JAVA后端面试100 QA之第一篇
转载自 JAVA后端面试100 Q&A之第一篇
1. synchronized和reentrantlock异同
相同点
- 都实现了多线程同步和内存可见性语义
- 都是可重入锁
不同点
- 实现机制不同 synchronized通过java对象头锁标记和Monitor对象实现 reentrantlock通过CAS、ASQ（AbstractQueuedSynchronizer）和locksupport（用于阻塞和解除阻塞）实现 synchronized依赖jvm内存模型保证包含共享变量的多线程内存可见性 reentrantlock通过ASQ的volatile state保证包含共享变量的多线程内存可见性
- 使用方式不同 synchronized可以修饰实例方法（锁住实例对象）、静态方法（锁住类对象）、代码块（显示指定锁对象） reentrantlock显示调用trylock()/lock()方法，需要在finally块中释放锁
- 功能丰富程度不同 reentrantlock提供有限时间等候锁（设置过期时间）、可中断锁（lockInterruptibly）、condition（提供await、signal等方法）等丰富语义 reentrantlock提供公平锁和非公平锁实现 synchronized不可设置等待时间、不可被中断（interrupted）
2. concurrenthashmap为何读不用加锁
- jdk1.7
1）HashEntry中的key、hash、next 均为final 型，只能表头插入、删除结点
2）HashEntry类的value域被声明为volatile型
3）不允许用null作为键和值，当读线程读到某个HashEntry的 value域的值为null时，便知道产生了冲突——发生了重排序现象（put设置新value对象的字节码指令重排序），需要加锁后重新读入这个value值
4）volatile变量count协调读写线程之间的内存可见性，写操作后修改count，读操作先读count，根据happen-before传递性原则写操作的修改读操作能够看到
- jdk1.8
1）Node的val和next均为volatile型
2）tabAt和casTabAt对应的unsafe操作实现了volatile语义
3. ContextClassLoader（线程上下文类加载器）的作用
- 越过类加载器的双亲委派机制去加载类，如serviceloader实现
- 使用线程上下文类加载器加载类，要注意保证多个需要通信的线程间的类加载器应该是同一个，防止因为不同的类加载器导致类型转换异常(ClassCastException)
4. tomcat 类加载机制
- 不同应用使用不同的 webapp类加载器，实现应用隔离的效果，webapp类加载器下面是jsp类加载器
- 不同应用共享的jar包可以放到Shared类加载器/shared目录下
5. osgi类加载机制
- osgi类加载模型是网状的，可以在模块（Bundle）间互相委托
- osgi实现模块化热部署的关键是自定义类加载器机制的实现，每个Bundle都有一个自己的类加载器，当需要更换一个Bundle时，就把Bundle连同类加载器一起换掉以实现代码的热替换
- 当收到类加载请求时，osgi将按照下面的顺序进行类搜索：
1）将以java.*开头的类委派给父类加载器加载
2）否则，将委派列表名单（配置文件org.osgi.framework.bootdelegation中定义）内的类委派给父类加载器加载
3）否则，检查是否在Import-Package中声明，如果是，则委派给Export这个类的Bundle的类加载器加载
4）否则，检查是否在Require-Bundle中声明，如果是，则将类加载请求委托给required bundle的类加载器
5）否则，查找当前Bundle的ClassPath，使用自己的类加载器加载
6）否则，查找类是否在自己的Fragment Bundle中，如果在，则委派给Fragment Bundle的类加载器加载
7）否则，查找Dynamic Import-Package（Dynamic Import只有在真正用到此Package的时候才进行加载）的Bundle，委派给对应Bundle的类加载器加载
8）否则，类查找失败
6. sleep和wait异同
- wait需要组合synchronized使用，wait时会释放掉拿到的synchronized锁
- sleep只会交出cpu，不会交出锁
- 二者都有可能被interrupt
7. 如何结束一个一直运行的线程
- 使用退出标志，这个flag变量要多线程可见
- 使用interrupt，结合isInterrupted()使用
8. threadlocal使用场景及问题
