) VALUES
? ?<foreach collection="list" item="user" separator=",">
? ? ? (#{user.name}, #{user.age})
? ?</foreach>
</insert>
这些动态SQL标签使得MyBatis的SQL查询更加灵活和可复用,可以根据不同的条件动态地生成SQL语句,提高了查询的灵活性和性能。在使用动态SQL时,要注意防止SQL注入攻击,确保输入的条件值是安全的。
58.Mybatis如何分页
MyBatis提供了两种分页方式:基于参数的分页和基于插件的分页。
-
基于参数的分页: 这是最常见的分页方式,通过在Mapper接口的方法中添加参数来实现分页。
// Java代码
public interface UserMapper {
? ?List<User> getUserList(@Param("offset") int offset, @Param("limit") int limit);
}
?
// XML映射文件
<select id="getUserList" resultType="User">
? ?SELECT * FROM user LIMIT #{offset}, #{limit}
</select>
在上述例子中,offset
表示起始位置,limit
表示每页的记录数。通过计算offset
和limit
可以实现分页查询。
-
基于插件的分页: MyBatis还支持通过自定义插件来实现分页功能。这种方式更加灵活,可以实现更复杂的分页逻辑。
// Java代码
public interface UserMapper {
? ?List<User> getUserList();
}
?
// XML映射文件
<select id="getUserList" resultType="User">
? ?SELECT * FROM user
</select>
然后,通过自定义分页插件来实现分页逻辑:
public class PageInterceptor implements Interceptor {
? ?@Override
? ?public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
? ? ? ?Object[] args = invocation.getArgs();
? ? ? ?MappedStatement ms = (MappedStatement) args[0];
? ? ? ?Object parameter = args[1];
? ? ? ?RowBounds rowBounds = (RowBounds) args[2];
?
? ? ? ?// 获取分页参数
? ? ? ?int offset = rowBounds.getOffset();
? ? ? ?int limit = rowBounds.getLimit();
?
? ? ? ?// 重新构造分页SQL
? ? ? ?BoundSql boundSql = ms.getBoundSql(parameter);
? ? ? ?String sql = boundSql.getSql() + " LIMIT " + offset + ", " + limit;
?
? ? ? ?// 重新设置SQL参数
? ? ? ?BoundSql newBoundSql = new BoundSql(ms.getConfiguration(), sql, boundSql.getParameterMappings(), parameter);
? ? ? ?MappedStatement newMs = newMappedStatement(ms, new BoundSqlSqlSource(newBoundSql));
?
? ? ? ?args[0] = newMs;
? ? ? ?args[2] = RowBounds.DEFAULT;
?
? ? ? ?return invocation.proceed();
? }
}
需要注意的是,基于插件的分页方式需要自己实现插件来拦截SQL并重新构造分页的SQL语句。
以上两种分页方式在实际应用中都是常见的,并且根据具体的业务需求和性能要求,可以选择适合的分页方式来实现数据分页查询。
59.Mybatis有哪些执行器,区别是什么
MyBatis中有三种执行器(Executor):SimpleExecutor
、ReuseExecutor
和BatchExecutor
。
这些执行器负责执行SQL语句并将结果映射到Java对象。
-
SimpleExecutor: 简单执行器,每次执行SQL语句都会创建一个新的Statement对象,不进行任何缓存和复用。适用于短生命周期的小型应用或在特殊情况下使用。由于没有缓存和复用,可能导致频繁创建和销毁Statement的开销。
-
ReuseExecutor: 可重用执行器,会对Statement进行缓存,当执行相同的SQL语句时,会直接从缓存中获取Statement对象,避免了频繁创建和销毁Statement的开销。适用于长生命周期的应用,如Web应用,可以复用Statement以提高性能。
-
BatchExecutor: 批处理执行器,用于批量执行SQL语句,将多个SQL语句一起发送给数据库进行执行。适用于需要批量插入、更新或删除数据的场景,可以减少与数据库的通信次数,提高性能。
区别:
-
SimpleExecutor每次执行SQL都会创建新的Statement对象,没有缓存机制,适用于短生命周期的小型应用。
-
ReuseExecutor会缓存Statement对象,复用相同SQL的Statement,适用于长生命周期的应用,可以提高性能。
-
BatchExecutor用于批量执行SQL语句,适用于批量插入、更新或删除数据的场景。
MyBatis默认使用的是ReuseExecutor,这也是大多数场景下推荐的执行器,因为它可以在一定程度上避免Statement的频繁创建和销毁,提高SQL执行性能。在特定的场景下,可以根据需要切换不同的执行器,或者自定义执行器来满足具体的业务需求。
60.Mybatis如何映射Enum
在 MyBatis 中映射枚举(Enum)类型有两种方式:使用 EnumTypeHandler
和使用 @Enum
注解。
-
使用 EnumTypeHandler:
MyBatis 内置了 EnumTypeHandler
来处理枚举类型。如果枚举类在 Mapper 接口方法中被用作参数或返回值,MyBatis 会自动将数据库中的值与 Java 中的枚举值进行映射。
首先,在 MyBatis 的配置文件中配置 EnumTypeHandler
:
? <typeHandlers>
? ? ? <typeHandler handler="org.apache.ibatis.type.EnumTypeHandler" />
? </typeHandlers>
然后,在 Mapper 接口方法的参数或返回值中使用枚举类型即可:
? public interface UserMapper {
? ? ? User getUserById(@Param("id") int id);
? ? ? void updateUserStatus(@Param("userId") int userId, @Param("status") UserStatus status);
? }
? public class User {
? ? ? // 枚举类型字段
? ?private UserStatus status;
?
? ? ? // getter 和 setter 方法
? }
MyBatis 会自动将数据库中的枚举值转换为 Java 中的枚举类型,以及将 Java 中的枚举类型转换为数据库中的对应值。
-
使用 @Enum 注解:
如果不想配置全局的 EnumTypeHandler
,也可以在枚举类型字段上使用 @Enum
注解指定对应的处理器。
? public enum UserStatus {
? ? ? @EnumValue("A")
? ? ? ACTIVE,
? ? ? @EnumValue("I")
? ? ? INACTIVE
? }
? <resultMap id="userMap" type="User">
? ? ? <!-- 注明使用的处理器 -->
? ? ? <result column="status" property="status" typeHandler="org.apache.ibatis.type.EnumOrdinalTypeHandler"/>
? </resultMap>
在上述例子中,我们使用了 EnumOrdinalTypeHandler
,它将枚举映射到枚举常量的序号,即枚举中定义的顺序。
使用哪种方式取决于你的需求和习惯。第一种方式全局配置较为方便,而第二种方式更为灵活,可以对不同的字段使用不同的处理器。
61.MybatisPlus
Mybatis-Plus是 MyBatis 的增强工具库,提供了一系列增强的功能,简化了数据访问层的开发,使得 MyBatis 的使用更加方便和高效。Mybatis-Plus是对 MyBatis 的扩展,完全兼容 MyBatis 标准的注解和XML配置。
Mybatis-Plus 的主要特点和功能包括:
-
强大的CRUD操作: 提供了丰富的CRUD方法,包括通用的增删改查操作,无需编写XML和Mapper接口,即可进行基本的数据库操作。
-
分页插件: 内置了分页插件,支持多种数据库,可以方便地实现数据分页查询。
-
代码生成器: 提供了代码生成器,可以根据数据库表自动生成实体类、Mapper接口、Service类等代码,大大加快开发速度。
-
条件构造器: 提供了条件构造器,可以通过简单的API实现复杂的查询条件,避免了手写SQL。
-
乐观锁和逻辑删除: 支持乐观锁和逻辑删除功能,方便处理并发和软删除的场景。
-
性能优化: 内置了缓存功能和分析工具,可以方便地对SQL进行性能优化。
-
自动填充字段: 支持自动填充字段,比如创建时间、更新时间等,减少重复的代码。
使用 Mybatis-Plus 可以简化 MyBatis 的开发流程,提高开发效率,减少样板代码的编写。它适用于大多数的数据访问场景,并且和原生 MyBatis 完美集成,可以在项目中无缝使用。如果你正在使用 MyBatis,推荐尝试 Mybatis-Plus 来提升开发效率。
62.starter的作用
在Spring Boot中,Starter是一种特殊的依赖项,它可以简化项目的配置和启动过程,帮助开发者快速集成各种功能和框架。Starter通常是一个命名良好的Maven或Gradle项目,它封装了一组相关的依赖项、配置和代码,使得开发者可以通过简单地添加一个Starter依赖,就能够快速引入某个功能或框架。
Starter的作用有以下几个方面:
-
简化配置: Starter将复杂的配置和依赖项封装在一起,使得开发者不需要手动配置和添加各种依赖项。只需添加一个Starter依赖,Spring Boot就会自动配置相关的组件和功能。
-
快速集成: Starter是用于快速集成某个功能或框架的工具。通过添加相关的Starter依赖,开发者可以快速地将功能集成到项目中,而无需了解和配置过多的细节。
-
约定优于配置: Spring Boot的Starter遵循约定优于配置的原则,它提供了一套默认的配置和约定,使得开发者可以快速开始,同时也可以根据需要进行自定义配置。
-
版本管理: Starter通常会为所包含的依赖项指定特定的版本,这样可以确保这些依赖项之间的兼容性,并简化版本管理。
-
可插拔性: Starter可以根据需要进行添加和删除,使得项目可以灵活地增减功能,而不会影响其他部分。
Spring Boot本身提供了大量的官方Starter,覆盖了常见的功能,如Web、数据访问、安全性、测试等。同时,社区中也有很多第三方Starter,可以帮助集成更多的框架和功能。开发者可以通过搜索相应的Starter,来方便地集成所需的功能,加速项目开发。
63.MySQL有哪些数据类型 ?
MySQL支持多种数据类型,
主要分为以下几类:
-
数值类型:
-
整数类型:TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、INT、BIGINT。
-
浮点数类型:FLOAT、DOUBLE。
-
定点数类型:DECIMAL。
-
-
字符串类型:
-
CHAR:固定长度字符串,最多255个字符。
-
VARCHAR:可变长度字符串,最多65535个字符。
-
TEXT:可变长度字符串,最多65535个字符,适用于较长的文本数据。
-
-
日期和时间类型:
-
DATE:日期,格式为'YYYY-MM-DD'。
-
TIME:时间,格式为'HH:MM:SS'。
-
DATETIME:日期和时间,格式为'YYYY-MM-DD HH:MM:SS'。
-
TIMESTAMP:时间戳,自动记录插入或更新数据的时间。
-
-
布尔类型:
-
BOOL或BOOLEAN:布尔类型,取值为TRUE或FALSE。
-
-
二进制类型:
-
BLOB:二进制数据,最多65535个字节,适用于存储大型二进制对象。
-
-
枚举类型:
-
ENUM:枚举类型,可从预定义的值列表中选择一个值。
-
-
集合类型:
-
SET:集合类型,可从预定义的值列表中选择多个值。
-
此外,MySQL还支持一些JSON数据类型(JSON和JSONB),用于存储JSON格式的数据。MySQL 5.7版本之后还引入了SPATIAL数据类型,用于存储地理位置信息。
不同的数据类型有不同的存储空间和取值范围,选择合适的数据类型可以提高数据库的性能和存储效率。在设计数据库表时,需要根据实际业务需求来选择适当的数据类型。
64.跨域的解决办法?
跨域是指在浏览器中,一个网页的Javascript代码向另一个域名下的服务器发送请求时,由于浏览器的同源策略(Same-Origin Policy)限制,请求会被阻止。同源策略是一种安全机制,它防止一个网页的Javascript代码去访问另一个域名下的资源,从而保护用户的安全和隐私。
解决跨域问题有以下几种常见的办法:
-
使用CORS(跨域资源共享): 在服务器端设置CORS头部信息,允许指定的域名来访问资源。在大多数现代浏览器中,支持CORS。服务器在响应中设置
Access-Control-Allow-Origin
头部,指定允许访问的域名。 -
JSONP: JSONP是一种跨域请求的方式,通过在页面上动态插入一个
<script>
标签,请求一个包含JSON数据的URL。JSONP的原理是利用<script>
标签不受同源策略限制的特性,可以从不同域名加载并执行脚本。但使用JSONP要注意安全性问题,因为它会在客户端执行来自其他域名的代码。 -
代理服务器: 在服务器端设置一个代理,将客户端的请求转发到目标服务器,并将目标服务器的响应返回给客户端。这样客户端就不会直接访问目标服务器,从而避免了跨域问题。
-
WebSocket: WebSocket是HTML5提供的一种双向通信协议,它可以在一个连接上进行全双工通信,不受同源策略限制。使用WebSocket可以实现跨域通信,但需要服务器端支持WebSocket协议。
-
反向代理: 在服务器端设置反向代理,将客户端的请求转发到目标服务器,并将目标服务器的响应返回给客户端。反向代理服务器与目标服务器在同一域名下,从而避免了跨域问题。
选择哪种解决办法取决于具体的业务需求和安全要求。在使用跨域解决方案时,需要考虑安全性和性能,避免产生其他安全漏洞。
65.Redis有哪些数据类型 ?
