Java面试题和答案-有图、包括Mysql、Redis等

最近整理一下面试题、以备不时只需，这些题目来源于网上各位大佬，也有一些是自己的理解，难免有不对的地方，如果有还请各位指正，谢谢
不是一次写完、持续更新

Java基础

1、String类是否可以可以被继承

String类的声明时使用final修饰，所以不能被继承

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

    /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

2、String类为什么要使用final修饰

因为字符串是不可变的，所以在它创建的时候Hash Code就被缓存了，不需要重新计算。Map中的键值往往使用这字符串。
因为它能够缓存结果，当你在传参时不需要考虑谁会修改它的值；如果是可变类的话，则有可能需要重新拷贝出来一个新值进行传参，这样在性能上就会有一定的损失

3、final的用法

修饰变量，一旦赋值不可被修改，也就是我们说的常量
修饰方法则表示不可被覆盖
修饰类则不可被继承
注：final不可与abstract一起使用

4、两个对象的equals为true，但却有不同的hashcode，这句话对吗？

不对，equals为true则hashcode则一定相同，而hashcode相同，equals则不一定相同
在Joshua Bloch的大作《Effective Java》中这样介绍equals：首先equals方法必须满足自反性（x.equals(x)必须返回true）、对称性（x.equals(y)返回true 时，y.equals(x)也必须返回true）、传递性（x.equals(y)和y.equals(z)都返回true时，x.equals(z)也必须返回true）和一致性（当x和y引用的对象信息没有被修改时，多次调用x.equals(y)应该得到同样的返回值），而且对于任何非null值的引用x，x.equals(null)必须返回false

5、如何跳出多重嵌套循环

在for前面加关键字，然后在需要跳出的地方 break 关键字

public void breakfor()
    {
        breakflag: for (int i=0;i<10;i++)
        {
            for (int j=0;j<10;j++)
            {
                break breakflag;
            }
        }
    }

6、重载（overload）和重写（override）的区别

重载发生在同一个类中，就是说同一个方法可以有不同的参数，参数的个数顺序不同都可以称为重载
重写发生在两个类中，即子类继承父类的方法，然后可以重新改变这个方法的业务逻辑，但是必须与父类的放回值相同，不能比父类方法声明更多的异常（里氏替换原则）

7、当一个对象被当为参数传递，在方法中改变对象的属性，并返回改变后的结果，那么这里是值传递还是引用传递

是值传递。Java只支持参数的值传递，当一个对象被当作参数传递到方法时，参数的值就是该对象的内存地址。这个值（内存地址）被传递后，同一个内存地址指向堆内存当中的同一个对象，所以通过那个引用去操作这个对象，对象的属性都是改变的
注意：
基本数据类型的值传递，不会改变原值，因为调用后立马会弹栈，而所声明的局部变量则消失

public class test {
    public static void main(String[]args){
        int a=10;
        change(a);
        System.out.println(a);//a还是10
    }
    public static void change(int a)
    {
        //这个方法完后，栈中值被销毁，也叫弹栈
        a=20;
    }
}

引用数据类型的值传递，是改变原值的，因为即使方法弹栈，但是堆内存中数组对象还在，还可以通过地址继续访问的

8、抽象类（abstract）接口（interface）的异同

相同

• 不能实例化
• 可以作为引用类型
• 一个类如果继承抽象类

9、char型变量中能不能存储一个中文汉字，为什么？

可以，因为Java中使用的编码是Unicode（不选择任何特定的编码，直接使用字符在字符集中的编号），一个char占2个字节（16比特），所以可以放一个中文

10、break和continue的区别

break用于完全结束一个或多个循环，continue用于跳过本次循环进行下一次循环

11、==和equals的区别

• equals是方法==是运算符
• == 如果比较对象是基本类型，则比较值是否相等。如果比较的是引用类型，则比较引用地址是否相等
• equals默认情况下是引用比较，而一些String、Integer等把它变成了值比较，一般情况下equals比较的是值是否相等

 String str1=new String("123");
 String str2=new String("123");
 System.out.print(str1.equals(str2));//true
 System.out.print(str1==str2);//false

String重写了equals

 public boolean equals(Object anObject) {
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

12、String s=“Hello”;s=s+" world"，原始String对象中的内容变了没有

没有，因为String对象都是不可变对象，所以原始对象中的内容没有变化，我们看到后面s=“Hello World”是因为s指向了另外一个对象

13、String、StringBuffer、StringBuilder的区别

• String每次操作都会生成新的String对象，而其它两个不会都是在原有对象上操作，所以经常改变字符串内容的情况下最好不用String
• StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder不是线程安全的，所以StringBuilder的性能却高于StringBuffer，所以单线程下使用StringBuilder，多线程下使用StringBuffer

14、字符串反转

StringBuilder和StringBuffer的reverse()

15、String类的常用方法

• indexOf()：返回指定字符串的索引
• equals：字符串比较
• length（）：返回字符串的长度
• substring（）：截取字符串
• split（）：分割字符串，返回字符串数组
• replace（）：字符串替换
• toLowerCase（）：将字符串转小写
• 同UpperCase（）：将字符串转大写

16、抽象类必须有抽象方法吗

不需要，如下代码，没有抽象类但可以正常运行

 abstract class test1 {
     public static void test()
     {

     }
}

17、普通类和抽象类的区别

• 普通类不包含抽象方法，抽象类可以包含抽象方法
• 抽象类不能实例化，普通类可以实例化
• 抽象类不能用final修饰，普通类可以

18、抽象类和接口的区别

• 实现：抽象类的子类使用extends来继承，类使用implements来实现接口
• 构造函数：抽象类可以有构造函数，接口没有
• main方法：抽象类有，接口没有
• 实现数量：类只能继承一个抽象类，但可以继承多个接口
• 访问修饰符：Java中Interface方法默认访问修饰符为：public abstract；Interface常量的默认访问修饰符为：public static final；抽象类有任意访问修饰符

