面经链接：https://www.nowcoder.com/discuss/842756
来源：牛客网
目 录
HashMap的实现（以及一系列追问）
HashMap是我们非常常用的数据结构，由数组和链表组合构成的数据结构。
而数组里面每个地方都存了Key-Value这样的实例，在JDK1.7叫Entry，在Java1.8中叫Node。
HashMap 根据键的 hashCode 值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。 HashMap最多只允许一条记录的键为null，允许多条记录的值为 null。
HashMap 也是非线程安全，即任一时刻可以有多个线程同时写 HashMap，可能会导致数据的不一致。如果需要满足线程安全，可以用 Collections 的 synchronizedMap 方法使 HashMap 具有线程安全的能力，或者使用 ConcurrentHashMap。
CurrentHashMap的实现
?先将数据分为?段?段的存储，然后给每?段数据配?把锁，当?个线程占?锁访问其中?个段数据时，其他段的数据也能被其他线程访问。
ConcurrentHashMap 是由 Segment 数组结构和 HashEntry 数组结构组成。
Segment 实现了 ReentrantLock ,所以 Segment 是?种可重?锁，扮演锁的??。 HashEntry ?于存储键值对数据。
在1.8中，
ConcurrentHashMap 取消了 Segment 分段锁，采? CAS 和 synchronized 来保证并发安全。数据结构跟 HashMap1.8 的结构类似，数组+链表/红??叉树。Java 8 在链表?度超过?定阈值（8）时将链表（寻址时间复杂度为 O(N)）转换为红?树（寻址时间复杂度为 O(log(N))）
synchronized 只锁定当前链表或红??叉树的?节点，这样只要 hash 不冲突，就不会产?并发，效率?提升 N 倍。
volatile是怎么实现的
volatile 主要有两个作用：
- 保证了变量的可见性
- 禁止JVM的指令重排，保证了有序性，在多线程环境下也能正常运?。
可见性是指当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值
详见：volatile 作用及其实现原理
Java并发编程：volatile关键字解析
TCP、UDP
UDP 在传送数据之前不需要先建?连接，远地主机在收到 UDP 报?后，不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 确是?种最有效的?作?式（?般?于即时通信），?如： QQ 语?、 QQ 视频 、直播等等。
而TCP 提供?向连接的服务。在传送数据之前必须先建?连接，数据传送结束后要释放连接。TCP 不提供?播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的，?向连接的传输服务（TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握?来建?连接，?且在数据传递时，有确认、窗?、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接?来节约系统资源），这?难以避免增加了许多开销，如确认，流量控制，计时器以及连接管理等。这不仅使协议数据单元的?部增?很多，还要占?许多处理机资源。TCP ?般?于?件传输、发送和接收邮件、远程登录等场景。
三次握手
三次握?的目的是建?可靠的通信信道，说到通讯，简单来说就是数据的发送与接收，而三次握?最主要的目的就是双?确认自己与对方的发送与接收是正常的。
- 第?次握?：客户端 什么都不能确认；服务器确认了对?发送正常，自己接收正常
- 第?次握?：客户端 确认了自己发送、接收正常，对方发送、接收正常；
服务器确认了：对方发送正常，自己接收正常 - 第三次握?：客户端确认了：自己发送、接收正常，对?发送、接收正常；
服务器确认了：自己发送、接收正常，对?发送、接收正常。
所以三次握?就能确认双发收发功能都正常，缺?不可。
JVM内存结构
描述垃圾回收算法
垃圾回收算法我了解到的有四种，标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法和分代收集算法。
标记-清除算法
该算法分为标记、清除两个阶段。
首先标记出所以不需要回收的对象，再统一回收掉所有未被标记的对象。
它是最基础的收集算法，后续的算法都是对其不足改进得到的。这种算法有两个明显问题：
效率问题和空间问题（标记清除后会产生大量不连续碎片）
复制算法
解决了刚刚的效率问题。将内存分为大小相同的两块区域，每次使用一块，当这块内存使用完后，将还存活的对象复制到另一块后，将这一块使用过的空间一次清理掉。这样的话，每次回收都是对内存区间的一半进行回收。
标记-整理算法
根据老年代特点提出的。
先标记，之后让所有存活的对象向一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存。
分代收集算法
是当前普遍采用的算法。它根据对象存活周期的不同将内存分为几块。根据各个年代的特点选择合适的垃圾收集算法。
列举进程间通信方式
