秋招面經總結（Java后端開發）-有解無憂

以下總結的面經都是我在秋招的程序中被問到的一些高頻問題，后面附上的一些答案是查閱了相關文章總結而出，也是個人觀點，如有錯誤，歡迎指出！

一 Java基礎

Java和C語言有什么區別？Java好在哪里？
怎么理解Java的跨平臺性，一次編譯到處運行？
面向物件和面向程序的區別？
如何理解面向物件三大特性：封裝、繼承、多型？
類繼承會有什么問題嗎，一般什么情況下才會去用繼承？
為什么重寫equals方法還要重寫hashcode方法？
深克隆和淺克隆
反射相關
注解的實作原理
Lambda運算式的優缺點？
Stream流式編程的好處？終止方法和延遲方法的區別是？終止方法存在的意義是什么？

二 Java集合

HashMap底層實作（JDK1.7使用陣列+鏈表；JDK1.8使用陣列+鏈表+紅黑樹）
HashMap為什么要引進紅黑樹？為什么不用其他的平衡二叉樹之類的？紅黑樹的優勢在哪里？（AVL樹的旋轉比紅黑樹的旋轉更加難以平衡和除錯，需要更高的旋轉次數）
鏈表會轉化為紅黑樹的兩個條件是？（①鏈表的長度達到8；②HashMap底層使用的table陣列長度length達到64；如果不滿足后者，將會觸發擴容方法）
鏈表長度大于8轉化為紅黑樹，小于6紅黑樹轉化為鏈表；為什么不直接設定成大于8轉化成紅黑樹，小于8轉化成鏈表；（中間有個差值7進行過渡是為了避免鏈表和樹頻繁轉換，如果一個HashMap不停的插入、洗掉元素，鏈表個數在8左右徘徊，就會頻繁的發生樹轉鏈表、鏈表轉樹，效率會很低）
把鏈表轉化為紅黑樹的閾值是8，為什么不設定成其他值？（遵循泊松分布，鏈表長度超過8的概率非常小）
HashMap擴容機制，即resize方法？（JDK 1.7 會重新計算每個元素的哈希值，JDK1.8是通過高位運算（e.hash & oldCap）來確定元素是否需要移動，如果運算結果值為0，那么元素擴容后位置不變，結果值為1表示元素在擴容時位置發生了變化，新的下標位置等于原下標位置 + 原陣列長度）
HashMap添加元素的步驟（put方法）、計算集合元素個數（size方法）
HashMap為什么是執行緒不安全的？（同時新增元素、同時擴容導致資料丟失，jdk1.7頭部倒序插入出現死回圈導致CPU占用100%）
HashMap默認的加載因子是0.75，為什么不設定成1或者0.5（從容量和性能考慮）
HashMap發生哈希沖突，新節點是插入到鏈表頭部還是鏈表的尾部，頭部倒序插入死回圈是怎么產生的？（jdk1.7采用頭部倒序插入，會導致死回圈；jdk1.8使用尾部正序插入）
Hashtable怎么控制key value 不能為null？（當呼叫put方法時，首先會判斷value是否為null，為null的話直接拋出空指標例外；對于key，由于Hashtable計算hash值是int hash = key.hashCode();直接取物件的hashcode，key為null就會報空指標例外；而HashMap計算hash值是return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)，key為null則hash值為0）
ConcurrentHashMap底層采用的結構（分jdk1.7和jdk1.8），jdk1.7和jdk1.8分別采用什么方式實作執行緒安全？（jdk1.7采用分段鎖，也就是為每一個segment加上ReentrantLock鎖；jdk1.8使用的是CAS機制加上synchronized鎖）
ConcurrentMap中的size方法是如何實作的？多執行緒操作下，如果一個執行緒在查size方法，一個執行緒在執行put方法，底層是如何控制每次計算出來的值是正確的？
HashSet的底層實作？（基于HashMap來實作的，new 一個 HashSet物件底層實際就是new了一個HashMap，并且使用默認的初始容量16和默認的加載因子0.75；當我們往HashSet里面添加一個元素其實就是往HashMap里面put了一個元素，并且是以key存在的，HashMap的value值都是一樣的，是一個靜態常量PRESENT，原始碼為：private static final Object PRESENT = new Object(); ）
BlockingQueue（阻塞佇列）如何實作生產者消費者模型？
執行緒安全的List有哪些？（Vector、CopyOnWriteArrayList、還可以使用Collections類的synchronizedList方法將執行緒不安全的List轉為執行緒安全的）
為什么ArrayList查詢速度快？（ArrayList底層是基于陣列實作，可以根據元素下標進行查詢，查詢方式為（陣列首地址+元素長度*下標，基于這個位置讀取相應的位元組數就可以了），如果陣列存的是物件，怎么根據下標定位元素所在位置？（物件陣列每個元素存放的是物件的參考，而參考型別如果開啟指標壓縮占用4位元組，不開啟則占用8位元組，所以物件陣列同樣適用上面的公式）
ArrayList的擴容？（ArrayList底層是基于陣列實作，所以創建ArrayList會給陣列指定一個初始容量，默認值為10，因為必須指明陣列的長度才能給陣列分配空間；由于陣列的特性，ArrayList擴容是創建一個更大的陣列，然后將原來的元素拷貝到更大的陣列中，擴容的核心方法是Arrays.copyOf方法）
ArrayList和LinkedList的區別，添加一個元素的時間復雜度各是多少，既然ArrayList添加元素效率沒有LinkedList高，為什么我們平時用的比較多的還是ArrayList？
一般什么情況下會用ArrayList，什么情況用LinkedList？（如果只是普通的存取元素多用ArrayList，LinkedList一般用作堆疊、佇列）
將一個Map集合變成堆疊，如何實作？（我的思路是用TreeMap去實作，key存的是要入堆疊的元素，value存的是可以記錄他們入堆疊的一個先后順序的，例如時間戳，然后重寫Comparator比較器，根據value進行排序，遍歷Map時，先進的后面出）
Map集合有迭代器嗎？遍歷輸出Map中所有元素有哪些方法？

