Java面试题总结（乱序版，2020-08-31）

一、如何将字符串反转？

添加到StringBuilder中，然后调用reverse()。

二、String 类的常用方法都有那些？

equals、length、contains、replace、split、hashcode、indexof、substring、trim、toUpperCase、toLowerCase、isEmpty等等。

三、ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

ArrayList是动态数组的数据结构实现，查找和遍历的效率较高；

LinkedList 是双向链表的数据结构，增加和删除的效率较高；

四、请尽可能详尽地对比下 Synchronized 和 ReentrantLock 的异同。

1、相似点

它们都是阻塞式的同步，也就是说一个线程获得了对象锁，进入代码块，其它访问该同步块的线程都必须阻塞在同步代码块外面等待，而进行线程阻塞和唤醒的代码是比较高的。

2、功能区别

• Synchronized是java语言的关键字，是原生语法层面的互斥，需要JVM实现；ReentrantLock 是JDK1.5之后提供的API层面的互斥锁，需要lock和unlock()方法配合try/finally代码块来完成。
• Synchronized使用较ReentrantLock 便利一些；
• 锁的细粒度和灵活性：ReentrantLock强于Synchronized；

3、性能区别

Synchronized引入偏向锁，自旋锁之后，两者的性能差不多，在这种情况下，官方建议使用Synchronized。

（1）Synchronized

Synchronized会在同步块的前后分别形成monitorenter和monitorexit两个字节码指令。

在执行monitorenter指令时，首先要尝试获取对象锁。如果这个对象没被锁定，或者当前线程已经拥有了那个对象锁，把锁的计数器+1，相应的执行monitorexit时，计数器-1，当计数器为0时，锁就会被释放。如果获取锁失败，当前线程就要阻塞，知道对象锁被另一个线程释放为止。

（2）ReentrantLock

ReentrantLock是java.util.concurrent包下提供的一套互斥锁，相比Synchronized，ReentrantLock类提供了一些高级功能，主要有如下三项：

1. 等待可中断，持有锁的线程长期不释放的时候，正在等待的线程可以选择放弃等待，这相当于Synchronized避免出现死锁的情况。通过lock.lockInterruptibly()来实现这一机制；
2. 公平锁，多个线程等待同一个锁时，必须按照申请锁的时间顺序获得锁，Synchronized锁是非公平锁；ReentrantLock默认也是非公平锁，可以通过参数true设为公平锁，但公平锁表现的性能不是很好；
3. 锁绑定多个条件，一个ReentrantLock对象可以同时绑定多个对象。ReentrantLock提供了一个Condition（条件）类，用来实现分组唤醒需要唤醒的线程们，而不是像Synchronized要么随机唤醒一个线程，要么唤醒全部线程。

五、ReentrantLock 是如何实现可重入性的？

1、什么是可重入性

一个线程持有锁时，当其他线程尝试获取该锁时，会被阻塞；而这个线程尝试获取自己持有锁时，如果成功说明该锁是可重入的，反之则不可重入。

2、synchronized是如何实现可重入性

synchronized关键字经过编译后，会在同步块的前后分别形成monitorenter和monitorexit两个字节码指令。每个锁对象内部维护一个计数器，该计数器初始值为0，表示任何线程都可以获取该锁并执行相应的方法。根据虚拟机规范要求，在执行monitorenter指令时，首先要尝试获取对象的锁，如果这个对象没有被锁定，或者当前线程已经拥有了对象的锁，把锁的计数器+1，相应的在执行monitorexit指令后锁计数器-1，当计数器为0时，锁就被释放。如果获取对象锁失败，那当前线程就要阻塞等待，直到对象锁被另一个线程释放为止。

3、ReentrantLock如何实现可重入性

ReentrantLock使用内部类Sync来管理锁，所以真正的获取锁是由Sync的实现类控制的。Sync有两个实现，分别为NonfairSync（非公公平锁）和FairSync（公平锁）。Sync通过继承AQS实现，在AQS中维护了一个private volatile int state来计算重入次数，避免频繁的持有释放操作带来的线程问题。

4、ReentrantLock代码实例

// Sync继承于AQS
abstract static class Sync extends AbstractQueuedSynchronizer {
  ...
}
// ReentrantLock默认是非公平锁
public ReentrantLock() {
        sync = new NonfairSync();
 }
// 可以通过向构造方法中传true来实现公平锁
public ReentrantLock(boolean fair) {
    sync = fair ? new FairSync() : new NonfairSync();
}

protected final boolean tryAcquire(int acquires) {
        // 当前想要获取锁的线程
        final Thread current = Thread.currentThread();
        // 当前锁的状态
        int c = getState();
        // state == 0 此时此刻没有线程持有锁
        if (c == 0) {
            // 虽然此时此刻锁是可以用的，但是这是公平锁，既然是公平，就得讲究先来后到，
            // 看看有没有别人在队列中等了半天了
            if (!hasQueuedPredecessors() &&
                // 如果没有线程在等待，那就用CAS尝试一下，成功了就获取到锁了，
                // 不成功的话，只能说明一个问题，就在刚刚几乎同一时刻有个线程抢先了 =_=
                // 因为刚刚还没人的，我判断过了
                compareAndSetState(0, acquires)) {