Redis支持多种数据类型,每种类型都有其特定的用途和操作。
以下是Redis常见的数据类型:
-
String(字符串): 最常见的数据类型,可以存储字符串、整数或浮点数。常用命令有GET、SET、INCR、DECR等。
-
List(列表): 一个有序的字符串集合,可以添加元素到列表的头部或尾部,也可以通过索引获取和修改元素。常用命令有LPUSH、RPUSH、LPOP、RPOP等。
-
Set(集合): 一个无序、不重复的字符串集合,支持交集、并集和差集等操作。常用命令有SADD、SREM、SMEMBERS、SINTER等。
-
Hash(哈希): 一个包含字段和值的无序散列表,每个字段都可以关联一个值。常用命令有HSET、HGET、HDEL、HGETALL等。
-
Sorted Set(有序集合): 和Set类似,但每个元素关联了一个分数,根据分数排序,支持按分数范围获取元素。常用命令有ZADD、ZREM、ZRANGE、ZSCORE等。
-
Bitmaps(位图): 可以将字符串看作是二进制位序列,对这些位进行操作。常用命令有SETBIT、GETBIT、BITCOUNT等。
-
HyperLogLog: 用于在大数据量情况下进行去重统计的算法。常用命令有PFADD、PFCOUNT等。
-
Geospatial(地理位置): 存储地理位置信息,并支持地理位置相关的查询操作。常用命令有GEOADD、GEODIST、GEORADIUS等。
除了上述数据类型,Redis还支持一些特殊的数据类型,如Pub/Sub(发布/订阅)用于实现消息的发布和订阅,以及Streams(流)用于持久化和处理消息流。
Redis的多样数据类型使得它在不同场景下可以应用于多种用途,如缓存、计数器、排行榜、实时消息等。选择合适的数据类型对于充分发挥Redis的性能和功能至关重要。
66.Redis在项目中如何应用
Redis在项目中可以应用于多个方面,主要包括缓存、Session存储、计数器、排行榜、消息队列等。
下面简要介绍Redis在这些方面的应用:
-
缓存: Redis作为缓存可以大大提高应用程序的性能。将经常读取的数据存储在Redis中,下次需要时可以快速从缓存中获取,避免频繁访问数据库。常用的场景有页面缓存、查询结果缓存、对象缓存等。
-
Session存储: 将用户的Session数据存储在Redis中,可以实现Session共享和分布式Session,解决多台服务器共享Session的问题。
-
计数器: Redis的原子操作和计数器功能可以用于实现计数器功能,如网站的点赞数、文章的浏览数等。
-
排行榜: 使用有序集合(Sorted Set)可以实现排行榜功能,例如按照用户的积分、阅读量等进行排名。
-
消息队列: Redis的发布/订阅功能可以实现简单的消息队列,用于实现异步消息处理。
-
分布式锁: Redis的原子操作可以实现分布式锁,用于控制多个进程或线程对共享资源的访问。
-
实时消息: Redis的Pub/Sub功能可以实现实时消息推送,用于实现在线聊天、通知等功能。
在使用Redis时,需要考虑数据的持久化和容灾,可以通过设置持久化方式和备份策略来确保数据的可靠性。同时,Redis在内存中存储数据,需要合理管理内存和设置合适的过期时间,避免内存溢出和性能问题。
总的来说,Redis是一款非常强大和灵活的内存数据库,它在项目中有很多应用场景,可以为应用程序提供高性能、高可用性和丰富的功能支持。但在使用时需要结合具体的业务需求和实际情况,合理规划和配置Redis的使用。
67.Redis过期数据的删除策略
Redis中过期数据的删除策略主要有两种:定期删除(Eviction)和惰性删除(Lazy Expiration)。这两种策略可以同时使用,以保证过期数据及时删除。
-
定期删除(Eviction): 定期删除是Redis默认采用的过期数据删除策略。当设置了过期时间的数据达到一定数量(由
maxmemory
选项配置,默认为0,即不限制内存大小)时,Redis会启动一个定时任务,在指定的时间间隔内,随机检查一定数量的key,删除过期的数据。这种方式能够以较低的CPU消耗来维护过期数据,但会导致内存中可能存在一些已过期的数据,直到下一次定期删除任务执行。可以通过配置
maxmemory
选项和maxmemory-policy
选项来调整定期删除的行为,例如设置maxmemory-policy
为volatile-lru
,表示在key中设置过期时间后使用LRU算法删除已过期的数据。 -
惰性删除(Lazy Expiration): 惰性删除是指在客户端访问一个key时,Redis会先检查这个key是否过期,如果过期则立即删除。这样可以确保过期的数据在被访问时及时删除,但会增加CPU的消耗,因为每次访问key都需要进行过期检查。
通过配置
lazyfree-lazy-eviction
选项为yes,可以启用惰性删除策略。
综合使用定期删除和惰性删除,可以在一定程度上平衡CPU消耗和内存的使用效率,保证过期数据及时删除,同时减少过期检查的开销。在应用中,根据实际情况和性能需求,可以调整这两种策略的参数和配置,以获得最佳的性能和效果。
68.Redisi淘汰机制 ~ ?
Redis的淘汰机制是为了在内存不足时,从数据库中删除一些键值对,以释放空间来保证系统的稳定性。
Redis的淘汰机制主要有以下几种策略:
-
noeviction(默认): 默认情况下,Redis不会主动淘汰数据,而是在达到内存限制后,对写操作进行限制,返回错误提示"OOM command not allowed when used memory > 'maxmemory'"。这样可以保证数据的一致性,但可能会导致写入操作失败。
-
allkeys-lru: LRU(Least Recently Used)算法,即最近最少使用算法。Redis会淘汰最近最少使用的键值对,释放空间给新的数据。这是比较常见的淘汰策略。
-
volatile-lru: 与allkeys-lru类似,但只会淘汰带过期时间的键值对。这样可以保证过期数据及时被淘汰,而保留一些不会过期的数据。
-
allkeys-random 和 volatile-random: 随机删除策略,Redis会随机选择一些键值对进行删除。这种方式比较简单,但可能会导致一些重要的数据被删除。
-
volatile-ttl: Redis会根据键值对的过期时间进行淘汰,优先删除过期时间较早的键值对。
配置淘汰策略可以通过设置maxmemory-policy
选项来实现。例如,将maxmemory-policy
设置为"allkeys-lru",表示使用LRU算法淘汰所有的键值对。
需要根据具体的业务场景和性能需求选择合适的淘汰策略。在某些场景下,可以结合定期删除和惰性删除策略,使得过期的键值对能够及时删除,减少内存的占用。
69.Redis:持久化机制 ?
Redis提供两种持久化机制,用于将内存中的数据保存到磁盘上,以保证数据在断电或重启后的持久性。
-
RDB持久化(Redis DataBase): RDB持久化是将Redis的数据以二进制格式快照的形式保存到磁盘上。当满足一定条件时(比如在指定的时间间隔内,数据发生了一定数量的修改),Redis会触发RDB持久化操作。这种方式非常适合用于备份数据或进行灾难恢复。
RDB持久化的优点是生成的数据文件非常紧凑,恢复速度快。缺点是可能会因为在上一次持久化之后发生断电等意外情况而导致部分数据丢失。
-
AOF持久化(Append Only File): AOF持久化是将Redis的所有写操作以追加的方式保存到一个文件中。每个写操作都会以Redis协议格式追加到AOF文件末尾。当Redis重启时,可以通过回放AOF文件中的操作,重新构建数据。
AOF持久化的优点是可以保证数据的完整性和一致性,因为每个写操作都被追加到文件末尾,不存在数据丢失的问题。缺点是AOF文件可能会比RDB文件大,恢复速度相对较慢。
在实际应用中,可以选择使用RDB持久化、AOF持久化或同时使用两者。可以根据实际需求来配置持久化选项。例如,可以同时开启RDB和AOF持久化,以提供更好的数据保护,同时也可以根据实际场景来调整持久化的触发条件,以平衡数据的持久性和性能。
在Redis配置文件中,可以通过save
选项来配置RDB持久化的触发条件,通过appendonly
选项来开启AOF持久化。同时,还可以通过appendfsync
选项来配置AOF文件的同步频率,以平衡数据安全和性能。
70.进程和线程的区别 ?
进程(Process)和线程(Thread)是操作系统中两个重要的概念,
它们是实现并发执行的两种方式,有以下区别:
-
定义:
-
进程:是指正在执行的一个程序,它是一个独立的执行单元,有自己独立的内存空间和系统资源。
-
线程:是进程中的一个执行流,是程序执行的最小单元,多个线程共享进程的资源,包括内存空间和文件句柄等。
-
-
资源开销:
-
进程:由于进程拥有独立的内存空间和系统资源,创建和销毁进程的开销比较大。
-
线程:线程是在进程内部创建的,它们共享进程的资源,因此创建和销毁线程的开销比较小。
-
-
通信方式:
-
进程:进程之间通信比较复杂,需要使用进程间通信(IPC)机制,如管道、消息队列、共享内存等。
-
线程:线程之间通信相对简单,可以直接通过共享内存来实现。
-
-
并发性:
-
进程:由于进程拥有独立的内存空间,因此不同进程之间的执行是相互独立的,互不影响。
-
线程:线程共享进程的资源,可以在同一进程内并发执行,多个线程之间可以直接进行通信和同步。
-
-
可靠性:
-
进程:由于进程之间相互独立,一个进程的崩溃不会影响其他进程的正常运行。
-
线程:一个线程的崩溃可能会导致整个进程的崩溃,因为线程共享进程的资源。
-
综合来说,进程和线程各有优势和劣势。进程适合用于执行独立的任务,各进程之间相互隔离,稳定性较高;而线程适合用于在同一进程内执行并发任务,多个线程之间可以共享数据和资源,便于通信和同步。在设计并发程序时,需要根据实际需求来选择合适的并发执行方式。
71.进程的调度算法
进程调度算法是操作系统用来决定哪个进程可以在CPU上运行的一组策略。调度算法的目标是合理分配CPU时间片,以优化系统性能,提高吞吐量和响应时间。
常见的进程调度算法包括:
-
先来先服务(First Come First Serve,FCFS): 按照进程到达的先后顺序进行调度。优点是简单易实现,但可能导致长作业等待时间过长,无法满足短作业的响应需求。
-
最短作业优先(Shortest Job First,SJF): 选择剩余执行时间最短的进程进行调度。这种算法能够最大程度地减少平均等待时间,但需要预先知道各进程的执行时间,实际中难以满足这一条件。
-
最短剩余时间优先(Shortest Remaining Time First,SRTF): 在SJF的基础上,每次新进程到来或当前进程执行时间片结束时,都重新选择剩余执行时间最短的进程进行调度。
-
优先级调度(Priority Scheduling): 每个进程都有一个优先级,CPU优先选择优先级高的进程执行。可以通过静态优先级或动态优先级来实现。
-
时间片轮转(Round Robin,RR): 将CPU时间划分为固定的时间片,每个进程按照顺序执行一个时间片,然后切换到下一个进程。如果一个进程在一个时间片内没有执行完,会被放到队列尾部继续等待执行。RR算法可以平均分配CPU时间,适用于多用户系统。
-
多级反馈队列(Multilevel Feedback Queue): 将进程分为多个队列,每个队列有不同的优先级和时间片大小。新到达的进程先进入最高优先级队列,如果在时间片内未执行完,会被移到下一级队列。这种算法结合了优先级调度和时间片轮转,适用于复杂多任务环境。
不同的调度算法适用于不同的应用场景和系统环境,选择合适的调度算法对于提高系统性能和响应时间至关重要。现代操作系统中,通常会结合多种调度算法,采用动态调度策略,根据系统负载和优先级动态调整进程的调度顺序。
72.内存管理机制
内存管理是操作系统中的一个重要功能,主要负责对计算机的内存进行管理和分配,确保程序能够正确地访问内存并避免内存溢出等问题。
内存管理机制包括以下几个方面:
-
地址空间: 操作系统为每个进程分配独立的虚拟地址空间,使得每个进程都认为自己在独占的内存空间中运行。实际上,虚拟地址空间会被映射到物理内存中,操作系统负责管理虚拟地址和物理地址之间的映射关系。
-
内存分配: 内存管理器负责将虚拟地址空间分配给进程,并映射到实际的物理内存中。常见的内存分配算法有连续分配和非连续分配。连续分配中,内存空间被划分为一系列连续的块,每个进程被分配一块连续的内存空间。非连续分配中,虚拟地址空间可以不连续地映射到物理内存。
-
内存保护: 内存管理机制通过权限位或页表等方式对内存进行保护,确保不同进程之间不会相互干扰。如果进程试图访问未分配或不允许访问的内存,操作系统会产生一个内存保护异常。
-
内存回收: 内存管理器负责回收不再使用的内存,将空闲的内存重新标记为可用。常见的内存回收算法有垃圾回收(GC)和页面置换算法。垃圾回收是针对动态分配内存的应用,自动回收不再使用的内存。页面置换算法是针对虚拟内存的应用,用于将部分虚拟内存中的页从物理内存中移除,以腾出空间给新的页。
-
虚拟内存: 虚拟内存是一种内存扩展技术,它将部分不常用的虚拟地址空间映射到硬盘上,从而使得进程可以使用比实际物理内存更大的内存空间。虚拟内存通过页表将虚拟地址映射到物理地址,实现了物理内存与磁盘空间之间的透明映射。
总的来说,内存管理机制在操作系统中起着至关重要的作用,它保障了系统的稳定性和性能,有效地管理了计算机的内存资源,使得多个进程可以共享内存而不会相互干扰,提高了系统的资源利用率和运行效率。
73.switch判断的表达式是什么类型
在Java中,switch
语句的判断表达式可以是以下几种类型:
-
整数类型(int、short、byte、char):
switch
语句最常见的用法是针对整数类型的值进行判断。例如:int dayOfWeek = 1; switch (dayOfWeek) { ? ?case 1: ? ? ? ?System.out.println("Monday"); ? ? ? ?break; ? ?case 2: ? ? ? ?System.out.println("Tuesday"); ? ? ? ?break; ? ?//... ? ?default: ? ? ? ?System.out.println("Invalid day"); }
?
