【面经题解1】快手Java开发-面经解析
背景&叠甲
面经地址：
- https://www.nowcoder.com/feed/main/detail/d9e470c708ee4c99a0239e17f990caa9
目的：复习八股文、反复记忆
范围：基础、多线程、集合、MySQL、Redis、Spring全家桶、Mybatis、RocketMQ、微服务、分布式等
没有JVM，操作系统，网络，算法，问就是没梦想去大厂，卷卷中小厂得了。
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Work-Life Balance，虽然是个伪命题，但仍是我向往的。
- 如果有不对的地方，欢迎指正
- 肯定有疏忽的地方，希望指正
- 原作者不希望传播或引用，可联系删除
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正文
- String的特性，不可变的好处，怎么实现不可变的
String是Java中的一个类，用于表示字符串。它的特性之一就是不可变性，也就是说，一旦创建了一个String对象，就无法修改它的值。
不可变性的好处有以下几点：
- 线程安全：由于String对象是不可变的，多个线程可以同时访问同一个String对象而无需担心数据的修改问题，这样就避免了线程安全的隐患。
- 缓存哈希值：String类重写了hashCode()方法，并且在第一次计算哈希值时将其缓存起来。由于不可变性的特性，可以确保哈希值的一致性，使得String对象可以被安全地用作Map的键。
- 安全性：在一些安全敏感的场景中，不可变性可以防止对象的状态被修改，从而提供更高的安全性。
实现不可变的方式有以下几种：
- 使用final关键字：可以将String对象声明为final，这样就无法对其进行修改。
- 使用private访问修饰符：将String对象的成员变量声明为private，并提供只读的访问方法，不提供修改方法。
- 不提供修改方法：不提供任何修改String对象的方法，只提供获取值的方法。
String的底层是通过字符数组实现，由final修饰符修饰类和数组，private修饰属性，不提供get set方法。
- 为什么有了string还要stringbuffer，buffer和string的区别，性能比较
String 线程安全，适合少量数据的场景，每次操作(拼接、替换等)都会创建一个新得独享；
StringBuffer 可变字符串，线程安全，内部方法同步锁实现，适用于多线程字符串缓冲区操作大量数据
StringBuilder 可变字符串，线程不安全，内部没有对方法实现同步锁，适用于单线程字符串缓冲区操作大量数据
- Thread Local的原理，为什么Thread Local会有内存泄露问题，如何解决的？
https://www.cnblogs.com/xbhog/p/15411167.html
谈谈你对ThreadLocal的理解
1.ThreadLocal可以实现【资源对象】的线程隔离，让每个线程各用各的【资源对象】
，避免争用引发的线程安全问题
2.ThreadLocal同时实现了线程内的资源共享
3.每个线程内有一个ThreadLocalMap类型的成员变量，用来存储资源对象
a)调用set方法，就是以ThreadLocal自己作为key,资源对象作为value,放入当前线
程的ThreadLocalMap集合中
b)调用get方法，就是以ThreadLocal自己作为key,到当前线程中查找关联的资源值
c)调用remove方法，就是以ThreadLocal自己作为key,移除当前线程关联的资源值
4.ThreadLocal内存泄漏问题
ThreadLocalMap中的key是弱引用，值为强引用；key会被GC释放内存，关联value
的内存并不会释放。建议主动remove释放key,value
- hashmap插入过程，concurrenthashmap的优化，1.7和1.8的区别
HashMap的插入过程如下：
- 首先，根据键的hashCode()方法计算出哈希值。
- 使用哈希值和HashMap的容量进行位运算，得到键值对应的数组索引。
- 如果该索引位置为空，直接将键值对插入到该位置。
- 如果该索引位置已经存在其他键值对，可能是因为发生了哈希碰撞（不同的键计算出了相同的哈希值）。此时，会使用equals()方法比较键是否相等。
- 如果键相等，则更新该位置的值。
- 如果键不相等，则将键值对插入到链表或红黑树（JDK 1.8之后）中。
ConcurrentHashMap是HashMap的线程安全版本，它在1.7和1.8中有不同的实现方式和优化：
