1、servlet执行流程

客户端发出http请求,web服务器将请求转发到servlet容器,servlet容器解析url并根据web.xml找到相对应的servlet,并将request、response对象传递给找到的servlet,servlet根据request就可以知道是谁发出的请求,请求信息及其他信息,当servlet处理完业务逻辑后会将信息放入到response并响应到客户端。

2、springMVC的执行流程

springMVC是由dispatchservlet为核心的分层控制框架。首先客户端发出一个请求web服务器解析请求url并去匹配dispatchservlet的映射url,如果匹配上就将这个请求放入到dispatchservlet,dispatchservlet根据mapping映射配置去寻找相对应的handel,然后把处理权交给找到的handel,handel封装了处理业务逻辑的代码,当handel处理完后会返回一个逻辑视图modelandview给dispatchservlet,此时的modelandview是一个逻辑视图不是一个正式视图,所以dispatchservlet会通过viewresource视图资源去解析modelandview,然后将解析后的参数放到view中返回到客户端并展现。

3、给定一个txt文件,如何得到某字符串出现的次数

?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

File file = new File("E://test.txt");

InputStream is = new FileInputStream(file);

byte b[] = new byte[1024];

int a = is.read(b);

String str[] = new String(b,0,a).split("");

int count = 0;

for(int i = 0;i<str.length;i++){

if("a".equals(str[i]))count++;

}

System.out.println(count);

4、Java设计模式思想(单列模式,工厂模式,策略模式,共23种设计模式)

a) 单例模式:单例模式核心只需要new一个实例对象的模式,比如数据库连接,在线人数等,一些网站上看到的在线人数统计就是通过单例模式实现的,把一个计时器存放在数据库或者内存中,当有人登陆的时候取出来加一再放回去,有人退出登陆的时候取出来减一再放回去,但是当有两个人同时登陆的时候,会同时取出计数器,同时加一,同时放回去,这样的话数据就会错误,所以需要一个全局变量的对象给全部人使用,只需要new出一个实例对象,这就是单例模式的应用,并且单例模式节省资源,因为它控制了实例对象的个数,并有利于gc回收。

b) 策略模式:就是将几个类中公共的方法提取到一个新的类中,从而使扩展更容易,保证代码的可移植性,可维护性强。比如有个需求是写鸭子对象,鸭子有叫,飞,外形这三种方法,如果每个鸭子类都写这三个方法会出现代码的冗余,这时候我们可以把鸭子中的叫,飞,外形这三个方法提取出来,放到鸭父类中,让每个鸭子都继承这个鸭父类,重写这三个方法,这样封装的代码可移植性强,当用户提出新的需求比如鸭子会游泳,那么对于我们oo程序员来讲就非常简单了我们只需要在鸭父类中加一个游泳的方法,让会游泳的鸭子重写游泳方法就可以了。

c) 工厂模式:简单的工厂模式主要是统一提供实例对象的引用,通过工厂模式接口获取实例对象的引用。比如一个登陆功能,后端有三个类,controller类,interface类,实现接口的实现类。当客户端发出一个请求,当请求传到controller类中时,controller获取接口的引用对象,而实现接口的实现类中封装好了登陆的业务逻辑代码。当你需要加一个注册需求的时候只需要在接口类中加一个注册方法,实现类中实现方法,controller获取接口的引用对象即可,不需要改动原来的代码,这种做法是的可拓展性强。

5、冒泡排序、二分查找

a) 冒泡

?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

public static void mp(int a[]) {

int swap = 0;

for (int i = 0; i < a.length; i++) {

for (int j = i; j < a.length; j++) {

if (a[j] > a[i]) {

swap = a[i];

a[i] = a[j];

a[j] = swap;

}

}

}

System.out.println(Arrays.toString(a));

}

b)二分查找

?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

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16

17

public static int ef(int a[], int tag) {

int first = 0;

int end = a.length;

for (int i = 0; i < a.length; i++) {

int middle = (first + end) / 2;

if (tag == a[middle]) {

return middle;

}

if (tag > a[middle]) {

first = middle + 1;

}

if (tag < a[middle]) {

end = middle - 1;

}

}

return 0;

}

6-8、对ajax的理解

a) Ajax为异步请求,即局部刷新技术,在传统的页面中,用户需要点击按钮或者事件触发请求,到刷新页面,而异步技术为不需要点击即可触发事件,这样使得用户体验感增强,比如商城购物车的异步加载,当你点击商品时无需请求后台而直接动态修改参数。

9、父类与子类之间的调用顺序(打印结果)

a) 父类静态代码块

b) 子类静态代码块

c) 父类构造方法

d) 子类构造方法

e) 子类普通方法

f) 重写父类的方法,则打印重写后的方法

10、内部类与外部类的调用

a) 内部类可以直接调用外部类包括private的成员变量,使用外部类引用的this.关键字调用即可

b) 而外部类调用内部类需要建立内部类对象

11、多线程

a)一个进程是一个独立的运行环境,可以看做是一个程序,而线程可以看做是进程的一个任务,比如QQ是一个进程,而一个QQ窗口是一个线程。

b)在多线程程序中,多线程并发可以提高程序的效率,cpu不会因为某个线程等待资源而进入空闲状态,它会把资源让给其他的线程。

c)用户线程就是我们开发程序是创建的线程,而守护线程为系统线程,如JVM虚拟中的GC

d)线程的优先级别:每一个线程都有优先级别,有限级别高的可以先获取CPU资源使该线程从就绪状态转为运行状态。也可以自定义线程的有限级别

e)死锁:至少两个以上线程争取两个以上cpu资源,避免死锁就避免使用嵌套锁,只需要在他们需要同步的地方加锁和避免无限等待

12、AOP与IOC的概念(即spring的核心)

a) IOC:Spring是开源框架,使用框架可以使我们减少工作量,提高工作效率并且它是分层结构,即相对应的层处理对应的业务逻辑,减少代码的耦合度。而spring的核心是IOC控制反转和AOP面向切面编程。IOC控制反转主要强调的是程序之间的关系是由容器控制的,容器控制对象,控制了对外部资源的获取。而反转即为,在传统的编程中都是由我们创建对象获取依赖对象,而在IOC中是容器帮我们创建对象并注入依赖对象,正是容器帮我们查找和注入对象,对象是被获取,所以叫反转。

b) AOP:面向切面编程,主要是管理系统层的业务,比如日志,权限,事物等。AOP是将封装好的对象剖开,找出其中对多个对象产生影响的公共行为,并将其封装为一个可重用的模块,这个模块被命名为切面(aspect),切面将那些与业务逻辑无关,却被业务模块共同调用的逻辑提取并封装起来,减少了系统中的重复代码,降低了模块间的耦合度,同时提高了系统的可维护性。

13、hibernate的核心思想

a) Hibernate的核心思想是ROM对象关系映射机制。它是将表与表之间的操作映射成对象与对象之间的操作。也就是从数据库中提取的信息会自动按照你设置的映射要求封装成特定的对象。所以hibernate就是通过将数据表实体类的映射,使得对对象的修改对应数据行的修改。

14、Struts1与Struts2的区别

15、最优删除谋字符串的某个字符

16-17、Arraylist与linkedlist的区别

a) 都是实现list接口的列表,arraylist是基于数组的数据结构,linkedlist是基于链表的数据结构,当获取特定元素时,ArrayList效率比较快,它通过数组下标即可获取,而linkedlist则需要移动指针。当存储元素与删除元素时linkedlist效率较快,只需要将指针移动指定位置增加或者删除即可,而arraylist需要移动数据。

18、数据库优化

a) 选择合适的字段,比如邮箱字段可以设为char(6),尽量把字段设置为notnull,这样查询的时候数据库就不需要比较null值

b) 使用关联查询( left join on)查询代替子查询

c) 使用union联合查询手动创建临时表

d) 开启事物,当数据库执行多条语句出现错误时,事物会回滚,可以维护数据库的完整性

e) 使用外键,事物可以维护数据的完整性但是它却不能保证数据的关联性,使用外键可以保证数据的关联性

f) 使用索引,索引是提高数据库性能的常用方法,它可以令数据库服务器以比没有索引快的多的速度检索特定的行,特别是对于max,min,order by查询时,效果更明显

g) 优化的查询语句,绝大多数情况下,使用索引可以提高查询的速度,但如果sql语句使用不恰当的话,索引无法发挥它的特性。

19、Tomcat服务器优化(内存,并发连接数,缓存)

a) 内存优化:主要是对Tomcat启动参数进行优化,我们可以在Tomcat启动脚本中修改它的最大内存数等等。

b) 线程数优化:Tomcat的并发连接参数,主要在Tomcat配置文件中server.xml中配置,比如修改最小空闲连接线程数,用于提高系统处理性能等等。

c) 优化缓存:打开压缩功能,修改参数,比如压缩的输出内容大小默认为2KB,可以适当的修改。

20、HTTP协议

a) 常用的请求方法有get、post

b) Get与post的区别:传送数据,get携带参数与访问地址传送,用户可以看见,这的话信息会不安全,导致信息泄露。而post则将字段与对应值封装在实体中传送,这个过程用户是不可见的。Get传递参数有限制,而post无限制。

21、TCP/UDP协议

22、Java集合类框架的基本接口有哪些

a) Collection集合接口,List、set实现Collection接口,arraylist、linkedlist,vector实现list接口,stack继承vector,Map接口,hashtable、hashmap实现map接口

23、类加载的过程

a) 遇到一个新的类时,首先会到方法区去找class文件,如果没有找到就会去硬盘中找class文件,找到后会返回,将class文件加载到方法区中,在类加载的时候,静态成员变量会被分配到方法区的静态区域,非静态成员变量分配到非静态区域,然后开始给静态成员变量初始化,赋默认值,赋完默认值后,会根据静态成员变量书写的位置赋显示值,然后执行静态代码。当所有的静态代码执行完,类加载才算完成。

24、对象的创建

a) 遇到一个新类时,会进行类的加载,定位到class文件

b) 对所有静态成员变量初始化,静态代码块也会执行,而且只在类加载的时候执行一次

c) New 对象时,jvm会在堆中分配一个足够大的存储空间

d) 存储空间清空,为所有的变量赋默认值,所有的对象引用赋值为null

e) 根据书写的位置给字段一些初始化操作

f) 调用构造器方法(没有继承)

25、jvm的优化

a) 设置参数,设置jvm的最大内存数

b) 垃圾回收器的选择

26、高并发处理

a) 了解一点高并发性问题,比如一W人抢一张票时,如何保证票在没买走的情况下所有人都能看见这张票,显然是不能用同步机制,因为synchronize是锁同步一次只能一个人进行。这时候可以用到锁机制,采用乐观锁可以解决这个问题。乐观锁的简单意思是在不锁定表的情况下,利用业务的控制来解决并发问题,这样即保证数据的可读性,又保证保存数据的排他性,保证性能的同时解决了并发带来的脏读数据问题。

27、事物的理解

a) 事物具有原子性,一致性,持久性,隔离性

b) 原子性:是指在一个事物中,要么全部执行成功,要么全部失败回滚。

c) 一致性:事物执行之前和执行之后都处于一致性状态

d) 持久性:事物多数据的操作是永久性

e) 隔离性:当一个事物正在对数据进行操作时,另一个事物不可以对数据进行操作,也就是多个并发事物之间相互隔离。

28、Struts工作流程

a) 客户端发出一个请求到servlet容器

b) 请求经过一些列过滤被filterdispatcher调用,filterdispatch通过actionMapper去找相对应的action。

c) Actionmapper找到对应的action返回给filterdispatch,dispatch把处理权交给actionproxy

d) Actionproxy通过配置文件找到对应的action类

e) Actionproxy创建一个actionIinvocation的实例处理业务逻辑

f) 一旦action处理完毕,actioninvocation负责根据stuts.xml的配置找到对应的返回结果。返回结果通常是jsp页面。

相关概念

面向对象的三个特征

封装,继承,多态,这个应该是人人皆知,有时候也会加上抽象。

多态的好处

允许不同类对象对同一消息做出响应,即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式(发送消息就是函数调用)。主要有以下优点:

  1. 可替换性:多态对已存在代码具有可替换性

  2. 可扩充性:增加新的子类不影响已经存在的类结构

  3. 接口性:多态是超类通过方法签名,向子类提供一个公共接口,由子类来完善或者重写它来实现的。

  4. 灵活性

  5. 简化性

代码中如何实现多态

实现多态主要有以下三种方式:
1. 接口实现 
2. 继承父类重写方法 
3. 同一类中进行方法重载

虚拟机是如何实现多态的

动态绑定技术(dynamic binding),执行期间判断所引用对象的实际类型,根据实际类型调用对应的方法。

接口的意义

接口的意义用三个词就可以概括:规范,扩展,回调。

抽象类的意义

抽象类的意义可以用三句话来概括:

  1. 为其他子类提供一个公共的类型

  2. 封装子类中重复定义的内容

  3. 定义抽象方法,子类虽然有不同的实现,但是定义时一致的

接口和抽象类的区别

比较 抽象类 接口
默认方法 抽象类可以有默认的方法实现 java 8之前,接口中不存在方法的实现.
实现方式 子类使用extends关键字来继承抽象类.如果子类不是抽象类,子类需要提供抽象类中所声明方法的实现. 子类使用implements来实现接口,需要提供接口中所有声明的实现.
构造器 抽象类中可以有构造器, 接口中不能
和正常类区别 抽象类不能被实例化 接口则是完全不同的类型
访问修饰符 抽象方法可以有public,protected和default等修饰 接口默认是public,不能使用其他修饰符
多继承 一个子类只能存在一个父类 一个子类可以存在多个接口
添加新方法 想抽象类中添加新方法,可以提供默认的实现,因此可以不修改子类现有的代码 如果往接口中添加新方法,则子类中需要实现该方法.

父类的静态方法能否被子类重写

不能。重写只适用于实例方法,不能用于静态方法,而子类当中含有和父类相同签名的静态方法,我们一般称之为隐藏。

什么是不可变对象

不可变对象指对象一旦被创建,状态就不能再改变。任何修改都会创建一个新的对象,如 String、Integer及其它包装类。

静态变量和实例变量的区别?

静态变量存储在方法区,属于类所有。实例变量存储在堆当中,其引用存在当前线程栈。

能否创建一个包含可变对象的不可变对象?

当然可以创建一个包含可变对象的不可变对象的,你只需要谨慎一点,不要共享可变对象的引用就可以了,如果需要变化时,就返回原对象的一个拷贝。最常见的例子就是对象中包含一个日期对象的引用。

java 创建对象的几种方式

  1. 采用new

  2. 通过反射

  3. 采用clone

  4. 通过序列化机制

前2者都需要显式地调用构造方法。造成耦合性最高的恰好是第一种,因此你发现无论什么框架,只要涉及到解耦必先减少new的使用。

switch中能否使用string做参数

在idk 1.7之前,switch只能支持byte, short, char, int或者其对应的封装类以及Enum类型。从idk 1.7之后switch开始支持String。

switch能否作用在byte, long上?

可以用在byte上,但是不能用在long上。

String s1=”ab”, String s2=”a”+”b”, String s3=”a”, String s4=”b”, s5=s3+s4请问s5==s2返回什么?

返回false。在编译过程中,编译器会将s2直接优化为”ab”,会将其放置在常量池当中,s5则是被创建在堆区,相当于s5=new String(“ab”);

你对String对象的intern()熟悉么?

intern()方法会首先从常量池中查找是否存在该常量值,如果常量池中不存在则现在常量池中创建,如果已经存在则直接返回。
比如 
String s1=”aa”; 
String s2=s1.intern(); 
System.out.print(s1==s2);//返回true

Object中有哪些公共方法?

  1. equals()

  2. clone()

  3. getClass()

  4. notify(),notifyAll(),wait()

  5. toString

java当中的四种引用

强引用,软引用,弱引用,虚引用。不同的引用类型主要体现在GC上:

  1. 强引用:如果一个对象具有强引用,它就不会被垃圾回收器回收。即使当前内存空间不足,JVM也不会回收它,而是抛出 OutOfMemoryError 错误,使程序异常终止。如果想中断强引用和某个对象之间的关联,可以显式地将引用赋值为null,这样一来的话,JVM在合适的时间就会回收该对象。

  2. 软引用:在使用软引用时,如果内存的空间足够,软引用就能继续被使用,而不会被垃圾回收器回收,只有在内存不足时,软引用才会被垃圾回收器回收。

  3. 弱引用:具有弱引用的对象拥有的生命周期更短暂。因为当 JVM 进行垃圾回收,一旦发现弱引用对象,无论当前内存空间是否充足,都会将弱引用回收。不过由于垃圾回收器是一个优先级较低的线程,所以并不一定能迅速发现弱引用对象。

  4. 虚引用:顾名思义,就是形同虚设,如果一个对象仅持有虚引用,那么它相当于没有引用,在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

更多了解参见深入对象引用:

http://blog.csdn.net/dd864140130/article/details/49885811

WeakReference与SoftReference的区别?

这点在四种引用类型中已经做了解释,这里简单说明一下即可: 
虽然 WeakReference 与 SoftReference 都有利于提高 GC 和 内存的效率,但是 WeakReference ,一旦失去最后一个强引用,就会被 GC 回收,而软引用虽然不能阻止被回收,但是可以延迟到 JVM 内存不足的时候。

为什么要有不同的引用类型

不像C语言,我们可以控制内存的申请和释放,在Java中有时候我们需要适当的控制对象被回收的时机,因此就诞生了不同的引用类型,可以说不同的引用类型实则是对GC回收时机不可控的妥协。有以下几个使用场景可以充分的说明:

  1. 利用软引用和弱引用解决OOM问题:用一个HashMap来保存图片的路径和相应图片对象关联的软引用之间的映射关系,在内存不足时,JVM会自动回收这些缓存图片对象所占用的空间,从而有效地避免了OOM的问题.

  2. 通过软引用实现Java对象的高速缓存:比如我们创建了一Person的类,如果每次需要查询一个人的信息,哪怕是几秒中之前刚刚查询过的,都要重新构建一个实例,这将引起大量Person对象的消耗,并且由于这些对象的生命周期相对较短,会引起多次GC影响性能。此时,通过软引用和 HashMap 的结合可以构建高速缓存,提供性能。

java中==和eqauls()的区别,equals()和`hashcode的区别

==是运算符,用于比较两个变量是否相等,而equals是Object类的方法,用于比较两个对象是否相等。默认Object类的equals方法是比较两个对象的地址,此时和==的结果一样。换句话说:基本类型比较用==,比较的是他们的值。默认下,对象用==比较时,比较的是内存地址,如果需要比较对象内容,需要重写equal方法。

equals()hashcode()的联系

hashCode()是Object类的一个方法,返回一个哈希值。如果两个对象根据equal()方法比较相等,那么调用这两个对象中任意一个对象的hashCode()方法必须产生相同的哈希值。
如果两个对象根据eqaul()方法比较不相等,那么产生的哈希值不一定相等(碰撞的情况下还是会相等的。)

a.hashCode()有什么用?与a.equals(b)有什么关系

hashCode() 方法是相应对象整型的 hash 值。它常用于基于 hash 的集合类,如 Hashtable、HashMap、LinkedHashMap等等。它与 equals() 方法关系特别紧密。根据 Java 规范,使用 equal() 方法来判断两个相等的对象,必须具有相同的 hashcode。

将对象放入到集合中时,首先判断要放入对象的hashcode是否已经在集合中存在,不存在则直接放入集合。如果hashcode相等,然后通过equal()方法判断要放入对象与集合中的任意对象是否相等:如果equal()判断不相等,直接将该元素放入集合中,否则不放入。

有没有可能两个不相等的对象有相同的hashcode

有可能,两个不相等的对象可能会有相同的 hashcode 值,这就是为什么在 hashmap 中会有冲突。如果两个对象相等,必须有相同的hashcode 值,反之不成立。

可以在hashcode中使用随机数字吗?

不行,因为同一对象的 hashcode 值必须是相同的

a==b与a.equals(b)有什么区别

如果a 和b 都是对象,则 a==b 是比较两个对象的引用,只有当 a 和 b 指向的是堆中的同一个对象才会返回 true,而 a.equals(b) 是进行逻辑比较,所以通常需要重写该方法来提供逻辑一致性的比较。例如,String 类重写 equals() 方法,所以可以用于两个不同对象,但是包含的字母相同的比较。

3*0.1==0.3返回值是什么

false,因为有些浮点数不能完全精确的表示出来。

a=a+b与a+=b有什么区别吗?

+=操作符会进行隐式自动类型转换,此处a+=b隐式的将加操作的结果类型强制转换为持有结果的类型,而a=a+b则不会自动进行类型转换。如:
byte a = 127; 
byte b = 127; 
b = a + b; // error : cannot convert from int to byte 
b += a; // ok 
(译者注:这个地方应该表述的有误,其实无论 a+b 的值为多少,编译器都会报错,因为 a+b 操作会将 a、b 提升为 int 类型,所以将 int 类型赋值给 byte 就会编译出错)

short s1= 1; s1 = s1 + 1; 该段代码是否有错,有的话怎么改?

有错误,short类型在进行运算时会自动提升为int类型,也就是说s1+1的运算结果是int类型。

short s1= 1; s1 += 1; 该段代码是否有错,有的话怎么改?

+=操作符会自动对右边的表达式结果强转匹配左边的数据类型,所以没错。

& 和 &&的区别

首先记住&是位操作,而&&是逻辑运算符。另外需要记住逻辑运算符具有短路特性,而&不具备短路特性。

  1. public class Test{

  2.    static String name;

  3.    public static void main(String[] args){

  4.        if(name!=null&userName.equals("")){

  5.            System.out.println("ok");

  6.        }else{

  7.            System.out.println("erro");

  8.        }

  9.    }

  10. }

以上代码将会抛出空指针异常。

一个java文件内部可以有类?(非内部类)

只能有一个public公共类,但是可以有多个default修饰的类。

如何正确的退出多层嵌套循环?

  1. 使用标号和break;

  2. 通过在外层循环中添加标识符

内部类的作用

内部类可以有多个实例,每个实例都有自己的状态信息,并且与其他外围对象的信息相互独立.在单个外围类当中,可以让多个内部类以不同的方式实现同一接口,或者继承同一个类.创建内部类对象的时刻不依赖于外部类对象的创建。内部类并没有令人疑惑的”is-a”管系,它就像是一个独立的实体。

内部类提供了更好的封装,除了该外围类,其他类都不能访问。

final, finalize和finally的不同之处

final 是一个修饰符,可以修饰变量、方法和类。如果 final 修饰变量,意味着该变量的值在初始化后不能被改变。finalize 方法是在对象被回收之前调用的方法,给对象自己最后一个复活的机会,但是什么时候调用 finalize 没有保证。finally 是一个关键字,与 try 和 catch 一起用于异常的处理。finally 块一定会被执行,无论在 try 块中是否有发生异常。

clone()是哪个类的方法?

java.lang.Cloneable 是一个标示性接口,不包含任何方法,clone 方法在 object 类中定义。并且需要知道 clone() 方法是一个本地方法,这意味着它是由 c 或 c++ 或 其他本地语言实现的。

深拷贝和浅拷贝的区别是什么?

浅拷贝:被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值,而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象。换言之,浅拷贝仅仅复制所考虑的对象,而不复制它所引用的对象。

深拷贝:被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值,而那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象,而不再是原有的那些被引用的对象。换言之,深拷贝把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。

static都有哪些用法?

几乎所有的人都知道static关键字这两个基本的用法:静态变量和静态方法。也就是被static所修饰的变量/方法都属于类的静态资源,类实例所共享。

除了静态变量和静态方法之外,static也用于静态块,多用于初始化操作:

  1. public calss PreCache{

  2.    static{

  3.        //执行相关操作

  4.    }

  5. }

此外static也多用于修饰内部类,此时称之为静态内部类。

最后一种用法就是静态导包,即import static.import static是在JDK 1.5之后引入的新特性,可以用来指定导入某个类中的静态资源,并且不需要使用类名。资源名,可以直接使用资源名,比如:

  1. import static java.lang.Math.*;

  2. public class Test{

  3.    public static void main(String[] args){

  4.        //System.out.println(Math.sin(20));传统做法

  5.        System.out.println(sin(20));

  6.    }

  7. }

final有哪些用法

final也是很多面试喜欢问的地方,能回答下以下三点就不错了:
1.被final修饰的类不可以被继承 
2.被final修饰的方法不可以被重写 
3.被final修饰的变量不可以被改变。如果修饰引用,那么表示引用不可变,引用指向的内容可变。
4.被final修饰的方法,JVM会尝试将其内联,以提高运行效率 
5.被final修饰的常量,在编译阶段会存入常量池中。

回答出编译器对final域要遵守的两个重排序规则更好:
1.在构造函数内对一个final域的写入,与随后把这个被构造对象的引用赋值给一个引用变量,这两个操作之间不能重排序。
2.初次读一个包含final域的对象的引用,与随后初次读这个final域,这两个操作之间不能重排序。

数据类型相关

java中int char,long各占多少字节?

类型 位数 字节数
short 2 16
int 4 32
long 8 64
float 4 32
double 8 64
char 2 16

64位的JVM当中,int的长度是多少?

Java 中,int 类型变量的长度是一个固定值,与平台无关,都是 32 位。意思就是说,在 32 位 和 64 位 的Java 虚拟机中,int 类型的长度是相同的。

int和Integer的区别

Integer是int的包装类型,在拆箱和装箱中,二者自动转换。int是基本类型,直接存数值,而integer是对象,用一个引用指向这个对象。

int 和Integer谁占用的内存更多?

Integer 对象会占用更多的内存。Integer是一个对象,需要存储对象的元数据。但是 int 是一个原始类型的数据,所以占用的空间更少。

String, StringBuffer和StringBuilder区别

String是字符串常量,final修饰:StringBuffer字符串变量(线程安全);
StringBuilder 字符串变量(线程不安全)。

String和StringBuffer

String和StringBuffer主要区别是性能:String是不可变对象,每次对String类型进行操作都等同于产生了一个新的String对象,然后指向新的String对象。所以尽量不在对String进行大量的拼接操作,否则会产生很多临时对象,导致GC开始工作,影响系统性能。

StringBuffer是对对象本身操作,而不是产生新的对象,因此在有大量拼接的情况下,我们建议使用StringBuffer。

但是需要注意现在JVM会对String拼接做一定的优化:
String s=“This is only ”+”simple”+”test”会被虚拟机直接优化成String s=“This is only simple test”,此时就不存在拼接过程。

StringBuffer和StringBuilder

StringBuffer是线程安全的可变字符串,其内部实现是可变数组。StringBuilder是jdk 1.5新增的,其功能和StringBuffer类似,但是非线程安全。因此,在没有多线程问题的前提下,使用StringBuilder会取得更好的性能。

什么是编译器常量?使用它有什么风险?

公共静态不可变(public static final )变量也就是我们所说的编译期常量,这里的 public 可选的。实际上这些变量在编译时会被替换掉,因为编译器知道这些变量的值,并且知道这些变量在运行时不能改变。这种方式存在的一个问题是你使用了一个内部的或第三方库中的公有编译时常量,但是这个值后面被其他人改变了,但是你的客户端仍然在使用老的值,甚至你已经部署了一个新的jar。为了避免这种情况,当你在更新依赖 JAR 文件时,确保重新编译你的程序。

java当中使用什么类型表示价格比较好?

如果不是特别关心内存和性能的话,使用BigDecimal,否则使用预定义精度的 double 类型。

如何将byte转为String

可以使用 String 接收 byte[] 参数的构造器来进行转换,需要注意的点是要使用的正确的编码,否则会使用平台默认编码,这个编码可能跟原来的编码相同,也可能不同。

可以将int强转为byte类型么?会产生什么问题?

我们可以做强制转换,但是Java中int是32位的而byte是8 位的,所以,如果强制转化int类型的高24位将会被丢弃,byte 类型的范围是从-128到128


关于垃圾回收

你知道哪些垃圾回收算法?

垃圾回收从理论上非常容易理解,具体的方法有以下几种: 
1. 标记-清除 
2. 标记-复制 
3. 标记-整理 
4. 分代回收 
更详细的内容参见深入理解垃圾回收算法:

http://blog.csdn.net/dd864140130/article/details/50084471

如何判断一个对象是否应该被回收

这就是所谓的对象存活性判断,常用的方法有两种:1.引用计数法; 2.对象可达性分析。由于引用计数法存在互相引用导致无法进行GC的问题,所以目前JVM虚拟机多使用对象可达性分析算法。

简单的解释一下垃圾回收

Java 垃圾回收机制最基本的做法是分代回收。内存中的区域被划分成不同的世代,对象根据其存活的时间被保存在对应世代的区域中。一般的实现是划分成3个世代:年轻、年老和永久。内存的分配是发生在年轻世代中的。当一个对象存活时间足够长的时候,它就会被复制到年老世代中。对于不同的世代可以使用不同的垃圾回收算法。进行世代划分的出发点是对应用中对象存活时间进行研究之后得出的统计规律。一般来说,一个应用中的大部分对象的存活时间都很短。比如局部变量的存活时间就只在方法的执行过程中。基于这一点,对于年轻世代的垃圾回收算法就可以很有针对性。

调用System.gc()会发生什么?

通知GC开始工作,但是GC真正开始的时间不确定。


进程,线程相关

说说进程,线程,协程之间的区别

简而言之,进程是程序运行和资源分配的基本单位,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存资源,减少切换次数,从而效率更高。线程是进程的一个实体,是cpu调度和分派的基本单位,是比程序更小的能独立运行的基本单位。同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

你了解守护线程吗?它和非守护线程有什么区别

程序运行完毕,jvm会等待非守护线程完成后关闭,但是jvm不会等待守护线程。守护线程最典型的例子就是GC线程。

什么是多线程上下文切换

多线程的上下文切换是指CPU控制权由一个已经正在运行的线程切换到另外一个就绪并等待获取CPU执行权的线程的过程。

创建两种线程的方式?他们有什么区别?

通过实现java.lang.Runnable或者通过扩展java.lang.Thread类。相比扩展Thread,实现Runnable接口可能更优.原因有二:

  1. Java不支持多继承。因此扩展Thread类就代表这个子类不能扩展其他类。而实现Runnable接口的类还可能扩展另一个类。

  2. 类可能只要求可执行即可,因此继承整个Thread类的开销过大。

Thread类中的start()和run()方法有什么区别?

start()方法被用来启动新创建的线程,而且start()内部调用了run()方法,这和直接调用run()方法的效果不一样。当你调用run()方法的时候,只会是在原来的线程中调用,没有新的线程启动,start()方法才会启动新线程。

怎么检测一个线程是否持有对象监视器

Thread类提供了一个holdsLock(Object obj)方法,当且仅当对象obj的监视器被某条线程持有的时候才会返回true,注意这是一个static方法,这意味着”某条线程”指的是当前线程。

Runnable和Callable的区别

Runnable接口中的run()方法的返回值是void,它做的事情只是纯粹地去执行run()方法中的代码而已;Callable接口中的call()方法是有返回值的,是一个泛型,和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果。 
这其实是很有用的一个特性,因为多线程相比单线程更难、更复杂的一个重要原因就是因为多线程充满着未知性,某条线程是否执行了?某条线程执行了多久?某条线程执行的时候我们期望的数据是否已经赋值完毕?无法得知,我们能做的只是等待这条多线程的任务执行完毕而已。而Callable+Future/FutureTask却可以方便获取多线程运行的结果,可以在等待时间太长没获取到需要的数据的情况下取消该线程的任务。

什么导致线程阻塞

阻塞指的是暂停一个线程的执行以等待某个条件发生(如某资源就绪),学过操作系统的同学对它一定已经很熟悉了。Java 提供了大量方法来支持阻塞,下面让我们逐一分析。

方法 说明
sleep() sleep() 允许 指定以毫秒为单位的一段时间作为参数,它使得线程在指定的时间内进入阻塞状态,不能得到CPU 时间,指定的时间一过,线程重新进入可执行状态。 典型地,sleep() 被用在等待某个资源就绪的情形:测试发现条件不满足后,让线程阻塞一段时间后重新测试,直到条件满足为止
suspend() 和 resume() 两个方法配套使用,suspend()使得线程进入阻塞状态,并且不会自动恢复,必须其对应的resume() 被调用,才能使得线程重新进入可执行状态。典型地,suspend() 和 resume() 被用在等待另一个线程产生的结果的情形:测试发现结果还没有产生后,让线程阻塞,另一个线程产生了结果后,调用 resume() 使其恢复。
yield() yield() 使当前线程放弃当前已经分得的CPU 时间,但不使当前线程阻塞,即线程仍处于可执行状态,随时可能再次分得 CPU 时间。调用 yield() 的效果等价于调度程序认为该线程已执行了足够的时间从而转到另一个线程
wait() 和 notify() 两个方法配套使用,wait() 使得线程进入阻塞状态,它有两种形式,一种允许 指定以毫秒为单位的一段时间作为参数,另一种没有参数,前者当对应的 notify() 被调用或者超出指定时间时线程重新进入可执行状态,后者则必须对应的 notify() 被调用。

wait(),notify()和suspend(),resume()之间的区别

初看起来它们与 suspend() 和 resume() 方法对没有什么分别,但是事实上它们是截然不同的。区别的核心在于,前面叙述的所有方法,阻塞时都不会释放占用的锁(如果占用了的话),而这一对方法则相反。上述的核心区别导致了一系列的细节上的区别。

首先,前面叙述的所有方法都隶属于 Thread 类,但是这一对却直接隶属于 Object 类,也就是说,所有对象都拥有这一对方法。初看起来这十分不可思议,但是实际上却是很自然的,因为这一对方法阻塞时要释放占用的锁,而锁是任何对象都具有的,调用任意对象的 wait() 方法导致线程阻塞,并且该对象上的锁被释放。而调用 任意对象的notify()方法则导致从调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选择的一个解除阻塞(但要等到获得锁后才真正可执行)。

其次,前面叙述的所有方法都可在任何位置调用,但是这一对方法却必须在 synchronized 方法或块中调用,理由也很简单,只有在synchronized 方法或块中当前线程才占有锁,才有锁可以释放。同样的道理,调用这一对方法的对象上的锁必须为当前线程所拥有,这样才有锁可以释放。因此,这一对方法调用必须放置在这样的 synchronized 方法或块中,该方法或块的上锁对象就是调用这一对方法的对象。若不满足这一条件,则程序虽然仍能编译,但在运行时会出现IllegalMonitorStateException 异常。

wait() 和 notify() 方法的上述特性决定了它们经常和synchronized关键字一起使用,将它们和操作系统进程间通信机制作一个比较就会发现它们的相似性:synchronized方法或块提供了类似于操作系统原语的功能,它们的执行不会受到多线程机制的干扰,而这一对方法则相当于 block 和wakeup 原语(这一对方法均声明为 synchronized)。它们的结合使得我们可以实现操作系统上一系列精妙的进程间通信的算法(如信号量算法),并用于解决各种复杂的线程间通信问题。

关于 wait() 和 notify() 方法最后再说明两点: 
第一:调用 notify() 方法导致解除阻塞的线程是从因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的线程中随机选取的,我们无法预料哪一个线程将会被选择,所以编程时要特别小心,避免因这种不确定性而产生问题。

第二:除了 notify(),还有一个方法 notifyAll() 也可起到类似作用,唯一的区别在于,调用 notifyAll() 方法将把因调用该对象的 wait() 方法而阻塞的所有线程一次性全部解除阻塞。当然,只有获得锁的那一个线程才能进入可执行状态。

谈到阻塞,就不能不谈一谈死锁,略一分析就能发现,suspend() 方法和不指定超时期限的 wait() 方法的调用都可能产生死锁。遗憾的是,Java 并不在语言级别上支持死锁的避免,我们在编程中必须小心地避免死锁。

以上我们对 Java 中实现线程阻塞的各种方法作了一番分析,我们重点分析了 wait() 和 notify() 方法,因为它们的功能最强大,使用也最灵活,但是这也导致了它们的效率较低,较容易出错。实际使用中我们应该灵活使用各种方法,以便更好地达到我们的目的。

产生死锁的条件

1.互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。 
2.请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。 
3.不剥夺条件:进程已获得的资源,在末使用完之前,不能强行剥夺。 
4.循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

为什么wait()方法和notify()/notifyAll()方法要在同步块中被调用

这是JDK强制的,wait()方法和notify()/notifyAll()方法在调用前都必须先获得对象的锁

wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器时有什么区别

wait()方法和notify()/notifyAll()方法在放弃对象监视器的时候的区别在于:wait()方法立即释放对象监视器,notify()/notifyAll()方法则会等待线程剩余代码执行完毕才会放弃对象监视器。

wait()与sleep()的区别

关于这两者已经在上面进行详细的说明,这里就做个概括好了:

  • sleep()来自Thread类,和wait()来自Object类。调用sleep()方法的过程中,线程不会释放对象锁。而 调用 wait 方法线程会释放对象锁

  • sleep()睡眠后不出让系统资源,wait让其他线程可以占用CPU

  • sleep(milliseconds)需要指定一个睡眠时间,时间一到会自动唤醒.而wait()需要配合notify()或者notifyAll()使用

为什么wait, nofity和nofityAll这些方法不放在Thread类当中

一个很明显的原因是JAVA提供的锁是对象级的而不是线程级的,每个对象都有锁,通过线程获得。如果线程需要等待某些锁那么调用对象中的wait()方法就有意义了。如果wait()方法定义在Thread类中,线程正在等待的是哪个锁就不明显了。简单的说,由于wait,notify和notifyAll都是锁级别的操作,所以把他们定义在Object类中因为锁属于对象。

怎么唤醒一个阻塞的线程

如果线程是因为调用了wait()、sleep()或者join()方法而导致的阻塞,可以中断线程,并且通过抛出InterruptedException来唤醒它;如果线程遇到了IO阻塞,无能为力,因为IO是操作系统实现的,Java代码并没有办法直接接触到操作系统。

什么是多线程的上下文切换

多线程的上下文切换是指CPU控制权由一个已经正在运行的线程切换到另外一个就绪并等待获取CPU执行权的线程的过程。

synchronized和ReentrantLock的区别

synchronized是和if、else、for、while一样的关键字,ReentrantLock是类,这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类,那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性,可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量,ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上: 
(1)ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置,这样就避免了死锁 
(2)ReentrantLock可以获取各种锁的信息 
(3)ReentrantLock可以灵活地实现多路通知 
另外,二者的锁机制其实也是不一样的:ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁,synchronized操作的应该是对象头中mark word。

FutureTask是什么

这个其实前面有提到过,FutureTask表示一个异步运算的任务。FutureTask里面可以传入一个Callable的具体实现类,可以对这个异步运算的任务的结果进行等待获取、判断是否已经完成、取消任务等操作。当然,由于FutureTask也是Runnable接口的实现类,所以FutureTask也可以放入线程池中。

一个线程如果出现了运行时异常怎么办?

如果这个异常没有被捕获的话,这个线程就停止执行了。另外重要的一点是:如果这个线程持有某个某个对象的监视器,那么这个对象监视器会被立即释放。

Java当中有哪几种锁

  1. 自旋锁: 自旋锁在JDK1.6之后就默认开启了。基于之前的观察,共享数据的锁定状态只会持续很短的时间,为了这一小段时间而去挂起和恢复线程有点浪费,所以这里就做了一个处理,让后面请求锁的那个线程在稍等一会,但是不放弃处理器的执行时间,看看持有锁的线程能否快速释放。为了让线程等待,所以需要让线程执行一个忙循环也就是自旋操作。在jdk6之后,引入了自适应的自旋锁,也就是等待的时间不再固定了,而是由上一次在同一个锁上的自旋时间及锁的拥有者状态来决定。

  2. 偏向锁: 在JDK1.之后引入的一项锁优化,目的是消除数据在无竞争情况下的同步原语。进一步提升程序的运行性能。 偏向锁就是偏心的偏,意思是这个锁会偏向第一个获得他的线程,如果接下来的执行过程中,改锁没有被其他线程获取,则持有偏向锁的线程将永远不需要再进行同步。偏向锁可以提高带有同步但无竞争的程序性能,也就是说他并不一定总是对程序运行有利,如果程序中大多数的锁都是被多个不同的线程访问,那偏向模式就是多余的,在具体问题具体分析的前提下,可以考虑是否使用偏向锁。

  3. 轻量级锁: 为了减少获得锁和释放锁所带来的性能消耗,引入了“偏向锁”和“轻量级锁”,所以在Java SE1.6里锁一共有四种状态,无锁状态,偏向锁状态,轻量级锁状态和重量级锁状态,它会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级,意味着偏向锁升级成轻量级锁后不能降级成偏向锁。

如何在两个线程间共享数据

通过在线程之间共享对象就可以了,然后通过wait/notify/notifyAll、await/signal/signalAll进行唤起和等待,比方说阻塞队列BlockingQueue就是为线程之间共享数据而设计的。

如何正确的使用wait()?使用if还是while?

wait() 方法应该在循环调用,因为当线程获取到 CPU 开始执行的时候,其他条件可能还没有满足,所以在处理前,循环检测条件是否满足会更好。下面是一段标准的使用 wait 和 notify 方法的代码:

  1. synchronized (obj) {

  2.    while (condition does not hold)

  3.      obj.wait(); // (Releases lock, and reacquires on wakeup)

  4.      ... // Perform action appropriate to condition

  5. }

什么是线程局部变量ThreadLocal

线程局部变量是局限于线程内部的变量,属于线程自身所有,不在多个线程间共享。Java提供ThreadLocal类来支持线程局部变量,是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下(如 web 服务器)使用线程局部变量的时候要特别小心,在这种情况下,工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放,Java 应用就存在内存泄露的风险。

ThreadLoal的作用是什么?

简单说ThreadLocal就是一种以空间换时间的做法在每个Thread里面维护了一个ThreadLocal.ThreadLocalMap把数据进行隔离,数据不共享,自然就没有线程安全方面的问题了。

生产者消费者模型的作用是什么?

