Java常问面试题总结与提高2

本文最后更新于:3 年前

这里是对于Java基础和其他一些概念的深入理解!!!

Java基础

Java字符串常量池

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  • 题目:

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  • Intern()方法:
    • 如果字符串常量池存在这个常量的话,就直接返回这个常量的引用。
    • 如果字符串常量池不存在这个常量的话,就会自动创建出这个字符串,并且加入到常量池中嗷!!!
  • new StringBuilder会构造一个全新的字符串并且返回应用,如果它发现,字符串常量池中没有这个字符串,它就会把自己加入到字符串常量池中,因此,返回的是true嗷,intern()获得的,就是我们构造的嗷!!!
  • 我们intern()得到的Java,不是我们自己构建的Java,说明Java早就存在于字符串常量池中了,这个Java,是从sun.misc.Version这个类中加载进来的嗷!!!

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由于我们调,用了System,System这个类加载的时候,会自动加载Version这个类,这个类中具有很多静态变量,静态字符串常量,在这个过程中,Java被加载进来了嗷!!!

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  • 书中讲解:

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  • JVM结构:

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  • OpenJDK8源码分析:

  • 考点:

    1. intern()方法
    2. 《深入了解JVM虚拟机》

高并发和JUC

可重入锁(递归锁)

  • 程序多层,外 -> 中 -> 内,只要拿到最外层的锁进来了,内层的锁老子全都能够拿到嗷!!!
  • 前提:锁对象要是同一个对象
  • 一个线程中的多个流程可以获取同一个锁。
  • 重入锁的种类:
    1. 隐式锁:即synchronized关键字使用的锁,默认是可重入锁
    2. 显式锁:Lock,例如ReentrantLock就是可重入锁嗷!!!

可重入锁验证1:

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这里注意一下,这里锁住的是同一个对象嗷,不然的话不可重入嗷!!!

  • 一个线程可以多次获得同一把锁嗷!!!

可重入锁验证2:

  • 在一个synchronized的代码块内,调用本类其他synchronized修饰的方法或代码块的时候,是永远可以得到锁的!!!

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底层:

  • monitorenter和monitorexit:

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加一次锁就释放一次锁,一一配对。

  • 每一个锁对象都拥有一个锁计数器和一个指向该锁的线程的指针。
  • monitorenter,如果计数器为0,那么说明它没有被其他线程所持有,JVM会将该锁对象所持有的线程设置为当前线程,并且计数器加1。
  • 否则就要等待,纸质持有线程释放锁。
  • monitorexit,Java虚拟机会将锁对象的计数器减1,计数器为0代表锁被释放。

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  • 可重入锁由于可以被已经获得锁的进程多次获取,lock几次,就要unlock几次嗷!!!两两要配对嗷!!

  • 可以避免一定程度的死锁嗷!!!

LockSupport:

  • 线程的等待和唤醒机制,wait/notify的升级版本嗷!!!
  • 方法:
    • park() 阻塞线程
    • unpark() 唤醒线程
  • 技术演变过程:

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技术横向对比:

  1. Object类中的wait和notify方法实现线程的等待和唤醒
  • 示例代码:

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  • 异常1:

    • wait和notify方法,两个都去掉同步代码块
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  • 异常2:

    • notify如果因为调度原因在wait方法前面执行,无法执行,无法唤醒。
  • 小总结:

    1. wait和notify必须在同步块或者方法里面才能使用并且应该成对使用!
    2. 先wait后notify才ok嗷!!!
  1. Condition接口中的await和signal方法实现线程的等待和唤醒
  • 示例代码:

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  • await和signal
  • 异常的两个遇到的问题,和上面是一样的嗷!!!
  • 小总结:
    1. await和signal必须在lock和unlock之间,才能使用嗷!!!
    2. 必须要先等待后唤醒,线程才能够被唤醒嗷!!!
  1. LockSupport类中的park等待和unpark唤醒

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  • LockSupport提供了一种名字为Permit(许可)的概念来做到阻塞和唤醒线程的功能,每个线程都有一个Permit。Permit可以被看做为0,1信号量,默认为0嗷!!!许可的累加上限为1。
  • 阻塞和唤醒函数以及底层:

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底层:

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调用的都是底层的Unsafe类嗷!!!