三多執行緒和Java鎖

執行緒池的三大方法、七大引數、四種拒絕策略（可以順帶談一下阿里巴巴開發手冊對于執行緒池使用的規范）
最大執行緒數如何定義？（從CPU密集型和IO密集型考慮）
執行緒池的五種狀態（Running、Shutdown、Stop、Tidying、Terminated）
執行緒池的任務執行流程、excute方法和 submit方法的區別？
Synchronized鎖和Lock鎖的區別
Java執行緒虛假喚醒（執行緒本應該處于wait狀態卻被喚醒了，解決方案是wait方法應該用while回圈包裹，不用if）
JMM的三種特性（原子性、可見性、有序性）、主記憶體和執行緒作業記憶體的八種互動動作
volatile如何保證可見性（MESI快取一致性協議）
volatile如何保證有序性（記憶體屏障——lock前綴指令）
synchronized和volatile的區別（volatile是一種非鎖機制，這種機制可以避免鎖機制引起的執行緒背景關系切換和調度問題，因此，volatile的執行成本比synchronized更低；volatile只能保證可見性有序性；synchronized可以保證原子性可見性有序性）
JUC包中的原子類如何保證原子性？（CAS機制和自旋鎖）
CAS機制，會引發什么問題，如何解決ABA問題？（CAS會導致ABA問題，解決ABA問題是使用版本號機制）
悲觀鎖和樂觀鎖的區別，應用？（java中的Synchronized關鍵字和lock鎖使用的都是悲觀鎖；CAS機制是樂觀鎖的一種實作方式）
公平鎖和非公平鎖（公平鎖按照先來先服務，不會出現饑餓；非公平鎖會導致饑餓，但是效率更高，默認的鎖都是非公平的）
自旋鎖和互斥鎖，自旋鎖的優缺點？（優點：減少背景關系切換和用戶態內核態的切換帶來的開銷；缺點：回圈等待消耗CPU）
可重入鎖和不可重入鎖（不可重入鎖容易導致死鎖發生，大多數鎖都是可重入的，例如Synchronized鎖和ReentrantLock）
JDK1.6 Synchronized鎖升級（偏向鎖—輕量級鎖—重量級鎖）
Synchronized鎖的底層實作，鎖的是什么，其它執行緒如何判斷該鎖已經被占用了？
死鎖產生的四個必要條件以及死鎖的處理策略

