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JAVA八股文面经问题整理第3弹

news 2025/7/13 10:01:52

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提问问题

问题1

问题2

问题3

问题4

问题5

问题6

问题7

问题8

问题9

问题10

问题11

问题12

问题13

问题14

问题15

问题16

问题17

问题18

写在最后

提问问题

JVM类加载机制？
nginx怎么做到负载均衡？
HashMap的红⿊树和扩容机制？
怎么⽤前缀树过滤敏感词？
简单介绍一下JVM垃圾回收机制？
线程安全介绍？
IO如何多路复⽤？
讲⼀下抽象类和接口的区别？
讲⼀下static和final的作⽤？什么时候会不能⽤static？
string可以被继承吗？
synchonized 和 locked的区别？synchonized底层实现原理？
多线程创建的⽅式？
线程池怎么⽤？核⼼参数？整个执⾏的过程（包括消息队列）？
InnoDB和Mysam搜索引擎的区别以及索引的区别？
Innodb索引介绍下？Innodb的锁介绍下?
redis三⼤问题介绍⼀下？
项⽬⾥Redis当中数据不⼀致性怎么解决的？
Kafka如果有三个分区，四个消费者会怎么样？

问题1

Java类加载机制主要分为以下几个步骤：加载（Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）和使用（Using）。

类加载器按照一定的层次结构组织，遵循双亲委派模型（Parent Delegation Model），即先委托父类加载器去加载类，父类加载器加载不了时，再由子类加载器尝试加载。

问题2

nginx通过配置模块实现负载均衡，主要有轮询（Round Robin）、最少连接（Least Connections）、IP哈希（IP Hash）等算法。它会根据这些策略将客户端请求分发到后端服务器上

问题3

HashMap在Java 8中引入了红黑树，当链表长度超过一定阈值（默认8）时，链表会转换成红黑树以提高查找效率。

当HashMap中的元素数量达到负载因子与容量的乘积时，会进行扩容，默认将容量翻倍，并重新计算每个元素的位置。

问题4

前缀树（Trie Tree），也称字典树，是一种用于快速检索字符串集合的数据结构。

使用前缀树过滤敏感词，主要通过高效地对文本进行匹配和过滤，以检测并移除敏感词；按照以下步骤进行：

构建前缀树：首先，你需要将敏感词库转换成前缀树。每个敏感词都是树的一个节点，节点之间的连接表示字符之间的关系。例如，对于敏感词"abc"，你需要创建一个从根节点开始，依次添加'a'、'b'、'c'的路径。

插入数据：遍历敏感词库，将所有的敏感词按照上述方式插入前缀树中。在插入过程中，如果某个节点已经存在，则无需重复创建，只需更新该节点即可。

文本匹配：当需要检查某个文本是否含有敏感词时，将文本分解成单个字符，然后从前缀树的根节点开始遍历。如果在某一节点处发现文本的剩余部分与树中的路径完全匹配，则说明文本中含有一个敏感词。

处理匹配结果：如果找到匹配，可以根据需求对敏感词进行处理，比如替换为星号(*)、删除或者标记出来。

优化性能：为了提高匹配效率，可以对前缀树进行优化，比如使用压缩技术减少节点占用空间，或者采用Trie树的变种如字典树（Radix Tree）来减少内存消耗。

问题5

JVM垃圾回收机制是指Java虚拟机中用于管理内存的一系列自动化技术，其目的是回收那些不再被程序使用的内存资源，以便这些资源可以被重新分配给新的对象实例，来确保JVM运行时环境的稳定性和高效性。

垃圾回收机制主要分为以下几个方面：

垃圾回收器：JVM提供了多种垃圾回收器，每种都有其特点和适用场景。常见的垃圾回收器包括Serial GC、Parallel GC、Concurrent Mark Sweep (CMS) GC、Garbage-First (G1) GC等。

垃圾收集策略：垃圾回收策略决定了何时以及如何执行垃圾回收。主要的策略包括分代收集（Generational Collection）和标记-清除（Mark-Sweep）、标记-压缩（Mark-Compact）、复制（Copying）算法等。

分代收集：基于对象存活周期的不同，JVM将堆内存划分为新生代（Young Generation）、老年代（Old Generation）和永久代/元空间（PermGen/Metaspace）。大多数对象首先在新生代分配，经过一定次数的垃圾回收后，存活下来的对象会被移动到老年代。

