java面试题第3期

怎么防止缓存击穿的问题?

注意缓存穿透和缓存击穿的区别!!!!
缓存穿透是指:数据不存在,导致数据全部打到数据库
缓存击穿是指,数据的访问量很大,但是数据在某一刻过期了,对这一条数据的大量访问请求都打到了数据库,例如微博一个热点新闻,该新闻设置了过期时间2小时,
当2小时到了,这个热点新闻失效的一瞬间,还有成千上万的请求要访问这个数据,发现缓存过期了,请求直接打到数据库了,导致数据库压力激增

解决办法就是设置数据永不过期

缓存雪崩,穿透,击穿

布隆过滤器的原理是什么?它的优点是什么?缺陷是什么?

布隆过滤器可以用来判断一个数据是否存在,但是可能存在误判
原理:使用大量的比特位用来,记录数据是否存在,存在比特位置为1,不存在为0,同时针对一条数据进行多次hash,将值对应的比特位置为1,这样可以减少碰撞,
结果更精确一些
优点:占用空间少,判断数据快
缺点:可能存在误判,但是布隆过滤器说数据不存在,那么数据一定不存在,如果说数据存在,那么数据不一定存在于数据库,并且数据删除,不能更新到布隆过滤器

实战:例如我们要判断id为100的数据在不在数据库中,可以使用布隆过滤器
1.项目启动,将数据库中所有的id查询出来,每个id进行三种hash算法得出三个下标
2.将三个下标对应的比特位置为1(可能其他id的hash值也相同,就出现了hash冲突,这也就是为什么会误判)
3.数据处理完成后,查询id为100的数据,先将id也进行三种hash运算,算出三个下标
4.如果三个下标对应的比特位值都为1,说明数据可能存在于数据库
5.如果布隆过滤器说数据不存在,直接返回,如果说数据存在,查询数据库,判断数据存不存在,这样就在查询数据库之前加了一次过滤,对于一定不存在于数据库的值直接不需要访问数据库了

布隆过滤器你需要知道的

Java为什么被称为平台无关性语言?

因为每个平台的jvm实现是不一样的,jvm层面对外屏蔽了平台之间的差异,java虚拟机运行字节码,会将字节码执行为对应平台的命令
所以“一次编写,处处运行”

了解JVM吗?为什么需要垃圾回收呢?

java虚拟机将内存分为堆,栈,方法区(元空间),程序计数器,本地方法栈,除了程序计数器,都需要进行垃圾回收
为什么需要垃圾回收:
之前有看到一个段子(搞笑)说:在食堂吃完饭自己捡盘子的是写c,c++的,吃完饭直接走的是写java,因为知道有人收盘子
因为java程序运行会不断的伴随新对象的创建,如果只是一味的创建,对于不再使用的对象不进行回收的话,终有一天内存会占满~

常用的垃圾回收器有哪些?

serial(英文连续)是最基本垃圾收集器,使用复制算法,曾经是JDK1.3.1 之前新生代唯一的垃圾
收集器。Serial 是一个单线程的收集器,它不但只会使用一个 CPU 或一条线程去完成垃圾收集工
作,并且在进行垃圾收集的同时,必须暂停其他所有的工作线程,直到垃圾收集结束。

ParNew 垃圾收集器其实是 Serial 收集器的多线程版本,也使用复制算法,除了使用多线程进行垃
圾收集之外,其余的行为和 Serial 收集器完全一样,ParNew 垃圾收集器在垃圾收集过程中同样也
要暂停所有其他的工作线程。

Serial Old 是 Serial 垃圾收集器年老代版本,它同样是个单线程的收集器,使用标记-整理算法,
这个收集器也主要是运行在 Client 默认的 java 虚拟机默认的年老代垃圾收集器。

Parallel Old 收集器是Parallel Scavenge的年老代版本,使用多线程的标记-整理算法,在 JDK1.6
才开始提供

Concurrent mark sweep(CMS)收集器是一种年老代垃圾收集器,其最主要目标是获取最短垃圾
回收停顿时间,和其他年老代使用标记-整理算法不同,它使用多线程的标记-清除算法。

