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[网络协议]Java面试讲解总结——牛客面经帖

写在开头,是总结了牛客uu们的面经帖子,分别来自:
联想软件开发面经_笔经面经_牛客网

1. 线程和进程的区别:进程由线程组成。同一进程内的线程可以共享资源,不同进程不可以资源共享。

进程相比线程消耗更多电脑资源。

线程:是调度的基本单位;

? ? ? ? ? ?相比于进程易于调度;

? ? ? ? ? ?占用资源比进程少。

同一类线程共享资源,每个线程有自己独立的程序计数器和运行栈,切换时开销较小。

进程:是拥有资源的基本单位,进程之间资源不共享,一个进程包含若干个线程,切换时开销较大。

进程与线程的五大状态:创建、就绪、阻塞、运行、终止。

多进程:系统同时运行多个进程任务(程序)。

多线程:同一进程同时运行多个顺序流。

2.?UDP和TCP的区别?

UDP协议全称是用户数据报协议,在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包,是一种无连接的协议。在OSI模型中,在第四层——传输层,处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点,也就是说,当报文发送之后,是无法得知其是否安全完整到达的。

它有以下几个特点:

面向无连接

首先 UDP 是不需要和 TCP一样在发送数据前进行三次握手建立连接的,想发数据就可以开始发送了。并且也只是数据报文的搬运工,不会对数据报文进行任何拆分和拼接操作。

具体来说就是:

  • 在发送端,应用层将数据传递给传输层的 UDP 协议,UDP 只会给数据增加一个 UDP 头标识下是 UDP 协议,然后就传递给网络层了
  • 在接收端,网络层将数据传递给传输层,UDP 只去除 IP 报文头就传递给应用层,不会任何拼接操作

有单播,多播,广播的功能

UDP 不止支持一对一的传输方式,同样支持一对多,多对多,多对一的方式,也就是说 UDP 提供了单播,多播,广播的功能。

UDP是面向报文的

发送方的UDP对应用程序交下来的报文,在添加首部后就向下交付IP层。UDP对应用层交下来的报文,既不合并,也不拆分,而是保留这些报文的边界。因此,应用程序必须选择合适大小的报文

不可靠性

首先不可靠性体现在无连接上,通信都不需要建立连接,想发就发,这样的情况肯定不可靠。

并且收到什么数据就传递什么数据,并且也不会备份数据,发送数据也不会关心对方是否已经正确接收到数据了。

再者网络环境时好时坏,但是 UDP 因为没有拥塞控制,一直会以恒定的速度发送数据。即使网络条件不好,也不会对发送速率进行调整。这样实现的弊端就是在网络条件不好的情况下可能会导致丢包,但是优点也很明显,在某些实时性要求高的场景(比如电话会议)就需要使用 UDP 而不是 TCP。

?头部开销小,传输数据报文时是很高效的。

UDP 头部包含了以下几个数据:

  • 两个十六位的端口号,分别为源端口(可选字段)和目标端口
  • 整个数据报文的长度
  • 整个数据报文的检验和(IPv4 可选 字段),该字段用于发现头部信息和数据中的错误

因此 UDP 的头部开销小,只有八字节,相比 TCP 的至少二十字节要少得多,在传输数据报文时是很高效的。

TCP:

当一台计算机想要与另一台计算机通讯时,两台计算机之间的通信需要畅通且可靠,这样才能保证正确收发数据。例如,当你想查看网页或查看电子邮件时,希望完整且按顺序查看网页,而不丢失任何内容。当你下载文件时,希望获得的是完整的文件,而不仅仅是文件的一部分,因为如果数据丢失或乱序,都不是你希望得到的结果,于是就用到了TCP。

TCP协议全称是传输控制协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议,由 IETF 的RFC 793定义。TCP 是面向连接的、可靠的流协议。流就是指不间断的数据结构,你可以把它想象成排水管中的水流。

TCP连接过程

如下图所示,可以看到建立一个TCP连接的过程为(三次握手的过程):

第一次握手

客户端向服务端发送连接请求报文段。该报文段中包含自身的数据通讯初始序号。请求发送后,客户端便进入 SYN-SENT 状态。

第二次握手

服务端收到连接请求报文段后,如果同意连接,则会发送一个应答,该应答中也会包含自身的数据通讯初始序号,发送完成后便进入 SYN-RECEIVED 状态。

第三次握手

当客户端收到连接同意的应答后,还要向服务端发送一个确认报文。客户端发完这个报文段后便进入 ESTABLISHED 状态,服务端收到这个应答后也进入 ESTABLISHED 状态,此时连接建立成功。