(1)通过平衡生产者的生产能力和消费者的消费能力来提升整个系统的运行效率,这是生产者消费者模型最重要的作用。
(2)解耦,这是生产者消费者模型附带的作用,解耦意味着生产者和消费者之间的联系少,联系越少越可以独自发展而不需要收到相互的制约。

写一个生产者-消费者队列

可以通过阻塞队列实现,也可以通过wait-notify来实现。

使用阻塞队列来实现

  1. //消费者

  2. public class Producer implements Runnable{

  3.    private final BlockingQueue<Integer> queue;

  4.    public Producer(BlockingQueue q){

  5.        this.queue=q;

  6.    }

  7.    @Override

  8.    public void run() {

  9.        try {

  10.            while (true){

  11.                Thread.sleep(1000);//模拟耗时

  12.                queue.put(produce());

  13.            }

  14.        }catch (InterruptedException e){

  15.        }

  16.    }

  17.    private int produce() {

  18.        int n=new Random().nextInt(10000);

  19.        System.out.println("Thread:" + Thread.currentThread().getId() + " produce:" + n);

  20.        return n;

  21.    }

  22. }

  23. //消费者

  24. public class Consumer implements Runnable {

  25.    private final BlockingQueue<Integer> queue;

  26.    public Consumer(BlockingQueue q){

  27.        this.queue=q;

  28.    }

  29.    @Override

  30.    public void run() {

  31.        while (true){

  32.            try {

  33.                Thread.sleep(2000);//模拟耗时

  34.                consume(queue.take());

  35.            }catch (InterruptedException e){

  36.            }

  37.        }

  38.    }

  39.    private void consume(Integer n) {

  40.        System.out.println("Thread:" + Thread.currentThread().getId() + " consume:" + n);

  41.    }

  42. }

  43. //测试

  44. public class Main {

  45.    public static void main(String[] args) {

  46.        BlockingQueue<Integer> queue=new ArrayBlockingQueue<Integer>(100);

  47.        Producer p=new Producer(queue);

  48.        Consumer c1=new Consumer(queue);

  49.        Consumer c2=new Consumer(queue);

  50.        new Thread(p).start();

  51.        new Thread(c1).start();

  52.        new Thread(c2).start();

  53.    }

  54. }

使用wait-notify来实现

该种方式应该最经典,这里就不做说明了。

如果你提交任务时,线程池队列已满,这时会发生什么

如果你使用的LinkedBlockingQueue,也就是无界队列的话,没关系,继续添加任务到阻塞队列中等待执行,因为LinkedBlockingQueue可以近乎认为是一个无穷大的队列,可以无限存放任务;如果你使用的是有界队列比方说ArrayBlockingQueue的话,任务首先会被添加到ArrayBlockingQueue中,ArrayBlockingQueue满了,则会使用拒绝策略RejectedExecutionHandler处理满了的任务,默认是AbortPolicy。

为什么要使用线程池

避免频繁地创建和销毁线程,达到线程对象的重用。另外,使用线程池还可以根据项目灵活地控制并发的数目。

java中用到的线程调度算法是什么

抢占式。一个线程用完CPU之后,操作系统会根据线程优先级、线程饥饿情况等数据算出一个总的优先级并分配下一个时间片给某个线程执行。

Thread.sleep(0)的作用是什么

由于Java采用抢占式的线程调度算法,因此可能会出现某条线程常常获取到CPU控制权的情况,为了让某些优先级比较低的线程也能获取到CPU控制权,可以使用Thread.sleep(0)手动触发一次操作系统分配时间片的操作,这也是平衡CPU控制权的一种操作。

什么是CAS

CAS,全称为Compare and Swap,即比较-替换。假设有三个操作数:内存值V、旧的预期值A、要修改的值B,当且仅当预期值A和内存值V相同时,才会将内存值修改为B并返回true,否则什么都不做并返回false。当然CAS一定要volatile变量配合,这样才能保证每次拿到的变量是主内存中最新的那个值,否则旧的预期值A对某条线程来说,永远是一个不会变的值A,只要某次CAS操作失败,永远都不可能成功。

什么是乐观锁和悲观锁

乐观锁:乐观锁认为竞争不总是会发生,因此它不需要持有锁,将比较-替换这两个动作作为一个原子操作尝试去修改内存中的变量,如果失败则表示发生冲突,那么就应该有相应的重试逻辑。

悲观锁:悲观锁认为竞争总是会发生,因此每次对某资源进行操作时,都会持有一个独占的锁,就像synchronized,不管三七二十一,直接上了锁就操作资源了。

ConcurrentHashMap的并发度是什么?

ConcurrentHashMap的并发度就是segment的大小,默认为16,这意味着最多同时可以有16条线程操作ConcurrentHashMap,这也是ConcurrentHashMap对Hashtable的最大优势,任何情况下,Hashtable能同时有两条线程获取Hashtable中的数据吗?

ConcurrentHashMap的工作原理

ConcurrentHashMap在jdk 1.6和jdk 1.8实现原理是不同的。

jdk 1.6:

ConcurrentHashMap是线程安全的,但是与Hashtablea相比,实现线程安全的方式不同。Hashtable是通过对hash表结构进行锁定,是阻塞式的,当一个线程占有这个锁时,其他线程必须阻塞等待其释放锁。ConcurrentHashMap是采用分离锁的方式,它并没有对整个hash表进行锁定,而是局部锁定,也就是说当一个线程占有这个局部锁时,不影响其他线程对hash表其他地方的访问。 
具体实现:ConcurrentHashMap内部有一个Segment.

jdk 1.8

在jdk 8中,ConcurrentHashMap不再使用Segment分离锁,而是采用一种乐观锁CAS算法来实现同步问题,但其底层还是“数组+链表->红黑树”的实现。

CyclicBarrier和CountDownLatch区别

这两个类非常类似,都在java.util.concurrent下,都可以用来表示代码运行到某个点上,二者的区别在于:

  • CyclicBarrier的某个线程运行到某个点上之后,该线程即停止运行,直到所有的线程都到达了这个点,所有线程才重新运行;CountDownLatch则不是,某线程运行到某个点上之后,只是给某个数值-1而已,该线程继续运行。

  • CyclicBarrier只能唤起一个任务,CountDownLatch可以唤起多个任务

  • CyclicBarrier可重用,CountDownLatch不可重用,计数值为0该CountDownLatch就不可再用了。

java中的++操作符线程安全么?

不是线程安全的操作。它涉及到多个指令,如读取变量值,增加,然后存储回内存,这个过程可能会出现多个线程交差。

你有哪些多线程开发良好的实践?

  1. 给线程命名

  2. 最小化同步范围

  3. 优先使用volatile

  4. 尽可能使用更高层次的并发工具而非wait和notify()来实现线程通信,如BlockingQueue,Semeaphore

  5. 优先使用并发容器而非同步容器.

  6. 考虑使用线程池


关于volatile关键字

可以创建Volatile数组吗?

Java 中可以创建 volatile类型数组,不过只是一个指向数组的引用,而不是整个数组。如果改变引用指向的数组,将会受到volatile 的保护,但是如果多个线程同时改变数组的元素,volatile标示符就不能起到之前的保护作用了。

volatile能使得一个非原子操作变成原子操作吗?

一个典型的例子是在类中有一个 long 类型的成员变量。如果你知道该成员变量会被多个线程访问,如计数器、价格等,你最好是将其设置为 volatile。为什么?因为 Java 中读取 long 类型变量不是原子的,需要分成两步,如果一个线程正在修改该 long 变量的值,另一个线程可能只能看到该值的一半(前 32 位)。但是对一个 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子。

一种实践是用 volatile 修饰 long 和 double 变量,使其能按原子类型来读写。double 和 long 都是64位宽,因此对这两种类型的读是分为两部分的,第一次读取第一个 32 位,然后再读剩下的 32 位,这个过程不是原子的,但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子的。volatile 修复符的另一个作用是提供内存屏障(memory barrier),例如在分布式框架中的应用。简单的说,就是当你写一个 volatile 变量之前,Java 内存模型会插入一个写屏障(write barrier),读一个 volatile 变量之前,会插入一个读屏障(read barrier)。意思就是说,在你写一个 volatile 域时,能保证任何线程都能看到你写的值,同时,在写之前,也能保证任何数值的更新对所有线程是可见的,因为内存屏障会将其他所有写的值更新到缓存。

volatile类型变量提供什么保证?

volatile 主要有两方面的作用:1.避免指令重排2.可见性保证.例如,JVM 或者 JIT为了获得更好的性能会对语句重排序,但是 volatile 类型变量即使在没有同步块的情况下赋值也不会与其他语句重排序。 volatile 提供 happens-before 的保证,确保一个线程的修改能对其他线程是可见的。某些情况下,volatile 还能提供原子性,如读 64 位数据类型,像 long 和 double 都不是原子的(低32位和高32位),但 volatile 类型的 double 和 long 就是原子的。


关于集合

Java中的集合及其继承关系

关于集合的体系是每个人都应该烂熟于心的,尤其是对我们经常使用的List,Map的原理更该如此.这里我们看这张图即可:

更多内容可见集合类总结:

http://write.blog.csdn.net/postedit/40826423

poll()方法和remove()方法区别?

poll() 和 remove() 都是从队列中取出一个元素,但是 poll() 在获取元素失败的时候会返回空,但是 remove() 失败的时候会抛出异常。

LinkedHashMap和PriorityQueue的区别

PriorityQueue 是一个优先级队列,保证最高或者最低优先级的的元素总是在队列头部,但是 LinkedHashMap 维持的顺序是元素插入的顺序。当遍历一个 PriorityQueue 时,没有任何顺序保证,但是 LinkedHashMap 课保证遍历顺序是元素插入的顺序。

WeakHashMap与HashMap的区别是什么?

WeakHashMap 的工作与正常的 HashMap 类似,但是使用弱引用作为 key,意思就是当 key 对象没有任何引用时,key/value 将会被回收。

ArrayList和LinkedList的区别?

最明显的区别是 ArrrayList底层的数据结构是数组,支持随机访问,而 LinkedList 的底层数据结构是双向循环链表,不支持随机访问。使用下标访问一个元素,ArrayList 的时间复杂度是 O(1),而 LinkedList 是 O(n)。

ArrayList和Array有什么区别?

  1. Array可以容纳基本类型和对象,而ArrayList只能容纳对象。

  2. Array是指定大小的,而ArrayList大小是固定的

ArrayList和HashMap默认大小?

在 Java 7 中,ArrayList 的默认大小是 10 个元素,HashMap 的默认大小是16个元素(必须是2的幂)。这就是 Java 7 中 ArrayList 和 HashMap 类的代码片段。

  1. private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

  2. //from HashMap.java JDK 7

  3. static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

Comparator和Comparable的区别?

Comparable 接口用于定义对象的自然顺序,而 comparator 通常用于定义用户定制的顺序。Comparable 总是只有一个,但是可以有多个 comparator 来定义对象的顺序。

如何实现集合排序?

你可以使用有序集合,如 TreeSet 或 TreeMap,你也可以使用有顺序的的集合,如 list,然后通过 Collections.sort() 来排序。

如何打印数组内容

你可以使用 Arrays.toString() 和 Arrays.deepToString() 方法来打印数组。由于数组没有实现 toString() 方法,所以如果将数组传递给 System.out.println() 方法,将无法打印出数组的内容,但是 Arrays.toString() 可以打印每个元素。

LinkedList的是单向链表还是双向?

双向循环列表,具体实现自行查阅源码。

TreeMap是实现原理

采用红黑树实现,具体实现自行查阅源码。

遍历ArrayList时如何正确移除一个元素

该问题的关键在于面试者使用的是 ArrayList 的 remove() 还是 Iterator 的 remove()方法。这有一段示例代码,是使用正确的方式来实现在遍历的过程中移除元素,而不会出现 ConcurrentModificationException 异常的示例代码。

什么是ArrayMap?它和HashMap有什么区别?

ArrayMap是Android SDK中提供的,非Android开发者可以略过。
ArrayMap是用两个数组来模拟map,更少的内存占用空间,更高的效率。
具体参考这篇文章:ArrayMap VS HashMap:http://lvable.com/?p=217%5D

HashMap的实现原理

1. HashMap概述: HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。 
2. HashMap的数据结构: 在java编程语言中,最基本的结构就是两种,一个是数组,另外一个是模拟指针(引用),所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构,即数组和链表的结合体。

当我们往Hashmap中put元素时,首先根据key的hashcode重新计算hash值,根绝hash值得到这个元素在数组中的位置(下标),如果该数组在该位置上已经存放了其他元素,那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放,新加入的放在链头,最先加入的放入链尾.如果数组中该位置没有元素,就直接将该元素放到数组的该位置上.

需要注意Jdk 1.8中对HashMap的实现做了优化,当链表中的节点数据超过八个之后,该链表会转为红黑树来提高查询效率,从原来的O(n)到O(logn)

你了解Fail-Fast机制吗?

Fail-Fast即我们常说的快速失败,

更多内容参看fail-fast机制:http://blog.csdn.net/chenssy/article/details/38151189

Fail-fast和Fail-safe有什么区别

Iterator的fail-fast属性与当前的集合共同起作用,因此它不会受到集合中任何改动的影响。Java.util包中的所有集合类都被设计为fail->fast的,而java.util.concurrent中的集合类都为fail-safe的。当检测到正在遍历的集合的结构被改变时,Fail-fast迭代器抛出ConcurrentModificationException,而fail-safe迭代器从不抛出ConcurrentModificationException。


关于日期

SimpleDateFormat是线程安全的吗?

非常不幸,DateFormat 的所有实现,包括 SimpleDateFormat 都不是线程安全的,因此你不应该在多线程序中使用,除非是在对外线程安全的环境中使用,如 将 SimpleDateFormat 限制在 ThreadLocal 中。如果你不这么做,在解析或者格式化日期的时候,可能会获取到一个不正确的结果。因此,从日期、时间处理的所有实践来说,我强力推荐 joda-time 库。

如何格式化日期?

Java 中,可以使用 SimpleDateFormat 类或者 joda-time 库来格式日期。DateFormat 类允许你使用多种流行的格式来格式化日期。参见答案中的示例代码,代码中演示了将日期格式化成不同的格式,如 dd-MM-yyyy 或 ddMMyyyy。


关于异常

简单描述java异常体系

相比没有人不了解异常体系,关于异常体系的更多信息可以见

白话异常机制:http://blog.csdn.net/dd864140130/article/details/42504189

什么是异常链

详情直接参见上面的白话异常机制,不做解释了。

throw和throws的区别

throw用于主动抛出java.lang.Throwable 类的一个实例化对象,意思是说你可以通过关键字 throw 抛出一个 Error 或者 一个Exception,如:throw new IllegalArgumentException(“size must be multiple of 2″)
而throws 的作用是作为方法声明和签名的一部分,方法被抛出相应的异常以便调用者能处理。Java 中,任何未处理的受检查异常强制在 throws 子句中声明。


关于序列化

Java 中,Serializable 与 Externalizable 的区别

Serializable 接口是一个序列化 Java 类的接口,以便于它们可以在网络上传输或者可以将它们的状态保存在磁盘上,是 JVM 内嵌的默认序列化方式,成本高、脆弱而且不安全。Externalizable 允许你控制整个序列化过程,指定特定的二进制格式,增加安全机制。


关于JVM

JVM特性

平台无关性. 
Java语言的一个非常重要的特点就是与平台的无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行,至少需要编译成不同的目标代码。而引入Java语言虚拟机后,Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用模式Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息,使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。Java虚拟机在执行字节码时,把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。

简单解释一下类加载器

有关类加载器一般会问你四种类加载器的应用场景以及双亲委派模型,

更多的内容参看深入理解JVM加载器:

http://blog.csdn.net/dd864140130/article/details/49817357

简述堆和栈的区别

VM 中堆和栈属于不同的内存区域,使用目的也不同。栈常用于保存方法帧和局部变量,而对象总是在堆上分配。栈通常都比堆小,也不会在多个线程之间共享,而堆被整个 JVM 的所有线程共享。

简述JVM内存分配

  1. 基本数据类型比变量和对象的引用都是在栈分配的。

  2. 堆内存用来存放由new创建的对象和数组。

  3. 类变量(static修饰的变量),程序在一加载的时候就在堆中为类变量分配内存,堆中的内存地址存放在栈中。

  4. 实例变量:当你使用java关键字new的时候,系统在堆中开辟并不一定是连续的空间分配给变量,是根据零散的堆内存地址,通过哈希算法换算为一长串数字以表征这个变量在堆中的”物理位置”,实例变量的生命周期–当实例变量的引用丢失后,将被GC(垃圾回收器)列入可回收“名单”中,但并不是马上就释放堆中内存。

  5. 局部变量: 由声明在某方法,或某代码段里(比如for循环),执行到它的时候在栈中开辟内存,当局部变量一但脱离作用域,内存立即释放。


其他

java当中采用的是大端还是小端?

XML解析的几种方式和特点

DOM, SAX, PULL三种解析方式:

  • DOM:消耗内存:先把xml文档都读到内存中,然后再用DOM API来访问树形结构,并获取数据。这个写起来很简单,但是很消耗内存。要是数据过大,手机不够牛逼,可能手机直接死机

  • SAX:解析效率高,占用内存少,基于事件驱动的:更加简单地说就是对文档进行顺序扫描,当扫描到文档(document)开始与结束、元素(element)开始与结束、文档(document)结束等地方时通知事件处理函数,由事件处理函数做相应动作,然后继续同样的扫描,直至文档结束。

  • PULL:与 SAX 类似,也是基于事件驱动,我们可以调用它的next()方法,来获取下一个解析事件(就是开始文档,结束文档,开始标签,结束标签),当处于某个元素时可以调用XmlPullParser的getAttributte()方法来获取属性的值,也可调用它的nextText()获取本节点的值。

JDK 1.7特性

然 JDK 1.7 不像 JDK 5 和 8 一样的大版本,但是,还是有很多新的特性,如 try-with-resource 语句,这样你在使用流或者资源的时候,就不需要手动关闭,Java 会自动关闭。Fork-Join 池某种程度上实现 Java 版的 Map-reduce。允许 Switch 中有 String 变量和文本。菱形操作符(<>)用于类型推断,不再需要在变量声明的右边申明泛型,因此可以写出可读写更强、更简洁的代码。

JDK 1.8特性

java 8 在 Java 历史上是一个开创新的版本,下面 JDK 8 中 5 个主要的特性: 
Lambda 表达式,允许像对象一样传递匿名函数 
Stream API,充分利用现代多核 CPU,可以写出很简洁的代码 
Date 与 Time API,最终,有一个稳定、简单的日期和时间库可供你使用 
扩展方法,现在,接口中可以有静态、默认方法。 
重复注解,现在你可以将相同的注解在同一类型上使用多次。

Maven和ANT有什么区别?

虽然两者都是构建工具,都用于创建 Java 应用,但是 Maven 做的事情更多,在基于“约定优于配置”的概念下,提供标准的Java 项目结构,同时能为应用自动管理依赖(应用中所依赖的 JAR 文件。

JDBC最佳实践

  • 优先使用批量操作来插入和更新数据

  • 使用PreparedStatement来避免SQL漏洞

  • 使用数据连接池

  • 通过列名来获取结果集

IO操作最佳实践

  • 使用有缓冲的IO类,不要单独读取字节或字符

  • 使用NIO和NIO 2或者AIO,而非BIO

  • 在finally中关闭流

  • 使用内存映射文件获取更快的IO

1、面向对象的特征有哪些方面?
答:面向对象的特征主要有以下几个方面:
- 抽象:抽象是将一类对象的共同特征总结出来构造类的过程,包括数据抽象和行为抽象两方面。抽象只关注对象有哪些属性和行为,并不关注这些行为的细节是什么。
- 继承:继承是从已有类得到继承信息创建新类的过程。提供继承信息的类被称为父类(超类、基类);得到继承信息的类被称为子类(派生类)。继承让变化中的软件系统有了一定的延续性,同时继承也是封装程序中可变因素的重要手段(如果不能理解请阅读阎宏博士的《Java与模式》或《设计模式精解》中关于桥梁模式的部分)。
- 封装:通常认为封装是把数据和操作数据的方法绑定起来,对数据的访问只能通过已定义的接口。面向对象的本质就是将现实世界描绘成一系列完全自治、封闭的对象。我们在类中编写的方法就是对实现细节的一种封装;我们编写一个类就是对数据和数据操作的封装。可以说,封装就是隐藏一切可隐藏的东西,只向外界提供最简单的编程接口(可以想想普通洗衣机和全自动洗衣机的差别,明显全自动洗衣机封装更好因此操作起来更简单;我们现在使用的智能手机也是封装得足够好的,因为几个按键就搞定了所有的事情)。
- 多态性:多态性是指允许不同子类型的对象对同一消息作出不同的响应。简单的说就是用同样的对象引用调用同样的方法但是做了不同的事情。多态性分为编译时的多态性和运行时的多态性。如果将对象的方法视为对象向外界提供的服务,那么运行时的多态性可以解释为:当A系统访问B系统提供的服务时,B系统有多种提供服务的方式,但一切对A系统来说都是透明的(就像电动剃须刀是A系统,它的供电系统是B系统,B系统可以使用电池供电或者用交流电,甚至还有可能是太阳能,A系统只会通过B类对象调用供电的方法,但并不知道供电系统的底层实现是什么,究竟通过何种方式获得了动力)。方法重载(overload)实现的是编译时的多态性(也称为前绑定),而方法重写(override)实现的是运行时的多态性(也称为后绑定)。运行时的多态是面向对象最精髓的东西,要实现多态需要做两件事:1). 方法重写(子类继承父类并重写父类中已有的或抽象的方法);2). 对象造型(用父类型引用引用子类型对象,这样同样的引用调用同样的方法就会根据子类对象的不同而表现出不同的行为)。

2、访问修饰符public,private,protected,以及不写(默认)时的区别?
答:

修饰符 当前类 同 包 子 类 其他包
public
protected ×
default × ×
private × × ×

类的成员不写访问修饰时默认为default。默认对于同一个包中的其他类相当于公开(public),对于不是同一个包中的其他类相当于私有(private)。受保护(protected)对子类相当于公开,对不是同一包中的没有父子关系的类相当于私有。Java中,外部类的修饰符只能是public或默认,类的成员(包括内部类)的修饰符可以是以上四种。

3、String 是最基本的数据类型吗?
答:不是。Java中的基本数据类型只有8个:byte、short、int、long、float、double、char、boolean;除了基本类型(primitive type)和枚举类型(enumeration type),剩下的都是引用类型(reference type)。

4、float f=3.4;是否正确?
答:不正确。3.4是双精度数,将双精度型(double)赋值给浮点型(float)属于下转型(down-casting,也称为窄化)会造成精度损失,因此需要强制类型转换float f =(float)3.4; 或者写成float f =3.4F;。

5、short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有错吗?short s1 = 1; s1 += 1;有错吗?
答:对于short s1 = 1; s1 = s1 + 1;由于1是int类型,因此s1+1运算结果也是int 型,需要强制转换类型才能赋值给short型。而short s1 = 1; s1 += 1;可以正确编译,因为s1+= 1;相当于s1 = (short)(s1 + 1);其中有隐含的强制类型转换。

6、Java有没有goto?
答:goto 是Java中的保留字,在目前版本的Java中没有使用。(根据James Gosling(Java之父)编写的《The Java Programming Language》一书的附录中给出了一个Java关键字列表,其中有goto和const,但是这两个是目前无法使用的关键字,因此有些地方将其称之为保留字,其实保留字这个词应该有更广泛的意义,因为熟悉C语言的程序员都知道,在系统类库中使用过的有特殊意义的单词或单词的组合都被视为保留字)

7、int和Integer有什么区别?
答:Java是一个近乎纯洁的面向对象编程语言,但是为了编程的方便还是引入了基本数据类型,但是为了能够将这些基本数据类型当成对象操作,Java为每一个基本数据类型都引入了对应的包装类型(wrapper class),int的包装类就是Integer,从Java 5开始引入了自动装箱/拆箱机制,使得二者可以相互转换。
Java 为每个原始类型提供了包装类型:
- 原始类型: boolean,char,byte,short,int,long,float,double
- 包装类型:Boolean,Character,Byte,Short,Integer,Long,Float,Double

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  1. <span style="color:#333333;">class AutoUnboxingTest {
  2. public static void main(String[] args) {
  3. Integer a = new Integer(3);
  4. Integer b = 3;                  // 将3自动装箱成Integer类型
  5. int c = 3;
  6. System.out.println(a == b);     // false 两个引用没有引用同一对象
  7. System.out.println(a == c);     // true a自动拆箱成int类型再和c比较
  8. }
  9. }
  10. </span>

最近还遇到一个面试题,也是和自动装箱和拆箱有点关系的,代码如下所示:

public class Test03 {

public static void main(String[] args) {
        Integer f1 = 100, f2 = 100, f3 = 150, f4 = 150;

System.out.println(f1 == f2);
        System.out.println(f3 == f4);
    }
}

如果不明就里很容易认为两个输出要么都是true要么都是false。首先需要注意的是f1、f2、f3、f4四个变量都是Integer对象引用,所以下面的==运算比较的不是值而是引用。装箱的本质是什么呢?当我们给一个Integer对象赋一个int值的时候,会调用Integer类的静态方法valueOf,如果看看valueOf的源代码就知道发生了什么。

public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

IntegerCache是Integer的内部类,其代码如下所示:

private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];

static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            String integerCacheHighPropValue =
                sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                    i = Math.max(i, 127);
                    // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                    h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
                    // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
                }
            }
            high = h;

cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);

// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }

private IntegerCache() {}
    }

简单的说,如果整型字面量的值在-128到127之间,那么不会new新的Integer对象,而是直接引用常量池中的Integer对象,所以上面的面试题中f1==f2的结果是true,而f3==f4的结果是false。

提醒:越是貌似简单的面试题其中的玄机就越多,需要面试者有相当深厚的功力。

8、&和&&的区别?
答:&运算符有两种用法:(1)按位与;(2)逻辑与。&&运算符是短路与运算。逻辑与跟短路与的差别是非常巨大的,虽然二者都要求运算符左右两端的布尔值都是true整个表达式的值才是true。&&之所以称为短路运算是因为,如果&&左边的表达式的值是false,右边的表达式会被直接短路掉,不会进行运算。很多时候我们可能都需要用&&而不是&,例如在验证用户登录时判定用户名不是null而且不是空字符串,应当写为:username != null &&!username.equals(""),二者的顺序不能交换,更不能用&运算符,因为第一个条件如果不成立,根本不能进行字符串的equals比较,否则会产生NullPointerException异常。注意:逻辑或运算符(|)和短路或运算符(||)的差别也是如此。

补充:如果你熟悉JavaScript,那你可能更能感受到短路运算的强大,想成为JavaScript的高手就先从玩转短路运算开始吧。

9、解释内存中的栈(stack)、堆(heap)和静态区(static area)的用法。
答:通常我们定义一个基本数据类型的变量,一个对象的引用,还有就是函数调用的现场保存都使用内存中的栈空间;而通过new关键字和构造器创建的对象放在堆空间;程序中的字面量(literal)如直接书写的100、"hello"和常量都是放在静态区中。栈空间操作起来最快但是栈很小,通常大量的对象都是放在堆空间,理论上整个内存没有被其他进程使用的空间甚至硬盘上的虚拟内存都可以被当成堆空间来使用。

String str = new String("hello");

上面的语句中变量str放在栈上,用new创建出来的字符串对象放在堆上,而"hello"这个字面量放在静态区。

补充:较新版本的Java(从Java 6的某个更新开始)中使用了一项叫"逃逸分析"的技术,可以将一些局部对象放在栈上以提升对象的操作性能。

10、Math.round(11.5) 等于多少?Math.round(-11.5)等于多少?
答:Math.round(11.5)的返回值是12,Math.round(-11.5)的返回值是-11。四舍五入的原理是在参数上加0.5然后进行下取整。

11、swtich 是否能作用在byte 上,是否能作用在long 上,是否能作用在String上?
答:在Java 5以前,switch(expr)中,expr只能是byte、short、char、int。从Java 5开始,Java中引入了枚举类型,expr也可以是enum类型,从Java 7开始,expr还可以是字符串(String),但是长整型(long)在目前所有的版本中都是不可以的。

12、用最有效率的方法计算2乘以8?
答: 2 << 3(左移3位相当于乘以2的3次方,右移3位相当于除以2的3次方)。

补充:我们为编写的类重写hashCode方法时,可能会看到如下所示的代码,其实我们不太理解为什么要使用这样的乘法运算来产生哈希码(散列码),而且为什么这个数是个素数,为什么通常选择31这个数?前两个问题的答案你可以自己百度一下,选择31是因为可以用移位和减法运算来代替乘法,从而得到更好的性能。说到这里你可能已经想到了:31 * num 等价于(num << 5) - num,左移5位相当于乘以2的5次方再减去自身就相当于乘以31,现在的VM都能自动完成这个优化。

public class PhoneNumber {
    private int areaCode;
    private String prefix;
    private String lineNumber;

@Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + areaCode;
        result = prime * result
                + ((lineNumber == null) ? 0 : lineNumber.hashCode());
        result = prime * result + ((prefix == null) ? 0 : prefix.hashCode());
        return result;
    }

@Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (getClass() != obj.getClass())
            return false;
        PhoneNumber other = (PhoneNumber) obj;
        if (areaCode != other.areaCode)
            return false;
        if (lineNumber == null) {
            if (other.lineNumber != null)
                return false;
        } else if (!lineNumber.equals(other.lineNumber))
            return false;
        if (prefix == null) {
            if (other.prefix != null)
                return false;
        } else if (!prefix.equals(other.prefix))
            return false;
        return true;
    }

}

13、数组有没有length()方法?String有没有length()方法?
答:数组没有length()方法,有length 的属性。String 有length()方法。JavaScript中,获得字符串的长度是通过length属性得到的,这一点容易和Java混淆。

14、在Java中,如何跳出当前的多重嵌套循环?
答:在最外层循环前加一个标记如A,然后用break A;可以跳出多重循环。(Java中支持带标签的break和continue语句,作用有点类似于C和C++中的goto语句,但是就像要避免使用goto一样,应该避免使用带标签的break和continue,因为它不会让你的程序变得更优雅,很多时候甚至有相反的作用,所以这种语法其实不知道更好)

15、构造器(constructor)是否可被重写(override)?
答:构造器不能被继承,因此不能被重写,但可以被重载。

16、两个对象值相同(x.equals(y) == true),但却可有不同的hash code,这句话对不对?
答:不对,如果两个对象x和y满足x.equals(y) == true,它们的哈希码(hash code)应当相同。Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的:(1)如果两个对象相同(equals方法返回true),那么它们的hashCode值一定要相同;(2)如果两个对象的hashCode相同,它们并不一定相同。当然,你未必要按照要求去做,但是如果你违背了上述原则就会发现在使用容器时,相同的对象可以出现在Set集合中,同时增加新元素的效率会大大下降(对于使用哈希存储的系统,如果哈希码频繁的冲突将会造成存取性能急剧下降)。

补充:关于equals和hashCode方法,很多Java程序都知道,但很多人也就是仅仅知道而已,在Joshua Bloch的大作《Effective Java》(很多软件公司,《Effective Java》、《Java编程思想》以及《重构:改善既有代码质量》是Java程序员必看书籍,如果你还没看过,那就赶紧去亚马逊买一本吧)中是这样介绍equals方法的:首先equals方法必须满足自反性(x.equals(x)必须返回true)、对称性(x.equals(y)返回true时,y.equals(x)也必须返回true)、传递性(x.equals(y)和y.equals(z)都返回true时,x.equals(z)也必须返回true)和一致性(当x和y引用的对象信息没有被修改时,多次调用x.equals(y)应该得到同样的返回值),而且对于任何非null值的引用x,x.equals(null)必须返回false。实现高质量的equals方法的诀窍包括:1. 使用==操作符检查"参数是否为这个对象的引用";2. 使用instanceof操作符检查"参数是否为正确的类型";3. 对于类中的关键属性,检查参数传入对象的属性是否与之相匹配;4. 编写完equals方法后,问自己它是否满足对称性、传递性、一致性;5. 重写equals时总是要重写hashCode;6. 不要将equals方法参数中的Object对象替换为其他的类型,在重写时不要忘掉@Override注解。

17、是否可以继承String类?
答:String 类是final类,不可以被继承。

补充:继承String本身就是一个错误的行为,对String类型最好的重用方式是关联关系(Has-A)和依赖关系(Use-A)而不是继承关系(Is-A)。

18、当一个对象被当作参数传递到一个方法后,此方法可改变这个对象的属性,并可返回变化后的结果,那么这里到底是值传递还是引用传递?
答:是值传递。Java语言的方法调用只支持参数的值传递。当一个对象实例作为一个参数被传递到方法中时,参数的值就是对该对象的引用。对象的属性可以在被调用过程中被改变,但对对象引用的改变是不会影响到调用者的。C++和C#中可以通过传引用或传输出参数来改变传入的参数的值。在C#中可以编写如下所示的代码,但是在Java中却做不到。

using System;

namespace CS01 {

class Program {
        public static void swap(ref int x, ref int y) {
            int temp = x;
            x = y;
            y = temp;
        }

public static void Main (string[] args) {
            int a = 5, b = 10;
            swap (ref a, ref b);
            // a = 10, b = 5;
            Console.WriteLine ("a = {0}, b = {1}", a, b);
        }
    }
}

说明:Java中没有传引用实在是非常的不方便,这一点在Java 8中仍然没有得到改进,正是如此在Java编写的代码中才会出现大量的Wrapper类(将需要通过方法调用修改的引用置于一个Wrapper类中,再将Wrapper对象传入方法),这样的做法只会让代码变得臃肿,尤其是让从C和C++转型为Java程序员的开发者无法容忍。

19、String和StringBuilder、StringBuffer的区别?
答:Java平台提供了两种类型的字符串:String和StringBuffer/StringBuilder,它们可以储存和操作字符串。其中String是只读字符串,也就意味着String引用的字符串内容是不能被改变的。而StringBuffer/StringBuilder类表示的字符串对象可以直接进行修改。StringBuilder是Java 5中引入的,它和StringBuffer的方法完全相同,区别在于它是在单线程环境下使用的,因为它的所有方面都没有被synchronized修饰,因此它的效率也比StringBuffer要高。

面试题1 - 什么情况下用+运算符进行字符串连接比调用StringBuffer/StringBuilder对象的append方法连接字符串性能更好?

面试题2 - 请说出下面程序的输出。

class StringEqualTest {

public static void main(String[] args) {
        String s1 = "Programming";
        String s2 = new String("Programming");
        String s3 = "Program" + "ming";
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println(s1 == s3);
        System.out.println(s1 == s1.intern());
    }
}

补充:String对象的intern方法会得到字符串对象在常量池中对应的版本的引用(如果常量池中有一个字符串与String对象的equals结果是true),如果常量池中没有对应的字符串,则该字符串将被添加到常量池中,然后返回常量池中字符串的引用。

20、重载(Overload)和重写(Override)的区别。重载的方法能否根据返回类型进行区分?
答:方法的重载和重写都是实现多态的方式,区别在于前者实现的是编译时的多态性,而后者实现的是运行时的多态性。重载发生在一个类中,同名的方法如果有不同的参数列表(参数类型不同、参数个数不同或者二者都不同)则视为重载;重写发生在子类与父类之间,重写要求子类被重写方法与父类被重写方法有相同的返回类型,比父类被重写方法更好访问,不能比父类被重写方法声明更多的异常(里氏代换原则)。重载对返回类型没有特殊的要求。

面试题:华为的面试题中曾经问过这样一个问题 - "为什么不能根据返回类型来区分重载",快说出你的答案吧!

21、描述一下JVM加载class文件的原理机制?
答:JVM中类的装载是由类加载器(ClassLoader)和它的子类来实现的,Java中的类加载器是一个重要的Java运行时系统组件,它负责在运行时查找和装入类文件中的类。
由于Java的跨平台性,经过编译的Java源程序并不是一个可执行程序,而是一个或多个类文件。当Java程序需要使用某个类时,JVM会确保这个类已经被加载、连接(验证、准备和解析)和初始化。类的加载是指把类的.class文件中的数据读入到内存中,通常是创建一个字节数组读入.class文件,然后产生与所加载类对应的Class对象。加载完成后,Class对象还不完整,所以此时的类还不可用。当类被加载后就进入连接阶段,这一阶段包括验证、准备(为静态变量分配内存并设置默认的初始值)和解析(将符号引用替换为直接引用)三个步骤。最后JVM对类进行初始化,包括:1)如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化,那么就先初始化父类;2)如果类中存在初始化语句,就依次执行这些初始化语句。
类的加载是由类加载器完成的,类加载器包括:根加载器(BootStrap)、扩展加载器(Extension)、系统加载器(System)和用户自定义类加载器(java.lang.ClassLoader的子类)。从Java 2(JDK 1.2)开始,类加载过程采取了父亲委托机制(PDM)。PDM更好的保证了Java平台的安全性,在该机制中,JVM自带的Bootstrap是根加载器,其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载,父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。JVM不会向Java程序提供对Bootstrap的引用。下面是关于几个类加载器的说明:

Bootstrap:一般用本地代码实现,负责加载JVM基础核心类库(rt.jar);
        Extension:从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库,它的父加载器是Bootstrap;
        System:又叫应用类加载器,其父类是Extension。它是应用最广泛的类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中记载类,是用户自定义加载器的默认父加载器。

22、char 型变量中能不能存贮一个中文汉字,为什么?
答:char类型可以存储一个中文汉字,因为Java中使用的编码是Unicode(不选择任何特定的编码,直接使用字符在字符集中的编号,这是统一的唯一方法),一个char类型占2个字节(16比特),所以放一个中文是没问题的。

补充:使用Unicode意味着字符在JVM内部和外部有不同的表现形式,在JVM内部都是Unicode,当这个字符被从JVM内部转移到外部时(例如存入文件系统中),需要进行编码转换。所以Java中有字节流和字符流,以及在字符流和字节流之间进行转换的转换流,如InputStreamReader和OutputStreamReader,这两个类是字节流和字符流之间的适配器类,承担了编码转换的任务;对于C程序员来说,要完成这样的编码转换恐怕要依赖于union(联合体/共用体)共享内存的特征来实现了。

23、抽象类(abstract class)和接口(interface)有什么异同?
答:抽象类和接口都不能够实例化,但可以定义抽象类和接口类型的引用。一个类如果继承了某个抽象类或者实现了某个接口都需要对其中的抽象方法全部进行实现,否则该类仍然需要被声明为抽象类。接口比抽象类更加抽象,因为抽象类中可以定义构造器,可以有抽象方法和具体方法,而接口中不能定义构造器而且其中的方法全部都是抽象方法。抽象类中的成员可以是private、默认、protected、public的,而接口中的成员全都是public的。抽象类中可以定义成员变量,而接口中定义的成员变量实际上都是常量。有抽象方法的类必须被声明为抽象类,而抽象类未必要有抽象方法。

24、静态嵌套类(Static Nested Class)和内部类(Inner Class)的不同?
答:Static Nested Class是被声明为静态(static)的内部类,它可以不依赖于外部类实例被实例化。而通常的内部类需要在外部类实例化后才能实例化,其语法看起来挺诡异的,如下所示。

/**
 * 扑克类(一副扑克)
 * @author 骆昊
 *
 */
public class Poker {
    private static String[] suites = {"黑桃", "红桃", "草花", "方块"};
    private static int[] faces = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13};

private Card[] cards;

/**
     * 构造器
     * 
     */
    public Poker() {
        cards = new Card[52];
        for(int i = 0; i < suites.length; i++) {
            for(int j = 0; j < faces.length; j++) {
                cards[i * 13 + j] = new Card(suites[i], faces[j]);
            }
        }
    }

/**
     * 洗牌 (随机乱序)
     * 
     */
    public void shuffle() {
        for(int i = 0, len = cards.length; i < len; i++) {
            int index = (int) (Math.random() * len);
            Card temp = cards[index];
            cards[index] = cards[i];
            cards[i] = temp;
        }
    }

/**
     * 发牌
     * @param index 发牌的位置
     * 
     */
    public Card deal(int index) {
        return cards[index];
    }

/**
     * 卡片类(一张扑克)
     * [内部类]
     * @author 骆昊
     *
     */
    public class Card {
        private String suite;   // 花色
        private int face;       // 点数

public Card(String suite, int face) {
            this.suite = suite;
            this.face = face;
        }

@Override
        public String toString() {
            String faceStr = "";
            switch(face) {
            case 1: faceStr = "A"; break;
            case 11: faceStr = "J"; break;
            case 12: faceStr = "Q"; break;
            case 13: faceStr = "K"; break;
            default: faceStr = String.valueOf(face);
            }
            return suite + faceStr;
        }
    }
}

测试代码:

class PokerTest {

public static void main(String[] args) {
        Poker poker = new Poker();
        poker.shuffle();                // 洗牌
        Poker.Card c1 = poker.deal(0);  // 发第一张牌
        // 对于非静态内部类Card
        // 只有通过其外部类Poker对象才能创建Card对象
        Poker.Card c2 = poker.new Card("红心", 1);    // 自己创建一张牌

System.out.println(c1);     // 洗牌后的第一张
        System.out.println(c2);     // 打印: 红心A
    }
}

面试题 - 下面的代码哪些地方会产生编译错误?

class Outer {

class Inner {}

public static void foo() { new Inner(); }

public void bar() { new Inner(); }

public static void main(String[] args) {
        new Inner();
    }
}

注意:Java中非静态内部类对象的创建要依赖其外部类对象,上面的面试题中foo和main方法都是静态方法,静态方法中没有this,也就是说没有所谓的外部类对象,因此无法创建内部类对象,如果要在静态方法中创建内部类对象,可以这样做:

new Outer().new Inner();

25、Java 中会存在内存泄漏吗,请简单描述。
答:理论上Java因为有垃圾回收机制(GC)不会存在内存泄露问题(这也是Java被广泛使用于服务器端编程的一个重要原因);然而在实际开发中,可能会存在无用但可达的对象,这些对象不能被GC回收,因此也会导致内存泄露的发生。例如Hibernate的Session(一级缓存)中的对象属于持久态,垃圾回收器是不会回收这些对象的,然而这些对象中可能存在无用的垃圾对象,如果不及时关闭(close)或清空(flush)一级缓存就可能导致内存泄露。下面例子中的代码也会导致内存泄露。

import java.util.Arrays;
import java.util.EmptyStackException;

public class MyStack<T> {
    private T[] elements;
    private int size = 0;

private static final int INIT_CAPACITY = 16;

public MyStack() {
        elements = (T[]) new Object[INIT_CAPACITY];
    }

public void push(T elem) {
        ensureCapacity();
        elements[size++] = elem;
    }

public T pop() {
        if(size == 0) 
            throw new EmptyStackException();
        return elements[--size];
    }

private void ensureCapacity() {
        if(elements.length == size) {
            elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
        }
    }
}

上面的代码实现了一个栈(先进后出(FILO))结构,乍看之下似乎没有什么明显的问题,它甚至可以通过你编写的各种单元测试。然而其中的pop方法却存在内存泄露的问题,当我们用pop方法弹出栈中的对象时,该对象不会被当作垃圾回收,即使使用栈的程序不再引用这些对象,因为栈内部维护着对这些对象的过期引用(obsolete reference)。在支持垃圾回收的语言中,内存泄露是很隐蔽的,这种内存泄露其实就是无意识的对象保持。如果一个对象引用被无意识的保留起来了,那么垃圾回收器不会处理这个对象,也不会处理该对象引用的其他对象,即使这样的对象只有少数几个,也可能会导致很多的对象被排除在垃圾回收之外,从而对性能造成重大影响,极端情况下会引发Disk Paging(物理内存与硬盘的虚拟内存交换数据),甚至造成OutOfMemoryError。

26、抽象的(abstract)方法是否可同时是静态的(static),是否可同时是本地方法(native),是否可同时被synchronized修饰?
答:都不能。抽象方法需要子类重写,而静态的方法是无法被重写的,因此二者是矛盾的。本地方法是由本地代码(如C代码)实现的方法,而抽象方法是没有实现的,也是矛盾的。synchronized和方法的实现细节有关,抽象方法不涉及实现细节,因此也是相互矛盾的。