- 管道pipe：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
- 命名管道FIFO：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
- 消息队列MessageQueue：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
- 共享存储SharedMemory：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
- 信号量Semaphore：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
- 套接字Socket：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。
- 信号 ( sinal ) ： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。
详见：https://blog.csdn.net/zhaohong_bo/article/details/89552188
列举线程同步的方式
- 互斥量 Mutex：互斥量是内核对象，只有拥有互斥对象的线程才有访问互斥资源的权限。因为互斥对象只有一个，所以可以保证互斥资源不会被多个线程同时访问；当前拥有互斥对象的线程处理完任务后必须将互斥对象交出，以便其他线程访问该资源；
- 信号量 Semaphore：信号量是内核对象，它允许同一时刻多个线程访问同一资源，但是需要控制同一时刻访问此资源的最大线程数量。信号量对象保存了最大资源计数和当前可用资源计数，每增加一个线程对共享资源的访问，当前可用资源计数就减1，只要当前可用资源计数大于0，就可以发出信号量信号，如果为0，则将线程放入一个队列中等待。线程处理完共享资源后，应在离开的同时通过
ReleaseSemaphore函数将当前可用资源数加1。如果信号量的取值只能为0或1，那么信号量就成为了互斥量； - 事件 Event：允许一个线程在处理完一个任务后，主动唤醒另外一个线程执行任务。事件分为手动重置事件和自动重置事件。手动重置事件被设置为激发状态后，会唤醒所有等待的线程，而且一直保持为激发状态，直到程序重新把它设置为未激发状态。自动重置事件被设置为激发状态后，会唤醒一个等待中的线程，然后自动恢复为未激发状态。
- 临界区 Critical Section：任意时刻只允许一个线程对临界资源进行访问。拥有临界区对象的线程可以访问该临界资源，其它试图访问该资源的线程将被挂起，直到临界区对象被释放。
I/O多路复用
IO多路复用（IO Multiplexing）是指单个进程/线程就可以同时处理多个IO请求。
实现原理：用户将想要监视的文件描述符（File Descriptor）添加到select/poll/epoll函数中，由内核监视，函数阻塞。一旦有文件描述符就绪（读就绪或写就绪），或者超时（设置timeout），函数就会返回，然后该进程可以进行相应的读/写操作。
wait和sleep方法区别
wait和sleep都可以暂停线程的执?，两者最主要的区别在于： sleep() ?法没有释放锁，? wait() ?法释放了锁 。
wait() 通常被用于线程间交互/通信， sleep() 通常被用于暂停执?。
wait() ?法被调用后，线程不会自动苏醒，需要别的线程调用同?个对象上的 notify() 或者 notifyAll() 方法。 sleep() ?法执?完成后，线程会自动苏醒。或者可以使? wait(long timeout) 超时后线程会自动苏醒。
IOC和AOP是如何实现的
IoC
IoC（Inverse of Control:控制反转）是?种设计思想，就是 将原本在程序中?动创建对象的控制权，交由Spring框架来管理。 IoC 在其他语?中也有应?，并? Spring 特有。 IoC 容器是Spring ?来实现 IoC 的载体， IoC 容器实际上就是个Map（key，value）,Map 中存放的是各种对象。
将对象之间的相互依赖关系交给 IoC 容器来管理，并由 IoC 容器完成对象的注?。这样可以很?程度上简化应?的开发，把应?从复杂的依赖关系中解放出来。 IoC 容器就像是?个???样，当我们需要创建?个对象的时候，只需要配置好配置?件/注解即可，完全不?考虑对象是如何被创建出来的。利? IoC 的话，只需要配置好，然后在需要的地?引?就?了，这??增加了项?的可维护性且降低了开发难度。
AOP
AOP(Aspect-Oriented Programming:?向切?编程)能够将那些与业务?关，却为业务模块所共同调?的逻辑或责任（例如事务处理、?志管理、权限控制等）封装起来，便于减少系统的重复代码，降低模块间的耦合度，并有利于未来的可拓展性和可维护性。
Spring动态代理的实现方式
- JDK动态代理: 代理的类必须实现一个接口
JDK动态代理通过反射来接收被代理的类，并且要求被代理的类必须实现一个接口，核心是InvocationHandler接口和Proxy类 - CGLIB动态代理: 动态生成被代理类的子类
CGLIB（Code Generation Library），是一个代码生成的类库，可以在运行时动态的生成某个类的子类，注意，CGLIB是通过继承的方式做的动态代理，因此如果某个类被标记为final，那么它是无法使用CGLIB做动态代理的