TCP 是全双工的,在断开连接时两端都需要发送 FIN 和 ACK。

第一次握手

若客户端 A 认为数据发送完成,则它需要向服务端 B 发送连接释放请求。

第二次握手

B 收到连接释放请求后,会告诉应用层要释放 TCP 链接。然后会发送 ACK 包,并进入 CLOSE_WAIT 状态,此时表明 A 到 B 的连接已经释放,不再接收 A 发的数据了。但是因为 TCP 连接是双向的,所以 B 仍旧可以发送数据给 A。

第三次握手

B 如果此时还有没发完的数据会继续发送,完毕后会向 A 发送连接释放请求,然后 B 便进入 LAST-ACK 状态。

第四次握手

A 收到释放请求后,向 B 发送确认应答,此时 A 进入 TIME-WAIT 状态。该状态会持续 2MSL(最大段生存期,指报文段在网络中生存的时间,超时会被抛弃) 时间,若该时间段内没有 B 的重发请求的话,就进入 CLOSED 状态。当 B 收到确认应答后,也便进入 CLOSED 状态。

TCP协议的特点

  • 面向连接

    面向连接,是指发送数据之前必须在两端建立连接。建立连接的方法是“三次握手”,这样能建立可靠的连接。建立连接,是为数据的可靠传输打下了基础。

  • 仅支持单播传输

每条TCP传输连接只能有两个端点,只能进行点对点的数据传输,不支持多播和广播传输方式。

  • 面向字节流

TCP不像UDP一样那样一个个报文独立地传输,而是在不保留报文边界的情况下以字节流方式进行传输。

  • 可靠传输

    对于可靠传输,判断丢包,误码靠的是TCP的段编号以及确认号。TCP为了保证报文传输的可靠,就给每个包一个序号,同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK);如果发送端实体在合理的往返时延(RTT)内未收到确认,那么对应的数据(假设丢失了)将会被重传。

  • 提供拥塞控制

当网络出现拥塞的时候,TCP能够减小向网络注入数据的速率和数量,缓解拥塞

  • TCP提供全双工通信

TCP允许通信双方的应用程序在任何时候都能发送数据,因为TCP连接的两端都设有缓存,用来临时存放双向通信的数据。当然,TCP可以立即发送一个数据段,也可以缓存一段时间以便一次发送更多的数据段(最大的数据段大小取决于MSS)

3.?主键和外键?

主键:关系型数据库中能唯一标识一个记录的一组属性或多组属性的组合,不允许为空,不可以重复;

比如:学生表(学生姓名,学号,性别,身高,所在班级)中学号可作为主键。

? ? ? ? ? ?成绩表(课程号,学生学号,成绩)中课程号和学生学号可组合作为主键。

外键:是另一张表的主键,用于关联另外一张表,确定与另外一张表的数据的一致性。

4.?Java异常处理机制

图片和解释来自(我实在懒得画图了):https://www.cnblogs.com/zsh-blogs/p/10459035.html?

Java所有异常类都是 Throwable的子类。它包括Java异常处理的两个重要子类:Error和Exception.

Error:Error及其子类用来描述Java运行系统中的内部错误以及资源耗尽的错误,是程序无法处理的错误,这类错误比较严重。这类的大多数错误与代码编写者执行的操作无关,如,运行代码时,JVM(Java虚拟机)出现的问题,例如,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。 这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。?

Exception:可以通过捕捉处理使程序继续执行,是程序自身可以处理的异常,也称为非致命性异常类。根据错误发生原因可分为RuntimeException异常和除RunTimeException之外的异常,如IOException异常。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如,若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界,则分别引发运行时异常(NullPointerException、ArithmeticException)和 ArrayIndexOutOfBoundException。?

简单来说:异常与错误的区别是:异常可以通过程序自身捕捉处理,而错误是程序自身无法处理的。

Java异常包括Exception类和Error类,其可分为可查异常和不可查异常:

可查异常:编译器要求必须处理的异常,这类异常的发生在一定程度上是可以预计的,而且这类异常一旦发生,就必须采用某种方式进行处理。除了RuntimeException及其子类以外的其它异常类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它,也就是说,出现这种异常,要么用try-catch语句捕捉它,要么用throws语句声明抛出它,否则编译不通过。

不可查异常:编译器不要求强制处理的异常,包括运行时异常(RuntimeException与其子类)和错误(Error) 。

Exception 异常又可分为两大类:运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。 ? ? ? ?

运行时异常:RuntimeException类及其子类异常,如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等,这些异常是不可查异常,程序中可以选择捕获处理,也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的,程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。 ? ? ??