2. ### **枚举类型(enum):** `switch`语句也可以用于处理枚举类型。例如:
?
? ```java
? enum DayOfWeek {
? ? ? MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}
?
? DayOfWeek day = DayOfWeek.MONDAY;
? switch (day) {
? ? ? case MONDAY:
? ? ? ? ? System.out.println("Monday");
? ? ? ? ? break;
? ? ? case TUESDAY:
? ? ? ? ? System.out.println("Tuesday");
? ? ? ? ? break;
? ? ? //...
? ? ? default:
? ? ? ? ? System.out.println("Invalid day");
? }
-
字符串类型(String)(Java 7及以上版本): 从Java 7开始,
switch
语句也支持用字符串作为判断表达式。例如:String fruit = "apple"; switch (fruit) { ? ?case "apple": ? ? ? ?System.out.println("It's an apple"); ? ? ? ?break; ? ?case "orange": ? ? ? ?System.out.println("It's an orange"); ? ? ? ?break; ? ?//... ? ?default: ? ? ? ?System.out.println("Unknown fruit"); }
?
4. ### **枚举类型(Java 12及以上版本):** 从Java 12开始,`switch`语句支持用枚举类型的表达式进行判断。例如:
?
? ```java
? enum Status {
? ? ? OPEN, CLOSED, IN_PROGRESS
}
?
? Status status = Status.OPEN;
? switch (status) {
? ? ? case OPEN:
? ? ? ? ? System.out.println("Status is open");
? ? ? ? ? break;
? ? ? case CLOSED:
? ? ? ? ? System.out.println("Status is closed");
? ? ? ? ? break;
? ? ? //...
? ? ? default:
? ? ? ? ? System.out.println("Unknown status");
? }
需要注意的是,switch
语句的判断表达式必须是Java支持的可转换为整数或字符串类型的表达式。在使用switch
语句时,建议使用较新的Java版本,以获得更多的功能和语法支持。
74.Object类中的方法
Object
类是Java中所有类的根类,它定义了一些基本的方法,这些方法可以在所有对象上直接调用。
以下是Object
类中一些常用的方法:
-
toString()
: 返回对象的字符串表示形式。默认情况下,返回的是对象的类名和哈希码的十六进制表示。 -
equals(Object obj)
: 比较对象是否相等。默认情况下,比较的是对象的引用是否相等(即内存地址),需要根据具体类的语义重写此方法来进行自定义的相等性比较。 -
hashCode()
: 返回对象的哈希码,用于在哈希表等数据结构中使用。 -
getClass()
: 返回对象的运行时类的Class
对象。 -
clone()
: 创建并返回对象的一个副本,需要实现Cloneable
接口,并重写clone()
方法。 -
notify()
和notifyAll()
: 用于实现对象间的线程通信,notify()
唤醒在此对象监视器上等待的单个线程,notifyAll()
唤醒所有在此对象监视器上等待的线程。 -
wait()
: 导致当前线程等待,直到另一个线程调用此对象的notify()
或notifyAll()
方法唤醒它,或者等待时间结束。 -
finalize()
: 由垃圾回收器调用的方法,用于对象被垃圾回收时进行资源清理和释放。
需要注意的是,Object
类中的这些方法通常需要根据具体类的语义进行重写,以实现自定义的行为。例如,在比较两个对象是否相等时,应该根据对象的内容进行比较而不是简单比较引用。在使用Object
类中的这些方法时,建议查看Java文档和相关的Java编程规范,以确保正确地使用这些方法。
75.重写和重载的区别 ?
重写(Override)和重载(Overload)是Java中两个重要的概念,它们都涉及方法的定义和使用,但有着不同的含义和用法。
-
重写(Override):
-
重写是指在子类中定义一个与父类中方法名、参数列表和返回类型完全相同的方法,并且方法体也不同。子类的重写方法将覆盖父类的同名方法,使得在子类对象上调用该方法时会执行子类的方法体而不是父类的方法体。
-
重写发生在继承关系中,子类通过重写可以改变或扩展父类的行为。重写方法必须与父类方法具有相同的方法签名,包括方法名、参数列表和返回类型,否则编译器会认为是新的方法而不是重写。
-
-
重载(Overload):
-
重载是指在同一个类中定义多个方法,它们具有相同的方法名但参数列表不同(参数类型、参数个数或参数顺序不同)。重载方法之间的方法体可以相同也可以不同。
-
重载发生在同一个类中,它允许方法名相同但根据不同的参数类型或个数来执行不同的操作。在调用重载方法时,编译器会根据传入的参数来匹配最合适的方法。
-
总结:
-
重写涉及继承关系,子类重写父类的方法,方法签名必须相同。
-
重载发生在同一个类中,同名方法的参数列表必须不同,可以有不同的方法体。
-
重写是多态的表现,运行时决定调用哪个方法;而重载是编译时决定调用哪个方法。
在实际使用中,重写和重载都是为了提供更灵活和适应不同场景的方法使用,提高代码的可读性和复用性。
76.final的作用 ?
在Java中,final
是一个关键字,用于修饰类、方法和变量,具有不同的作用:
-
final修饰类:
-
当类被
final
修饰时,表示该类是最终类,不能被其他类所继承。即该类不能有子类。这样做是为了防止其他类对该类进行继承,并保护类的实现不被改变。
-
-
final修饰方法:
-
当方法被
final
修饰时,表示该方法是最终方法,不能被子类重写(即不能被子类进行方法覆盖)。这样做是为了防止子类修改父类的行为,保持方法的一致性和稳定性。
-
-
final修饰变量:
-
当变量被
final
修饰时,表示该变量是一个常量,一旦被赋值后,其值不能再改变。这样做是为了保护变量的值不被修改,增加代码的安全性和可读性。 -
对于基本数据类型,一旦被
final
修饰,它的值就不能再改变。 -
对于引用类型的变量,一旦被
final
修饰,它的引用地址不能再改变,但对象本身的内容是可以修改的(比如对于final
修饰的数组,数组内容仍可以修改,但不能重新指向另一个数组)。
-
final
关键字的使用要根据具体的需求来考虑。对于类、方法和变量,如果不希望被继承、重写或修改,可以使用final
来限制其行为,从而增加程序的稳定性和安全性。同时,合理使用final
还有助于编译器进行优化,提高代码的执行效率。
77.i+和++i
i+
和 ++i
都涉及到编程中的自增操作,但它们在执行时有些不同。
-
i+
:这看起来像是一个错误或不完整的表达式。通常,自增操作是通过i++
或++i
的形式来完成的,而不是单独的i+
。如果这是一个错误的表达式,你可能需要提供更多的上下文或信息。 -
++i
:这是一个常见的自增操作,称为前缀递增。它适用于各种编程语言,例如 C、C++、Java 等。这种操作会先将变量的值增加 1,然后返回增加后的值。 -
i++
:这是另一种常见的自增操作,称为后缀递增。它与前缀递增类似,但返回的是自增前的值,然后再将变量的值增加 1。
以下是一个示例来说明这两种操作的不同:
假设 i
的初始值是 5。
使用 ++i
:
int i = 5;
int result = ++i; // 现在 i = 6, result = 6
使用 i++
:
int i = 5;
int result = i++; // 现在 i = 6, result = 5
总之,++i
会先自增再返回值,而 i++
会先返回值再自增。
78.面向对象特征
面向对象编程(Object-Oriented Programming,OOP)是一种编程范式,它通过将数据和操作数据的方法组织为对象,以模拟现实世界中的实体和交互关系。
OOP 有四个主要的特征:
-
封装(Encapsulation):封装是将数据(属性)和操作数据的方法(方法)封装在一个单元中,即对象。对象可以隐藏其内部状态和实现细节,只暴露必要的接口供其他对象进行交互。这样可以降低系统的复杂性,使得代码更易于维护和理解。
-
继承(Inheritance):继承允许一个类(子类或派生类)继承另一个类(父类或基类)的属性和方法。子类可以扩展或修改继承的功能,从而在不重复编写代码的情况下实现代码重用。继承促进了代码的层次结构和组织。
-
多态(Polymorphism):多态性使得不同的类可以使用相同的接口来实现不同的行为。这允许在运行时根据实际对象的类型调用不同的方法。多态性增加了代码的灵活性,可以更容易地编写通用的代码,从而适应不同的对象类型。
-
抽象(Abstraction):抽象是从具体的事物中提取出通用的特性和行为,形成抽象类或接口。抽象类定义了一组方法的声明,但没有具体的实现,而具体的子类必须实现这些方法。接口是一种更高级别的抽象,只包含方法声明,没有实现。抽象使得开发者可以关注于对象的本质和关键功能,而不用关注细节。
面向对象编程有助于提高代码的可维护性、可扩展性和重用性。它能够更好地模拟现实世界中的问题,使得开发者能够更自然地思考和设计软件系统。许多编程语言(如Java、C++、Python)都支持面向对象编程,并提供了丰富的工具和语法来实现这些特征。
79.运行时异常和编译时异常的区别
在编程中,异常是指在程序执行过程中出现的不正常情况,可能导致程序终止或产生错误结果。异常可以分为两类:编译时异常和运行时异常。
它们的主要区别在于处理方式和发生的时机。
-
编译时异常(Checked Exceptions):
-
这些异常在编译阶段会被检测出来,编译器会强制程序员在代码中处理这些异常,否则代码无法通过编译。
-
编译时异常通常表示外部因素可能导致的问题,例如文件不存在、网络连接问题等。
-
你必须使用
try-catch
块或者在方法签名中使用throws
关键字来声明可能抛出的编译时异常。 -
一些编译时异常的例子:
FileNotFoundException
、IOException
等。
-
-
运行时异常(Unchecked Exceptions):
-
这些异常在编译时不会被强制处理,程序员可以选择处理或不处理。如果不处理,异常会在运行时抛出,可能导致程序终止。
-
运行时异常通常表示程序逻辑错误或不一致,例如空指针引用、数组越界等。
-
运行时异常通常是程序员错误导致的,应该通过正确的编码实践避免。
-
不需要使用
try-catch
块或者throws
关键字来处理运行时异常。 -
一些运行时异常的例子:
NullPointerException
、ArrayIndexOutOfBoundsException
等。
-
总结来说,编译时异常是需要在代码中显式处理的异常,而运行时异常是通常由程序员错误引起的异常,在代码中不必显式处理,但应该避免产生这些异常。良好的编程实践包括尽可能避免运行时异常,通过合理的输入验证和逻辑检查来确保程序的稳定性和可靠性。
80.try、catch、finally中都有return.,怎么执行
在一个包含 try
、catch
、finally
块的代码结构中,return
语句的执行会受到一些规则的影响。
让我们来详细解释一下:
-
如果
return
在try
块内部执行,那么finally
块将在返回之前执行。具体执行顺序为:try
块内的代码 ->finally
块 ->return
。
public int example() {
? ?try {
? ? ? ?// Some code in try block
? ? ? ?return 1;
? } finally {
? ? ? ?// Code in finally block
? }
}
在这个例子中,无论 try
块内部的代码是否抛出异常,finally
块都会在 return
语句之前执行。
-
如果
return
在catch
块内部执行,同样,finally
块也会在return
之前执行。
public int example() {
? ?try {
? ? ? ?// Some code in try block that may throw an exception
? } catch (Exception e) {
? ? ? ?// Code in catch block
? ? ? ?return 2;
? } finally {
? ? ? ?// Code in finally block
? }
? ?return 3; // This return is unreachable, if an exception occurs in the try block
}
在这个例子中,如果 try
块内部的代码抛出异常,catch
块会执行,然后 finally
块执行,最终 return 2
。如果没有异常发生,finally
块也会在 return 2
之前执行。
总之,无论在哪里执行 return
语句,finally
块都会在 return
之前执行。这是因为 finally
块的目的是在代码块退出之前执行清理工作,而不受返回语句的影响。在使用 try
、catch
、finally
的时候,需要注意这种执行顺序,以确保代码的正确性和预期行为。
81.OOM的产生原因及解决方案
OOM(Out of Memory)是指程序在运行过程中申请的内存超过了系统或进程的可用内存资源,导致系统无法继续分配足够的内存给程序使用,从而导致程序崩溃或无法继续执行。
OOM 通常是由以下几种原因引起的:
-
内存泄漏(Memory Leaks):当程序分配内存后,如果没有及时释放不再需要的内存,就会造成内存泄漏。这些未释放的内存会逐渐积累,最终导致内存耗尽。
-
程序设计错误:程序中可能存在设计不当或错误的算法,导致过多的内存资源被占用。比如,循环中不断分配内存但未释放,或者不正确的递归实现。
-
大数据处理:处理大量数据时,如果没有适当的内存管理策略,容易导致内存耗尽。例如,在读取大文件或进行大规模数据处理时。
