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JAVA基础整理

作者: 分类: 学习笔记 发布于: 2024-06-14 16:28:07 浏览：2,472 评论(0)

基础整理

JAVA

JAVA 中的几种基本数据类型是什么，各自占用多少字节。

Java中有八种基本数据类型

  1. byte----->1字节
  2. short---->2字节
  3. int------>4字节
  4. long----->8字节
  5. char----->2字节
  6. float---->4字节
  7. double--->8字节
  8. boolean--->1bit

java中4种引用类型

  1. 强： User user = new User(); 不会被系统回收， 在方法内会随着方法栈弹出
  2. 软：SoftReference; 系统内存不足时才回收
  3. 弱：只要垃圾回收机制触发， 都会被回收， 不管内存是否足。如ThreadLocal
  4. 虚：必须配合引用队列联合使用，跟踪对象被垃圾回收的状态。永远返回null，提供一个方法isEnQueued判断对象是否已销毁，可用于监控对象的创建和销毁

java中线程实现方式

  1. 继承Thread类， 实现run方法

  2. 实现Runnable接口， 重写run方法 （底层都是使用这个）

  3. 实现Callable重写call方法， 配合FutureTask可以拿到执行结果

  4. 基于线程池构建线程

equals 与 == 的区别

==： 比较基本数据类型时比较的是数据的值，而比较引用类型时比较的是两个对象的地址值。 如：int a=10 与 long b=10L 与 double c=10.0都是相同的（为true），因为他们都指向地址为10的堆。 equals: 用来比较的是两个对象的内容是否相等。

String、StringBuffer、 和 StringBuilder 的区别是什么？

String是只读字符串，每次修改都会生成一个新的对象

StringBuffer 同一内存空间， 线程安全

StringBuilder 同一内存空间， 无线程锁，多线程不安全

ArrayList 和 LinkedList的区别

ArrayList：连续的内存空间。读取指定位置的数据很快，直接通过索引访问。 频繁读取的列表时使用

LinkedList: 内存分散。 双向链表实现。插入与删除快（通过指针）， 读慢（需要从头遍历）。频繁插入与删除的列表时使用

HashMap和HashTable的区别

HashTable: 线程安全、不允许使用空键或空值、继承自Dictionary类、提供elements(), keys(), values()等方法

HashMap: 不是线程安全的、允许使用一个空键，空值允许、继承自AbstractMap类。 建议使用ConcurrentHashMap类

sleep 和 wait 的区别

  1. sleep 属于 Thread 类中的静态方法， wait是Object类的方法
  2. sleep 属于TIME_WAITTING, 自动被唤醒， wait 属于WAITTING, 手动唤醒
  3. sleep持有锁时， 不会释放资源，wait在执行后， 会释放锁资源
  4. sleep 在持有锁或未持有锁时都可执行， wait必须在持有锁的时候才能执行

CAS是什么

Compare and swap, 在替换内存中的值时， 先判断是否与预期的值一致， 一致就执行， 保证原子性操作。

ABA问题： 1.加版本号， 2.加锁

线程安全

多个线程在访问同一对象的时候， 要保证对象的属性不会被破坏，保证每个线程在执行的过程中不会出现竞争的情况

实现：

  1. 加 synchronized 关键字， 当一个线程进入时， 其它线程无法进入。 互斥.

  2. 使用Atomic类来实现， 如AtomicInteger、AtomicLong等， 提供了原子方法如：incrementAndGet()、getAndIncrement()等。

  3. 使用ThreadLocal类来实现， 可创建线程局部变量。

java中锁的类型

  1. 可重入锁与不可重入锁

    1. 可重入锁：如 synchronized、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock， 当前线程获取到A锁， 在获取到后再次尝试获取锁也可获取到
    2. 不可重入锁：当前线程获取到A锁， 再次尝试获取无法获取到， 需要释放后

  2. 乐观锁与悲观锁

    1. synchronized、ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock都是悲观锁。先加锁的都是悲观锁，线程会挂起
    2. Java中提供的CAS就是乐观锁的一种实现。 Atomic原子类中， 就是乐观锁实现的。 获取不到锁可重新尝试

  3. 公平锁与非公平锁

    synchronized是非公平锁，ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock可公平可不公平

    1. 公平锁：排队的方式，A获取锁， B没获得锁，B等待， C线程过来， 锁被A持有， 排在B的后面
    2. 非公平锁：。C线程过来先尝试获取锁， 获得后就成功， 未获取后再排到B后面

