JAVA後端面試100 Q&A之第一篇

68號小喇叭發表於2018-06-22

面試.jpg

特此將自己經歷過、構思過的一些面試題記錄下來,如果答案有問題,歡迎拍磚討論,希望能對找工作或者感興趣的同學有所幫助,陸續整理中...

1. synchronized和reentrantlock異同

相同點
  • 都實現了多執行緒同步和記憶體可見性語義
  • 都是可重入鎖
不同點
  • 實現機制不同 synchronized通過java物件頭鎖標記和Monitor物件實現 reentrantlock通過CAS、AQS(AbstractQueuedSynchronizer)和locksupport(用於阻塞和解除阻塞)實現 synchronized依賴jvm記憶體模型保證包含共享變數的多執行緒記憶體可見性 reentrantlock通過ASQ的volatile state保證包含共享變數的多執行緒記憶體可見性
  • 使用方式不同 synchronized可以修飾例項方法(鎖住例項物件)、靜態方法(鎖住類物件)、程式碼塊(顯示指定鎖物件) reentrantlock顯示呼叫trylock()/lock()方法,需要在finally塊中釋放鎖
  • 功能豐富程度不同 reentrantlock提供有限時間等候鎖(設定過期時間)、可中斷鎖(lockInterruptibly)、condition(提供await、signal等方法)等豐富語義 reentrantlock提供公平鎖和非公平鎖實現 synchronized不可設定等待時間、不可被中斷(interrupted)

2. concurrenthashmap為何讀不用加鎖

  • jdk1.7
    1)HashEntry中的key、hash、next 均為final 型,只能表頭插入、刪除結點
    2)HashEntry類的value域被宣告為volatile型
    3)不允許用null作為鍵和值,當讀執行緒讀到某個HashEntry的 value域的值為null時,便知道產生了衝突——發生了重排序現象(put設定新value物件的位元組碼指令重排序),需要加鎖後重新讀入這個value值
    4)volatile變數count協調讀寫執行緒之間的記憶體可見性,寫操作後修改count,讀操作先讀count,根據happen-before傳遞性原則寫操作的修改讀操作能夠看到
  • jdk1.8
    1)Node的val和next均為volatile型
    2)tabAt和casTabAt對應的unsafe操作實現了volatile語義

3. ContextClassLoader(執行緒上下文類載入器)的作用

  • 越過類載入器的雙親委派機制去載入類,如serviceloader實現
  • 使用執行緒上下文類載入器載入類,要注意保證多個需要通訊的執行緒間的類載入器應該是同一個,防止因為不同的類載入器導致型別轉換異常(ClassCastException)

4. tomcat 類載入機制

tomcat類載入器.png

  • 不同應用使用不同的 webapp類載入器,實現應用隔離的效果,webapp類載入器下面是jsp類載入器
  • 不同應用共享的jar包可以放到Shared類載入器/shared目錄下

5. osgi類載入機制

osgi類載入機制.png

  • osgi類載入模型是網狀的,可以在模組(Bundle)間互相委託
  • osgi實現模組化熱部署的關鍵是自定義類載入器機制的實現,每個Bundle都有一個自己的類載入器,當需要更換一個Bundle時,就把Bundle連同類載入器一起換掉以實現程式碼的熱替換
  • 當收到類載入請求時,osgi將按照下面的順序進行類搜尋:
    1)將以java.*開頭的類委派給父類載入器載入
    2)否則,將委派列表名單(配置檔案org.osgi.framework.bootdelegation中定義)內的類委派給父類載入器載入
    3)否則,檢查是否在Import-Package中宣告,如果是,則委派給Export這個類的Bundle的類載入器載入
    4)否則,檢查是否在Require-Bundle中宣告,如果是,則將類載入請求委託給required bundle的類載入器
    5)否則,查詢當前Bundle的ClassPath,使用自己的類載入器載入
    6)否則,查詢類是否在自己的Fragment Bundle中,如果在,則委派給Fragment Bundle的類載入器載入
    7)否則,查詢Dynamic Import-Package(Dynamic Import只有在真正用到此Package的時候才進行載入)的Bundle,委派給對應Bundle的類載入器載入
    8)否則,類查詢失敗

6. sleep和wait異同

  • wait需要組合synchronized使用,wait時會釋放掉拿到的synchronized鎖
  • sleep只會交出cpu,不會交出鎖
  • 二者都有可能被interrupt

7. 如何結束一個一直執行的執行緒

  • 使用退出標誌,這個flag變數要多執行緒可見
  • 使用interrupt,結合isInterrupted()使用

8. threadlocal使用場景及問題

  • threadlocal並不能解決多執行緒共享變數的問題,同一個 threadlocal所包含的物件,在不同的thread中有不同的副本,互不干擾
  • 用於存放執行緒上下文變數,方便同一執行緒對變數的前後多次讀取,如事務、資料庫connection連線,在web程式設計中使用的更多
  • 問題: 注意執行緒池場景使用threadlocal,因為實際變數值存放在了thread的threadlocalmap型別變數中,如果該值沒有remove,也沒有先set的話,可能會得到以前的舊值
  • 問題: 注意執行緒池場景下的記憶體洩露,雖然threadlocal的get/set會清除key(key為threadlocal的弱引用,value是強引用,導致value不釋放)為null的entry,但是最好remove