  • 到了这个时候,我们已经能够具体操纵,哪个线程的唤醒了嗷!!!

  • 示例代码:

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不用之前的synchronized和lock,直接可以使用,十分方便嗷!!!

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  • unpark甚至能够在park之前执行嗷!!!
  • 上面两点的劣势都不复存在嗷!!!超级棒!!!

LockSupport解析:

  • LockSupport是一个线程阻塞工具类,所有的方法都是静态方法,可以让线程在任意位置阻塞,阻塞之后也有对应的唤醒方法,LockSupport底层调用的Unsafe中的native代码嗷!!!

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  • 有点像请柬,一个人没有拿到请柬就进不了聚会厅。他可以等在门口,等别人给他请柬,他才能进去。他也可以先拿到给他的请柬,直接进入聚会厅。但是,给一个人的请柬只能有一张,他不可以同时拥有多张专属于他的请柬。这次舞会结束,可以再发给他下次的,但是他不能同时持有多张请柬嗷!!!

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unpark最多发放一个Permit给对应的线程,多次调用unpark也只能给一个凭证嗷!!!

  • 面试题:

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AQS:

  • AbstractQueuedSynchronizer,抽象队列同步器

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接口,定义的方法足够底层嗷!!!

  • 基础解释:用来构建所或者其他同步器组件的 重量级基础框架以及整个JUC体系的基石 ,通过内置的FIFO队列来完成资源获取线程的排队工作,并且通过一个 int型变量表示持有锁的状态

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就是阻塞队列???多了一个Int变量来表示锁的状态而已嗷!!!

AQS能干啥?

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  • 好多东西底层都是AQS
  • 锁和同步器的关系:
    • 锁:是面向锁的对象的使用者,定义了程序员和锁交互的使用层API,隐藏了实现细节,你调用就成。
    • 同步器:是面向锁的对象的实现者,是Java开发的大神所写的Java同步规范嗷!!!
  • 使用场景:
    • 加锁导致阻塞 -> 阻塞就需要排队,排队就需要队列管理

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源码体系:

  • 使用volatiled的int类型的成员变量来表示同步状态,通过内置的FIFO队列来完成资源获取的排队工作。将每条要去抢占资源的线程封装为一个Node节点来实现锁的分配,通过CAS完成对于State值的修改!!!

  • 底层和HashMap有点相似嗷!!!

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将thread封装为一个叫做Node的数据结构,放入一个双向链表中进行管理嗷!!!

  • 内部体系架构:

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  • AQS的同步状态State成员变量:

    • private volatile int state
      • 等于0就是先抢先得,大于等于1,就阻塞,让县城们乖乖等着
    • CLH队列:
      • 默认是一个单向的队列,这里我们改为双向队列
  • 总结:本质底层就是用state成员变量 + CLH变种的双端队列。

  • 有阻塞就需要排队,实现排队必然需要队列。

  • 内部类Node:

    • 具有volatile修饰的Node的头指针和尾指针,前指针,后指针
    • volatile int waitStatus 等待状态
    • volatile Thread thread 封装的线程

    每个等待线程的封装体就是一个Node,每个Node都有一个自己的等待状态嗷!!!

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  • Node = waitStatus + 前后指针指向

  • 塔玛希之图:

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AQS源码解读:

ReentrantLock的例子:

  • 这里以ReentrantLock为例子来解读AQS

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源码解读教程

  • 公平与非公平:

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  • 我们看一眼源码:

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发现区别非常小。。。hasQueuedPredecessors()是公平锁加锁时等待队列中是否存在有效节点的方法。

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  • 公平锁先来先得,排队,按照队列顺序来给你锁。
  • 非公平锁:不管是否等待,如果可以立即获取锁,立即获得锁对象,

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  • ReentrantLock的加锁过程,可以分为三个阶段:
    1. 尝试加锁
    2. 加锁失败,线程进入队列
    3. 线程加入队列之后,进入阻塞状态

三个线程办理业务例子:

Lock解析:
  • A办理业务20分钟,B,C都只能等着嗷!!!