27、阐述静态变量和实例变量的区别。
答:静态变量是被static修饰符修饰的变量,也称为类变量,它属于类,不属于类的任何一个对象,一个类不管创建多少个对象,静态变量在内存中有且仅有一个拷贝;实例变量必须依存于某一实例,需要先创建对象然后通过对象才能访问到它。静态变量可以实现让多个对象共享内存。

补充:在Java开发中,上下文类和工具类中通常会有大量的静态成员。

28、是否可以从一个静态(static)方法内部发出对非静态(non-static)方法的调用?
答:不可以,静态方法只能访问静态成员,因为非静态方法的调用要先创建对象,在调用静态方法时可能对象并没有被初始化。

29、如何实现对象克隆?
答:有两种方式:
??1). 实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法;
??2). 实现Serializable接口,通过对象的序列化和反序列化实现克隆,可以实现真正的深度克隆,代码如下。

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class MyUtil {

private MyUtil() {
        throw new AssertionError();
    }

public static <T> T clone(T obj) throws Exception {
        ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bout);
        oos.writeObject(obj);

ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bin);
        return (T) ois.readObject();

// 说明:调用ByteArrayInputStream或ByteArrayOutputStream对象的close方法没有任何意义
        // 这两个基于内存的流只要垃圾回收器清理对象就能够释放资源,这一点不同于对外部资源(如文件流)的释放
    }
}

下面是测试代码:

import java.io.Serializable;

/**
 * 人类
 * @author 骆昊
 *
 */
class Person implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -9102017020286042305L;

private String name;    // 姓名
    private int age;        // 年龄
    private Car car;        // 座驾

public Person(String name, int age, Car car) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.car = car;
    }

public String getName() {
        return name;
    }

public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

public int getAge() {
        return age;
    }

public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

public Car getCar() {
        return car;
    }

public void setCar(Car car) {
        this.car = car;
    }

@Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", car=" + car + "]";
    }

}

/**
 * 小汽车类
 * @author 骆昊
 *
 */
class Car implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -5713945027627603702L;

private String brand;       // 品牌
    private int maxSpeed;       // 最高时速

public Car(String brand, int maxSpeed) {
        this.brand = brand;
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }

public String getBrand() {
        return brand;
    }

public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }

public int getMaxSpeed() {
        return maxSpeed;
    }

public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }

@Override
    public String toString() {
        return "Car [brand=" + brand + ", maxSpeed=" + maxSpeed + "]";
    }

}

class CloneTest {    public static void main(String[] args) {        try {            Person p1 = new Person("Hao LUO", 33, new Car("Benz", 300));            Person p2 = MyUtil.clone(p1);   // 深度克隆            p2.getCar().setBrand("BYD");            // 修改克隆的Person对象p2关联的汽车对象的品牌属性            // 原来的Person对象p1关联的汽车不会受到任何影响            // 因为在克隆Person对象时其关联的汽车对象也被克隆了            System.out.println(p1);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}

注意:基于序列化和反序列化实现的克隆不仅仅是深度克隆,更重要的是通过泛型限定,可以检查出要克隆的对象是否支持序列化,这项检查是编译器完成的,不是在运行时抛出异常,这种是方案明显优于使用Object类的clone方法克隆对象。让问题在编译的时候暴露出来总是优于把问题留到运行时。

30、GC是什么?为什么要有GC?
答:GC是垃圾收集的意思,内存处理是编程人员容易出现问题的地方,忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃,Java提供的GC功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的,Java语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。Java程序员不用担心内存管理,因为垃圾收集器会自动进行管理。要请求垃圾收集,可以调用下面的方法之一:System.gc() 或Runtime.getRuntime().gc() ,但JVM可以屏蔽掉显示的垃圾回收调用。
垃圾回收可以有效的防止内存泄露,有效的使用可以使用的内存。垃圾回收器通常是作为一个单独的低优先级的线程运行,不可预知的情况下对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清除和回收,程序员不能实时的调用垃圾回收器对某个对象或所有对象进行垃圾回收。在Java诞生初期,垃圾回收是Java最大的亮点之一,因为服务器端的编程需要有效的防止内存泄露问题,然而时过境迁,如今Java的垃圾回收机制已经成为被诟病的东西。移动智能终端用户通常觉得iOS的系统比Android系统有更好的用户体验,其中一个深层次的原因就在于Android系统中垃圾回收的不可预知性。

补充:垃圾回收机制有很多种,包括:分代复制垃圾回收、标记垃圾回收、增量垃圾回收等方式。标准的Java进程既有栈又有堆。栈保存了原始型局部变量,堆保存了要创建的对象。Java平台对堆内存回收和再利用的基本算法被称为标记和清除,但是Java对其进行了改进,采用“分代式垃圾收集”。这种方法会跟Java对象的生命周期将堆内存划分为不同的区域,在垃圾收集过程中,可能会将对象移动到不同区域:
    - 伊甸园(Eden):这是对象最初诞生的区域,并且对大多数对象来说,这里是它们唯一存在过的区域。
    - 幸存者乐园(Survivor):从伊甸园幸存下来的对象会被挪到这里。
    - 终身颐养园(Tenured):这是足够老的幸存对象的归宿。年轻代收集(Minor-GC)过程是不会触及这个地方的。当年轻代收集不能把对象放进终身颐养园时,就会触发一次完全收集(Major-GC),这里可能还会牵扯到压缩,以便为大对象腾出足够的空间。

与垃圾回收相关的JVM参数:

-Xms / -Xmx — 堆的初始大小 / 堆的最大大小
        -Xmn — 堆中年轻代的大小
        -XX:-DisableExplicitGC — 让System.gc()不产生任何作用
        -XX:+PrintGCDetails — 打印GC的细节
        -XX:+PrintGCDateStamps — 打印GC操作的时间戳
        -XX:NewSize / XX:MaxNewSize — 设置新生代大小/新生代最大大小
        -XX:NewRatio — 可以设置老生代和新生代的比例
        -XX:PrintTenuringDistribution — 设置每次新生代GC后输出幸存者乐园中对象年龄的分布
        -XX:InitialTenuringThreshold / -XX:MaxTenuringThreshold:设置老年代阀值的初始值和最大值
        -XX:TargetSurvivorRatio:设置幸存区的目标使用率

31、String s = new String("xyz");创建了几个字符串对象?
答:两个对象,一个是静态区的"xyz",一个是用new创建在堆上的对象。

32、接口是否可继承(extends)接口?抽象类是否可实现(implements)接口?抽象类是否可继承具体类(concrete class)?
答:接口可以继承接口,而且支持多重继承。抽象类可以实现(implements)接口,抽象类可继承具体类也可以继承抽象类。

33、一个".java"源文件中是否可以包含多个类(不是内部类)?有什么限制?
答:可以,但一个源文件中最多只能有一个公开类(public class)而且文件名必须和公开类的类名完全保持一致。

34、Anonymous Inner Class(匿名内部类)是否可以继承其它类?是否可以实现接口?
答:可以继承其他类或实现其他接口,在Swing编程和Android开发中常用此方式来实现事件监听和回调。

35、内部类可以引用它的包含类(外部类)的成员吗?有没有什么限制?
答:一个内部类对象可以访问创建它的外部类对象的成员,包括私有成员。

36、Java 中的final关键字有哪些用法?
答:(1)修饰类:表示该类不能被继承;(2)修饰方法:表示方法不能被重写;(3)修饰变量:表示变量只能一次赋值以后值不能被修改(常量)。

37、指出下面程序的运行结果。

class A {

static {
        System.out.print("1");
    }

public A() {
        System.out.print("2");
    }
}

class B extends A{

static {
        System.out.print("a");
    }

public B() {
        System.out.print("b");
    }
}

public class Hello {

public static void main(String[] args) {
        A ab = new B();
        ab = new B();
    }

}

答:执行结果:1a2b2b。创建对象时构造器的调用顺序是:先初始化静态成员,然后调用父类构造器,再初始化非静态成员,最后调用自身构造器。

提示:如果不能给出此题的正确答案,说明之前第21题Java类加载机制还没有完全理解,赶紧再看看吧。

38、数据类型之间的转换:
- 如何将字符串转换为基本数据类型?
- 如何将基本数据类型转换为字符串?
答:
- 调用基本数据类型对应的包装类中的方法parseXXX(String)或valueOf(String)即可返回相应基本类型;
- 一种方法是将基本数据类型与空字符串("")连接(+)即可获得其所对应的字符串;另一种方法是调用String 类中的valueOf()方法返回相应字符串

39、如何实现字符串的反转及替换?
答:方法很多,可以自己写实现也可以使用String或StringBuffer/StringBuilder中的方法。有一道很常见的面试题是用递归实现字符串反转,代码如下所示:

public static String reverse(String originStr) {
        if(originStr == null || originStr.length() <= 1)
            return originStr;
        return reverse(originStr.substring(1)) + originStr.charAt(0);
    }

40、怎样将GB2312编码的字符串转换为ISO-8859-1编码的字符串?
答:代码如下所示:

String s1 = "你好";
String s2 = new String(s1.getBytes("GB2312"), "ISO-8859-1");

41、日期和时间:
- 如何取得年月日、小时分钟秒?
- 如何取得从1970年1月1日0时0分0秒到现在的毫秒数?
- 如何取得某月的最后一天?
- 如何格式化日期?
答:
问题1:创建java.util.Calendar 实例,调用其get()方法传入不同的参数即可获得参数所对应的值。Java 8中可以使用java.time.LocalDateTimel来获取,代码如下所示。

public class DateTimeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        System.out.println(cal.get(Calendar.YEAR));
        System.out.println(cal.get(Calendar.MONTH));    // 0 - 11
        System.out.println(cal.get(Calendar.DATE));
        System.out.println(cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));
        System.out.println(cal.get(Calendar.MINUTE));
        System.out.println(cal.get(Calendar.SECOND));

// Java 8
        LocalDateTime dt = LocalDateTime.now();
        System.out.println(dt.getYear());
        System.out.println(dt.getMonthValue());     // 1 - 12
        System.out.println(dt.getDayOfMonth());
        System.out.println(dt.getHour());
        System.out.println(dt.getMinute());
        System.out.println(dt.getSecond());
    }
}

问题2:以下方法均可获得该毫秒数。

Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
System.currentTimeMillis();
Clock.systemDefaultZone().millis(); // Java 8

问题3:代码如下所示。

Calendar time = Calendar.getInstance();
time.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH);

问题4:利用java.text.DataFormat 的子类(如SimpleDateFormat类)中的format(Date)方法可将日期格式化。Java 8中可以用java.time.format.DateTimeFormatter来格式化时间日期,代码如下所示。

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.Date;

class DateFormatTest {

public static void main(String[] args) {
        SimpleDateFormat oldFormatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd");
        Date date1 = new Date();
        System.out.println(oldFormatter.format(date1));

// Java 8
        DateTimeFormatter newFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd");
        LocalDate date2 = LocalDate.now();
        System.out.println(date2.format(newFormatter));
    }
}

补充:Java的时间日期API一直以来都是被诟病的东西,为了解决这一问题,Java 8中引入了新的时间日期API,其中包括LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Clock、Instant等类,这些的类的设计都使用了不变模式,因此是线程安全的设计。

42、打印昨天的当前时刻。
答:

import java.util.Calendar;

class YesterdayCurrent {
    public static void main(String[] args){
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        cal.add(Calendar.DATE, -1);
        System.out.println(cal.getTime());
    }
}

在Java 8中,可以用下面的代码实现相同的功能。

import java.time.LocalDateTime;

class YesterdayCurrent {

public static void main(String[] args) {
        LocalDateTime today = LocalDateTime.now();
        LocalDateTime yesterday = today.minusDays(1);

System.out.println(yesterday);
    }
}

43、比较一下Java和JavaSciprt。
答:JavaScript 与Java是两个公司开发的不同的两个产品。Java 是原Sun Microsystems公司推出的面向对象的程序设计语言,特别适合于互联网应用程序开发;而JavaScript是Netscape公司的产品,为了扩展Netscape浏览器的功能而开发的一种可以嵌入Web页面中运行的基于对象和事件驱动的解释性语言。JavaScript的前身是LiveScript;而Java的前身是Oak语言。
下面对两种语言间的异同作如下比较:
- 基于对象和面向对象:Java是一种真正的面向对象的语言,即使是开发简单的程序,必须设计对象;JavaScript是种脚本语言,它可以用来制作与网络无关的,与用户交互作用的复杂软件。它是一种基于对象(Object-Based)和事件驱动(Event-Driven)的编程语言,因而它本身提供了非常丰富的内部对象供设计人员使用。
- 解释和编译:Java的源代码在执行之前,必须经过编译。JavaScript是一种解释性编程语言,其源代码不需经过编译,由浏览器解释执行。(目前的浏览器几乎都使用了JIT(即时编译)技术来提升JavaScript的运行效率)
- 强类型变量和类型弱变量:Java采用强类型变量检查,即所有变量在编译之前必须作声明;JavaScript中变量是弱类型的,甚至在使用变量前可以不作声明,JavaScript的解释器在运行时检查推断其数据类型。
- 代码格式不一样。

补充:上面列出的四点是网上流传的所谓的标准答案。其实Java和JavaScript最重要的区别是一个是静态语言,一个是动态语言。目前的编程语言的发展趋势是函数式语言和动态语言。在Java中类(class)是一等公民,而JavaScript中函数(function)是一等公民,因此JavaScript支持函数式编程,可以使用Lambda函数和闭包(closure),当然Java 8也开始支持函数式编程,提供了对Lambda表达式以及函数式接口的支持。对于这类问题,在面试的时候最好还是用自己的语言回答会更加靠谱,不要背网上所谓的标准答案。

44、什么时候用断言(assert)?
答:断言在软件开发中是一种常用的调试方式,很多开发语言中都支持这种机制。一般来说,断言用于保证程序最基本、关键的正确性。断言检查通常在开发和测试时开启。为了保证程序的执行效率,在软件发布后断言检查通常是关闭的。断言是一个包含布尔表达式的语句,在执行这个语句时假定该表达式为true;如果表达式的值为false,那么系统会报告一个AssertionError。断言的使用如下面的代码所示:

assert(a > 0); // throws an AssertionError if a <= 0

断言可以有两种形式:
assert Expression1;
assert Expression1 : Expression2 ;
Expression1 应该总是产生一个布尔值。
Expression2 可以是得出一个值的任意表达式;这个值用于生成显示更多调试信息的字符串消息。

要在运行时启用断言,可以在启动JVM时使用-enableassertions或者-ea标记。要在运行时选择禁用断言,可以在启动JVM时使用-da或者-disableassertions标记。要在系统类中启用或禁用断言,可使用-esa或-dsa标记。还可以在包的基础上启用或者禁用断言。

注意:断言不应该以任何方式改变程序的状态。简单的说,如果希望在不满足某些条件时阻止代码的执行,就可以考虑用断言来阻止它。

45、Error和Exception有什么区别?
答:Error表示系统级的错误和程序不必处理的异常,是恢复不是不可能但很困难的情况下的一种严重问题;比如内存溢出,不可能指望程序能处理这样的情况;Exception表示需要捕捉或者需要程序进行处理的异常,是一种设计或实现问题;也就是说,它表示如果程序运行正常,从不会发生的情况。

面试题:2005年摩托罗拉的面试中曾经问过这么一个问题“If a process reports a stack overflow run-time error, what’s the most possible cause?”,给了四个选项a. lack of memory; b. write on an invalid memory space; c. recursive function calling; d. array index out of boundary. Java程序在运行时也可能会遭遇StackOverflowError,这是一个无法恢复的错误,只能重新修改代码了,这个面试题的答案是c。如果写了不能迅速收敛的递归,则很有可能引发栈溢出的错误,如下所示:

class StackOverflowErrorTest {

public static void main(String[] args) {
        main(null);
    }
}

提示:用递归编写程序时一定要牢记两点:1. 递归公式;2. 收敛条件(什么时候就不再继续递归)。

46、try{}里有一个return语句,那么紧跟在这个try后的finally{}里的代码会不会被执行,什么时候被执行,在return前还是后?
答:会执行,在方法返回调用者前执行。

注意:在finally中改变返回值的做法是不好的,因为如果存在finally代码块,try中的return语句不会立马返回调用者,而是记录下返回值待finally代码块执行完毕之后再向调用者返回其值,然后如果在finally中修改了返回值,就会返回修改后的值。显然,在finally中返回或者修改返回值会对程序造成很大的困扰,C#中直接用编译错误的方式来阻止程序员干这种龌龊的事情,Java中也可以通过提升编译器的语法检查级别来产生警告或错误,Eclipse中可以在如图所示的地方进行设置,强烈建议将此项设置为编译错误。

47、Java语言如何进行异常处理,关键字:throws、throw、try、catch、finally分别如何使用?
答:Java通过面向对象的方法进行异常处理,把各种不同的异常进行分类,并提供了良好的接口。在Java中,每个异常都是一个对象,它是Throwable类或其子类的实例。当一个方法出现异常后便抛出一个异常对象,该对象中包含有异常信息,调用这个对象的方法可以捕获到这个异常并可以对其进行处理。Java的异常处理是通过5个关键词来实现的:try、catch、throw、throws和finally。一般情况下是用try来执行一段程序,如果系统会抛出(throw)一个异常对象,可以通过它的类型来捕获(catch)它,或通过总是执行代码块(finally)来处理;try用来指定一块预防所有异常的程序;catch子句紧跟在try块后面,用来指定你想要捕获的异常的类型;throw语句用来明确地抛出一个异常;throws用来声明一个方法可能抛出的各种异常(当然声明异常时允许无病呻吟);finally为确保一段代码不管发生什么异常状况都要被执行;try语句可以嵌套,每当遇到一个try语句,异常的结构就会被放入异常栈中,直到所有的try语句都完成。如果下一级的try语句没有对某种异常进行处理,异常栈就会执行出栈操作,直到遇到有处理这种异常的try语句或者最终将异常抛给JVM。

48、运行时异常与受检异常有何异同?
答:异常表示程序运行过程中可能出现的非正常状态,运行时异常表示虚拟机的通常操作中可能遇到的异常,是一种常见运行错误,只要程序设计得没有问题通常就不会发生。受检异常跟程序运行的上下文环境有关,即使程序设计无误,仍然可能因使用的问题而引发。Java编译器要求方法必须声明抛出可能发生的受检异常,但是并不要求必须声明抛出未被捕获的运行时异常。异常和继承一样,是面向对象程序设计中经常被滥用的东西,在Effective Java中对异常的使用给出了以下指导原则:
- 不要将异常处理用于正常的控制流(设计良好的API不应该强迫它的调用者为了正常的控制流而使用异常)
- 对可以恢复的情况使用受检异常,对编程错误使用运行时异常
- 避免不必要的使用受检异常(可以通过一些状态检测手段来避免异常的发生)
- 优先使用标准的异常
- 每个方法抛出的异常都要有文档
- 保持异常的原子性
- 不要在catch中忽略掉捕获到的异常

49、列出一些你常见的运行时异常?
答:
- ArithmeticException(算术异常)
- ClassCastException (类转换异常)
- IllegalArgumentException (非法参数异常)
- IndexOutOfBoundsException (下标越界异常)
- NullPointerException (空指针异常)
- SecurityException (安全异常)

50、阐述final、finally、finalize的区别。
答:
- final:修饰符(关键字)有三种用法:如果一个类被声明为final,意味着它不能再派生出新的子类,即不能被继承,因此它和abstract是反义词。将变量声明为final,可以保证它们在使用中不被改变,被声明为final的变量必须在声明时给定初值,而在以后的引用中只能读取不可修改。被声明为final的方法也同样只能使用,不能在子类中被重写。
- finally:通常放在try…catch…的后面构造总是执行代码块,这就意味着程序无论正常执行还是发生异常,这里的代码只要JVM不关闭都能执行,可以将释放外部资源的代码写在finally块中。
- finalize:Object类中定义的方法,Java中允许使用finalize()方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在销毁对象时调用的,通过重写finalize()方法可以整理系统资源或者执行其他清理工作。

51、类ExampleA继承Exception,类ExampleB继承ExampleA。
有如下代码片断:

try {
    throw new ExampleB("b")
} catch(ExampleA e){
    System.out.println("ExampleA");
} catch(Exception e){
    System.out.println("Exception");
}

请问执行此段代码的输出是什么?
答:输出:ExampleA。(根据里氏代换原则[能使用父类型的地方一定能使用子类型],抓取ExampleA类型异常的catch块能够抓住try块中抛出的ExampleB类型的异常)

面试题 - 说出下面代码的运行结果。(此题的出处是《Java编程思想》一书)

class Annoyance extends Exception {}
class Sneeze extends Annoyance {}

class Human {

public static void main(String[] args) 
        throws Exception {
        try {
            try {
                throw new Sneeze();
            } 
            catch ( Annoyance a ) {
                System.out.println("Caught Annoyance");
                throw a;
            }
        } 
        catch ( Sneeze s ) {
            System.out.println("Caught Sneeze");
            return ;
        }
        finally {
            System.out.println("Hello World!");
        }
    }
}

52、List、Set、Map是否继承自Collection接口?
答:List、Set 是,Map 不是。Map是键值对映射容器,与List和Set有明显的区别,而Set存储的零散的元素且不允许有重复元素(数学中的集合也是如此),List是线性结构的容器,适用于按数值索引访问元素的情形。

53、阐述ArrayList、Vector、LinkedList的存储性能和特性。
答:ArrayList 和Vector都是使用数组方式存储数据,此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,它们都允许直接按序号索引元素,但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作,所以索引数据快而插入数据慢,Vector中的方法由于添加了synchronized修饰,因此Vector是线程安全的容器,但性能上较ArrayList差,因此已经是Java中的遗留容器。LinkedList使用双向链表实现存储(将内存中零散的内存单元通过附加的引用关联起来,形成一个可以按序号索引的线性结构,这种链式存储方式与数组的连续存储方式相比,内存的利用率更高),按序号索引数据需要进行前向或后向遍历,但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可,所以插入速度较快。Vector属于遗留容器(Java早期的版本中提供的容器,除此之外,Hashtable、Dictionary、BitSet、Stack、Properties都是遗留容器),已经不推荐使用,但是由于ArrayList和LinkedListed都是非线程安全的,如果遇到多个线程操作同一个容器的场景,则可以通过工具类Collections中的synchronizedList方法将其转换成线程安全的容器后再使用(这是对装潢模式的应用,将已有对象传入另一个类的构造器中创建新的对象来增强实现)。

补充:遗留容器中的Properties类和Stack类在设计上有严重的问题,Properties是一个键和值都是字符串的特殊的键值对映射,在设计上应该是关联一个Hashtable并将其两个泛型参数设置为String类型,但是Java API中的Properties直接继承了Hashtable,这很明显是对继承的滥用。这里复用代码的方式应该是Has-A关系而不是Is-A关系,另一方面容器都属于工具类,继承工具类本身就是一个错误的做法,使用工具类最好的方式是Has-A关系(关联)或Use-A关系(依赖)。同理,Stack类继承Vector也是不正确的。Sun公司的工程师们也会犯这种低级错误,让人唏嘘不已。

54、Collection和Collections的区别?
答:Collection是一个接口,它是Set、List等容器的父接口;Collections是个一个工具类,提供了一系列的静态方法来辅助容器操作,这些方法包括对容器的搜索、排序、线程安全化等等。

55、List、Map、Set三个接口存取元素时,各有什么特点?
答:List以特定索引来存取元素,可以有重复元素。Set不能存放重复元素(用对象的equals()方法来区分元素是否重复)。Map保存键值对(key-value pair)映射,映射关系可以是一对一或多对一。Set和Map容器都有基于哈希存储和排序树的两种实现版本,基于哈希存储的版本理论存取时间复杂度为O(1),而基于排序树版本的实现在插入或删除元素时会按照元素或元素的键(key)构成排序树从而达到排序和去重的效果。

56、TreeMap和TreeSet在排序时如何比较元素?Collections工具类中的sort()方法如何比较元素?
答:TreeSet要求存放的对象所属的类必须实现Comparable接口,该接口提供了比较元素的compareTo()方法,当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。TreeMap要求存放的键值对映射的键必须实现Comparable接口从而根据键对元素进行排序。Collections工具类的sort方法有两种重载的形式,第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现Comparable接口以实现元素的比较;第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较,但是要求传入第二个参数,参数是Comparator接口的子类型(需要重写compare方法实现元素的比较),相当于一个临时定义的排序规则,其实就是通过接口注入比较元素大小的算法,也是对回调模式的应用(Java中对函数式编程的支持)。
例子1:

public class Student implements Comparable<Student> {
    private String name;        // 姓名
    private int age;            // 年龄

public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

@Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }

@Override
    public int compareTo(Student o) {
        return this.age - o.age; // 比较年龄(年龄的升序)
    }

}

import java.util.Set;
import java.util.TreeSet;

class Test01 {

public static void main(String[] args) {
        Set<Student> set = new TreeSet<>();     // Java 7的钻石语法(构造器后面的尖括号中不需要写类型)
        set.add(new Student("Hao LUO", 33));
        set.add(new Student("XJ WANG", 32));
        set.add(new Student("Bruce LEE", 60));
        set.add(new Student("Bob YANG", 22));

for(Student stu : set) {
            System.out.println(stu);
        }
//      输出结果: 
//      Student [name=Bob YANG, age=22]
//      Student [name=XJ WANG, age=32]
//      Student [name=Hao LUO, age=33]
//      Student [name=Bruce LEE, age=60]
    }
}

例子2:

public class Student {
    private String name;    // 姓名
    private int age;        // 年龄

public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

/**
     * 获取学生姓名
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

/**
     * 获取学生年龄
     */
    public int getAge() {
        return age;
    }

@Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }

}

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

class Test02 {

public static void main(String[] args) {
        List<Student> list = new ArrayList<>();     // Java 7的钻石语法(构造器后面的尖括号中不需要写类型)
        list.add(new Student("Hao LUO", 33));
        list.add(new Student("XJ WANG", 32));
        list.add(new Student("Bruce LEE", 60));
        list.add(new Student("Bob YANG", 22));

// 通过sort方法的第二个参数传入一个Comparator接口对象
        // 相当于是传入一个比较对象大小的算法到sort方法中
        // 由于Java中没有函数指针、仿函数、委托这样的概念
        // 因此要将一个算法传入一个方法中唯一的选择就是通过接口回调
        Collections.sort(list, new Comparator<Student> () {

@Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                return o1.getName().compareTo(o2.getName());    // 比较学生姓名
            }
        });

for(Student stu : list) {
            System.out.println(stu);
        }
//      输出结果: 
//      Student [name=Bob YANG, age=22]
//      Student [name=Bruce LEE, age=60]
//      Student [name=Hao LUO, age=33]
//      Student [name=XJ WANG, age=32]
    }
}

57、Thread类的sleep()方法和对象的wait()方法都可以让线程暂停执行,它们有什么区别?
答:sleep()方法(休眠)是线程类(Thread)的静态方法,调用此方法会让当前线程暂停执行指定的时间,将执行机会(CPU)让给其他线程,但是对象的锁依然保持,因此休眠时间结束后会自动恢复(线程回到就绪状态,请参考第66题中的线程状态转换图)。wait()是Object类的方法,调用对象的wait()方法导致当前线程放弃对象的锁(线程暂停执行),进入对象的等待池(wait pool),只有调用对象的notify()方法(或notifyAll()方法)时才能唤醒等待池中的线程进入等锁池(lock pool),如果线程重新获得对象的锁就可以进入就绪状态。

补充:可能不少人对什么是进程,什么是线程还比较模糊,对于为什么需要多线程编程也不是特别理解。简单的说:进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位;线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程的划分尺度小于进程,这使得多线程程序的并发性高;进程在执行时通常拥有独立的内存单元,而线程之间可以共享内存。使用多线程的编程通常能够带来更好的性能和用户体验,但是多线程的程序对于其他程序是不友好的,因为它可能占用了更多的CPU资源。当然,也不是线程越多,程序的性能就越好,因为线程之间的调度和切换也会浪费CPU时间。时下很时髦的Node.js就采用了单线程异步I/O的工作模式。

58、线程的sleep()方法和yield()方法有什么区别?
答:
① sleep()方法给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级,因此会给低优先级的线程以运行的机会;yield()方法只会给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会;
② 线程执行sleep()方法后转入阻塞(blocked)状态,而执行yield()方法后转入就绪(ready)状态;
③ sleep()方法声明抛出InterruptedException,而yield()方法没有声明任何异常;
④ sleep()方法比yield()方法(跟操作系统CPU调度相关)具有更好的可移植性。

59、当一个线程进入一个对象的synchronized方法A之后,其它线程是否可进入此对象的synchronized方法B?
答:不能。其它线程只能访问该对象的非同步方法,同步方法则不能进入。因为非静态方法上的synchronized修饰符要求执行方法时要获得对象的锁,如果已经进入A方法说明对象锁已经被取走,那么试图进入B方法的线程就只能在等锁池(注意不是等待池哦)中等待对象的锁。

60、请说出与线程同步以及线程调度相关的方法。
答:
- wait():使一个线程处于等待(阻塞)状态,并且释放所持有的对象的锁;
- sleep():使一个正在运行的线程处于睡眠状态,是一个静态方法,调用此方法要处理InterruptedException异常;
- notify():唤醒一个处于等待状态的线程,当然在调用此方法的时候,并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程,而是由JVM确定唤醒哪个线程,而且与优先级无关;
- notityAll():唤醒所有处于等待状态的线程,该方法并不是将对象的锁给所有线程,而是让它们竞争,只有获得锁的线程才能进入就绪状态;

补充:Java 5通过Lock接口提供了显式的锁机制(explicit lock),增强了灵活性以及对线程的协调。Lock接口中定义了加锁(lock())和解锁(unlock())的方法,同时还提供了newCondition()方法来产生用于线程之间通信的Condition对象;此外,Java 5还提供了信号量机制(semaphore),信号量可以用来限制对某个共享资源进行访问的线程的数量。在对资源进行访问之前,线程必须得到信号量的许可(调用Semaphore对象的acquire()方法);在完成对资源的访问后,线程必须向信号量归还许可(调用Semaphore对象的release()方法)。

下面的例子演示了100个线程同时向一个银行账户中存入1元钱,在没有使用同步机制和使用同步机制情况下的执行情况。

银行账户类:

/**
 * 银行账户
 * @author 骆昊
 *
 */
public class Account {
    private double balance;     // 账户余额

/**
     * 存款
     * @param money 存入金额
     */
    public void deposit(double money) {
        double newBalance = balance + money;
        try {
            Thread.sleep(10);   // 模拟此业务需要一段处理时间
        }
        catch(InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        balance = newBalance;
    }

/**
     * 获得账户余额
     */
    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

存钱线程类:

/**
 * 存钱线程
 * @author 骆昊
 *
 */
public class AddMoneyThread implements Runnable {
    private Account account;    // 存入账户
    private double money;       // 存入金额

public AddMoneyThread(Account account, double money) {
        this.account = account;
        this.money = money;
    }

@Override
    public void run() {
        account.deposit(money);
    }

}

测试类:

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Test01 {

public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account();
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);

for(int i = 1; i <= 100; i++) {
            service.execute(new AddMoneyThread(account, 1));
        }

service.shutdown();

while(!service.isTerminated()) {}

System.out.println("账户余额: " + account.getBalance());
    }
}

在没有同步的情况下,执行结果通常是显示账户余额在10元以下,出现这种状况的原因是,当一个线程A试图存入1元的时候,另外一个线程B也能够进入存款的方法中,线程B读取到的账户余额仍然是线程A存入1元钱之前的账户余额,因此也是在原来的余额0上面做了加1元的操作,同理线程C也会做类似的事情,所以最后100个线程执行结束时,本来期望账户余额为100元,但实际得到的通常在10元以下(很可能是1元哦)。解决这个问题的办法就是同步,当一个线程对银行账户存钱时,需要将此账户锁定,待其操作完成后才允许其他的线程进行操作,代码有如下几种调整方案:

在银行账户的存款(deposit)方法上同步(synchronized)关键字

/**
 * 银行账户
 * @author 骆昊
 *
 */
public class Account {
    private double balance;     // 账户余额

/**
     * 存款
     * @param money 存入金额
     */
    public synchronized void deposit(double money) {
        double newBalance = balance + money;
        try {
            Thread.sleep(10);   // 模拟此业务需要一段处理时间
        }
        catch(InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        balance = newBalance;
    }

/**
     * 获得账户余额
     */
    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

在线程调用存款方法时对银行账户进行同步

/**
 * 存钱线程
 * @author 骆昊
 *
 */
public class AddMoneyThread implements Runnable {
    private Account account;    // 存入账户
    private double money;       // 存入金额

public AddMoneyThread(Account account, double money) {
        this.account = account;
        this.money = money;
    }

@Override
    public void run() {
        synchronized (account) {
            account.deposit(money); 
        }
    }

}

通过Java 5显示的锁机制,为每个银行账户创建一个锁对象,在存款操作进行加锁和解锁的操作

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * 银行账户
 * 
 * @author 骆昊
 *
 */
public class Account {
    private Lock accountLock = new ReentrantLock();
    private double balance; // 账户余额

/**
     * 存款
     * 
     * @param money
     *            存入金额
     */
    public void deposit(double money) {
        accountLock.lock();
        try {
            double newBalance = balance + money;
            try {
                Thread.sleep(10); // 模拟此业务需要一段处理时间
            }
            catch (InterruptedException ex) {
                ex.printStackTrace();
            }
            balance = newBalance;
        }
        finally {
            accountLock.unlock();
        }
    }

/**
     * 获得账户余额
     */
    public double getBalance() {
        return balance;
    }
}

按照上述三种方式对代码进行修改后,重写执行测试代码Test01,将看到最终的账户余额为100元。当然也可以使用Semaphore或CountdownLatch来实现同步。

61、编写多线程程序有几种实现方式?
答:Java 5以前实现多线程有两种实现方法:一种是继承Thread类;另一种是实现Runnable接口。两种方式都要通过重写run()方法来定义线程的行为,推荐使用后者,因为Java中的继承是单继承,一个类有一个父类,如果继承了Thread类就无法再继承其他类了,显然使用Runnable接口更为灵活。

补充:Java 5以后创建线程还有第三种方式:实现Callable接口,该接口中的call方法可以在线程执行结束时产生一个返回值,代码如下所示:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

class MyTask implements Callable<Integer> {
    private int upperBounds;

public MyTask(int upperBounds) {
        this.upperBounds = upperBounds;
    }

@Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0; 
        for(int i = 1; i <= upperBounds; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }

}

class Test {

public static void main(String[] args) throws Exception {
        List<Future<Integer>> list = new ArrayList<>();
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
            list.add(service.submit(new MyTask((int) (Math.random() * 100))));
        }

int sum = 0;
        for(Future<Integer> future : list) {
            // while(!future.isDone()) ;
            sum += future.get();
        }

System.out.println(sum);
    }
}

62、synchronized关键字的用法?
答:synchronized关键字可以将对象或者方法标记为同步,以实现对对象和方法的互斥访问,可以用synchronized(对象) { … }定义同步代码块,或者在声明方法时将synchronized作为方法的修饰符。在第60题的例子中已经展示了synchronized关键字的用法。

63、举例说明同步和异步。
答:如果系统中存在临界资源(资源数量少于竞争资源的线程数量的资源),例如正在写的数据以后可能被另一个线程读到,或者正在读的数据可能已经被另一个线程写过了,那么这些数据就必须进行同步存取(数据库操作中的排他锁就是最好的例子)。当应用程序在对象上调用了一个需要花费很长时间来执行的方法,并且不希望让程序等待方法的返回时,就应该使用异步编程,在很多情况下采用异步途径往往更有效率。事实上,所谓的同步就是指阻塞式操作,而异步就是非阻塞式操作。

64、启动一个线程是调用run()还是start()方法?
答:启动一个线程是调用start()方法,使线程所代表的虚拟处理机处于可运行状态,这意味着它可以由JVM 调度并执行,这并不意味着线程就会立即运行。run()方法是线程启动后要进行回调(callback)的方法。

65、什么是线程池(thread pool)?
答:在面向对象编程中,创建和销毁对象是很费时间的,因为创建一个对象要获取内存资源或者其它更多资源。在Java中更是如此,虚拟机将试图跟踪每一个对象,以便能够在对象销毁后进行垃圾回收。所以提高服务程序效率的一个手段就是尽可能减少创建和销毁对象的次数,特别是一些很耗资源的对象创建和销毁,这就是”池化资源”技术产生的原因。线程池顾名思义就是事先创建若干个可执行的线程放入一个池(容器)中,需要的时候从池中获取线程不用自行创建,使用完毕不需要销毁线程而是放回池中,从而减少创建和销毁线程对象的开销。
Java 5+中的Executor接口定义一个执行线程的工具。它的子类型即线程池接口是ExecutorService。要配置一个线程池是比较复杂的,尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下,因此在工具类Executors面提供了一些静态工厂方法,生成一些常用的线程池,如下所示:
- newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作,也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束,那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
- newFixedThreadPool:创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程,直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变,如果某个线程因为执行异常而结束,那么线程池会补充一个新线程。
- newCachedThreadPool:创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程,那么就会回收部分空闲(60秒不执行任务)的线程,当任务数增加时,此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制,线程池大小完全依赖于操作系统(或者说JVM)能够创建的最大线程大小。
- newScheduledThreadPool:创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
- newSingleThreadExecutor:创建一个单线程的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

第60题的例子中演示了通过Executors工具类创建线程池并使用线程池执行线程的代码。如果希望在服务器上使用线程池,强烈建议使用newFixedThreadPool方法来创建线程池,这样能获得更好的性能。

66、线程的基本状态以及状态之间的关系?
答:

说明:其中Running表示运行状态,Runnable表示就绪状态(万事俱备,只欠CPU),Blocked表示阻塞状态,阻塞状态又有多种情况,可能是因为调用wait()方法进入等待池,也可能是执行同步方法或同步代码块进入等锁池,或者是调用了sleep()方法或join()方法等待休眠或其他线程结束,或是因为发生了I/O中断。

67、简述synchronized 和java.util.concurrent.locks.Lock的异同?
答:Lock是Java 5以后引入的新的API,和关键字synchronized相比主要相同点:Lock 能完成synchronized所实现的所有功能;主要不同点:Lock有比synchronized更精确的线程语义和更好的性能,而且不强制性的要求一定要获得锁。synchronized会自动释放锁,而Lock一定要求程序员手工释放,并且最好在finally 块中释放(这是释放外部资源的最好的地方)。

68、Java中如何实现序列化,有什么意义?
答:序列化就是一种用来处理对象流的机制,所谓对象流也就是将对象的内容进行流化。可以对流化后的对象进行读写操作,也可将流化后的对象传输于网络之间。序列化是为了解决对象流读写操作时可能引发的问题(如果不进行序列化可能会存在数据乱序的问题)。
要实现序列化,需要让一个类实现Serializable接口,该接口是一个标识性接口,标注该类对象是可被序列化的,然后使用一个输出流来构造一个对象输出流并通过writeObject(Object)方法就可以将实现对象写出(即保存其状态);如果需要反序列化则可以用一个输入流建立对象输入流,然后通过readObject方法从流中读取对象。序列化除了能够实现对象的持久化之外,还能够用于对象的深度克隆(可以参考第29题)。

69、Java中有几种类型的流?
答:字节流和字符流。字节流继承于InputStream、OutputStream,字符流继承于Reader、Writer。在java.io 包中还有许多其他的流,主要是为了提高性能和使用方便。关于Java的I/O需要注意的有两点:一是两种对称性(输入和输出的对称性,字节和字符的对称性);二是两种设计模式(适配器模式和装潢模式)。另外Java中的流不同于C#的是它只有一个维度一个方向。

面试题 - 编程实现文件拷贝。(这个题目在笔试的时候经常出现,下面的代码给出了两种实现方案)

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;

public final class MyUtil {

private MyUtil() {
        throw new AssertionError();
    }

public static void fileCopy(String source, String target) throws IOException {
        try (InputStream in = new FileInputStream(source)) {
            try (OutputStream out = new FileOutputStream(target)) {
                byte[] buffer = new byte[4096];
                int bytesToRead;
                while((bytesToRead = in.read(buffer)) != -1) {
                    out.write(buffer, 0, bytesToRead);
                }
            }
        }
    }

public static void fileCopyNIO(String source, String target) throws IOException {
        try (FileInputStream in = new FileInputStream(source)) {
            try (FileOutputStream out = new FileOutputStream(target)) {
                FileChannel inChannel = in.getChannel();
                FileChannel outChannel = out.getChannel();
                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4096);
                while(inChannel.read(buffer) != -1) {
                    buffer.flip();
                    outChannel.write(buffer);
                    buffer.clear();
                }
            }
        }
    }
}

注意:上面用到Java 7的TWR,使用TWR后可以不用在finally中释放外部资源 ,从而让代码更加优雅。

70、写一个方法,输入一个文件名和一个字符串,统计这个字符串在这个文件中出现的次数。
答:代码如下:

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;

public final class MyUtil {

// 工具类中的方法都是静态方式访问的因此将构造器私有不允许创建对象(绝对好习惯)
    private MyUtil() {
        throw new AssertionError();
    }

/**
     * 统计给定文件中给定字符串的出现次数
     * 
     * @param filename  文件名
     * @param word 字符串
     * @return 字符串在文件中出现的次数
     */
    public static int countWordInFile(String filename, String word) {
        int counter = 0;
        try (FileReader fr = new FileReader(filename)) {
            try (BufferedReader br = new BufferedReader(fr)) {
                String line = null;
                while ((line = br.readLine()) != null) {
                    int index = -1;
                    while (line.length() >= word.length() && (index = line.indexOf(word)) >= 0) {
                        counter++;
                        line = line.substring(index + word.length());
                    }
                }
            }
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        return counter;
    }

}

71、如何用Java代码列出一个目录下所有的文件?
答:
如果只要求列出当前文件夹下的文件,代码如下所示:

import java.io.File;

class Test12 {

public static void main(String[] args) {
        File f = new File("/Users/Hao/Downloads");
        for(File temp : f.listFiles()) {
            if(temp.isFile()) {
                System.out.println(temp.getName());
            }
        }
    }
}

如果需要对文件夹继续展开,代码如下所示:

import java.io.File;

class Test12 {

public static void main(String[] args) {
        showDirectory(new File("/Users/Hao/Downloads"));
    }

public static void showDirectory(File f) {
        _walkDirectory(f, 0);
    }

private static void _walkDirectory(File f, int level) {
        if(f.isDirectory()) {
            for(File temp : f.listFiles()) {
                _walkDirectory(temp, level + 1);
            }
        }
        else {
            for(int i = 0; i < level - 1; i++) {
                System.out.print("\t");
            }
            System.out.println(f.getName());
        }
    }
}

在Java 7中可以使用NIO.2的API来做同样的事情,代码如下所示:

class ShowFileTest {

public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path initPath = Paths.get("/Users/Hao/Downloads");
        Files.walkFileTree(initPath, new SimpleFileVisitor<Path>() {