内存管理：JVM还包含其他几个重要的内存区域，如方法区（用于存储类信息、静态变量等）、程序计数器（当前线程所执行的字节码的行号指示器）和虚拟机栈（每个方法执行的地方，用于存放局部变量表、操作数栈、动态链接等信息）。

性能监控和调优：通过JVM提供的工具如jconsole、jvisualvm、jmap、jstat等，可以监控垃圾回收的性能，并根据应用的特点进行调优，以达到最佳的内存使用效率。

问题6

线程安全是指当多个线程访问某个类的实例时，该类仍然能表现出正确的行为。

实现线程安全的方式有同步代码块、不可变对象、线程局部变量等。

问题7

IO多路复用是指通过单个线程监听多个文件描述符，当某个文件描述符就绪时，能够通知对应的处理程序进行处理。

在Java中，可以使用Selector和它的注册通道（Channel）来实现非阻塞IO的多路复用。

问题8

抽象类可以有构造方法、成员变量、成员函数（其中可以包含抽象方法），而接口只能声明常量和抽象方法。

抽象类可以实现多个接口，但接口不能实现类。

问题9

static用于定义类级别的成员变量或方法，它们不依赖于类的实例，而是属于类本身。final用于定义不可更改的变量或方法，一旦被赋值或实现后就不能被改变。static适用于那些与对象实例无关，需要在类级别上共享的成员，而final适用于需要确保不变性的。

不能使用static的情况：

静态不能用于实例变量和非静态方法，因为它们需要依赖于具体的对象实例来存在。
静态不能用于构造器，因为构造器的目的是创建对象实例，而静态方法和变量不依赖于任何特定的实例。
静态不能用于初始化块以外的代码块，因为静态代码块是用于初始化静态成员的特殊代码块。
静态不能用于实例初始化器（instance initializer block），因为实例初始化器是在创建对象实例时执行的，而静态成员与对象实例无关。

问题10

在Java中，String类是final的，因此不能被子类继承。

问题11

synchronized是Java内置的同步关键字，用于实现方法或代码块的互斥访问。

ReentrantLock是java.util.concurrent.locks包下的一个类，提供了比synchronized更强大的功能，如尝试非阻塞获取锁、可中断锁获取等。

synchronized 提供了基本的同步功能，使用起来比较简单，但是功能较少。ReentrantLock 提供了更多的控制和灵活性，但是需要程序员自己管理锁的获取和释放。

synchronized 的底层实现原理：

每个对象都有一个内置锁（monitor lock）关联。
当一个线程想要进入同步方法或同步代码块时，它必须先获得这个对象的内置锁。
如果锁已经被另一个线程持有，当前线程将被阻塞，直到锁被释放。
锁的释放是自动的，当同步方法或同步代码块执行完毕后，锁会被释放，其他线程可以竞争这个锁。
JVM利用操作系统的互斥锁（Mutex Lock）来实现内置锁。

问题12

可以通过Thread类的构造方法创建线程，或者实现Runnable接口，并将实例传递给Thread类的构造方法。还可以使用Callable接口和FutureTask类创建有返回值的线程。

问题13

在Java中使用线程池，一般会通过java.util.concurrent包中的ExecutorService接口来实现。ExecutorService提供了一组执行异步任务的方法，而线程池则实现了这个接口，用于管理一组工作线程，以提高资源的利用率和响应速度。

核心参数：

corePoolSize：核心线程数，即线程池在没有任务执行时也会保持的最小线程数。
maximumPoolSize：最大线程数，线程池允许的最大线程数。
keepAliveTime：空闲线程存活时间，当线程池中的线程数超过corePoolSize时，多余的线程在等待新任务执行前可以存活的最长时间。
unit：keepAliveTime的时间单位，如秒、分钟等。
workQueue：任务队列，用于存储待执行的任务，常用的有LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue等。
threadFactory：线程工厂，用于创建新线程。
handler：拒绝策略，当任务队列满了且线程数达到最大线程数时，如何处理新提交的任务。

