[Java知识库]Java 综合面试题汇总一

改变命运的八股文面试题。

1. Spring，SpringMVC，SpringBoot，SpringCloud有什么区别和联系？

• Spring 是一个轻量级的 IOC 和 AOP 的容器框架。
• Spring MVC 是 Spring 框架的一个模块，通过 Dispatcher Servlet, ModelAndView 和 View Resolver，开发 web 应用。
• SpringBoot 简化了 Spring 的配置，能够快速开发。
• SpringCloud 是一个微服务治理架构，基于 SpringBoot 实现。

2. 你能说说Spring框架中Bean的生命周期吗？

• 从宏观的角度说，Spring Bean 的生命周期只有这四个阶段，分别为：实例化 Instantiation、属性赋值 Populate、初始化 Initialization、销毁 Destruction

3. 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？

介绍
TreeMap<K,V>的Key值是要求实现java.lang.Comparable，所以迭代的时候TreeMap默认是按照Key值升序排序的；TreeMap的实现是基于红黑树结构。适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键（key）。

HashMap<K,V>的Key值实现散列hashCode()，分布是散列的、均匀的，不支持排序；数据结构主要是桶(数组)，链表或红黑树。适用于在Map中插入、删除和定位元素。

结论
如果你需要得到一个有序的结果时就应该使用TreeMap（因为HashMap中元素的排列顺序是不固定的）。除此之外，由于HashMap有更好的性能，所以大多不需要排序的时候我们会使用HashMap。

4. 分库分表之后，id 主键如何处理？

用分布式 id 生成算法：snowflake 算法。
其他方案：

5. 消息队列中，如何保证消息的顺序性？

解决思路就是：把消息放在同一个queue 里。一个 queue 对应一个 consumer，可创建多个 queue。

6. 单例模式有几种写法？

饿汉模式：简单，线程安全，性能也不低，就是会先消耗内存。

// 饿汉
// ThreadSafe
public class Singleton {
  private static final Singleton singleton = new Singleton2();
  private Singleton() {
  }
  public static Singleton getInstance() {
    return singleton;
  }
}

饱汉模式：double check 机制+volatile 关键字，线程安全。

// 饱汉
// ThreadSafe
public class Singleton1_3 {
  private static volatile Singleton1_3 singleton = null;

  public int f1 = 1;   // 触发部分初始化问题
  public int f2 = 2;
  private Singleton1_3() {
  }
  public static Singleton1_3 getInstance() {
    if (singleton == null) {
      synchronized (Singleton1_3.class) {
        // must be a complete instance
        if (singleton == null) {
          singleton = new Singleton1_3();
        }
      }
    }
    return singleton;
  }
}

7. Redis中是如何实现分布式锁的？

分布式锁常见的三种实现方式：

• 数据库乐观锁；

• 基于Redis的分布式锁；

• 基于ZooKeeper的分布式锁。

实现分布式锁需满足：

• 互斥性：在任意时刻，只有一个客户端能持有锁。

• 不能死锁：客户端在持有锁的期间崩溃而没有主动解锁，也能保证后续其他客户端能加锁。

• 容错性：只要大部分的Redis节点正常运行，客户端就可以加锁和解锁。

RedissonLock是可重入的，并且考虑了失败重试，可以设置锁的最大等待时间， 在实现上也做了一些优化，减少了无效的锁申请，提升了资源的利用率。
RedissonLock 同样没有解决 节点挂掉的时候，存在丢失锁的风险的问题。
所以 Redisson 提供了实现了redlock算法的 RedissonRedLock，RedissonRedLock 真正解决了单点失败的问题，代价是需要额外的为 RedissonRedLock 搭建Redis环境。

Redlock算法

8. 说说Object类下面有几种方法呢？

参考：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyNDU2ODA4OQ==&mid=2247483939&idx=1&sn=089de56e27e1571a67ce61800794d3d3&chksm=e80db455df7a3d43fc98005636272998fbe957653c52ac5d9877c9b3ae7387a76b5f45b9419e&scene=21#wechat_redirect

• Java 语言是一种单继承结构语言，Java 中所有的类都有一个共同的祖先，这个祖先就是Object 类。如果一个类没有用 extends 明确指出继承于某个类，那么它默认继承 Object 类。

1.Object()
这个没什么可说的，Object类的构造方法。(非重点)

2.registerNatives()
为了使JVM发现本机功能，他们被一定的方式命名。例如，对于java.lang.Object.registerNatives，对应的C函数命名为Java_java_lang_Object_registerNatives。

通过使用registerNatives（或者更确切地说，JNI函数RegisterNatives），可以命名任何你想要你的C函数。(非重点)

3.clone()
clone()函数的用途是用来另存一个当前存在的对象。只有实现了Cloneable接口才可以调用该方法，否则抛出CloneNotSupportedException异常。（注意：回答这里时可能会引出设计模式的提问）

4.getClass()
final方法，用于获得运行时的类型。该方法返回的是此Object对象的类对象/运行时类对象Class。效果与Object.class相同。（注意：回答这里时可能会引出类加载，反射等知识点的提问）

5.equals()
equals用来比较两个对象的内容是否相等。默认情况下(继承自Object类)，equals和是一样的，除非被覆写(override)了。（注意：这里可能引出更常问的“equals与的区别”及hashmap实现原理的提问）

6.hashCode()
该方法用来返回其所在对象的物理地址（哈希码值），常会和equals方法同时重写，确保相等的两个对象拥有相等的hashCode。（同样，可能引出hashmap实现原理的提问）