- threadlocal并不能解决多线程共享变量的问题，同一个 threadlocal所包含的对象，在不同的thread中有不同的副本，互不干扰
- 用于存放线程上下文变量，方便同一线程对变量的前后多次读取，如事务、数据库connection连接，在web编程中使用的更多
- 问题： 注意线程池场景使用threadlocal，因为实际变量值存放在了thread的threadlocalmap类型变量中，如果该值没有remove，也没有先set的话，可能会得到以前的旧值
- 问题： 注意线程池场景下的内存泄露，虽然threadlocal的get/set会清除key（key为threadlocal的弱引用，value是强引用，导致value不释放）为null的entry，但是最好remove
9. 线程池从启动到工作的流程
- 刚创建时，里面没有线程
- 调用 execute() 添加任务时：
1）如果正在运行的线程数量小于核心参数corePoolSize，继续创建线程运行这个任务
2）否则，如果正在运行的线程数量大于或等于corePoolSize，将任务加入到阻塞队列中
3）否则，如果队列已满，同时正在运行的线程数量小于核心参数maximumPoolSize，继续创建线程运行这个任务
4）否则，如果队列已满，同时正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize，根据设置的拒绝策略处理
5）完成一个任务，继续取下一个任务处理
6）没有任务继续处理，线程被中断或者线程池被关闭时，线程退出执行，如果线程池被关闭，线程结束
7）否则，判断线程池正在运行的线程数量是否大于核心线程数，如果是，线程结束，否则线程阻塞。因此线程池任务全部执行完成后，继续留存的线程池大小为corePoolSize
10. 阻塞队列BlockingQueue take和poll区别
- poll(time)：取走BlockingQueue里排在首位的对象,若不能立即取出，则可以等time参数规定的时间，取不到时返回null
- take()：取走BlockingQueue里排在首位的对象，若BlockingQueue为空，阻塞直到BlockingQueue有新的对象被加入
11. 如何从FutureTask不阻塞获取结果
- get(long timeout,TimeUnit unit)，超时则返回
- 轮询，先通过isDone()判断是否结束，然后调用get()
12. blockingqueue如果存放了比较关键的数据，系统宕机该如何处理
- 开放性问题，欢迎讨论
- 将队列持久化，比较麻烦，需要将生产数据持久化到磁盘，持久化成功才返回，消费者线程从磁盘加载数据到内存阻塞队列中，维护消费offset，启动时，根据消费offset从磁盘加载数据
- 加入消息队列，保证消息不丢失，生成序列号，消费幂等，根据消费进程决定系统重启后的生产状态
13. NIO与传统I/O的区别
- 节约线程，NIO由原来的每个线程都需要阻塞读写变成了由单线程（即Selector）负责处理多个channel注册（register）的兴趣事件（SelectionKey）集合（底层借助操作系统提供的epoll()），netty bossgroup处理accept连接（没看明白为什么bossgroup设置多个thread的必要性），workergroup处理具体业务流程和数据读写
- NIO提供非阻塞操作
- 传统I/O 以流的方式处理数据，而 NIO 以块的方式处理数据，NIO提供bytebuffer，分为堆内和堆外缓冲区，读写时均先放到该缓冲区中，然后由内核通过channel传输到对端，堆外缓冲区不走内核，提升了性能
14. list中存放可重复字符串，如何删除某个字符串
- 调用iterator相关方法删除
- 倒删，防止正序删除导致的数组重排，index跳过数组元素问题
15. 有哪些GC ROOTS（跟日常开发比较相关的是和此相关的内存泄露）
- 所有Java线程当前活跃的栈帧里指向GC堆里的对象的引用，因此用不到的对象及时置null，提升内存回收效率
- 静态变量引用的对象，因此减少静态变量特别是静态集合变量的大小，集合存放的对象覆写euqls()和hashcode()，防止持续增长
- 本地方法JNI引用的对象
- 方法区中的常量引用的对象，因此减少在长字符串上调用String.intern()
- classloader加载的class对象，因此自定义classloader无效时及时置null并且注意类加载器加载对象之间的隔离
- jvm里的一些静态数据结构里指向GC堆里的对象的引用
- ...
未完待续（java、算法、spring、redis、dubbo、kafka、zookeeper等，广告点一波）
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