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  • 默认new的那个锁是非公平锁,我们找到非公平对于这个方法的实现:
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final void lock() {
if (compareAndSetState(0, 1))
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
else
acquire(1);
}
  1. compareAndSetState的底层就是Compare And Set嗷!!!底层的保证原子性的,这里的意思就是抢到了这把锁并且置为1。(这里用到了底层CAS中的那个state,把那个state的值置为1了嗷!!!)

  2. setExclusiveOwnerThread,设置了占用这个锁的线程为当前抢到锁的线程嗷!!!

  3. B和C来的时候,if都进不去嗷!!!因为state的值为1,CAS进不去,执行else,都执行acquire(1);

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public final void acquire(int arg) {
if (!tryAcquire(arg) &&
acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
selfInterrupt();
}
  • 这里有三个方法,我们一一解析:
  1. !tryAcquire(arg):
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final boolean nonfairTryAcquire(int acquires) {
final Thread current = Thread.currentThread();

//当b刚进来,a办理完了,有这种可能叭?对哇,所以这里就是一个判断哦
int c = getState();//获取state的值
if (c == 0) {
if (compareAndSetState(0, acquires)) {
setExclusiveOwnerThread(current);
return true;
}
}

//当前线程是不是正在办理业务的线程?这里其实体现了这个锁的可重入性嗷!!!
else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
int nextc = c + acquires;
if (nextc < 0) // overflow
throw new Error("Maximum lock count exceeded");
setState(nextc);
return true;
}

//返回false了。
return false;
}

第一个方法走到头了,我们找到在非公平锁中,其对应的实现,我们查看上面源码中的流程。

  1. addWaiter(Node.EXCLUSIVE):
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private Node addWaiter(Node mode) {
Node node = new Node(Thread.currentThread(), mode);
// Try the fast path of enq; backup to full enq on failure
Node pred = tail;
if (pred != null) {
node.prev = pred;
if (compareAndSetTail(pred, node)) {
pred.next = node;
return node;
}
}
enq(node);
return node;
}
  • 一开始tail就是为null,完了之后,if失败了,就执行enq(node)
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private Node enq(final Node node) {
for (;;) {
Node t = tail;
if (t == null) { // Must initialize
if (compareAndSetHead(new Node()))
tail = head;
} else {
node.prev = t;
if (compareAndSetTail(t, node)) {
t.next = node;
return t;
}
}
}
}

这里看到,t就是尾指针,t就是null,然后就初始化,在Head上new了一个新的Node节点作为占位符。

  • 意思是:如果尾指针为null,说明还没有任何一个元素在队列中。新建一个Node节点设置为头节点。然后把头节点赋值为尾节点。

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相当于对于链表进行了一个初始化嗷!!!

  • 说白了第一次进入循环完成了队列初始化,第二次进入循环,将当前节点(B节点),放到队尾。修改指针。

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  • C来了,由于队列已经初始化好了,因此C可以直接append到B的后面嗷,直接进入enq的else嗷!!!!!

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  1. acquireQueued(addWaiter(Node.EXCLUSIVE), arg))
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final boolean acquireQueued(final Node node, int arg) {
boolean failed = true;
try {
boolean interrupted = false;
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return interrupted;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) &&
parkAndCheckInterrupt())
interrupted = true;
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}

上面这里的for是个自旋嗷!!!

  • node.predecessor()方法:
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final Node predecessor() throws NullPointerException {
Node p = prev;
if (p == null)
throw new NullPointerException();
else
return p;
}

可以看到,这里获取了我们上面灰色的那个哨兵节点嗷!!!