7.toString()
toString()方法返回该对象的字符串表示，这个方法没什么可说的。

8.wait()
导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法。（引出线程通信及“wait和sleep的区别”的提问）

9.wait(long timeout)
导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量。（引出线程通信及“wait和sleep的区别”的提问）

10.wait(long timeout, int nanos)
导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量。（引出线程通信及“wait和sleep的区别”的提问）

11.notify()
唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。（引出线程通信的提问）

12. notifyAll()
    唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。（引出线程通信的提问）

13.finalize()
当垃圾回收器确定不存在对该对象的更多引用时，由对象的垃圾回收器调用此方法。（非重点，但小心引出垃圾回收的提问）

引申常见问题
equals() 与 == 的区别是什么？
hashCode() 和 equals() 之间有什么联系？
wait()方法与sleep()方法的区别
为什么重写了equals就必须重写hashCode
HashMap的实现原理
谈谈类加载机制

9. 说说equals() ，==，hashCode() 之间的关系？

equals() 与 == 的区别

• Object 的 equals() 方法底层是直接调用的 == 进行比较。
• equals() 默认比较的是对象的引用，即地址值相同对象才相等，否则不相等。如果重写equals()方法则比较的是内容，比如 String 类默认重写 equals()。
• == 对于引用类型比较的是地址值，对于基本类型比较的是值。

equals() 与 hashcode() 的关系

• hashcode 是根据对象的地址值计算得出的整数。
• 两个对象相等，那么它们的 hashcode 一定相等；反之则不成立，因为 生成 hashcode 存在哈希冲突的情况。

重写 equals() 方法 为什么也要重写 hashcode() 方法？

• Java 规定：因为在 Java 中规定，如果两个对象相等，那么它们的 hashcode 值必须一样。
• 对于 HashSet 来说，元素不允许重复，判断条件就是根据 equals 和 hashcode，所以要保持一致。对于 Map 的 key 来说也是如此。

10. Redis 面试常见问答

什么是缓存雪崩？怎么解决？

通常，我们会使用缓存用于缓冲对 DB 的冲击，如果缓存宕机，所有请求将直接打在 DB，造成 DB 宕机——从而导致整个系统宕机。

如何解决呢？

2 种策略（同时使用）：

对缓存做高可用，防止缓存宕机

使用断路器，如果缓存宕机，为了防止系统全部宕机，限制部分流量进入 DB，保证部分可用，其余的请求返回断路器的默认值。

什么是缓存穿透？怎么解决？

解释 1：缓存查询一个没有的 key，同时数据库也没有，如果黑客大量的使用这种方式，那么就会导致 DB 宕机。

解决方案：我们可以使用一个默认值来防止，例如，当访问一个不存在的 key，然后再去访问数据库，还是没有，那么就在缓存里放一个占位符，下次来的时候，检查这个占位符，如果发生时占位符，就不去数据库查询了，防止 DB 宕机。

解释 2：大量请求查询一个刚刚失效的 key，导致 DB 压力倍增，可能导致宕机，但实际上，查询的都是相同的数据。

解决方案：可以在这些请求代码加上双重检查锁。但是那个阶段的请求会变慢。不过总比 DB 宕机好。

什么是缓存并发竞争？怎么解决？

解释：多个客户端写一个 key，如果顺序错了，数据就不对了。但是顺序我们无法控制。

解决方案：使用分布式锁，例如 zk，同时加入数据的时间戳。同一时刻，只有抢到锁的客户端才能写入，同时，写入时，比较当前数据的时间戳和缓存中数据的时间戳。

什么是缓存和数据库双写不一致？怎么解决？

解释：连续写数据库和缓存，但是操作期间，出现并发了，数据不一致了。

通常，更新缓存和数据库有以下几种顺序：

先更新数据库，再更新缓存。

先删缓存，再更新数据库。

先更新数据库，再删除缓存。

三种方式的优劣来看一下：

先更新数据库，再更新缓存。

这么做的问题是：当有 2 个请求同时更新数据，那么如果不使用分布式锁，将无法控制最后缓存的值到底是多少。也就是并发写的时候有问题。

先删缓存，再更新数据库。

这么做的问题：如果在删除缓存后，有客户端读数据，将可能读到旧数据，并有可能设置到缓存中，导致缓存中的数据一直是老数据。

有 2 种解决方案：

使用“双删”，即删更删，最后一步的删除作为异步操作，就是防止有客户端读取的时候设置了旧值。

使用队列，当这个 key 不存在时，将其放入队列，串行执行，必须等到更新数据库完毕才能读取数据。

总的来讲，比较麻烦。

先更新数据库，再删除缓存

这个实际是常用的方案，但是有很多人不知道，这里介绍一下，这个叫 Cache Aside Pattern，老外发明的。如果先更新数据库，再删除缓存，那么就会出现更新数据库之前有瞬间数据不是很及时。

同时，如果在更新之前，缓存刚好失效了，读客户端有可能读到旧值，然后在写客户端删除结束后再次设置了旧值，非常巧合的情况。

有 2 个前提条件：缓存在写之前的时候失效，同时，在写客户度删除操作结束后，放置旧数据 —— 也就是读比写慢。设置有的写操作还会锁表。

所以，这个很难出现，但是如果出现了怎么办？使用双删！！！记录更新期间有没有客户端读数据库，如果有，在更新完数据库之后，执行延迟删除。

还有一种可能，如果执行更新数据库，准备执行删除缓存时，服务挂了，执行删除失败怎么办？？？

这就坑了！！！不过可以通过订阅数据库的 binlog 来删除。

参考：
https://mp.weixin.qq.com/s/MrWFt4jDKRQC3g4TsMde7Q