【day01】每天三道 java后端面试题：JDK、JRE和JVM | 字节码 | ACID

1. JDK, JRE, JVM分别是什么？有什么区别？

答题思路： 分别回答三者的概念。解释三者之间的关系。

• JDK是 java 开发工具包，包含了编写、编译、调试和运行 java 程序的所有工具和组件。JDK包含 JRE，还包含编译器（javac），javaAPI，文档注释工具（javadoc）等一系列的开发工具。

• JRE是 java 运行时环境，包含了 java 虚拟机（JVM）和基础类库。

• JVM是 java 虚拟机，是 java 程序运行的环境，其作用是运行 java 字节码，将 字节码解释或编译为机器码。字节码和不同系统的 JVM 实现，是 java 实现【一次编译，随处运行】的关键。

• 三者关系图：
  

2. 什么是字节码？采用字节码的最大好处是什么？

答题思路：
解释字节码；
理解 java 程序变为机器代码的过程；
从 java 程序变为机器代码的过程出发，理解采用字节码的好处。

• 字节码

  • 字节码是 java 程序通过编译器（javac）编译后的中间代码，是一种可移植的二进制代码（即扩展名为 .class 的文件），可以在任何支持 java 虚拟机 （JVM）的平台上运行。
  • 字节码不面向任何特定的处理器（CPU），只面向 java 虚拟机。

• java 程序转变为机器代码的过程

  ① java 程序通过编译器 javac 编译生成 .class 字节码文件；

  ② .class 字节码文件转化为机器码是在 JVM 中完成的。JVM 类加载器加载字节码文件，通过解释器逐行解释执行，这种方式的执行速度较慢。

  ③ 有些方法和代码块是经常被调用的（即热点代码），引进 JIT（Just in time compilation）编译器，JIT 属于运行时编译。当 JIT 编译器完成首次编译后，会将字节码对应的机器码保存下来，下次可以直接使用。机器码的运行效率高于 java 解释器。

  ④ 因此，java 是解释和编译共存的语言。

• 采用字节码的好处

  ① 可移植性：字节码是中间代码，可以在任何支持 JVM 的平台上运行，使 java 程序有很好的可移植性，这也是 java 跨平台的重要特性之一。

  ② 安全性：字节码在 JVM 中运行，所以 JVM 可以对字节码进行安全检查，以确保程序不会对系统造成威胁。

  ③ 性能：字节码是一种紧凑的二进制格式，相比于直接编译为机器码，可以更快地加载和传输，同时可以在运行时进行动态优化 （JIT），提高程序的执行效率。

  ④ 可读性：相比于直接编译为机器码，字节码作为中间代码具有更好的可读性，可以方便地进行反汇编和调试。

3. 什么是数据库事务？讲一下事务的ACID特性。

• 数据库事务是指数据库管理系统（DBMS）中的一个操作序列，这些操作必须作为一个不可分割的单元执行，即要么全部执行成功，要么全部失败回滚。事务通常涉及到对数据库中的数据进行读写操作。
• 事务的 ACID 特性指四个关键特征：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。
  1. 原子性（Atomicity）：事务是一个原子操作，要么全部提交，要么全部回滚。当一个事务执行期间发生故障，操作系统会自动将其回滚到事务执行之前的状态，保证数据的一致性。
  2. 一致性（Consistency）：事务执行结束后，数据必须保持一致性状态。在事务执行期间，数据库中的数据可以处于中间状态，但在事务完成时必须保证数据的一致性。
  3. 隔离性（Isolation）：数据库系统必须保证事务之间相互隔离，不会互相干扰。隔离级别不同，会影响到事务的并发性和数据一致性，比如出现脏读、不可重复读、幻读等问题。
  4. 持久性（Durability）：一旦事务提交，其所做的修改必须永久保存到数据库中。即使系统发生故障或宕机，数据也能够保持不变。
• ACID 特性是保证事务正确性和数据一致性的重要手段。在设计数据库应用程序时，应该根据具体的业务需求和数据安全性要求，选择合适的隔离级别和事务提交策略，保证事务的可靠性和数据的一致性。