@Override
            public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs)
                    throws IOException {
                System.out.println(file.getFileName().toString());
                return FileVisitResult.CONTINUE;
            }

});
    }
}

72、用Java的套接字编程实现一个多线程的回显(echo)服务器。
答:

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class EchoServer {

private static final int ECHO_SERVER_PORT = 6789;

public static void main(String[] args) {        
        try(ServerSocket server = new ServerSocket(ECHO_SERVER_PORT)) {
            System.out.println("服务器已经启动...");
            while(true) {
                Socket client = server.accept();
                new Thread(new ClientHandler(client)).start();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

private static class ClientHandler implements Runnable {
        private Socket client;

public ClientHandler(Socket client) {
            this.client = client;
        }

@Override
        public void run() {
            try(BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
                    PrintWriter pw = new PrintWriter(client.getOutputStream())) {
                String msg = br.readLine();
                System.out.println("收到" + client.getInetAddress() + "发送的: " + msg);
                pw.println(msg);
                pw.flush();
            } catch(Exception ex) {
                ex.printStackTrace();
            } finally {
                try {
                    client.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

}

注意:上面的代码使用了Java 7的TWR语法,由于很多外部资源类都间接的实现了AutoCloseable接口(单方法回调接口),因此可以利用TWR语法在try结束的时候通过回调的方式自动调用外部资源类的close()方法,避免书写冗长的finally代码块。此外,上面的代码用一个静态内部类实现线程的功能,使用多线程可以避免一个用户I/O操作所产生的中断影响其他用户对服务器的访问,简单的说就是一个用户的输入操作不会造成其他用户的阻塞。当然,上面的代码使用线程池可以获得更好的性能,因为频繁的创建和销毁线程所造成的开销也是不可忽视的。

下面是一段回显客户端测试代码:

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class EchoClient {

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Socket client = new Socket("localhost", 6789);
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入内容: ");
        String msg = sc.nextLine();
        sc.close();
        PrintWriter pw = new PrintWriter(client.getOutputStream());
        pw.println(msg);
        pw.flush();
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
        System.out.println(br.readLine());
        client.close();
    }
}

如果希望用NIO的多路复用套接字实现服务器,代码如下所示。NIO的操作虽然带来了更好的性能,但是有些操作是比较底层的,对于初学者来说还是有些难于理解。

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.channels.SelectionKey;
import java.nio.channels.Selector;
import java.nio.channels.ServerSocketChannel;
import java.nio.channels.SocketChannel;
import java.util.Iterator;

public class EchoServerNIO {

private static final int ECHO_SERVER_PORT = 6789;
    private static final int ECHO_SERVER_TIMEOUT = 5000;
    private static final int BUFFER_SIZE = 1024;

private static ServerSocketChannel serverChannel = null;
    private static Selector selector = null;    // 多路复用选择器
    private static ByteBuffer buffer = null;    // 缓冲区

public static void main(String[] args) {
        init();
        listen();
    }

private static void init() {
        try {
            serverChannel = ServerSocketChannel.open();
            buffer = ByteBuffer.allocate(BUFFER_SIZE);
            serverChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(ECHO_SERVER_PORT));
            serverChannel.configureBlocking(false);
            selector = Selector.open();
            serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

private static void listen() {
        while (true) {
            try {
                if (selector.select(ECHO_SERVER_TIMEOUT) != 0) {
                    Iterator<SelectionKey> it = selector.selectedKeys().iterator();
                    while (it.hasNext()) {
                        SelectionKey key = it.next();
                        it.remove();
                        handleKey(key);
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

private static void handleKey(SelectionKey key) throws IOException {
        SocketChannel channel = null;

try {
            if (key.isAcceptable()) {
                ServerSocketChannel serverChannel = (ServerSocketChannel) key.channel();
                channel = serverChannel.accept();
                channel.configureBlocking(false);
                channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
            } else if (key.isReadable()) {
                channel = (SocketChannel) key.channel();
                buffer.clear();
                if (channel.read(buffer) > 0) {
                    buffer.flip();
                    CharBuffer charBuffer = CharsetHelper.decode(buffer);
                    String msg = charBuffer.toString();
                    System.out.println("收到" + channel.getRemoteAddress() + "的消息:" + msg);
                    channel.write(CharsetHelper.encode(CharBuffer.wrap(msg)));
                } else {
                    channel.close();
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            if (channel != null) {
                channel.close();
            }
        }
    }

}

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.CharBuffer;
import java.nio.charset.CharacterCodingException;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.CharsetDecoder;
import java.nio.charset.CharsetEncoder;

public final class CharsetHelper {
    private static final String UTF_8 = "UTF-8";
    private static CharsetEncoder encoder = Charset.forName(UTF_8).newEncoder();
    private static CharsetDecoder decoder = Charset.forName(UTF_8).newDecoder();

private CharsetHelper() {
    }

public static ByteBuffer encode(CharBuffer in) throws CharacterCodingException{
        return encoder.encode(in);
    }

public static CharBuffer decode(ByteBuffer in) throws CharacterCodingException{
        return decoder.decode(in);
    }
}

73、XML文档定义有几种形式?它们之间有何本质区别?解析XML文档有哪几种方式?
答:XML文档定义分为DTD和Schema两种形式,二者都是对XML语法的约束,其本质区别在于Schema本身也是一个XML文件,可以被XML解析器解析,而且可以为XML承载的数据定义类型,约束能力较之DTD更强大。对XML的解析主要有DOM(文档对象模型,DocumentObjectModel)、SAX(Simple API for XML)和StAX(Java 6中引入的新的解析XML的方式,StreamingAPI forXML),其中DOM处理大型文件时其性能下降的非常厉害,这个问题是由DOM树结构占用的内存较多造成的,而且DOM解析方式必须在解析文件之前把整个文档装入内存,适合对XML的随机访问(典型的用空间换取时间的策略);SAX是事件驱动型的XML解析方式,它顺序读取XML文件,不需要一次全部装载整个文件。当遇到像文件开头,文档结束,或者标签开头与标签结束时,它会触发一个事件,用户通过事件回调代码来处理XML文件,适合对XML的顺序访问;顾名思义,StAX把重点放在流上,实际上StAX与其他解析方式的本质区别就在于应用程序能够把XML作为一个事件流来处理。将XML作为一组事件来处理的想法并不新颖(SAX就是这样做的),但不同之处在于StAX允许应用程序代码把这些事件逐个拉出来,而不用提供在解析器方便时从解析器中接收事件的处理程序。

74、你在项目中哪些地方用到了XML?
答:XML的主要作用有两个方面:数据交换和信息配置。在做数据交换时,XML将数据用标签组装成起来,然后压缩打包加密后通过网络传送给接收者,接收解密与解压缩后再从XML文件中还原相关信息进行处理,XML曾经是异构系统间交换数据的事实标准,但此项功能几乎已经被JSON(JavaScriptObjectNotation)取而代之。当然,目前很多软件仍然使用XML来存储配置信息,我们在很多项目中通常也会将作为配置信息的硬代码写在XML文件中,Java的很多框架也是这么做的,而且这些框架都选择了dom4j作为处理XML的工具,因为Sun公司的官方API实在不怎么好用。

补充:现在有很多时髦的软件(如Sublime)已经开始将配置文件书写成JSON格式,我们已经强烈的感受到XML的另一项功能也将逐渐被业界抛弃。

75、阐述JDBC操作数据库的步骤。
答:下面的代码以连接本机的Oracle数据库为例,演示JDBC操作数据库的步骤。

加载驱动。

Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");

创建连接。

Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl", "scott", "tiger");

创建语句。

PreparedStatement ps = con.prepareStatement("select * from emp where sal between ? and ?");
    ps.setInt(1, 1000);
    ps.setInt(2, 3000);

执行语句。

ResultSet rs = ps.executeQuery();

处理结果。

while(rs.next()) {
        System.out.println(rs.getInt("empno") + " - " + rs.getString("ename"));
    }

关闭资源。

finally {
        if(con != null) {
            try {
                con.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

提示:关闭外部资源的顺序应该和打开的顺序相反,也就是说先关闭ResultSet、再关闭Statement、在关闭Connection。上面的代码只关闭了Connection(连接),虽然通常情况下在关闭连接时,连接上创建的语句和打开的游标也会关闭,但不能保证总是如此,因此应该按照刚才说的顺序分别关闭。此外,第一步加载驱动在JDBC 4.0中是可以省略的(自动从类路径中加载驱动),但是我们建议保留。

76、Statement和PreparedStatement有什么区别?哪个性能更好?
答:与Statement相比,①PreparedStatement接口代表预编译的语句,它主要的优势在于可以减少SQL的编译错误并增加SQL的安全性(减少SQL注射攻击的可能性);②PreparedStatement中的SQL语句是可以带参数的,避免了用字符串连接拼接SQL语句的麻烦和不安全;③当批量处理SQL或频繁执行相同的查询时,PreparedStatement有明显的性能上的优势,由于数据库可以将编译优化后的SQL语句缓存起来,下次执行相同结构的语句时就会很快(不用再次编译和生成执行计划)。

补充:为了提供对存储过程的调用,JDBC API中还提供了CallableStatement接口。存储过程(Stored Procedure)是数据库中一组为了完成特定功能的SQL语句的集合,经编译后存储在数据库中,用户通过指定存储过程的名字并给出参数(如果该存储过程带有参数)来执行它。虽然调用存储过程会在网络开销、安全性、性能上获得很多好处,但是存在如果底层数据库发生迁移时就会有很多麻烦,因为每种数据库的存储过程在书写上存在不少的差别。

77、使用JDBC操作数据库时,如何提升读取数据的性能?如何提升更新数据的性能?
答:要提升读取数据的性能,可以指定通过结果集(ResultSet)对象的setFetchSize()方法指定每次抓取的记录数(典型的空间换时间策略);要提升更新数据的性能可以使用PreparedStatement语句构建批处理,将若干SQL语句置于一个批处理中执行。

78、在进行数据库编程时,连接池有什么作用?
答:由于创建连接和释放连接都有很大的开销(尤其是数据库服务器不在本地时,每次建立连接都需要进行TCP的三次握手,释放连接需要进行TCP四次握手,造成的开销是不可忽视的),为了提升系统访问数据库的性能,可以事先创建若干连接置于连接池中,需要时直接从连接池获取,使用结束时归还连接池而不必关闭连接,从而避免频繁创建和释放连接所造成的开销,这是典型的用空间换取时间的策略(浪费了空间存储连接,但节省了创建和释放连接的时间)。池化技术在Java开发中是很常见的,在使用线程时创建线程池的道理与此相同。基于Java的开源数据库连接池主要有:C3P0、Proxool、DBCP、BoneCP、Druid等。

补充:在计算机系统中时间和空间是不可调和的矛盾,理解这一点对设计满足性能要求的算法是至关重要的。大型网站性能优化的一个关键就是使用缓存,而缓存跟上面讲的连接池道理非常类似,也是使用空间换时间的策略。可以将热点数据置于缓存中,当用户查询这些数据时可以直接从缓存中得到,这无论如何也快过去数据库中查询。当然,缓存的置换策略等也会对系统性能产生重要影响,对于这个问题的讨论已经超出了这里要阐述的范围。

79、什么是DAO模式?
答:DAO(Data Access Object)顾名思义是一个为数据库或其他持久化机制提供了抽象接口的对象,在不暴露底层持久化方案实现细节的前提下提供了各种数据访问操作。在实际的开发中,应该将所有对数据源的访问操作进行抽象化后封装在一个公共API中。用程序设计语言来说,就是建立一个接口,接口中定义了此应用程序中将会用到的所有事务方法。在这个应用程序中,当需要和数据源进行交互的时候则使用这个接口,并且编写一个单独的类来实现这个接口,在逻辑上该类对应一个特定的数据存储。DAO模式实际上包含了两个模式,一是Data Accessor(数据访问器),二是Data Object(数据对象),前者要解决如何访问数据的问题,而后者要解决的是如何用对象封装数据。

80、事务的ACID是指什么? 答: - 原子性(Atomic):事务中各项操作,要么全做要么全不做,任何一项操作的失败都会导致整个事务的失败; - 一致性(Consistent):事务结束后系统状态是一致的; - 隔离性(Isolated):并发执行的事务彼此无法看到对方的中间状态; - 持久性(Durable):事务完成后所做的改动都会被持久化,即使发生灾难性的失败。通过日志和同步备份可以在故障发生后重建数据。

补充:关于事务,在面试中被问到的概率是很高的,可以问的问题也是很多的。首先需要知道的是,只有存在并发数据访问时才需要事务。当多个事务访问同一数据时,可能会存在5类问题,包括3类数据读取问题(脏读、不可重复读和幻读)和2类数据更新问题(第1类丢失更新和第2类丢失更新)。

脏读(Dirty Read):A事务读取B事务尚未提交的数据并在此基础上操作,而B事务执行回滚,那么A读取到的数据就是脏数据。

时间 转账事务A 取款事务B
T1   开始事务
T2 开始事务  
T3   查询账户余额为1000元
T4   取出500元余额修改为500元
T5 查询账户余额为500元(脏读)  
T6   撤销事务余额恢复为1000元
T7 汇入100元把余额修改为600元  
T8 提交事务  

不可重复读(Unrepeatable Read):事务A重新读取前面读取过的数据,发现该数据已经被另一个已提交的事务B修改过了。

时间 转账事务A 取款事务B
T1   开始事务
T2 开始事务  
T3   查询账户余额为1000元
T4 查询账户余额为1000元  
T5   取出100元修改余额为900元
T6   提交事务
T7 查询账户余额为900元(不可重复读)  

幻读(Phantom Read):事务A重新执行一个查询,返回一系列符合查询条件的行,发现其中插入了被事务B提交的行。

时间 统计金额事务A 转账事务B
T1   开始事务
T2 开始事务  
T3 统计总存款为10000元  
T4   新增一个存款账户存入100元
T5   提交事务
T6 再次统计总存款为10100元(幻读)  

第1类丢失更新:事务A撤销时,把已经提交的事务B的更新数据覆盖了。

时间 取款事务A 转账事务B
T1 开始事务  
T2   开始事务
T3 查询账户余额为1000元  
T4   查询账户余额为1000元
T5   汇入100元修改余额为1100元
T6   提交事务
T7 取出100元将余额修改为900元  
T8 撤销事务  
T9 余额恢复为1000元(丢失更新)  

第2类丢失更新:事务A覆盖事务B已经提交的数据,造成事务B所做的操作丢失。

时间 转账事务A 取款事务B
T1   开始事务
T2 开始事务  
T3   查询账户余额为1000元
T4 查询账户余额为1000元  
T5   取出100元将余额修改为900元
T6   提交事务
T7 汇入100元将余额修改为1100元  
T8 提交事务  
T9 查询账户余额为1100元(丢失更新)  

数据并发访问所产生的问题,在有些场景下可能是允许的,但是有些场景下可能就是致命的,数据库通常会通过锁机制来解决数据并发访问问题,按锁定对象不同可以分为表级锁和行级锁;按并发事务锁定关系可以分为共享锁和独占锁,具体的内容大家可以自行查阅资料进行了解。直接使用锁是非常麻烦的,为此数据库为用户提供了自动锁机制,只要用户指定会话的事务隔离级别,数据库就会通过分析SQL语句然后为事务访问的资源加上合适的锁,此外,数据库还会维护这些锁通过各种手段提高系统的性能,这些对用户来说都是透明的(就是说你不用理解,事实上我确实也不知道)。ANSI/ISO SQL 92标准定义了4个等级的事务隔离级别,如下表所示:

隔离级别 脏读 不可重复读 幻读 第一类丢失更新 第二类丢失更新
READ UNCOMMITED 允许 允许 允许 不允许 允许
READ COMMITTED 不允许 允许 允许 不允许 允许
REPEATABLE READ 不允许 不允许 允许 不允许 不允许
SERIALIZABLE 不允许 不允许 不允许 不允许 不允许

需要说明的是,事务隔离级别和数据访问的并发性是对立的,事务隔离级别越高并发性就越差。所以要根据具体的应用来确定合适的事务隔离级别,这个地方没有万能的原则。

81、JDBC中如何进行事务处理?答:Connection提供了事务处理的方法,通过调用setAutoCommit(false)可以设置手动提交事务;当事务完成后用commit()显式提交事务;如果在事务处理过程中发生异常则通过rollback()进行事务回滚。除此之外,从JDBC 3.0中还引入了Savepoint(保存点)的概念,允许通过代码设置保存点并让事务回滚到指定的保存点。

81、JDBC中如何进行事务处理?
答:Connection提供了事务处理的方法,通过调用setAutoCommit(false)可以设置手动提交事务;当事务完成后用commit()显式提交事务;如果在事务处理过程中发生异常则通过rollback()进行事务回滚。除此之外,从JDBC 3.0中还引入了Savepoint(保存点)的概念,允许通过代码设置保存点并让事务回滚到指定的保存点。
这里写图片描述

82、JDBC能否处理Blob和Clob?
答: Blob是指二进制大对象(Binary Large Object),而Clob是指大字符对象(Character Large Objec),因此其中Blob是为存储大的二进制数据而设计的,而Clob是为存储大的文本数据而设计的。JDBC的PreparedStatement和ResultSet都提供了相应的方法来支持Blob和Clob操作。下面的代码展示了如何使用JDBC操作LOB:
下面以MySQL数据库为例,创建一个张有三个字段的用户表,包括编号(id)、姓名(name)和照片(photo),建表语句如下:

create table tb_user
(
id int primary key auto_increment,
name varchar(20) unique not null,
photo longblob
);

下面的Java代码向数据库中插入一条记录:

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.SQLException;

class JdbcLobTest {

public static void main(String[] args) {
        Connection con = null;
        try {
            // 1. 加载驱动(Java6以上版本可以省略)
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
            // 2. 建立连接
            con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/test", "root", "123456");
            // 3. 创建语句对象
            PreparedStatement ps = con.prepareStatement("insert into tb_user values (default, ?, ?)");
            ps.setString(1, "骆昊");              // 将SQL语句中第一个占位符换成字符串
            try (InputStream in = new FileInputStream("test.jpg")) {    // Java 7的TWR
                ps.setBinaryStream(2, in);      // 将SQL语句中第二个占位符换成二进制流
                // 4. 发出SQL语句获得受影响行数
                System.out.println(ps.executeUpdate() == 1 ? "插入成功" : "插入失败");
            } catch(IOException e) {
                System.out.println("读取照片失败!");
            }
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {     // Java 7的多异常捕获
            e.printStackTrace();
        } finally { // 释放外部资源的代码都应当放在finally中保证其能够得到执行
            try {
                if(con != null && !con.isClosed()) {
                    con.close();    // 5. 释放数据库连接
                    con = null;     // 指示垃圾回收器可以回收该对象
                }
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

83、简述正则表达式及其用途。
答:在编写处理字符串的程序时,经常会有查找符合某些复杂规则的字符串的需要。正则表达式就是用于描述这些规则的工具。换句话说,正则表达式就是记录文本规则的代码。

说明:计算机诞生初期处理的信息几乎都是数值,但是时过境迁,今天我们使用计算机处理的信息更多的时候不是数值而是字符串,正则表达式就是在进行字符串匹配和处理的时候最为强大的工具,绝大多数语言都提供了对正则表达式的支持。

84、Java中是如何支持正则表达式操作的?
答:Java中的String类提供了支持正则表达式操作的方法,包括:matches()、replaceAll()、replaceFirst()、split()。此外,Java中可以用Pattern类表示正则表达式对象,它提供了丰富的API进行各种正则表达式操作,请参考下面面试题的代码。

面试题: - 如果要从字符串中截取第一个英文左括号之前的字符串,例如:北京市(朝阳区)(西城区)(海淀区),截取结果为:北京市,那么正则表达式怎么写?

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

class RegExpTest {

public static void main(String[] args) {
        String str = "北京市(朝阳区)(西城区)(海淀区)";
        Pattern p = Pattern.compile(".*?(?=\\()");
        Matcher m = p.matcher(str);
        if(m.find()) {
            System.out.println(m.group());
        }
    }
}

说明:上面的正则表达式中使用了懒惰匹配和前瞻,如果不清楚这些内容,推荐读一下网上很有名的《正则表达式30分钟入门教程》。

85、获得一个类的类对象有哪些方式?
答:
- 方法1:类型.class,例如:String.class
- 方法2:对象.getClass(),例如:"hello".getClass()
- 方法3:Class.forName(),例如:Class.forName("java.lang.String")

86、如何通过反射创建对象?
答:
- 方法1:通过类对象调用newInstance()方法,例如:String.class.newInstance()
- 方法2:通过类对象的getConstructor()或getDeclaredConstructor()方法获得构造器(Constructor)对象并调用其newInstance()方法创建对象,例如:String.class.getConstructor(String.class).newInstance("Hello");

87、如何通过反射获取和设置对象私有字段的值?
答:可以通过类对象的getDeclaredField()方法字段(Field)对象,然后再通过字段对象的setAccessible(true)将其设置为可以访问,接下来就可以通过get/set方法来获取/设置字段的值了。下面的代码实现了一个反射的工具类,其中的两个静态方法分别用于获取和设置私有字段的值,字段可以是基本类型也可以是对象类型且支持多级对象操作,例如ReflectionUtil.get(dog, "owner.car.engine.id");可以获得dog对象的主人的汽车的引擎的ID号。

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 反射工具类
 * @author 骆昊
 *
 */
public class ReflectionUtil {

private ReflectionUtil() {
        throw new AssertionError();
    }

/**
     * 通过反射取对象指定字段(属性)的值
     * @param target 目标对象
     * @param fieldName 字段的名字
     * @throws 如果取不到对象指定字段的值则抛出异常
     * @return 字段的值
     */
    public static Object getValue(Object target, String fieldName) {
        Class<?> clazz = target.getClass();
        String[] fs = fieldName.split("\\.");

try {
            for(int i = 0; i < fs.length - 1; i++) {
                Field f = clazz.getDeclaredField(fs[i]);
                f.setAccessible(true);
                target = f.get(target);
                clazz = target.getClass();
            }

Field f = clazz.getDeclaredField(fs[fs.length - 1]);
            f.setAccessible(true);
            return f.get(target);
        }
        catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

/**
     * 通过反射给对象的指定字段赋值
     * @param target 目标对象
     * @param fieldName 字段的名称
     * @param value 值
     */
    public static void setValue(Object target, String fieldName, Object value) {
        Class<?> clazz = target.getClass();
        String[] fs = fieldName.split("\\.");
        try {
            for(int i = 0; i < fs.length - 1; i++) {
                Field f = clazz.getDeclaredField(fs[i]);
                f.setAccessible(true);
                Object val = f.get(target);
                if(val == null) {
                    Constructor<?> c = f.getType().getDeclaredConstructor();
                    c.setAccessible(true);
                    val = c.newInstance();
                    f.set(target, val);
                }
                target = val;
                clazz = target.getClass();
            }

Field f = clazz.getDeclaredField(fs[fs.length - 1]);
            f.setAccessible(true);
            f.set(target, value);
        }
        catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

}

88、如何通过反射调用对象的方法?
答:请看下面的代码:

import java.lang.reflect.Method;

class MethodInvokeTest {

public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str = "hello";
        Method m = str.getClass().getMethod("toUpperCase");
        System.out.println(m.invoke(str));  // HELLO
    }
}

89、简述一下面向对象的"六原则一法则"。答: - 单一职责原则:一个类只做它该做的事情。(单一职责原则想表达的就是"高内聚",写代码最终极的原则只有六个字"高内聚、低耦合",就如同葵花宝典或辟邪剑谱的中心思想就八个字"欲练此功必先自宫",所谓的高内聚就是一个代码模块只完成一项功能,在面向对象中,如果只让一个类完成它该做的事,而不涉及与它无关的领域就是践行了高内聚的原则,这个类就只有单一职责。我们都知道一句话叫"因为专注,所以专业",一个对象如果承担太多的职责,那么注定它什么都做不好。这个世界上任何好的东西都有两个特征,一个是功能单一,好的相机绝对不是电视购物里面卖的那种一个机器有一百多种功能的,它基本上只能照相;另一个是模块化,好的自行车是组装车,从减震叉、刹车到变速器,所有的部件都是可以拆卸和重新组装的,好的乒乓球拍也不是成品拍,一定是底板和胶皮可以拆分和自行组装的,一个好的软件系统,它里面的每个功能模块也应该是可以轻易的拿到其他系统中使用的,这样才能实现软件复用的目标。)- 开闭原则:软件实体应当对扩展开放,对修改关闭。(在理想的状态下,当我们需要为一个软件系统增加新功能时,只需要从原来的系统派生出一些新类就可以,不需要修改原来的任何一行代码。要做到开闭有两个要点:①抽象是关键,一个系统中如果没有抽象类或接口系统就没有扩展点;②封装可变性,将系统中的各种可变因素封装到一个继承结构中,如果多个可变因素混杂在一起,系统将变得复杂而换乱,如果不清楚如何封装可变性,可以参考《设计模式精解》一书中对桥梁模式的讲解的章节。)- 依赖倒转原则:面向接口编程。(该原则说得直白和具体一些就是声明方法的参数类型、方法的返回类型、变量的引用类型时,尽可能使用抽象类型而不用具体类型,因为抽象类型可以被它的任何一个子类型所替代,请参考下面的里氏替换原则。)里氏替换原则:任何时候都可以用子类型替换掉父类型。(关于里氏替换原则的描述,Barbara Liskov女士的描述比这个要复杂得多,但简单的说就是能用父类型的地方就一定能使用子类型。里氏替换原则可以检查继承关系是否合理,如果一个继承关系违背了里氏替换原则,那么这个继承关系一定是错误的,需要对代码进行重构。例如让猫继承狗,或者狗继承猫,又或者让正方形继承长方形都是错误的继承关系,因为你很容易找到违反里氏替换原则的场景。需要注意的是:子类一定是增加父类的能力而不是减少父类的能力,因为子类比父类的能力更多,把能力多的对象当成能力少的对象来用当然没有任何问题。)- 接口隔离原则:接口要小而专,绝不能大而全。(臃肿的接口是对接口的污染,既然接口表示能力,那么一个接口只应该描述一种能力,接口也应该是高度内聚的。例如,琴棋书画就应该分别设计为四个接口,而不应设计成一个接口中的四个方法,因为如果设计成一个接口中的四个方法,那么这个接口很难用,毕竟琴棋书画四样都精通的人还是少数,而如果设计成四个接口,会几项就实现几个接口,这样的话每个接口被复用的可能性是很高的。Java中的接口代表能力、代表约定、代表角色,能否正确的使用接口一定是编程水平高低的重要标识。)- 合成聚合复用原则:优先使用聚合或合成关系复用代码。(通过继承来复用代码是面向对象程序设计中被滥用得最多的东西,因为所有的教科书都无一例外的对继承进行了鼓吹从而误导了初学者,类与类之间简单的说有三种关系,Is-A关系、Has-A关系、Use-A关系,分别代表继承、关联和依赖。其中,关联关系根据其关联的强度又可以进一步划分为关联、聚合和合成,但说白了都是Has-A关系,合成聚合复用原则想表达的是优先考虑Has-A关系而不是Is-A关系复用代码,原因嘛可以自己从百度上找到一万个理由,需要说明的是,即使在Java的API中也有不少滥用继承的例子,例如Properties类继承了Hashtable类,Stack类继承了Vector类,这些继承明显就是错误的,更好的做法是在Properties类中放置一个Hashtable类型的成员并且将其键和值都设置为字符串来存储数据,而Stack类的设计也应该是在Stack类中放一个Vector对象来存储数据。记住:任何时候都不要继承工具类,工具是可以拥有并可以使用的,而不是拿来继承的。)- 迪米特法则:迪米特法则又叫最少知识原则,一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。(迪米特法则简单的说就是如何做到"低耦合",门面模式和调停者模式就是对迪米特法则的践行。对于门面模式可以举一个简单的例子,你去一家公司洽谈业务,你不需要了解这个公司内部是如何运作的,你甚至可以对这个公司一无所知,去的时候只需要找到公司入口处的前台美女,告诉她们你要做什么,她们会找到合适的人跟你接洽,前台的美女就是公司这个系统的门面。再复杂的系统都可以为用户提供一个简单的门面,Java Web开发中作为前端控制器的Servlet或Filter不就是一个门面吗,浏览器对服务器的运作方式一无所知,但是通过前端控制器就能够根据你的请求得到相应的服务。调停者模式也可以举一个简单的例子来说明,例如一台计算机,CPU、内存、硬盘、显卡、声卡各种设备需要相互配合才能很好的工作,但是如果这些东西都直接连接到一起,计算机的布线将异常复杂,在这种情况下,主板作为一个调停者的身份出现,它将各个设备连接在一起而不需要每个设备之间直接交换数据,这样就减小了系统的耦合度和复杂度,如下图所示。迪米特法则用通俗的话来将就是不要和陌生人打交道,如果真的需要,找一个自己的朋友,让他替你和陌生人打交道。)

90、简述一下你了解的设计模式。
答:所谓设计模式,就是一套被反复使用的代码设计经验的总结(情境中一个问题经过证实的一个解决方案)。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。设计模式使人们可以更加简单方便的复用成功的设计和体系结构。将已证实的技术表述成设计模式也会使新系统开发者更加容易理解其设计思路。
在GoF的《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》中给出了三类(创建型[对类的实例化过程的抽象化]、结构型[描述如何将类或对象结合在一起形成更大的结构]、行为型[对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化])共23种设计模式,包括:Abstract Factory(抽象工厂模式),Builder(建造者模式),Factory Method(工厂方法模式),Prototype(原始模型模式),Singleton(单例模式);Facade(门面模式),Adapter(适配器模式),Bridge(桥梁模式),Composite(合成模式),Decorator(装饰模式),Flyweight(享元模式),Proxy(代理模式);Command(命令模式),Interpreter(解释器模式),Visitor(访问者模式),Iterator(迭代子模式),Mediator(调停者模式),Memento(备忘录模式),Observer(观察者模式),State(状态模式),Strategy(策略模式),Template Method(模板方法模式), Chain Of Responsibility(责任链模式)。
面试被问到关于设计模式的知识时,可以拣最常用的作答,例如:
- 工厂模式:工厂类可以根据条件生成不同的子类实例,这些子类有一个公共的抽象父类并且实现了相同的方法,但是这些方法针对不同的数据进行了不同的操作(多态方法)。当得到子类的实例后,开发人员可以调用基类中的方法而不必考虑到底返回的是哪一个子类的实例。
- 代理模式:给一个对象提供一个代理对象,并由代理对象控制原对象的引用。实际开发中,按照使用目的的不同,代理可以分为:远程代理、虚拟代理、保护代理、Cache代理、防火墙代理、同步化代理、智能引用代理。
- 适配器模式:把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口,从而使原本因接口不匹配而无法在一起使用的类能够一起工作。
- 模板方法模式:提供一个抽象类,将部分逻辑以具体方法或构造器的形式实现,然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法(多态实现),从而实现不同的业务逻辑。
除此之外,还可以讲讲上面提到的门面模式、桥梁模式、单例模式、装潢模式(Collections工具类和I/O系统中都使用装潢模式)等,反正基本原则就是拣自己最熟悉的、用得最多的作答,以免言多必失。

91、用Java写一个单例类。
答:
- 饿汉式单例

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    private static Singleton instance = new Singleton();
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

懒汉式单例

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton() {}
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (instance == null) instance = new Singleton();
        return instance;
    }
}

注意:实现一个单例有两点注意事项,①将构造器私有,不允许外界通过构造器创建对象;②通过公开的静态方法向外界返回类的唯一实例。这里有一个问题可以思考:Spring的IoC容器可以为普通的类创建单例,它是怎么做到的呢?

92、什么是UML?
答:UML是统一建模语言(Unified Modeling Language)的缩写,它发表于1997年,综合了当时已经存在的面向对象的建模语言、方法和过程,是一个支持模型化和软件系统开发的图形化语言,为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持。使用UML可以帮助沟通与交流,辅助应用设计和文档的生成,还能够阐释系统的结构和行为。

93、UML中有哪些常用的图? 答:UML定义了多种图形化的符号来描述软件系统部分或全部的静态结构和动态结构,包括:用例图(use case diagram)、类图(class diagram)、时序图(sequence diagram)、协作图(collaboration diagram)、状态图(statechart diagram)、活动图(activity diagram)、构件图(component diagram)、部署图(deployment diagram)等。在这些图形化符号中,有三种图最为重要,分别是:用例图(用来捕获需求,描述系统的功能,通过该图可以迅速的了解系统的功能模块及其关系)、类图(描述类以及类与类之间的关系,通过该图可以快速了解系统)、时序图(描述执行特定任务时对象之间的交互关系以及执行顺序,通过该图可以了解对象能接收的消息也就是说对象能够向外界提供的服务)。用例图:  类图:  时序图: 

94、用Java写一个冒泡排序。
答:冒泡排序几乎是个程序员都写得出来,但是面试的时候如何写一个逼格高的冒泡排序却不是每个人都能做到,下面提供一个参考代码:

import java.util.Comparator;

/**
 * 排序器接口(策略模式: 将算法封装到具有共同接口的独立的类中使得它们可以相互替换)
 * @author骆昊
 *
 */
public interface Sorter {

/**
    * 排序
    * @param list 待排序的数组
    */
   public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list);

/**
    * 排序
    * @param list 待排序的数组
    * @param comp 比较两个对象的比较器
    */
   public <T> void sort(T[] list, Comparator<T> comp);
}

import java.util.Comparator;

/**
 * 冒泡排序
 * 
 * @author骆昊
 *
 */
public class BubbleSorter implements Sorter {

@Override
    public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list) {
        boolean swapped = true;
        for (int i = 1, len = list.length; i < len && swapped; ++i) {
            swapped = false;
            for (int j = 0; j < len - i; ++j) {
                if (list[j].compareTo(list[j + 1]) > 0) {
                    T temp = list[j];
                    list[j] = list[j + 1];
                    list[j + 1] = temp;
                    swapped = true;
                }
            }
        }
    }

@Override
    public <T> void sort(T[] list, Comparator<T> comp) {
        boolean swapped = true;
        for (int i = 1, len = list.length; i < len && swapped; ++i) {
            swapped = false;
            for (int j = 0; j < len - i; ++j) {
                if (comp.compare(list[j], list[j + 1]) > 0) {
                    T temp = list[j];
                    list[j] = list[j + 1];
                    list[j + 1] = temp;
                    swapped = true;
                }
            }
        }
    }
}

95、用Java写一个折半查找。
答:折半查找,也称二分查找、二分搜索,是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。搜素过程从数组的中间元素开始,如果中间元素正好是要查找的元素,则搜素过程结束;如果某一特定元素大于或者小于中间元素,则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找,而且跟开始一样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组已经为空,则表示找不到指定的元素。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半,其时间复杂度是O(logN)。

import java.util.Comparator;

public class MyUtil {

public static <T extends Comparable<T>> int binarySearch(T[] x, T key) {
      return binarySearch(x, 0, x.length- 1, key);
   }

// 使用循环实现的二分查找
   public static <T> int binarySearch(T[] x, T key, Comparator<T> comp) {
      int low = 0;
      int high = x.length - 1;
      while (low <= high) {
          int mid = (low + high) >>> 1;
          int cmp = comp.compare(x[mid], key);
          if (cmp < 0) {
            low= mid + 1;
          }
          else if (cmp > 0) {
            high= mid - 1;
          }
          else {
            return mid;
          }
      }
      return -1;
   }

// 使用递归实现的二分查找
   private static<T extends Comparable<T>> int binarySearch(T[] x, int low, int high, T key) {
      if(low <= high) {
        int mid = low + ((high -low) >> 1);
        if(key.compareTo(x[mid])== 0) {
           return mid;
        }
        else if(key.compareTo(x[mid])< 0) {
           return binarySearch(x,low, mid - 1, key);
        }
        else {
           return binarySearch(x,mid + 1, high, key);
        }
      }
      return -1;
   }
}

说明:上面的代码中给出了折半查找的两个版本,一个用递归实现,一个用循环实现。需要注意的是计算中间位置时不应该使用(high+ low) / 2的方式,因为加法运算可能导致整数越界,这里应该使用以下三种方式之一:low + (high - low) / 2或low + (high – low) >> 1或(low + high) >>> 1(>>>是逻辑右移,是不带符号位的右移)

这部分主要是与Java Web和Web Service相关的面试题。

96、阐述Servlet和CGI的区别?
答:Servlet与CGI的区别在于Servlet处于服务器进程中,它通过多线程方式运行其service()方法,一个实例可以服务于多个请求,并且其实例一般不会销毁,而CGI对每个请求都产生新的进程,服务完成后就销毁,所以效率上低于Servlet。

补充:Sun Microsystems公司在1996年发布Servlet技术就是为了和CGI进行竞争,Servlet是一个特殊的Java程序,一个基于Java的Web应用通常包含一个或多个Servlet类。Servlet不能够自行创建并执行,它是在Servlet容器中运行的,容器将用户的请求传递给Servlet程序,并将Servlet的响应回传给用户。通常一个Servlet会关联一个或多个JSP页面。以前CGI经常因为性能开销上的问题被诟病,然而Fast CGI早就已经解决了CGI效率上的问题,所以面试的时候大可不必信口开河的诟病CGI,事实上有很多你熟悉的网站都使用了CGI技术。

97、Servlet接口中有哪些方法?
答:Servlet接口定义了5个方法,其中前三个方法与Servlet生命周期相关:
- void init(ServletConfig config) throws ServletException
- void service(ServletRequest req, ServletResponse resp) throws ServletException, java.io.IOException
- void destory()
- java.lang.String getServletInfo()
- ServletConfig getServletConfig()

Web容器加载Servlet并将其实例化后,Servlet生命周期开始,容器运行其init()方法进行Servlet的初始化;请求到达时调用Servlet的service()方法,service()方法会根据需要调用与请求对应的doGet或doPost等方法;当服务器关闭或项目被卸载时服务器会将Servlet实例销毁,此时会调用Servlet的destroy()方法。

98、转发(forward)和重定向(redirect)的区别?
答:forward是容器中控制权的转向,是服务器请求资源,服务器直接访问目标地址的URL,把那个URL 的响应内容读取过来,然后把这些内容再发给浏览器,浏览器根本不知道服务器发送的内容是从哪儿来的,所以它的地址栏中还是原来的地址。redirect就是服务器端根据逻辑,发送一个状态码,告诉浏览器重新去请求那个地址,因此从浏览器的地址栏中可以看到跳转后的链接地址,很明显redirect无法访问到服务器保护起来资源,但是可以从一个网站redirect到其他网站。forward更加高效,所以在满足需要时尽量使用forward(通过调用RequestDispatcher对象的forward()方法,该对象可以通过ServletRequest对象的getRequestDispatcher()方法获得),并且这样也有助于隐藏实际的链接;在有些情况下,比如需要访问一个其它服务器上的资源,则必须使用重定向(通过HttpServletResponse对象调用其sendRedirect()方法实现)。

99、JSP有哪些内置对象?作用分别是什么?
答:JSP有9个内置对象:
- request:封装客户端的请求,其中包含来自GET或POST请求的参数;
- response:封装服务器对客户端的响应;
- pageContext:通过该对象可以获取其他对象;
- session:封装用户会话的对象;
- application:封装服务器运行环境的对象;
- out:输出服务器响应的输出流对象;
- config:Web应用的配置对象;
- page:JSP页面本身(相当于Java程序中的this);
- exception:封装页面抛出异常的对象。

补充:如果用Servlet来生成网页中的动态内容无疑是非常繁琐的工作,另一方面,所有的文本和HTML标签都是硬编码,即使做出微小的修改,都需要进行重新编译。JSP解决了Servlet的这些问题,它是Servlet很好的补充,可以专门用作为用户呈现视图(View),而Servlet作为控制器(Controller)专门负责处理用户请求并转发或重定向到某个页面。基于Java的Web开发很多都同时使用了Servlet和JSP。JSP页面其实是一个Servlet,能够运行Servlet的服务器(Servlet容器)通常也是JSP容器,可以提供JSP页面的运行环境,Tomcat就是一个Servlet/JSP容器。第一次请求一个JSP页面时,Servlet/JSP容器首先将JSP页面转换成一个JSP页面的实现类,这是一个实现了JspPage接口或其子接口HttpJspPage的Java类。JspPage接口是Servlet的子接口,因此每个JSP页面都是一个Servlet。转换成功后,容器会编译Servlet类,之后容器加载和实例化Java字节码,并执行它通常对Servlet所做的生命周期操作。对同一个JSP页面的后续请求,容器会查看这个JSP页面是否被修改过,如果修改过就会重新转换并重新编译并执行。如果没有则执行内存中已经存在的Servlet实例。我们可以看一段JSP代码对应的Java程序就知道一切了,而且9个内置对象的神秘面纱也会被揭开。

JSP页面:

<%@ page pageEncoding="UTF-8"%>
<%
String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme() + "://" + request.getServerName() + ":" + request.getServerPort() + path + "/";
%>

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <base href="<%=basePath%>">
    <title>首页</title>
    <style type="text/css">
        * { font-family: "Arial"; }
    </style>
  </head>

<body>
    <h1>Hello, World!</h1>
    <hr/>
    <h2>Current time is: <%= new java.util.Date().toString() %></h2>
  </body>
</html>

对应的Java代码:

package org.apache.jsp;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import javax.servlet.jsp.*;

public final class index_jsp extends org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase
        implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent {

private static final javax.servlet.jsp.JspFactory _jspxFactory = javax.servlet.jsp.JspFactory
            .getDefaultFactory();

private static java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Long> _jspx_dependants;

private javax.el.ExpressionFactory _el_expressionfactory;
    private org.apache.tomcat.InstanceManager _jsp_instancemanager;

public java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Long> getDependants() {
        return _jspx_dependants;
    }

public void _jspInit() {
        _el_expressionfactory = _jspxFactory.getJspApplicationContext(
                getServletConfig().getServletContext()).getExpressionFactory();
        _jsp_instancemanager = org.apache.jasper.runtime.InstanceManagerFactory
                .getInstanceManager(getServletConfig());
    }

public void _jspDestroy() {
    }

public void _jspService(
            final javax.servlet.http.HttpServletRequest request,
            final javax.servlet.http.HttpServletResponse response)
            throws java.io.IOException, javax.servlet.ServletException {
        // 内置对象就是在这里定义的
        final javax.servlet.jsp.PageContext pageContext;
        javax.servlet.http.HttpSession session = null;
        final javax.servlet.ServletContext application;
        final javax.servlet.ServletConfig config;
        javax.servlet.jsp.JspWriter out = null;
        final java.lang.Object page = this;
        javax.servlet.jsp.JspWriter _jspx_out = null;
        javax.servlet.jsp.PageContext _jspx_page_context = null;

try {
            response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
            pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response,
                    null, true, 8192, true);
            _jspx_page_context = pageContext;
            application = pageContext.getServletContext();
            config = pageContext.getServletConfig();
            session = pageContext.getSession();
            out = pageContext.getOut();
            _jspx_out = out;

out.write('\r');
            out.write('\n');

