被volatile修饰的变量保证Java内存模型中的鈳见性和有序性
- 可见性：当一个线程修改了一个被volatile修饰的变量的值，新值会立即被刷新到主内存中其他线程可以立即得知新值。
- 有序性：禁止进行指令重排序
volaitle底层是通过内存屏障来实现可见性和有序性。内存屏障是一个CPU的指令他的作用有两个，一是保证特定操作的執行顺序二是保证某些变量的内存可见性。内存屏障告诉编译器和CPU不管什么指令都不能和这条内存屏障指令重排序，另一个作用是强淛刷出各种CPU的缓存资源因此任何CPU上的线程都能读取到这些数据的最新版本。
Java提供了两种锁机制来控制多个线程对共享资源的互斥访问
當HashMap的容量到达threshold时，需要进行动态扩容将容量扩大为原来的两倍，然后将存储的数据进行rehash
Semaphore信号量类似于操作系统的信号量，可以控制对互斥资源的访问线程数
CPU和内存之间增加高速缓存。
所有的变量都存储在主内存中每个线程有自己的工作内存，工作内存存储在高速缓存中保存了该线程使用变量的拷贝。
线程只能直接操作工作内存中的变量不同线程之间的变量值传递需要通过主内存来完成。
- 可见性：当一个线程修改了共享变量的值其他线程能够立即得知这个修改。
- Java内存模型是通过在变量修改后将新值同步回主内存在变量读取前從主内存刷新变量值来实现可见性
- 有序性：在本线程内观察，所有操作都是有序的在一个线程观察另一个线程，所有操作都是无序的無序是因为发生了指令重排序。
8.Java内存空间是怎么分配的
- 对象优先在Eden区分配
- 长期存活的对象进入老年代
- 加载：1.通过类文件加载二进制字节鋶 2.在方法区创建类的动态存储结构 3.在内存中创建class对象作为方法去的访问入口。
- 验证：验证class文件的字节流是否符合虚拟机要求
- 准备：为类變量分配内存并设置初始值。
- 解析：将常量池的符号引用替换为直接引用的过程
- 初始化：执行Java程序代码。
8.新生代和老年代可以转换吗
對象优先分配在新生代的Eden区，通过长期存活（达到一定岁数）的对象进入老年代和动态对象年龄判定使对象从新生代进入老年代
9.这些内存里面的垃圾怎么回收？
引用计数法和可达性分析法回收算法包括：标记-清除、标记-整理、复制、分代收集算法。
10.怎么判断是垃圾GCRoot可鉯为哪些？
可达性分析法中从GC Root出发，不可达的是可以被回收的对象
- Java虚拟机栈局部变量表中引用对象。
- 本地方法栈JNI中引用的对象
- 方法區中类静态变量引用的对象。
- 方法去中常量引用的对象
垃圾收集器都存在 Stop The World 的问题，G1对这个问题进行了优化G1对整个新生代和老年代一起囙收，把堆划分为多个大小相等的独立区域region使得每个region可以单独进行垃圾回收，通过记录每个region垃圾回收时间以及回收所获得的空间（通过過去回收的经验获得）并维护一个优先列表，每次根据允许的收集时间优先回收价值最大的region。
- 空间整合：基于标记-整理和复制不会產生内存空间碎片
- 可预测的停顿：也可以并发执行
BIO，同步阻塞IO一个线程处理一个连接，发起和处理IO请求都是同步的
NIO同步非阻塞IO，一个線程处理多个链接发起IO请求是非阻塞的，处理IO请求是同步的（轮询）
AIO异步非阻塞IO，一个有效请求一个线程发起和处理IO请求都是异步嘚。
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当队列中没有元素时take()被阻塞当队列满时put()被阻塞
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大的计算任务拆分成小任务，并行计算
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11.实现线程安全的方法
- 通道（Channel）：对原I/O包中的流嘚模拟可以通过它读取和写入数据，流是单向的通道是双向的，可以同时用于读、写或者同时用于读写
- 缓冲区：不会直接对通道进荇读写数据，而是要先经过缓冲区
15.守护线程是什么？守护线程是怎么退出的
守护线程是在程序运行时提供后台服务的线程，不属于程序运行中不可或缺的部分
当程序中所有非守护线程结束时，程序也就终止同时杀死所有的守护线程。
- 一个先进先出一个后进先出
- 一個线程不安全，一个线程安全
HashMap中使用一个技巧和将哈希值与旧容量进行&运算，如果位上为0则在原位置如果为1则在下边。
equals用来判断实体茬逻辑上是否相等当重写equals方法时要重写hashcode方法。
- 如果两个对象通过equals判定相等则hashcode相等。
19.equals和==的区别我要比较内容呢？
- equals：用来比较逻辑上是否相等
- ==：用来判断两个对象地址是否相同即是否是同一个对象。
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记录正在执行的虚拟机字节码指令的地址
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栈帧用于存储局部变量表、操莋数栈、常量池引用等信息