描述Spring Bean的生命周期
- Bean 容器找到配置?件中 Spring Bean 的定义。
- Bean 容器利? Java Reflection API 创建?个Bean的实例。
- 如果涉及到?些属性值 利? set() ?法设置?些属性值。
- 如果 Bean 实现了 BeanNameAware 接?，调? setBeanName() ?法，传?Bean的名字。
- 如果 Bean 实现了 BeanClassLoaderAware 接?，调? setBeanClassLoader() ?法，传?ClassLoader 对象的实例。
- 如果实现了其他 *.Aware 接?，就调?相应的?法。
- 如果有和加载这个 Bean 的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象，执? postProcessBeforeInitialization() ?法
- 如果Bean实现了 InitializingBean 接?，执? afterPropertiesSet() ?法。
- 如果 Bean 在配置?件中的定义包含 init-method 属性，执?指定的?法。
- 如果有和加载这个 Bean的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象，执? postProcessAfterInitialization() ?法
- 当要销毁 Bean 的时候，如果 Bean 实现了 DisposableBean 接?，执? destroy() ?法。
- 当要销毁 Bean 的时候，如果 Bean 在配置?件中的定义包含 destroy-method 属性，执?指定的?法。
详见：https://www.cnblogs.com/zrtqsk/p/3735273.html
MySQL索引、为什么不用哈希索引
详见：https://www.cnblogs.com/agilestyle/p/14419263.html
MySQL分库分表
详见：https://blog.csdn.net/wdcl2468/article/details/102911160
MySQL主从复制
主从复制（Replication）是指数据可以从一个MySQL数据库主服务器复制到一个或多个从服务器，从服务器可以复制主服务器中的所有数据库或者特定的数据库，或者特定的表。默认采用异步模式。
实现原理：
- 主服务器 binary log dump 线程：将主服务器中的数据更改（增删改）日志写入 Binary log 中；
- 从服务器 I/O 线程：负责从主服务器读取binary log，并写入本地的 Relay log；
- 从服务器 SQL 线程：负责读取 Relay log，解析出主服务器已经执行的数据更改，并在从服务器中重新执行（Replay），保证主从数据的一致性
主从复制可以实现：
- 读写分离：主服务器负责写，从服务器负责读
- 缓解了锁的争用，即使主服务器中加了锁，依然可以进行读操作；
- 从服务器可以使用 MyISAM，提升查询性能以及节约系统开销；
- 增加冗余，提高可用性
- 数据实时备份，当系统中某个节点发生故障时，可以方便的故障切换
- 降低单个服务器磁盘I/O访问的频率，提高单个机器的I/O性能
MySQL事务持久化机制
详见：https://www.cnblogs.com/jamaler/p/12174517.html
Redis主从复制
主从连接过程：
- 从服务器连接主服务器，发送SYNC命令。主服务器接收到SYNC命名后，开始执行BGSAVE命令生成RDB文件并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令。
- 主服务器创建快照文件，发送给从服务器，并在发送期间使用缓冲区记录执行的写命令。快照文件发送完毕之后，开始向从服务器发送存储在缓冲区中的写命令；
- 从服务器丢弃所有旧数据，载入主服务器发来的快照文件，之后从服务器开始接受主服务器发来的写命令；
- 主服务器每执行一次写命令，就向从服务器发送相同的写命令。
- 一旦主机挂了，从机会原地待命，但是使用
salveof no one命令会使从机反仆为主。
**作用：**数据冗余、故障恢复、负载均衡、高可用的基石。使用slave of 命令将某一台redis变为从机。
Redis持久化
- RDB：开启一个新的线程来完成往
rdb文件中的写操作。主线程继续处理命令。使用单独的子线程来进行持久化。主线程不进行任何的IO操作。保证redis的高性能。缺点是可能会丢失一些数据。 - AOF ：AOF持久化(即Append Only File持久化)，则是将
Redis执行的每次写命令记录到单独的日志文件中，当重启Redis会重新将持久化的日志中文件恢复数据。AOF有一个重写模式，当日志文件过大时可以对其进行压缩。AOF往往效率低于RDB一些。
AOF的追写策略：建议使用每秒同步一次（everysec）策略。
rewrite机制：rewrite会记录上次重写时AOF文件的大小，当AOF文件是上一次大小的二倍且大于64M时触发。
Redis分布式锁
详见：https://blog.csdn.net/my_daidai/article/details/107232107