在JDK 1.7中，ConcurrentHashMap使用了分段锁（Segment）的机制。它将整个哈希表分成多个段（Segment），每个段维护一个独立的哈希表，不同的段可以被不同的线程同时访问，从而提高并发性能。每个段内部使用了可重入锁来保证线程安全。
在JDK 1.8中，ConcurrentHashMap进行了重大改进。它引入了CAS（Compare and Swap）-乐观锁 操作和synchronized关键字来实现并发控制。它使用了一种称为"数组+链表+红黑树"的数据结构，当链表长度超过一定阈值时，会将链表转换为红黑树，以提高查找的效率。同时，使用CAS操作来保证线程安全，避免了使用锁带来的性能开销。
总的来说，JDK 1.8中的ConcurrentHashMap在并发性能上有了很大的提升，并且在处理哈希碰撞时使用了红黑树来提高查找效率。而JDK 1.7中的ConcurrentHashMap则采用了分段锁的方式来实现线程安全。
- 四种引用类型，以及各自的应用场景
在Java中，有四种引用类型，分别是强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）和虚引用（Phantom Reference）。它们各自有不同的应用场景。
- 强引用（Strong Reference）：
强引用是最常见的引用类型，如果一个对象具有强引用，垃圾回收器就不会回收它。即使内存不足，垃圾回收器也不会回收被强引用引用的对象。例如：
Object obj = new Object();
在上述代码中，
obj就是一个强引用，只要obj存在，对象就不会被回收。
- 软引用（Soft Reference）：
软引用用于实现内存敏感的缓存。当系统内存不足时，垃圾回收器可能会回收被软引用引用的对象。使用软引用可以避免内存溢出的问题。例如：
SoftReference<Object> softRef = new SoftReference<>(new Object());
在上述代码中，
softRef就是一个软引用，当系统内存不足时，垃圾回收器可能会回收softRef引用的对象。
- 弱引用（Weak Reference）：
弱引用用于实现一些特定的功能，比如ThreadLocal和WeakHashMap。当垃圾回收器进行垃圾回收时，无论内存是否充足，都会回收被弱引用引用的对象。例如：
WeakReference<Object> weakRef = new WeakReference<>(new Object());
在上述代码中，
weakRef就是一个弱引用，当垃圾回收器进行垃圾回收时，可能会回收weakRef引用的对象。
- 虚引用（Phantom Reference）：
虚引用是最弱的引用类型，它的主要作用是跟踪对象被垃圾回收的状态。虚引用必须和引用队列（ReferenceQueue）一起使用，当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果该对象有虚引用，会将虚引用加入到引用队列中。例如：
ReferenceQueue<Object> queue = new ReferenceQueue<>();
PhantomReference<Object> phantomRef = new PhantomReference<>(new Object(), queue);
在上述代码中，
phantomRef就是一个虚引用，当垃圾回收器准备回收phantomRef引用的对象时，会将phantomRef加入到queue引用队列中。
总结一下，不同的引用类型在Java中有不同的应用场景。强引用用于正常的对象引用，软引用用于实现内存敏感的缓存，弱引用用于特定功能的实现（如ThreadLocal和WeakHashMap），虚引用用于跟踪对象被垃圾回收的状态。根据具体的需求和场景，选择适合的引用类型可以提高程序的性能和内存利用率。
- mysql索引种类，聚簇索引和非聚簇索引的区别
索引种类：
- 主键索引
- 二级索引
- 唯一索引
- 普通索引
- 前缀索引
- 全文索引
聚簇索引：单表只存在一个聚簇索引，主键，数据与索引是在一起的，保存的是整行的数据，B+树中的叶子节点
非聚簇索引：单表存在一个或多个，数据与索引是分开的，保存的是索引的值，B+树中的非叶子节点
- mysql的四种隔离级别，解决哪些问题，mvcc的实现原理
MySQL提供了四种隔离级别，它们分别是：
- 读未提交（Read Uncommitted）：在该隔离级别下，一个事务可以读取到另一个事务尚未提交的数据。这种隔离级别最低，可能导致脏读、不可重复读和幻读的问题。
- 读已提交（Read Committed）：在该隔离级别下，一个事务只能读取到已经提交的数据。这种隔离级别可以避免脏读问题，但仍然可能出现不可重复读和幻读的问题。