19、BIO、NIO、AIO的区别

• BIO：Block IO 同步阻塞IO，传统IO，它的特点是模式简单使用方便，并发处理能力低
• NIO：New IO同步非阻塞IO，传统IO的升级，客户端和服务端通过Channel（通道）通讯，实现多路复用
• AIO：Asynchronous IO 是NIO的升级，也叫NIO2，实现异步非阻塞，异步IO的操作基于事件和回调机制

20、Java中的基本类型

byte、boolean、char、short、int、long、float、double

21、JDK和JRE有什么区别

• JDK：Java Development Kit的简称，Java开发工具包，提供Java的开发环境和运行环境
• JRE：Java Runtime Environment的简称，Java运行环境，为Java的运行提供所需环境

22、封装、继承、多态

• 封装：使用者按照既定的方式调用方法，不需要关心方法的内部实现，便于修改，增强代码的复用和可维护性
• 继承：新类继承已有类的属性和行为，并扩展新的能力。能有效避免多个类对相同特征的重复描述，能使系统模型看上去简单、清晰，比如：猫、够都可以抽象出一个动物类，其包含吃饭、奔跑等行为
• 多态：子类继承父类，存在对父类方法的重写，在调用时父类引用指向子类对象。多态必备的三个要素：继承、重写、父类引用指向子类对象

23、JDK1.8的新特性

• Lambda表达式：可以使代码更具可读性，也能使代码更简单。如对字符串排序

		//需要排序的集合
		List<String>names= Arrays.asList("zz","dd","ssd");
		//没用Lambda表达式
        Collections.sort(names, new Comparator<String>() {@Override public  int compare(String a,String b){return b.compareTo(a);}
        });
		//以下是两种用了Lambda表达式的排序
        names= Arrays.asList("zz","dd","ssd");
        Collections.sort(names,(a,b)->b.compareTo(a));
        names= Arrays.asList("zz","dd","ssd");
        Collections.sort(names,Comparator.reverseOrder());

• 集合中的Stream接口：java.util.Stream表示能应用在一组元素上一次执行的操作序列。Stream分为中间操作和最终操作两种，最终操作返回一个特定类型的计算结果，中间操作返回Stream本身，这样可以多个操作串起来。Stream需要一个数据源，可以是List和Set，Map不行
• Clock类（时钟类）：访问当前日期和时间的方法

        Clock clock= Clock.systemDefaultZone();
        long millis=clock.millis();
        Instant instant=clock.instant();

• Timezones时区：

ZoneId zoneId=ZoneId.of("Brazil/East");

• LocalTime本地时间

		ZoneId zoneId=ZoneId.of("Brazil/East");
        LocalTime localTime=LocalTime.now();//10:38:44.656
        localTime=LocalTime.now(zoneId);//23:39:14.125

• LocalDateTime本地日期时间

        LocalDateTime localDateTime=LocalDateTime.of(2011,Month.DECEMBER,31,23,31,31);
        int dayOfMonth=localDateTime.getDayOfMonth();
        int hour=localDateTime.getHour();
        int minute=localDateTime.getMinute();
        int second=localDateTime.getSecond();

• 支持多重注解

24、Java异常处理方式

    //throws 放在方法的声明处
    public void testThrow()throws IOException {
        boolean a = false;
        try {
            //try  需要捕捉错误的代码
        } catch (Exception e) {
            
            //catch 出错后处理逻辑
            
            //throw 抛出异常
            throw e;
        }
        finally
        {
            //finally 不管代码是否异常都会进来，一般释放资源，比如IO流的释放
        }

        //throw 抛出自定义异常
        if (a)
            throw new IOException("IO异常");
    }

两种异常处理的方式，try一定要有，可以搭配finally或catch，也可以像上面一样两个都搭配

    public static void testThrow()
    {
        try{}
        finally {}
        
        try{}
        catch (Exception e){}
    }

25、雪花算法的组成

• 符号位，占1位
• 时间戳，占41位，可以支持69年的时间跨度
• 机器ID，占用10位
• 序列号，占用12位，一毫秒生成4095个ID
  

26、分布式锁在项目中的哪些场景用到

• 系统是分布式集群，Java锁不能对集群适用
• 操作共享资源

27、分布式锁有哪些方案

• 使用Redis分布式锁，用setnx、Redisson。
  在使用setnx会遇到一个问题，如果程序对它设置锁立马就挂了，然后其它程序就不能访问这个key了，所以用setnx的同时一定要对这个key加过期时间（redis.setnx(key_mutex, 1, 3 * 60)）；还有一个问题就是加锁时间10秒，执行业务需要20秒，所以需要一个watch dog每5秒看一下然后把锁时间改成10秒，避免业务没完锁就释放掉了，然后其它线程就来访问相同的业务操作
  Redisson是Redis官方推荐的Java版客户端，直接有方法进行分布式锁，比如默认的非公平锁

RLock lock=redisson.getLock("anyLock");
//可以指定超时时间
lock.lock(10,TimeVnit.SECONDS);
boolean res=lock.tryLock(10,10,TimeUnit.SECONDS);
if(res)
try{}finally{lock.unlock()}

redis加锁产生死锁的两种情况：加锁没有释放锁（没有delete key）和加锁程序挂了（需要加过期时间）

• Zookeeper，临时节点和顺序节点
• 数据库实现：建一个表，表中包括方法名、主键等字段，并在方法名字段上创建唯一索引，想要执行某个方法，就是用这个方法名向表中插入数据，成功插入则获取锁，执行完后删除对应的行数据以释放锁