四 Mysql

Myisam和InnoDB存盤引擎的區別？（Myisam不支持外鍵也不支持事務，支持的是表鎖，當執行select操作時，自動給涉及的表加表鎖，當執行增刪改操作，自動給涉及的表加寫鎖；InnoDB支持外鍵也支持事務，支持的是行鎖，當執行select操作時，不加任何鎖，當執行增刪改操作，自動給涉及的行加寫鎖）
間隙鎖是什么？行鎖升級為表鎖的情況？
InnoDB的行鎖有哪些？鎖住的是行還是索引？（Record Lock、Gap Lock、Next-Key Lock；鎖住的是索引，而不是行）
為什么可重復讀隔離級別也可以解決幻讀？（通過Next-Key Lock可以消除幻讀）
并發事務處理帶來的四種問題和事務的隔離級別（丟失更新、臟讀、不可重復讀、幻讀；讀未提交、讀已提交、可重復讀、串行化）
如何理解Mysql默認的事務隔離級別可重復讀？
事務的ACID屬性是如何實作的？（原子性通過回滾日志undo log實作；持久性通過重做日志redo log實作；隔離性通過鎖和MVCC實作；而一致性則是通過原子性、隔離性、持久性來實作，只有滿足這三個特性，才能實作事務的一致性）
聚簇索引、非聚簇索引、回表查詢、覆寫索引；
索引失效的情況？（違反最左前綴法則、范圍查詢右邊的列索引失效、字串不加單引號、對索引列進行運算、頭部模糊匹配、使用不等于！=或者<>）
explain分析執行計劃、SQL陳述句的優化
mysql三大范式（1NF即原子性，2NF即消除部分依賴，3NF即消除傳遞依賴）
mysql索引的底層實作，為什么用B+樹不用B樹？（B+樹IO次數更少、更適合范圍查詢、查詢效率更加穩定）
哈希表查找速度不是更快嗎，為什么不直接使用哈希表來做索引的底層資料結構？（哈希表不支持范圍查找）

五 Redis

Redis五種基本資料型別的使用場景
快取穿透、快取擊穿、快取雪崩
Redis的過期策略和記憶體淘汰機制
Redis的zset底層資料結構，為什么用跳躍表而不用紅黑樹

六框架相關

Spring AOP的實作原理？（基于動態代理模式，如果目標類實作了介面，那么使用基于介面的動態代理，否則使用基于子類/cglib的動態代理）
Spring AOP 的具體加載步驟？
AOP和OOP的區別，分別適用什么場景？
Spring Bean的作用域，Spring Bean的生命周期（Bean的實體化—初始化Bean—使用Bean—Bean的銷毀）
Spring容器創建物件的兩種時機，各有什么優缺點？（一是Spring容器啟動時創建Bean，二是呼叫getBean方法時創建）
SpringMVC的執行流程（可以順帶講一下配接器模式）
Mybatis的一級快取和二級快取？
Mybatis中#和$的區別？
Mybatis如何實作批量插入？
Mybatis的xml檔案中，sql陳述句可以使用直接使用大于號小于號嗎？應該用什么符號代替？