- 可重复读（Repeatable Read）：在该隔离级别下，一个事务在执行期间多次读取同一数据时，能够保证读取到的数据是一致的。这种隔离级别可以避免脏读和不可重复读问题，但仍然可能出现幻读的问题。
- 串行化（Serializable）：在该隔离级别下，事务会按照顺序逐个执行，每个事务都会完全独立运行，相当于将并发执行的事务串行化。这种隔离级别可以避免脏读、不可重复读和幻读的问题，但会影响系统的并发性能。
可以通过设置MySQL的隔离级别来控制事务的隔离程度，可以使用以下语句设置隔离级别：
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL <隔离级别>;
其中，<隔离级别>可以是上述四种隔离级别之一。需要注意的是，不同的隔离级别会对系统的性能和并发性产生不同的影响，选择合适的隔离级别需要根据具体的业务需求进行权衡。
MVCC（Multi-Version Concurrency Control）是一种并发控制机制，用于在数据库系统中实现并发事务的隔离性。它通过为每个事务和数据行分配唯一的版本号来实现。
MVCC的实现原理如下：
- 版本号：每个数据行都会有一个版本号，用于标识该数据行的历史版本。通常情况下，版本号是一个递增的整数。
- 事务ID：每个事务也会有一个唯一的事务ID，用于标识该事务的开始时间。
- 读操作：当一个事务执行读操作时，它会获取该数据行对应的最新版本号，并将该版本号与自己的事务ID进行比较。如果该版本号大于等于事务的ID，说明该数据行是可见的，事务可以读取该数据行。如果该版本号小于事务的ID，说明该数据行是不可见的，事务无法读取该数据行。
- 写操作：当一个事务执行写操作时，它会为该数据行创建一个新版本，并将该版本号与自己的事务ID关联。同时，该事务会将新版本的数据写入到数据库中。
- 回滚：当一个事务被回滚时，它会释放所有由该事务创建的版本。这样，其他事务就可以通过版本号判断该数据行是否可见。
MVCC的优点是可以提高并发性能，因为读操作不会阻塞写操作，同时读操作也不会阻塞其他读操作。它可以避免脏读、不可重复读和幻读等并发问题。
需要注意的是，MVCC并不是MySQL中所有存储引擎都支持的特性，例如MyISAM引擎就不支持MVCC，而InnoDB引擎则支持。
- mysql死锁及出现的场景
https://juejin.cn/post/7069990366597873695#heading-8
死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用，它们都将无法推进下去。
对于mysql而言，表锁不会产生死锁。而行锁则会产生死锁（原因是：表锁一次性锁定所有的表）
由于加锁顺序不一致导致的死锁
商品表goods表有商品G1，G2，G3 ，… n中商品。 用户A的购物车添加的商品有G1，G2。用户B添加到购物车的商品有G2，G1，G4。当用户结算的时候，需要将goods表中对应的商品库存减1。此时，用户A与用户B同时结算。
| 用户A | 用户B |
|---|---|
| select * from goods where good_id=G1 for update | select * from goods where good_id=G2 for update |
| 对商品G2加锁，处于等待… | 对商品G1进行加锁，等待…产生死锁 |
在上表的情况中，由于加锁顺序不一致导致死锁产生。
解决办法： 对需要加锁的记录一次性加锁
用户A: select * from goods where good_id in (G1,G2) for update; #获取锁成功
用户B: select * from goods where good_id in (G2,G1,G3) for update; # 处于等待状态
用户A: 更新库存以及其他业务操作提交事务
用户B：获取到锁
用户A: 更新完毕
用户B：更新库存以及其他业务操作提交事务
- Redis的基本数据结构，哨兵如何实现通信，结点宕机如何处理
Redis是一种基于内存的键值存储系统，支持多种数据结构。以下是Redis的基本数据结构：
- String（字符串）：最基本的数据结构，可以存储字符串、整数或浮点数。
- Hash（哈希）：类似于关联数组，可以存储字段和值的映射关系。
- List（列表）：按照插入顺序存储一组字符串。
- Set（集合）：无序、不重复的字符串集合。
- Sorted Set（有序集合）：类似于集合，每个成员都关联一个分数，用于排序。
