JAVA后端面试100 Q&A之第一篇

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跳槽不算频繁，但参加过不少面试（电话面试、face to face面试），面过大/小公司、互联网/传统软件公司，将自己经历过、构思过的一些面试题记录下来，如果答案有问题，欢迎拍砖讨论，希望能对找工作或者感兴趣的同学有所帮助，陆续整理中...

1. synchronized和reentrantlock异同

相同点

• 都实现了多线程同步和内存可见性语义
• 都是可重入锁

不同点

• 实现机制不同
  synchronized通过java对象头锁标记和Monitor对象实现
  reentrantlock通过CAS、ASQ（AbstractQueuedSynchronizer）和locksupport（用于阻塞和解除阻塞）实现
  synchronized依赖jvm内存模型保证包含共享变量的多线程内存可见性
  reentrantlock通过ASQ的volatile state保证包含共享变量的多线程内存可见性
• 使用方式不同
  synchronized可以修饰实例方法（锁住实例对象）、静态方法（锁住类对象）、代码块（显示指定锁对象）
  reentrantlock显示调用trylock()/lock()方法，需要在finally块中释放锁
• 功能丰富程度不同
  reentrantlock提供有限时间等候锁（设置过期时间）、可中断锁（lockInterruptibly）、condition（提供await、signal等方法）等丰富语义
  reentrantlock提供公平锁和非公平锁实现
  synchronized不可设置等待时间、不可被中断（interrupted）

2. concurrenthashmap为何读不用加锁

• jdk1.7
  1）HashEntry中的key、hash、next 均为final 型，只能表头插入、删除结点
  2）HashEntry类的value域被声明为volatile型
  3）不允许用null作为键和值，当读线程读到某个HashEntry的 value域的值为null时，便知道产生了冲突——发生了重排序现象（put设置新value对象的字节码指令重排序），需要加锁后重新读入这个value值
  4）volatile变量count协调读写线程之间的内存可见性，写操作后修改count，读操作先读count，根据happen-before传递性原则写操作的修改读操作能够看到
• jdk1.8
  1）Node的val和next均为volatile型
  2）tabAt和casTabAt对应的unsafe操作实现了volatile语义

3. ContextClassLoader（线程上下文类加载器）的作用

• 越过类加载器的双亲委派机制去加载类，如serviceloader实现
• 使用线程上下文类加载器加载类，要注意保证多个需要通信的线程间的类加载器应该是同一个，防止因为不同的类加载器导致类型转换异常(ClassCastException)

4. tomcat 类加载机制

tomcat类加载器.png

• 不同应用使用不同的 webapp类加载器，实现应用隔离的效果，webapp类加载器下面是jsp类加载器
• 不同应用共享的jar包可以放到Shared类加载器/shared目录下

5. osgi类加载机制

osgi类加载机制.png

• osgi类加载模型是网状的，可以在模块（Bundle）间互相委托
• osgi实现模块化热部署的关键是自定义类加载器机制的实现，每个Bundle都有一个自己的类加载器，当需要更换一个Bundle时，就把Bundle连同类加载器一起换掉以实现代码的热替换
• 当收到类加载请求时，osgi将按照下面的顺序进行类搜索：
  1）将以java.*开头的类委派给父类加载器加载
  2）否则，将委派列表名单（配置文件org.osgi.framework.bootdelegation中定义）内的类委派给父类加载器加载
  3）否则，检查是否在Import-Package中声明，如果是，则委派给Export这个类的Bundle的类加载器加载
  4）否则，检查是否在Require-Bundle中声明，如果是，则将类加载请求委托给required bundle的类加载器
  5）否则，查找当前Bundle的ClassPath，使用自己的类加载器加载
  5）否则，查找类是否在自己的Fragment Bundle中，如果在，则委派给Fragment Bundle的类加载器加载
  6）否则，查找Dynamic Import-Package（Dynamic Import只有在真正用到此Package的时候才进行加载）的Bundle，委派给对应Bundle的类加载器加载
  7）否则，类查找失败

6. sleep和wait异同

• wait需要组合synchronized使用，wait时会释放掉拿到的synchronized锁
• sleep只会交出cpu，不会交出锁
• 二者都有可能被interrupt