28、Redis和MySQL双写一致性

使用先更新数据库再删除缓存的操作
操作缓存的套路

• 失效：应用 程序先从缓存中取数据，没有则去数据库取，然后放到缓存中
• 命中：应用程序从缓存中取数据，取到返回
• 更新：先把数据更新到数据库中，成功后删除缓存
  使用更新数据库再删除缓存的操作也会存在并发问题：
  1、缓存刚好失效
  2、请求A查询数据库，得到一个旧值
  3、请求B将新值写入数据库
  4、请求B删除缓存
  5、请求A将旧值写入缓存，这里就会出现脏数据
  解决方案：1种是给缓存设置过期时间；另一种是异步延迟双删

public void write(String key,Object data){
        redis.delKey(key);
        Thread.sleep(1000);
        redis.delKey(key);
    }

还有一个问题就是缓存更新失败，解决方案如下

方案一
方案二

Java集合

Java集合关系

第一代：线程安全集合：Vector、Hashtable，使用synchronized保证线程安全
第二代：非线程安全集合：ArrayList、HashMap，如果要实现线程安全用Collections.synchronizedList(list);Collections.synchronizedMap(m)，这里的锁在方法里面，比第一代效率高
第三代：线程安全集合：都在java.util.concurrent.* 包里面有ConcurrentHashMap，使用分块锁比第二代高

1. ArrayList、HashSet、HashMap是线程安全的吗？如果不是怎么获取线程安全的集合？

ArrayList、HashSet、HashMap都不是线程安全的。在集合中只有Vector和HashTable是线程安全的

2. 什么是JAVA集合

java 集合既用来存放对象的容器

• 集合主要分为Collection和Map两个接口
• Collection又分别被List和Set继承
• List被AbstractList实现，又分为ArrayList、LinkList和VectorList
• Set被AbstractSet实现，又分为HashSet和TreeSet
• Map被AbstractMap实现，又分为HashMap和TreeMap
• Map被Hashtable实现

3. 哈希碰撞/哈希冲突是什么，如何解决？

• 在对字符串，文件，甚至目录进行hash取值时，有可能得到的多个一样的hash值，这就是hash碰撞/hash冲突。举个众所周知的Hash函数CRC32，如果你给这个Hash函数“plumless” 和“buckeroo”这2个字符串，它会生成相同的Hash值，这是已知的Hash冲突

  

  解决方法有：

  1.开放地址法(再散列法)

  开放地执法有一个公式:Hi=(H(key)+di) MOD m i=1,2,…,k(k<=m-1)

  其中，m为哈希表的表长。di 是产生冲突的时候的增量序列。如果di值可能为1,2,3,…m-1，称线性探测再散列。如果di取1，则每次冲突之后，向后移动1个位置.如果di取值可能为1,-1,2,-2,4,-4,9,-9,16,-16,…kk,-kk(k<=m/2)，称二次探测再散列。如果di取值可能为伪随机数列。称伪随机探测再散列。

  2.再哈希法Rehash

  当发生冲突时，使用第二个、第三个、哈希函数计算地址，直到无冲突时。缺点：计算时间增加。比如上面第一次按照姓首字母进行哈希，如果产生冲突可以按照姓字母首字母第二位进行哈希，再冲突，第三位，直到不冲突为止.这种方法不易产生聚集，但增加了计算时间。

  3.链地址法（拉链法）

  将所有关键字为同义词的记录存储在同一线性链表中.基本思想:将所有哈希地址为i的元素构成一个称为同义词链的单链表，并将单链表的头指针存在哈希表的第i个单元中，因而查找、插入和删除主要在同义词链中进行。链地址法适用于经常进行插入和删除的情况。对比JDK 1.7 hashMap的存储结构是不是很好理解。至于1.8之后链表长度大于6rehash 为树形结构不在此处讨论。

4. ArrayList和LinkedList的不同？

两个都实现List接口，但ArrayList底层是数组而LinkedList是链表

在ArrayList的前面或中间插入数据时，必须将其后所有的数据相应的后移，这会浪费很多时间，当然如果是只在集合后面添加元素，并随机访问其中元素时，使用ArrayList性能还是很出色的。

如果是对集合的前面或者红箭添加或删除数据时，并按照顺序访问其中的元素时，就应该使用LinkedList

总的来说ArrayList的查询效率高，增删效率差，适用于频繁查询和增删少的场景，而LinkedList的查询效率低，但增删效率高，使用与增删动作频繁和查询次数少的场景

5. ArrayList和Vector的区别？

• 同步性

  Vector是线程安全的，而ArrayList不是线程安全的，如果是一个线程访问集合最好用ArrayList，因为它不考虑线程安全所以效率会高一些；如果有多个线程访问集合就用Vector，因为不需要再去考虑和编写线程安全的代码

• 数据增长

  ArrayList与Vector都有一个初始的容量大小，当存储元素超过本身容量时，Vector默认增长原来的一倍，而ArrayList增加原来的0.5倍。Vector是可以设置增长的空间大小，而ArrayList没有提供设置增长空间的方法

6. HashMap的数据存储和实现原理你了解多少

• 存值

  hashmap在存数据的时候是基于hash的原理，当我们调用put(key,value)方法的时候，其实我们会先对键key调用key.hashcode()方法，根据方法返回的hashcode来找到bucket的位置来存Entry对象。

  如果出现hashcode相同的情况，这时候就会产生hash碰撞（hashmap的底层存储结构是 数组+链表），这时候根据hashcode找到对应的bucket，然后在链表逐一检查有没有存相同的key，用equals()进行比较，如果有则用新的value取代旧的value，如果没有就在链表的尾部加上这个新的Entry对象

• 取值

  当使用get(key)时，会调用key的hashcode方法获得hashcode，然后根据hashcode找到bucket，优于bucket对应的链表中可能存有多个Entry，这个时候会调用key的equals()找到对应的Entry，然后把值返回