当返回的节点为头节点的时候,再次调用tryAcquire方法,尝试去获取锁嗷!!!B入队了之后任然不老实,还想去抢这个节点嗷!!!如果还没抢到,就要执行下面的代码:

  • shouldParkAfterFailedAcquire
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private static boolean shouldParkAfterFailedAcquire(Node pred, Node node) {
int ws = pred.waitStatus;
if (ws == Node.SIGNAL)
/*
* This node has already set status asking a release
* to signal it, so it can safely park.
*/
return true;
if (ws > 0) {
/*
* Predecessor was cancelled. Skip over predecessors and
* indicate retry.
*/
do {
node.prev = pred = pred.prev;
} while (pred.waitStatus > 0);
pred.next = node;
} else {
/*
* waitStatus must be 0 or PROPAGATE. Indicate that we
* need a signal, but don't park yet. Caller will need to
* retry to make sure it cannot acquire before parking.
*/
compareAndSetWaitStatus(pred, ws, Node.SIGNAL);
}
return false;
}

获取前一个结点(头节点)的status,值仍然为0嗷!!!

ws == Node.SIGNAL将wait Status的值设置为了-1,然后compareAndSetWaitStatus,将头节点的值设置为-1。再次进入的时候,这里就直接返回True,就能够退出这个循环了嗷!!!

  • parkAndCheckInterrupt():
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private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
LockSupport.park(this);
return Thread.interrupted();
}

到这一步,才真正的park了B这个结点,B这样才真正的被阻塞挂起了嗷!!!要有人来唤醒B才行嗷!!!等A出来,执行unlock()的时候,才unpark嗷!!!B才能继续往前走哦!!!

C也一样的,C也会park,在这里等待嗷!!!

UnLock解析:
  • 底层调用的是sync.release(1);

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tryRelease定义的足够高,如果子类不实现,我父类默认实现的就给你报错嗷!!!

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  • 这里的tryRelease(),当A退出的时候:

    • c就变成0了
    • free设置为false
    • c == 0,所以free就变成true了
    • 当前窗口占用的线程设置为null
    • 设置State为0嗷!!!
    • return true
  • 继续执行release:

    • 获得头指针
    • 哨兵结点确实不等于null , 并且waitStatus确实不为0,执行unparkSuccessor()
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  • B出来之后,再次循环,抢到了,就成功了嗷!!!从循环中出来,继续执行。B出来之后:

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原结点B变成了新的哨兵结点,原哨兵结点的next也被设置为了null,这个时候原哨兵结点就再也没有东西引用了,就会被GC逐步收集掉了嗷!!!

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总结:

  • 公平性的体现:

    • 体现在 入队前
    • 你不在队列中,也可以和队列中的线程竞争锁,谁抢到了算谁的,如果你没有抢到,你乖乖到队列中排着。
    • 就是上面所提到的那一点点区别嗷!!!入队之后,公平和非公平都是一样的了,一个一个来嗷!!!
    • 非公平性的就是不管啥,你先来排队排着,一个一个来嗷!!!
  • 总结视频,讲的超棒嗷!!!

Spring:

AOP:

常用注解:

  1. @Before:目标方法之前执行
  2. @After:目标方法之后执行(始终执行)
  3. @AfterReturning:返回后通知:执行方法结束前执行(异常不执行)
  4. @AfterThrowing:出现异常的时候通知
  5. @Around:环绕通知:环绕目标方法执行

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底层的Spring的版本,随着Boot版本的升级也在升级嗷!!!

例子:

  • Service类编程:

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  • 切面类编程:

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@Aspect,指定一个类为切面类

@Component,将其纳入Spring容器管理

Boot使用1.x版本:

  • 底层用的是本质上是Spring4嗷!!!!

  • 测试类编写:

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  • 结果:

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正常执行:@Before === @After === @AfterReturning

异常执行:@Before === @After === @AfterThrowing

至于环绕通知,正常的情况下在Before和After之前,异常的化只有Before没有After

Boot使用2.x版本:

  • 底层用的是本质上是Spring5嗷!!!!
  • 测试类和上面一样嗷!!!
  • 结果:

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正常执行:@Before === @AfterReturning === @After

异常执行:@Before === @AfterThrowing === @After

@After的用法就和try … catch … finally 中的finally一样的嗷,这个是总会在最后执行的嗷!!!环绕通知就像饺子皮一样,包在最外面哦,如果出问题了,饺子皮被扯破了,就只有After兜着了嗷!!!

