常用架构面试题及自己整理的答案-自用(更新中)

1.HashMap底层数据结构是什么?
底层是数组加链表 1.8以后改为数组加链表加红黑树

2.JDK 1.8中对hash算法和寻址算法是如何优化的?
hash算法优化:将hash值的高低16位进行与运算,减少了hash碰撞,提升了效率
寻址算法优化:当数据长度为2的N次方时,使用hash&(n-1)来替代之前的hash%n操作,由于与运算效率比取模运算要高

3.HashMap是如何解决hash碰撞问题的?
1.8之前使用会在数组bucket节点以链表的形式存储,之后当数据长度超过8时为了调高查询效率而使用红黑树

4.HashMap是如何扩容?
将原有值的hashCode进行ReHash计算,ReHash原理为将hashCode与数组长度减1的值进行与运算,然后对比老的与运算结果,如果位数上有过多出来一个1,则在原有的数组下标上加上oldCap(数组长度),避免了进行大量的与运算后的数据重排

5.synchronized的底层原理是什么?
底层是依据编译后的JVM指令monitorenter和monitorexit来进行加锁的,对象和类都是具备monitor的,当被线程持有时则会将其中的计数器进行加锁

6.CAS理解和实现原理?(待完善)
CAS(compare and swap) 对比然后替换,实质上是自旋锁,通过不停的对比JMM中的工作缓存中的预期值和主内存中的实际值是否相等,然后来对其进行更改,例如ReentrantLock、AtomicInteger等对象都是基于CAS实现的,缺点在于会存在A->B->A问题,后续则提出了AtomicStampedReference来使用时间戳来解决该问题

7.ConcurrentHashMap实现线程安全的底层原理是什么?
1.7之前是采用数组长度分段,来进行分段上锁。后续则采用了CAS+数组单个元素的分段锁技术。当存放操作为null时使用CAS对链表或红黑树加锁,不为null则使用syn加锁,因为数组中保存的是链表或红黑树对象,所以当存在值时无法进行CAS对比操作,因为对象对比始终都是一样的

8.对于AQS的理解,以及相关实现原理?(待完善)
主要内部有一个核心变量state,使用CAS来自旋更新state,当加锁成功时会绑定加锁线程,然后内部会有一个队列用来存放未加锁成功的线程,当加锁线程释放锁时会去唤醒等待队列中的等待线程,默认情况一般是非公平锁,当进行唤醒等待线程时可能会被其他想要获取锁的线程抢占锁资源,导致队列中的等待线程加锁仍然失败

9.线程池的底层工作原理?
线程池底层是队列,然后线程依据队列中提交的任务依次执行,当提交任务后如果当前线程数小于等于核心线程数,则会在线程池中创建线程,当当前线程数大于核心线程数时,任务则会被放置在队列当中,任务无法被提交进行队列时则会开始创建新的线程,直到线程数量达到最大线程数,当数量达到最大线程数时会依据设置的策略选择抛出异常或者放弃任务等方式

10.线程池核心配置参数是什么?应该怎么用?
配置参数有核心线程数、最大线程数、无任务时超过核心线程的存活时长、存活时长单位、队列、拒绝策略;核心线程数一般根据架构是为IO密集型还是CPU密集型做区分,IO密集型为有大量的网络IO请求存在,则设置核心线程数为2倍的CPU核数,如果是CPU密集型,则设置核心线程数为CPU核数,最大线程数使用二分法进行服务器压测之后的实际结果来设置

11.线程池队列使用无界阻塞队列会发生什么问题?
内存溢出

12.宕机以后线程池中的请求会怎么样?
会丢失,可选用消息队列、数据库之类的来进行任务持久化

13.JMM内存模型的理解?(待完善)
由于CPU的运行速度太快导致它与内存交互时效率会比较低下,所以会推出一种叫做CPU缓存的东西,主要是基于各个新的线程来创建的,而JMM内存模型主要来提高运行速度,一般情况在多线程情况下会分为主内存和工作内存,对于每个线程而言是有单独的工作内存,是CPU缓存,当线程修改对应的数据时,会先读取主内存中的值,然后加载到工作内存,当线程开始更新数据时,会更新工作内存中的数据,再将工作内存中的值复制到主内存中,导致线程安全问题的发生。其中JMM有三大特性,原子性、可见性、有序性

14.原子、有序、可见性分别是什么?
原子:多个不同线程针对于某一个共享变量进行操作时,能使得操作是原子性的,无法被别的线程干扰或变更;有序:JVM会针对编译后的Java代码进行顺序的调整,即指令重排,而在多线程中关于共享变量的顺序是有先后之分的,所以需要有序性来避免指令重排的操作;可见性:当工作内存中的变量被修改后会立即刷新至主内存,当其他线程修改该变量时可以见到已经被修改后的数据;

15.volidate关键字的原理(待完善)
会强制失效掉其他工作内存中的共享变量

16.指令重排以及happens-before原则是什么?
指令重排:编译器会优化代码执行顺序,将编译后的代码进行调整;happens-before原则:1.按照代码顺序,书写在前面的操作一定先发生于书写在后面的操作;2.针对于线程的unlock操作一定发生在lock操作之前,两者的顺序无法交换或变更

17.volatile底层是如何基于内存模型来保证可见性和有序性?(待完善)
会强制失效掉其他工作内存中的共享变量,有序性是使用内存屏障来保证有序性,比如load屏障等限制了指令重排

18.IOC机制
IOC,控制反转,使用工厂模式将对象的创建权交给Spring,来利用反射的机制来实例化对象,降低了代码之间的耦合度,在针对类进行改动时,只需要实现接口并移动注解即可,无需从每个使用的类中再去依次修改创建的对象

19.AOP机制
使用动态代理的的方法来的进行系统功能切片,使用Aspect来定义切面,使用Before或After注解针对于指定代码进行通用的预处理和后处理事件,例如统一异常管理、事务管理、日志管理、微型的鉴权等,避免了重复代码来回的编写

20.cglib动态代理是什么?和jdk动态代理的区别是什么?
优先是jdk动态代理,其次是cglib动态代理,本质上是直接创建一个代理类出来,然后在代理类中调用相关的业务类,做一些代码上的增强,提供一些代码前置或后置方法,jdk的动态代理在你的类有接口的时候会构建出来一个实例对象使用,而cglib是当你的类没有接口时会生成业务类的一个子类然后动态生成字节码,然后覆盖方法再去加入增强的代码

21.Spring中的Bean是线程安全的么?
Spring中的Bean默认的都是单例的,一个Spring容器中只存在一个类,但是Bean不是线程安全的,特别是在对象实例中添加了全局变量且在方法中操作全局变量时,线程是不安全的,但是如果没有全局变量则对于容器而言是没有共享变量的,即不存在线程不安全的状况发生,顶多相当于多线程访问数据库而已

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