2024面试offer收割宝典字节篇

1.IO 模型有哪些，讲讲你理解的 nio ，他和 bio，aio 的区别是啥， 谈谈 reactor 模型。

IO 模型主要包括以下几种：
1. 阻塞 I/O (BIO)：

• 当一个线程调用 read() 或 write() 系统调用时，如果数据没有准备好或者缓冲区已满，则该线程会被操作系统阻塞，直到有数据可读或写入完成。
• 在Java中传统的java.io包中的类如Socket和ServerSocket就是基于BIO模型实现的。

2. 非阻塞 I/O (NIO)：

• Java NIO（New Input/Output）在Java 1.4版本引入，提供了非阻塞的I/O能力。
• 使用NIO，当调用channel.read()或channel.write()方法时，若当前无数据可读或缓冲区满不能立即写入，不会阻塞线程，而是会返回一个状态值（通常是0，表示没有数据可读或没有足够的空间写入）。
• NIO支持单线程处理多个Channel（通道），通过Selector可以监听多个Channel的事件，一旦某个Channel准备就绪进行读写操作，Selector就会通知相应的线程去处理。
• NIO的核心组件包括Buffer（缓冲区）、Channel（通道）和Selector（选择器）。

3. 异步 I/O (AIO, NIO.2 或 AIO in Java)：

• 异步非阻塞I/O在Java 7中引入，也被称为NIO.2。
• 在AIO模式下，当发起一个读写请求后，应用程序可以继续执行其他任务，而无需等待操作结果。
• 当数据准备完毕或操作完成时，操作系统会回调预先注册的CompletionHandler（完成处理器）来处理数据或处理完成后的逻辑。
• 这种模型极大地提高了系统并发处理能力和资源利用率，特别适合于高并发、低延迟的应用场景。

Reactor 模型是一种设计模式，常用于处理大量并发I/O请求。它通常配合NIO或AIO使用，在服务器端能够同时监听多个连接请求，并且根据不同的事件类型分发给相应的处理器进行处理。基本结构包括：

• Dispatcher：负责监听并分发事件到对应的Handler。
• Handlers：处理实际的I/O事件，如读取数据、写入响应等。
• Event Demultiplexer：在Java NIO中对应的是Selector，它可以监控多个Channel上的事件，并在事件发生时通知Dispatcher。

总结来说，BIO、NIO与AIO的主要区别在于线程模型和阻塞行为上：

• BIO是一个连接一个线程，容易造成线程资源浪费，性能瓶颈明显。
• NIO在一个线程内可以管理多个连接，通过非阻塞方式减少无效等待时间，但程序需要自行轮询检查数据是否准备好。
• AIO则更进一步，由操作系统直接负责数据的读写操作，并在完成后通知应用，从而避免了不必要的上下文切换，理论上能提供最高的并发性能。

 

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2.反射的原理，反射创建类实例的三种方式是什么。

 反射是Java中的一项重要特性，它允许运行中的Java程序对自身进行检查并且可以直接操作程序的各种属性和功能。

在运行时，Java反射机制可以加载类、获取类的信息（如类名、方法、字段等）、实例化对象以及调用方法等。
反射创建类实例的三种主要方式如下：

1. 通过无参构造函数创建：

   // 假设我们有一个名为Book的类Class<?> bookClass = Class.forName("com.example.Book");Constructor<?> constructor = bookClass.getConstructor();  // 获取无参构造器Book book = (Book) constructor.newInstance();  // 调用无参构造器创建实例

2. 通过带参数的构造函数创建：

   Class<?> bookClass = Class.forName("com.example.Book");Constructor<Book> constructor = bookClass.getDeclaredConstructor(String.class, String.class);  // 获取带有String类型参数的私有构造器constructor.setAccessible(true);  // 如果构造器是私有的，需要设置为可访问Book book = constructor.newInstance("The Title", "The Author");  // 使用指定参数创建实例

3. 通过Class的newInstance()方法创建：

   // 注意：这种方式仅适用于具有默认（无参或public）构造函数的类Class<Book> bookClass = Book.class;try {Book book = bookClass.newInstance();} catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) {// 处理异常，例如如果类是抽象类或者没有默认构造函数e.printStackTrace();}

 上述代码展示了如何通过反射API动态地根据类信息创建类的实例。需要注意的是，对于非public的构造函数或其他成员，可能需要调用setAccessible(true)来绕过访问控制检查。

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3.反射中，Class.forName 和 ClassLoader 区别 。

在Java反射机制中，Class.forName() 方法和 ClassLoader 类加载器都用于动态加载类，但它们之间存在一些区别：
1. Class.forName()：

• 这是一个静态方法，位于 java.lang.Class 类中。
• 它接受一个字符串参数，该参数是完全限定类名（包括包名）。
• 当调用 Class.forName(className) 时，它会按照当前线程的上下文类加载器（context class loader）自动寻找并加载指定名称的类，并初始化该类。如果类还未被加载过，则执行类加载过程，包括验证、准备、解析和初始化阶段。
• 如果类中有静态初始化块或静态字段会被初始化。
• 通常抛出 ClassNotFoundException，如果找不到指定的类。