String path = request.getContextPath();
            String basePath = request.getScheme() + "://"
                    + request.getServerName() + ":" + request.getServerPort()
                    + path + "/";
// 以下代码通过输出流将HTML标签输出到浏览器中
            out.write("\r\n");
            out.write("\r\n");
            out.write("<!DOCTYPE html>\r\n");
            out.write("<html>\r\n");
            out.write("  <head>\r\n");
            out.write("    <base href=\"");
            out.print(basePath);
            out.write("\">\r\n");
            out.write("    <title>首页</title>\r\n");
            out.write("    <style type=\"text/css\">\r\n");
            out.write("    \t* { font-family: \"Arial\"; }\r\n");
            out.write("    </style>\r\n");
            out.write("  </head>\r\n");
            out.write("  \r\n");
            out.write("  <body>\r\n");
            out.write("    <h1>Hello, World!</h1>\r\n");
            out.write("    <hr/>\r\n");
            out.write("    <h2>Current time is: ");
            out.print(new java.util.Date().toString());
            out.write("</h2>\r\n");
            out.write("  </body>\r\n");
            out.write("</html>\r\n");
        } catch (java.lang.Throwable t) {
            if (!(t instanceof javax.servlet.jsp.SkipPageException)) {
                out = _jspx_out;
                if (out != null && out.getBufferSize() != 0)
                    try {
                        out.clearBuffer();
                    } catch (java.io.IOException e) {
                    }
                if (_jspx_page_context != null)
                    _jspx_page_context.handlePageException(t);
                else
                    throw new ServletException(t);
            }
        } finally {
            _jspxFactory.releasePageContext(_jspx_page_context);
        }
    }
}

100、get和post请求的区别?
答:
①get请求用来从服务器上获得资源,而post是用来向服务器提交数据;
②get将表单中数据按照name=value的形式,添加到action 所指向的URL 后面,并且两者使用"?"连接,而各个变量之间使用"&"连接;post是将表单中的数据放在HTTP协议的请求头或消息体中,传递到action所指向URL;
③get传输的数据要受到URL长度限制(1024字节);而post可以传输大量的数据,上传文件通常要使用post方式;
④使用get时参数会显示在地址栏上,如果这些数据不是敏感数据,那么可以使用get;对于敏感数据还是应用使用post;
⑤get使用MIME类型application/x-www-form-urlencoded的URL编码(也叫百分号编码)文本的格式传递参数,保证被传送的参数由遵循规范的文本组成,例如一个空格的编码是"%20"。

101、常用的Web服务器有哪些?
答:Unix和Linux平台下使用最广泛的免费HTTP服务器是Apache服务器,而Windows平台的服务器通常使用IIS作为Web服务器。选择Web服务器应考虑的因素有:性能、安全性、日志和统计、虚拟主机、代理服务器、缓冲服务和集成应用程序等。下面是对常见服务器的简介:
- IIS:Microsoft的Web服务器产品,全称是Internet Information Services。IIS是允许在公共Intranet或Internet上发布信息的Web服务器。IIS是目前最流行的Web服务器产品之一,很多著名的网站都是建立在IIS的平台上。IIS提供了一个图形界面的管理工具,称为Internet服务管理器,可用于监视配置和控制Internet服务。IIS是一种Web服务组件,其中包括Web服务器、FTP服务器、NNTP服务器和SMTP服务器,分别用于网页浏览、文件传输、新闻服务和邮件发送等方面,它使得在网络(包括互联网和局域网)上发布信息成了一件很容易的事。它提供ISAPI(Intranet Server API)作为扩展Web服务器功能的编程接口;同时,它还提供一个Internet数据库连接器,可以实现对数据库的查询和更新。
- Kangle:Kangle Web服务器是一款跨平台、功能强大、安全稳定、易操作的高性能Web服务器和反向代理服务器软件。此外,Kangle也是一款专为做虚拟主机研发的Web服务器。实现虚拟主机独立进程、独立身份运行。用户之间安全隔离,一个用户出问题不影响其他用户。支持PHP、ASP、ASP.NET、Java、Ruby等多种动态开发语言。
- WebSphere:WebSphere Application Server是功能完善、开放的Web应用程序服务器,是IBM电子商务计划的核心部分,它是基于Java的应用环境,用于建立、部署和管理Internet和Intranet Web应用程序,适应各种Web应用程序服务器的需要。
- WebLogic:WebLogic Server是一款多功能、基于标准的Web应用服务器,为企业构建企业应用提供了坚实的基础。针对各种应用开发、关键性任务的部署,各种系统和数据库的集成、跨Internet协作等Weblogic都提供了相应的支持。由于它具有全面的功能、对开放标准的遵从性、多层架构、支持基于组件的开发等优势,很多公司的企业级应用都选择它来作为开发和部署的环境。WebLogic Server在使应用服务器成为企业应用架构的基础方面一直处于领先地位,为构建集成化的企业级应用提供了稳固的基础。
- Apache:目前Apache仍然是世界上用得最多的Web服务器,其市场占有率很长时间都保持在60%以上(目前的市场份额约40%左右)。世界上很多著名的网站都是Apache的产物,它的成功之处主要在于它的源代码开放、有一支强大的开发团队、支持跨平台的应用(可以运行在几乎所有的Unix、Windows、Linux系统平台上)以及它的可移植性等方面。
- Tomcat:Tomcat是一个开放源代码、运行Servlet和JSP的容器。Tomcat实现了Servlet和JSP规范。此外,Tomcat还实现了Apache-Jakarta规范而且比绝大多数商业应用软件服务器要好,因此目前也有不少的Web服务器都选择了Tomcat。
- Nginx:读作"engine x",是一个高性能的HTTP和反向代理服务器,也是一个IMAP/POP3/SMTP代理服务器。 Nginx是由Igor Sysoev为俄罗斯访问量第二的Rambler站点开发的,第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布,因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。在2014年下半年,Nginx的市场份额达到了14%。

102、JSP和Servlet是什么关系?
答:其实这个问题在上面已经阐述过了,Servlet是一个特殊的Java程序,它运行于服务器的JVM中,能够依靠服务器的支持向浏览器提供显示内容。JSP本质上是Servlet的一种简易形式,JSP会被服务器处理成一个类似于Servlet的Java程序,可以简化页面内容的生成。Servlet和JSP最主要的不同点在于,Servlet的应用逻辑是在Java文件中,并且完全从表示层中的HTML分离开来。而JSP的情况是Java和HTML可以组合成一个扩展名为.jsp的文件。有人说,Servlet就是在Java中写HTML,而JSP就是在HTML中写Java代码,当然这个说法是很片面且不够准确的。JSP侧重于视图,Servlet更侧重于控制逻辑,在MVC架构模式中,JSP适合充当视图(view)而Servlet适合充当控制器(controller)。

103、讲解JSP中的四种作用域。
答:JSP中的四种作用域包括page、request、session和application,具体来说:
- page代表与一个页面相关的对象和属性。
- request代表与Web客户机发出的一个请求相关的对象和属性。一个请求可能跨越多个页面,涉及多个Web组件;需要在页面显示的临时数据可以置于此作用域。
- session代表与某个用户与服务器建立的一次会话相关的对象和属性。跟某个用户相关的数据应该放在用户自己的session中。
- application代表与整个Web应用程序相关的对象和属性,它实质上是跨越整个Web应用程序,包括多个页面、请求和会话的一个全局作用域。

104、如何实现JSP或Servlet的单线程模式?
答:
对于JSP页面,可以通过page指令进行设置。

<%@page isThreadSafe=”false”%>

对于Servlet,可以让自定义的Servlet实现SingleThreadModel标识接口。

说明:如果将JSP或Servlet设置成单线程工作模式,会导致每个请求创建一个Servlet实例,这种实践将导致严重的性能问题(服务器的内存压力很大,还会导致频繁的垃圾回收),所以通常情况下并不会这么做。

105、实现会话跟踪的技术有哪些?
答:由于HTTP协议本身是无状态的,服务器为了区分不同的用户,就需要对用户会话进行跟踪,简单的说就是为用户进行登记,为用户分配唯一的ID,下一次用户在请求中包含此ID,服务器据此判断到底是哪一个用户。
①URL 重写:在URL中添加用户会话的信息作为请求的参数,或者将唯一的会话ID添加到URL结尾以标识一个会话。
②设置表单隐藏域:将和会话跟踪相关的字段添加到隐式表单域中,这些信息不会在浏览器中显示但是提交表单时会提交给服务器。
这两种方式很难处理跨越多个页面的信息传递,因为如果每次都要修改URL或在页面中添加隐式表单域来存储用户会话相关信息,事情将变得非常麻烦。
③cookie:cookie有两种,一种是基于窗口的,浏览器窗口关闭后,cookie就没有了;另一种是将信息存储在一个临时文件中,并设置存在的时间。当用户通过浏览器和服务器建立一次会话后,会话ID就会随响应信息返回存储在基于窗口的cookie中,那就意味着只要浏览器没有关闭,会话没有超时,下一次请求时这个会话ID又会提交给服务器让服务器识别用户身份。会话中可以为用户保存信息。会话对象是在服务器内存中的,而基于窗口的cookie是在客户端内存中的。如果浏览器禁用了cookie,那么就需要通过下面两种方式进行会话跟踪。当然,在使用cookie时要注意几点:首先不要在cookie中存放敏感信息;其次cookie存储的数据量有限(4k),不能将过多的内容存储cookie中;再者浏览器通常只允许一个站点最多存放20个cookie。当然,和用户会话相关的其他信息(除了会话ID)也可以存在cookie方便进行会话跟踪。
④HttpSession:在所有会话跟踪技术中,HttpSession对象是最强大也是功能最多的。当一个用户第一次访问某个网站时会自动创建HttpSession,每个用户可以访问他自己的HttpSession。可以通过HttpServletRequest对象的getSession方法获得HttpSession,通过HttpSession的setAttribute方法可以将一个值放在HttpSession中,通过调用HttpSession对象的getAttribute方法,同时传入属性名就可以获取保存在HttpSession中的对象。与上面三种方式不同的是,HttpSession放在服务器的内存中,因此不要将过大的对象放在里面,即使目前的Servlet容器可以在内存将满时将HttpSession中的对象移到其他存储设备中,但是这样势必影响性能。添加到HttpSession中的值可以是任意Java对象,这个对象最好实现了Serializable接口,这样Servlet容器在必要的时候可以将其序列化到文件中,否则在序列化时就会出现异常。

**补充:**HTML5中可以使用Web Storage技术通过JavaScript来保存数据,例如可以使用localStorage和sessionStorage来保存用户会话的信息,也能够实现会话跟踪。

106、过滤器有哪些作用和用法?
答: Java Web开发中的过滤器(filter)是从Servlet 2.3规范开始增加的功能,并在Servlet 2.4规范中得到增强。对Web应用来说,过滤器是一个驻留在服务器端的Web组件,它可以截取客户端和服务器之间的请求与响应信息,并对这些信息进行过滤。当Web容器接受到一个对资源的请求时,它将判断是否有过滤器与这个资源相关联。如果有,那么容器将把请求交给过滤器进行处理。在过滤器中,你可以改变请求的内容,或者重新设置请求的报头信息,然后再将请求发送给目标资源。当目标资源对请求作出响应时候,容器同样会将响应先转发给过滤器,在过滤器中你可以对响应的内容进行转换,然后再将响应发送到客户端。

常见的过滤器用途主要包括:对用户请求进行统一认证、对用户的访问请求进行记录和审核、对用户发送的数据进行过滤或替换、转换图象格式、对响应内容进行压缩以减少传输量、对请求或响应进行加解密处理、触发资源访问事件、对XML的输出应用XSLT等。

和过滤器相关的接口主要有:Filter、FilterConfig和FilterChain。

编码过滤器的例子:

import java.io.IOException;

import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import javax.servlet.annotation.WebInitParam;

@WebFilter(urlPatterns = { "*" }, 
        initParams = {@WebInitParam(name="encoding", value="utf-8")})
public class CodingFilter implements Filter {
    private String defaultEncoding = "utf-8";

@Override
    public void destroy() {
    }

@Override
    public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse resp,
            FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        req.setCharacterEncoding(defaultEncoding);
        resp.setCharacterEncoding(defaultEncoding);
        chain.doFilter(req, resp);
    }

@Override
    public void init(FilterConfig config) throws ServletException {
        String encoding = config.getInitParameter("encoding");
        if (encoding != null) {
            defaultEncoding = encoding;
        }
    }
}

下载计数过滤器的例子:

import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.Properties;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

@WebFilter(urlPatterns = {"/*"})
public class DownloadCounterFilter implements Filter {

private ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
    private Properties downloadLog;
    private File logFile;

@Override
    public void destroy() {
        executorService.shutdown();
    }

@Override
    public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse resp,
            FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
        final String uri = request.getRequestURI();
        executorService.execute(new Runnable() {

@Override
            public void run() {
                String value = downloadLog.getProperty(uri);
                if(value == null) {
                    downloadLog.setProperty(uri, "1");
                }
                else {
                    int count = Integer.parseInt(value);
                    downloadLog.setProperty(uri, String.valueOf(++count));
                }
                try {
                    downloadLog.store(new FileWriter(logFile), "");
                } 
                catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        chain.doFilter(req, resp);
    }

@Override
    public void init(FilterConfig config) throws ServletException {
        String appPath = config.getServletContext().getRealPath("/");
        logFile = new File(appPath, "downloadLog.txt");
        if(!logFile.exists()) {
            try {
                logFile.createNewFile();
            } 
            catch(IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        downloadLog = new Properties();
        try {
            downloadLog.load(new FileReader(logFile));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

说明:这里使用了Servlet 3规范中的注解来部署过滤器,当然也可以在web.xml中使用<filter>和<filter-mapping>标签部署过滤器,如108题中所示。

107、监听器有哪些作用和用法?
答:Java Web开发中的监听器(listener)就是application、session、request三个对象创建、销毁或者往其中添加修改删除属性时自动执行代码的功能组件,如下所示:
①ServletContextListener:对Servlet上下文的创建和销毁进行监听。
②ServletContextAttributeListener:监听Servlet上下文属性的添加、删除和替换。
③HttpSessionListener:对Session的创建和销毁进行监听。

补充:session的销毁有两种情况:1). session超时(可以在web.xml中通过<session-config>/<session-timeout>标签配置超时时间);2). 通过调用session对象的invalidate()方法使session失效。

④HttpSessionAttributeListener:对Session对象中属性的添加、删除和替换进行监听。
⑤ServletRequestListener:对请求对象的初始化和销毁进行监听。
⑥ServletRequestAttributeListener:对请求对象属性的添加、删除和替换进行监听。

下面是一个统计网站最多在线人数监听器的例子。

import javax.servlet.ServletContextEvent;
import javax.servlet.ServletContextListener;
import javax.servlet.annotation.WebListener;

/**
 上下文监听器,在服务器启动时初始化onLineCount和maxOnLineCount两个变量
 并将其置于服务器上下文(ServletContext)中,其初始值都是0
*/
@WebListener
public class InitListener implements ServletContextListener {

@Override
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent evt) {
    }

@Override
    public void contextInitialized(ServletContextEvent evt) {
        evt.getServletContext().setAttribute("onLineCount", 0);
        evt.getServletContext().setAttribute("maxOnLineCount", 0);
    }

}

import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

import javax.servlet.ServletContext;
import javax.servlet.annotation.WebListener;
import javax.servlet.http.HttpSessionEvent;
import javax.servlet.http.HttpSessionListener;

/**
 会话监听器,在用户会话创建和销毁的时候根据情况
 修改onLineCount和maxOnLineCount的值
*/
@WebListener
public class MaxCountListener implements HttpSessionListener {

@Override
    public void sessionCreated(HttpSessionEvent event) {
        ServletContext ctx = event.getSession().getServletContext();
        int count = Integer.parseInt(ctx.getAttribute("onLineCount").toString());
        count++;
        ctx.setAttribute("onLineCount", count);
        int maxOnLineCount = Integer.parseInt(ctx.getAttribute("maxOnLineCount").toString());
        if (count > maxOnLineCount) {
            ctx.setAttribute("maxOnLineCount", count);
            DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            ctx.setAttribute("date", df.format(new Date()));
        }
    }

@Override
    public void sessionDestroyed(HttpSessionEvent event) {
        ServletContext app = event.getSession().getServletContext();
        int count = Integer.parseInt(app.getAttribute("onLineCount").toString());
        count--;
        app.setAttribute("onLineCount", count);
    }
}

说明:这里使用了Servlet 3规范中的@WebListener注解配置监听器,当然你可以在web.xml文件中用<listener>标签配置监听器,如108题中所示。

108、web.xml文件中可以配置哪些内容?
答:web.xml用于配置Web应用的相关信息,如:监听器(listener)、过滤器(filter)、 Servlet、相关参数、会话超时时间、安全验证方式、错误页面等,下面是一些开发中常见的配置:

①配置Spring上下文加载监听器加载Spring配置文件并创建IoC容器:

<context-param>
     <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath:applicationContext.xml</param-value>
  </context-param>

<listener>
     <listener-class>
       org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
     </listener-class>
  </listener>

②配置Spring的OpenSessionInView过滤器来解决延迟加载和Hibernate会话关闭的矛盾:

<filter>
      <filter-name>openSessionInView</filter-name>
      <filter-class>
         org.springframework.orm.hibernate3.support.OpenSessionInViewFilter
      </filter-class>
  </filter>

<filter-mapping>
      <filter-name>openSessionInView</filter-name>
      <url-pattern>/*</url-pattern>
  </filter-mapping>

③配置会话超时时间为10分钟:

<session-config>
      <session-timeout>10</session-timeout>
  </session-config>

④配置404和Exception的错误页面:

<error-page>
      <error-code>404</error-code>
      <location>/error.jsp</location>
  </error-page>

<error-page>
      <exception-type>java.lang.Exception</exception-type>
      <location>/error.jsp</location>
  </error-page>

⑤配置安全认证方式:

<security-constraint>
      <web-resource-collection>
          <web-resource-name>ProtectedArea</web-resource-name>
          <url-pattern>/admin/*</url-pattern>
          <http-method>GET</http-method>
          <http-method>POST</http-method>
      </web-resource-collection>
      <auth-constraint>
          <role-name>admin</role-name>
      </auth-constraint>
  </security-constraint>

<login-config>
      <auth-method>BASIC</auth-method>
  </login-config>

<security-role>
      <role-name>admin</role-name>
  </security-role>

说明:对Servlet(小服务)、Listener(监听器)和Filter(过滤器)等Web组件的配置,Servlet 3规范提供了基于注解的配置方式,可以分别使用@WebServlet、@WebListener、@WebFilter注解进行配置。

补充:如果Web提供了有价值的商业信息或者是敏感数据,那么站点的安全性就是必须考虑的问题。安全认证是实现安全性的重要手段,认证就是要解决“Are you who you say you are?”的问题。认证的方式非常多,简单说来可以分为三类:
    A. What you know? — 口令
    B. What you have? — 数字证书(U盾、密保卡)
    C. Who you are? — 指纹识别、虹膜识别
    在Tomcat中可以通过建立安全套接字层(Secure Socket Layer, SSL)以及通过基本验证或表单验证来实现对安全性的支持。

109、你的项目中使用过哪些JSTL标签?
答:项目中主要使用了JSTL的核心标签库,包括<c:if>、<c:choose>、<c: when>、<c: otherwise>、<c:forEach>等,主要用于构造循环和分支结构以控制显示逻辑。

说明:虽然JSTL标签库提供了core、sql、fmt、xml等标签库,但是实际开发中建议只使用核心标签库(core),而且最好只使用分支和循环标签并辅以表达式语言(EL),这样才能真正做到数据显示和业务逻辑的分离,这才是最佳实践。

110、使用标签库有什么好处?如何自定义JSP标签?
答:使用标签库的好处包括以下几个方面:
- 分离JSP页面的内容和逻辑,简化了Web开发;
- 开发者可以创建自定义标签来封装业务逻辑和显示逻辑;
- 标签具有很好的可移植性、可维护性和可重用性;
- 避免了对Scriptlet(小脚本)的使用(很多公司的项目开发都不允许在JSP中书写小脚本)

自定义JSP标签包括以下几个步骤:
- 编写一个Java类实现实现Tag/BodyTag/IterationTag接口(开发中通常不直接实现这些接口而是继承TagSupport/BodyTagSupport/SimpleTagSupport类,这是对缺省适配模式的应用),重写doStartTag()、doEndTag()等方法,定义标签要完成的功能
- 编写扩展名为tld的标签描述文件对自定义标签进行部署,tld文件通常放在WEB-INF文件夹下或其子目录中
- 在JSP页面中使用taglib指令引用该标签库

下面是一个自定义标签库的例子。

步骤1 - 标签类源代码TimeTag.java:

package com.jackfrued.tags;

import java.io.IOException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

import javax.servlet.jsp.JspException;
import javax.servlet.jsp.JspWriter;
import javax.servlet.jsp.tagext.TagSupport;

public class TimeTag extends TagSupport {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

private String format = "yyyy-MM-dd hh:mm:ss";
    private String foreColor = "black";
    private String backColor = "white";

public int doStartTag() throws JspException {
         SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat(format);
         JspWriter writer = pageContext.getOut();
         StringBuilder sb = new StringBuilder();
         sb.append(String.format("<span style='color:%s;background-color:%s'>%s</span>",
             foreColor, backColor, sdf.format(new Date())));
         try {
           writer.print(sb.toString());
         } catch(IOException e) {
           e.printStackTrace();
         }
         return SKIP_BODY;
      }

public void setFormat(String format) {
        this.format = format;
    }

public void setForeColor(String foreColor) {
        this.foreColor = foreColor;
    }

public void setBackColor(String backColor) {
        this.backColor = backColor;
    }
}

步骤2 - 编写标签库描述文件my.tld:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<taglib xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee
    http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-jsptaglibrary_2_0.xsd"
    version="2.0">

<description>定义标签库</description>
    <tlib-version>1.0</tlib-version>
    <short-name>MyTag</short-name>
    <tag>
        <name>time</name>
        <tag-class>com.jackfrued.tags.TimeTag</tag-class>
        <body-content>empty</body-content>
        <attribute>
            <name>format</name>
            <required>false</required>
        </attribute>
        <attribute>
            <name>foreColor</name>
        </attribute>
        <attribute>
            <name>backColor</name>
        </attribute>
    </tag>
</taglib>

步骤3 - 在JSP页面中使用自定义标签:

<%@ page pageEncoding="UTF-8"%>
<%@ taglib prefix="my" uri="/WEB-INF/tld/my.tld" %>
<%
String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme() + "://" + request.getServerName() + ":" + request.getServerPort() + path + "/";
%>

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <base href="<%=basePath%>">
    <title>首页</title>
    <style type="text/css">
        * { font-family: "Arial"; font-size:72px; }
    </style>
  </head>

<body>
    <my:time format="yyyy-MM-dd" backColor="blue" foreColor="yellow"/>
  </body>
</html>

提示:如果要将自定义的标签库发布成JAR文件,需要将标签库描述文件(tld文件)放在JAR文件的META-INF目录下,可以JDK中的jar工具完成JAR文件的生成。

111、说一下表达式语言(EL)的隐式对象及其作用。
答:EL的隐式对象包括:pageContext、initParam(访问上下文参数)、param(访问请求参数)、paramValues、header(访问请求头)、headerValues、cookie(访问cookie)、applicationScope(访问application作用域)、sessionScope(访问session作用域)、requestScope(访问request作用域)、pageScope(访问page作用域)。

用法如下所示:

${pageContext.request.method}
${pageContext["request"]["method"]}
${pageContext.request["method"]}
${pageContext["request"].method}
${initParam.defaultEncoding}
${header["accept-language"]}
${headerValues["accept-language"][0]}
${cookie.jsessionid.value}
${sessionScope.loginUser.username}

补充:表达式语言的.和[]运算作用是一致的,唯一的差别在于如果访问的属性名不符合Java标识符命名规则,例如上面的accept-language就不是一个有效的Java标识符,那么这时候就只能用[]运算符而不能使用.运算符获取它的值

112、表达式语言(EL)支持哪些运算符?
答:除了.和[]运算符,EL还提供了:
- 算术运算符:+、-、*、/或div、%或mod
- 关系运算符:==或eq、!=或ne、>或gt、>=或ge、<或lt、<=或le
- 逻辑运算符:&&或and、||或or、!或not
- 条件运算符:${statement? A : B}(跟Java的条件运算符类似)
- empty运算符:检查一个值是否为null或者空(数组长度为0或集合中没有元素也返回true)

113、Java Web开发的Model 1和Model 2分别指的是什么?
答:Model 1是以页面为中心的Java Web开发,使用JSP+JavaBean技术将页面显示逻辑和业务逻辑处理分开,JSP实现页面显示,JavaBean对象用来保存数据和实现业务逻辑。Model 2是基于MVC(模型-视图-控制器,Model-View-Controller)架构模式的开发模型,实现了模型和视图的彻底分离,利于团队开发和代码复用,如下图所示。

114、Servlet 3中的异步处理指的是什么?
答:在Servlet 3中引入了一项新的技术可以让Servlet异步处理请求。有人可能会质疑,既然都有多线程了,还需要异步处理请求吗?答案是肯定的,因为如果一个任务处理时间相当长,那么Servlet或Filter会一直占用着请求处理线程直到任务结束,随着并发用户的增加,容器将会遭遇线程超出的风险,这这种情况下很多的请求将会被堆积起来而后续的请求可能会遭遇拒绝服务,直到有资源可以处理请求为止。异步特性可以帮助应用节省容器中的线程,特别适合执行时间长而且用户需要得到结果的任务,如果用户不需要得到结果则直接将一个Runnable对象交给Executor并立即返回即可。

补充:多线程在Java诞生初期无疑是一个亮点,而Servlet单实例多线程的工作方式也曾为其赢得美名,然而技术的发展往往会颠覆我们很多的认知,就如同当年爱因斯坦的相对论颠覆了牛顿的经典力学一般。事实上,异步处理绝不是Serlvet 3首创,如果你了解Node.js的话,对Servlet 3的这个重要改进就不以为奇了。

下面是一个支持异步处理请求的Servlet的例子。

import java.io.IOException;
import javax.servlet.AsyncContext;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

@WebServlet(urlPatterns = {"/async"}, asyncSupported = true)
public class AsyncServlet extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

@Override
    public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {
        // 开启Tomcat异步Servlet支持
        req.setAttribute("org.apache.catalina.ASYNC_SUPPORTED", true);

final AsyncContext ctx = req.startAsync();  // 启动异步处理的上下文
        // ctx.setTimeout(30000);
        ctx.start(new Runnable() {

@Override
            public void run() {
                // 在此处添加异步处理的代码

ctx.complete();
            }
        });
    }
}

115、如何在基于Java的Web项目中实现文件上传和下载?
答:在Sevlet 3 以前,Servlet API中没有支持上传功能的API,因此要实现上传功能需要引入第三方工具从POST请求中获得上传的附件或者通过自行处理输入流来获得上传的文件,我们推荐使用Apache的commons-fileupload。
从Servlet 3开始,文件上传变得无比简单,相信看看下面的例子一切都清楚了。

上传页面index.jsp:

<%@ page pageEncoding="utf-8"%>
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<title>Photo Upload</title>
</head>
<body>
<h1>Select your photo and upload</h1>
<hr/>
<div style="color:red;font-size:14px;">${hint}</div>
<form action="UploadServlet" method="post" enctype="multipart/form-data">
    Photo file: <input type="file" name="photo" />
    <input type="submit" value="Upload" />
</form>
</body>
</html>

支持上传的Servlet:

package com.jackfrued.servlet;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.MultipartConfig;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.Part;

@WebServlet("/UploadServlet")
@MultipartConfig
public class UploadServlet extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

protected void doPost(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 可以用request.getPart()方法获得名为photo的上传附件
        // 也可以用request.getParts()获得所有上传附件(多文件上传)
        // 然后通过循环分别处理每一个上传的文件
        Part part = request.getPart("photo");
        if (part != null && part.getSubmittedFileName().length() > 0) {
            // 用ServletContext对象的getRealPath()方法获得上传文件夹的绝对路径
            String savePath = request.getServletContext().getRealPath("/upload");
            // Servlet 3.1规范中可以用Part对象的getSubmittedFileName()方法获得上传的文件名
            // 更好的做法是为上传的文件进行重命名(避免同名文件的相互覆盖)
            part.write(savePath + "/" + part.getSubmittedFileName());
            request.setAttribute("hint", "Upload Successfully!");
        } else {
            request.setAttribute("hint", "Upload failed!");
        }
        // 跳转回到上传页面
        request.getRequestDispatcher("index.jsp").forward(request, response);
    }

}

116、服务器收到用户提交的表单数据,到底是调用Servlet的doGet()还是doPost()方法?
答:HTML的<form>元素有一个method属性,用来指定提交表单的方式,其值可以是get或post。我们自定义的Servlet一般情况下会重写doGet()或doPost()两个方法之一或全部,如果是GET请求就调用doGet()方法,如果是POST请求就调用doPost()方法,那为什么为什么这样呢?我们自定义的Servlet通常继承自HttpServlet,HttpServlet继承自GenericServlet并重写了其中的service()方法,这个方法是Servlet接口中定义的。HttpServlet重写的service()方法会先获取用户请求的方法,然后根据请求方法调用doGet()、doPost()、doPut()、doDelete()等方法,如果在自定义Servlet中重写了这些方法,那么显然会调用重写过的(自定义的)方法,这显然是对模板方法模式的应用(如果不理解,请参考阎宏博士的《Java与模式》一书的第37章)。当然,自定义Servlet中也可以直接重写service()方法,那么不管是哪种方式的请求,都可以通过自己的代码进行处理,这对于不区分请求方法的场景比较合适。

117、JSP中的静态包含和动态包含有什么区别?
答:静态包含是通过JSP的include指令包含页面,动态包含是通过JSP标准动作<jsp:forward>包含页面。静态包含是编译时包含,如果包含的页面不存在则会产生编译错误,而且两个页面的"contentType"属性应保持一致,因为两个页面会合二为一,只产生一个class文件,因此被包含页面发生的变动再包含它的页面更新前不会得到更新。动态包含是运行时包含,可以向被包含的页面传递参数,包含页面和被包含页面是独立的,会编译出两个class文件,如果被包含的页面不存在,不会产生编译错误,也不影响页面其他部分的执行。代码如下所示:

<%-- 静态包含 --%>
<%@ include file="..." %>

<%-- 动态包含 --%>
<jsp:include page="...">
    <jsp:param name="..." value="..." />
</jsp:include>

118、Servlet中如何获取用户提交的查询参数或表单数据?
答:可以通过请求对象(HttpServletRequest)的getParameter()方法通过参数名获得参数值。如果有包含多个值的参数(例如复选框),可以通过请求对象的getParameterValues()方法获得。当然也可以通过请求对象的getParameterMap()获得一个参数名和参数值的映射(Map)。

119、Servlet中如何获取用户配置的初始化参数以及服务器上下文参数?
答:可以通过重写Servlet接口的init(ServletConfig)方法并通过ServletConfig对象的getInitParameter()方法来获取Servlet的初始化参数。可以通过ServletConfig对象的getServletContext()方法获取ServletContext对象,并通过该对象的getInitParameter()方法来获取服务器上下文参数。当然,ServletContext对象也在处理用户请求的方法(如doGet()方法)中通过请求对象的getServletContext()方法来获得。

120、如何设置请求的编码以及响应内容的类型?
答:通过请求对象(ServletRequest)的setCharacterEncoding(String)方法可以设置请求的编码,其实要彻底解决乱码问题就应该让页面、服务器、请求和响应、Java程序都使用统一的编码,最好的选择当然是UTF-8;通过响应对象(ServletResponse)的setContentType(String)方法可以设置响应内容的类型,当然也可以通过HttpServletResponsed对象的setHeader(String, String)方法来设置。

说明:现在如果还有公司在面试的时候问JSP的声明标记、表达式标记、小脚本标记这些内容的话,这样的公司也不用去了,其实JSP内置对象、JSP指令这些东西基本上都可以忘却了,关于Java Web开发的相关知识,可以看一下我的《Servlet&JSP思维导图》,上面有完整的知识点的罗列。想了解如何实现自定义MVC框架的,可以看一下我的《Java Web自定义MVC框架详解》。

121、解释一下网络应用的模式及其特点。
答:典型的网络应用模式大致有三类:B/S、C/S、P2P。其中B代表浏览器(Browser)、C代表客户端(Client)、S代表服务器(Server),P2P是对等模式,不区分客户端和服务器。B/S应用模式中可以视为特殊的C/S应用模式,只是将C/S应用模式中的特殊的客户端换成了浏览器,因为几乎所有的系统上都有浏览器,那么只要打开浏览器就可以使用应用,没有安装、配置、升级客户端所带来的各种开销。P2P应用模式中,成千上万台彼此连接的计算机都处于对等的地位,整个网络一般来说不依赖专用的集中服务器。网络中的每一台计算机既能充当网络服务的请求者,又对其它计算机的请求作出响应,提供资源和服务。通常这些资源和服务包括:信息的共享和交换、计算资源(如CPU的共享)、存储共享(如缓存和磁盘空间的使用)等,这种应用模式最大的阻力安全性、版本等问题,目前有很多应用都混合使用了多种应用模型,最常见的网络视频应用,它几乎把三种模式都用上了。

补充:此题要跟"电子商务模式"区分开,因为有很多人被问到这个问题的时候马上想到的是B2B(如阿里巴巴)、B2C(如当当、亚马逊、京东)、C2C(如淘宝、拍拍)、C2B(如威客)、O2O(如美团、饿了么)。对于这类问题,可以去百度上面科普一下。

122、什么是Web Service(Web服务)?
答:从表面上看,Web Service就是一个应用程序,它向外界暴露出一个能够通过Web进行调用的API。这就是说,你能够用编程的方法透明的调用这个应用程序,不需要了解它的任何细节,跟你使用的编程语言也没有关系。例如可以创建一个提供天气预报的Web Service,那么无论你用哪种编程语言开发的应用都可以通过调用它的API并传入城市信息来获得该城市的天气预报。之所以称之为Web Service,是因为它基于HTTP协议传输数据,这使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件,就可相互交换数据或集成。

补充:这里必须要提及的一个概念是SOA(Service-Oriented Architecture,面向服务的架构),SOA是一种思想,它将应用程序的不同功能单元通过中立的契约联系起来,独立于硬件平台、操作系统和编程语言,使得各种形式的功能单元能够更好的集成。显然,Web Service是SOA的一种较好的解决方案,它更多的是一种标准,而不是一种具体的技术。

123、概念解释:SOAP、WSDL、UDDI。
答:
- SOAP:简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol),是Web Service中交换数据的一种协议规范。
- WSDL:Web服务描述语言(Web Service Description Language),它描述了Web服务的公共接口。这是一个基于XML的关于如何与Web服务通讯和使用的服务描述;也就是描述与目录中列出的Web服务进行交互时需要绑定的协议和信息格式。通常采用抽象语言描述该服务支持的操作和信息,使用的时候再将实际的网络协议和信息格式绑定给该服务。
- UDDI:统一描述、发现和集成(Universal Description, Discovery and Integration),它是一个基于XML的跨平台的描述规范,可以使世界范围内的企业在互联网上发布自己所提供的服务。简单的说,UDDI是访问各种WSDL的一个门面(可以参考设计模式中的门面模式)。

提示:关于Web Service的相关概念和知识可以在W3CSchool上找到相关的资料。

124、Java规范中和Web Service相关的规范有哪些?
答:Java规范中和Web Service相关的有三个:
- JAX-WS(JSR 224):这个规范是早期的基于SOAP的Web Service规范JAX-RPC的替代版本,它并不提供向下兼容性,因为RPC样式的WSDL以及相关的API已经在Java EE5中被移除了。WS-MetaData是JAX-WS的依赖规范,提供了基于注解配置Web Service和SOAP消息的相关API。
- JAXM(JSR 67):定义了发送和接收消息所需的API,相当于Web Service的服务器端。
- JAX-RS(JSR 311 & JSR 339 & JSR 370):是Java针对REST(Representation State Transfer)架构风格制定的一套Web Service规范。REST是一种软件架构模式,是一种风格,它不像SOAP那样本身承载着一种消息协议, (两种风格的Web Service均采用了HTTP做传输协议,因为HTTP协议能穿越防火墙,Java的远程方法调用(RMI)等是重量级协议,通常不能穿越防火墙),因此可以将REST视为基于HTTP协议的软件架构。REST中最重要的两个概念是资源定位和资源操作,而HTTP协议恰好完整的提供了这两个点。HTTP协议中的URI可以完成资源定位,而GET、POST、OPTION、DELETE方法可以完成资源操作。因此REST完全依赖HTTP协议就可以完成Web Service,而不像SOAP协议那样只利用了HTTP的传输特性,定位和操作都是由SOAP协议自身完成的,也正是由于SOAP消息的存在使得基于SOAP的Web Service显得笨重而逐渐被淘汰。

125、介绍一下你了解的Java领域的Web Service框架。
答:Java领域的Web Service框架很多,包括Axis2(Axis的升级版本)、Jersey(RESTful的Web Service框架)、CXF(XFire的延续版本)、Hessian、Turmeric、JBoss SOA等,其中绝大多数都是开源框架。

提示:面试被问到这类问题的时候一定选择自己用过的最熟悉的作答,如果之前没有了解过就应该在面试前花一些时间了解其中的两个,并比较其优缺点,这样才能在面试时给出一个漂亮的答案。

这部分主要是开源Java EE框架方面的内容,包括Hibernate、MyBatis、Spring、Spring MVC等,由于Struts 2已经是明日黄花,在这里就不讨论Struts 2的面试题,如果需要了解相关内容,可以参考Java程序员面试题集(86-115)。

126、什么是ORM?
答:对象关系映射(Object-Relational Mapping,简称ORM)是一种为了解决程序的面向对象模型与数据库的关系模型互不匹配问题的技术;简单的说,ORM是通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据(在Java中可以用XML或者是注解),将程序中的对象自动持久化到关系数据库中或者将关系数据库表中的行转换成Java对象,其本质上就是将数据从一种形式转换到另外一种形式。

127、持久层设计要考虑的问题有哪些?你用过的持久层框架有哪些?
答:所谓"持久"就是将数据保存到可掉电式存储设备中以便今后使用,简单的说,就是将内存中的数据保存到关系型数据库、文件系统、消息队列等提供持久化支持的设备中。持久层就是系统中专注于实现数据持久化的相对独立的层面。

持久层设计的目标包括:
- 数据存储逻辑的分离,提供抽象化的数据访问接口。
- 数据访问底层实现的分离,可以在不修改代码的情况下切换底层实现。
- 资源管理和调度的分离,在数据访问层实现统一的资源调度(如缓存机制)。
- 数据抽象,提供更面向对象的数据操作。

持久层框架有:
- Hibernate
- MyBatis
- TopLink
- Guzz
- jOOQ
- Spring Data
- ActiveJDBC

128、Hibernate中SessionFactory是线程安全的吗?Session是线程安全的吗(两个线程能够共享同一个Session吗)?
答:SessionFactory对应Hibernate的一个数据存储的概念,它是线程安全的,可以被多个线程并发访问。SessionFactory一般只会在启动的时候构建。对于应用程序,最好将SessionFactory通过单例模式进行封装以便于访问。Session是一个轻量级非线程安全的对象(线程间不能共享session),它表示与数据库进行交互的一个工作单元。Session是由SessionFactory创建的,在任务完成之后它会被关闭。Session是持久层服务对外提供的主要接口。Session会延迟获取数据库连接(也就是在需要的时候才会获取)。为了避免创建太多的session,可以使用ThreadLocal将session和当前线程绑定在一起,这样可以让同一个线程获得的总是同一个session。Hibernate 3中SessionFactory的getCurrentSession()方法就可以做到。

129、Hibernate中Session的load和get方法的区别是什么?
答:主要有以下三项区别:
① 如果没有找到符合条件的记录,get方法返回null,load方法抛出异常。
② get方法直接返回实体类对象,load方法返回实体类对象的代理。
③ 在Hibernate 3之前,get方法只在一级缓存中进行数据查找,如果没有找到对应的数据则越过二级缓存,直接发出SQL语句完成数据读取;load方法则可以从二级缓存中获取数据;从Hibernate 3开始,get方法不再是对二级缓存只写不读,它也是可以访问二级缓存的。

说明:对于load()方法Hibernate认为该数据在数据库中一定存在可以放心的使用代理来实现延迟加载,如果没有数据就抛出异常,而通过get()方法获取的数据可以不存在。

130、Session的save()、update()、merge()、lock()、saveOrUpdate()和persist()方法分别是做什么的?有什么区别?
答:Hibernate的对象有三种状态:瞬时态(transient)、持久态(persistent)和游离态(detached),如第135题中的图所示。瞬时态的实例可以通过调用save()、persist()或者saveOrUpdate()方法变成持久态;游离态的实例可以通过调用 update()、saveOrUpdate()、lock()或者replicate()变成持久态。save()和persist()将会引发SQL的INSERT语句,而update()或merge()会引发UPDATE语句。save()和update()的区别在于一个是将瞬时态对象变成持久态,一个是将游离态对象变为持久态。merge()方法可以完成save()和update()方法的功能,它的意图是将新的状态合并到已有的持久化对象上或创建新的持久化对象。对于persist()方法,按照官方文档的说明:① persist()方法把一个瞬时态的实例持久化,但是并不保证标识符被立刻填入到持久化实例中,标识符的填入可能被推迟到flush的时间;② persist()方法保证当它在一个事务外部被调用的时候并不触发一个INSERT语句,当需要封装一个长会话流程的时候,persist()方法是很有必要的;③ save()方法不保证第②条,它要返回标识符,所以它会立即执行INSERT语句,不管是在事务内部还是外部。至于lock()方法和update()方法的区别,update()方法是把一个已经更改过的脱管状态的对象变成持久状态;lock()方法是把一个没有更改过的脱管状态的对象变成持久状态。

131、阐述Session加载实体对象的过程。
答:Session加载实体对象的步骤是:
① Session在调用数据库查询功能之前,首先会在一级缓存中通过实体类型和主键进行查找,如果一级缓存查找命中且数据状态合法,则直接返回;
② 如果一级缓存没有命中,接下来Session会在当前NonExists记录(相当于一个查询黑名单,如果出现重复的无效查询可以迅速做出判断,从而提升性能)中进行查找,如果NonExists中存在同样的查询条件,则返回null;
③ 如果一级缓存查询失败则查询二级缓存,如果二级缓存命中则直接返回;
④ 如果之前的查询都未命中,则发出SQL语句,如果查询未发现对应记录则将此次查询添加到Session的NonExists中加以记录,并返回null;
⑤ 根据映射配置和SQL语句得到ResultSet,并创建对应的实体对象;
⑥ 将对象纳入Session(一级缓存)的管理;
⑦ 如果有对应的拦截器,则执行拦截器的onLoad方法;
⑧ 如果开启并设置了要使用二级缓存,则将数据对象纳入二级缓存;
⑨ 返回数据对象。