运行时异常的特点:Java编译器不会检查它,也就是说,当程序中出现这类异常时,也会编译通过。 ? ? ? ?

非运行时异常 (编译异常):是RuntimeException以外的异常,类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常,如果不处理,程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常,一般情况下不自定义检查异常。?

异常处理机制:

在 Java 应用程序中,异常处理机制为:抛出异常,捕捉异常。 ? ? ? ?

抛出异常:当一个方法引发异常时,方法创建异常对象并交付运行时系统,异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。 ? ? ? ?

捕捉异常:在方法抛出异常之后,运行时系统将转为寻找合适的异常处理器(exception handler)。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时,即为合适的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始,依次回查调用栈中的方法,直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适的异常处理器,则运行时系统终止。同时,意味着Java程序的终止。 ? ? ? ?

对于运行时异常、错误或可查异常,Java技术所要求的异常处理方式有所不同。 ? ? ? ?

由于运行时异常的不可查性,Java规定,运行时异常将由Java运行时系统自动抛出,允许应用程序忽略运行时异常。 ? ? ? ?

对于方法运行中可能出现的Error,当运行方法不欲捕捉时,Java允许该方法不做任何抛出声明。因为,大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况,也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。 ? ? ? ?

对于所有的可查异常,Java规定:一个方法必须捕捉,或者声明抛出方法之外。也就是说,当一个方法选择不捕捉可查异常时,它必须声明将抛出异常。 ? ? ? ?

能够捕捉异常的方法,需要提供相符类型的异常处理器。所捕捉的异常,可能是由于自身语句所引发并抛出的异常,也可能是由某个调用的方法或者Java运行时 系统等抛出的异常。也就是说,一个方法所能捕捉的异常,一定是Java代码在某处所抛出的异常。简单地说,异常总是先被抛出,后被捕捉的。 ? ? ? ? ?

任何Java代码都可以抛出异常,如:自己编写的代码、来自Java开发环境包中代码,或者Java运行时系统。无论是谁,都可以通过Java的throw语句抛出异常。从方法中抛出的任何异常都必须使用throws子句。捕捉异常通过try-catch语句或者try-catch-finally语句实现。 ? ? ? ? ?

总体来说,Java规定:对于可查异常必须捕捉、或者声明抛出。允许忽略不可查的RuntimeException和Error。 ?

抛出异常的方法:throws和throw

throws:通常被用在声明方法时,用来指定方法可能抛出的异常,多个异常可使用逗号分隔。throws关键字将异常抛给上一级,如果不想处理该异常,可以继续向上抛出,但最终要有能够处理该异常的代码。

throw:通常用在方法体中或者用来抛出用户自定义异常,并且抛出一个异常对象。程序在执行到throw语句时立即停止,如果要捕捉throw抛出的异常,则必须使用try-catch语句块或者try-catch-finally语句。

捕获异常的方法:try-catch-finally语句

  try 块:用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块,如果没有catch块,则必须跟一个finally块。
  catch 块:用于处理try捕获到的异常。
  finally 块:无论是否捕获或处理异常,finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时,finally语句块将在方法返回之前被执行。在以下4种特殊情况下,finally块不会被执行:
  1)在finally语句块中发生了异常。
  2)在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
  3)程序所在的线程死亡。
  4)关闭CPU。;

?try-catch-finally 规则(异常处理语句的语法规则):

  1) ?必须在 try 之后添加 catch 或 finally 块。try 块后可同时接 catch 和 finally 块,但至少有一个块。
  2) 必须遵循块顺序:若代码同时使用 catch 和 finally 块,则必须将 catch 块放在 try 块之后。
  3) catch 块与相应的异常类的类型相关。
  4) 一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此,则执行第一个匹配块。即Java虚拟机会把实际抛出的异常对象依次和各个catch代码块声明的异常类型匹配,如果异常对象为某个异常类型或其子类的实例,就执行这个catch代码块,不会再执行其他的 catch代码块
  5) 可嵌套 try-catch-finally 结构。
  6) 在 try-catch-finally 结构中,可重新抛出异常。

5.?java中垃圾回收算法

? ?复制法、标记清除法、标记整理法、分代收集法

详情:https://www.cnblogs.com/teach/p/14761549.html

6.?观察者模式编程实例

观察者模式的意图是:定义对象之间一对多的依赖关系,一个对象状态改变,其他相关联的对象就会得到通知并被自动更新。

https://ifeve.com/observer-design-pattern-in-java-example-tutorial/

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加:2021-10-15 12:07:43  更:2021-10-15 12:08:32 
 
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