7. HashMap的长度为什么是2的幂次方？

• HashMap为了存取高效，要尽量较少碰撞，就是要尽量把数据分配均匀，每个链表长度大致相同，这个实现就在把数据存到哪个链表中的算法；
  这个算法实际就是取模，hash%length，计算机中直接求余效率不如位移运算，源码中做了优化hash&(length-1)，
  hash%length==hash&(length-1)的前提是length是2的n次方；
  为什么这样能均匀分布减少碰撞呢？2的n次方实际就是1后面n个0，2的n次方-1 实际就是n个1；

8. HashSet和HashMap的区别与联系

HashSet实际上为(key,null)类型的HashMap,而我们知道,HashSet的key是不能重复的,所以HashSet的值自然也是没有重复的.因为HashMap的key可以为null,所以HashSet的值可以为null

HashMap	HashSet
HashMap实现了Map接口	HashSet实现了Set接口
HashMap储存键值对	HashSet仅仅存储对象
使用put()方法将元素放入map中	使用add()方法将元素放入set中
HashMap中使用键对象来计算hashcode值	HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象来说hashcode可能相同，所以equals()方法用来判断对象的相等性，如果两个对象不同的话，那么返回false
HashMap比较快，因为是使用唯一的键来获取对象	HashSet较HashMap来说比较慢

9. Collection和Collections有什么区别

• Java.util.Collection是一个集合的顶级接口。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法，其直接实现有List和Set
• Collections则是集合类的一个工具类，其中提供了一系列静态方法，用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作

10. Iterator是什么

迭代器是一种设计模式，它可以遍历并选择序列中的对象，在使用时并不需要了解该对象的底层结构。迭代器通常也被称为轻量级对象，因为其创建的代价低

• 集合使用iterator()返回一个Iterator，调用Iterator的next()方法时，返回一个元素，iterator()是java.lang.Iterable接口，被Collection继承
• 使用hashNext()检查序列中给是否还有元素
• 使用remove()将迭代器返回的元素删掉

11. Iterator和List Iterator有什么区别

• Iterator可用来遍历Set和List集合，但是List Iterator只能用来遍历List
• Iterator对集合只能是前向遍历，List Iterator向前、后都可以
• List Iterator实现了Iterator接口，并包含对集合操作的方法，如：增删改查元素

12. HashMap和HashTable的区别

• HashTable是线程同步的，HashMap不是线程同步的
• HashTable key和value不允许有空值，HashMap允许有空值
• HashTable可以使用Enumeration和Iterator，HashMap使用Iterator
• HashTable中hash数组的默认大小是11，增加方式是old*2+1，HashMap中的hash数组的默认大小是16，增长方式是2的指数倍
• HashTable继承Dictionary类，HashMap继承AbstractMap类

Redis

1.Redis的特点

Redis全称Remote Dictionary Server（远程字典服务）,用C编写，NoSQL数据库服务器。其本质是一个key-value的内存数据库，类似于memcached，其QPS能达到数十万次，单个value的最大限制1GB，而memcahed只有1MB，其支持的数据结构有： 字符串（strings）， 散列（hashes）， 列表（lists）， 集合（sets）， 有序集合（sorted sets） 与范围查询， bitmaps， hyperloglogs 和 地理空间（geospatial） 索引半径查询。 Redis 内置了 复制（replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction），事务（transactions） 和不同级别的 磁盘持久化（persistence）， 并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动 分区（Cluster）提供高可用性（high availability）

Redis的缺点就是其是内存数据库，其上限受限于运行的物理内存的大小

2.Redis的性能问题及解决放案

• Redis做内存快照（内存中数据在某一个时刻的转态记录）是有两个命令：

​ save：在主线程中执行，会导致阻塞

​ bgsave：创建一个子进程，专门写RDB文件，避免主线程阻塞，这是Redis RDB文件生成的默认配置。但是fork 创建过程中本身会阻塞主线程，主线程内存越大阻塞时间越长

• AOF持久化会导致重启恢复速度变慢
• Redis主从复制的速度和连接的稳定性受网络的影响，Master和Slave最好在一个局域网中

3.Redis使用的场景

​ ● 会话缓存（Session Cache）

​ ● 全页缓存（FPC）

​ ● 队列

​ ● 排行榜/计数器

​ ● 发布/订阅

4.Redis的优缺点

​ 优点

​ ● QPS能达到数十万
​ ● 所有的操作都是原子性的，也就是说一个操作要么成功要么失败，就像关系型数据库中的事务
​ ● 支持丰富的数据类型

​ 缺点

​ ●因为是内存数据库所以受限于机器本身的内存大小，Redis本身可以有过期策略，但内存增长过快时需要定期 删除数据

​ ●在重启Redis时，持久化的数据越大加载越慢，在完成加载之前，Redis将不提供服务

5.Redis的持久化是什么

RDB持久化：Redis默认的持久化方案。在指定的时间间隔内将内存中的数据写入到磁盘中，这些数据写在指定目录下的dump.rdb文件，Redis重启会通过dump.rdp文件恢复数据，因为是定时备份所以会有数据丢失的情况

AOF持久化：Redis默认不开启。它是为了弥补RDB的不足（数据丢失或数据不一致），所以它采用写日志的方式记录所有的写操作，Redis重启会通过日志文件恢复数据，这种情况如果数据量比较大的话，启动就会慢

RDB和AOF同时应用时：当Redis重启的时候，它会优先使用AOF来还原数据，因为数据比较全

6.RDB和AOF优缺点

优点

RDB：RDB是定时备份的，可以随时将数据还原到不同版本，也比较适用于灾难性恢复

AOF：AOF对日志文件进行追加，在日志进行写入过程中关机了或磁盘满了，使用redis-check-aof工具也可以修复这些问题

缺点

RDB：如果对数据完整性有要求的话就不适用于RDB，因为会丢数据。

​ 每次保存RDB时，Redis都要fork()出一个子进程，由子进程进行数据持久化的工作。数据集比较大时，fork()会比较耗时，可能会在一定毫秒内停止处理客户端的请求