Spring循环依赖:

  • 多个bean之间相互依赖,形成了一个闭环。比如A依赖于B,B又依赖于A。。。死锁了??????
  • Spring如何解决循环依赖?一般是默认的单例Bean中,属性间相互依赖。
  • 两种注入方式对于循环依赖的影响:
    • 构造方法,对于循环依赖不友好嗷!!!一种可能的解决方法就是,通过配置set方法而不是构造方法注入嗷!!!
    • 但是Set注入对于循环依赖就友好一些嗷!!!
  • 当我们AB循环依赖问题只要A的注入方法是setter并且为Singleton,就不会有循环依赖问题嗷!!!

故障示例:

构造器导致循环依赖:

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套娃了兄弟,构造器循环依赖了

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Set解决循环依赖:

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Set可以解决问题嗷!!!

Spring容器:

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  • 上面是code-Java的代码嗷!!!
  • Spring容器中:
    • 默认的singleton的场景是支持循环依赖的,不报错
    • 原型Prototype的场景是不支持循环依赖的,会报错

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正常运行嗷!!!

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改成prototype之后:

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重要结论:

  • Spring内部通过三级缓存来解决循环依赖嗷!!!
  • DefaultSingletonBeanRegistry
  • 本质上是三个Map嗷!!!

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从上往下对应的缓存的顺序是,一级缓存,三级缓存,二级缓存嗷!!!

  • 三级缓存:
    • 一级缓存(单例池),singletonObjects,存放已经经历了完整生命周期的Bean对象。
    • 二级缓存(earlySingletonObjects),存在早期暴露出来的Bean对象,Bean的生命周期未结束(属性还未填充完整的)
    • 三级缓存(Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories,存放可以生产Bean的工厂)
  • 只有单例的bean会通过三级缓存提前暴露来解决循环依赖的问题。并非未单例的bean,每次从容器中获得一个新的对象,都会重新创建,所以非单例的bean是没有缓存的,不会将其放到三级缓存中嗷!!!
  • 所以建议使用singleton单例模式来解决循环依赖的问题嗷!!!

循环依赖Debug-困难:

基本概念:

  • 实例化和初始化的区别:

    • 实例化:内存中申请一块内存空间。租好房子,自己的家具还没有搬进去。
    • 初始化属性填充,完成属性的各种赋值嗷!!!
  • 3个Map和四大方法:

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SingletonObjects存放的是已经初始化好了的Bean

earlySingletonObjects存放的是实例化了,但是没有初始化的Bean

singletonFactories存放的是FactoryBean,加入A类实现了FactoryBean,DI的时候不是A类,而是A类产生的Bean

  • 迁移顺序:

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断点查看源码:

  • 打断点的位置是不固定的嗷,这种测试经常要看我们的日志的嗷!!!如果日志打印出来了,说明断点打晚了,把断点往前打就成嗷!!!

  • 打断点查看源码教程

  • Spring中的do开头的方法才是真真正正的实际方法,干实事的嗷!!!

  • 牛啊!!!

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三级装的是还没实例化好的对象。

二级中装的是实例化但是没有初始化的对象。

一级中装的是初始化完成的对象。

精简版总结:

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  • 断点在哪里呀?

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小总结:

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Redis:

五大类型落地应用:

小细节说明:

  1. 命令是不区分大小写的,但是我们插入的key是区分大小写的嗷!!!
  2. help @类型名称

例如:help @string

String的落地使用:

  • 命令使用:
  1. set和get
  2. 获取多个键值

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这里的m就是more的意思,可以同时插入/查找多个键值

  1. 数值增减:

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  1. 获取字符串的长度:

STRLEN key

  1. 分布式锁:

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  1. 查看key的寿命:

ttl keyName

  • 使用场景:

    • 喜欢的商品点赞数/踩:

    每次点赞,对应的商品所对应的key就+1:

    INCR items:1

    商品编号,订单号采用INCR命令生成

    • 文章喜欢数量,浏览数量

    和上面一样用的是INCR

    使用非常广泛嗷!!!

Hash的落地使用:

  • Redis中的Hash在Java中是如何表现的?
    • Map<String , Map<Object,Object>>
  • 命令使用:
  1. HSET key field value
  2. HGET key field
  3. HMSET key field value [field value …]
  4. HMGET key field [field ….]
  5. hgetall key:获取所有字段值
  6. hlen:获取某个key内的全部数量
  7. hdel:删除一个key

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  • 使用场景:

    • 简单版的购物车,快递,订餐之类的(中小厂可以使用):

    image-20211007161359767

    商品总数指的是,我们选中的商品有哪些嗷!!!