  4. 互斥锁和共享锁

    跟mysql的读锁和写锁差不多

synchronized 实现原理

synchronized是基于对象实现的， 对象中记录了锁在不同状态下的参数值

synchronized与ReentrantLock的区别

synchronized 是一个关键字， 可作用在方法或代码块中， 锁自动释放

ReentrantLock 是一个类， new 出来后调用 lock 与 unlock 方法，需要手动释放锁

ThreadLocal内存泄漏问题

ThreadLocal内部维护了一个ThreadLocalMap 的map对象

造成内存泄漏主要包括两个方向， 一个是map的key, 采用弱引用解决了。

另一个是value的内存泄漏， 主要出现在连接池当中， 因为线程一直存在， 所以值就一直存在， 可在线程回收时执行remove方法去掉

线程池参数

  1. 核心线程数
  2. 最大线程数
  3. 等待时间
  4. 等待时间单位
  5. 等待队列
  6. 队列生成工厂
  7. 拒绝策略

泛型

Java中的泛型是一种编程语言的一种类型参数化的形式。简单来说，它允许你在定义类、接口和方法时使用类型参数，以便在使用时可以接受不同的实际类型。

泛型的主要目的是提高代码的可重用性和可读性。在没有泛型的情况下，我们可能需要编写大量重复的代码来处理不同的数据类型。而有了泛型，我们可以用一个通用的代码来处理所有类型的数据。

Java17对比Java8新特性

  1. 封闭类

    public sealed class Shape permits Circle, Rectangle, Triangle {
    public abstract double area();
}

public final class Circle extends Shape {
    private final double radius;
    public Circle(double radius) { this.radius = radius; }
    public double area() { return Math.PI * radius * radius; }
}

public final class Rectangle extends Shape {
    private final double width, height;
    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }
    public double area() { return width * height; }
}

public final class Triangle extends Shape {
    private final double base, height;
    public Triangle(double base, double height) {
        this.base = base;
        this.height = height;
    }
    public double area() { return 0.5 * base * height; }
}

public class ShapeExample {
    public static void main(String[] args) {
        Shape shape = new Circle(2.0);
        System.out.println(shape.area());
    }
}

    // ...```

    抽象的 Shape 类，使用 permits 关键字限制它只能被 Circle、Rectangle 和 Triangle 这三个子类继承。

  2. 文本块

    String html = """
    <html>
        <body>
            <h1>Hello, world!</h1>
        </body>
    </html>
    """;

  3. Switch 表达式

    int num = 5;
int square = switch (num) {
    case 1, 2, 3 -> num;
    default -> num * num;
};
System.out.println(square);

  4. 垃圾回收器

    JDK 17 中对 ZGC（可伸缩的低延迟垃圾回收器）进行了一些改进，其中包括了针对 MappedByteBuffer 和堆外内存的改进，使得它们可以更快地进行垃圾回收，提高了应用程序的性能。

Mybatis

工作原理

  1. 系统加载全局配置文件，以及映射文件， 放到Configuration中
  2. 创建SqlSessionFactory工厂（绑定Configuration，只需要创建一次， 单例）
  3. 从SqlSessionFactory获取SqlSession对象
  4. 通过SqlSession提供的api方法来操作数据库
  5. 处理完关闭会话

设计模式

  1. 缓存模块：装饰器模式
  2. 日志模块：适配器模式、代理模式
  3. 反射模块：工厂模式、装饰器模式
  4. Mapping：代理模式
  5. SqlSessionFactory：SqlSessionFactoryBuilder 建造者模式

分页

  1. 逻辑分页： RowBounds, 全查出来， 然后逻辑分页
  2. 物理分页： 通过mybatis拦截器， 在查询的时候加上limit关键字

Spring中如何解决DefaultSqlSession数据安全问题的

DefaultSqlSession是一个非线程安全的， 不能放到成员变量中

Spring中提供了一个SqlSessionTemplate来实现SqlSession的定义， 它里面每一个方法都调用SqlSessionProxy来操作，这是一个动态代码的对象。 在代理对象中通过方法级别来创建SqlSession对象

如何获取自增主键的值

Mybatis自带的insert方法可以把自增主键插入到对象中

自定的的insert 语句需要在xml中加入两个属性， 把自增主键插入到对象中

<insert id="xxx" useGeneratedKeys="true" keyProperty="id">

Spring

什么是SpringBoot

Spring Boot是Spring家族的一个子项目，其设计初衷是为了简化Spring配置，从而可以轻松构建独立运行的程序，并极大提高开发效率。

SpringBoot的核心注解是什么？请列举其中包含的注解。

SpringBoot的核心注解主要包括：

  1. @SpringBootApplication：这是Spring Boot最核心的注解，它由@SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration、@ComponentScan三个注解组合而成。这个注解主要用来开启Spring Boot的各项能力，并自动配置文件。
  2. @Configuration：该注解表示当前类是一个配置类，Spring Boot在启动时会扫描该类，并将其作为配置文件。
  3. @SpringBootConfiguration：这个注解表示当前类是一个Spring Boot的配置类，它实现了配置文件的功能。
  4. @EnableAutoConfiguration：这个注解打开自动配置功能，让Spring Boot根据项目中的依赖关系自动配置Bean。
  5. @ComponentScan：这个注解用来代替配置文件中的component-scan配置，开启组件扫描，自动扫描包路径下的@Component注解进行注册bean实例放到context(容器)中。