-
内存不足:系统的物理内存本身就有限,当多个应用程序同时运行并使用大量内存时,可能会导致整个系统的内存不足。
针对这些问题,可以采取一些解决方案来预防和处理 OOM:
-
优化代码:修复可能引起内存泄漏的代码,确保及时释放不再需要的资源。使用合适的数据结构和算法,避免不必要的内存消耗。
-
使用内存管理工具:使用工具如内存分析器来检测和修复内存泄漏。这些工具可以帮助定位问题并指导修复。
-
限制资源使用:设置适当的内存使用限制,例如在处理大数据时,分批次加载和处理数据,而不是一次性加载所有数据。
-
合理使用缓存:避免过度使用缓存,确保缓存数据能够适时释放,避免占用过多内存。
-
增加系统内存:如果系统内存不足,可以考虑升级硬件或优化系统配置,以提供更多可用内存。
-
使用虚拟机参数:在运行 Java 程序时,可以通过调整虚拟机参数来增加堆内存限制,如
-Xmx
和-Xms
。 -
错误处理和重试机制:在处理大规模数据时,实现错误处理和重试机制,以避免由于某些异常导致程序崩溃。
避免 OOM 是一个综合性的问题,需要从代码、算法、系统配置等多个角度进行考虑和优化。
82.静态的作用
"静态" 在编程中通常指的是与对象实例无关的属性或方法,也就是与特定对象的创建和销毁无关的特性。静态成员(属性和方法)属于类本身,而不是类的实例。
以下是静态成员的一些作用:
-
共享数据:静态成员可以在类的所有实例之间共享数据。例如,一个计数器可以作为类的静态属性,用来跟踪已经创建的实例数量。
-
类级别的操作:静态方法可以执行与类相关的操作,而不需要实例化对象。这些方法可以在不创建对象的情况下被调用。
-
工具方法:静态方法可以用作工具方法,与类的实例无关。这种方法常常用于执行通用的功能,不需要访问实例的状态。
-
常量:静态常量(也称为类常量)可以用来存储在类范围内始终保持不变的值,如数学常数或全局配置值。
-
节省内存:静态成员只在类加载时初始化一次,并且在整个程序生命周期中存在,因此在需要存储大量对象的数据时,可以减少内存的占用。
-
简化访问:通过类名直接访问静态成员,不需要创建类的实例。这对于访问公共方法和属性非常方便。
要注意,静态成员也有一些限制和注意事项:
-
静态成员不能直接访问非静态成员,因为非静态成员是与对象实例相关联的。
-
静态成员不能被继承,子类不能重写父类的静态方法。
-
静态成员的修改会影响所有使用该静态成员的地方,因此需要谨慎使用,特别是在多线程环境下。
总之,静态成员是一种强大的编程工具,用于实现与类本身相关的功能,提供共享数据和类级别操作的能力。
83.String、StringBuffer、StringBuilder
在 Java 编程中,String
、StringBuffer
和 StringBuilder
都用于处理字符串,但它们之间有一些重要的区别。
-
String:
-
String
是不可变的字符串类。这意味着一旦创建了一个String
对象,它的值就不能被修改。 -
当你对
String
进行操作(如连接、截取等),实际上是创建了新的String
对象,而原始的String
对象保持不变。 -
由于不可变性,
String
对象可以在多线程环境下安全使用。
-
-
StringBuffer:
-
StringBuffer
是可变的字符串缓冲区类。它可以进行多次修改操作而不创建新的对象。 -
StringBuffer
适用于在需要频繁修改字符串内容时,例如在循环中拼接字符串。 -
由于
StringBuffer
是同步的(线程安全),在多线程环境下使用时会有一些性能开销。
-
-
StringBuilder:
-
StringBuilder
与StringBuffer
类似,也是可变的字符串缓冲区类。然而,StringBuilder
不是线程安全的。 -
StringBuilder
的性能通常比StringBuffer
更好,因为它不需要同步机制。因此,如果不需要在多线程环境下使用,通常建议使用StringBuilder
。
-
在选择使用哪个类时,考虑到以下因素:
-
如果你的字符串不需要修改,应该使用
String
。 -
如果你的字符串需要频繁修改,且在多线程环境下使用,可以选择
StringBuffer
。 -
如果你的字符串需要频繁修改,但在单线程环境下使用,可以选择
StringBuilder
,因为它具有更好的性能。
总之,根据不同的需求和情况,选择合适的字符串处理类可以提高程序的性能和可维护性。
84.怎么生成字节码文件、怎么反编译字节码文件
生成字节码文件和反编译字节码文件通常涉及到 Java 编译器和反编译工具。下面我将为你解释如何进行这些操作:
生成字节码文件:
-
编写 Java 源代码文件:首先,你需要编写一个 Java 源代码文件(例如
MyClass.java
),其中包含你的 Java 代码。 -
使用 Java 编译器:在命令行中,使用 Java 编译器(
javac
)将 Java 源代码编译成字节码文件。示例命令如下:javac MyClass.java
这将生成一个名为
MyClass.class
的字节码文件,其中class
文件是编译后的字节码形式。
反编译字节码文件:
-
使用反编译工具:有许多反编译工具可以将字节码文件转换回 Java 源代码,其中一种常用的工具是
javap
,它是 Java 开发工具包(JDK)的一部分。但是,javap
只提供了一些基本信息,不会生成完整的源代码。在命令行中,可以使用以下命令来反编译字节码文件:
javap -c -s -p MyClass
这将输出类
MyClass
的字节码信息,包括指令列表、行号和局部变量表等。 -
使用第三方反编译工具:为了获得更详细和易读的源代码,你可以使用一些第三方的反编译工具,如 JD-GUI、Procyon、CFR 等。这些工具能够将字节码文件转换成高质量的 Java 源代码。
总之,生成字节码文件需要使用 Java 编译器进行编译,而反编译字节码文件需要使用相应的工具,具体取决于你的需求和使用情况。需要注意的是,尽管反编译工具可以将字节码转换为源代码,但由于编译器优化等原因,有时候生成的源代码可能与原始源代码略有不同。
85.什么是序列化、什么是反序列化
序列化和反序列化是指在将对象转换为字节流以便存储或传输,以及将字节流重新转换为对象的过程。
序列化(Serialization):
序列化是将对象的状态转换为字节流的过程,以便将其存储到文件、数据库或在网络上传输。序列化将对象的属性、字段和状态信息编码为一组字节,使其能够在不同的环境中进行传递和恢复。这在分布式系统、持久化存储和远程通信中都是非常常见的操作。
在 Java 中,通过实现 Serializable
接口来声明一个类是可序列化的。这个接口没有任何方法,只是起到一个标记作用,告诉 Java 编译器这个类可以被序列化。然后使用对象输出流将对象序列化为字节流。
反序列化(Deserialization):
反序列化是将序列化后的字节流重新转换为对象的过程。它还原了对象的状态,使得程序可以继续使用这些对象,就好像它们从未被序列化一样。反序列化将字节流解码为对象的属性和状态信息,并重新创建对象的实例。
在 Java 中,通过使用对象输入流来进行反序列化操作。反序列化的前提是,被反序列化的类必须有一个无参数的构造函数,因为在反序列化时需要实例化对象。
序列化和反序列化对于在分布式系统中传输对象数据,或者将对象持久化存储到数据库中都非常重要。然而,需要注意的是,不是所有的类都可以被序列化,例如涉及到文件句柄、网络连接等资源的类通常不适合被序列化。
86.集合和数组的区别
集合(Set)和数组(Array)是编程中常见的两种数据结构,它们在特性和用途上有一些区别。
-
数据结构:
-
数组: 数组是一个有序的数据集合,它可以容纳相同类型的元素,并通过索引访问这些元素。数组的长度通常在创建时就确定,并且在大多数编程语言中是固定的。
-
-
集合: 集合是一个无序的数据集合,它存储一组不重复的元素。集合通常没有像数组那样的索引,而是通过元素本身来进行操作。
-
元素类型:
-
数组: 数组中的元素类型必须相同,即数组中的所有元素都属于同一种数据类型。
-
-
集合: 集合可以容纳不同类型的元素,但通常情况下,集合中的元素类型相同。
-
元素顺序:
-
数组: 数组中的元素是有序的,每个元素都有一个唯一的索引,可以根据索引访问特定位置的元素。
-
-
集合: 集合中的元素是无序的,没有固定的顺序。元素在集合中的位置是不确定的。
-
重复性:
-
数组: 数组中可以包含重复的元素,同一个值可以在不同的位置出现。
-
-
集合: 集合中不允许重复的元素,每个元素在集合中只能出现一次。
-
动态性:
-
数组: 在许多编程语言中,数组的长度在创建后是固定的,不能直接添加或删除元素。某些语言支持动态数组,允许动态调整数组的大小。
-
集合: 集合通常支持动态添加和删除元素,大小可以根据需要动态变化。
-
综上所述,数组适用于有序的、固定大小的元素集合,而集合适用于无序的、不重复的动态元素集合。具体使用哪种数据结构取决于你的需求和编程语言的支持。
87.常用的集合类有哪些
在Java中,Java集合框架提供了多种集合类,其中一些常见的包括:
-
ArrayList: 动态数组,支持自动扩展大小。
-
LinkedList: 双向链表,适用于插入和删除操作频繁的情况。
-
HashSet: 基于哈希表的集合,存储不重复的元素,无序。
-
LinkedHashSet: 继承自HashSet,保持元素插入顺序。
-
TreeSet: 基于红黑树的集合,元素有序。
-
HashMap: 基于哈希表的映射,存储键值对。
-
LinkedHashMap: 继承自HashMap,保持插入顺序。
-
TreeMap: 基于红黑树的映射,按键有序。
88.List、Set、Map的区别
List
、Set
和 Map
是常见的集合类,它们在数据存储和访问方式上有很大的区别:
-
List:
-
List
是一个有序的集合,允许元素重复。 -
元素在列表中按照插入的顺序排列,你可以通过索引访问列表中的元素。
-
-
适用于需要保持顺序并允许重复元素的情况。
-
Set:
-
Set
是一个无序的集合,存储不重复的元素。 -
没有像索引这样的概念,不能通过索引来访问元素。
-
-
适用于需要存储独一无二的元素并且不关心它们的顺序的情况。
-
Map:
-
Map
是键值对的集合,每个键映射到一个值。 -
键是唯一的,每个键只能映射一个值,但不同的键可以映射到相同的值。
-
可以通过键来访问对应的值,类似于字典。
-
适用于需要建立键与值之间关联的情况。
-
综上所述,这些集合类的区别在于有序性、元素的重复性和键值对的映射关系。你可以根据你的需求选择最适合的集合类型来存储和操作数据。
89.ArrayList和LinkedList的区别
ArrayList
和 LinkedList
都是常见的集合类,用于存储一组元素,但它们在内部实现和性能方面有一些区别:
-
内部实现:
-
ArrayList: 内部使用数组来存储元素。数组的随机访问速度很快,但在插入和删除元素时可能需要移动其他元素来保持连续性。
-
-
LinkedList: 内部使用双向链表来存储元素。链表在插入和删除元素时比较高效,因为只需要调整链表中的指针,而不需要移动元素。
-
访问速度:
-
ArrayList: 由于使用数组,随机访问元素的速度很快,时间复杂度为 O(1)。但在插入和删除元素时,可能需要移动元素,导致时间复杂度为 O(n)。
-
-
LinkedList: 随机访问元素的速度较慢,需要遍历链表,时间复杂度为 O(n)。但在插入和删除元素时,只需更新指针,时间复杂度可以是 O(1)。
-
插入和删除:
-
ArrayList: 在末尾插入元素效率较高,但在中间或开头插入/删除元素时,可能需要移动大量元素。这可能会导致性能下降。
-
-
LinkedList: 在插入和删除元素时,由于只需更新指针,效率较高,尤其是在中间或开头操作。
-
空间占用:
-
ArrayList: 由于是基于数组,可能会预分配一定的内存空间。如果元素数量超过了分配的空间,可能需要重新分配更大的数组,导致内存浪费。
-
LinkedList: 由于链表需要存储额外的指针,可能会占用更多的内存。
-
综合考虑,如果你需要频繁进行随机访问,ArrayList
可能更合适。如果你需要频繁进行插入和删除操作,尤其是在集合中间或开头,LinkedList
可能更适合。选择哪种集合取决于你的使用场景和性能需求。
90.HashMap和TreeMap的区别
HashMap
和 TreeMap
都是常见的映射(键值对)集合类,但它们在内部实现、性能特性和使用场景上有一些区别:
-
内部实现:
-
HashMap: 内部使用哈希表(散列表)实现,通过计算键的哈希值来快速定位对应的桶(存储位置)。哈希表的插入和查找操作在平均情况下具有常数时间复杂度。
-
-
TreeMap: 内部使用红黑树实现,通过保持键的有序性来支持范围查找和有序遍历。红黑树的插入和查找操作的平均时间复杂度为对数时间复杂度(O(log n))。
-
顺序:
-
HashMap: 不保证键的顺序,键的存储顺序可能与插入顺序不同。
-
-
TreeMap: 会根据键的自然排序或提供的比较器来保持键的有序性。
-
性能:
-
HashMap: 通常情况下,HashMap 的插入、查找和删除操作的性能都非常快,具有常数时间复杂度,但由于哈希冲突的存在,极端情况下可能会出现性能下降。
-
-
TreeMap: 插入和查找操作的性能相对较慢,因为红黑树的操作需要 O(log n) 时间,但它对范围查找和有序遍历提供了更好的支持。
-
使用场景:
-
HashMap: 适用于大多数情况,特别是当你需要快速的插入和查找操作时,不关心键的顺序。
-
TreeMap: 适用于需要保持键的有序性,以及需要范围查找和有序遍历的情况。例如,需要按键的自然顺序或自定义顺序遍历的场景。
-
综上所述,选择 HashMap
还是 TreeMap
取决于你的需求。如果你需要快速的插入和查找操作,并不关心键的顺序,那么 HashMap
是更好的选择。如果你需要保持键的有序性,以及需要支持范围查找和有序遍历,那么 TreeMap
是更合适的选项。
91.如何在集合的遍历过程中删除元素
在集合的遍历过程中删除元素是一个需要小心处理的操作,因为如果不正确地进行删除,可能会导致遍历出现问题或产生意外结果。具体的操作方法取决于编程语言和集合类型。
以下是一些常见编程语言中处理集合遍历过程中删除元素的方法:
在 Java 中,你可以使用迭代器(Iterator)来安全地在集合中删除元素。通过迭代器的 remove
方法可以删除当前迭代器指向的元素,而不会影响遍历的正确性。
List<String> list = new ArrayList<>();
// 添加元素到列表
?