7. 如何结束一个一直运行的线程

• 使用退出标志，这个flag变量要多线程可见
• 使用interrupt，结合isInterrupted()使用

8. threadlocal使用场景及问题

• threadlocal并不能解决多线程共享变量的问题，同一个 threadlocal所包含的对象，在不同的thread中有不同的副本，互不干扰
• 用于存放线程上下文变量，方便同一线程对变量的前后多次读取，如事务、数据库connection连接，在web编程中使用的更多
• 问题： 注意线程池场景使用threadlocal，因为实际变量值存放在了thread的threadlocalmap类型变量中，如果该值没有remove，也没有先set的话，可能会得到以前的旧值
• 问题： 注意线程池场景下的内存泄露，虽然threadlocal的get/set会清除key（key为threadlocal的弱引用，value是强引用，导致value不释放）为null的entry，但是最好remove

9. 线程池从启动到工作的流程

• 刚创建时，里面没有线程
• 调用 execute() 添加任务时：
  1）如果正在运行的线程数量小于核心参数corePoolSize，继续创建线程运行这个任务
  2）否则，如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，将任务加入到阻塞队列中
  3）否则，如果队列已满，同时正在运行的线程数量小于核心参数maximumPoolSize，继续创建线程运行这个任务
  4）否则，如果队列已满，同时正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，根据设置的拒绝策略处理
  5）完成一个任务，继续取下一个任务处理
  6）没有任务继续处理，线程被中断或者线程池被关闭时，线程退出执行，如果线程池被关闭，线程结束
  7）否则，判断线程池正在运行的线程数量是否大于核心线程数，如果是，线程结束，否则线程阻塞。因此线程池任务全部执行完成后，继续留存的线程池大小为corePoolSize

10. 阻塞队列BlockingQueue take和poll区别

• poll(time)：取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出，则可以等time参数规定的时间，取不到时返回null
• take()：取走BlockingQueue里排在首位的对象，若BlockingQueue为空，阻塞直到BlockingQueue有新的对象被加入

11. 如何从FutureTask不阻塞获取结果

• get(long timeout,TimeUnit unit)，超时则返回
• 轮询，先通过isDone()判断是否结束，然后调用get()

12. blockingqueue如果存放了比较关键的数据，系统宕机该如何处理

• 开放性问题，欢迎讨论
• 将队列持久化，比较麻烦，需要将生产数据持久化到磁盘，持久化成功才返回，消费者线程从磁盘加载数据到内存阻塞队列中，维护消费offset，启动时，根据消费offset从磁盘加载数据
• 加入消息队列，保证消息不丢失，生成序列号，消费幂等，根据消费进程决定系统重启后的生产状态
• 增加数据一致性校验

13. NIO与传统I/O的区别

• 节约线程，NIO由原来的每个线程都需要阻塞读写变成了由单线程（即Selector）负责处理多个channel注册（register）的兴趣事件（SelectionKey）集合（底层借助操作系统提供的epoll()），netty bossgroup处理accept连接（没看明白为什么bossgroup设置多个thread的必要性），workergroup处理具体业务流程和数据读写
• NIO提供非阻塞操作
• 传统I/O 以流的方式处理数据，而 NIO 以块的方式处理数据，NIO提供bytebuffer，分为堆内和堆外缓冲区，读写时均先放到该缓冲区中，然后由内核通过channel传输到对端，堆外缓冲区不走内核，提升了性能

14. list中存放可重复字符串，如何删除某个字符串

• 调用iterator相关方法删除
• 倒删，防止正序删除导致的数组重排，index跳过数组元素问题

15. 有哪些GC ROOTS（跟日常开发比较相关的是和此相关的内存泄露）

• 所有Java线程当前活跃的栈帧里指向GC堆里的对象的引用，因此用不到的对象及时置null，提升内存回收效率
• 静态变量引用的对象，因此减少静态变量特别是静态集合变量的大小，集合存放的对象覆写euqls()和hashcode()，防止持续增长
• 本地方法JNI引用的对象
• 方法区中的常量引用的对象，例如JDK7以前版本尽量减少在长字符串上调用String.intern()
• classloader加载的class对象，因此自定义classloader无效时及时置null并且注意类加载器加载对象之间的隔离
• jvm里的一些静态数据结构里指向GC堆里的对象的引用
• ...

16.volatile的作用

• 你真的懂volatile吗

17.Spring事务传播特性
常规问题，请网上搜索

18.任一mq（如kafka）的qos有哪些，分别如何保障？
一般有：

• at most once：至多一次
• at least once：至少一次
• exactly once：有且仅有一次
  实现原理请搜索，无论是否exactly once，都需要做好幂等

19.如何设计类似微博的点赞功能（高流量并发）
开放问题，请搜索

20.服务响应慢，怎么去排查问题
同上

21.谈谈sql优化的手段
同上

22.分享下微服务解耦的经验
同上

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

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