AOF：AOF数据量比较大，使用fsync策略，恢复数据速度慢于RDB

7、Redis是单线程的为什么会那么快？

• Redis是内存数据库，所以不需要进行磁盘IO
• 数据操作简单，不需要进行联合查找，读写操作都是O(1)
• 单线程访问数据不需要加锁
• 多路I/O复用模型，多路即多连接、复用就是用同一个线程

8、Redis的过期key删除策略

• 过期精度：0-1毫秒
• 会发生的问题：Keys的过期时间使用Unix时间戳存储（单位毫秒），也就是说你设置key的有效期是1分钟，但是你将电脑时间调到未来的2分钟，这时key就会立即失效。如果将RDB文件放到两个时间不同步的电脑上，有可能发生key加载就过期的事情
• Redis淘汰过期kyes
  被动方式：客户端主动访问时发现key过期了，就主动删除
  主动方式：很多key是永远都不会访问的，所以Redis没秒会做十次以下事情
  1、测试随机20个key进行相关过期检查
  2、删除所有已经过期的key
  3、如果有多于25%的key过期，重复这些步骤

9、Redis缓存回收

• volatile-lru:从设置了过期时间的数据集中，选择最近最久未使用的数据释放；
• allkeys-lru:从数据集中(包括设置过期时间以及未设置过期时间的数据集中)，选择最近最久未使用的数据释放；
• volatile-random:从设置了过期时间的数据集中，随机选择一个数据进行释放；
• allkeys-random:从数据集中(包括了设置过期时间以及未设置过期时间)随机选择一个数据进行入释放；
• volatile-ttl：从设置了过期时间的数据集中，选择马上就要过期的数据进行释放操作；
• noeviction：不删除任意数据(但redis还会根据引用计数器进行释放),这时如果内存不够时，会直接返回错误。

10、Redis集群方案

• 主从复制集群，需要手动切换
• 哨兵模式的主从复制集群，每个节点是全部数据，不需要手动切换
• Redis自身实现的Cluster分片集群，每个节点存部分数据

11、Redis事务时怎么实现的

1.事务开始：MULTI，执行此命令代表事务开始
2.命令入队：QUEUED状态
3.事务执行：EXEC

redis> MULTI
OK
redis> SET "name" "ds"
QUEUED
redis> GET "name"
QUEUED
redis> EXEC
1) OK
2) "ds"

Redis不支持回滚：Redis命令只有因为错误的语法而失败，这些失败的命令在开发中就应该发现，而不是在生产环境中出现，所以不需要考虑

12、缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿在实际中怎么处理

• 缓存穿透：在Redis中查询一个不存在的key，为了容错，在redis中没有查到就会去数据库查，如果每次都去数据库查Redis就没有意义了，而且如果有人故意利用不存在的key去访问数据库，数据库就有可能挂掉
  解决方案：采用布隆过滤器，把所有可能存在的数据哈希到一个bitmap中，然后过滤不存在的数据；还有就是把空结果进行缓存，但过期时间设短一点，两三分钟就好
• 缓存击穿：设置过期时间的key，在过期的这个时间点有大量请求来访问它，因为访问不到，而去访问数据库，所以有可能导致数据库挂掉
  解决方案：设置热点数据永不过期；加互斥锁（mutex key），就是缓存返回是否为空，其为空就设置mutex key,然后去数据库中拿数据，并把数据放到redis中

public String get(key) {
      String value = redis.get(key);
      if (value == null) { //代表缓存值过期
          //设置3min的超时，防止del操作失败的时候，下次缓存过期一直不能load db
      if (redis.setnx(key_mutex, 1, 3 * 60) == 1) {  //代表设置成功
               value = db.get(key);
                      redis.set(key, value, expire_secs);
                      redis.del(key_mutex);
              } else {  //这个时候代表同时候的其他线程已经load db并回设到缓存了，这时候重试获取缓存值即可
                      sleep(50);
                      get(key);  //重试
              }
          } else {
              return value;      
          }
 }

• 缓存雪崩：很多key同时失效，大量请求同时访问数据库
  解决方案：设置热点数据永不过期；在原有失效时间的基础上加一个随机值，1-5分钟随机，这样每一个缓存的过期时间重复率就会降低，不会引起大量key集体失效的事情

穿透：缓存不存在，数据库不存在，高并发，少量key
击穿：缓存不存在，数据库存在，高并发，少量key
雪崩：缓存不存在，数据库存在，高并发，大量key

7.Redis的数据类型

• 字符串（strings）：String数据结构是最简单的key-value类型

  用法：

  192.168.1.167:6379> set name dd
  OK
  192.168.1.167:6379> get name
  "dd"
  

• 散列（hashes）：类似Java中的hash，可以存放对象值，如用户：用户名、年龄等，具体通过HMSET 指令设置 hash 中的多个域，而 HGET 取回单个域，hgetall取得所有域

  用法：

  192.168.1.167:6379> hset user:1000 username dd birthyear 1999 verified 11
  (integer) 3
  192.168.1.167:6379> hget user:1000 username
  "dd"
  192.168.1.167:6379> hgetall user:1000
  1) "username"
  2) "dd"
  3) "birthyear"
  4) "1999"
  5) "verified"
  6) "11"
  192.168.1.167:6379> 
  

• 列表（lists）：List其实就是双向链表，rpush 设置一个列表值，lrange 获取一个列表值

  用法：

  192.168.1.167:6379> rpush list a
  (integer) 1
  192.168.1.167:6379> rpush list b
  (integer) 2
  192.168.1.167:6379> rpush list c
  (integer) 3
  192.168.1.167:6379> lrange list 0 -1
  1) "a"
  2) "b"
  3) "c"
  192.168.1.167:6379> 
  