执行过程：

当向线程池提交一个任务时，线程池会首先判断核心线程数是否已达到，如果没有，则创建一个新的工作线程来执行任务。
如果核心线程数已经达到，任务将被放入消息队列中。
如果消息队列已满，并且线程数小于最大线程数，线程池会创建新的工作线程来处理任务。
如果线程数达到最大线程数，并且消息队列也已满，线程池将根据拒绝策略来处理新提交的任务。常见的拒绝策略有AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（由调用者自己运行）、DiscardPolicy（丢弃任务）、DiscardOldestPolicy（丢弃队列最老的任务）。
当线程执行完任务后，它会回到空闲状态。如果此时线程池中的活跃线程数大于corePoolSize，并且有线程空闲时间超过keepAliveTime，那么空闲线程将被终止。
线程池会不断重复上述过程，以处理不断提交的任务。

使用线程池的一个典型例子如下：

import java.util.concurrent.*;public class ThreadPoolExample {public static void main(String[] args) {// 创建固定大小的线程池ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);// 提交任务到线程池for (int i = 0; i < 10; i++) {Runnable task = new Runnable() {public void run() {System.out.println("执行任务: " + Thread.currentThread().getName());}};executorService.submit(task);}// 关闭线程池executorService.shutdown();}
}

在使用线程池时，应当合理配置核心参数，避免创建过多线程导致资源浪费，或者创建过少线程导致任务处理不及时。同时，要注意正确关闭线程池，释放系统资源。

问题14

InnoDB支持事务处理、行级锁定和外键约束，而MyISAM不支持。

索引方面，InnoDB使用聚簇索引，数据和索引在一起存储，而MyISAM使用非聚簇索引，索引文件和数据文件分离。

问题15

InnoDB的索引是基于B+树的，主键索引是聚集索引，其他索引是辅助索引。辅助索引中的数据指针指向聚集索引的记录。

InnoDB支持行级锁和表级锁，行级锁有共享锁（S锁）、排他锁（X锁）、意向锁等。它还支持乐观并发控制和悲观并发控制，以减少锁争用。

Innodb支持两种类型的锁：

共享锁（Share Locks，又名读锁）：

允许多个事务读取同一个数据行，但不允许写入操作。
共享锁之间是兼容的，即多个事务可以同时持有同一数据行的共享锁进行读取。

排他锁（Exclusive Locks，又名写锁）：

只允许单个事务对某数据行进行写操作，期间不允许其他事务读取或写入该数据行。
排他锁之间是不兼容的，即如果一个事务对数据行加了排他锁，其他事务必须等待该事务释放锁才能访问该数据行。

Innodb还支持以下高级锁机制：

意向锁（Intention Locks）：

用于表示事务在某个资源上的锁的意向，比如意向共享锁（IS）或意向排他锁（IX）。
在请求更细粒度的锁之前，事务会先设置一个意向锁，这样其他事务就能知道这个事务打算在子资源上加什么样的锁。

行级锁（Row-level Locking）：

锁定的粒度非常细，只锁定一行数据。
行级锁可以大大减少锁冲突，提高并发性能。

乐观并发控制（Optimistic Concurrency Control，OCC）：

在更新数据前不加锁，而是在事务提交时检查是否有其他事务修改过相同的数据。
适用于冲突较少的环境，可以减少锁的开销。

悲观并发控制（Pessimistic Concurrency Control）：

在读取数据时就加锁，直到事务结束才释放锁。
适用于冲突较多的环境，可以保证数据的一致性，但可能会降低并发性能。

问题16

Redis面临的三大问题通常指的是持久化、复制和高可用性。

持久化是指将内存中的数据保存到磁盘，复制是指主从数据同步，高可用性涉及到故障转移和集群部署。

问题17

在项目中，可以通过以下方式解决Redis数据不一致性：

使用Raft或Redis Sentinel实现高可用性和自动故障转移。
使用Redis Cluster进行分布式部署，实现数据分片和冗余。
在应用层实现一致性协议，比如二阶段提交。
使用事务和Lua脚本来保证操作的原子性。

问题18

Kafka的分区和消费者之间是一对一的关系，即一个分区只能由一个消费者消费。如果有三个分区和四个消费者，那么第四个消费者将无法获得分区，除非调整消费者组的分配策略或者增加分区数量。

写在最后

PS：以上是网络上收集的一些常见的问题以及自己对答案搜索整理；一次整理基本上就是面试一次的题量，适合对自己的知识的查缺补漏

面试一般根据岗位要求或者简历上写的来进行扩展提问，也有些是直接问公司常用到的相关方面的技术问题，无论怎么准备都祝大家能拿到心怡的offer！