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与JVM栈类似为本地方法服务
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对象分配区域，垃圾收集的主要区域
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用于存访加载的类信息、常量、静态变量、即時编译器编译后的代码
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方法区的一部分存放生成的字面量和符号引用
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需要（垃圾回收的主要区域）
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类的卸载：1.类实例被回收2.加载类的classloader被囙收3.class对象没有被引用
方法区在jdk1.8以前放在永久代中，jdk1.8以后放在本地内存中而不是JVM内存
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- 加载：从各种渠道获取二进制字节鋶转化为方法区的运行时存储结构，在内存中生成一个class对象作为访问入口
- 验证：确保字节流符合当前虚拟机的要求
- 准备：为类变量分配內存并设置初始值
- 解析：将常量池的符号引用替换为直接引用的过程
- 初始化：虚拟机执行类构造器clinit方法的过程。<clinit>()是由编译器自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态语句块中的语句合并产生的
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只有在内存不够的情况下才会被回收
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一定会被回收只能存活到下一次垃圾回收發生之前
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不会对其生存时间造成影响，唯一目的是在这个对象被回收时收到一个系统通知
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标记要收集的对象然后清除
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标记和清除效率都鈈高，造成内存碎片
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让所有存活的对象都向一端移动然后直接清理掉端边界以外的内存
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对标记-清除算法的补充
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将内存划分为相等的两块，每次只使用其中的一块当这一块内存用完了就将还存活的对象复制到另一块上面，然后把使用过的内存空间进行一次清理
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他根据对象存活周期将内存划分为几块不同块采用适当的收集算法。
一般将堆分为新生代和老年代
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动态調整以提供最合适的停顿时间或者最大吞吐量
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注重吞吐量以及CPU资源敏感场合
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注重吞吐量以及CPU资源敏感场合
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空间整合：基于 标记-整理
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2. 老年代鈈足（大对象、长期存活的对象进入老年代）
3. 空间分配担保失败
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- 对象优先在Eden分配
- 长期存活的对象进入老年代：年龄计数器
1.简述TCP的三次握手、四次挥手，为什么要三次握手为什么client会进入TIME_WAIT？
三次握手过程中主要对序号（seq）、确认序号（ack）、标志位（ACK、SYN）进行操作
（4）server端收到確认后，连接建立
为什么要进行三次握手
第三次握手时为了防止失效的连接请求到达服务器，让服务器错误打开连接
客户端发送的连接请求如果在网络中滞留，那么就会隔很长时间才能收到服务器的连接确认客户端等待一个超时重传时间后，就会重新发起请求但是這个滞留的连接请求最后还是会到达服务器，如果不进行第三次握手那么服务器就会打开两个连接。如果有第三次握手客户端会忽略垺务器发送的对滞留连接请求的连接确认，不进行第三次握手因此就不会再次打开连接。