  

• 集合（sets）：Set 是 String 的无序排列，就是不根据插入顺序进行排序。集合中不能出现重复数据。set是通过hash实现的，所以增删查的时间复杂度都是o(1)。SADD 指令把新的元素添加到 set 中。对 set 也可做一些其他的操作，比如测试一个给定的元素是否存在，对不同 set 取交集，并集或差，等等

  用法：

  192.168.1.167:6379> sadd myset 2 3 1
  (integer) 3
  192.168.1.167:6379> smembers myset
  1) "1"
  2) "2"
  3) "3"
  192.168.1.167:6379> 
  
  

• 有序集合（sorted sets） ：有序集合和集合一样是string类型的集合，但不允许有重复元素。每个元素都有一个double类型的分数，redis通过这个分数从小到大进行排序。因为有序集合也通过hash实现，所以增删查的时间复杂度o(1)

  用法：

  192.168.1.167:6379> zadd mysortedset 1 b
  (integer) 1
  192.168.1.167:6379> zadd mysortedset 2 a
  (integer) 1
  192.168.1.167:6379> zadd mysortedset 3 c
  (integer) 1
  192.168.1.167:6379> zadd mysortedset 2 d
  (integer) 1
  192.168.1.167:6379> zrange mysortedset 0 10
  1) "b"
  2) "a"
  3) "d"
  4) "c"
  192.168.1.167:6379> 
  
  

• 范围查询bitmaps：通过一个bit来标识元素对应的值

  用法：

  192.168.1.167:6379> setbit mybit 1 1
  (integer) 0
  192.168.1.167:6379> setbit mybit 2 1
  (integer) 0
  192.168.1.167:6379> setbit mybit 3 1
  (integer) 0
  192.168.1.167:6379> bitcount mybit
  (integer) 3
  192.168.1.167:6379> 
  
  

• hyperloglogs ：HyperLogLog 是用来做基数统计的算法，HyperLogLog 的优点是，在输入元素的数量或者体积非常非常大时，计算基数所需的空间总是固定 的、并且是很小的。

在 Redis 里面，每个 HyperLogLog 键只需要花费 12 KB 内存，就可以计算接近 2^64 个不同元素的基 数。这和计算基数时，元素越多耗费内存就越多的集合形成鲜明对比。

但是，因为 HyperLogLog 只会根据输入元素来计算基数，而不会储存输入元素本身，所以 HyperLogLog 不能像集合那样，返回输入的各个元素

基数既不重复元素的个数

用法：

192.168.1.167:6379> pfadd myhyperloglog a
(integer) 1
192.168.1.167:6379> pfadd myhyperloglog b
(integer) 1
192.168.1.167:6379> pfadd myhyperloglog c
(integer) 1
192.168.1.167:6379> pfadd myhyperloglog c
(integer) 0
192.168.1.167:6379> pfcount myhyperloglog
(integer) 3
192.168.1.167:6379> 

• 地理空间（geospatial） ：存储地理位置信息

用法：

192.168.1.167:6379> geoadd point1 13.123 38.133 "name1"  13.223 38.333 "name2"
(integer) 2
192.168.1.167:6379> geopos point1 name1 name2
1) 1) "13.12299996614456177"
   2) "38.13300034651486925"
2) 1) "13.22299808263778687"
   2) "38.33299998487134985"
192.168.1.167:6379> 

Mysql

1、常用的三种存储引擎

存储引擎：不同的数据文件在磁盘的不同组织形式

• InnoDB：数据结构用B+树，.frm为结构文件，.ibd为数据文件（数据和索引）
• MyISAM：数据结构用B+树，.frm为结构文件，.myd为数据文件，.myi为索引文件
• MEMORY：数据结构用hash，.frm为结构文件，所有数据都在内存中，处理速度快，但安全性不高
  注意：MySQL8开始删除了原来的frm文件，并采用 Serialized Dictionary Information (SDI), 是MySQL8.0重新设计数据词典后引入的新产物,并开始已经统一使用InnoDB存储引擎来存储表的元数据信息。SDI信息源记录保存在ibd文件中。
  如何可以查看表结构信息，官方提供了一个工具叫做ibd2sdi，在安装目录下可以找到，可以离线的将ibd文件中的冗余存储的sdi信息提取出来，并以json的格式输出到终端。

innodb和myisam的区别

• innodb支持事务，myisam不支持
• innodb支持外键，myisam不支持
• innodb支持表锁和行锁，myisam只支持表锁
• innodb索引的叶子节点存放数据，myisam存放地址
• 8.0之后innodb是默认引擎
• 两个的文件构成上不同，innodb有一个结构文件和数据索引文件，myisam有一个结构文件、数据文件和索引文件

2、为什么不用hash、二叉树、红黑树

不用hash的原因

• 利用hash需要将数据放到内存中，比较耗内存
• hash的等值查询快，但不能进行范围查找

不用二叉树和红黑树的原因

• 不管是二叉树还是红黑树，都会因为树的深度过深而造成io次数变多，影响数据读取的速度（两个树的特点就是每个节点只会放一个值，所以层数会很深）

3、为什么用B-树

图片来源
每个磁盘块相当于一页，每页是4*4=16k的数据（总容量16k），如果一页中还存数据（date），那么一页中存的数据条数就十分有限，而我们平常一张表中有百万条或千万条数据，如果用B树会导致层数变多，从而影响io的速度

4、为什么用B+树

图片来源

以下两点是B+树和B-树的区别，也是其优势所在

• 从上图可以看出数据（data）全部放在了最下层的叶子节点中，所以根节点（16k）能存更多的key，而我们的表一般三层或四层就可以了，也就是说查一条数据最多io三次或四次就行了（至于表是三层还是四层是根据我们数据量计算出来的）
• 最下层的叶子节点中每一个页有一个双向指针，可以横向范围查找，如果找key大于10就可以把10后面的直接拿出来（从左到右查），如果找key小于36就把36前面的直接拿出来（从右到左查）