9. 執行緒池從啟動到工作的流程

  • 剛建立時,裡面沒有執行緒
  • 呼叫 execute() 新增任務時:
    1)如果正在執行的執行緒數量小於核心引數corePoolSize,繼續建立執行緒執行這個任務
    2)否則,如果正在執行的執行緒數量大於或等於corePoolSize,將任務加入到阻塞佇列中
    3)否則,如果佇列已滿,同時正在執行的執行緒數量小於核心引數maximumPoolSize,繼續建立執行緒執行這個任務
    4)否則,如果佇列已滿,同時正在執行的執行緒數量大於或等於 maximumPoolSize,根據設定的拒絕策略處理
    5)完成一個任務,繼續取下一個任務處理
    6)沒有任務繼續處理,執行緒被中斷或者執行緒池被關閉時,執行緒退出執行,如果執行緒池被關閉,執行緒結束
    7)否則,判斷執行緒池正在執行的執行緒數量是否大於核心執行緒數,如果是,執行緒結束,否則執行緒阻塞。因此執行緒池任務全部執行完成後,繼續留存的執行緒池大小為corePoolSize

10. 阻塞佇列BlockingQueue take和poll區別

  • poll(time):取走BlockingQueue裡排在首位的物件,若不能立即取出,則可以等time引數規定的時間,取不到時返回null
  • take():取走BlockingQueue裡排在首位的物件,若BlockingQueue為空,阻塞直到BlockingQueue有新的物件被加入

11. 如何從FutureTask不阻塞獲取結果

  • get(long timeout,TimeUnit unit),超時則返回
  • 輪詢,先通過isDone()判斷是否結束,然後呼叫get()

12. blockingqueue如果存放了比較關鍵的資料,系統當機該如何處理

  • 開放性問題,歡迎討論
  • 將佇列持久化,比較麻煩,需要將生產資料持久化到磁碟,持久化成功才返回,消費者執行緒從磁碟載入資料到記憶體阻塞佇列中,維護消費offset,啟動時,根據消費offset從磁碟載入資料
  • 加入訊息佇列,保證訊息不丟失,生成序列號,消費冪等,根據消費程式決定系統重啟後的生產狀態

13. NIO與傳統I/O的區別

  • 節約執行緒,NIO由原來的每個執行緒都需要阻塞讀寫變成了由單執行緒(即Selector)負責處理多個channel註冊(register)的興趣事件(SelectionKey)集合(底層藉助作業系統提供的epoll()),netty bossgroup處理accept連線(沒看明白為什麼bossgroup設定多個thread的必要性,補充:據說是為了多個bootstrap共用bossgroup的場景),workergroup處理具體業務流程和資料讀寫
  • NIO提供非阻塞操作
  • 傳統I/O 以流的方式處理資料,而 NIO 以塊的方式處理資料,NIO提供bytebuffer,分為堆內和堆外緩衝區,讀寫時均先放到該緩衝區中,然後由核心通過channel傳輸到對端,堆外緩衝區不走核心,提升了效能

14. list中存放可重複字串,如何刪除某個字串

  • 呼叫iterator相關方法刪除
  • 倒刪,防止正序刪除導致的陣列重排,index跳過陣列元素問題

15. 有哪些GC ROOTS(跟日常開發比較相關的是和此相關的記憶體洩露)

  • 所有Java執行緒當前活躍的棧幀裡指向GC堆裡的物件的引用,因此用不到的物件及時置null,提升記憶體回收效率
  • 靜態變數引用的物件,因此減少靜態變數特別是靜態集合變數的大小,集合存放的物件覆寫euqls()和hashcode(),防止持續增長
  • 本地方法JNI引用的物件
  • 方法區中的常量引用的物件,例如JDK7以前版本儘量減少在長字串上呼叫String.intern()
  • classloader載入的class物件,因此自定義classloader無效時及時置null並且注意類載入器載入物件之間的隔離
  • jvm裡的一些靜態資料結構裡指向GC堆裡的物件的引用
  • ...

16.volatile的作用

17.Spring事務傳播特性
常規問題,請網上搜尋

18.任一mq(如kafka)的qos有哪些,分別如何保障?
一般有:

  • at most once:至多一次
  • at least once:至少一次
  • exactly once:有且僅有一次 實現原理請搜尋,無論是否exactly once,都需要做好冪等

19.如何設計類似微博的點贊功能(高流量併發)
開放問題,請搜尋

20.服務響應慢,怎麼去排查問題
同上

21.談談sql優化的手段
同上

22.分享下微服務解耦的經驗
同上

未完待續(java、演算法、spring、redis、dubbo、kafka、zookeeper等)


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