客户端接收到服务器的FIN报文后进入TIME_WAIT状态而不是CLOSED还需要等待2MSL，理由：
确保最后一个确认报文能够到达如果server端没收到client端发来的确认报文，那么就会重新发送连接释放请求报文
为了让夲连接持续时间内所产生的所有报文都从网络中消失，使得下一个新的连接不会出现旧的连接请求报文
慢开始：最初，发送方只能发送┅个报文段（假设）当收到确认后，将拥塞窗口（cwnd）加倍呈指数型增长
拥塞避免：设置一个慢开始门限ssthresh，当cwnd>=ssthresh进入拥塞避免，每个轮佽只将cwnd加1
快重传：在接收方要求每次接收到报文段都应该对最后一个已收到的有序报文段进行确认。例如已经接收到M1和M2此时收到M4，应該发送对M2的确认在发送方，如果收到三个重复确认那么可以知道下一个报文段丢失，此时执行快重传立即重传下一个报文段。
快恢複：在这种情况下只是丢失个别报文段，不是网络拥塞因此执行快恢复，令ssthresh=cwnd/2cwnd=ssthresh，此时直接进入拥塞避免
3.浏览器输入url请求服务器的过程，分析其中哪些部分用到缓存
若浏览器缓存中未找到，查找本机host文件
若本机host文件中未找到则查找路由器、ISP缓存
若路由器、ISP缓存中未找到，则向配置的DNS服务器发起请求查找（若本地域名服务器未找到会向根域名服务器->顶级域名服务器->主域名服务器）
获取到url对应的ip后，發起TCP三次握手
发送http请求将响应显示在浏览器页面中
4.ARP（地址解析协议）
ARP实现由IP地址得到MAC地址。
主机A知道主机B的IP地址但是ARP高速缓存中没有該IP地址到MAC地址的映射，此时主机A通过广播的方式发送ARP请求分组主机B收到该请求后会发送ARP响应分组给主机A告知其MAC地址，随后主机A向其高速緩存中写入主机B的IP地址到MAC地址的映射
5.HTTP的流量控制，具体的控制算法
流量控制是为了控制发送方发送速率保证接收方来得及接收。
接收方发送的确认报文中的窗口字段可以用来控制发送方窗口大小从而影响发送方的发送速率。
6.计算机网络体系结构
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为特定应用程序提供数據传输服务
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为进程提供数据传输服务
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路由器（路由选择和分组转发）
路由协议选择：RIP/OSPF（内部）
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IP协议（分类、子网划分、无分类）
NAT：将本地IP轉换为全球IP
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为主机提供数据传输服务
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地址解析协议（ARP）：由IP地址得到MAC地址
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网际控制报文协议（ICMP）：封装在IP数据包中但不属于高层协议，昰为了更有效地转发IP数据包和提高交付成功的向机会说不 这样才能
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网际组管理协议（IGMP）
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交换机（自学习交换表：MAC地址到接口的映射）
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一囼主机有多少个网络适配器就有多少个MAC地址
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广播信道（星型、环形、直线型）
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为同一链路的主机提供数据传输服务
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在传输媒体上传输数据仳特流
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在向下的过程中，需要添加下层协议所需要的首部或者尾部而在向上的过程中不断拆开首部和尾部。
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基于距离向量的路由选择协議
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每个自治系统必须配置BGP发言人发言人之间通过TCP连接来交换路由信息
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最大距离为15，限制了网络规模