5、索引优化的方法有哪些？

• 使用索引列进行查询时尽量不要使用表达式，如 id时索引列，使用查询语句 select id,name from table where id+1=3;
• 尽量使用主键查询，而不是其它索引，因为主键查询不会回表（主键是聚簇索引，索引和数据在一起）
• 使用前缀索引，这是对字符串很长的列作为索引来说的，如BLOB、TEXT、VARCHAR类型的列，对于VARCHAR来说如果字符串不够长可以用整列作为索引，因为其选择性高，可以让MySQL过滤更多的行，如果太长就必须要用前缀索引，以此来降低索引空间，而且MySQL也不允许太长的字符作为索引，需要对其进行限制
• 使用索引来排序，如果是用联合索引进行排序，需要有使用 where + 联合索引列
• 使用or索引会失效。如果单列索引or会使用索引(select * from table where id=1 or id=3 id是单列索引)；如果是联合索引：1、在全部列都是联合索引的情况下，那么会走这些列的联合索引（select name,age from table where name=‘1’ and age=3 其中name和age是联合索引）。2、如果只有部分列是索引，那么不会走索引（select * from table name=‘1’ and age =3）
• 范围列可以走索引，但范围列后面的列不能走索引
• 不能进行类型转换，否则不走索引，如 select * from table name=3 这里name是varchar 所以要用 name=‘3’
• 更新十分频繁的数据和识别度不高的数据不要建索引。索引列更新B+树结构也会更新，会降低数据库性能；一百条数据其中一大半都是一样的，那这种识别度不高的就不需要建索引；识别度大于0.8才建索引（count(distinct(列名)/count(*)>0.8 )）
• 进行表连接的时候，最好不要超过三张表，而且需要join的字段，数据类型必须一致，否则不走索引
• 可以使用limit来限制输出（特别大的数据量不宜使用）
• 联合索引字段列不能超过5个
• 索引不能过多，需要根据具体业务建索引
• 创建索引的列不能为null

6、MVCC解决的问题

数据库并发场景有三种

• 读读：不存在任何问题，也不需要并发控制
• 读写：有线程安全问题，可能造成事务隔离性问题，可能遇到脏读、幻读、不可重复读
• 写写：有线程安全问题，可能存在更新丢失问题

MVCC：Multi-Version Concurrency Control，即多版本并发控制，是一种用来解决读写冲突的无锁并发控制，也是为事务分配单项增长的时间戳，为每个修改保存一个版本，版本与事务时间戳关联，读操作只读该事务开始前的数据库快照，所以MVCC可以为数据库解决以下问题：

• 在并发读写数据库时，可以做到读操作时不用阻塞写操作，写操作不用阻塞读操作，提高了数据库并发读写的性能
• 解决脏读、幻读、不可重复读等事务隔离问题，但是不能解决更新丢失问题

7、MySQL的隔离级别

• Read Uncommitted 读取未提交的内容
  在这个隔离级别，所有事务都可以看到未提交事务的执行结果。所以会产生脏读，一般不会用
• Read Committed 读取提交的内容
  一个事务只能读取其它事务已提交的内容，支持不可重复读，也就是说用户运行同一个语句两次，看到的结果时不同的
• Repeatable Read 可重复读
  Mysql的默认隔离级别。可解决上面不可重复读问题，它保证同一个事务的多个实例咋并发读取时，会看到相同的数据。不过会导致另一个问题”幻读“。InnoDB和Falcon存储引擎通过多版本并发控制机制解决幻读问题
• Serializable 可串行化
  是最高隔离级别，它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。就是读的时候给行加锁，所以会导致大量的超时和锁竞争现象，现实中应该很少用到，但如果用户的应用为了数据的稳定性，需要强制减少并发，也可以选择这种

1、脏读
脏读是指一个事务读取了未提交事务执行过程中的数据
2、不可重复读
不可重复读是指一个事务查询多次相同的sql得到的结果不一致，因为一个事务执行过程中，另一个事务提交并修改了当前事务正在读取的数据
3、幻读
比如去取钱，卡上有100，你全部取出来，然后有人又给你转了100，你会发现卡上还有100，你就会产生一个错觉，是不是有问题了

8、Mysql复制原理

• master服务务器将数据的改变的记录存放在binlog（二进制文件）日志中
• slave服务器会在一定时间间隔内对master二进制文件进行探测，如果发生改变会开始一个IO线程请求master二进制文件数据
• 同时主节点为每个IO线程启动一个dump线程，用于向其发送二进制数据，并保持至从节点本地的中继日志中，从节点将启动sql线程从中级日志中读取二进制日志，在本地存放，使得其数据和主节点的保持一致，最后IO线程和sql线程将进入睡眠状态，等待下一次被唤醒
  也就是说：
  1、从库有两个线程：IO和sql两个线程
  2、IO线程会去请求主库的binlog，主库启动一个dump线程向从库发数据，从库收到后并将其写入relay-log(中继日志)文件中
  3、sql线程会读取relay log文件中的日志，并解析成sql语句逐一执行

9、怎么处理慢查询

• 开启慢查询日志，准确定位哪条sql有问题
  slow_query_log 慢查询开启状态，ON开启，OFF关闭
  slow_query_log_file 慢查询日志存放的位置
  long_query_time 查询超过多少秒才记录
• 分析sql语句，查看是否有不需要加载的列
• 分析语句的执行计划，看是否命中索引
• 如果对语句的优化已经是最优的，那就看是否表数据比较大，大了就分库分表