132、Query接口的list方法和iterate方法有什么区别?
答:
① list()方法无法利用一级缓存和二级缓存(对缓存只写不读),它只能在开启查询缓存的前提下使用查询缓存;iterate()方法可以充分利用缓存,如果目标数据只读或者读取频繁,使用iterate()方法可以减少性能开销。
② list()方法不会引起N+1查询问题,而iterate()方法可能引起N+1查询问题

说明:关于N+1查询问题,可以参考CSDN上的一篇文章《什么是N+1查询》

133、Hibernate如何实现分页查询?
答:通过Hibernate实现分页查询,开发人员只需要提供HQL语句(调用Session的createQuery()方法)或查询条件(调用Session的createCriteria()方法)、设置查询起始行数(调用Query或Criteria接口的setFirstResult()方法)和最大查询行数(调用Query或Criteria接口的setMaxResults()方法),并调用Query或Criteria接口的list()方法,Hibernate会自动生成分页查询的SQL语句。

134、锁机制有什么用?简述Hibernate的悲观锁和乐观锁机制。
答:有些业务逻辑在执行过程中要求对数据进行排他性的访问,于是需要通过一些机制保证在此过程中数据被锁住不会被外界修改,这就是所谓的锁机制。
Hibernate支持悲观锁和乐观锁两种锁机制。悲观锁,顾名思义悲观的认为在数据处理过程中极有可能存在修改数据的并发事务(包括本系统的其他事务或来自外部系统的事务),于是将处理的数据设置为锁定状态。悲观锁必须依赖数据库本身的锁机制才能真正保证数据访问的排他性,关于数据库的锁机制和事务隔离级别在《Java面试题大全(上)》中已经讨论过了。乐观锁,顾名思义,对并发事务持乐观态度(认为对数据的并发操作不会经常性的发生),通过更加宽松的锁机制来解决由于悲观锁排他性的数据访问对系统性能造成的严重影响。最常见的乐观锁是通过数据版本标识来实现的,读取数据时获得数据的版本号,更新数据时将此版本号加1,然后和数据库表对应记录的当前版本号进行比较,如果提交的数据版本号大于数据库中此记录的当前版本号则更新数据,否则认为是过期数据无法更新。Hibernate中通过Session的get()和load()方法从数据库中加载对象时可以通过参数指定使用悲观锁;而乐观锁可以通过给实体类加整型的版本字段再通过XML或@Version注解进行配置。

提示:使用乐观锁会增加了一个版本字段,很明显这需要额外的空间来存储这个版本字段,浪费了空间,但是乐观锁会让系统具有更好的并发性,这是对时间的节省。因此乐观锁也是典型的空间换时间的策略。

135、阐述实体对象的三种状态以及转换关系。 
答:最新的Hibernate文档中为Hibernate对象定义了四种状态(原来是三种状态,面试的时候基本上问的也是三种状态),分别是:瞬时态(new, or transient)、持久态(managed, or persistent)、游状态(detached)和移除态(removed,以前Hibernate文档中定义的三种状态中没有移除态),如下图所示,就以前的Hibernate文档中移除态被视为是瞬时态。

瞬时态:当new一个实体对象后,这个对象处于瞬时态,即这个对象只是一个保存临时数据的内存区域,如果没有变量引用这个对象,则会被JVM的垃圾回收机制回收。这个对象所保存的数据与数据库没有任何关系,除非通过Session的save()、saveOrUpdate()、persist()、merge()方法把瞬时态对象与数据库关联,并把数据插入或者更新到数据库,这个对象才转换为持久态对象。
    持久态:持久态对象的实例在数据库中有对应的记录,并拥有一个持久化标识(ID)。对持久态对象进行delete操作后,数据库中对应的记录将被删除,那么持久态对象与数据库记录不再存在对应关系,持久态对象变成移除态(可以视为瞬时态)。持久态对象被修改变更后,不会马上同步到数据库,直到数据库事务提交。
    游离态:当Session进行了close()、clear()、evict()或flush()后,实体对象从持久态变成游离态,对象虽然拥有持久和与数据库对应记录一致的标识值,但是因为对象已经从会话中清除掉,对象不在持久化管理之内,所以处于游离态(也叫脱管态)。游离态的对象与临时状态对象是十分相似的,只是它还含有持久化标识。

提示:关于这个问题,在Hibernate的官方文档中有更为详细的解读。

136、如何理解Hibernate的延迟加载机制?在实际应用中,延迟加载与Session关闭的矛盾是如何处理的?
答:延迟加载就是并不是在读取的时候就把数据加载进来,而是等到使用时再加载。Hibernate使用了虚拟代理机制实现延迟加载,我们使用Session的load()方法加载数据或者一对多关联映射在使用延迟加载的情况下从一的一方加载多的一方,得到的都是虚拟代理,简单的说返回给用户的并不是实体本身,而是实体对象的代理。代理对象在用户调用getter方法时才会去数据库加载数据。但加载数据就需要数据库连接。而当我们把会话关闭时,数据库连接就同时关闭了。

延迟加载与session关闭的矛盾一般可以这样处理:
① 关闭延迟加载特性。这种方式操作起来比较简单,因为Hibernate的延迟加载特性是可以通过映射文件或者注解进行配置的,但这种解决方案存在明显的缺陷。首先,出现"no session or session was closed"通常说明系统中已经存在主外键关联,如果去掉延迟加载的话,每次查询的开销都会变得很大。
② 在session关闭之前先获取需要查询的数据,可以使用工具方法Hibernate.isInitialized()判断对象是否被加载,如果没有被加载则可以使用Hibernate.initialize()方法加载对象。
③ 使用拦截器或过滤器延长Session的生命周期直到视图获得数据。Spring整合Hibernate提供的OpenSessionInViewFilter和OpenSessionInViewInterceptor就是这种做法。

137、举一个多对多关联的例子,并说明如何实现多对多关联映射。
答:例如:商品和订单、学生和课程都是典型的多对多关系。可以在实体类上通过@ManyToMany注解配置多对多关联或者通过映射文件中的和标签配置多对多关联,但是实际项目开发中,很多时候都是将多对多关联映射转换成两个多对一关联映射来实现的。

138、谈一下你对继承映射的理解。
答:继承关系的映射策略有三种:
① 每个继承结构一张表(table per class hierarchy),不管多少个子类都用一张表。
② 每个子类一张表(table per subclass),公共信息放一张表,特有信息放单独的表。
③ 每个具体类一张表(table per concrete class),有多少个子类就有多少张表。
第一种方式属于单表策略,其优点在于查询子类对象的时候无需表连接,查询速度快,适合多态查询;缺点是可能导致表很大。后两种方式属于多表策略,其优点在于数据存储紧凑,其缺点是需要进行连接查询,不适合多态查询。

139、简述Hibernate常见优化策略。
答:这个问题应当挑自己使用过的优化策略回答,常用的有:
① 制定合理的缓存策略(二级缓存、查询缓存)。
② 采用合理的Session管理机制。
③ 尽量使用延迟加载特性。
④ 设定合理的批处理参数。
⑤ 如果可以,选用UUID作为主键生成器。
⑥ 如果可以,选用基于版本号的乐观锁替代悲观锁。
⑦ 在开发过程中, 开启hibernate.show_sql选项查看生成的SQL,从而了解底层的状况;开发完成后关闭此选项。
⑧ 考虑数据库本身的优化,合理的索引、恰当的数据分区策略等都会对持久层的性能带来可观的提升,但这些需要专业的DBA(数据库管理员)提供支持。

140、谈一谈Hibernate的一级缓存、二级缓存和查询缓存。
答:Hibernate的Session提供了一级缓存的功能,默认总是有效的,当应用程序保存持久化实体、修改持久化实体时,Session并不会立即把这种改变提交到数据库,而是缓存在当前的Session中,除非显示调用了Session的flush()方法或通过close()方法关闭Session。通过一级缓存,可以减少程序与数据库的交互,从而提高数据库访问性能。
SessionFactory级别的二级缓存是全局性的,所有的Session可以共享这个二级缓存。不过二级缓存默认是关闭的,需要显示开启并指定需要使用哪种二级缓存实现类(可以使用第三方提供的实现)。一旦开启了二级缓存并设置了需要使用二级缓存的实体类,SessionFactory就会缓存访问过的该实体类的每个对象,除非缓存的数据超出了指定的缓存空间。
一级缓存和二级缓存都是对整个实体进行缓存,不会缓存普通属性,如果希望对普通属性进行缓存,可以使用查询缓存。查询缓存是将HQL或SQL语句以及它们的查询结果作为键值对进行缓存,对于同样的查询可以直接从缓存中获取数据。查询缓存默认也是关闭的,需要显示开启。

141、Hibernate中DetachedCriteria类是做什么的?
答:DetachedCriteria和Criteria的用法基本上是一致的,但Criteria是由Session的createCriteria()方法创建的,也就意味着离开创建它的Session,Criteria就无法使用了。DetachedCriteria不需要Session就可以创建(使用DetachedCriteria.forClass()方法创建),所以通常也称其为离线的Criteria,在需要进行查询操作的时候再和Session绑定(调用其getExecutableCriteria(Session)方法),这也就意味着一个DetachedCriteria可以在需要的时候和不同的Session进行绑定。

142、@OneToMany注解的mappedBy属性有什么作用?
答:@OneToMany用来配置一对多关联映射,但通常情况下,一对多关联映射都由多的一方来维护关联关系,例如学生和班级,应该在学生类中添加班级属性来维持学生和班级的关联关系(在数据库中是由学生表中的外键班级编号来维护学生表和班级表的多对一关系),如果要使用双向关联,在班级类中添加一个容器属性来存放学生,并使用@OneToMany注解进行映射,此时mappedBy属性就非常重要。如果使用XML进行配置,可以用<set>标签的inverse="true"设置来达到同样的效果。

143、MyBatis中使用#和$书写占位符有什么区别?
答:#将传入的数据都当成一个字符串,会对传入的数据自动加上引号;$将传入的数据直接显示生成在SQL中。注意:使用$占位符可能会导致SQL注射攻击,能用#的地方就不要使用$,写order by子句的时候应该用$而不是#。

144、解释一下MyBatis中命名空间(namespace)的作用。
答:在大型项目中,可能存在大量的SQL语句,这时候为每个SQL语句起一个唯一的标识(ID)就变得并不容易了。为了解决这个问题,在MyBatis中,可以为每个映射文件起一个唯一的命名空间,这样定义在这个映射文件中的每个SQL语句就成了定义在这个命名空间中的一个ID。只要我们能够保证每个命名空间中这个ID是唯一的,即使在不同映射文件中的语句ID相同,也不会再产生冲突了。

145、MyBatis中的动态SQL是什么意思?
答:对于一些复杂的查询,我们可能会指定多个查询条件,但是这些条件可能存在也可能不存在,例如在58同城上面找房子,我们可能会指定面积、楼层和所在位置来查找房源,也可能会指定面积、价格、户型和所在位置来查找房源,此时就需要根据用户指定的条件动态生成SQL语句。如果不使用持久层框架我们可能需要自己拼装SQL语句,还好MyBatis提供了动态SQL的功能来解决这个问题。MyBatis中用于实现动态SQL的元素主要有:
- if
- choose / when / otherwise
- trim
- where
- set
- foreach

下面是映射文件的片段。

<select id="foo" parameterType="Blog" resultType="Blog">
        select * from t_blog where 1 = 1
        <if test="title != null">
            and title = #{title}
        </if>
        <if test="content != null">
            and content = #{content}
        </if>
        <if test="owner != null">
            and owner = #{owner}
        </if>
   </select>

当然也可以像下面这些书写。

<select id="foo" parameterType="Blog" resultType="Blog">
        select * from t_blog where 1 = 1 
        <choose>
            <when test="title != null">
                and title = #{title}
            </when>
            <when test="content != null">
                and content = #{content}
            </when>
            <otherwise>
                and owner = "owner1"
            </otherwise>
        </choose>
    </select>

再看看下面这个例子。

<select id="bar" resultType="Blog">
        select * from t_blog where id in
        <foreach collection="array" index="index"
            item="item" open="(" separator="," close=")">
            #{item}
        </foreach>
    </select>

146、什么是IoC和DI?DI是如何实现的?
答:IoC叫控制反转,是Inversion of Control的缩写,DI(Dependency Injection)叫依赖注入,是对IoC更简单的诠释。控制反转是把传统上由程序代码直接操控的对象的调用权交给容器,通过容器来实现对象组件的装配和管理。所谓的"控制反转"就是对组件对象控制权的转移,从程序代码本身转移到了外部容器,由容器来创建对象并管理对象之间的依赖关系。IoC体现了好莱坞原则 - "Don’t call me, we will call you"。依赖注入的基本原则是应用组件不应该负责查找资源或者其他依赖的协作对象。配置对象的工作应该由容器负责,查找资源的逻辑应该从应用组件的代码中抽取出来,交给容器来完成。DI是对IoC更准确的描述,即组件之间的依赖关系由容器在运行期决定,形象的来说,即由容器动态的将某种依赖关系注入到组件之中。

举个例子:一个类A需要用到接口B中的方法,那么就需要为类A和接口B建立关联或依赖关系,最原始的方法是在类A中创建一个接口B的实现类C的实例,但这种方法需要开发人员自行维护二者的依赖关系,也就是说当依赖关系发生变动的时候需要修改代码并重新构建整个系统。如果通过一个容器来管理这些对象以及对象的依赖关系,则只需要在类A中定义好用于关联接口B的方法(构造器或setter方法),将类A和接口B的实现类C放入容器中,通过对容器的配置来实现二者的关联。

依赖注入可以通过setter方法注入(设值注入)、构造器注入和接口注入三种方式来实现,Spring支持setter注入和构造器注入,通常使用构造器注入来注入必须的依赖关系,对于可选的依赖关系,则setter注入是更好的选择,setter注入需要类提供无参构造器或者无参的静态工厂方法来创建对象。

147、Spring中Bean的作用域有哪些?
答:在Spring的早期版本中,仅有两个作用域:singleton和prototype,前者表示Bean以单例的方式存在;后者表示每次从容器中调用Bean时,都会返回一个新的实例,prototype通常翻译为原型。

补充:设计模式中的创建型模式中也有一个原型模式,原型模式也是一个常用的模式,例如做一个室内设计软件,所有的素材都在工具箱中,而每次从工具箱中取出的都是素材对象的一个原型,可以通过对象克隆来实现原型模式。

Spring 2.x中针对WebApplicationContext新增了3个作用域,分别是:request(每次HTTP请求都会创建一个新的Bean)、session(同一个HttpSession共享同一个Bean,不同的HttpSession使用不同的Bean)和globalSession(同一个全局Session共享一个Bean)。

说明:单例模式和原型模式都是重要的设计模式。一般情况下,无状态或状态不可变的类适合使用单例模式。在传统开发中,由于DAO持有Connection这个非线程安全对象因而没有使用单例模式;但在Spring环境下,所有DAO类对可以采用单例模式,因为Spring利用AOP和Java API中的ThreadLocal对非线程安全的对象进行了特殊处理。

ThreadLocal为解决多线程程序的并发问题提供了一种新的思路。ThreadLocal,顾名思义是线程的一个本地化对象,当工作于多线程中的对象使用ThreadLocal维护变量时,ThreadLocal为每个使用该变量的线程分配一个独立的变量副本,所以每一个线程都可以独立的改变自己的副本,而不影响其他线程所对应的副本。从线程的角度看,这个变量就像是线程的本地变量。

ThreadLocal类非常简单好用,只有四个方法,能用上的也就是下面三个方法:
- void set(T value):设置当前线程的线程局部变量的值。
- T get():获得当前线程所对应的线程局部变量的值。
- void remove():删除当前线程中线程局部变量的值。

ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护一份独立的变量副本的呢?在ThreadLocal类中有一个Map,键为线程对象,值是其线程对应的变量的副本,自己要模拟实现一个ThreadLocal类其实并不困难,代码如下所示:

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MyThreadLocal<T> {
    private Map<Thread, T> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<Thread, T>());

public void set(T newValue) {
        map.put(Thread.currentThread(), newValue);
    }

public T get() {
        return map.get(Thread.currentThread());
    }

public void remove() {
        map.remove(Thread.currentThread());
    }
}

148、解释一下什么叫AOP(面向切面编程)?
答:AOP(Aspect-Oriented Programming)指一种程序设计范型,该范型以一种称为切面(aspect)的语言构造为基础,切面是一种新的模块化机制,用来描述分散在对象、类或方法中的横切关注点(crosscutting concern)。

149、你是如何理解"横切关注"这个概念的?
答:"横切关注"是会影响到整个应用程序的关注功能,它跟正常的业务逻辑是正交的,没有必然的联系,但是几乎所有的业务逻辑都会涉及到这些关注功能。通常,事务、日志、安全性等关注就是应用中的横切关注功能。

150、你如何理解AOP中的连接点(Joinpoint)、切点(Pointcut)、增强(Advice)、引介(Introduction)、织入(Weaving)、切面(Aspect)这些概念?
答:
a. 连接点(Joinpoint):程序执行的某个特定位置(如:某个方法调用前、调用后,方法抛出异常后)。一个类或一段程序代码拥有一些具有边界性质的特定点,这些代码中的特定点就是连接点。Spring仅支持方法的连接点。
b. 切点(Pointcut):如果连接点相当于数据中的记录,那么切点相当于查询条件,一个切点可以匹配多个连接点。Spring AOP的规则解析引擎负责解析切点所设定的查询条件,找到对应的连接点。
c. 增强(Advice):增强是织入到目标类连接点上的一段程序代码。Spring提供的增强接口都是带方位名的,如:BeforeAdvice、AfterReturningAdvice、ThrowsAdvice等。很多资料上将增强译为“通知”,这明显是个词不达意的翻译,让很多程序员困惑了许久。

说明: Advice在国内的很多书面资料中都被翻译成"通知",但是很显然这个翻译无法表达其本质,有少量的读物上将这个词翻译为"增强",这个翻译是对Advice较为准确的诠释,我们通过AOP将横切关注功能加到原有的业务逻辑上,这就是对原有业务逻辑的一种增强,这种增强可以是前置增强、后置增强、返回后增强、抛异常时增强和包围型增强。

d. 引介(Introduction):引介是一种特殊的增强,它为类添加一些属性和方法。这样,即使一个业务类原本没有实现某个接口,通过引介功能,可以动态的未该业务类添加接口的实现逻辑,让业务类成为这个接口的实现类。
e. 织入(Weaving):织入是将增强添加到目标类具体连接点上的过程,AOP有三种织入方式:①编译期织入:需要特殊的Java编译期(例如AspectJ的ajc);②装载期织入:要求使用特殊的类加载器,在装载类的时候对类进行增强;③运行时织入:在运行时为目标类生成代理实现增强。Spring采用了动态代理的方式实现了运行时织入,而AspectJ采用了编译期织入和装载期织入的方式。
f. 切面(Aspect):切面是由切点和增强(引介)组成的,它包括了对横切关注功能的定义,也包括了对连接点的定义。

补充:代理模式是GoF提出的23种设计模式中最为经典的模式之一,代理模式是对象的结构模式,它给某一个对象提供一个代理对象,并由代理对象控制对原对象的引用。简单的说,代理对象可以完成比原对象更多的职责,当需要为原对象添加横切关注功能时,就可以使用原对象的代理对象。我们在打开Office系列的Word文档时,如果文档中有插图,当文档刚加载时,文档中的插图都只是一个虚框占位符,等用户真正翻到某页要查看该图片时,才会真正加载这张图,这其实就是对代理模式的使用,代替真正图片的虚框就是一个虚拟代理;Hibernate的load方法也是返回一个虚拟代理对象,等用户真正需要访问对象的属性时,才向数据库发出SQL语句获得真实对象。

下面用一个找枪手代考的例子演示代理模式的使用:

/**
 * 参考人员接口
 * @author 骆昊
 *
 */
public interface Candidate {

/**
     * 答题
     */
    public void answerTheQuestions();
}

/**
 * 懒学生
 * @author 骆昊
 *
 */
public class LazyStudent implements Candidate {
    private String name;        // 姓名

public LazyStudent(String name) {
        this.name = name;
    }

@Override
    public void answerTheQuestions() {
        // 懒学生只能写出自己的名字不会答题
        System.out.println("姓名: " + name);
    }

}

/**
 * 枪手
 * @author 骆昊
 *
 */
public class Gunman implements Candidate {
    private Candidate target;   // 被代理对象

public Gunman(Candidate target) {
        this.target = target;
    }

@Override
    public void answerTheQuestions() {
        // 枪手要写上代考的学生的姓名
        target.answerTheQuestions();
        // 枪手要帮助懒学生答题并交卷
        System.out.println("奋笔疾书正确答案");
        System.out.println("交卷");
    }

}

public class ProxyTest1 {

public static void main(String[] args) {
        Candidate c = new Gunman(new LazyStudent("王小二"));
        c.answerTheQuestions();
    }
}

说明:从JDK 1.3开始,Java提供了动态代理技术,允许开发者在运行时创建接口的代理实例,主要包括Proxy类和InvocationHandler接口。下面的例子使用动态代理为ArrayList编写一个代理,在添加和删除元素时,在控制台打印添加或删除的元素以及ArrayList的大小:

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.List;

public class ListProxy<T> implements InvocationHandler {
    private List<T> target;

public ListProxy(List<T> target) {
        this.target = target;
    }

@Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        Object retVal = null;
        System.out.println("[" + method.getName() + ": " + args[0] + "]");
        retVal = method.invoke(target, args);
        System.out.println("[size=" + target.size() + "]");
        return retVal;
    }

}

import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ProxyTest2 {

@SuppressWarnings("unchecked")
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        Class<?> clazz = list.getClass();
        ListProxy<String> myProxy = new ListProxy<String>(list);
        List<String> newList = (List<String>)
                Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(),
                clazz.getInterfaces(), myProxy);
        newList.add("apple");
        newList.add("banana");
        newList.add("orange");
        newList.remove("banana");
    }
}

说明:使用Java的动态代理有一个局限性就是代理的类必须要实现接口,虽然面向接口编程是每个优秀的Java程序都知道的规则,但现实往往不尽如人意,对于没有实现接口的类如何为其生成代理呢?继承!继承是最经典的扩展已有代码能力的手段,虽然继承常常被初学者滥用,但继承也常常被进阶的程序员忽视。CGLib采用非常底层的字节码生成技术,通过为一个类创建子类来生成代理,它弥补了Java动态代理的不足,因此Spring中动态代理和CGLib都是创建代理的重要手段,对于实现了接口的类就用动态代理为其生成代理类,而没有实现接口的类就用CGLib通过继承的方式为其创建代理。

151、Spring中自动装配的方式有哪些?
答:
- no:不进行自动装配,手动设置Bean的依赖关系。
- byName:根据Bean的名字进行自动装配。
- byType:根据Bean的类型进行自动装配。
- constructor:类似于byType,不过是应用于构造器的参数,如果正好有一个Bean与构造器的参数类型相同则可以自动装配,否则会导致错误。
- autodetect:如果有默认的构造器,则通过constructor的方式进行自动装配,否则使用byType的方式进行自动装配。

说明:自动装配没有自定义装配方式那么精确,而且不能自动装配简单属性(基本类型、字符串等),在使用时应注意。

152、Spring中如何使用注解来配置Bean?有哪些相关的注解?
答:首先需要在Spring配置文件中增加如下配置:

<context:component-scan base-package="org.example"/>

然后可以用@Component、@Controller、@Service、@Repository注解来标注需要由Spring IoC容器进行对象托管的类。这几个注解没有本质区别,只不过@Controller通常用于控制器,@Service通常用于业务逻辑类,@Repository通常用于仓储类(例如我们的DAO实现类),普通的类用@Component来标注。

153、Spring支持的事务管理类型有哪些?你在项目中使用哪种方式? 
答:Spring支持编程式事务管理和声明式事务管理。许多Spring框架的用户选择声明式事务管理,因为这种方式和应用程序的关联较少,因此更加符合轻量级容器的概念。声明式事务管理要优于编程式事务管理,尽管在灵活性方面它弱于编程式事务管理,因为编程式事务允许你通过代码控制业务。

事务分为全局事务和局部事务。全局事务由应用服务器管理,需要底层服务器JTA支持(如WebLogic、WildFly等)。局部事务和底层采用的持久化方案有关,例如使用JDBC进行持久化时,需要使用Connetion对象来操作事务;而采用Hibernate进行持久化时,需要使用Session对象来操作事务。

Spring提供了如下所示的事务管理器。

事务管理器实现类 目标对象
DataSourceTransactionManager 注入DataSource
HibernateTransactionManager 注入SessionFactory
JdoTransactionManager 管理JDO事务
JtaTransactionManager 使用JTA管理事务
PersistenceBrokerTransactionManager 管理Apache的OJB事务

这些事务的父接口都是PlatformTransactionManager。Spring的事务管理机制是一种典型的策略模式,PlatformTransactionManager代表事务管理接口,该接口定义了三个方法,该接口并不知道底层如何管理事务,但是它的实现类必须提供getTransaction()方法(开启事务)、commit()方法(提交事务)、rollback()方法(回滚事务)的多态实现,这样就可以用不同的实现类代表不同的事务管理策略。使用JTA全局事务策略时,需要底层应用服务器支持,而不同的应用服务器所提供的JTA全局事务可能存在细节上的差异,因此实际配置全局事务管理器是可能需要使用JtaTransactionManager的子类,如:WebLogicJtaTransactionManager(Oracle的WebLogic服务器提供)、UowJtaTransactionManager(IBM的WebSphere服务器提供)等。

编程式事务管理如下所示。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
    xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/context"
     xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
     http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

<context:component-scan base-package="com.jackfrued"/>

<bean id="propertyConfig"
         class="org.springframework.beans.factory.config.
  PropertyPlaceholderConfigurer">
         <property name="location">
             <value>jdbc.properties</value>
         </property>
     </bean>

<bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource">
         <property name="driverClassName">
             <value>${db.driver}</value>
         </property>
         <property name="url">
             <value>${db.url}</value>
         </property>
         <property name="username">
             <value>${db.username}</value>
         </property>
         <property name="password">
             <value>${db.password}</value>
         </property>
     </bean>

<bean id="jdbcTemplate" class="org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate">
         <property name="dataSource">
             <ref bean="dataSource" />
         </property>
     </bean>

<!-- JDBC事务管理器 -->
     <bean id="transactionManager"
         class="org.springframework.jdbc.datasource.
       DataSourceTransactionManager" scope="singleton">
         <property name="dataSource">
             <ref bean="dataSource" />
         </property>
     </bean>

<!-- 声明事务模板 -->
     <bean id="transactionTemplate"
         class="org.springframework.transaction.support.
   TransactionTemplate">
         <property name="transactionManager">
             <ref bean="transactionManager" />
         </property>
     </bean>

</beans>

package com.jackfrued.dao.impl;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.jdbc.core.JdbcTemplate;

import com.jackfrued.dao.EmpDao;
import com.jackfrued.entity.Emp;

@Repository
public class EmpDaoImpl implements EmpDao {
    @Autowired
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;

@Override
    public boolean save(Emp emp) {
        String sql = "insert into emp values (?,?,?)";
        return jdbcTemplate.update(sql, emp.getId(), emp.getName(), emp.getBirthday()) == 1;
    }

}

package com.jackfrued.biz.impl;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.TransactionStatus;
import org.springframework.transaction.support.TransactionCallbackWithoutResult;
import org.springframework.transaction.support.TransactionTemplate;

import com.jackfrued.biz.EmpService;
import com.jackfrued.dao.EmpDao;
import com.jackfrued.entity.Emp;

@Service
public class EmpServiceImpl implements EmpService {
    @Autowired
    private TransactionTemplate txTemplate;
    @Autowired
    private EmpDao empDao;

@Override
    public void addEmp(final Emp emp) {
        txTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {

@Override
            protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus txStatus) {
                empDao.save(emp);
            }
        });
    }

}

声明式事务如下图所示,以Spring整合Hibernate 3为例,包括完整的DAO和业务逻辑代码。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd
           http://www.springframework.org/schema/context
           http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.2.xsd
           http://www.springframework.org/schema/aop
           http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.2.xsd
           http://www.springframework.org/schema/tx
           http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.2.xsd">

<!-- 配置由Spring IoC容器托管的对象对应的被注解的类所在的包 -->
    <context:component-scan base-package="com.jackfrued" />

<!-- 配置通过自动生成代理实现AOP功能 -->
    <aop:aspectj-autoproxy />

<!-- 配置数据库连接池 (DBCP) -->
    <bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource"
        destroy-method="close">
        <!-- 配置驱动程序类 -->
        <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver" />
        <!-- 配置连接数据库的URL -->
        <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3306/myweb" />
        <!-- 配置访问数据库的用户名 -->
        <property name="username" value="root" />
        <!-- 配置访问数据库的口令 -->
        <property name="password" value="123456" />
        <!-- 配置最大连接数 -->
        <property name="maxActive" value="150" />
        <!-- 配置最小空闲连接数 -->
        <property name="minIdle" value="5" />
        <!-- 配置最大空闲连接数 -->
        <property name="maxIdle" value="20" />
        <!-- 配置初始连接数 -->
        <property name="initialSize" value="10" />
        <!-- 配置连接被泄露时是否生成日志 -->
        <property name="logAbandoned" value="true" />
        <!-- 配置是否删除超时连接 -->
        <property name="removeAbandoned" value="true" />
        <!-- 配置删除超时连接的超时门限值(以秒为单位) -->
        <property name="removeAbandonedTimeout" value="120" />
        <!-- 配置超时等待时间(以毫秒为单位) -->
        <property name="maxWait" value="5000" />
        <!-- 配置空闲连接回收器线程运行的时间间隔(以毫秒为单位) -->
        <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="300000" />
        <!-- 配置连接空闲多长时间后(以毫秒为单位)被断开连接 -->
        <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="60000" />
    </bean>

<!-- 配置Spring提供的支持注解ORM映射的Hibernate会话工厂 -->
    <bean id="sessionFactory"
        class="org.springframework.orm.hibernate3.annotation.AnnotationSessionFactoryBean">
        <!-- 通过setter注入数据源属性 -->
        <property name="dataSource" ref="dataSource" />
        <!-- 配置实体类所在的包 -->
        <property name="packagesToScan" value="com.jackfrued.entity" />
        <!-- 配置Hibernate的相关属性 -->
        <property name="hibernateProperties">
            <!-- 在项目调试完成后要删除show_sql和format_sql属性否则对性能有显著影响 -->
            <value>
                hibernate.dialect=org.hibernate.dialect.MySQL5Dialect
            </value>
        </property>
    </bean>

<!-- 配置Spring提供的Hibernate事务管理器 -->
    <bean id="transactionManager"
        class="org.springframework.orm.hibernate3.HibernateTransactionManager">
        <!-- 通过setter注入Hibernate会话工厂 -->
        <property name="sessionFactory" ref="sessionFactory" />
    </bean>

<!-- 配置基于注解配置声明式事务 -->
    <tx:annotation-driven />

</beans>

package com.jackfrued.dao;

import java.io.Serializable;
import java.util.List;

import com.jackfrued.comm.QueryBean;
import com.jackfrued.comm.QueryResult;

/**
 * 数据访问对象接口(以对象为单位封装CRUD操作)
 * @author 骆昊
 *
 * @param <E> 实体类型
 * @param <K> 实体标识字段的类型
 */
public interface BaseDao <E, K extends Serializable> {

/**
     * 新增
     * @param entity 业务实体对象
     * @return 增加成功返回实体对象的标识
     */
    public K save(E entity);

/**
     * 删除
     * @param entity 业务实体对象
     */
    public void delete(E entity);

/**
     * 根据ID删除
     * @param id 业务实体对象的标识
     * @return 删除成功返回true否则返回false
     */
    public boolean deleteById(K id);

/**
     * 修改
     * @param entity 业务实体对象
     * @return 修改成功返回true否则返回false
     */
    public void update(E entity);

/**
     * 根据ID查找业务实体对象
     * @param id 业务实体对象的标识
     * @return 业务实体对象对象或null
     */
    public E findById(K id);

/**
     * 根据ID查找业务实体对象
     * @param id 业务实体对象的标识
     * @param lazy 是否使用延迟加载
     * @return 业务实体对象对象
     */
    public E findById(K id, boolean lazy);

/**
     * 查找所有业务实体对象
     * @return 装所有业务实体对象的列表容器
     */
    public List<E> findAll();

/**
     * 分页查找业务实体对象
     * @param page 页码
     * @param size 页面大小
     * @return 查询结果对象
     */
    public QueryResult<E> findByPage(int page, int size);

/**
     * 分页查找业务实体对象
     * @param queryBean 查询条件对象
     * @param page 页码
     * @param size 页面大小
     * @return 查询结果对象
     */
    public QueryResult<E> findByPage(QueryBean queryBean, int page, int size);

}

package com.jackfrued.dao;

import java.io.Serializable;
import java.util.List;

import com.jackfrued.comm.QueryBean;
import com.jackfrued.comm.QueryResult;

/**
 * BaseDao的缺省适配器
 * @author 骆昊
 *
 * @param <E> 实体类型
 * @param <K> 实体标识字段的类型
 */
public abstract class BaseDaoAdapter<E, K extends Serializable> implements
        BaseDao<E, K> {

@Override
    public K save(E entity) {
        return null;
    }

@Override
    public void delete(E entity) {
    }

@Override
    public boolean deleteById(K id) {
        E entity = findById(id);
        if(entity != null) {
            delete(entity);
            return true;
        }
        return false;
    }

@Override
    public void update(E entity) {
    }

@Override
    public E findById(K id) {
        return null;
    }

@Override
    public E findById(K id, boolean lazy) {
        return null;
    }

@Override
    public List<E> findAll() {
        return null;
    }

@Override
    public QueryResult<E> findByPage(int page, int size) {
        return null;
    }

@Override
    public QueryResult<E> findByPage(QueryBean queryBean, int page, int size) {
        return null;
    }

}

package com.jackfrued.dao;

import java.io.Serializable;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

import org.hibernate.Query;
import org.hibernate.Session;
import org.hibernate.SessionFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import com.jackfrued.comm.HQLQueryBean;
import com.jackfrued.comm.QueryBean;
import com.jackfrued.comm.QueryResult;

/**
 * 基于Hibernate的BaseDao实现类
 * @author 骆昊
 *
 * @param <E> 实体类型
 * @param <K> 主键类型
 */
@SuppressWarnings(value = {"unchecked"})
public abstract class BaseDaoHibernateImpl<E, K extends Serializable> extends BaseDaoAdapter<E, K> {
    @Autowired
    protected SessionFactory sessionFactory;

private Class<?> entityClass;       // 业务实体的类对象
    private String entityName;          // 业务实体的名字

public BaseDaoHibernateImpl() {
        ParameterizedType pt = (ParameterizedType) this.getClass().getGenericSuperclass();
        entityClass = (Class<?>) pt.getActualTypeArguments()[0];
        entityName = entityClass.getSimpleName();
    }

@Override
    public K save(E entity) {
        return (K) sessionFactory.getCurrentSession().save(entity);
    }

@Override
    public void delete(E entity) {
        sessionFactory.getCurrentSession().delete(entity);
    }

@Override
    public void update(E entity) {
        sessionFactory.getCurrentSession().update(entity);
    }

@Override
    public E findById(K id) {
        return findById(id, false);
    }

@Override
    public E findById(K id, boolean lazy) {
        Session session = sessionFactory.getCurrentSession();
        return (E) (lazy? session.load(entityClass, id) : session.get(entityClass, id));
    }

@Override
    public List<E> findAll() {
        return sessionFactory.getCurrentSession().createCriteria(entityClass).list();
    }

@Override
    public QueryResult<E> findByPage(int page, int size) {
        return new QueryResult<E>(
            findByHQLAndPage("from " + entityName , page, size),
            getCountByHQL("select count(*) from " + entityName)
        );
    }

@Override
    public QueryResult<E> findByPage(QueryBean queryBean, int page, int size) {
        if(queryBean instanceof HQLQueryBean) {
            HQLQueryBean hqlQueryBean = (HQLQueryBean) queryBean;
            return new QueryResult<E>(
                findByHQLAndPage(hqlQueryBean.getQueryString(), page, size, hqlQueryBean.getParameters()),
                getCountByHQL(hqlQueryBean.getCountString(), hqlQueryBean.getParameters())
            );
        }
        return null;
    }

/**
     * 根据HQL和可变参数列表进行查询
     * @param hql 基于HQL的查询语句
     * @param params 可变参数列表
     * @return 持有查询结果的列表容器或空列表容器
     */
    protected List<E> findByHQL(String hql, Object... params) {
        return this.findByHQL(hql, getParamList(params));
    }

/**
     * 根据HQL和参数列表进行查询
     * @param hql 基于HQL的查询语句
     * @param params 查询参数列表
     * @return 持有查询结果的列表容器或空列表容器
     */
    protected List<E> findByHQL(String hql, List<Object> params) {
        List<E> list = createQuery(hql, params).list();
        return list != null && list.size() > 0 ? list : Collections.EMPTY_LIST;
    }

/**
     * 根据HQL和参数列表进行分页查询
     * @param hql 基于HQL的查询语句
     * @page 页码
     * @size 页面大小
     * @param params 可变参数列表
     * @return 持有查询结果的列表容器或空列表容器
     */
    protected List<E> findByHQLAndPage(String hql, int page, int size, Object... params) {
        return this.findByHQLAndPage(hql, page, size, getParamList(params));
    }

/**
     * 根据HQL和参数列表进行分页查询
     * @param hql 基于HQL的查询语句
     * @page 页码
     * @size 页面大小
     * @param params 查询参数列表
     * @return 持有查询结果的列表容器或空列表容器
     */
    protected List<E> findByHQLAndPage(String hql, int page, int size, List<Object> params) {
        List<E> list = createQuery(hql, params)
                .setFirstResult((page - 1) * size)
                .setMaxResults(size)
                .list();
        return list != null && list.size() > 0 ? list : Collections.EMPTY_LIST;
    }

/**
     * 查询满足条件的记录数
     * @param hql 基于HQL的查询语句
     * @param params 可变参数列表
     * @return 满足查询条件的总记录数
     */
    protected long getCountByHQL(String hql, Object... params) {
        return this.getCountByHQL(hql, getParamList(params));
    }

/**
     * 查询满足条件的记录数
     * @param hql 基于HQL的查询语句
     * @param params 参数列表容器
     * @return 满足查询条件的总记录数
     */
    protected long getCountByHQL(String hql, List<Object> params) {
        return (Long) createQuery(hql, params).uniqueResult();
    }

// 创建Hibernate查询对象(Query)
    private Query createQuery(String hql, List<Object> params) {
        Query query = sessionFactory.getCurrentSession().createQuery(hql);
        for(int i = 0; i < params.size(); i++) {
            query.setParameter(i, params.get(i));
        }
        return query;
    }

// 将可变参数列表组装成列表容器
    private List<Object> getParamList(Object... params) {
        List<Object> paramList = new ArrayList<>();
        if(params != null) {
            for(int i = 0; i < params.length; i++) {
                paramList.add(params[i]);
            }
        }
        return paramList.size() == 0? Collections.EMPTY_LIST : paramList;
    }

}

package com.jackfrued.comm;

import java.util.List;

/**
 * 查询条件的接口
 * @author 骆昊
 *
 */
public interface QueryBean {

/**
     * 添加排序字段
     * @param fieldName 用于排序的字段
     * @param asc 升序还是降序
     * @return 查询条件对象自身(方便级联编程)
     */
    public QueryBean addOrder(String fieldName, boolean asc);

/**
     * 添加排序字段
     * @param available 是否添加此排序字段
     * @param fieldName 用于排序的字段
     * @param asc 升序还是降序
     * @return 查询条件对象自身(方便级联编程)
     */
    public QueryBean addOrder(boolean available, String fieldName, boolean asc);

/**
     * 添加查询条件
     * @param condition 条件
     * @param params 替换掉条件中参数占位符的参数
     * @return 查询条件对象自身(方便级联编程)
     */
    public QueryBean addCondition(String condition, Object... params);

/**
     * 添加查询条件
     * @param available 是否需要添加此条件
     * @param condition 条件
     * @param params 替换掉条件中参数占位符的参数
     * @return 查询条件对象自身(方便级联编程)
     */
    public QueryBean addCondition(boolean available, String condition, Object... params);

/**
     * 获得查询语句
     * @return 查询语句
     */
    public String getQueryString();

/**
     * 获取查询记录数的查询语句
     * @return 查询记录数的查询语句
     */
    public String getCountString();

/**
     * 获得查询参数
     * @return 查询参数的列表容器
     */
    public List<Object> getParameters();
}

package com.jackfrued.comm;

import java.util.List;

/**
 * 查询结果
 * @author 骆昊
 *
 * @param <T> 泛型参数
 */
public class QueryResult<T> {
    private List<T> result;     // 持有查询结果的列表容器
    private long totalRecords;  // 查询到的总记录数

/**
     * 构造器
     */
    public QueryResult() {
    }

/**
     * 构造器
     * @param result 持有查询结果的列表容器
     * @param totalRecords 查询到的总记录数
     */
    public QueryResult(List<T> result, long totalRecords) {
        this.result = result;
        this.totalRecords = totalRecords;
    }

public List<T> getResult() {
        return result;
    }

public void setResult(List<T> result) {
        this.result = result;
    }

public long getTotalRecords() {
        return totalRecords;
    }

public void setTotalRecords(long totalRecords) {
        this.totalRecords = totalRecords;
    }
}

package com.jackfrued.dao;

import com.jackfrued.comm.QueryResult;
import com.jackfrued.entity.Dept;

/**
 * 部门数据访问对象接口
 * @author 骆昊
 *
 */
public interface DeptDao extends BaseDao<Dept, Integer> {

/**
     * 分页查询顶级部门
     * @param page 页码
     * @param size 页码大小
     * @return 查询结果对象
     */
    public QueryResult<Dept> findTopDeptByPage(int page, int size);

}

package com.jackfrued.dao.impl;

import java.util.List;

import org.springframework.stereotype.Repository;

import com.jackfrued.comm.QueryResult;
import com.jackfrued.dao.BaseDaoHibernateImpl;
import com.jackfrued.dao.DeptDao;
import com.jackfrued.entity.Dept;

@Repository
public class DeptDaoImpl extends BaseDaoHibernateImpl<Dept, Integer> implements DeptDao {
    private static final String HQL_FIND_TOP_DEPT = " from Dept as d where d.superiorDept is null ";

@Override
    public QueryResult<Dept> findTopDeptByPage(int page, int size) {
        List<Dept> list = findByHQLAndPage(HQL_FIND_TOP_DEPT, page, size);
        long totalRecords = getCountByHQL(" select count(*) " + HQL_FIND_TOP_DEPT);
        return new QueryResult<>(list, totalRecords);
    }