哨兵（Sentinel）是Redis的高可用解决方案，用于监控和管理Redis的主从复制和故障转移。哨兵之间通过发布订阅（Pub/Sub）机制进行通信。当一个哨兵节点发现主节点宕机后，它会通过发布消息通知其他哨兵节点，其他哨兵节点会进行投票选举出新的主节点，并将这个信息广播给其他节点。一旦新的主节点选举完成，哨兵节点会通知客户端进行更新。
当一个Redis节点宕机时，哨兵会进行故障转移来确保系统的可用性。哨兵会选举出一个新的主节点，并将其他从节点切换到新的主节点。哨兵还会监控从节点，如果从节点宕机，哨兵会将其标记为下线，并尝试将其重新配置为新的从节点。
在结点宕机的情况下，哨兵的处理流程如下：
- 哨兵检测到主节点宕机。
- 哨兵节点进行选举，选举出新的主节点。
- 哨兵节点通知其他节点进行主从切换。
- 客户端收到通知后更新配置，连接到新的主节点。
通过这种方式，哨兵能够实现Redis的高可用性和故障恢复能力。
- Spring Boot的自动装配流程
在Spring Boot项目中的引导类上有一个注解@SpringBootApplication，这个
注解是对三个注解进行了封装，分别是：
@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan
其中 @EnableAutoConfiguration 是实现自动化配置的核心注解。
该注解通过 @Import 注解导入对应的配置选择器。关键的是内部就是读取了该项目和该项目引用的Jar包的的classpath路径下META-INF/spring.factories文件中的所配置的类的全类名。
在这些配置类中所定义的Bean会根据条件注解所指定的条件来决定是否需要将其导入到Spring容器中。
一般条件判断会有像 @ConditionalOnClass 这样的注解，判断是否有对应的class文件，如果有则加载该类，把这个配置类的所有的Bean放入spring容器 中使用。
- Spring Bean的安全问题
https://cloud.tencent.com/developer/article/1743283
bean在spring中的作用域有5种，常用的一般是单例和原型，原型的话是每次使用都会创建一个新的bean,所以不存在bean的线程安全问题，单例下的bean在spring容器中只有一个，如果bean是无状态的像dao\service中的bean,这种不存在线程安全问题，如果是有状态的，bean中有属性操作的，数据存储的，是有线程安全问题，解决的方式可以使用Treadlocal来实现资源的线程隔离。
有状态就是有数据存储功能 无状态就是不会保存数据
- Spring如何解决循环依赖问题
循环依赖：循环依赖其实就是循环引用,也就是两个或两个以上的bean互相持有对方,最终形成闭环。比如A依赖于B,B依赖于A 循环依赖在spring中是允许存在，spring框架依据三级缓存已经解决了大部分的循环依赖
①一级缓存：单例池，缓存已经经历了完整的生命周期，已经初始化完成的bean对象
②二级缓存：缓存早期的bean对象（生命周期还没走完）
③三级缓存：缓存的是ObjectFactory，表示对象工厂，用来创建某个对象的
具体流程：
第一，先实例A对象，同时会创建ObjectFactory对象存入三级缓存singletonFactories
第二，A在初始化的时候需要B对象，这个走B的创建的逻辑
第三，B实例化完成，也会创建ObjectFactory对象存入三级缓存singletonFactories
第四，B需要注入A，通过三级缓存中获取ObjectFactory来生成一个A的对象 同时存入二级缓存，这个是有两种情况，一个是可能是A的普通对象，另外一个是A的代理对象，都可以让ObjectFactory来生产对应的对象，这也是三级缓存的关键
第五，B通过从通过二级缓存earlySingletonObjects 获得到A的对象后可以正常注入，B创建成功，存入一级缓存singletonObjects
第六，回到A对象初始化，因为B对象已经创建完成，则可以直接注入B，A创建成功存入一次缓存singletonObjects
第七，二级缓存中的临时对象A清除
- MyBatis的分页是内存分页还是物理分页，分页插件的实现原理
物理分页，也就是通过MySQL limit查询的。
通过mybatis提供的插件接口，实现自定义的插件，在插件的拦截方法内拦截执行的sql,然后重写sql,进行物理分页语句和分页参数的设置。
- MyBatis的sql执行原理(核心是代理)
读取mybatis的配置文件，通过配置文件创建sql会话工厂，会话工厂创建一个sqlSession，sqlSession包含了执行SQL的所有方法，通过数据库操作接口，Executor执行器，并维护响应的缓存信息，Executor接口的执行方法中有一个MappedStatement类型的参数，封装了映射信息，用于输入参数的映射，输出结果映射