Garbage first 垃圾收集器是目前垃圾收集器理论发展的最前沿成果,相比与 CMS 收集器,G1 收
集器两个最突出的改进是:
1. 基于标记-整理算法,不产生内存碎片。
2. 可以非常精确控制停顿时间,在不牺牲吞吐量前提下,实现低停顿垃圾回收。

详细介绍下CMS?

cms垃圾收集器:采用标记-清除算法,优点就是停顿时间小
初始标记:只标记与GCRoots直接关联的对象和新生代指向老年代的对象(速度很快)
并发标记:跟用户线程一起运行,将上一步标记的对象进行遍历,因为这里还要标记与GCRoots间接关联的对象了
并发预处理:因为并发标记阶段是与用户线程一起运行的,这个阶段可能出现对象变化(例如新生代对象晋升到老年代),预处理减少下一步STW的时间
重新标记:STW最终标记
并发清除:跟用户线程一起运行,直接清除掉无用的对象

详解cms垃圾收集器

什么情况下老年代会发生GC?

1.进行minorGC时会判断如果 老年代对象连续空间<每次新生代转到老年代的对象的平均值, 说明这次新生代GC后,可能转为老年代的对象会比老年代可用对象大,触发majorGC
2.如果进行了minorGC,现在需要确定需要晋升到老年代的对象,超过了老年代可用大小,触发majorGC
3.老年代空间使用率超过了指定值(可配置)92%,触发majorGC

String、StringBuilder、StringBuffer有什么区别?

String:不可变字符串,更改值是是新创建字符串常量修改引用,适用于少量的字符串操作的情况

StringBuffer:适用于多线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况

StringBuilder:适用于单线程下在字符缓冲区进行大量操作的情况

String、StringBuilder、StringBuffer有什么区别

HashMap是线程安全的吗?为什么呢?

因为hashmap中没有使用同步锁相关的内容,并且在1.8之前采用头插法,多线程下会发生死循环,
虽然在1.8开始使用了尾插法,不会再发生死循环,但是多线程下,还是会出现put覆盖等一系列问题

为什么说HashMap是线程不安全的

HashMap在遇到key冲突的时候是怎么处理的呢?

key的hash计算公式(高16位与低16取异或):(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)
hash值对应存放在数组的下标计算公式为(其中table一定为2的n次方): hash & (length-1)
当不同的key计算出的下标是相同时:
1.找到数组中对应下标存放的值
2.发现数据不为空,说明发生了hash冲突,如果节点类型是树节点,就将新的key存放到树,如果节点是普通节点(链表节点),遍历到链表的最后一个,插入新数据

HashMap底层为什么要用红黑树呢?为什么不用平衡二叉树?

AVL 树是严格的平衡树,上述的最短路径与最长路径的差不能超过 1,AVL 允许的差值小;在进行大量插入和删除操作时,会频繁地进行平衡调整,严重降低效率;
红黑树虽然不是严格的平衡树,但是其依旧是平衡树;查找效率是 O(logn);
AVL也是 O(logn);
红黑树舍去了严格的平衡,使其插入,删除,查找的效率稳定在 O(logn)
反观 AVL 树,查找没问题 O(logn),但是为了保证高度平衡,动态插入和删除的代价也随之增加,综合效率肯定达不到 O(logn)
所以在进行大量插入,删除操作时,红黑树更优一些

HashMap不是线程安全的,如果要保证线程安全怎么办呢?可以用什么?

1.可以使用HashTable:内部操作方法都添加了synchronized关键字,实现线程安全
2.使用Collections.synchronizedMap(HashMap):内部类SynchronizedMap,里面有一个锁对象mutex就是SynchronizedMap自己,
里面操作方法都使用了synchronized(mutex){},使map的操作都是线程安全
3.使用ConcurrentHashMap:1.7使用分段锁:ReentrantLock+Segment+HashEntry  1.8使用synchronized+CAS+HashEntry+红黑树
(因为实际操作中,出现资源竞争的情况很少,同时资源占用的时间也很短,1.7-1.8的转变,更加缩小了锁的力度,同时使用cas,减少了上下文切换,提高了效率)

tcp和udp有什么区别?分别应用于哪些场景?

TCP是可靠的传输,速度慢,建立连接断开连接需要三次握手四次挥手,例如文件传输
UDP不可靠的传输,但是速度快,但是可能会丢包,常用于直播,实时通话等

TCP和UDP的区别

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