List的落地使用:

  • 命令使用:
  1. lpush key value [value …]
  2. rpush key value [value …]
  3. lrange key start stop:lrange key 0 -1 就是全部遍历嗷!!!
  4. llen key
  • 使用场景:

    • 微信文章订阅公众号

    image-20211007161948928

    关注的作者推送的文章全部塞进你的list里面,然后从上往下进行排序,一次显示几条这样子的嗷!!!List刚刚好就可以把最新更新的放在最上面,供我们观看嗷!!!

Set的落地使用:

  • 无序无重复
  • 常用命令:
  1. SADD key member [member …]

  2. SREM key member [member …]

  3. SMEMBERS key:获取集合中的所有元素

  4. SISMEMBER key member:判断元素是否在集合中

  5. SCARD key:获取集合中的元素个数

  6. SRANDMEMBER key [数字]:集合中随机弹出一个元素,元素不删除。数字不写默认就是一个,不然就是数字个数嗷!!!

  7. SPOP key [数字]:集合中随机弹出一个元素,出一个删一个。数字不写默认就是一个,不然就是数字个数嗷!!!

  8. DEL key:删除某个Set嗷!!!

  9. 集合运算:

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  • 应用场景:

    • 微信抽奖小程序

    SRANDMEMBER和SPOP经常使用嗷!!!

    sadd 抽奖活动对应的key 参与抽奖的用户ID

    scard 抽奖活动对应的key显示参与抽奖活动的人数

    spop 抽奖活动对应的key number抽出用户

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    • 微信朋友圈点赞:

    image-20211007164404310

    • 微博好友关注社交关系:

    image-20211007164632830

    比如我们常见的,xxx位好友已关注:

    本质上就可以使集合的交运算嗷!!!

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    关注的人也关注过:

    image-20211007164709928

    • QQ内推:

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    你和我去掉我们的共同好友,就是我们可能想要相互认识的人嗷!!!Inter就是我们都认识的人,Diff就是我们其中一边认识的人嗷!!!

  • Set对于电商,社交关系查找和社交推荐都有很大的作用嗷,威力很大的嗷!!!

ZSet的落地使用:

  • 向有序的集合中加入一个元素和该元素的分数
  • 常用命令:
  1. image-20211007170041777

ZADD zset1 100 mov1 20 mov2

  1. ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

按照元素分数从小到大的顺序,返回索引从start到stop之间的所有元素

  1. ZSCORE key member:获取元素的分数
  2. ZREM key member [member …] 删除元素
  3. ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count] 获取指定分数范围的元素
  4. 增加某个元素的分数:ZINCRBY key increment member
  5. 获取集合中元素的数量:ZCARD key
  6. 获得指定分数范围内的元素个数:ZCOUNT key min max
  7. 按照排名范围删除元素:ZREMRANGEBYRANK key start stop
  8. 获取元素排名:
    • ZRANK key member
    • ZREVRANK key member
  • 使用场景:

    • 定义商品销售排行榜:

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    • 抖音热搜:

    key使固定的,score一致在变,然后排序显示热榜就成嗷!!!

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分布式锁:

  • 加锁:
    1. JVM层面的加锁。
    2. 分布式微服务架构,拆分后各个微服务之间为了避免冲突和数据故障引入的一种锁。(分布式锁)

两个不一样,一个是单机版,另外一个是分布式的嗷!!!

  • 实现方式:
  1. mysql
  2. zookeeper
  3. redis

Redis分布式锁

  • 一般的互联网公司,习惯使用redis做分布式锁

redis —– redlock ===> redisson lock/unlock的分布式锁

  • 常见面试题:

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Boot整合Redis:

  • 过程:
    1. 建Module
    2. 改POM
    3. 写YML
    4. 主启动
    5. 业务类
  • POM配置:

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  • 写Yaml:

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  • 主启动自动就是好的嗷!!!

  • 业务类:

    • 为了使用RedisTemplate,我们需要将其注入到容器中来嗷!!!