                // 到这里就是获取到锁了，标记一下，告诉大家，现在是我占用了锁
                setExclusiveOwnerThread(current);
                return true;
            }
        }
          // 会进入这个else if分支，说明是重入了，需要操作：state=state+1
        // 这里不存在并发问题
        else if (current == getExclusiveOwnerThread()) {
            int nextc = c + acquires;
            if (nextc < 0)
                throw new Error("Maximum lock count exceeded");
            setState(nextc);
            return true;
        }
        // 如果到这里，说明前面的if和else if都没有返回true，说明没有获取到锁
        return false;
    }

 5、代码分析

1. 当一个线程在获取锁过程中，先判断state的值是否为0，如果是表示没有线程持有锁，就可以尝试获取锁。
2. 当state的值不为0时，表示锁已经被一个线程占用了，这时会做一个判断current==getExclusiveOwnerThread()，这个方法返回的是当前持有锁的线程，这个判断是看当前持有锁的线程是不是自己，如果是自己，那么将state的值+1，表示重入返回即可。

六、简述 tcp 和 udp的区别？

1. TCP是传输控制协议，UDP是用户数据表协议；
2. TCP长连接，UDP无连接；
3. UDP程序结构较简单，只需发送，无须接收；
4. TCP可靠，保证数据正确性、顺序性；UDP不可靠，可能丢数据；
5. TCP适用于少量数据，UDP适用于大量数据传输；
6. TCP速度慢，UDP速度快；

七、在 Java 中，什么叫观察者设计模式（observer design pattern）？

1、观察者模式是一种一对多的依赖关系，让多个观察者同时监听某一主题对象。当这个主题对象发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

2、JAVA提供的对观察者模式的支持

在JAVA语言的java.util库里面，提供了一个Observable类以及一个Observer接口，构成JAVA语言对观察者模式的支持。

• Observer接口

这个接口只定义了一个方法，即update()方法，当被观察者对象的状态发生变化时，被观察者对象的notifyObservers()方法就会调用这一方法。

public interface Observer {
    void update(Observable o, Object arg);
}

• Observable类

被观察者类都是java.util.Observable类的子类。java.util.Observable提供公开的方法支持观察者对象，这些方法中有两个对Observable的子类非常重要：一个是setChanged()，另一个是notifyObservers()。第一方法setChanged()被调用之后会设置一个内部标记变量，代表被观察者对象的状态发生了变化。第二个是notifyObservers()，这个方法被调用时，会调用所有登记过的观察者对象的update()方法，使这些观察者对象可以更新自己。

八、请解释 Spring Bean 的生命周期？

1. 通过构造器或工厂方法创建bean实例；
2. 为bean的属性赋值；
3. 调用bean的初始化方法；
4. 使用bean；
5. 当容器关闭时，调用bean的销毁方法；

九、Spring Bean 的作用域之间有什么区别？

Spring容器中的bean可以分为5个范围：

1. singleton：这种bean范围是默认的，这种范围确保不管接受多少请求，每个容器中只哟一个bean的实例，单例模式；
2. prototype：为每一个bean提供一个实例；
3. request：在请求bean范围内为每一个来自客户端的网络请求创建一个实例，在请求完毕后，bean会失效并被垃圾回收器回收；
4. session：为每个session创建一个实例，session过期后，bean会随之消失；
5. global-session：global-session和Portlet应用相关。当你的应用部署在Portlet容器中工作时，它包含很多portlet。如果你想要声明让所有的portlet公用全局的存储变量的话，那么全局变量需要存储在global-session中。

十、如何在 Spring Boot 中禁用 Actuator 端点安全性？

默认情况下，所有敏感的HTTP端点都是安全的，只有具有Actuator角色的用户才能访问它们。安全性是使用标准的HTTPServletRequest.isUserInRole方法实施的。我们可以使用management.security.enable = false来禁用安全性。只有在执行机构端点在防火墙后访问时，才建议禁用安全性。

十一、什么是 YAML？

YAML是JSON的一个超集，可以非常方便地将外部配置以层次结构形式存储起来。YAML可以作为properties配置文件的替代。

YAML使用的注意事项：

1. 在properties文件中是以"."进行分割的，在yml中是用"."进行分割的；
2. yml的数据格式和json的格式很像，都是K-V格式，并且通过":"进行赋值；
3. 每个冒号后面一定要加一个空格；

十二、hibernate 有几种查询方式？

1、导航对象图查询：根据已加载的对象，导航到其他对象。

例如，对于已经加载的Customer对象，调用它的getOrders().iterator()方法就可以导航到所有关联的Order对象，假如在关联级别使用了延迟加载检索策略，那么首次执行此方法时，hibernate会从数据库中加载关联的Order对象，否则就从缓存中获得Order对象。

2、OID方式：按照对象的OID来检索对象

Session的get()和load()方法提供了这种功能，如果在应用程序中先知道了OID，就可以使用这种方式检索对象。

get()和load()的用法完全一样，都需要两个参数，一个是持久化对象类名class，一个是行号OID，返回固定的某一行的数据，但是需要注意的是，当输入的OID不存在时，get()会返回一个空对象，load()则直接报错。