Iterator<String> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
? ?String element = iterator.next();
? ?if (/* 满足删除条件 */) {
? ? ? ?iterator.remove(); // 安全地删除元素
? }
}
92.stack和queue
Stack
(栈)和 Queue
(队列)都是常见的数据结构,用于存储和管理一组元素,但它们的操作方式和用途有所不同。
Stack (栈):
-
栈是一种后进先出(Last-In-First-Out,LIFO)的数据结构。
-
新元素被添加到栈的顶部,而从栈中移除元素也发生在顶部。
-
主要操作包括
push
(将元素推入栈顶)和pop
(从栈顶弹出元素)。 -
例子:类似于堆叠的盘子,最后放上去的盘子最先被取走。
Queue (队列):
-
队列是一种先进先出(First-In-First-Out,FIFO)的数据结构。
-
新元素被添加到队列的末尾,而从队列中移除元素发生在队列的前面。
-
主要操作包括
enqueue
(将元素添加到队列末尾)和dequeue
(从队列前面移除元素)。 -
例子:类似于排队等候的人群,最早进入队列的人最先被服务或离开队列。
在编程中,栈和队列经常用于解决不同的问题。例如,栈可用于实现函数调用的调用栈、表达式求值、回溯算法等。队列则常用于实现广度优先搜索、任务调度、缓冲区管理等。了解这些数据结构的特点和用途,可以帮助你在不同场景中更好地选择和应用它们。
93.如何创建线程
创建线程的方法取决于编程语言和平台。以下是一些常见编程语言中创建线程的基本方法:
在 Java 中,你可以使用 Thread
类来创建线程。有两种主要的方式来创建线程:
1.继承 Thread
类:
class MyThread extends Thread {
? ?public void run() {
? ? ? ?// 线程要执行的代码
? }
}
?
public class Main {
? ?public static void main(String[] args) {
? ? ? ?MyThread thread = new MyThread();
? ? ? ?thread.start(); // 启动线程
? }
}
2.实现 Runnable
接口:
class MyRunnable implements Runnable {
? ?public void run() {
? ? ? ?// 线程要执行的代码
? }
}
?
public class Main {
? ?public static void main(String[] args) {
? ? ? ?MyRunnable runnable = new MyRunnable();
? ? ? ?Thread thread = new Thread(runnable);
? ? ? ?thread.start(); // 启动线程
? }
}
?
94.sleep和wait的区别
sleep
和 wait
都是用于线程控制的方法,但它们在使用场景和效果上有一些区别。以下是它们的主要区别:
sleep:
sleep
方法是线程类的一个方法,它用于让当前线程暂停执行一段指定的时间。在这段时间内,线程不会执行任何操作,然后在指定的时间过后继续执行。sleep
方法是一个静态方法,直接通过线程类调用,通常用于实现简单的时间延迟。
Thread.sleep(1000); // 休眠一秒
wait:
wait
方法是在对象上调用的方法,用于实现线程之间的协调和通信。调用 wait
方法会将当前线程置于等待状态,并释放对象上的锁,直到其他线程调用该对象的 notify
或 notifyAll
方法唤醒等待的线程。
synchronized (sharedObject) {
? ?sharedObject.wait(); // 当前线程等待,释放锁
}
区别总结:
-
使用对象:
sleep
方法是线程类的方法,直接在线程上调用。wait
方法是在对象上调用,用于实现线程之间的同步。 -
锁释放: 在调用
sleep
方法时,线程不会释放锁。而在调用wait
方法时,线程会释放锁。 -
用途:
sleep
用于线程的时间延迟。wait
用于线程之间的协调和通信。
总之,sleep
主要用于线程的时间控制,而 wait
主要用于线程之间的协调。在使用 wait
方法时,要确保正确地处理线程的等待和唤醒过程,以避免死锁等问题。
95.synchronized和volatile的区别
synchronized
和 volatile
都是 Java 中用于多线程编程的关键字,但它们有不同的作用和用途。以下是它们的主要区别:
synchronized:
synchronized
是用于实现线程之间的同步和互斥的关键字。它可以用来修饰方法或代码块,确保在同一时刻只有一个线程能够执行被修饰的代码块或方法。当一个线程进入一个被 synchronized 修饰的代码块时,它会获取到相关对象的锁,其他线程必须等待直到锁被释放。
synchronized
的主要作用是避免多个线程同时访问共享资源,从而保证线程安全性。然而,使用过多的 synchronized
可能会导致性能问题,因为它会引起线程竞争和上下文切换。
volatile:
volatile
用于声明一个变量是“易变的”,即该变量可能被多个线程同时访问并修改。在多线程环境中,使用 volatile
关键字修饰的变量会告知编译器和处理器,确保每次读取和写入该变量时都从主内存中读取或写入,而不是从线程的本地缓存。
volatile
的主要作用是保证变量的可见性和避免指令重排序,但它并不能实现复杂的线程同步,例如一些需要多步操作的原子性操作。
区别总结:
-
作用范围:
synchronized
可以修饰方法或代码块,用于实现线程之间的同步。volatile
用于修饰变量,保证可见性和避免指令重排序。 -
目的:
synchronized
主要用于实现互斥同步,避免多个线程同时访问共享资源。volatile
主要用于确保变量的可见性和防止指令重排序。 -
性能:
synchronized
可能会引起性能问题,因为它涉及锁定和线程切换。volatile
的性能开销较低。 -
功能:
synchronized
能够实现复杂的线程同步,但可能会引起死锁等问题。volatile
不能实现复杂的同步,适用于简单的变量访问场景。
在使用这些关键字时,要根据具体的场景和需求来选择合适的方式来确保线程安全性和数据一致性。
96.JU.C中的常用类
在 Java 的 java.util.concurrent
(J.U.C)包中,有许多用于多线程编程的类和工具,这些类提供了更高级别的并发控制和线程安全的解决方案。
以下是一些 J.U.C 包中常用的类:
-
Executor 框架: 提供了一种管理和执行线程的方式,它可以用于替代直接创建线程的方式,更好地管理线程池和任务队列。
-
Executor
: 执行提交的任务。 -
ExecutorService
: 扩展了 Executor 接口,提供了更多的管理线程池和任务的方法。 -
ThreadPoolExecutor
: 自定义线程池的实现。
-
-
并发集合: 这些集合提供了线程安全的版本,用于在多线程环境中共享数据。
-
ConcurrentHashMap
: 线程安全的哈希表实现。 -
ConcurrentLinkedQueue
: 线程安全的链式队列。 -
CopyOnWriteArrayList
: 线程安全的动态数组。
-
-
同步工具类: 这些类提供了更强大的同步机制,用于控制线程之间的同步和协作。
-
CountDownLatch
: 倒计时门闩,等待一组线程完成后执行操作。 -
CyclicBarrier
: 循环屏障,多个线程相互等待,达到预设点后一起继续执行。 -
Semaphore
: 信号量,控制同时访问某资源的线程数量。 -
Phaser
: 阶段,支持多阶段并发任务的协作。
-
-
原子类: 这些类提供了原子操作,确保了线程安全的单一变量更新。
-
AtomicInteger
,AtomicLong
,AtomicReference
: 原子整数、长整数、引用操作。 -
AtomicBoolean
: 原子布尔操作。 -
AtomicReference
: 原子引用操作。
-
这些只是 java.util.concurrent
包中的一部分常用类。这些类提供了更高级别的并发解决方案,能够有效地管理线程、共享数据和实现更安全的多线程编程。根据需求,你可以选择适合的类来更好地处理多线程环境下的问题。
97.线程池的种类
在 Java 的多线程编程中,有几种不同类型的线程池可供选择,每种线程池都适用于不同的使用场景和需求。
以下是一些常见的线程池类型:
-
FixedThreadPool(固定线程池):
-
此类型的线程池维护固定数量的线程。
-
当提交的任务超过线程池大小时,任务会在队列中等待执行。
-
-
适用于并发量较高,任务执行时间较短的场景。
-
CachedThreadPool(缓存线程池):
-
此类型的线程池根据需要动态地创建和回收线程。
-
适用于并发量较大,任务执行时间较短的场景。
-
-
当线程池内没有可用线程时,会创建新的线程;当线程闲置时,会回收线程。
-
SingleThreadPool(单线程池):
-
此类型的线程池只维护一个线程。
-
-
适用于需要顺序执行任务的场景,保证任务按顺序执行。
-
ScheduledThreadPool(定时线程池):
-
此类型的线程池适用于需要定时执行任务的场景。
-
-
可以设置延迟和周期性执行任务。
-
WorkStealingPool:
-
此类型的线程池支持任务窃取算法,线程可以从其他线程的任务队列中窃取任务,提高线程利用率。
-
适用于任务量较大且需要高效利用线程的场景。
-
这些线程池类型是 Java java.util.concurrent
包中提供的常见线程池实现。根据你的应用需求,选择适合的线程池类型可以提高线程的利用率、减少资源浪费,并更好地管理多线程任务。
98.AQS
AQS(AbstractQueuedSynchronizer)是 Java 并发包中一个重要的同步工具,它提供了一种用于构建同步器的框架,能够用于实现锁、信号量、计数器等多种同步机制。AQS 的设计目标是支持多种同步器的构建,同时提供了基本的同步操作,如获取锁、释放锁等。
AQS 是一个抽象类,它定义了一些基本的操作和模板方法,以供实现具体的同步器。AQS 内部维护了一个双向队列(CLH 队列),用于管理等待线程,并提供了 CAS(Compare and Swap)等底层操作来实现线程的同步。
AQS 的主要特点包括:
-
独占模式和共享模式: AQS 支持两种同步模式,独占模式用于实现独占锁,共享模式用于实现共享锁。
-
状态管理: AQS 内部维护一个状态变量,通过 CAS 操作来改变状态。状态变量可以用于表示锁的状态或者其他同步状态。
-
等待队列: AQS 使用双向队列来管理等待线程,等待线程以节点的方式加入队列。
-
模板方法: AQS 定义了一系列模板方法,子类可以通过实现这些方法来自定义同步器的行为。
-
底层原语: AQS 使用 CAS 等底层原语来实现同步操作,以确保线程安全。
一些 Java 并发包中的同步器,如 ReentrantLock
、Semaphore
、CountDownLatch
等,都是基于 AQS 实现的。使用 AQS 可以方便地构建自定义的同步器,以满足特定的多线程同步需求。
需要注意的是,AQS 的使用需要一定的理论基础和对多线程编程的深入理解。直接使用 AQS 构建同步器可能比较复杂,通常可以使用已有的同步器来解决实际问题。
99.CountDownLatch
CountDownLatch
是 Java 并发包(java.util.concurrent
)中的一个同步工具类,用于实现一种等待多个线程完成的机制。它允许一个或多个线程等待其他线程执行完特定的操作后再继续执行。CountDownLatch
使用一个计数器来控制等待的线程数量,每个线程执行完特定操作后,计数器减少,直到计数器为零,等待的线程将被释放。
CountDownLatch
的主要构造函数接受一个整数参数,表示计数器的初始值。然后,可以使用 countDown()
方法来递减计数器,使用 await()
方法来等待计数器变为零。
下面是一个简单的示例,演示了如何使用 CountDownLatch
:
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
?
public class Example {
? ?public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
? ? ? ?int threadCount = 3;
? ? ? ?CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);
?
? ? ? ?for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
? ? ? ? ? ?Thread thread = new Thread(() -> {
? ? ? ? ? ? ? ?System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() + " is working");
? ? ? ? ? ? ? ?latch.countDown(); // 操作完成,计数器减少
? ? ? ? ? });
? ? ? ? ? ?thread.start();
? ? ? }
?
? ? ? ?latch.await(); // 等待计数器变为零
?