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    • 真正的业务类:

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    注入小工具,我们对于Redis进行操作

  • 启动两台机器,代码都是一样的,只有端口不一样哈!!!

  • 小demo的初始化嗷!!!

大家来找茬:

1. 单机版没有加锁

  • 加锁加什么?
    • sync和reentrantlock如何选择?
  • sync叫不见不散,一定等到你其中的线程挂了或者执行完了,才能离开,容易造成 线程积压
  • reentrantlock叫过时不候,可以采用tryLock方法尝试获取锁。如果获取到了就执行,获取不到就放弃嗷!!!更加友好:

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2. 单机锁出现超卖现象

  • 启动Nginx并且测试通过嗷!!!

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  • JMeter一压测,立马就出现超卖现象了嗷!!!

  • why?

    • Nginx微服务架构的时候,同一个微服务会部署到不同的机器上
    • 这个使用synchronized这样的锁,在不同的机器中是不同的this,都不是同一个锁,当然会出现问题嗷!!!
  • 解决:

    • 上redis的分布式锁setnx,Redis性能极高,且命令十分友好,借助SET命令就可以实现加锁处理嗷!!!
  • 代码:

下面这个setIfAbsent就是setnx嗷!!!没啥区别,这儿就是先尝试去加锁,由于Redis中是单线程,操作都是原子操作嗷!!!

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架构图是一个Nginx,两台Server,连接同一个Redis,这里就在Redis通过setnx这种操作来实现了加锁,十分简单方便嗷!!!

3. 锁出问题没有释放诶!

  • 如果在业务代码执行间出错了,那么锁就一直解不了嗷,会造成非常大的问题嗷!!!
  • 代码层面要加上try…finally…,解锁的时候一定要养成这个意识嗷!!!

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4. 宕机了orz

  • 宕机了,机器根本走不到finally,裂开。代码层面保证了,硬件出现问题了嗷orz,这该咋办捏???
  • 万全之策:对于加的这把锁设置一个过期时间嗷!!!就算出现问题的话,一段时间后也能够自行解决嗷!!!

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5. 加锁和设置过期时间

  • 不在同一行啊啊啊啊
  • 你前面设置了锁,还没来得及设置过期时间,然后机器就宕机了,不一样程序无法继续正常执行了嘛orz。
  • 高并发一定要把原子性考虑清楚嗷!!!
  • 问题:设置key + 过期时间分开了,必须要合并成一行并且具备原子性嗷!!!
  • 解决:
    1. LUA脚本嗷!!!
    2. stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key,value,10L,TimeUnit.SECONDS)就可以使用这一条原子指令一次搞定嗷!!!

6. 运行潜在隐患

  • 业务逻辑没有完成,锁就过期了,这就导致并发冲突了orz,着很大的问题啊orz。A堵住了,A加的锁过期了,B进来了,诶,A又好了,A比B跑得快,A把B加的锁直接给释放了orz,这是个非常大的问题嗷!!!
  • 张冠李戴,释放了别人的锁。这是非常严重的bug嗷!!!

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  • 解决:
    • 判断一下,只能删除自己的锁嗷!!!

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每一个value都是每个线程自己的,都是不一样的嗷!!!

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释放的时候判断一下,这个锁对应的值是不是自己的,只有自己的才能够释放嗷!!!

7. 删除的原子性又裂开了

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  • 你判断为true,然后进来了,然后刚好锁过期了,别的线程加了一把锁,这就导致,你又把别人的锁释放了orz。
  • LUA脚本来保证原子性!!!

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不可以用LUA脚本,怎么解决呢???

  • Redis也有事务哇!!!

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  • 事务实例:

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Watch指令可以监控某一个key,如果这个key被人动过了的话,那我的修改就会失败嗷!!!(乐观锁

  • 修改结果:

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  • 那LUA脚本如何使用呢?
  1. 编写Jedis工具类:

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  1. finally中使用LUA脚本完成对应键值对的删除:

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8. Redis锁的续期问题

  • 如果对应的锁没有续期,就可能会导致并发冲突嗷!!!

  • 解决方法:缓存续命!!!