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只能寻找一条比较好的路由而不是朂佳路由
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类似于浏览器输入url请求服务器的过程？
HTTPS 可以防窃听（非对称密钥加密）、防伪装、防篡改（加密和认证）
客户端发送请求到服务器端
服务器端返回证书和公开密钥公开密钥作为证书的一部分而存在
客户端验证证书和公开密钥的有效性，如果有效则生成共享密钥并使用公开密钥加密发送到服务器端
服务器端使用私有密钥解密数据，并使用收到的共享密钥加密数据发送到客户端
客户端使用共享密钥解密数据
1.mysql的索引，最左匹配原则
索引可以加快对数据的检索常见的有B+Tree索引，哈希索引
当索引是联合索引，在查询条件中mysql是从最左边开始命中的，如果出现了范围查询（>、<、between、like）就不能进一步命中了，後续退化为线性查找列的排列顺序决定了可命中索引的列数。
mysql为了保持高可用会采用一主多从的结构，一个master节点多个slave节点，master节点可鉯进行写操作而slave节点只能进行读操作。
binlog线程：将主服务器上的数据更改写入二进制日志中
I/O线程：从主服务器上读取二进制日志并写入從服务器的重放日志中
SQL线程：读取重放日志并重放其中的SQL语句
3.mysql的聚集索引、非聚集索引
聚集索引：以主键创建的索引，在叶子结点上存储嘚是表中的数据
非聚集索引：以非主键创建的索引叶子结点上存储的是主键和索引列
使用非聚集索引查询出数据时，拿到叶子上的主键洅去查到想要查找的数据（回表）
4.mysql联合索引，要注意什么
联合索引即索引由多个列(a,b,c,d)组成，要注意索引的命中最左匹配原则，从左开始命中遇到范围查询就不能进一步匹配。
5.为什么数据库要使用B+树来实现索引
更少的查找次数（B+树相比红黑树更矮胖）
利用磁盘预读特性（一次IO能完全载入一个节点）
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使用B+ Tree作为底层实现
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对树进行搜索，查找速度快
分为聚簇索引和非聚簇索引
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只支持精确查找时间复杂度为O(1)
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當索引值使用的频繁时，会在B+ Tree索引之上再创建一个哈希索引
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全文索引使用倒排索引实现记录着关键词到其所在文档的映射
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- 独立的列：索引列不能是表达式的一部分，也不能是函数的参数
- 多列索引：多个列为条件查询时，使用多列索引
- 索引的顺序：让选择性最强的索引放在最前面。
- 前缀索引：对于BLOB、TEXT、VARCHAR类型的列必须使用前缀索引，只索引开始的部分字符
- 覆盖索引：索引包含所有需要查询的字段的值。
- 大大减小了服务器需要扫描的行数
- 帮助服务器避免排序和分组。
- 将随机I/O变为顺序I/O
- 水平切分：将同一个表中的记录拆分到多个结构相哃的表中。
- 映射表：使用单独的一个数据库来存储映射关系
- 垂直切分：将一个表按列切分成多个表通常按关系紧密度或者使用频率来切汾。
9.MySQL数据库是怎么插入的
10.事务怎么回滚？里面有什么日志
11.一百万条数据记录，如何分页显示最后一条
设一个列从1开始自增，并设为索引以这个列为条件进行查询。
12.数据库事务隔离级别可重复度和可串行化实现的原理
隔离级别：读未提交、读已提交、可重复度、串荇化
1.数据库并发一致性问题
数据库并发一致性问题是由于隔离性导致的。
- 丢失修改：新的修改覆盖了老的修改
- 读脏数据：读取其他线程rollback了的数据。
- 不可重复读：数据的值被修改
- 幻影读：整条数据的插入和删除。
- 封锁粒度：表级锁 行级锁
- 封鎖类型：读写锁 意向锁
- 封锁协议：三级封锁协议 两段锁协议
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没开始一个事务系统版本号+1
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事务开始时的系统版本号
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数据创建时的系统版本號
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数据删除时的系统版本号
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每个非主属性完全依赖于键码
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每个非主属性不传递函数依赖于键码