? ? ? ?System.out.println("All threads have completed their work");
? }
}
在这个示例中,我们创建了 3 个线程,并让它们每个线程执行完工作后,调用 countDown()
方法减少计数器。主线程通过 await()
方法等待计数器变为零,然后输出所有线程都已完成工作。
CountDownLatch
在需要等待多个线程或任务完成后再继续执行的场景中非常有用,例如在多个线程计算完数据后进行合并,或者在多个线程完成初始化后再开始工作等。
100.分布式ID
分布式 ID(Distributed ID)是在分布式系统中生成的唯一标识符,用于标识不同实体、数据或事件。在分布式系统中,由于多个节点同时运行,生成唯一标识符变得更具挑战性,因为传统的自增序列在分布式环境中难以保证唯一性。
分布式 ID 的生成需要考虑以下几个关键问题:
-
唯一性: 分布式 ID 必须在整个分布式系统中保持唯一,以防止出现冲突。
-
趋势递增: 虽然在分布式环境中实现完全有序的递增序列可能困难,但生成的 ID 应尽可能趋势递增,以减少数据库索引的碎片和提高查询性能。
-
高性能: 分布式 ID 的生成需要尽量高效,不应成为系统性能的瓶颈。
-
可解析性: 生成的 ID 最好包含一些信息,以便在需要时能够从中提取出一些有用的信息。
常见的分布式 ID 生成策略包括:
-
UUID(Universally Unique Identifier): UUID 是一个128位的唯一标识符,几乎可以保证在分布式环境中的唯一性。但它的缺点是较长且不具备趋势递增特性。
-
Snowflake 算法: Snowflake 是 Twitter 开源的一种分布式 ID 生成算法,它使用了一个 64 位的整数来表示 ID,其中包括了时间戳、机器 ID、数据中心 ID 和序列号等信息。Snowflake 算法能够在一定程度上保证唯一性和趋势递增。
-
数据库自增主键: 在某些分布式数据库中,可以使用数据库自增主键来生成唯一 ID。但在高并发场景下可能存在性能问题。
-
第三方分布式 ID 生成服务: 一些分布式 ID 生成服务如雪花算法服务、数据库分配服务等,提供了高性能、趋势递增和唯一性的特性,方便集成到分布式系统中。
在选择分布式 ID 生成策略时,需要根据自己的需求和系统特点来选择最适合的方案。
101.接口幂等性
接口幂等性是指无论调用多少次相同的请求,结果都是一致的,不会产生副作用。在分布式系统和网络通信中,由于网络问题、重试、系统故障等原因,可能会导致同一个请求被多次发送到服务端,为了避免重复操作和数据不一致等问题,接口的幂等性非常重要。
实现接口的幂等性有助于确保在出现问题或异常情况时,系统和数据仍然保持一致和正确。
以下是一些实现接口幂等性的常见方法:
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唯一标识符: 在请求中使用唯一标识符,例如订单号、交易流水号等,作为请求的唯一标识。服务端根据这个标识符判断是否已经处理过该请求。
-
幂等键机制: 为每个接口添加一个幂等键(Idempotency Key)字段,客户端在请求中提供这个键,服务端根据这个键来判断是否处理过相同的请求。
-
Token 机制: 在请求中使用 Token,服务端验证 Token 是否有效,如果有效则表示请求已经处理过。
-
乐观锁: 在涉及到数据更新的操作中,使用乐观锁来保证数据的一致性。如果更新失败,表示请求已经被处理过。
-
请求记录: 在数据库或日志中记录请求的处理状态,当重复请求到来时,可以先查询记录判断是否已经处理。
-
幂等接口设计: 在接口设计时考虑幂等性,例如在重复请求时不会产生副作用,或者重复请求会产生相同的结果。
确保接口的幂等性需要在系统设计和开发过程中考虑多个因素,包括数据一致性、网络通信、事务处理等。综合采用多种方法,根据具体的业务场景选择最适合的方式来实现接口的幂等性。
102.服务间调用
在分布式系统中,各个服务之间需要进行通信和协作,以实现复杂的业务逻辑。服务间调用是指一个服务通过网络调用另一个服务的接口,从而实现不同服务之间的数据交换和协作。服务间调用可以采用不同的通信方式和协议,具体取决于系统的架构和需求。
以下是一些常见的服务间调用方式:
-
HTTP/HTTPS 调用: 基于 HTTP 或 HTTPS 协议进行通信,使用 RESTful API 或其他 Web API 进行服务间交互。这是一种常见的、简单的跨平台通信方式。
-
RPC(Remote Procedure Call)调用: RPC 是一种远程过程调用技术,使得在分布式系统中能够像调用本地函数一样调用远程函数。常见的 RPC 框架包括 gRPC、Dubbo 等。
-
消息队列: 使用消息队列中间件实现异步通信,一个服务发送消息到队列,另一个服务从队列中接收并处理消息。常见的消息队列包括 RabbitMQ、Apache Kafka、ActiveMQ 等。
-
服务网关: 使用服务网关作为中间层来统一管理和转发服务的请求和响应,实现路由、负载均衡、安全等功能。
-
WebSocket: WebSocket 允许在单个 TCP 连接上进行全双工通信,适用于实时性较强的场景。
-
直接数据库访问: 有时候服务需要直接访问其他服务的数据库,但这种方式可能会引入数据一致性等问题,需要谨慎使用。
在进行服务间调用时,需要考虑以下几点:
-
可靠性: 考虑网络故障、超时等情况,保证调用的可靠性和容错性。
-
性能: 选择适合的通信方式和协议,以提高性能并降低延迟。
-
安全性: 使用合适的安全机制,如认证、授权、加密等,保障数据的安全。
-
监控和追踪: 对服务间调用进行监控和日志追踪,以便及时发现和解决问题。
选择合适的服务间调用方式取决于系统的需求、性能要求、开发成本和团队熟悉度等因素。
103.配置中心
配置中心是分布式系统中的一种重要组件,用于集中管理和动态更新各个服务或应用程序的配置信息。它可以帮助开发团队在不重启应用的情况下修改配置,提供了更好的灵活性和可维护性。
配置中心通常提供以下功能:
-
配置管理: 集中存储和管理不同环境下的配置信息,如开发、测试、生产环境等。
-
动态配置更新: 支持在运行时更新配置,无需重启应用,提供实时生效的能力。
-
配置版本控制: 提供配置的版本管理和回滚功能,使得团队能够追踪和管理配置的变化。
-
权限控制: 控制不同角色用户对配置的访问和修改权限,确保配置的安全性。
-
配置推送: 支持将配置信息推送到各个服务或应用程序,确保配置的一致性。
-
监听和通知: 支持监听配置变化事件,当配置发生变化时通知相应的服务或应用程序。
一些常见的配置中心包括:
-
Spring Cloud Config: Spring Cloud 生态系统中的配置中心解决方案,支持基于文件系统、Git 仓库等存储后端。
-
Apollo: 由携程开源的配置中心,支持多语言、多环境、多数据中心的配置管理。
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Consul: 提供服务发现、健康检查等功能,同时也可以作为配置中心使用。
-
etcd: 分布式键值存储系统,可用于配置管理和服务发现。
-
ZooKeeper: 分布式协调服务,可以用于配置管理、分布式锁等。
配置中心能够显著提高配置的可管理性、可维护性和部署的灵活性,帮助开发团队更好地管理分布式系统中的配置信息。
104.网关
网关(Gateway)是分布式系统中的一个重要组件,位于系统的前端,用于管理和控制外部请求的流量,以及提供一些共享的功能和服务。网关作为系统的入口点,可以对请求进行路由、过滤、鉴权、限流等操作,从而实现更好的性能、安全性和可维护性。
以下是网关的一些主要功能:
-
路由和负载均衡: 网关可以根据请求的路径或其他标识将请求路由到不同的服务实例,同时提供负载均衡,确保请求均匀分布到不同的服务。
-
安全性: 网关可以进行身份验证、鉴权和访问控制,保护系统免受未经授权的访问。
-
限流和熔断: 网关可以对流量进行限制,防止突发流量对后端服务造成影响。同时,可以根据后端服务的健康状态进行熔断,避免因服务故障而影响整个系统。
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缓存: 网关可以对请求和响应进行缓存,减轻后端服务的负担,提高响应速度。
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请求转换: 网关可以进行请求参数的转换、请求体的处理等操作,将外部请求转化为后端服务可以处理的格式。
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API 管理: 网关可以提供 API 文档、版本管理等功能,方便开发者查看和使用 API。
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日志和监控: 网关可以记录请求和响应的日志,提供监控和统计信息,帮助分析系统的性能和问题。
一些常见的网关包括:
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Nginx: 常用的反向代理服务器,也可以用作网关,支持负载均衡、反向代理、缓存等功能。
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Spring Cloud Gateway: Spring Cloud 生态系统中的网关解决方案,支持路由、过滤、负载均衡等功能。
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API Gateway(例如 AWS API Gateway、Google Cloud Endpoints): 一些云服务提供商提供的托管 API 网关,用于管理和部署 API。
网关在微服务架构中扮演了重要的角色,它可以为多个微服务提供一个统一的入口,同时提供了一些核心的功能,如路由、鉴权、限流等,有助于提高系统的性能和安全性。
105.熔断器
熔断器(Circuit Breaker)是一种用于提高分布式系统稳定性和可靠性的设计模式。它的作用类似于电路中的熔断器,用于监控并控制外部服务的调用,防止由于服务故障或超时等原因导致的连锁效应,从而保护系统不受影响。
熔断器的主要思想是在调用外部服务时,如果出现一定数量的失败或超时,那么熔断器会进入开启状态,暂时停止对该服务的调用,避免大量的请求堆积导致整个系统崩溃。一段时间后,熔断器会进入半开状态,允许部分请求尝试调用服务,如果仍然失败,熔断器会继续保持开启状态,如果成功则会恢复正常调用。
熔断器的状态通常有三种:
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关闭状态(Closed): 正常情况下,熔断器处于关闭状态,允许正常调用服务。
-
开启状态(Open): 当出现一定数量的失败或超时,熔断器会进入开启状态,停止对服务的调用,防止继续发起失败请求。
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半开状态(Half-Open): 在一段时间后,熔断器会进入半开状态,允许部分请求尝试调用服务,以检测服务是否恢复正常。
使用熔断器可以带来以下好处:
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避免雪崩效应:当一个服务出现故障时,熔断器可以避免对其他服务产生连锁影响,保护整个系统。
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提高系统可用性:通过停止调用失败的服务,熔断器可以保证可用的服务能够正常提供服务,从而提高系统的可用性。
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减少资源浪费:停止调用失败的服务可以减少不必要的资源消耗,保护系统资源。
一些常见的熔断器实现包括 Netflix Hystrix(已停止维护),Resilience4j,Sentinel 等。这些熔断器框架可以与微服务架构集成,提供熔断、降级、限流等功能,增加系统的稳定性和可靠性。
106.缓存
缓存是在计算机系统中常见的一种技术,用于临时存储数据,以便在之后的访问中加快数据的读取速度。缓存可以在多个层次上应用,从硬件到应用程序层都有不同的缓存。
在软件开发中,常见的缓存是应用程序层的缓存,它可以用于存储频繁访问的数据,以避免频繁从数据库或其他数据源中获取数据,从而提高系统的性能和响应速度。
以下是一些常见的缓存使用场景和类型:
使用场景:
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读取频繁的数据: 将经常被读取的数据存储在缓存中,减少对数据库或其他数据源的访问。
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热点数据: 对于热点数据,即被大量用户访问的数据,可以缓存在内存中,以提高访问速度。
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计算结果: 将计算得到的结果缓存起来,避免重复计算,提高性能。
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远程调用: 缓存远程服务的响应结果,避免频繁的网络调用。
缓存类型:
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本地缓存: 存储在应用程序内部的缓存,通常是使用内存来存储数据。常见的本地缓存框架包括 Guava Cache、Caffeine 等。
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分布式缓存: 分布式系统中的多个节点共享的缓存,通常使用独立的缓存服务器来存储数据。常见的分布式缓存系统包括 Redis、Memcached 等。
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页面缓存: 将生成的页面内容缓存,以避免重复生成相同的页面。
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对象缓存: 缓存对象数据,例如 Java 对象、序列化数据等。
缓存的使用需要权衡数据的一致性和性能。虽然缓存可以显著提高性能,但也可能引入数据不一致的问题,因此需要根据实际需求和数据特性来选择合适的缓存策略,以确保系统的正确性和性能。
107.消息队列
消息队列是一种在分布式系统中用于异步通信的重要技术。它允许不同的组件、服务或系统之间通过发送和接收消息来进行解耦和通信。消息队列可以用于实现任务分发、事件发布/订阅、削峰填谷等功能,从而提高系统的性能、可伸缩性和可靠性。
消息队列的基本原理是将消息发送者发送的消息存储在队列中,然后由消息接收者从队列中获取并处理消息。这种方式可以实现异步处理,即消息发送者和消息接收者不需要同时在线,可以分别处于不同的时间和状态。
以下是一些消息队列的特点和常见使用场景:
特点:
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解耦: 消息队列能够将消息发送者和消息接收者解耦,使得它们不需要直接通信。
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异步: 消息发送者可以异步发送消息,无需等待消息接收者的响应。
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削峰填谷: 消息队列可以平滑处理突发的请求,避免系统因为高峰流量而崩溃。
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持久化: 大多数消息队列支持消息的持久化,确保即使在消息发送或接收失败后,消息不会丢失。
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广播和订阅: 消息队列支持发布-订阅模式,允许多个接收者订阅并接收相同的消息。
常见使用场景:
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任务分发: 将任务放入消息队列中,由工作节点异步地获取并处理任务。
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事件通知: 各个服务之间通过发布/订阅模式进行事件通知,如订单创建、支付成功等。
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削峰填谷: 在高峰期,将请求放入消息队列中,由后端逐步处理,避免系统过载。
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日志收集: 将分布式系统的日志信息发送到消息队列,然后由日志处理系统进行收集和分析。
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异步处理: 将一些耗时的操作放入消息队列中,异步地进行处理,避免阻塞请求。