以上就是SpringBoot的核心注解及其包含的注解。

Springboot2 和 Springboot3的区别

  1. 最低运行环境的区别

    Springboot2最低运行环境为java8, 同时支持java9。 SpringBoot3最低运行环境为java17, 并支持java19

    Spring Boot2基于Spring Framework5开发；而SpringBoot3构建基于Spring Framework6之上，需要使用Spring Framework6。

  2. GraalVM支持的区别

    相比SpringBoot2，SpringBoot3的Spring Native也是升级的一个重大特性，支持使用GraalVM将Spring的应用程序编译成本地可执行的镜像文件，可以显著提升启动速度、峰值性能以及减少内存使用。

  3. 依赖项的区别

    删除了一些附加的依赖项，包括Apache ActiveMQ、Atomikos、EhCache2和HazelCast3。

AOP面向切面编程

  1. 如何理解AOP

    以日志为例，在很多管理系统，比如订单系统、推送系统等等都需要把日志记录下来。如果每个业务逻辑里面都写日志的相关代码，那就重复太多了。

    把日志的相关逻辑代码，统一封装起来。然后在需要的地方嵌入即可。AOP 也主要就是做嵌入这件事的。

  2. 为什么要引入aop

    主要是为在解决在业务开发中的一些痛点

    1. 在开发当中，相互之间都是模块化开发，使用 AOP 可以有效的实现模块化的思路。
    2. 将辅助逻辑（日志、安全、监控等）从业务主体逻辑中进行剥离，同步进行开发。

  3. 对aop的看法

    任何新技术的出现都是为了解决目前开发中存在的某些痛点。对于 aop 来说，其主要是把一些功能代码进行抽象封装，和主业务逻辑代码进行剥离。在需要的地方进行值入即可。

Spring Bean的生命周期

  1. 实例化

    当Spring容器加载配置文件时，它将实例化所有的Bean。在这个阶段，Spring会使用Java反射机制创建一个对象实例。

  2. 属性赋值

    在实例化Bean之后，Spring将使用依赖注入或属性设置方法来设置Bean的属性值。

  3. 初始化

    BeanPostProcessor前置处理；检查是否是InitializingBean已决定调用afterPropertiesSet方法；检查是否配置自定义init-method；BeanPostProcessor后置处理。

  4. 销毁

    当应用程序关闭时，Spring容器会销毁所有的Bean。在销毁Bean之前，Spring将调用Bean的销毁方法。如果Bean实现了DisposableBean接口，那么Spring将调用它的destroy()方法。

Autowired和Resource的区别

都是Spring生态里面实现Bean的依赖注入的

Autowired： 是spring提供的注解， 有个required属性， 如果为true, 则Spring启动的时候必须要包含这个bean。Autowired是根据类型来注入Bean的， 如果同时包含多个相同类型的Bean,则根据名称来注入。在使用时如找不到名称，启动时会报错， 可以使用@Primary指定默认使用哪个Bean。也可使用Qualifier注解在使用的时候指定用哪个名称的Bean

Resource：是jdk提供的注解， Spring支持了这个。 可使用byName与byType两种方式去找到使用的Bean。 如都未配置， 优先使用名称来找， 名称找不到的话再使用类型来找。 如找到多个类型相同的Bean， 则报运行时错误。

Mysql

常用存储引擎以及其区别

  1. Innodb：默认存储引擎，支持事务处理和行级锁定。
  2. MyISAM：支持表级锁定和全文本搜索，不支持事务，并发性能差

聚簇索引和非聚簇索引的区别

聚簇索引：索引的叶子节点存的整行数据， 查询速率快

非聚簇索引：索引和数据分开存储， 索引的叶子节点指向数据对应的位置

索引有哪几种类型

  1. 普通索引
  2. 唯一索引
  3. 主键索引
  4. 联合索引：最左前缀原则，首先会对联合索引最大左边的字段进行排序，在第一个字段的的基础之上，再对第二个字段进行排序