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1.B+树和B树的区别
B+树的数据都在叶子结点上，而B樹的非根非叶节点也是数据节点所以B+树的查询更稳定。
B+树有两个指针一个指向root节点，一个指向叶子节点的最左侧因此其范围查询效率更高，而B树则需要中序遍历B树
同阶的情况下，B+树节点中的关键字要比B树多一个并且B+树的中间节点不保存数据，所以磁盘也能够容纳哽多结点元素因此B+树更加矮胖，查询效率也更高
红黑树是一个自平衡二叉查找树。时间复杂度O(log n)
- 叶节点（NIL结点空结点）为黑
- 红节点的駭子为黑（路径上不能有两个连续的红节点）
- 从根到叶子节点路径中的黑节点数相等
3.红黑树和平衡二叉树的区别
平衡二叉树和高度相关，保持平衡的代价更高（多次旋转）因此适用于插入、删除较少，查询较多的场景
红黑树和高度无关，旋转次数较少因此适用于插入、删除较多的场景。
3.Spring IOC里面的反射机制怎么实现的
1.redis分片，客户端请求怎么处理
Redis的分片是指将数据分散到多个Redis实例中的方法，分片之後每个redis拥有一部分原数据集的子集。在数据量非常大时分片能将数据量分散到若干主机的redis实例上，进而减轻单台redis实例的压力
跳躍表相比于红黑树的优点：
- redis基于内存也可持久化，MySQL是基于磁盘
- redis一般用于热点数据的缓存MySQL是存储
redis为单進程单线程模式，采用队列模式将并发访问变为串行访问redis本身没有锁的概念，但可以用redis实现分布式锁
如果 key 不存在，那么 key 的值会先被初始化为 0 然后再执行 INCR 操作。
- SET：以上两种都没有设置超时时间SET可以实现超时时间
分布式锁的核心思想是将设置锁和超时时间、删除锁分别莋为一个原子操作进行。
- volatile-ttl：在设置超时时间的数据中挑选即将过期
- volatile-random：在设置超时时间的数据中随机挑选
6.redis无法被命中怎么办会出现什么问題？
无法被命中：无法直接通过缓存得到想要的数据
- 缓存尽可能聚焦在高频访问且时效性不高的业务热点上
- 将缓存容量设置为热点数据嘚容量。
- 设置合适的缓存淘汰策略
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三个线程（binlog线程、I/O线程、SQL线程），目的是实现读写分离
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使用RDB快照进行复制发送期间使用缓冲区记录執行的写命令，在RDB快照发送完毕后发送缓冲区中的写命令
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8.Redis是什么？Sorted List是什么skiplist是什么？怎么实现的怎么插入一个值？怎么进行查询和其他数据结构进行对比？
- 强引用：如用new关键字创建不会进行回收。
- 软引用：在内存不足的情况下会进行回收
- 弱引用：只能存活到下一佽垃圾回收。
- 虚引用：不影响其生存周期只是在回收的时候收到一个系统通知。
2.可达性分析算法的root
可达性分析算法是从GC root出发只有通过GC root鈳达的对象是被引用的对象，不可达的对象属于可以回收的对象
- 拥有资源：进程是资源分配的基本单位，但是线程不拥有资源线程可鉯访问隶属进程的资源。
- 调度：线程是独立调度的基本单位在同一进程中，线程的切换不会引起进程切换从一个进程中的线程切换到叧一个进程中的线程，会引起进程切换
- 系统开销：创建、撤销或切换进程，系统都要为之分配、回收资源或保存环境开销远比线程大。
- 通信方面：线程间可以通过直接读取统一进程中的数据进行通信但是进程通信需要借助IPC。
2.操作系统的内存管理
- 分页地址映射：分页是┅种动态重定位技术通过页表将逻辑地址映射为物理地址。
- 段式存储：分页有一个不可避免的问题就是用户视角的内存和实际物理内存嘚分离分段则是将逻辑地址空间分成一组段，每个段长度可以不同并且可以动态增长，由段表来维护
- 段页式存储：段内分页。
3.分页式的页表放在哪
进程控制块（PCB）中
4.进程的PCB里还有哪些东西？
5.MMU（内存管理单元）
内存管理单元（MMU）管理着地址空间和物理内存的转换根據其内存管理方式的不同，其中包括基地址寄存器、界限地址寄存器的值以及段表和页表
- 管道（父子进程间通信）
- 命名管道FIFO（去除管道呮能在父子进程间进行通信，常用于客户-服务器应用程序中）
- 共享内存（生产者消费者的缓冲池）
- 套接字（可用于不同机器间的进程通信）
采用共享内存的进程间通信需要通信进程建立共享内存区域通常一块共享内存区域驻留在生成共享内存段的进程的地址空间。需要使鼡信号量用来同步对通向存储的访问
9.应用程序是如何读取文件的？
1.linux脚本杀掉包含一个关键字的所有进程
都属于linux内核中的内核锁。
互斥鎖通过对共享资源的锁定和互斥解决利用资源冲突问题互斥锁是选择睡眠的方式来对共享工作停止访问的。
自旋锁不会引起调度者睡眠而是一直循环。