常见的消息队列包括:
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RabbitMQ: 一个开源的消息队列中间件,支持多种消息协议和通信模式。
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Apache Kafka: 分布式的高吞吐量消息队列,适用于实时数据流处理。
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ActiveMQ: 一个开源的消息队列和消息总线软件。
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Amazon SQS: 亚马逊提供的托管消息队列服务。
消息队列在构建分布式系统、微服务架构、大规模数据处理等方面都具有重要作用,可以帮助提高系统的可靠性、性能和可扩展性。
108.分布式事务
分布式事务是指涉及多个参与者(通常是不同的服务、数据库或系统)的事务操作。在分布式环境中,保证多个参与者之间的事务操作具有一致性、隔离性、持久性和原子性是一个挑战,因为不同参与者可能位于不同的物理位置、运行在不同的机器上,甚至可能使用不同的数据库系统。
以下是一些常见的分布式事务的问题和解决方案:
问题:
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原子性(Atomicity): 在分布式环境中,一系列操作要么全部成功,要么全部失败,确保数据的一致性。
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一致性(Consistency): 多个参与者之间的数据在事务完成后必须保持一致状态。
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隔离性(Isolation): 事务之间应该相互隔离,保证一个事务的操作不会影响其他事务。
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持久性(Durability): 一旦事务提交成功,数据变更应该持久保存。
解决方案:
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两阶段提交(2PC): 这是一种常见的分布式事务协议,它涉及到一个协调者和多个参与者。在第一阶段,协调者询问所有参与者是否准备好提交事务。如果所有参与者都准备好,协调者会发送提交请求。在第二阶段,如果所有参与者都同意提交,协调者会发送提交指令,否则会发送回滚指令。2PC 简单,但在协调者单点故障和阻塞的情况下可能存在问题。
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三阶段提交(3PC): 3PC 在 2PC 的基础上添加了一个准备阶段,用于减少阻塞的时间。尽管解决了某些问题,但仍然可能存在协调者单点故障的问题。
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Saga 模式: 将分布式事务分解为一系列的局部事务,每个局部事务有对应的回滚操作。每个局部事务都会发布一个事件,由协调器或者中间件来管理。Saga 模式可以更好地适应分布式环境,但需要开发者自行处理回滚操作和一致性问题。
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消息队列: 使用消息队列可以将分布式事务拆分为多个异步操作,将事务状态的管理委托给消息队列。各个参与者在接收到消息后执行操作,从而实现分布式事务。
分布式事务是一个复杂的问题,在实际应用中需要根据业务场景、数据一致性要求和可用性要求来选择合适的解决方案。没有一种通用的解决方案适用于所有情况,因此需要根据实际需求进行权衡和选择。
109.认证授权
认证(Authentication)和授权(Authorization)是在计算机系统中用于管理用户身份验证和访问权限的两个关键概念。
认证(Authentication): 认证是用于验证用户身份的过程。当用户尝试访问一个系统或服务时,系统会要求用户提供一些凭据,例如用户名和密码、身份证明、指纹等。系统会将提供的凭据与存储的凭据进行比对,如果匹配成功,就认为用户是合法用户,允许其访问系统。
认证的目标是确保只有合法的用户能够登录和使用系统,防止未经授权的访问。
授权(Authorization): 授权是在用户通过认证后,系统根据用户的身份和角色决定其是否有权限访问特定资源或执行特定操作。授权定义了用户可以进行哪些操作,访问哪些数据,以及在系统中的权限范围。
授权的目标是限制用户的访问权限,确保用户只能访问其被授权的资源和操作,从而保护系统的安全性和数据的机密性。
在实际应用中,认证和授权通常是一起使用的。用户首先需要通过认证来验证其身份,然后系统根据用户的身份和角色进行授权,决定其可以访问哪些资源和执行哪些操作。常见的认证和授权技术包括:
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用户名和密码认证: 用户提供用户名和密码进行认证,常见于应用程序登录。
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OAuth 和 OpenID Connect: 用于授权第三方应用程序访问用户资源,常见于单点登录(SSO)和授权码模式。
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Token 认证: 通过颁发令牌(Token)进行认证,常见于 Web API 访问控制。
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角色和权限控制: 用户被分配到不同的角色,每个角色有特定的权限,常见于应用程序和系统的权限管理。
认证和授权是构建安全和可控制的系统的关键要素,需要根据系统的需求和数据的敏感性来选择适当的认证和授权机制。
110.Redis持久化机制
Redis是一种内存数据库,为了防止数据在内存中丢失,它提供了持久化机制,将数据保存到硬盘上。Redis支持两种主要的持久化方式:RDB(Redis Database Dump)和AOF(Append-Only File)。
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RDB持久化:
RDB是一种快照式持久化方式,它会周期性地将数据库的快照保存到硬盘上。当启用RDB持久化时,Redis会生成一个二进制的数据库快照文件,包含了当前数据库中的所有数据。RDB的优点是文件紧凑,适合备份和恢复,也适合用于灾难恢复。但它的缺点是如果在持久化发生之间出现故障,可能会丢失部分数据。
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AOF持久化:
AOF是一种日志式持久化方式,它以追加的方式记录每个写操作命令,将写操作以文本的形式追加到AOF文件中。这使得可以通过重新执行AOF文件中的写操作来恢复数据。AOF持久化相对来说更加耐久,因为它记录了每个写操作,但同时也会导致AOF文件相对较大。为了控制AOF文件的大小,Redis提供了不同的策略,如:每个操作都写入磁盘、定期重写等。
此外,Redis还支持混合持久化方式,可以同时启用RDB和AOF持久化,以兼具两者的优势。
选择持久化方式需要根据具体的使用场景和需求来决定。如果对数据的耐久性要求很高,可以选择AOF持久化;如果需要紧凑的备份文件,可以选择RDB持久化;而混合持久化可以在一定程度上平衡两者的优势。
要配置Redis的持久化方式,你需要在Redis的配置文件中设置相关选项,如:
save 900 1 ? ? ? # 900秒内有至少1个键发生变化时执行RDB持久化
save 300 10 ? ? # 300秒内有至少10个键发生变化时执行RDB持久化
save 60 10000 ? # 60秒内有至少10000个键发生变化时执行RDB持久化
?
appendonly yes ? # 启用AOF持久化
记得在配置持久化方式后,及时备份和监控Redis的持久化文件,以确保数据的安全性和可靠性。
111.接口和抽象类的去区别
接口(Interface)和抽象类(Abstract Class)是面向对象编程中的两种重要概念,用于实现多态性、代码重用和模块化等目标。它们有一些相似之处,但也有明显的区别。
接口(Interface):
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纯抽象定义:接口是一种完全抽象的定义,其中只包含方法的声明而没有实现。类实现接口时,必须提供这些方法的具体实现。
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多继承:一个类可以同时实现多个接口,这样可以在一个类中实现多个不同接口的方法。
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无状态:接口不能包含实例字段(成员变量),只能包含方法声明、常量和默认方法(从Java 8开始)。
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适用性:适用于描述一组相关的操作,不考虑具体的实现细节。例如,一个“可飞行”接口可以被鸟类和飞机类同时实现,尽管它们的实现方式不同。
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实现限制:实现接口的类必须提供接口中所有方法的具体实现,否则该类必须声明为抽象类。
抽象类(Abstract Class):
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可以包含方法实现:抽象类可以包含方法的声明和实现,可以为子类提供一些通用的方法实现。
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单继承:一个类只能继承一个抽象类,因此抽象类不支持多重继承。
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可以包含字段:抽象类可以包含实例字段,这些字段可以被子类继承和使用。
-
适用性:适用于一组相关类之间的代码共享和重用。抽象类通常包含一些通用的属性和方法,子类可以继承这些属性和方法,并在其基础上进行扩展。
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构造函数:抽象类可以有构造函数,这些构造函数在子类实例化时会被调用。
在选择使用接口还是抽象类时,需要考虑设计的目标、代码的架构以及特定情境下的要求。如果你希望定义一组方法的规范而不关心具体实现,可以使用接口。如果你想要提供一些共享的代码和默认实现,同时还需要将方法和字段结合在一起,那么抽象类可能更合适。
112.泛型的作用
泛型(Generics)是一种在编程语言中用来创建可重用、类型安全和灵活的代码的机制。它的主要作用是在编译时提供更强的类型检查,并允许在代码中处理多种数据类型,同时减少代码的重复性。
以下是泛型的几个主要作用:
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类型安全性(Type Safety):泛型允许在编译时检查数据类型的一致性,避免在运行时出现类型转换错误或数据类型不匹配的问题。通过在代码中指定参数类型,可以避免因为类型不匹配而引发的潜在错误。
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代码重用:泛型允许你编写一套通用的代码,可以用于处理多种数据类型,而不需要为每种数据类型都编写重复的代码。这样可以减少代码量,并且更容易维护和扩展。
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提高代码可读性:使用泛型可以使代码更具可读性,因为你可以在代码中直接表达你要操作的数据类型。这样其他开发者可以更清楚地理解你的意图,而不需要去猜测代码中的数据类型。
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容器类的类型抽象:在集合类(如列表、映射等)中使用泛型可以使容器类更加通用,能够存储不同类型的数据,同时还能保持类型安全性。这在编写可重用的数据结构时特别有用。
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算法的通用性:泛型还可以用于编写通用的算法,这些算法可以适用于不同类型的数据,从而减少代码的冗余。
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减少类型转换:在使用泛型的情况下,你不需要频繁进行类型转换,因为编译器会为你处理类型匹配的问题,这样可以提高代码的效率。
总之,泛型使得代码更具类型安全性、重用性和可读性,同时还可以减少类型转换和提高代码的可维护性。在使用支持泛型的编程语言中,合理利用泛型可以提高开发效率,减少错误,并改善代码质量。
113.HTTP和HTTPS
HTTP(Hypertext Transfer Protocol)和HTTPS(Hypertext Transfer Protocol Secure)都是用于在网络上传输数据的协议,但它们之间存在一些重要的区别,主要涉及到安全性和数据传输的方式。
HTTP(Hypertext Transfer Protocol):
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不安全性:HTTP是一种明文协议,所有传输的数据都以明文形式在网络上传播,因此容易被第三方截获并窃取敏感信息,如登录凭据、信用卡号等。
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无加密:HTTP不对数据进行加密处理,所以数据在传输过程中可能被篡改或伪造。
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常用端口:HTTP默认使用端口80进行通信。
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速度快:由于不需要加密和解密过程,HTTP通常比HTTPS传输速度稍快。
HTTPS(Hypertext Transfer Protocol Secure):
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安全性:HTTPS通过加密数据传输,确保数据在传输过程中不会被窃取或篡改,从而提供更高的安全性。
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加密通信:HTTPS使用SSL(Secure Sockets Layer)或TLS(Transport Layer Security)协议对数据进行加密,保护数据的机密性和完整性。
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证书验证:HTTPS使用SSL/TLS证书来验证网站的身份。用户可以通过浏览器看到一个锁图标,表明连接是安全的。
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常用端口:HTTPS默认使用端口443进行通信。
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性能开销:由于数据加密和解密过程,HTTPS会引入一定的性能开销,使得数据传输速度相对较慢。
总结起来,HTTPS是在HTTP的基础上加入了数据加密和身份验证等安全机制,使得数据传输更加安全可靠。在涉及用户隐私、敏感数据传输等场景下,推荐使用HTTPS来保护数据的安全性。
114.java内存模型(JMM)
Java内存模型(Java Memory Model,简称JMM)是一种规范,定义了在多线程编程中,Java程序中的各个线程如何与主存(共享内存)交互,以及如何在多线程环境下保证数据的可见性、有序性和原子性。JMM旨在解决多线程并发访问共享数据时可能出现的问题,如竞态条件、死锁和内存可见性等。
主要概念和特点:
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共享内存模型:JMM基于共享内存模型,即所有线程共享主存中的数据。每个线程有自己的工作内存,用于存储从主存中拷贝的数据,线程在工作内存中操作数据,然后再写回主存。
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可见性:JMM确保一个线程对共享变量的修改对其他线程是可见的。当一个线程修改了共享变量,它会将修改后的值刷新到主存,其他线程可以读取到最新值。
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有序性:JMM保证在不同线程中,代码的执行顺序是一致的。这不仅涉及到指令的重排序,还涉及到内存操作的顺序。