}

package com.jackfrued.comm;

import java.util.List;

/**
 * 分页器
 * @author 骆昊
 *
 * @param <T> 分页数据对象的类型
 */
public class PageBean<T> {
    private static final int DEFAUL_INIT_PAGE = 1;
    private static final int DEFAULT_PAGE_SIZE = 10;
    private static final int DEFAULT_PAGE_COUNT = 5;

private List<T> data;           // 分页数据
    private PageRange pageRange;    // 页码范围
    private int totalPage;          // 总页数
    private int size;               // 页面大小
    private int currentPage;        // 当前页码
    private int pageCount;          // 页码数量

/**
     * 构造器
     * @param currentPage 当前页码
     * @param size 页码大小
     * @param pageCount 页码数量
     */
    public PageBean(int currentPage, int size, int pageCount) {
        this.currentPage = currentPage > 0 ? currentPage : 1;
        this.size = size > 0 ? size : DEFAULT_PAGE_SIZE;
        this.pageCount = pageCount > 0 ? size : DEFAULT_PAGE_COUNT;
    }

/**
     * 构造器
     * @param currentPage 当前页码
     * @param size 页码大小
     */
    public PageBean(int currentPage, int size) {
        this(currentPage, size, DEFAULT_PAGE_COUNT);
    }

/**
     * 构造器
     * @param currentPage 当前页码
     */
    public PageBean(int currentPage) {
        this(currentPage, DEFAULT_PAGE_SIZE, DEFAULT_PAGE_COUNT);
    }

/**
     * 构造器
     */
    public PageBean() {
        this(DEFAUL_INIT_PAGE, DEFAULT_PAGE_SIZE, DEFAULT_PAGE_COUNT);
    }

public List<T> getData() {
        return data;
    }

public int getStartPage() {
        return pageRange != null ? pageRange.getStartPage() : 1;
    }

public int getEndPage() {
        return pageRange != null ? pageRange.getEndPage() : 1;
    }

public long getTotalPage() {
        return totalPage;
    }

public int getSize() {
        return size;
    }

public int getCurrentPage() {
        return currentPage;
    }

/**
     * 将查询结果转换为分页数据
     * @param queryResult 查询结果对象
     */
    public void transferQueryResult(QueryResult<T> queryResult) {
        long totalRecords = queryResult.getTotalRecords();

data = queryResult.getResult();
        totalPage = (int) ((totalRecords + size - 1) / size);
        totalPage = totalPage >= 0 ? totalPage : Integer.MAX_VALUE;
        this.pageRange = new PageRange(pageCount, currentPage, totalPage);
    }

}

package com.jackfrued.comm;

/**
 * 页码范围
 * @author 骆昊
 *
 */
public class PageRange {
    private int startPage;  // 起始页码
    private int endPage;    // 终止页码

/**
     * 构造器
     * @param pageCount 总共显示几个页码
     * @param currentPage 当前页码
     * @param totalPage 总页数
     */
    public PageRange(int pageCount, int currentPage, int totalPage) {
        startPage = currentPage - (pageCount - 1) / 2;
        endPage = currentPage + pageCount / 2;
        if(startPage < 1) {
            startPage = 1;
            endPage = totalPage > pageCount ? pageCount : totalPage;
        }
        if (endPage > totalPage) {
            endPage = totalPage;
            startPage = (endPage - pageCount > 0) ? endPage - pageCount + 1 : 1;
        }
    }

/**
     * 获得起始页页码
     * @return 起始页页码
     */
    public int getStartPage() {
        return startPage;
    }

/**
     * 获得终止页页码
     * @return 终止页页码
     */
    public int getEndPage() {
        return endPage;
    }

}

package com.jackfrued.biz;

import com.jackfrued.comm.PageBean;
import com.jackfrued.entity.Dept;

/**
 * 部门业务逻辑接口
 * @author 骆昊
 *
 */
public interface DeptService {

/**
     * 创建新的部门
     * @param department 部门对象
     * @return 创建成功返回true否则返回false
     */
    public boolean createNewDepartment(Dept department);

/**
     * 删除指定部门
     * @param id 要删除的部门的编号
     * @return 删除成功返回true否则返回false
     */
    public boolean deleteDepartment(Integer id);

/**
     * 分页获取顶级部门
     * @param page 页码
     * @param size 页码大小
     * @return 部门对象的分页器对象
     */
    public PageBean<Dept> getTopDeptByPage(int page, int size);

}

package com.jackfrued.biz.impl;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import com.jackfrued.biz.DeptService;
import com.jackfrued.comm.PageBean;
import com.jackfrued.comm.QueryResult;
import com.jackfrued.dao.DeptDao;
import com.jackfrued.entity.Dept;

@Service
@Transactional  // 声明式事务的注解
public class DeptServiceImpl implements DeptService {
    @Autowired
    private DeptDao deptDao;

@Override
    public boolean createNewDepartment(Dept department) {
        return deptDao.save(department) != null;
    }

@Override
    public boolean deleteDepartment(Integer id) {
        return deptDao.deleteById(id);
    }

@Override
    public PageBean<Dept> getTopDeptByPage(int page, int size) {
        QueryResult<Dept> queryResult = deptDao.findTopDeptByPage(page, size);
        PageBean<Dept> pageBean = new PageBean<>(page, size);
        pageBean.transferQueryResult(queryResult);
        return pageBean;
    }

}

154、如何在Web项目中配置Spring的IoC容器?
答:如果需要在Web项目中使用Spring的IoC容器,可以在Web项目配置文件web.xml中做出如下配置:

<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath:applicationContext.xml</param-value>
</context-param>

<listener>
    <listener-class>
        org.springframework.web.context.ContextLoaderListener
    </listener-class>
</listener>

155、如何在Web项目中配置Spring MVC?
    答:要使用Spring MVC需要在Web项目配置文件中配置其前端控制器DispatcherServlet,如下所示:

说明:上面的配置中使用了*.html的后缀映射,这样做一方面不能够通过URL推断采用了何种服务器端的技术,另一方面可以欺骗搜索引擎,因为搜索引擎不会搜索动态页面,这种做法称为伪静态化。

<web-app>

<servlet>
            <servlet-name>example</servlet-name>
            <servlet-class>
                org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet
            </servlet-class>
            <load-on-startup>1</load-on-startup>
        </servlet>

<servlet-mapping>
            <servlet-name>example</servlet-name>
            <url-pattern>*.html</url-pattern>
        </servlet-mapping>

</web-app>

156、Spring MVC的工作原理是怎样的? 
答:Spring MVC的工作原理如下图所示: 

① 客户端的所有请求都交给前端控制器DispatcherServlet来处理,它会负责调用系统的其他模块来真正处理用户的请求。
② DispatcherServlet收到请求后,将根据请求的信息(包括URL、HTTP协议方法、请求头、请求参数、Cookie等)以及HandlerMapping的配置找到处理该请求的Handler(任何一个对象都可以作为请求的Handler)。
③在这个地方Spring会通过HandlerAdapter对该处理器进行封装。
④ HandlerAdapter是一个适配器,它用统一的接口对各种Handler中的方法进行调用。
⑤ Handler完成对用户请求的处理后,会返回一个ModelAndView对象给DispatcherServlet,ModelAndView顾名思义,包含了数据模型以及相应的视图的信息。
⑥ ModelAndView的视图是逻辑视图,DispatcherServlet还要借助ViewResolver完成从逻辑视图到真实视图对象的解析工作。
⑦ 当得到真正的视图对象后,DispatcherServlet会利用视图对象对模型数据进行渲染。
⑧ 客户端得到响应,可能是一个普通的HTML页面,也可以是XML或JSON字符串,还可以是一张图片或者一个PDF文件。

157、如何在Spring IoC容器中配置数据源?
答:
DBCP配置:

<bean id="dataSource"
        class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close">
    <property name="driverClassName" value="${jdbc.driverClassName}"/>
    <property name="url" value="${jdbc.url}"/>
    <property name="username" value="${jdbc.username}"/>
    <property name="password" value="${jdbc.password}"/>
</bean>

<context:property-placeholder location="jdbc.properties"/>

C3P0配置:

<bean id="dataSource"
        class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource" destroy-method="close">
    <property name="driverClass" value="${jdbc.driverClassName}"/>
    <property name="jdbcUrl" value="${jdbc.url}"/>
    <property name="user" value="${jdbc.username}"/>
    <property name="password" value="${jdbc.password}"/>
</bean>

<context:property-placeholder location="jdbc.properties"/>

提示: DBCP的详细配置在第153题中已经完整的展示过了。

158、如何配置配置事务增强?
答:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
     xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
     xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
     xsi:schemaLocation="
     http://www.springframework.org/schema/beans
     http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
     http://www.springframework.org/schema/tx
     http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd
     http://www.springframework.org/schema/aop
     http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">

<!-- this is the service object that we want to make transactional -->
  <bean id="fooService" class="x.y.service.DefaultFooService"/>

<!-- the transactional advice -->
  <tx:advice id="txAdvice" transaction-manager="txManager">
  <!-- the transactional semantics... -->
  <tx:attributes>
    <!-- all methods starting with 'get' are read-only -->
    <tx:method name="get*" read-only="true"/>
    <!-- other methods use the default transaction settings (see below) -->
    <tx:method name="*"/>
  </tx:attributes>
  </tx:advice>

<!-- ensure that the above transactional advice runs for any execution
    of an operation defined by the FooService interface -->
  <aop:config>
  <aop:pointcut id="fooServiceOperation" 
    expression="execution(* x.y.service.FooService.*(..))"/>
  <aop:advisor advice-ref="txAdvice" pointcut-ref="fooServiceOperation"/>
  </aop:config>

<!-- don't forget the DataSource -->
  <bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource"
    destroy-method="close">
  <property name="driverClassName" value="oracle.jdbc.driver.OracleDriver"/>
  <property name="url" value="jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl"/>
  <property name="username" value="scott"/>
  <property name="password" value="tiger"/>
  </bean>

<!-- similarly, don't forget the PlatformTransactionManager -->
  <bean id="txManager" class="org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager">
  <property name="dataSource" ref="dataSource"/>
  </bean>

<!-- other <bean/> definitions here -->

</beans>

159、选择使用Spring框架的原因(Spring框架为企业级开发带来的好处有哪些)?
答:可以从以下几个方面作答:
- 非侵入式:支持基于POJO的编程模式,不强制性的要求实现Spring框架中的接口或继承Spring框架中的类。
- IoC容器:IoC容器帮助应用程序管理对象以及对象之间的依赖关系,对象之间的依赖关系如果发生了改变只需要修改配置文件而不是修改代码,因为代码的修改可能意味着项目的重新构建和完整的回归测试。有了IoC容器,程序员再也不需要自己编写工厂、单例,这一点特别符合Spring的精神"不要重复的发明轮子"。
- AOP(面向切面编程):将所有的横切关注功能封装到切面(aspect)中,通过配置的方式将横切关注功能动态添加到目标代码上,进一步实现了业务逻辑和系统服务之间的分离。另一方面,有了AOP程序员可以省去很多自己写代理类的工作。
- MVC:Spring的MVC框架是非常优秀的,从各个方面都可以甩Struts 2几条街,为Web表示层提供了更好的解决方案。
- 事务管理:Spring以宽广的胸怀接纳多种持久层技术,并且为其提供了声明式的事务管理,在不需要任何一行代码的情况下就能够完成事务管理。
- 其他:选择Spring框架的原因还远不止于此,Spring为Java企业级开发提供了一站式选择,你可以在需要的时候使用它的部分和全部,更重要的是,你甚至可以在感觉不到Spring存在的情况下,在你的项目中使用Spring提供的各种优秀的功能。

160、Spring IoC容器配置Bean的方式?
答:
- 基于XML文件进行配置。
- 基于注解进行配置。
- 基于Java程序进行配置(Spring 3+)

package com.jackfrued.bean;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class Person {
    private String name;
    private int age;
    @Autowired
    private Car car;

public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

public void setCar(Car car) {
        this.car = car;
    }

@Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", car=" + car + "]";
    }

}

package com.jackfrued.bean;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class Car {
    private String brand;
    private int maxSpeed;

public Car(String brand, int maxSpeed) {
        this.brand = brand;
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }

@Override
    public String toString() {
        return "Car [brand=" + brand + ", maxSpeed=" + maxSpeed + "]";
    }

}

package com.jackfrued.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import com.jackfrued.bean.Car;
import com.jackfrued.bean.Person;

@Configuration
public class AppConfig {

@Bean
    public Car car() {
        return new Car("Benz", 320);
    }

@Bean
    public Person person() {
        return new Person("骆昊", 34);
    }
}

package com.jackfrued.test;

import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

import com.jackfrued.bean.Person;
import com.jackfrued.config.AppConfig;

class Test {

public static void main(String[] args) {
        // TWR (Java 7+)
        try(ConfigurableApplicationContext factory = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class)) {
            Person person = factory.getBean(Person.class);
            System.out.println(person);
        }
    }
}

161、阐述Spring框架中Bean的生命周期?
答:
① Spring IoC容器找到关于Bean的定义并实例化该Bean。
② Spring IoC容器对Bean进行依赖注入。
③ 如果Bean实现了BeanNameAware接口,则将该Bean的id传给setBeanName方法。
④ 如果Bean实现了BeanFactoryAware接口,则将BeanFactory对象传给setBeanFactory方法。
⑤ 如果Bean实现了BeanPostProcessor接口,则调用其postProcessBeforeInitialization方法。
⑥ 如果Bean实现了InitializingBean接口,则调用其afterPropertySet方法。
⑦ 如果有和Bean关联的BeanPostProcessors对象,则这些对象的postProcessAfterInitialization方法被调用。
⑧ 当销毁Bean实例时,如果Bean实现了DisposableBean接口,则调用其destroy方法。

162、依赖注入时如何注入集合属性?
答:可以在定义Bean属性时,通过<list> / <set> / <map> / <props>分别为其注入列表、集合、映射和键值都是字符串的映射属性。

163、Spring中的自动装配有哪些限制?
答:
- 如果使用了构造器注入或者setter注入,那么将覆盖自动装配的依赖关系。
- 基本数据类型的值、字符串字面量、类字面量无法使用自动装配来注入。
- 优先考虑使用显式的装配来进行更精确的依赖注入而不是使用自动装配。

164、在Web项目中如何获得Spring的IoC容器?
答:

WebApplicationContext ctx = 
WebApplicationContextUtils.getWebApplicationContext(servletContext);

165. 大型网站在架构上应当考虑哪些问题?
答:
- 分层:分层是处理任何复杂系统最常见的手段之一,将系统横向切分成若干个层面,每个层面只承担单一的职责,然后通过下层为上层提供的基础设施和服务以及上层对下层的调用来形成一个完整的复杂的系统。计算机网络的开放系统互联参考模型(OSI/RM)和Internet的TCP/IP模型都是分层结构,大型网站的软件系统也可以使用分层的理念将其分为持久层(提供数据存储和访问服务)、业务层(处理业务逻辑,系统中最核心的部分)和表示层(系统交互、视图展示)。需要指出的是:(1)分层是逻辑上的划分,在物理上可以位于同一设备上也可以在不同的设备上部署不同的功能模块,这样可以使用更多的计算资源来应对用户的并发访问;(2)层与层之间应当有清晰的边界,这样分层才有意义,才更利于软件的开发和维护。
- 分割:分割是对软件的纵向切分。我们可以将大型网站的不同功能和服务分割开,形成高内聚低耦合的功能模块(单元)。在设计初期可以做一个粗粒度的分割,将网站分割为若干个功能模块,后期还可以进一步对每个模块进行细粒度的分割,这样一方面有助于软件的开发和维护,另一方面有助于分布式的部署,提供网站的并发处理能力和功能的扩展。
- 分布式:除了上面提到的内容,网站的静态资源(JavaScript、CSS、图片等)也可以采用独立分布式部署并采用独立的域名,这样可以减轻应用服务器的负载压力,也使得浏览器对资源的加载更快。数据的存取也应该是分布式的,传统的商业级关系型数据库产品基本上都支持分布式部署,而新生的NoSQL产品几乎都是分布式的。当然,网站后台的业务处理也要使用分布式技术,例如查询索引的构建、数据分析等,这些业务计算规模庞大,可以使用Hadoop以及MapReduce分布式计算框架来处理。
- 集群:集群使得有更多的服务器提供相同的服务,可以更好的提供对并发的支持。
- 缓存:所谓缓存就是用空间换取时间的技术,将数据尽可能放在距离计算最近的位置。使用缓存是网站优化的第一定律。我们通常说的CDN、反向代理、热点数据都是对缓存技术的使用。
- 异步:异步是实现软件实体之间解耦合的又一重要手段。异步架构是典型的生产者消费者模式,二者之间没有直接的调用关系,只要保持数据结构不变,彼此功能实现可以随意变化而不互相影响,这对网站的扩展非常有利。使用异步处理还可以提高系统可用性,加快网站的响应速度(用Ajax加载数据就是一种异步技术),同时还可以起到削峰作用(应对瞬时高并发)。&quot;能推迟处理的都要推迟处理"是网站优化的第二定律,而异步是践行网站优化第二定律的重要手段。
- 冗余:各种服务器都要提供相应的冗余服务器以便在某台或某些服务器宕机时还能保证网站可以正常工作,同时也提供了灾难恢复的可能性。冗余是网站高可用性的重要保证。

166、你用过的网站前端优化的技术有哪些?
答:
① 浏览器访问优化:
- 减少HTTP请求数量:合并CSS、合并JavaScript、合并图片(CSS Sprite)
- 使用浏览器缓存:通过设置HTTP响应头中的Cache-Control和Expires属性,将CSS、JavaScript、图片等在浏览器中缓存,当这些静态资源需要更新时,可以更新HTML文件中的引用来让浏览器重新请求新的资源
- 启用压缩
- CSS前置,JavaScript后置
- 减少Cookie传输
② CDN加速:CDN(Content Distribute Network)的本质仍然是缓存,将数据缓存在离用户最近的地方,CDN通常部署在网络运营商的机房,不仅可以提升响应速度,还可以减少应用服务器的压力。当然,CDN缓存的通常都是静态资源。
③ 反向代理:反向代理相当于应用服务器的一个门面,可以保护网站的安全性,也可以实现负载均衡的功能,当然最重要的是它缓存了用户访问的热点资源,可以直接从反向代理将某些内容返回给用户浏览器。

167、你使用过的应用服务器优化技术有哪些?
答:
① 分布式缓存:缓存的本质就是内存中的哈希表,如果设计一个优质的哈希函数,那么理论上哈希表读写的渐近时间复杂度为O(1)。缓存主要用来存放那些读写比很高、变化很少的数据,这样应用程序读取数据时先到缓存中读取,如果没有或者数据已经失效再去访问数据库或文件系统,并根据拟定的规则将数据写入缓存。对网站数据的访问也符合二八定律(Pareto分布,幂律分布),即80%的访问都集中在20%的数据上,如果能够将这20%的数据缓存起来,那么系统的性能将得到显著的改善。当然,使用缓存需要解决以下几个问题:
- 频繁修改的数据;
- 数据不一致与脏读;
- 缓存雪崩(可以采用分布式缓存服务器集群加以解决,memcached是广泛采用的解决方案);
- 缓存预热;
- 缓存穿透(恶意持续请求不存在的数据)。
② 异步操作:可以使用消息队列将调用异步化,通过异步处理将短时间高并发产生的事件消息存储在消息队列中,从而起到削峰作用。电商网站在进行促销活动时,可以将用户的订单请求存入消息队列,这样可以抵御大量的并发订单请求对系统和数据库的冲击。目前,绝大多数的电商网站即便不进行促销活动,订单系统都采用了消息队列来处理。
③ 使用集群。
④ 代码优化:
- 多线程:基于Java的Web开发基本上都通过多线程的方式响应用户的并发请求,使用多线程技术在编程上要解决线程安全问题,主要可以考虑以下几个方面:A. 将对象设计为无状态对象(这和面向对象的编程观点是矛盾的,在面向对象的世界中被视为不良设计),这样就不会存在并发访问时对象状态不一致的问题。B. 在方法内部创建对象,这样对象由进入方法的线程创建,不会出现多个线程访问同一对象的问题。使用ThreadLocal将对象与线程绑定也是很好的做法,这一点在前面已经探讨过了。C. 对资源进行并发访问时应当使用合理的锁机制。
- 非阻塞I/O: 使用单线程和非阻塞I/O是目前公认的比多线程的方式更能充分发挥服务器性能的应用模式,基于Node.js构建的服务器就采用了这样的方式。Java在JDK 1.4中就引入了NIO(Non-blocking I/O),在Servlet 3规范中又引入了异步Servlet的概念,这些都为在服务器端采用非阻塞I/O提供了必要的基础。
- 资源复用:资源复用主要有两种方式,一是单例,二是对象池,我们使用的数据库连接池、线程池都是对象池化技术,这是典型的用空间换取时间的策略,另一方面也实现对资源的复用,从而避免了不必要的创建和释放资源所带来的开销。

168、什么是XSS攻击?什么是SQL注入攻击?什么是CSRF攻击? 
答: 
- XSS(Cross Site Script,跨站脚本攻击)是向网页中注入恶意脚本在用户浏览网页时在用户浏览器中执行恶意脚本的攻击方式。跨站脚本攻击分有两种形式:反射型攻击(诱使用户点击一个嵌入恶意脚本的链接以达到攻击的目标,目前有很多攻击者利用论坛、微博发布含有恶意脚本的URL就属于这种方式)和持久型攻击(将恶意脚本提交到被攻击网站的数据库中,用户浏览网页时,恶意脚本从数据库中被加载到页面执行,QQ邮箱的早期版本就曾经被利用作为持久型跨站脚本攻击的平台)。XSS虽然不是什么新鲜玩意,但是攻击的手法却不断翻新,防范XSS主要有两方面:消毒(对危险字符进行转义)和HttpOnly(防范XSS攻击者窃取Cookie数据)。
- SQL注入攻击是注入攻击最常见的形式(此外还有OS注入攻击(Struts 2的高危漏洞就是通过OGNL实施OS注入攻击导致的)),当服务器使用请求参数构造SQL语句时,恶意的SQL被嵌入到SQL中交给数据库执行。SQL注入攻击需要攻击者对数据库结构有所了解才能进行,攻击者想要获得表结构有多种方式:(1)如果使用开源系统搭建网站,数据库结构也是公开的(目前有很多现成的系统可以直接搭建论坛,电商网站,虽然方便快捷但是风险是必须要认真评估的);(2)错误回显(如果将服务器的错误信息直接显示在页面上,攻击者可以通过非法参数引发页面错误从而通过错误信息了解数据库结构,Web应用应当设置友好的错误页,一方面符合最小惊讶原则,一方面屏蔽掉可能给系统带来危险的错误回显信息);(3)盲注。防范SQL注入攻击也可以采用消毒的方式,通过正则表达式对请求参数进行验证,此外,参数绑定也是很好的手段,这样恶意的SQL会被当做SQL的参数而不是命令被执行,JDBC中的PreparedStatement就是支持参数绑定的语句对象,从性能和安全性上都明显优于Statement。
- CSRF攻击(Cross Site Request Forgery,跨站请求伪造)是攻击者通过跨站请求,以合法的用户身份进行非法操作(如转账或发帖等)。CSRF的原理是利用浏览器的Cookie或服务器的Session,盗取用户身份,其原理如下图所示。防范CSRF的主要手段是识别请求者的身份,主要有以下几种方式:(1)在表单中添加令牌(token);(2)验证码;(3)检查请求头中的Referer(前面提到防图片盗链接也是用的这种方式)。令牌和验证都具有一次消费性的特征,因此在原理上一致的,但是验证码是一种糟糕的用户体验,不是必要的情况下不要轻易使用验证码,目前很多网站的做法是如果在短时间内多次提交一个表单未获得成功后才要求提供验证码,这样会获得较好的用户体验。

补充:防火墙的架设是Web安全的重要保障,ModSecurity是开源的Web防火墙中的佼佼者。企业级防火墙的架设应当有两级防火墙,Web服务器和部分应用服务器可以架设在两级防火墙之间的DMZ,而数据和资源服务器应当架设在第二级防火墙之后。

169. 什么是领域模型(domain model)?贫血模型(anaemic domain model)和充血模型(rich domain model)有什么区别?
答:领域模型是领域内的概念类或现实世界中对象的可视化表示,又称为概念模型或分析对象模型,它专注于分析问题领域本身,发掘重要的业务领域概念,并建立业务领域概念之间的关系。贫血模型是指使用的领域对象中只有setter和getter方法(POJO),所有的业务逻辑都不包含在领域对象中而是放在业务逻辑层。有人将我们这里说的贫血模型进一步划分成失血模型(领域对象完全没有业务逻辑)和贫血模型(领域对象有少量的业务逻辑),我们这里就不对此加以区分了。充血模型将大多数业务逻辑和持久化放在领域对象中,业务逻辑(业务门面)只是完成对业务逻辑的封装、事务和权限等的处理。下面两张图分别展示了贫血模型和充血模型的分层架构。

贫血模型 

充血模型 

贫血模型下组织领域逻辑通常使用事务脚本模式,让每个过程对应用户可能要做的一个动作,每个动作由一个过程来驱动。也就是说在设计业务逻辑接口的时候,每个方法对应着用户的一个操作,这种模式有以下几个有点:
- 它是一个大多数开发者都能够理解的简单过程模型(适合国内的绝大多数开发者)。 
- 它能够与一个使用行数据入口或表数据入口的简单数据访问层很好的协作。 
- 事务边界的显而易见,一个事务开始于脚本的开始,终止于脚本的结束,很容易通过代理(或切面)实现声明式事务。 
然而,事务脚本模式的缺点也是很多的,随着领域逻辑复杂性的增加,系统的复杂性将迅速增加,程序结构将变得极度混乱。开源中国社区上有一篇很好的译文《贫血领域模型是如何导致糟糕的软件产生》对这个问题做了比较细致的阐述。

170. 谈一谈测试驱动开发(TDD)的好处以及你的理解。 
答:TDD是指在编写真正的功能实现代码之前先写测试代码,然后根据需要重构实现代码。在JUnit的作者Kent Beck的大作《测试驱动开发:实战与模式解析》(Test-Driven Development: by Example)一书中有这么一段内容:“消除恐惧和不确定性是编写测试驱动代码的重要原因”。因为编写代码时的恐惧会让你小心试探,让你回避沟通,让你羞于得到反馈,让你变得焦躁不安,而TDD是消除恐惧、让Java开发者更加自信更加乐于沟通的重要手段。TDD会带来的好处可能不会马上呈现,但是你在某个时候一定会发现,这些好处包括:
- 更清晰的代码 — 只写需要的代码 
- 更好的设计 
- 更出色的灵活性 — 鼓励程序员面向接口编程 
- 更快速的反馈 — 不会到系统上线时才知道bug的存在

补充:敏捷软件开发的概念已经有很多年了,而且也部分的改变了软件开发这个行业,TDD也是敏捷开发所倡导的。

TDD可以在多个层级上应用,包括单元测试(测试一个类中的代码)、集成测试(测试类之间的交互)、系统测试(测试运行的系统)和系统集成测试(测试运行的系统包括使用的第三方组件)。TDD的实施步骤是:红(失败测试)- 绿(通过测试) - 重构。
在使用TDD开发时,经常会遇到需要被测对象需要依赖其他子系统的情况,但是你希望将测试代码跟依赖项隔离,以保证测试代码仅仅针对当前被测对象或方法展开,这时候你需要的是测试替身。测试替身可以分为四类:
- 虚设替身:只传递但是不会使用到的对象,一般用于填充方法的参数列表 
- 存根替身:总是返回相同的预设响应,其中可能包括一些虚设状态 
- 伪装替身:可以取代真实版本的可用版本(比真实版本还是会差很多) 
- 模拟替身:可以表示一系列期望值的对象,并且可以提供预设响应 
Java世界中实现模拟替身的第三方工具非常多,包括EasyMock、Mockito、jMock等。

基础篇

基本功

面向对象特征

封装,继承,多态和抽象

封装
封装给对象提供了隐藏内部特性和行为的能力。对象提供一些能被其他对象访问的方法来改
变它内部的数据。在 Java 当中,有 3 种修饰符: public, private 和 protected。每一种修饰符
给其他的位于同一个包或者不同包下面对象赋予了不同的访问权限。
下面列出了使用封装的一些好处:

通过隐藏对象的属性来保护对象内部的状态。
提高了代码的可用性和可维护性,因为对象的行为可以被单独的改变或者是扩展。
禁止对象之间的不良交互提高模块化
继承
继承给对象提供了从基类获取字段和方法的能力。继承提供了代码的重用行,也可以在不修改类的情况下给现存的类添加新特性。

多态
多态是编程语言给不同的底层数据类型做相同的接口展示的一种能力。一个多态类型上的操作可以应用到其他类型的值上面。

抽象
抽象是把想法从具体的实例中分离出来的步骤,因此,要根据他们的功能而不是实现细节来创建类。 Java 支持创建只暴漏接口而不包含方法实现的抽象的类。这种抽象技术的主要目的是把类的行为和实现细节分离开。

final, finally, finalize 的区别

final
修饰符(关键字)如果一个类被声明为final,意味着它不能再派生出新的子类,不能作为父类被继承。因此一个类不能既被声明为 abstract的,又被声明为final的。将变量或方法声明为final,可以保证它们在使用中不被改变。被声明为final的变量必须在声明时给定初值,而在以后的引用中只能读取,不可修改。被声明为final的方法也同样只能使用,不能重载。

finally
在异常处理时提供 finally 块来执行任何清除操作。如果抛出一个异常,那么相匹配的 catch 子句就会执行,然后控制就会进入 finally 块(如果有的话)。

finalize
方法名。Java 技术允许使用 finalize() 方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在确定这个对象没有被引用时对这个对象调用的。它是在 Object 类中定义的,因此所有的类都继承了它。子类覆盖 finalize() 方法以整理系统资源或者执行其他清理工作。finalize() 方法是在垃圾收集器删除对象之前对这个对象调用的。

int 和 Integer 有什么区别

int 是基本数据类型
Integer是其包装类,注意是一个类。
为什么要提供包装类呢???
一是为了在各种类型间转化,通过各种方法的调用。否则 你无法直接通过变量转化。
比如,现在int要转为String

int a=0;
String result=Integer.toString(a);
在java中包装类,比较多的用途是用在于各种数据类型的转化中。
我写几个demo
//通过包装类来实现转化的

int num=Integer.valueOf("12");
int num2=Integer.parseInt("12");
double num3=Double.valueOf("12.2");
double num4=Double.parseDouble("12.2");
//其他的类似。通过基本数据类型的包装来的valueOf和parseXX来实现String转为XX
String a=String.valueOf("1234");//这里括号中几乎可以是任何类型
String b=String.valueOf(true);
String c=new Integer(12).toString();//通过包装类的toString()也可以
String d=new Double(2.3).toString();
再举例下。比如我现在要用泛型

List<Integer> nums;
这里<>需要类。如果你用int。它会报错的。

重载和重写的区别

override(重写)

1. 方法名、参数、返回值相同。

2. 子类方法不能缩小父类方法的访问权限。

3. 子类方法不能抛出比父类方法更多的异常(但子类方法可以不抛出异常)。

4. 存在于父类和子类之间。

5. 方法被定义为final不能被重写。

overload(重载)

1. 参数类型、个数、顺序至少有一个不相同。

2. 不能重载只有返回值不同的方法名。

3. 存在于父类和子类、同类中。

抽象类和接口有什么区别

接口是公开的,里面不能有私有的方法或变量,是用于让别人使用的,而抽象类是可以有私有方法或私有变量的,
另外,实现接口的一定要实现接口里定义的所有方法,而实现抽象类可以有选择地重写需要用到的方法,一般的应用里,最顶级的是接口,然后是抽象类实现接口,最后才到具体类实现。
还有,接口可以实现多重继承,而一个类只能继承一个超类,但可以通过继承多个接口实现多重继承,接口还有标识(里面没有任何方法,如Remote接口)和数据共享(里面的变量全是常量)的作用。

说说反射的用途及实现

Java反射机制主要提供了以下功能:在运行时构造一个类的对象;判断一个类所具有的成员变量和方法;调用一个对象的方法;生成动态代理。反射最大的应用就是框架

Java反射的主要功能:

确定一个对象的类
取出类的modifiers,数据成员,方法,构造器,和超类.
找出某个接口里定义的常量和方法说明.
创建一个类实例,这个实例在运行时刻才有名字(运行时间才生成的对象).
取得和设定对象数据成员的值,如果数据成员名是运行时刻确定的也能做到.
在运行时刻调用动态对象的方法.
创建数组,数组大小和类型在运行时刻才确定,也能更改数组成员的值.
反射的应用很多,很多框架都有用到

spring 的 ioc/di 也是反射….
javaBean和jsp之间调用也是反射….
struts的 FormBean 和页面之间…也是通过反射调用….
JDBC 的 classForName()也是反射…..
hibernate的 find(Class clazz) 也是反射….

反射还有一个不得不说的问题,就是性能问题,大量使用反射系统性能大打折扣。怎么使用使你的系统达到最优就看你系统架构和综合使用问题啦,这里就不多说了。

来源:http://uule.iteye.com/blog/1423512

说说自定义注解的场景及实现

(此题自由发挥,就看你对注解的理解了!==)登陆、权限拦截、日志处理,以及各种Java框架,如Spring,Hibernate,JUnit 提到注解就不能不说反射,Java自定义注解是通过运行时靠反射获取注解。实际开发中,例如我们要获取某个方法的调用日志,可以通过AOP(动态代理机制)给方法添加切面,通过反射来获取方法包含的注解,如果包含日志注解,就进行日志记录。

HTTP 请求的 GET 与 POST 方式的区别

GET方法会把名值对追加在请求的URL后面。因为URL对字符数目有限制,进而限制了用在客户端请求的参数值的数目。并且请求中的参数值是可见的,因此,敏感信息不能用这种方式传递。

POST方法通过把请求参数值放在请求体中来克服GET方法的限制,因此,可以发送的参数的数目是没有限制的。最后,通过POST请求传递的敏感信息对外部客户端是不可见的。

参考:https://www.cnblogs.com/wangli-66/p/5453507.html

session 与 cookie 区别

cookie 是 Web 服务器发送给浏览器的一块信息。浏览器会在本地文件中给每一个 Web 服务
器存储 cookie。以后浏览器在给特定的 Web 服务器发请求的时候,同时会发送所有为该服
务器存储的 cookie。下面列出了 session 和 cookie 的区别:
无论客户端浏览器做怎么样的设置,session都应该能正常工作。客户端可以选择禁用 cookie,
但是, session 仍然是能够工作的,因为客户端无法禁用服务端的 session。

JDBC 流程

1、 加载JDBC驱动程序:
在连接数据库之前,首先要加载想要连接的数据库的驱动到JVM(Java虚拟机),
这通过java.lang.Class类的静态方法forName(String className)实现。
例如:

try{
//加载MySql的驱动类
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver") ;
}catch(ClassNotFoundException e){
System.out.println("找不到驱动程序类 ,加载驱动失败!");
e.printStackTrace() ;
}
成功加载后,会将Driver类的实例注册到DriverManager类中。

2、 提供JDBC连接的URL

连接URL定义了连接数据库时的协议、子协议、数据源标识。
书写形式:协议:子协议:数据源标识
协议:在JDBC中总是以jdbc开始 子协议:是桥连接的驱动程序或是数据库管理系统名称。
数据源标识:标记找到数据库来源的地址与连接端口。
例如:
jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=gbk;useUnicode=true;(MySql的连接URL)
表示使用Unicode字符集。如果characterEncoding设置为 gb2312或GBK,本参数必须设置为true 。characterEncoding=gbk:字符编码方式。

3、创建数据库的连接

要连接数据库,需要向java.sql.DriverManager请求并获得Connection对象, 该对象就代表一个数据库的连接。
使用DriverManager的getConnectin(String url , String username , String password )方法传入指定的欲连接的数据库的路径、数据库的用户名和 密码来获得。
例如: //连接MySql数据库,用户名和密码都是root

String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test" ;
String username = "root" ;
String password = "root" ;
try{
Connection con = DriverManager.getConnection(url , username , password ) ;
}catch(SQLException se){
System.out.println("数据库连接失败!");
se.printStackTrace() ;
}
4、 创建一个Statement
•要执行SQL语句,必须获得java.sql.Statement实例,Statement实例分为以下3 种类型:
1、执行静态SQL语句。通常通过Statement实例实现。
2、执行动态SQL语句。通常通过PreparedStatement实例实现。
3、执行数据库存储过程。通常通过CallableStatement实例实现。
具体的实现方式:
Statement stmt = con.createStatement() ; PreparedStatement pstmt = con.prepareStatement(sql) ; CallableStatement cstmt = con.prepareCall(“{CALL demoSp(? , ?)}”) ;
5、执行SQL语句
Statement接口提供了三种执行SQL语句的方法:executeQuery 、executeUpdate 和execute
1、ResultSet executeQuery(String sqlString):执行查询数据库的SQL语句 ,返回一个结果集(ResultSet)对象。
2、int executeUpdate(String sqlString):用于执行INSERT、UPDATE或 DELETE语句以及SQL DDL语句,如:CREATE TABLE和DROP TABLE等
3、execute(sqlString):用于执行返回多个结果集、多个更新计数或二者组合的 语句。 具体实现的代码:
ResultSet rs = stmt.executeQuery(“SELECT * FROM …”) ; int rows = stmt.executeUpdate(“INSERT INTO …”) ; boolean flag = stmt.execute(String sql) ;
6、处理结果
两种情况:
1、执行更新返回的是本次操作影响到的记录数。
2、执行查询返回的结果是一个ResultSet对象。
• ResultSet包含符合SQL语句中条件的所有行,并且它通过一套get方法提供了对这些 行中数据的访问。
• 使用结果集(ResultSet)对象的访问方法获取数据:
while(rs.next()){
String name = rs.getString(“name”) ;
String pass = rs.getString(1) ; // 此方法比较高效
}
(列是从左到右编号的,并且从列1开始)

7、关闭JDBC对象
操作完成以后要把所有使用的JDBC对象全都关闭,以释放JDBC资源,关闭顺序和声 明顺序相反:
1、关闭记录集
2、关闭声明
3、关闭连接对象

if(rs != null){ // 关闭记录集
    try{
      rs.close() ;
    }catch(SQLException e){
      e.printStackTrace() ;
    }
}
if(stmt != null){ // 关闭声明
    try{
      stmt.close() ;
    }catch(SQLException e){
      e.printStackTrace() ;
    }
}
if(conn != null){ // 关闭连接对象
    try{
      conn.close() ;
    }catch(SQLException e){
      e.printStackTrace() ;
    }
}
MVC 设计思想

MVC就是
M:Model 模型
V:View 视图
C:Controller 控制器
模型就是封装业务逻辑和数据的一个一个的模块,控制器就是调用这些模块的(java中通常是用Servlet来实现,框架的话很多是用Struts2来实现这一层),视图就主要是你看到的,比如JSP等.
当用户发出请求的时候,控制器根据请求来选择要处理的业务逻辑和要选择的数据,再返回去把结果输出到视图层,这里可能是进行重定向或转发等.

equals 与 == 的区别

值类型(int,char,long,boolean等)都是用==判断相等性。对象引用的话,==判断引用所指的对象是否是同一个。equals是Object的成员函数,有些类会覆盖(override)这个方法,用于判断对象的等价性。例如String类,两个引用所指向的String都是”abc”,但可能出现他们实际对应的对象并不是同一个(和jvm实现方式有关),因此用==判断他们可能不相等,但用equals判断一定是相等的。

集合

List 和 Set 区别

List,Set都是继承自Collection接口

List特点:元素有放入顺序,元素可重复

Set特点:元素无放入顺序,元素不可重复,重复元素会覆盖掉

(注意:元素虽然无放入顺序,但是元素在set中的位置是有该元素的HashCode决定的,其位置其实是固定的,加入Set 的Object必须定义equals()方法 ,另外list支持for循环,也就是通过下标来遍历,也可以用迭代器,但是set只能用迭代,因为他无序,无法用下标来取得想要的值。)

Set和List对比:

Set:检索元素效率低下,删除和插入效率高,插入和删除不会引起元素位置改变。

List:和数组类似,List可以动态增长,查找元素效率高,插入删除元素效率低,因为会引起其他元素位置改变。

List 和 Map 区别

List是对象集合,允许对象重复。

Map是键值对的集合,不允许key重复。

Arraylist 与 LinkedList 区别

Arraylist:

优点:ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构,因为地址连续,一旦数据存储好了,查询操作效率会比较高(在内存里是连着放的)。

缺点:因为地址连续, ArrayList要移动数据,所以插入和删除操作效率比较低。

LinkedList:

优点:LinkedList基于链表的数据结构,地址是任意的,所以在开辟内存空间的时候不需要等一个连续的地址,对于新增和删除操作add和remove,LinedList比较占优势。LinkedList 适用于要头尾操作或插入指定位置的场景

缺点:因为LinkedList要移动指针,所以查询操作性能比较低。

适用场景分析:

当需要对数据进行对此访问的情况下选用ArrayList,当需要对数据进行多次增加删除修改时采用LinkedList。

ArrayList 与 Vector 区别

public ArrayList(int initialCapacity)//构造一个具有指定初始容量的空列表。
public ArrayList()//构造一个初始容量为10的空列表。
public ArrayList(Collection<?  extends E> c)//构造一个包含指定 collection 的元素的列表
Vector有四个构造方法:

public Vector()//使用指定的初始容量和等于零的容量增量构造一个空向量。
public Vector(int initialCapacity)//构造一个空向量,使其内部数据数组的大小,其标准容量增量为零。
public Vector(Collection<? extends E> c)//构造一个包含指定 collection 中的元素的向量
public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)//使用指定的初始容量和容量增量构造一个空的向量
ArrayList和Vector都是用数组实现的,主要有这么三个区别:

Vector是多线程安全的,线程安全就是说多线程访问同一代码,不会产生不确定的结果。而ArrayList不是,这个可以从源码中看出,Vector类中的方法很多有synchronized进行修饰,这样就导致了Vector在效率上无法与ArrayList相比;

两个都是采用的线性连续空间存储元素,但是当空间不足的时候,两个类的增加方式是不同。

Vector可以设置增长因子,而ArrayList不可以。

Vector是一种老的动态数组,是线程同步的,效率很低,一般不赞成使用。

适用场景分析:

Vector是线程同步的,所以它也是线程安全的,而ArrayList是线程异步的,是不安全的。如果不考虑到线程的安全因素,一般用ArrayList效率比较高。

如果集合中的元素的数目大于目前集合数组的长度时,在集合中使用数据量比较大的数据,用Vector有一定的优势。

HashMap 和 Hashtable 的区别

1.hashMap去掉了HashTable 的contains方法,但是加上了containsValue()和containsKey()方法。

2.hashTable同步的,而HashMap是非同步的,效率上逼hashTable要高。

3.hashMap允许空键值,而hashTable不允许。

注意:
TreeMap:非线程安全基于红黑树实现。TreeMap没有调优选项,因为该树总处于平衡状态。

Treemap:适用于按自然顺序或自定义顺序遍历键(key)。

参考:http://blog.csdn.net/qq_22118507/article/details/51576319

HashSet 和 HashMap 区别

set是线性结构,set中的值不能重复,hashset是set的hash实现,hashset中值不能重复是用hashmap的key来实现的。

map是键值对映射,可以空键空值。HashMap是Map接口的hash实现,key的唯一性是通过key值hash值的唯一来确定,value值是则是链表结构。

他们的共同点都是hash算法实现的唯一性,他们都不能持有基本类型,只能持有对象

HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别

ConcurrentHashMap是线程安全的HashMap的实现。

(1)ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分割分段(Segment),然后在每一个分段上都用lock锁进行保护,相对于HashTable的syn关键字锁的粒度更精细了一些,并发性能更好,而HashMap没有锁机制,不是线程安全的。

(2)HashMap的键值对允许有null,但是ConCurrentHashMap都不允许。

HashMap 的工作原理及代码实现

参考:https://tracylihui.github.io/2015/07/01/Java集合学习1:HashMap的实现原理/

ConcurrentHashMap 的工作原理及代码实现

HashTable里使用的是synchronized关键字,这其实是对对象加锁,锁住的都是对象整体,当Hashtable的大小增加到一定的时候,性能会急剧下降,因为迭代时需要被锁定很长的时间。

ConcurrentHashMap算是对上述问题的优化,其构造函数如下,默认传入的是16,0.75,16。

public ConcurrentHashMap(int paramInt1, float paramFloat, int paramInt2)  {
//…
int i = 0;
int j = 1;
while (j < paramInt2) {
  ++i;
  j <<= 1;
}
this.segmentShift = (32 - i);
this.segmentMask = (j - 1);
this.segments = Segment.newArray(j);
//…
int k = paramInt1 / j;
if (k * j < paramInt1)
  ++k;
int l = 1;
while (l < k)
  l <<= 1;
 
for (int i1 = 0; i1 < this.segments.length; ++i1)
  this.segments[i1] = new Segment(l, paramFloat);
 }
public V put(K paramK, V paramV)  {
if (paramV == null)
  throw new NullPointerException();
int i = hash(paramK.hashCode()); //这里的hash函数和HashMap中的不一样  
return this.segments[(i >>> this.segmentShift & this.segmentMask)].put(paramK, i, paramV, false);
}
ConcurrentHashMap引入了分割(Segment),上面代码中的最后一行其实就可以理解为把一个大的Map拆分成N个小的HashTable,在put方法中,会根据hash(paramK.hashCode())来决定具体存放进哪个Segment,如果查看Segment的put操作,我们会发现内部使用的同步机制是基于lock操作的,这样就可以对Map的一部分(Segment)进行上锁,这样影响的只是将要放入同一个Segment的元素的put操作,保证同步的时候,锁住的不是整个Map(HashTable就是这么做的),相对于HashTable提高了多线程环境下的性能,因此HashTable已经被淘汰了。

线程

创建线程的方式及实现

Java中创建线程主要有三种方式:

一、继承Thread类创建线程类

(1)定义Thread类的子类,并重写该类的run方法,该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。

(2)创建Thread子类的实例,即创建了线程对象。

(3)调用线程对象的start()方法来启动该线程。

package com.thread;
 
public class FirstThreadTest extends Thread{
    int i = 0;
    //重写run方法,run方法的方法体就是现场执行体
    public void run()
    {
        for(;i<100;i++){
          System.out.println(getName()+"  "+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        for(int i = 0;i< 100;i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  : "+i);
            if(i==20)
            {
                new FirstThreadTest().start();
                new FirstThreadTest().start();
            }
        }
    }
}
上述代码中Thread.currentThread()方法返回当前正在执行的线程对象。getName()方法返回调用该方法的线程的名字。

二、通过Runnable接口创建线程类

(1)定义runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。

(2)创建 Runnable实现类的实例,并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。

(3)调用线程对象的start()方法来启动该线程。

package com.thread;
 
public class RunnableThreadTest implements Runnable
{
 
    private int i;
    public void run()
    {
        for(i = 0;i <100;i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        }
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        for(int i = 0;i < 100;i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
            if(i==20)
            {
                RunnableThreadTest rtt = new RunnableThreadTest();
                new Thread(rtt,"新线程1").start();
                new Thread(rtt,"新线程2").start();
            }
        }
    }
}
三、通过Callable和Future创建线程

(1)创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,该call()方法将作为线程执行体,并且有返回值。

(2)创建Callable实现类的实例,使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。

(3)使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。

(4)调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值

package com.thread;
 
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
 
public class CallableThreadTest implements Callable<Integer>
{
    public static void main(String[] args)
    {
        CallableThreadTest ctt = new CallableThreadTest();
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(ctt);
        for(int i = 0;i < 100;i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 的循环变量i的值"+i);
            if(i==20)
            {
                new Thread(ft,"有返回值的线程").start();
            }
        }
        try
        {
            System.out.println("子线程的返回值:"+ft.get());
        } catch (InterruptedException e)
        {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    @Override
    public Integer call() throws Exception
    {
        int i = 0;
        for(;i<100;i++)
        {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" "+i);
        }
        return i;
    }
}
创建线程的三种方式的对比

采用实现Runnable、Callable接口的方式创见多线程时,优势是:

线程类只是实现了Runnable接口或Callable接口,还可以继承其他类。

在这种方式下,多个线程可以共享同一个target对象,所以非常适合多个相同线程来处理同一份资源的情况,从而可以将CPU、代码和数据分开,形成清晰的模型,较好地体现了面向对象的思想。

劣势是:

编程稍微复杂,如果要访问当前线程,则必须使用Thread.currentThread()方法。

使用继承Thread类的方式创建多线程时优势是:

编写简单,如果需要访问当前线程,则无需使用Thread.currentThread()方法,直接使用this即可获得当前线程。

劣势是:

线程类已经继承了Thread类,所以不能再继承其他父类。

sleep() 、join()、yield()有什么区别

1、sleep()方法

在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠(暂停执行),此操作受到系统计时器和调度程序精度和准确性的影响。 让其他线程有机会继续执行,但它并不释放对象锁。也就是如果有Synchronized同步块,其他线程仍然不能访问共享数据。注意该方法要捕获异常

比如有两个线程同时执行(没有Synchronized),一个线程优先级为MAX_PRIORITY,另一个为MIN_PRIORITY,如果没有Sleep()方法,只有高优先级的线程执行完成后,低优先级的线程才能执行;但当高优先级的线程sleep(5000)后,低优先级就有机会执行了。
总之,sleep()可以使低优先级的线程得到执行的机会,当然也可以让同优先级、高优先级的线程有执行的机会。

2、yield()方法

yield()方法和sleep()方法类似,也不会释放“锁标志”,区别在于,它没有参数,即yield()方法只是使当前线程重新回到可执行状态,所以执行yield()的线程有可能在进入到可执行状态后马上又被执行,另外yield()方法只能使同优先级或者高优先级的线程得到执行机会,这也和sleep()方法不同。

3、join()方法

Thread的非静态方法join()让一个线程B“加入”到另外一个线程A的尾部。在A执行完毕之前,B不能工作。

Thread t = new MyThread(); t.start(); t.join();

保证当前线程停止执行,直到该线程所加入的线程完成为止。然而,如果它加入的线程没有存活,则当前线程不需要停止。

说说 CountDownLatch 原理

参考:

分析CountDownLatch的实现原理

什么时候使用CountDownLatch

Java并发编程:CountDownLatch、CyclicBarrier和Semaphore

说说 CyclicBarrier 原理

参考:

JUC回顾之-CyclicBarrier底层实现和原理

说说 Semaphore 原理

JAVA多线程–信号量(Semaphore)

JUC回顾之-Semaphore底层实现和原理

说说 Exchanger 原理

java.util.concurrent.Exchanger应用范例与原理浅析

说说 CountDownLatch 与 CyclicBarrier 区别

尽量把CyclicBarrier和CountDownLatch的区别说通俗点

ThreadLocal 原理分析

Java并发编程:深入剖析ThreadLocal

讲讲线程池的实现原理

主要是ThreadPoolExecutor的实现原理

Java并发编程:线程池的使用

线程池的几种方式

newFixedThreadPool(int nThreads)
创建一个固定长度的线程池,每当提交一个任务就创建一个线程,直到达到线程池的最大数量,这时线程规模将不再变化,当线程发生未预期的错误而结束时,线程池会补充一个新的线程

newCachedThreadPool()
创建一个可缓存的线程池,如果线程池的规模超过了处理需求,将自动回收空闲线程,而当需求增加时,则可以自动添加新线程,线程池的规模不存在任何限制

newSingleThreadExecutor()
这是一个单线程的Executor,它创建单个工作线程来执行任务,如果这个线程异常结束,会创建一个新的来替代它;它的特点是能确保依照任务在队列中的顺序来串行执行

newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
创建了一个固定长度的线程池,而且以延迟或定时的方式来执行任务,类似于Timer。

举个栗子

private static final Executor exec=Executors.newFixedThreadPool(50);
 
Runnable runnable=new Runnable(){
    public void run(){
        ...
    }
}
exec.execute(runnable);
 
Callable<Object> callable=new Callable<Object>() {
    public Object call() throws Exception {
        return null;
    }
};
 
Future future=executorService.submit(callable);
future.get(); // 等待计算完成后,获取结果
future.isDone(); // 如果任务已完成,则返回 true
future.isCancelled(); // 如果在任务正常完成前将其取消,则返回 true
future.cancel(true); // 试图取消对此任务的执行,true中断运行的任务,false允许正在运行的任务运行完成
参考:

创建线程池的几种方式

线程的生命周期

新建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)和死亡(Dead)5种状态

(1)生命周期的五种状态

新建(new Thread)
当创建Thread类的一个实例(对象)时,此线程进入新建状态(未被启动)。
例如:Thread t1=new Thread();

就绪(runnable)
线程已经被启动,正在等待被分配给CPU时间片,也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如:t1.start();

运行(running)
线程获得CPU资源正在执行任务(run()方法),此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入,线程将一直运行到结束。

死亡(dead)
当线程执行完毕或被其它线程杀死,线程就进入死亡状态,这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。

自然终止:正常运行run()方法后终止

异常终止:调用stop()方法让一个线程终止运行

堵塞(blocked)
由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行,即进入堵塞状态。

正在睡眠:用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。

正在等待:调用wait()方法。(调用motify()方法回到就绪状态)

被另一个线程所阻塞:调用suspend()方法。(调用resume()方法恢复)

参考:

线程的生命周期

锁机制

说说线程安全问题

线程安全是指要控制多个线程对某个资源的有序访问或修改,而在这些线程之间没有产生冲突。
在Java里,线程安全一般体现在两个方面:
1、多个thread对同一个java实例的访问(read和modify)不会相互干扰,它主要体现在关键字synchronized。如ArrayList和Vector,HashMap和Hashtable(后者每个方法前都有synchronized关键字)。如果你在interator一个List对象时,其它线程remove一个element,问题就出现了。
2、每个线程都有自己的字段,而不会在多个线程之间共享。它主要体现在java.lang.ThreadLocal类,而没有Java关键字支持,如像static、transient那样。

volatile 实现原理

聊聊并发(一)——深入分析Volatile的实现原理

悲观锁 乐观锁

乐观锁 悲观锁
是一种思想。可以用在很多方面。

比如数据库方面。
悲观锁就是for update(锁定查询的行)
乐观锁就是 version字段(比较跟上一次的版本号,如果一样则更新,如果失败则要重复读-比较-写的操作。)

JDK方面:
悲观锁就是sync
乐观锁就是原子类(内部使用CAS实现)

本质来说,就是悲观锁认为总会有人抢我的。
乐观锁就认为,基本没人抢。

CAS 乐观锁

乐观锁是一种思想,即认为读多写少,遇到并发写的可能性比较低,所以采取在写时先读出当前版本号,然后加锁操作(比较跟上一次的版本号,如果一样则更新),如果失败则要重复读-比较-写的操作。

CAS是一种更新的原子操作,比较当前值跟传入值是否一样,一样则更新,否则失败。
CAS顶多算是乐观锁写那一步操作的一种实现方式罢了,不用CAS自己加锁也是可以的。

ABA 问题

ABA:如果另一个线程修改V值假设原来是A,先修改成B,再修改回成A,当前线程的CAS操作无法分辨当前V值是否发生过变化。

参考:

Java CAS 和ABA问题

乐观锁的业务场景及实现方式

乐观锁(Optimistic Lock):
每次获取数据的时候,都不会担心数据被修改,所以每次获取数据的时候都不会进行加锁,但是在更新数据的时候需要判断该数据是否被别人修改过。如果数据被其他线程修改,则不进行数据更新,如果数据没有被其他线程修改,则进行数据更新。由于数据没有进行加锁,期间该数据可以被其他线程进行读写操作。

乐观锁:比较适合读取操作比较频繁的场景,如果出现大量的写入操作,数据发生冲突的可能性就会增大,为了保证数据的一致性,应用层需要不断的重新获取数据,这样会增加大量的查询操作,降低了系统的吞吐量。

核心篇

数据存储

MySQL 索引使用的注意事项

参考:

mysql索引使用技巧及注意事项

说说反模式设计

参考:

每个程序员要注意的 9 种反模式

说说分库与分表设计

分表与分库使用场景以及设计方式

分库与分表带来的分布式困境与应对之策

服务端指南 数据存储篇 | MySQL(09) 分库与分表带来的分布式困境与应对之策

说说 SQL 优化之道

sql优化的几种方法

MySQL 遇到的死锁问题

参考:

Mysql并发时经典常见的死锁原因及解决方法

存储引擎的 InnoDB 与 MyISAM

1)InnoDB支持事务,MyISAM不支持,这一点是非常之重要。事务是一种高级的处理方式,如在一些列增删改中只要哪个出错还可以回滚还原,而MyISAM就不可以了。

2)MyISAM适合查询以及插入为主的应用,InnoDB适合频繁修改以及涉及到安全性较高的应用

3)InnoDB支持外键,MyISAM不支持

4)从MySQL5.5.5以后,InnoDB是默认引擎

5)InnoDB不支持FULLTEXT类型的索引

6)InnoDB中不保存表的行数,如select count() from table时,InnoDB需要扫描一遍整个表来计算有多少行,但是MyISAM只要简单的读出保存好的行数即可。注意的是,当count()语句包含where条件时MyISAM也需要扫描整个表

7)对于自增长的字段,InnoDB中必须包含只有该字段的索引,但是在MyISAM表中可以和其他字段一起建立联合索引

8)清空整个表时,InnoDB是一行一行的删除,效率非常慢。MyISAM则会重建表

9)InnoDB支持行锁(某些情况下还是锁整表,如 update table set a=1 where user like ‘%lee%’

参考:

MySQL存储引擎之MyIsam和Innodb总结性梳理

数据库索引的原理

参考:

http://blog.csdn.net/suifeng3051/article/details/52669644

为什么要用 B-tree

鉴于B-tree具有良好的定位特性,其常被用于对检索时间要求苛刻的场合,例如:
1、B-tree索引是数据库中存取和查找文件(称为记录或键值)的一种方法。
2、硬盘中的结点也是B-tree结构的。与内存相比,硬盘必须花成倍的时间来存取一个数据元素,这是因为硬盘的机械部件读写数据的速度远远赶不上纯电子媒体的内存。与一个结点两个分支的二元树相比,B-tree利用多个分支(称为子树)的结点,减少获取记录时所经历的结点数,从而达到节省存取时间的目的。

聚集索引与非聚集索引的区别

参考:

快速理解聚集索引和非聚集索引

limit 20000 加载很慢怎么解决

LIMIT n 等价于 LIMIT 0,n

此题总结一下就是让limit走索引去查询,例如:order by 索引字段,或者limit前面根where条件走索引字段等等。

参考:

MYSQL分页limit速度太慢优化方法

选择合适的分布式主键方案

参考:

分布式系统唯一ID生成方案汇总

选择合适的数据存储方案

关系型数据库 MySQL
MySQL 是一个最流行的关系型数据库,在互联网产品中应用比较广泛。一般情况下,MySQL 数据库是选择的第一方案,基本上有 80% ~ 90% 的场景都是基于 MySQL 数据库的。因为,需要关系型数据库进行管理,此外,业务存在许多事务性的操作,需要保证事务的强一致性。同时,可能还存在一些复杂的 SQL 的查询。值得注意的是,前期尽量减少表的联合查询,便于后期数据量增大的情况下,做数据库的分库分表。

内存数据库 Redis
随着数据量的增长,MySQL 已经满足不了大型互联网类应用的需求。因此,Redis 基于内存存储数据,可以极大的提高查询性能,对产品在架构上很好的补充。例如,为了提高服务端接口的访问速度,尽可能将读频率高的热点数据存放在 Redis 中。这个是非常典型的以空间换时间的策略,使用更多的内存换取 CPU 资源,通过增加系统的内存消耗,来加快程序的运行速度。

在某些场景下,可以充分的利用 Redis 的特性,大大提高效率。这些场景包括缓存,会话缓存,时效性,访问频率,计数器,社交列表,记录用户判定信息,交集、并集和差集,热门列表与排行榜,最新动态等。

使用 Redis 做缓存的时候,需要考虑数据不一致与脏读、缓存更新机制、缓存可用性、缓存服务降级、缓存穿透、缓存预热等缓存使用问题。

文档数据库 MongoDB
MongoDB 是对传统关系型数据库的补充,它非常适合高伸缩性的场景,它是可扩展性的表结构。基于这点,可以将预期范围内,表结构可能会不断扩展的 MySQL 表结构,通过 MongoDB 来存储,这就可以保证表结构的扩展性。

此外,日志系统数据量特别大,如果用 MongoDB 数据库存储这些数据,利用分片集群支持海量数据,同时使用聚集分析和 MapReduce 的能力,是个很好的选择。

MongoDB 还适合存储大尺寸的数据,GridFS 存储方案就是基于 MongoDB 的分布式文件存储系统。

列族数据库 HBase
HBase 适合海量数据的存储与高性能实时查询,它是运行于 HDFS 文件系统之上,并且作为 MapReduce 分布式处理的目标数据库,以支撑离线分析型应用。在数据仓库、数据集市、商业智能等领域发挥了越来越多的作用,在数以千计的企业中支撑着大量的大数据分析场景的应用。

全文搜索引擎 ElasticSearch
在一般情况下,关系型数据库的模糊查询,都是通过 like 的方式进行查询。其中,like “value%” 可以使用索引,但是对于 like “%value%” 这样的方式,执行全表查询,这在数据量小的表,不存在性能问题,但是对于海量数据,全表扫描是非常可怕的事情。ElasticSearch 作为一个建立在全文搜索引擎 Apache Lucene 基础上的实时的分布式搜索和分析引擎,适用于处理实时搜索应用场景。此外,使用 ElasticSearch 全文搜索引擎,还可以支持多词条查询、匹配度与权重、自动联想、拼写纠错等高级功能。因此,可以使用 ElasticSearch 作为关系型数据库全文搜索的功能补充,将要进行全文搜索的数据缓存一份到 ElasticSearch 上,达到处理复杂的业务与提高查询速度的目的。

ElasticSearch 不仅仅适用于搜索场景,还非常适合日志处理与分析的场景。著名的 ELK 日志处理方案,由 ElasticSearch、Logstash 和 Kibana 三个组件组成,包括了日志收集、聚合、多维度查询、可视化显示等。

ObjectId 规则

参考:

MongoDB学习笔记~ObjectId主键的设计

mongodb中的_id的ObjectId的生成规则

聊聊 MongoDB 使用场景

参考:

什么场景应该用 MongoDB ?

倒排索引

参考:

什么是倒排索引?

聊聊 ElasticSearch 使用场景

在一般情况下,关系型数据库的模糊查询,都是通过 like 的方式进行查询。其中,like “value%” 可以使用索引,但是对于 like “%value%” 这样的方式,执行全表查询,这在数据量小的表,不存在性能问题,但是对于海量数据,全表扫描是非常可怕的事情。ElasticSearch 作为一个建立在全文搜索引擎 Apache Lucene 基础上的实时的分布式搜索和分析引擎,适用于处理实时搜索应用场景。此外,使用 ElasticSearch 全文搜索引擎,还可以支持多词条查询、匹配度与权重、自动联想、拼写纠错等高级功能。因此,可以使用 ElasticSearch 作为关系型数据库全文搜索的功能补充,将要进行全文搜索的数据缓存一份到 ElasticSearch 上,达到处理复杂的业务与提高查询速度的目的。

缓存使用

Redis 有哪些类型

Redis支持五种数据类型:string(字符串),hash(哈希),list(列表),set(集合)及zset(sorted set:有序集合)。

参考:
Redis 数据类型

Redis 内部结构

参考:

redis内部数据结构深入浅出

聊聊 Redis 使用场景

随着数据量的增长,MySQL 已经满足不了大型互联网类应用的需求。因此,Redis 基于内存存储数据,可以极大的提高查询性能,对产品在架构上很好的补充。例如,为了提高服务端接口的访问速度,尽可能将读频率高的热点数据存放在 Redis 中。这个是非常典型的以空间换时间的策略,使用更多的内存换取 CPU 资源,通过增加系统的内存消耗,来加快程序的运行速度。

在某些场景下,可以充分的利用 Redis 的特性,大大提高效率。这些场景包括缓存,会话缓存,时效性,访问频率,计数器,社交列表,记录用户判定信息,交集、并集和差集,热门列表与排行榜,最新动态等。

使用 Redis 做缓存的时候,需要考虑数据不一致与脏读、缓存更新机制、缓存可用性、缓存服务降级、缓存穿透、缓存预热等缓存使用问题。

Redis 持久化机制

参考:

redis的持久化和缓存机制

Redis 如何实现持久化

参考:

Redis如何实现持久化

Redis 集群方案与实现

参考:

redis集群主流架构方案分析

Redis 为什么是单线程的

单纯的网络IO来说,量大到一定程度之后,多线程的确有优势——但并不是单纯的多线程,而是每个线程自己有自己的epoll这样的模型,也就是多线程和multiplexing混合。

一般这个开头我们都会跟一个“但是”。
但是。

还要考虑Redis操作的对象。它操作的对象是内存中的数据结构。如果在多线程中操作,那就需要为这些对象加锁。最终来说,多线程性能有提高,但是每个线程的效率严重下降了。而且程序的逻辑严重复杂化。
要知道Redis的数据结构并不全是简单的Key-Value,还有列表,hash,map等等复杂的结构,这些结构有可能会进行很细粒度的操作,比如在很长的列表后面添加一个元素,在hash当中添加或者删除一个对象,等等。这些操作还可以合成MULTI/EXEC的组。这样一个操作中可能就需要加非常多的锁,导致的结果是同步开销大大增加。这还带来一个恶果就是吞吐量虽然增大,但是响应延迟可能会增加。
Redis在权衡之后的选择是用单线程,突出自己功能的灵活性。在单线程基础上任何原子操作都可以几乎无代价地实现,多么复杂的数据结构都可以轻松运用,甚至可以使用Lua脚本这样的功能。对于多线程来说这需要高得多的代价。

并不是所有的KV数据库或者内存数据库都应该用单线程,比如ZooKeeper就是多线程的,最终还是看作者自己的意愿和取舍。单线程的威力实际上非常强大,每核心效率也非常高,在今天的虚拟化环境当中可以充分利用云化环境来提高资源利用率。多线程自然是可以比单线程有更高的性能上限,但是在今天的计算环境中,即使是单机多线程的上限也往往不能满足需要了,需要进一步摸索的是多服务器集群化的方案,这些方案中多线程的技术照样是用不上的,所以单线程、多进程的集群不失为一个时髦的解决方案。

作者:灵剑
链接:https://www.zhihu.com/question/23162208/answer/142424042
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

缓存奔溃

参考:

Redis持久化

缓存降级

服务降级的目的,是为了防止Redis服务故障,导致数据库跟着一起发生雪崩问题。因此,对于不重要的缓存数据,可以采取服务降级策略,例如一个比较常见的做法就是,Redis出现问题,不去数据库查询,而是直接返回默认值给用户。

使用缓存的合理性问题

参考:

Redis实战(一) 使用缓存合理性

消息队列

消息队列的使用场景

主要解决应用耦合,异步消息,流量削锋等问题

消息队列使用的四种场景介绍

消息的重发补偿解决思路

参考:

JMS消息传送机制

消息的幂等性解决思路

参考:

MQ之如何做到消息幂等

消息的堆积解决思路

参考:

Sun Java System Message Queue 3.7 UR1 管理指南

自己如何实现消息队列

参考:

自己动手实现消息队列之JMS

如何保证消息的有序性

参考:

消息队列的exclusive consumer功能是如何保证消息有序和防止脑裂的

框架篇

Spring

BeanFactory 和 ApplicationContext 有什么区别

beanfactory顾名思义,它的核心概念就是bean工厂,用作于bean生命周期的管理,而applicationcontext这个概念就比较丰富了,单看名字(应用上下文)就能看出它包含的范围更广,它继承自bean factory但不仅仅是继承自这一个接口,还有继承了其他的接口,所以它不仅仅有bean factory相关概念,更是一个应用系统的上下文,其设计初衷应该是一个包罗万象的对外暴露的一个综合的API。

Spring Bean 的生命周期

参考:

Spring Bean生命周期详解

Spring IOC 如何实现

参考:

Spring:源码解读Spring IOC原理

说说 Spring AOP

参考:

Spring AOP详解

Spring AOP 实现原理

参考:

Spring AOP 实现原理

动态代理(cglib 与 JDK)

java动态代理是利用反射机制生成一个实现代理接口的匿名类,在调用具体方法前调用InvokeHandler来处理。

而cglib动态代理是利用asm开源包,对代理对象类的class文件加载进来,通过修改其字节码生成子类来处理。

1、如果目标对象实现了接口,默认情况下会采用JDK的动态代理实现AOP
2、如果目标对象实现了接口,可以强制使用CGLIB实现AOP
3、如果目标对象没有实现了接口,必须采用CGLIB库,spring会自动在JDK动态代理和CGLIB之间转换

如何强制使用CGLIB实现AOP?
(1)添加CGLIB库,SPRING_HOME/cglib/*.jar
(2)在spring配置文件中加入

JDK动态代理和CGLIB字节码生成的区别?
(1)JDK动态代理只能对实现了接口的类生成代理,而不能针对类
(2)CGLIB是针对类实现代理,主要是对指定的类生成一个子类,覆盖其中的方法
因为是继承,所以该类或方法最好不要声明成final

参考:

Spring的两种代理JDK和CGLIB的区别浅谈

Spring 事务实现方式

参考:

Spring事务管理实现方式之编程式事务与声明式事务详解

Spring 事务底层原理

参考:

深入理解 Spring 事务原理

如何自定义注解实现功能

可以结合spring的AOP,对注解进行拦截,提取注解。

大致流程为:
1. 新建一个注解@MyLog,加在需要注解申明的方法上面
2. 新建一个类MyLogAspect,通过@Aspect注解使该类成为切面类。
3. 通过@Pointcut 指定切入点 ,这里指定的切入点为MyLog注解类型,也就是被@MyLog注解修饰的方法,进入该切入点。
4. MyLogAspect中的方法通过加通知注解(@Before、@Around、@AfterReturning、@AfterThrowing、@After等各种通知)指定要做的业务操作。

Spring MVC 运行流程

一、先用文字描述

1.用户发送请求到DispatchServlet

2.DispatchServlet根据请求路径查询具体的Handler

3.HandlerMapping返回一个HandlerExcutionChain给DispatchServlet

HandlerExcutionChain:Handler和Interceptor集合

4.DispatchServlet调用HandlerAdapter适配器

5.HandlerAdapter调用具体的Handler处理业务

6.Handler处理结束返回一个具体的ModelAndView给适配器

ModelAndView:model–>数据模型,view–>视图名称

7.适配器将ModelAndView给DispatchServlet

8.DispatchServlet把视图名称给ViewResolver视图解析器

9.ViewResolver返回一个具体的视图给DispatchServlet

10.渲染视图

11.展示给用户

二、画图解析

SpringMvc的配置

Spring MVC 启动流程

参考:

SpringMVC启动过程详解(li)

Spring 的单例实现原理

参考:

Spring的单例模式底层实现

Spring 框架中用到了哪些设计模式

Spring框架中使用到了大量的设计模式,下面列举了比较有代表性的:

代理模式—在AOP和remoting中被用的比较多。
单例模式—在spring配置文件中定义的bean默认为单例模式。
模板方法—用来解决代码重复的问题。比如. RestTemplate, JmsTemplate, JpaTemplate。
工厂模式—BeanFactory用来创建对象的实例。
适配器–spring aop
装饰器–spring data hashmapper
观察者– spring 时间驱动模型
回调–Spring ResourceLoaderAware回调接口
前端控制器–spring用前端控制器DispatcherServlet对请求进行分发

Spring 其他产品(Srping Boot、Spring Cloud、Spring Secuirity、Spring Data、Spring AMQP 等)

参考:

说一说Spring家族

Netty

为什么选择 Netty

Netty 是业界最流行的 NIO 框架之一,它的健壮性、功能、性能、可定制性和可扩展性在同类框架中都是首屈一指的,它已经得到成百上千的商用项目验证,例如 Hadoop 的 RPC 框架 Avro 使用 Netty 作为通信框架。很多其它业界主流的 RPC 和分布式服务框架,也使用 Netty 来构建高性能的异步通信能力。

Netty 的优点总结如下:

API 使用简单,开发门槛低;
功能强大,预置了多种编解码功能,支持多种主流协议;
定制能力强,可以通过 ChannelHandler 对通信框架进行灵活的扩展;
性能高,通过与其它业界主流的 NIO 框架对比,Netty 的综合性能最优;
社区活跃,版本迭代周期短,发现的 BUG 可以被及时修复,同时,更多的新功能会被加入;
经历了大规模的商业应用考验,质量得到验证。在互联网、大数据、网络游戏、企业应用、电信软件等众多行业得到成功商用,证明了它完全满足不同行业的商用标准。
正是因为这些优点,Netty 逐渐成为 Java NIO 编程的首选框架。

说说业务中,Netty 的使用场景

有关“为何选择Netty”的11个疑问及解答

原生的 NIO 在 JDK 1.7 版本存在 epoll bug

它会导致Selector空轮询,最终导致CPU 100%。官方声称在JDK1.6版本的update18修复了该问题,但是直到JDK1.7版本该问题仍旧存在,只不过该BUG发生概率降低了一些而已,它并没有被根本解决。该BUG以及与该BUG相关的问题单可以参见以下链接内容。

http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6403933

http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=2147719

异常堆栈如下:

java.lang.Thread.State: RUNNABLE  
        at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.epollWait(Native Method)  
        at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.poll(EPollArrayWrapper.java:210)  
        at sun.nio.ch.EPollSelectorImpl.doSelect(EPollSelectorImpl.java:65)  
        at sun.nio.ch.SelectorImpl.lockAndDoSelect(SelectorImpl.java:69)  
        - locked <0x0000000750928190> (a sun.nio.ch.Util$2)  
        - locked <0x00000007509281a8> (a java.util.Collections$ UnmodifiableSet)  
        - locked <0x0000000750946098> (a sun.nio.ch.EPollSelectorImpl)  
        at sun.nio.ch.SelectorImpl.select(SelectorImpl.java:80)  
        at net.spy.memcached.MemcachedConnection.handleIO(Memcached Connection.java:217)  
        at net.spy.memcached.MemcachedConnection.run(MemcachedConnection. java:836) 
什么是TCP 粘包/拆包

参考:

TCP粘包,拆包及解决方法

TCP粘包/拆包的解决办法

参考:

TCP粘包,拆包及解决方法

Netty 线程模型

参考:

Netty4实战第十五章:选择正确的线程模型

说说 Netty 的零拷贝

参考:

理解Netty中的零拷贝(Zero-Copy)机制

Netty 内部执行流程

参考:

Netty:数据处理流程

Netty 重连实现

参考:

Netty Client 重连实现

微服务篇

微服务

前后端分离是如何做的

参考:

实现前后端分离的心得

微服务哪些框架

Spring Cloud、Dubbo、Hsf等

你怎么理解 RPC 框架

RPC的目的是让你在本地调用远程的方法,而对你来说这个调用是透明的,你并不知道这个调用的方法是部署哪里。通过RPC能解耦服务,这才是使用RPC的真正目的。

说说 RPC 的实现原理

参考:

你应该知道的 RPC 原理

从零开始实现RPC框架 - RPC原理及实现

说说 Dubbo 的实现原理

dubbo提供功能来讲, 提供基础功能-RPC调用 提供增值功能SOA服务治理
dubbo启动时查找可用的远程服务提供者,调用接口时不是最终调用本地实现,而是通过拦截调用(又用上JDK动态代理功能)过程经过一系列的的序列化、远程通信、协议解析最终调用到远程服务提供者

参考:

Dubbo解析及原理浅析

你怎么理解 RESTful

REST是 一种软件架构风格、设计风格,它是一种面向资源的网络化超媒体应用的架构风格。它主要是用于构建轻量级的、可维护的、可伸缩的 Web 服务。基于 REST 的服务被称为 RESTful 服务。REST 不依赖于任何协议,但是几乎每个 RESTful 服务使用 HTTP 作为底层协议,RESTful使用http method标识操作,例如:

http://127.0.0.1/user/1 GET 根据用户id查询用户数据
http://127.0.0.1/user POST 新增用户
http://127.0.0.1/user PUT 修改用户信息

http://127.0.0.1/user DELETE 删除用户信息

说说如何设计一个良好的 API

参考:

如何设计一个良好的API?

如何理解 RESTful API 的幂等性

参考:

如何理解RESTful的幂等性

如何保证接口的幂等性

参考:

后端接口的幂等性

说说 CAP 定理、 BASE 理论

参考:

CAP原理和BASE思想

怎么考虑数据一致性问题

参考:

分布式系统事务一致性解决方案

说说最终一致性的实现方案

可以结合MQ实现最终一致性,例如电商系统,把生成订单数据的写操作逻辑通过事务控制,一些无关紧要的业务例如日志处理,通知,通过异步消息处理,最终到请求落地。

参考:

系统分布式情况下最终一致性方案梳理

你怎么看待微服务

小:微服务体积小
独:能够独立的部署和运行。
轻:使用轻量级的通信机制和架构。
松:为服务之间是松耦合的。
微服务与 SOA 的区别

可以把微服务当做去除了ESB的SOA。ESB是SOA架构中的中心总线,设计图形应该是星形的,而微服务是去中心化的分布式软件架构。

参考:

SOA 与 微服务的区别

如何拆分服务

参考:

微服务架构(二): 如何把应用分解成多个服务

微服务如何进行数据库管理

参考:

在微服务中如何管理数据

如何应对微服务的链式调用异常

参考:

踢开绊脚石:微服务难点之服务调用的解决方案

对于快速追踪与定位问题

参考:

微服务架构下,如何实现分布式跟踪?

微服务的安全

参考:

论微服务安全

分布式

谈谈业务中使用分布式的场景

一、解决java集群的session共享的解决方案:
1.客户端cookie加密。(一般用于内网中企业级的系统中,要求用户浏览器端的cookie不能禁用,禁用的话,该方案会失效)。
2.集群中,各个应用服务器提供了session复制的功能,tomcat和jboss都实现了这样的功能。特点:性能随着服务器增加急剧下降,容易引起广播风暴;session数据需要序列化,影响性能。
3.session的持久化,使用数据库来保存session。就算服务器宕机也没事儿,数据库中的session照样存在。特点:每次请求session都要读写数据库,会带来性能开销。使用内存数据库,会提高性能,但是宕机会丢失数据(像支付宝的宕机,有同城灾备、异地灾备)。
4.使用共享存储来保存session。和数据库类似,就算宕机了也没有事儿。其实就是专门搞一台服务器,全部对session落地。特点:频繁的进行序列化和反序列化会影响性能。
5.使用memcached来保存session。本质上是内存数据库的解决方案。特点:存入memcached的数据需要序列化,效率极低。

二、分布式事务的解决方案:
1.TCC解决方案:try confirm cancel。

参考:
为什么说传统分布式事务不再适用于微服务架构?

Session 分布式方案

1.客户端cookie加密。(一般用于内网中企业级的系统中,要求用户浏览器端的cookie不能禁用,禁用的话,该方案会失效)。
2.集群中,各个应用服务器提供了session复制的功能,tomcat和jboss都实现了这样的功能。特点:性能随着服务器增加急剧下降,容易引起广播风暴;session数据需要序列化,影响性能。
3.session的持久化,使用数据库来保存session。就算服务器宕机也没事儿,数据库中的session照样存在。特点:每次请求session都要读写数据库,会带来性能开销。使用内存数据库,会提高性能,但是宕机会丢失数据(像支付宝的宕机,有同城灾备、异地灾备)。
4.使用共享存储来保存session。和数据库类似,就算宕机了也没有事儿。其实就是专门搞一台服务器,全部对session落地。特点:频繁的进行序列化和反序列化会影响性能。
5.使用memcached来保存session。本质上是内存数据库的解决方案。特点:存入memcached的数据需要序列化,效率极低。

分布式锁的场景

比如交易系统的金额修改,同一时间只能又一个人操作,比如秒杀场景,同一时间只能一个用户抢到,比如火车站抢票等等

分布式锁的实现方案

基于数据库实现分布式锁
基于缓存实现分布式锁
基于Zookeeper实现分布式锁
参考:

分布式锁的多种实现方式

分布式事务

参考:

深入理解分布式事务,高并发下分布式事务的解决方案

集群与负载均衡的算法与实现

参考:

负载均衡算法及手段

说说分库与分表设计

参考:

分表与分库使用场景以及设计方式

分库与分表带来的分布式困境与应对之策

参考:

服务端指南 数据存储篇 | MySQL(09) 分库与分表带来的分布式困境与应对之策

1、常用设计模式

  • 单例模式:懒汉式、饿汉式、双重校验锁、静态加载,内部类加载、枚举类加载。保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

  • 代理模式:动态代理和静态代理,什么时候使用动态代理。

  • 适配器模式:将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作。

  • 装饰者模式:动态给类加功能。

  • 观察者模式:有时被称作发布/订阅模式,观察者模式定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时,会通知所有观察者对象,使它们能够自动更新自己。

  • 策略模式:定义一系列的算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。

  • 外观模式:为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,外观模式定义了一个高层接口,这个接口使得这一子系统更加容易使用。

  • 命令模式:将一个请求封装成一个对象,从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。

  • 创建者模式:将一个复杂的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

  • 抽象工厂模式:提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类。


2、基础知识

  • Java基本类型哪些,所占字节和范围

  • Set、List、Map的区别和联系

  • 什么时候使用Hashmap

  • 什么时候使用Linkedhashmap、Concurrenthashmap、Weakhashmap

  • 哪些集合类是线程安全的

  • 为什么Set、List、map不实现Cloneable和Serializable接口

  • Concurrenthashmap的实现,1.7和1.8的实现

  • Arrays.sort的实现

  • 什么时候使用CopyOnArrayList

  • volatile的使用

  • synchronied的使用

  • reentrantlock的实现和Synchronied的区别

  • CAS的实现原理以及问题

  • AQS的实现原理

  • 接口和抽象类的区别,什么时候使用

  • 类加载机制的步骤,每一步做了什么,static和final修改的成员变量的加载时机

  • 双亲委派模型

  • 反射机制:反射动态擦除泛型、反射动态调用方法等

  • 动态绑定:父类引用指向子类对象

  • JVM内存管理机制:有哪些区域,每个区域做了什么

  • JVM垃圾回收机制:垃圾回收算法 垃圾回收器 垃圾回收策略

  • jvm参数的设置和jvm调优

  • 什么情况产生年轻代内存溢出、什么情况产生年老代内存溢出

  • 内部类:静态内部类和匿名内部类的使用和区别

  • Redis和memcached:什么时候选择redis,什么时候选择memcached,内存模型和存储策略是什么样的

  • MySQL的基本操作 主从数据库一致性维护

  • mysql的优化策略有哪些

  • mysql索引的实现 B+树的实现原理

  • 什么情况索引不会命中,会造成全表扫描

  • java中bio nio aio的区别和联系

  • 为什么bio是阻塞的 nio是非阻塞的 nio是模型是什么样的

  • Java io的整体架构和使用的设计模式

  • Reactor模型和Proactor模型

  • http请求报文结构和内容

  • http三次握手和四次挥手

  • rpc相关:如何设计一个rpc框架,从io模型 传输协议 序列化方式综合考虑

  • Linux命令 统计,排序,前几问题等

  • StringBuff 和StringBuilder的实现,底层实现是通过byte数据,外加数组的拷贝来实现的

  • cas操作的使用

  • 内存缓存和数据库的一致性同步实现

  • 微服务的优缺点

  • 线程池的参数问题

  • ip问题 如何判断ip是否在多个ip段中

  • 判断数组两个中任意两个数之和是否为给定的值

  • 乐观锁和悲观锁的实现

  • synchronized实现原理

  • 你在项目中遇到的困难和怎么解决的

  • 你在项目中完成的比较出色的亮点

  • 消息队列广播模式和发布/订阅模式的区别

  • 生产者消费者代码实现

  • 死锁代码实现

  • 线程池:参数,每个参数的作用,几种不同线程池的比较,阻塞队列的使用,拒绝策略

  • Future和ListenableFuture 异步回调相关

  • 算法相关:判断能否从数组中找出两个数字和为给定值,随机生成1~10000不重复并放入数组,求数组的子数组的最大和,二分查找算法的实现及其时间复杂计算


3、其它

  • 算法:常用排序算法,二分查找,链表相关,数组相关,字符串相关,树相关等

  • 常见序列化协议及其优缺点

  • memcached内存原理,为什么是基于块的存储

  • 搭建一个rpc需要准备什么

  • 如果线上服务器频繁地出现full gc ,如何去排查

  • 如果某一时刻线上机器突然量变得很大,服务扛不住了,怎么解决

  • LUR算法的实现

  • LinkedHashMap实现LRU

  • 定义栈的数据结构,请在该类型中实现一个能够找到栈最小元素的min函数

  • 海量数据处理的解决思路

  • reactor模型的演变

  • 阻塞、非阻塞、同步、异步区别

  • Collection的子接口

  • jvm调优相关

  • zookeeper相关,节点类型,如何实现服务发现和服务注册

  • nginx负载均衡相关,让你去实现负载均衡,该怎么实现

  • linux命令,awk、cat、sort、cut、grep、uniq、wc、top等

  • 压力测试相关,怎么分析,单接口压测和多情况下的压测

  • 你觉得你的有点是什么,你的缺点是什么

  • spring mvc的实现原理

  • netty底层实现,IO模型,ChannelPipeline的实现和原理

  • 缓存的设计和优化

  • 缓存和数据库一致性同步解决方案

  • 你所在项目的系统架构,谈谈整体实现

  • 消息队列的使用场景

  • ActiveMQ、RabbitMQ、Kafka的区别

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