3、HQL检索方式：（hibernate query language）

使用面向对象的HQL查询语言，session的find()方法用于执行HQL查询语句。此外，hibernate还提供了query接口，它是hibernate提供的专门的HQL查询接口，能够执行各种复杂的HQL查询语句。

它具备以下功能：

1. 在查询语句中设定各种查询条件；
2. 支持投影查询，即仅检索出对象的部分属性；
3. 支持分页查询；
4. 支持连接查询；
5. 支持分组查询；
6. 提供内置函数；
7. 能够调用用户自定义的SQL函数；
8. 支持子查询；
9. 支持动态绑定参数；

例如：

Query query = session.createQuery(“from UserPo”）；

获得一个query对象，注意参数字符串中不是一个SQL语句，from后面的是持久化对象名称；

List list = query.list();

就可以获取数据库中对应表的数据集合。

4、QBC检索方式：Query By Criteria的API来检索对象

这种API封装了基于字符串形式的查询语句，提供了更加面向对象的接口。

例：Criteria criteria = session.createCriteria(UserPo.class);

创建一个Criteria对象，参数是所关联的持久化对象，criteria.add(Restrictions.ge("id",2));将查询条件加入对象中，后面的操作就和Query对象一样了。

5、本地SQL

使用本地数据库的SQL查询语句，hibernate会负责把检索到的JDBC ResultSet结果映射为持久化对象图。

十三、mybatis 和 hibernate 的区别有哪些？

1、两者最大的区别

针对简单逻辑，都有对应的代码生成工具，可以生成简单基本的dao层方法；

针对高级查询，mybatis要手动编写sql语句和resultMap，而hibernate有良好的映射机制；

2、开发难度对比

hibernate > mybatis 

3、日志统计

hibernate有自己的日志统计功能，而mybatis需要借助log4j来记录日志。

4、数据库扩展比较

hibernate > mybatis 

5、缓存机制比较

因为hibernate对查询对象有良好的管理机制，用户无需关心sql，所以使用二级缓存如果出现脏数据，系统会报错。

而mybatis，如果不能获取最新数据，应该避免缓存的使用，脏数据的出现会给系统的正常运行带来很大的隐患。

6、如何选择

1. mybatis需要编写sql和映射规则，工作量大于hibernate；
2. mybatis支持的工具也有限，不能像hibernate那样有许多插件可以帮助生成映射代码和关联关系；
3. 对于性能要求不太苛刻的系统，比如管理系统、ERP等推荐hibernate；
4. 对于性能要求高、响应快、灵活的系统，比如电商系统，推荐使用mybatis；

十四、说一下 ACID 是什么？

ACID是数据库事务执行的四大基本要素，包括原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）。

1、原子性

整个事务中的所有操作，要么全部完成，要不全部不完成，不可能停滞在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误，会被roolback回滚到事务开始前的状态，就像这个事务从未执行过一样。

2、一致性

事务必须始终保持系统处于一致的状态，不管在任何给定的时间并发事务有多少。

3、隔离性

隔离状态执行事务，使他们好像是系统在给定时间内执行的唯一操作。

如果有两个事务，运行在相同的时间内，执行相同的功能，事务的隔离性确保每一个事务在系统中认为只有自己在使用系统。这种属性称为串行化，为了防止事务操作间的混淆，必须串行化或序列化请求，使得在同一时间仅有一个请求用于同一数据。

4、持久性

一个成功的事务将永久的改变系统的状态。

十五、Redis为什么是单线程的？

1. 代码更清晰，处理逻辑更简单；
2. 不用考虑各种锁的问题，不存在加锁和释放锁的操作，没有因为可能出现死锁而导致的性能问题；
3. 不存在多线程切换而消耗CPU；
4. 无法发挥多核CPU的优势，但可以采用多开几个Redis实例来完善；

十六、说一下 jvm 有哪些垃圾回收算法？

1、对象是否已死算法

• 引用计数器算法
• 可达性分析算法

2、GC算法

（1）标记清除算法

如果对象被标记后进行清除，会带来一个新的问题--内存碎片化。如果下次有比较大的对象实例需要在堆上分配较大的内存空间时，可能会出现无法找到足够的连续内存而不得不再次触发垃圾回收。

（2）复制算法（Java堆中新生代的垃圾回收算法）

① 先标记待回收内存和不用回收内存；

② 将不用回收的内存复制到新的内存区域；

③ 就的内存区域就可以被全部回收了，而新的内存区域也是连续的；

缺点是损失部分系统内存，因为腾出部分内存进行复制。

（3）标记压缩算法（Java堆中老年代的垃圾回收算法）

对于新生代，大部分对象都不会存活，所以复制算法较高效，但对于老年代，大部分对象可能要继续存活，如果此时使用复制算法，效率会降低。

标记压缩算法首先还是标记，将不用回收的内存对象压缩到内存一端，此时即可清除边界处的内存，这样就能避免复制算法带来的效率问题，同时也能避免内存碎片化的问题。

老年代的垃圾回收算法称为“Major GC”。

 

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