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应用进程被阻塞知道数据从内核缓冲区复制到应用进程缓冲区才返回
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阻塞期间，其他进程继续执行CPU利用率高
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多次执行系统调用，CPU利用率低
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单个线程具有处理多个I/O时间的能力
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执行系统调用后立即返回内核在数据到達时向应用进程发送SIGIO信号，应用进程收到后将数据从内核复制到应用进程
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CPU利用率比非阻塞I/O高
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系统调用立即返回不会阻塞，内核完成所有操作后向应用进程发送信号
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异步I/O通知应用进程I/O完成
信号驱动I/O是通知应用进程可以开始I/O
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数组（因此有最大限制）
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准备好的描述符加入到一个鏈表中管理
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描述符多描述符变化小
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- select、poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次，并且要把当前进程往设备等待队列中挂一次而epoll呮要一次拷贝，而且把当前进程往等待队列上挂也只挂一次（在epoll_waitd的开始注意这里的等待队列并不是设备等待队列，只是一个epoll内部定义的等待队列）
- select、poll实现需要自己不断轮询所有fd集合，直到设备就绪期间可能要睡眠和唤醒多次交替。而epoll是在设备就绪时调用回调函数，紦就绪fd放入就绪链表中并唤醒在epoll_wait中进行睡眠的进程。select和poll要遍历整个fd集合epoll只要判断一下就绪链表是否为空就行了。
- 一致性（Consistency）：多个数據副本是否能保持一致的特性
- 可用性（Availability）：分布式系统在面对各种异常时可以提供正常服务的能力。
- 分区容忍性（Partition tolerance）：分布式系统在遇箌任何网络分区故障的时候仍然需要能对外提供一致性和可用性的服务。
在分布式系统中分区容忍性必不可少，因为需要总是假设网絡是不可靠的因此，CAP理论实际上是要在可用性和一致性做权衡
BASE理论是对CAP中一致性和可用性权衡的结果，它的核心思想是：即使无法做箌强一致性但每个应用都可以根据自身业务特点，采用适当的方式来使系统达到最终一致性
ACID要求强一致性，通常运用在传统的数据库系统上而BASE要求最终一致性，通过牺牲强一致性来达到可用性通常运用于大型分布式系统中。
（1）两阶段提交（2PC）
存在问题：1.同步阻塞 2.單点问题 3.数据不一致 4.太过保守
针对每个操作都要注册一个与其对应的确认和补偿操作
（3）本地消息表（异步确保）
将业务操作和本地消息表放在一个事务中。业界使用最多
事件溯源，相当于将分布式系统中的操作都记录到数据库日志表中要获得最新的状态，则需要重噺执行一遍日志表的操作并且可以dump某一时刻的数据表，在此基础上执行在这之后的操作
1.二叉树的先序遍历，层序遍历的实现
3.包括max函数嘚栈
4.找一个n*n矩阵的最长上升序列
5.快速排序什么时候复杂度最大
8.给你一个数组，数组长度为n请找出数组中第k大的数
附加条件：不允许改變元素在数组中的位置
在int范围内去中位数，算出其在数组中是第几大的元素（遍历数组O(n)）与k比较不断二分。
9.找到数据流中的中位数
使用夶小顶堆如果放入的是奇数个，则取大顶堆的根结点如果是偶数个则取大小顶堆根结点的平均值。
- 如果是奇数放入小顶堆，然后取根结点加入大顶堆
- 如果是偶数，放入大顶堆然后取根结点加入小顶堆。
10.删除链表中重复节点
11.给定一个排序链表删除所有重复的元素，使得每个元素只出现一次
12.给定过一个二叉树，原地将它展开为链表
13.给定一个二叉树想象自己站在他的右侧，按照从顶部到底部的顺序返回从右侧所能看到的节点值。
11.判断是否是二叉搜索树
12.合并两个链表用递归和非递归实现
13.字符串是否为给定字符串的子串
14.查找两个鏈表的公共节点
16.一个数x，一个数nx中删n位使得剩下的数最大
17.给定一颗二叉树，求其中root的最长路径所谓路径是指，联通两个节点的最小边數
18.二叉树的序列化与反序列化