  • 还可能有很大的问题!!!

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Redis为了保证AP,实际上是牺牲了一部分的C的嗷!!!

ZooKeeper就不一样嗷!!!ZooKeeper就是保证了CP,牺牲了C嗷!!!

  • 理论是Zookeeper好,但是实际上redis保证了高可用性嗷!!!

  • 正式为了解决Redis所面临的C的牺牲问题,才有了我们后面的RedLock之Redisson的落地实现嗷!!!

  • Redisson的使用:

  1. 将Redisson添加到容器中:

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  1. 重写业务代码:

不用再苦苦自己考虑逻辑加锁了,也不用考虑原子性了,直接上大招!!!

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  1. JMeter压测也没啥问题嗷!!!

9. unlock有问题

  • 超高并发的情况下,可能会报出异常:attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: xxx
  • image-20211008154416834

或者下面这个:

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上面这个健壮性会好一些嗷!!!

Redis缓存过期淘汰策略

Redis内存满了咋办:

查看Redis最大内存:

  • 可以看redis的内存有多少:
    • 配置文件
    • 命令行命令

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注意:maxmemory是bytes字节类型,要注意转换嗷!!!

  • 859行默认是被注释掉的,没有配置嗷!!!这样才能够多吃多占,充分利用性能嗷!!!

生产上如何配置:

  • 类似于HashMap底层的负载因子是0.75,推荐Redis设置为最大物理内存的四分之三。

设置内存大小:

  • 配置文件:

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  • 命令行配置:

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  • 查看内存使用的命令:

在客户端中输入info memory就可以查看嗷!!!

内存超出最大值会咋样?(内存打满):

  • 可以故意把最大值设置为1个byte来试试嗷!!!

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内存淘汰策略:

  • 配置文件中有写嗷:

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  • 默认使用的是:

maxmemory-policy noeviction,不驱逐任何东西,当内存满了的时候,只会返回一个在写操作上的错误。

  • 过期键的删除策略:

    • 过期了,马上就从内存中清除了吗?打咩!!!

    • 三种删除策略:

      1. 定时删除:保证过期后马上被删除,但是对于CPU不友好,CPU得一直盯着,忙死orz。会产生大量的性能消耗,影响数据的读取操作。用时间换空间,用处理器性能换取存储空间

      2. 惰性删除:数据到达过期时间不处理。下次访问,如果未过期,返回数据。发现已经过期,删除,返回不存在。对于内存是最不友好的嗷!注意,过期的被访问的才被删除,恰好没有被访问的话,除非手动,否则也许永远不会删除。可以看作是 内存泄露

      3. 定期删除:前面两者的折中,每隔一段时间执行一次删除过期键的操作。周期性轮询redis库中的时效性数据,采用随机抽取的策略,利用过期数据占比的方式来控制删除频度。

        特点1:CPU性能占用设置有峰值,检测频度可以自定义设置。

        特点2:内存压力不是很大,长期占用内存的冷数据会被持续清理。

        依旧有漏网之鱼嗷!!!

  • 为了兜底,缓存淘汰策略登场!!!

  • 所有策略:

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LRU和LFU是两种完全不一样的东西嗷!!!LRU有两个,一个是对于所有过期键筛选,另外一个是对于所有key筛选。

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平时使用:

  • 最常用是allkeys-lru,不要用默认的嗷!!!

  • 如何配置:

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也可以:

config set maxmemory-policy allkeys-lru

config get maxmemory-policy

查看内存相关配置:info memory

LRU简介:

  • Leetcode咱还刷过这道题目嗷,记得再回去康康嗷!!!

  • Least Recently Used

  • 设计思想:

    • O(1) : HashMap
    • 排序加上插入和删除快:LinkedList
    • 核心就是哈希链表
  • 实现:

    • LinkedHashMap:

    源代码中:

    image-20211008191140475

  • 手写LRU算法和继承LinkedHashMap的内容建议上LeetCode自己复习嗷!!


Java常问面试题总结与提高2
https://alexanderliu-creator.github.io/2021/09/27/java-da-han-chang-wen-mian-shi-ti-2/
作者
Alexander Liu
发布于
2021年9月27日
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