2. ClassLoader.loadClass() 或 ClassLoader.findSystemClass() 等相关方法：

• ClassLoader 是 Java 中用来加载类的抽象类，每个类在运行时都有一个与之关联的类加载器。
• 使用自定义的 ClassLoader 实例或者系统的默认类加载器，可以更灵活地控制类的加载过程，例如实现自己的类加载逻辑、支持热加载等高级功能。
• 调用如 ClassLoader.loadClass(className) 不会立即初始化类，仅完成类的加载过程，即验证、准备、解析阶段，而不会执行类的初始化（构造静态变量和执行静态初始化块）。
• 可以通过调用 Class.forName(className, initialize, classLoader) 来控制是否进行初始化操作，其中 initialize 参数为布尔值。
• 同样可能抛出 ClassNotFoundException。

总结来说，两者的主要区别在于：

• Class.forName() 默认情况下包含了完整的类加载和初始化过程，更加直观易用，常用于简单场景下的类加载。
• ClassLoader 提供了更底层和灵活的类加载能力，可以根据需要定制加载策略，且默认情况下不进行类的初始化。

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4.描述动态代理的几种实现方式，分别说出相应的优缺点。

在Java中，动态代理有两种主要的实现方式：JDK动态代理和CGLIB代理。
1. JDK动态代理：

• 原理：基于Java反射机制实现。它通过InvocationHandler接口创建一个代理类，该代理类在运行时继承自Proxy类，并实现了与目标对象相同的接口。
• 优点：
• 由于是基于接口的，所以可以很方便地为一组具有相同接口的目标对象生成代理，适用范围广。
• 实现代理逻辑比较简单，只需要实现InvocationHandler接口即可。
• 不需要预先知道所有要代理的方法，代理逻辑更加灵活。
• 缺点：
• 需要目标类实现接口，对于没有接口的类无法进行代理。
• 由于使用了反射，在性能上相比于直接调用有一定损耗。
• 功能相对简单，不能针对类的成员变量进行操作。

2. CGLIB代理：

• 原理：基于ASM字节码生成框架，能够在运行期对字节码进行修改或动态生成新的类。CGLIB代理生成的代理类是被代理类的一个子类。
• 优点：
• 不依赖于接口，能够实现代理没有实现任何接口的目标类，适用性更广泛。
• 相比于JDK动态代理，CGLIB代理功能更加强大，可以拦截方法、修改方法等。
• 缺点：
• CGLIB代理会对类的所有方法进行增强，即使不希望增强的方法也会被代理，这可能造成额外的性能开销。
• 如果目标类做了final修饰或者有final方法，则无法进行代理。
• CGLIB库不是Java标准库的一部分，需要单独引入依赖。
• 字节码操作技术相比反射更为复杂，如果出现问题调试起来较为困难。

总结来说，JDK动态代理更适合接口较多且不需要对非接口方法进行增强的情况，而CGLIB代理则在不需要接口或需要对类的所有方法进行增强时更加适用。在实际应用中，如Spring框架会根据目标对象是否有接口智能选择使用哪种动态代理策略。

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5.动态代理与 cglib 实现的区别。

JDK动态代理实现：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;public class JdkProxyExample {interface MyInterface {void doSomething();}static class TargetClass implements MyInterface {@Overridepublic void doSomething() {System.out.println("Target: Doing something...");}}static class LoggingInvocationHandler implements InvocationHandler {private final Object target;public LoggingInvocationHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("Before method call: " + method.getName());Object result = method.invoke(target, args);System.out.println("After method call: " + method.getName());return result;}public static MyInterface createLoggingProxy(TargetClass target) {return (MyInterface) Proxy.newProxyInstance(TargetClass.class.getClassLoader(),new Class<?>[]{MyInterface.class},new LoggingInvocationHandler(target));}}public static void main(String[] args) {MyInterface target = new TargetClass();MyInterface proxy = LoggingInvocationHandler.createLoggingProxy(new TargetClass());proxy.doSomething();  // 输出日志并调用目标方法}
}

 在上述例子中，LoggingInvocationHandler实现了InvocationHandler接口，当代理对象的方法被调用时，会触发invoke方法，在该方法中添加了前后打印日志的逻辑，并实际调用了目标类的方法。

 

 CGLIB代理实现：

首先需要引入CGLIB库（例如使用Spring框架中的CGLIB代理支持）：

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;import java.lang.reflect.Method;public class CglibProxyExample {static class TargetClass {public void doSomething() {System.out.println("Target: Doing something...");}}static class LoggingMethodInterceptor implements MethodInterceptor {@Overridepublic Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {System.out.println("Before method call: " + method.getName());Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);  // 调用父类（即目标类）的方法System.out.println("After method call: " + method.getName());return result;}public static TargetClass createLoggingProxy(TargetClass target) {Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setSuperclass(TargetClass.class);enhancer.setCallback(new LoggingMethodInterceptor());return (TargetClass) enhancer.create();}}public static void main(String[] args) {TargetClass target = new TargetClass();TargetClass proxy = LoggingMethodInterceptor.createLoggingProxy(new TargetClass());proxy.doSomething();  // 输出日志并调用目标方法}
}

在这个CGLIB代理的例子中，我们创建了一个LoggingMethodInterceptor类，它实现了MethodInterceptor接口。当代理对象的方法被调用时，会触发intercept方法，在这个方法里同样添加了日志输出，并通过MethodProxy调用了目标类的实际方法。CGLIB库通过字节码增强技术动态生成了继承自TargetClass的新类作为代理对象。