七設計模式

請列舉出在 JDK 中幾個常用的設計模式？
什么是設計模式？你是否在你的代碼里面使用過任何設計模式？
Java 中什么叫單例設計模式？請用 Java 寫出執行緒安全的單例模式
在 Java 中，什么叫觀察者設計模式（observer design pattern）？
使用工廠模式最主要的好處是什么？在哪里使用？
舉一個用 Java 實作的裝飾模式(decorator design pattern)？它是作用于物件層次還是類層次？
在 Java 中，為什么不允許從靜態方法中訪問非靜態變數？
設計一個 ATM 機，請說出你的設計思路？
在 Java 中，什么時候用多載，什么時候用重寫？

八網路

TCP三次握手和四次揮手的程序，每次發送的包的內容，客戶端和服務端的狀態？
TCP三次握手可以攜帶資料嗎？TCP協議運行時階段？
為什么是三次握手，可以四次握手或者兩次握手嗎？
為什么握手是三次，而揮手要四次？
TCP四次揮手為什么需要TIME-WAIT階段等待2MSL，是哪一方有TIME-WAIT階段？（主動釋放釋放連接的那端）
TCP的長連接和短連接
半連接佇列和全連接佇列，什么是syn flood攻擊，如何應對syn flood攻擊？
在瀏覽器中輸入一個網址回車后發生了什么？
域名決議程序的遞回查詢和迭代查詢
瀏覽器輸入一個網址之后，按照TP/IP參考模型，從應用層到網路層各使用了哪些協議？

（應用層：HTTP、DNS；傳輸層：TCP、UDP；網路層：IP、ICMP、ARP）
ICMP協議的兩個應用——Ping和Traceroute
IP地址和MAC地址有什么區別？
http和https的區別
網站為什么要使用cookie和session；cookie和session有什么區別？
get請求和post請求的區別？
TCP和UDP的區別以及各自的應用場景？
epoll和select的區別？

九 JVM

JVM記憶體模型（程式計數器、虛擬機堆疊、本地方法堆疊、堆、方法區）
JDK1.8做了哪些變化？（JDK1.7已經將原本位于永久代的字串常量池移到堆中了，但是永久代的概念還存在，JDK1.8才徹底廢除永久代，進而用元空間代替）
永久代和元空間，JDK1.8為什么要使用元空間代替永久代？
元空間溢位？（元空間不屬于Java虛擬機，使用的是本地記憶體，存放的是類及方法的一些資訊，動態加載類或者頻繁加載類資訊，但是沒有及時卸載，會導致元空間溢位）
物件創建的兩種方式（指標碰撞、空閑串列）、物件訪問定位的兩種方式（使用句柄、直接指標）
堆疊上分配與逃逸分析（JVM層面進行java性能優化的技巧）
判斷物件是否存活的兩種方式，參考計數法的缺點？（參考計數法、可達性分析法）
關于Object類的finalize()方法（jvm自動執行，無需手動呼叫，只能執行一次）.
java的四種參考（強參考、軟參考、弱參考、虛參考）
三種垃圾回收演算法，各自的優缺點（標記-清除法、標記-復制法、標記-整理法）
Minor GC 和 Full GC 的區別，觸發條件，以及空間分配擔保策略？
記憶體溢位和記憶體泄露（記憶體泄露的堆積會導致記憶體溢位）
JVM引數調優（-Xms、-Xmx、-Xss、-XX:NewRatio、-XX:SurvivorRatio、-XX：+PrintGCDetails、-HeapDumpOnOutOfMemory）
發生OOM如何解決（首先嘗試通過JVM引數調優擴大堆記憶體空間；再者dump出堆記憶體存盤快照，使用JProfile工具進行分析）
垃圾收集器（CMS問的居多，另外，如果談及發生gc會給用戶帶來什么不好的體驗，可以談談Stop the World）
類加載機制的程序，準備階段做了哪些作業？（準備階段會給類的靜態變數分配記憶體（方法區）并賦初值，如果類的靜態變數被final修飾，那么初始化的值就不是零值，而是宣告的值）
類的雙親委派模型定義，雙親委派模型的好處？如何破壞類的雙親委派模型？