为什么模糊搜索%在左边会使索引失效

由B+树索引顺序决定， 是按照首字母大小进入排序，%在左没办法匹配到首字母

InnoDB和MyISAM的区别

InnoDB：支持事务、行锁、外键、聚簇索引（索引和记录都在叶子节点）

MyISAM：不支持事务、只支持表锁，高并发不友好，有个值记录了表长度（select count(*) from xxx 很快），非聚簇索引（索引和记录分开）

B树和B+树的区别

B树：索引值和数据分部到整颗树的结构中， 会使树的高度变高

B+树：数据只存放到叶子节点中、 所有叶子节点之间还增加了指针

Mysql执行一条查询时内部流程

客户端执行语句->查询缓存（mysql5.7）->解析器->解析树->预处理器->新解析树->查询优化器->执行计划->引擎调用磁盘获取数据->返回数据

binlog、redolog、undolog作用

Binlog: 主从复制和数据恢复

Redolog: redo log是用来恢复数据的用于保障， 宕机时也可用此日志来恢复，已提交事务的持久化特性

Undolog: undo log是用来回滚数据的用于保障未提交事务的原子性

Relaylog：主从复制时从库拿到主库的binlog日志时首先放进此日志中， 然后再执行

事务的4个特性以及说明

  1. 原子性：事务必须是一个不可分割的操作序列单元，要么全部成功，要么全部失败。
  2. 一致性：事务执行前后，数据库都必须处于一致性状态，不能破坏数据的完整性和一致性。
  3. 隔离性：事务之间是隔离开的，一个事务看不到另一个事务正在操作的数据。
  4. 持久性：一旦事务提交成功，事务中所有的数据操作都必须被持久化到数据库中，即使数据库崩溃也能通过某种机制将数据恢复到提交后的状态。

Redis

使用场景、分类

  1. String：计数器、分布式锁
  2. Hash：分部式Session、存储对象
  3. List：消息队列、分页文章（有序的）
  4. Set：存储列表不需要重复且不需要顺序时使用
  5. ZSet：排行榜

为什么Redis6.0之前不用多线程

  1. 使用redis, cpu不是瓶颈、受制于内存和网络
  2. Pipline批量处理， 每秒100万次请求
  3. 单线程，内部维护比较低
  4. 多线程的话， 需要线程切换，加解锁， 可能导致死锁

为什么Redis6.0要引入多线程

大公司需要更高的QPS。多线程其实是IO的多线程，内部执行命令还是单线程

Redis对比Memcached

Redis：丰富的数据结构、单线程、支持事务、支持持久化、支持集群

Memcached：仅支持Key->value结构、多线程、不支持持久化

过期策略与内存淘汰机制

  1. 过期策略：

    定时扫描redis中过期的key

    惰性删除：客户端访问这个key时， 如果这个key已经过期， 就删除， 如果过期后未访问， 就会一直存在

  2. 淘汰机制（内存不足时，删除设置了过期时间的key）

    LRU：删除最早未使用的key（链接）

    TTL：过期时间越小， 越先淘汰

    RONDOM：随机

缓存穿透与缓存雪崩

  1. 穿透：伪造不存在的key， 缓存中不存在， 就会查数据库。 过滤器，如无， 直接返回
  2. 雪崩：
    1. 大量缓存在同一时间失效。1.业务端设置缓存过期不要在同一时间。 2.加锁， 过期后只允许一个线程去刷新缓存
    2. redis故障，引入集群

持久化方式

  1. RDB : 通过几行配置， 多少秒更新多少次就触发
  2. AOF：将修改的每一条指令追加写进文件 appendonly.aof 中，每隔多少秒触发一次

如何保证缓存与数据库双写数据一致性

一般采用更新数据库后删除缓存的策略。 另一种是延时双删策略： 删除缓存->更新数据库->延时1秒后再次删除缓存

队列

常见消息队列比较

  1. ActiveMQ： 并发 6000/单机、持久化 支持、多语言支持、缺乏大规模使用（老）
  2. RabbitMQ：并发12000/单机、支持持久化、多语言支持、集群不支持动态扩展
  3. RocketMQ：并发100000/单机、支持持久化、只支持java、阿里大规模使用
  4. Kafka： 并发100w/单机、支持持久化、多语言支持、大数据、天生分部式、动态易扩展、运维难度大，带宽要求高、流处理

RabbitMQ里面的queue是否有限制？

默认无限制， 可通过x-max-length配置最多消息条数， 也可通过x-max-length-bytes对单条消息的大小进行限制

RabbitMQ 交换器4种类型

  1. Direct：直连，需要routeKey,一个消息由一个队列收到
  2. Fanout：广播， 不需要routeKey, 多个队列都能收到消息
  3. Topic：主题， routeKey正则通配， 匹配上的队列能收到消息
  4. Headers：跟Direct差不多， 被替换

如何解决消息重复消费

消费端幂等性处理：

  1. MVCC多版本控制（生产的时候带上数据版本号）: update inventory set stock = stock - 1, version = version + 1 where id = :id and version = :version, 消息生产的时候带version这个值

  2. 根据业务， 可利用数据库唯一索引的特性

       

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