10、什么是MVCC

Mybatis

1、mybatis 中 #{}和 ${}的区别是什么？

#{}是预编译处理，${}是字符串替换；

Mybatis在处理#{}时，会将sql中的#{}替换为?号，调用PreparedStatement的set方法来赋值；

Mybatis在处理$时，就是把${}替换成变量的值；

使用#{}可以有效的防止SQL注入，提高系统安全性。

2、mybatis 有几种分页方式？

数组分页
sql分页
拦截器分页
RowBounds分页

3、mybatis 逻辑分页和物理分页的区别是什么？

物理分页速度上并不一定快于逻辑分页，逻辑分页速度上也并不一定快于物理分页。

物理分页总是优于逻辑分页：没有必要将属于数据库端的压力加诸到应用端来，就算速度上存在优势,然而其它性能上的优点足以弥补这个缺点。

4、 mybatis 是否支持延迟加载？延迟加载的原理是什么？

Mybatis仅支持association关联对象和collection关联集合对象的延迟加载，association指的就是一对一，collection指的就是一对多查询。在Mybatis配置文件中，可以配置是否启用延迟加载lazyLoadingEnabled=true|false。

它的原理是，使用CGLIB创建目标对象的代理对象，当调用目标方法时，进入拦截器方法，比如调用a.getB().getName()，拦截器invoke()方法发现a.getB()是null值，那么就会单独发送事先保存好的查询关联B对象的sql，把B查询上来，然后调用a.setB(b)，于是a的对象b属性就有值了，接着完成a.getB().getName()方法的调用。这就是延迟加载的基本原理。

当然了，不光是Mybatis，几乎所有的包括Hibernate，支持延迟加载的原理都是一样的。

5、说一下 mybatis 的一级缓存和二级缓存？

一级缓存: 基于 PerpetualCache 的 HashMap 本地缓存，其存储作用域为 Session，当 Session flush 或 close 之后，该 Session 中的所有 Cache 就将清空，默认打开一级缓存。

二级缓存与一级缓存其机制相同，默认也是采用 PerpetualCache，HashMap 存储，不同在于其存储作用域为 Mapper(Namespace)，并且可自定义存储源，如 Ehcache。默认不打开二级缓存，要开启二级缓存，使用二级缓存属性类需要实现Serializable序列化接口(可用来保存对象的状态),可在它的映射文件中配置 ；

对于缓存数据更新机制，当某一个作用域(一级缓存 Session/二级缓存Namespaces)的进行了C/U/D 操作后，默认该作用域下所有 select 中的缓存将被 clear。

6、mybatis 和 hibernate 的区别有哪些？

（1）Mybatis和hibernate不同，它不完全是一个ORM框架，因为MyBatis需要程序员自己编写Sql语句。

（2）Mybatis直接编写原生态sql，可以严格控制sql执行性能，灵活度高，非常适合对关系数据模型要求不高的软件开发，因为这类软件需求变化频繁，一但需求变化要求迅速输出成果。但是灵活的前提是mybatis无法做到数据库无关性，如果需要实现支持多种数据库的软件，则需要自定义多套sql映射文件，工作量大。

（3）Hibernate对象/关系映射能力强，数据库无关性好，对于关系模型要求高的软件，如果用hibernate开发可以节省很多代码，提高效率。

7、mybatis 有哪些执行器（Executor）？

Mybatis有三种基本的执行器（Executor）：

SimpleExecutor：每执行一次update或select，就开启一个Statement对象，用完立刻关闭Statement对象。

ReuseExecutor：执行update或select，以sql作为key查找Statement对象，存在就使用，不存在就创建，用完后，不关闭Statement对象，而是放置于Map内，供下一次使用。简言之，就是重复使用Statement对象。

BatchExecutor：执行update（没有select，JDBC批处理不支持select），将所有sql都添加到批处理中（addBatch()），等待统一执行（executeBatch()），它缓存了多个Statement对象，每个Statement对象都是addBatch()完毕后，等待逐一执行executeBatch()批处理。与JDBC批处理相同。

8、mybatis 分页插件的实现原理是什么？

分页插件的基本原理是使用Mybatis提供的插件接口，实现自定义插件，在插件的拦截方法内拦截待执行的sql，然后重写sql，根据dialect方言，添加对应的物理分页语句和物理分页参数。

9、mybatis 如何编写一个自定义插件？

Mybatis自定义插件针对Mybatis四大对象（Executor、StatementHandler 、ParameterHandler 、ResultSetHandler ）进行拦截，具体拦截方式为：

Executor：拦截执行器的方法(log记录)

StatementHandler ：拦截Sql语法构建的处理

ParameterHandler ：拦截参数的处理

ResultSetHandler ：拦截结果集的处理

Mybatis自定义插件必须实现Interceptor接口：

public interface Interceptor {
    Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable;
    Object plugin(Object target);
    void setProperties(Properties properties);
}

intercept方法：拦截器具体处理逻辑方法

plugin方法：根据签名signatureMap生成动态代理对象

setProperties方法：设置Properties属性

自定义插件demo：

// ExamplePlugin.java
@Intercepts({@Signature(
  type= Executor.class,
  method = "update",
  args = {MappedStatement.class,Object.class})})
public class ExamplePlugin implements Interceptor {
  public Object intercept(Invocation invocation) throws Throwable {
  Object target = invocation.getTarget(); //被代理对象
  Method method = invocation.getMethod(); //代理方法
  Object[] args = invocation.getArgs(); //方法参数
  // do something ...... 方法拦截前执行代码块
  Object result = invocation.proceed();
  // do something .......方法拦截后执行代码块
  return result;
  }
  public Object plugin(Object target) {
    return Plugin.wrap(target, this);
  }
  public void setProperties(Properties properties) {
  }
}

一个@Intercepts可以配置多个@Signature，@Signature中的参数定义如下：

type：表示拦截的类，这里是Executor的实现类；

method：表示拦截的方法，这里是拦截Executor的update方法；

args：表示方法参数。