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原子性:JMM通过锁、volatile关键字和原子类等机制,保证特定操作的原子性,即不会被中断或其他线程干扰。
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顺序一致性:JMM提供了顺序一致性的保证,即一个线程在代码中的操作顺序,不会与其他线程中的操作产生交错,保证了多线程程序的行为符合预期。
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volatile关键字:使用volatile关键字可以保证对一个变量的写操作立即对其他线程可见,同时禁止了编译器和处理器对指令的重排序。
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happens-before关系:JMM定义了happens-before关系来确保顺序一致性。如果一个操作A在另一个操作B之前执行,那么操作A happens-before操作B。
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synchronized关键字和锁:synchronized关键字可以用来保护临界区,以确保同一时间只有一个线程可以进入临界区,避免竞态条件和数据不一致。
总之,Java内存模型定义了多线程环境下的各种规则和机制,以确保多线程程序的正确性和可靠性。了解JMM对于编写安全的多线程程序非常重要,可以避免各种并发问题的出现。
115.栈内存如何管理
栈内存是程序运行时用于管理方法调用和局部变量的一块内存区域。它遵循一种"后进先出"(Last-In-First-Out,LIFO)的数据结构,用于存储方法调用的上下文信息(包括方法参数、局部变量、方法返回地址等)。
在讲解栈内存如何管理之前,让我们首先了解栈内存中的几个重要概念:
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栈帧(Stack Frame):每个方法的调用都会在栈内存中创建一个栈帧,栈帧包含了方法的参数、局部变量、操作数栈、方法返回地址等信息。
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局部变量(Local Variables):方法中定义的局部变量存储在栈帧中,包括基本数据类型和对象引用。
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操作数栈(Operand Stack):操作数栈用于存储方法执行过程中的临时数据和计算结果,例如方法调用和运算。
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方法返回地址(Return Address):栈帧中存储了调用该方法的方法的返回地址,以便在方法执行完毕后返回到正确的位置继续执行。
栈内存的管理过程如下:
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方法调用:当一个方法被调用时,会创建一个对应的栈帧,其中包含了方法的参数、局部变量和返回地址等信息。这个栈帧被推入栈的顶部。
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方法执行:方法执行过程中,会将局部变量、操作数栈和其他需要的信息存储在当前栈帧中。
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方法嵌套调用:如果在方法执行过程中又调用了其他方法,新的栈帧会被创建并推入栈的顶部。这样就形成了一个栈帧的嵌套结构,代表了方法调用的层级关系。
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方法返回:当方法执行完毕,或者遇到return语句,当前方法的栈帧会从栈的顶部弹出。弹出栈帧后,程序会返回到调用该方法的栈帧中,继续执行下一条指令。
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栈空间管理:栈内存的大小是有限的,每个线程都有自己的栈。栈内存的管理由编译器和虚拟机共同负责,它们会分配和释放栈帧的内存空间。当栈的深度超过限制,会发生栈溢出错误(Stack Overflow)。
总之,栈内存的管理遵循一种先进后出的规则,每个方法调用都会创建一个栈帧,包含方法的信息,而方法返回时栈帧会被弹出,控制权回到调用方法的位置。这种机制确保了方法调用和返回的正确顺序和数据一致性。
116.堆内存如何管理
堆内存是用于存储程序中动态分配的对象的一块内存区域。在Java中,所有通过"new"关键字创建的对象都存储在堆内存中。堆内存的管理是由Java虚拟机(JVM)负责的,它使用垃圾回收机制来自动分配和释放堆内存中的对象。
以下是堆内存管理的主要过程:
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对象分配:当通过"new"关键字创建一个对象时,JVM会在堆内存中分配一块合适大小的空间来存储对象的数据。这个过程称为对象的分配。
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对象初始化:在对象分配后,JVM会调用对象的构造函数来进行初始化操作。构造函数负责为对象的属性赋初值。
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引用管理:在Java中,对象通过引用进行操作。引用是指向对象在堆内存中的地址的指针。当一个对象不再被引用时,它就变成了不可达对象,进而成为垃圾数据。
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垃圾回收:垃圾回收是自动管理堆内存的过程,它会识别不再被引用的对象,并将这些对象标记为垃圾。然后,垃圾回收器会清除这些垃圾对象所占用的堆内存,以便后续的对象分配。垃圾回收器的工作有多种算法和策略,如标记-清除、复制、标记-整理等。
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内存碎片整理:由于垃圾回收的过程,堆内存中可能会产生内存碎片,导致大对象无法找到连续的内存空间来存储。为了解决这个问题,一些垃圾回收器会进行内存碎片整理,将存活的对象紧凑排列,以便更好地分配内存空间。
-
堆大小调整:堆内存的大小可以通过JVM参数进行调整。如果堆内存不足,可能会触发垃圾回收操作。如果垃圾回收无法释放足够的内存,可能会导致OutOfMemoryError。
总之,堆内存管理主要包括对象分配、对象初始化、引用管理和垃圾回收等过程。JVM的垃圾回收机制能够自动处理不再被引用的对象,从而有效地回收堆内存,保障程序的正常运行。不过,在编写代码时,仍然需要注意避免不必要的对象引用,以及及时释放不再需要的对象,以减少内存使用和提升程序性能。
117.Redis淘汰机制
Redis是一种内存数据库,由于内存资源有限,当内存不足时,需要通过淘汰(Eviction)机制来删除一些旧的或者不常用的数据,以便为新的数据腾出空间。Redis提供了多种淘汰策略来决定哪些数据会被淘汰掉。
以下是一些常见的Redis淘汰策略:
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LRU(Least Recently Used)最近最少使用:这是最常见的淘汰策略。根据数据的访问时间,将最久未被访问的数据删除。这种策略适用于缓存中的数据,因为很可能最近不再使用的数据将来也不会使用。
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LFU(Least Frequently Used)最不经常使用:根据数据的访问频率,将最少被访问的数据删除。这种策略适用于缓存中的数据,但可能会受到突发访问的影响。
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TTL(Time To Live)过期时间:对数据设置一个过期时间,在数据过期后自动删除。这种策略适用于缓存数据,例如缓存的内容更新频率较高,但过一段时间后就不再需要。
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Random随机淘汰:随机选择要删除的数据。这种策略相对简单,但可能导致删除有用的数据。
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Maxmemory策略:设置一个最大内存限制,当内存使用达到这个限制时,Redis会根据特定的淘汰策略来删除数据。
Redis允许用户根据自己的需求选择和配置淘汰策略。可以通过在配置文件中设置maxmemory-policy
选项来选择淘汰策略。例如:
maxmemory-policy LRU
需要注意的是,淘汰策略是一种权衡,不同的应用场景可能适合不同的策略。在选择淘汰策略时,需要考虑数据的访问模式、数据的重要性以及系统的性能需求。
118.内存泄漏和内存溢出
内存泄漏(Memory Leak)和内存溢出(Memory Overflow)是两种与内存管理相关的问题,尽管它们涉及到内存,但是其性质和表现方式是不同的。
内存泄漏(Memory Leak):
内存泄漏指的是在程序运行时分配了一块内存(通常是堆内存),但在不再需要使用这块内存时,没有及时释放它。这导致这块内存无法被回收,随着时间的推移,累积的内存泄漏可能会耗尽系统的可用内存,从而导致程序性能下降甚至崩溃。
内存泄漏的常见情况包括:
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未释放动态分配的内存:没有调用释放内存的函数(如C语言中的
free()
),导致分配的内存一直存在。 -
循环引用:在某些编程语言中,如果对象之间存在循环引用,垃圾回收器可能无法正确地回收这些对象。
-
持有不再需要的引用:保持对对象的引用,导致对象无法被垃圾回收。
内存溢出(Memory Overflow):
内存溢出指的是程序在尝试分配更多内存资源时,发现没有足够的内存可供使用。这通常会导致程序异常终止,或者引发内存错误。
内存溢出的常见情况包括:
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栈溢出:在递归调用或者方法调用的嵌套层级过深时,可能导致栈空间耗尽,从而引发栈溢出错误。
-
堆溢出:在程序请求分配的内存超出堆的限制时,可能导致堆溢出错误。
-
内存泄漏累积:虽然内存泄漏本身不会直接导致内存溢出,但如果内存泄漏足够严重,会耗尽可用内存,从而引发内存溢出错误。
总之,内存泄漏和内存溢出是两种不同的内存问题。内存泄漏会导致内存的持续浪费,而内存溢出则是由于无法满足分配的内存需求,导致程序无法正常执行。在编写代码时,需要注意避免内存泄漏和内存溢出,合理管理内存资源。
119.导致事务传播失效情况
在面向对象编程中,事务传播(Transaction Propagation)是指在一个事务中调用另一个事务时,如何处理这些事务之间的交互。然而,有些情况下,事务传播可能会失效,导致意外的结果或错误。
以下是一些导致事务传播失效的情况:
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事务方法被非public修饰:Spring框架中,只有public方法才能被事务管理,如果事务方法被private或者protected修饰,事务传播将无法生效。
-
同类中调用非代理的事务方法:如果在同一个类中的一个事务方法调用了另一个事务方法,而后者不是通过AOP代理进行调用,那么事务传播将失效,事务不会正常工作。
-
事务方法被final修饰:在某些情况下,如果事务方法被final修饰,代理可能无法正常生成,导致事务传播无效。
-
自我调用问题:如果一个事务方法在自己内部进行递归或循环调用,由于Spring事务基于AOP代理实现,代理的事务控制可能会失效。
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RuntimeException的处理:默认情况下,Spring只有在遇到RuntimeException时才会触发事务的回滚操作。如果在事务中捕获并处理了RuntimeException,事务可能会继续进行,从而导致事务传播失效。
-
不同数据源事务问题:如果在一个事务方法中调用了不同数据源的事务方法,由于跨数据源的事务管理通常需要特殊配置,事务传播可能无法正常工作。
-
使用不同的事务管理机制:如果在一个应用中同时使用了多种事务管理机制,如JTA和本地事务管理,事务传播可能会受到影响。
-
Spring版本问题:不同版本的Spring框架可能会有不同的行为和规则,某些版本可能存在事务传播的问题。
为了避免事务传播失效,开发人员需要了解事务传播的工作原理和规则,并遵循Spring框架的最佳实践。在代码中使用合适的事务传播类型,确保方法的可见性,避免自我调用问题,以及正确处理异常等,都可以有助于确保事务传播的正确性和一致性。
120.什么是局部性原理
局部性原理(Principle of Locality)是计算机科学中的一个重要概念,指的是程序在执行过程中,访问的数据和指令往往集中在一个相对较小的内存区域内,而不是分散在整个内存空间中。局部性原理是计算机系统设计和优化的基础之一,它有助于提高数据访问的效率和程序的性能。
局部性原理分为两种主要类型:时间局部性和空间局部性。
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时间局部性(Temporal Locality):时间局部性指的是在一段时间内,同一数据或指令很可能被多次使用。当一个数据或指令被访问后,它很可能在不久的将来再次被访问。这是因为程序往往会在循环中重复执行某些操作,或者频繁地访问相同的数据。
-
空间局部性(Spatial Locality):空间局部性指的是在一段时间内,相邻的数据或指令很可能被访问。当程序访问一个特定的数据或指令时,它也可能会访问相邻的数据或指令,因为它们在内存中的位置很接近。这是因为程序往往会以连续的方式访问内存,例如数组的连续元素。
局部性原理的重要性体现在多级缓存和虚拟内存等系统中。多级缓存通常采用缓存行的方式存储数据,通过时间局部性和空间局部性,能够更好地预测哪些数据将被频繁使用,并将其存储在高速缓存中,从而提高数据访问速度。虚拟内存系统也利用局部性原理,将部分数据从磁盘加载到内存中,以满足程序对数据的访问需求。
总之,局部性原理是计算机系统优化的基础,通过利用时间局部性和空间局部性,可以提高数据访问效率,减少内存访问延迟,从而提高程序的性能。
121.spring循环依赖问题 (500¥附加题 )
Spring循环依赖问题是指在使用Spring容器进行依赖注入时,出现了循环引用的情况。具体来说,循环依赖是指两个或多个Bean之间相互依赖,形成了一个环路,导致Spring容器无法正常完成Bean的创建和初始化过程。这可能会导致应用程序启动失败、性能下降或不稳定等问题。
Spring为了应对循环依赖问题,提供了一种解决机制,但在某些情况下,仍然可能出现问题。以下是一些常见的循环依赖问题和解决方法:
-
构造函数循环依赖:如果两个Bean的构造函数相互依赖,Spring容器将无法解决这种情况。可以通过将依赖注入移到setter方法上,或者使用
@Lazy
注解延迟初始化来解决。 -
循环依赖无法解决:有些情况下,循环依赖是无法通过Spring的解决机制来解决的,例如两个Bean都是单例且都依赖于对方。此时,需要考虑是否可以重新设计类之间的关系,或者使用其他方式来处理依赖关系。
-
循环依赖中的代理对象:Spring在处理循环依赖时,可能会使用代理对象来解决。这会导致某些方法调用实际上是通过代理对象进行的,可能会影响某些操作的正确性。开发人员需要注意在循环依赖情况下可能会遇到的代理相关问题。
-
三级及以上的循环依赖:在某些情况下,如果存在三级及以上的循环依赖,Spring的解决机制可能不够准确,导致某些Bean的状态不正确。解决方法可能需要重新设计类之间的依赖关系。
为了避免循环依赖问题,开发人员可以采取以下几种做法:
-
避免使用构造函数注入,改用setter方法注入。
-
使用延迟初始化(
@Lazy
注解)。 -
优化Bean的设计,减少相互依赖。
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使用接口、抽象类等进行解耦,避免直接依赖具体实现。
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使用ApplicationContextAware接口等手段,避免在Bean初始化时产生循环依赖。
总之,Spring循环依赖问题可能会导致应用程序启动失败或出现不稳定行为。开发人员需要在设计和实现Bean之间的依赖关系时,仔细考虑可能出现的循环依赖情况,以便选择合适的解决方法。
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