2019有赞中高级Java工程师面试题与解答

1. 说说JVM的内存分区

   • 线程私有的区域
     • 程序计数器：JVM中程序计数器相当于汇编语言中的CPU中的寄存器，保存程序当前执行的指令的地址。
     • 虚拟机栈：Java方法执行的栈由许多个栈帧构成，每个栈帧对应一个被调用的方法，在栈帧中包括局部变量表(Local Variables)、操作数栈(Operand Stack)、指向当前方法所属的类的运行时常量池（运行时常量池的概念在方法区部分会谈到）的引用(Reference to runtime constant pool)、方法返回地址(Return Address)和一些额外的附加信息。当线程执行一个方法时，就会随之创建一个对应的栈帧，并将建立的栈帧压栈。当方法执行完毕之后，便会将栈帧出栈。
     • 本地方法栈：与虚拟机栈相似，本地方法栈是为执行本地方法服务的。在JVM规范中，并没有强制规定本地方法栈的具体实现方法以及数据结构。在HotSopt虚拟机中直接就把本地方法栈和Java栈合二为一。
   • 线程共享的区域
     • 方法区：存储了每个类的信息（包括类的名称、方法信息、字段信息）、静态变量、常量以及编译器编译后的代码等。
     • 堆内存：用来存储对象本身的以及数组（数组引用是存放在Java栈中的）。只不过和C语言中的不同，在Java中，程序员基本不用去关心空间释放的问题，Java的垃圾回收机制会自动进行处理。因此这部分空间也是Java垃圾收集器管理的主要区域。在JVM中只有一个堆。

2. Java对象的回收算法

   • 分代收集法：它根据对象的生存周期，将堆分为新生代和老年代。在新生代中，由于对象生存期短，每次回收都会有大量对象死去，那么这时就采用复制算法。老年代里的对象存活率较高，没有额外的空间进行分配担保，所以可以使用标记整理或者标记清除。
   • 标记清除法：将需要回收的对象标记出来，批量清除。缺点是效率低，产生碎片。
   • 标记整理法：将需要回收的对象标记出来，移动到一端再清除，避免了碎片的产生。
   • 复制法：将新生代内存划分为8:1:1三部分，较大的叫Eden区，其余是两块较小的Survior区。每次都会优先使用Eden区，若Eden区满，就将对象复制到第二块内存区上，然后清除Eden区，如果此时存活的对象太多，以至于Survivor不够时，会将这些对象通过分配担保机制复制到老年代中。

3. CMS和G1了解么，CMS解决什么问题，说一下回收的过程。
   CMS，全称Concurrent Mark and Sweep，用于对年老代进行回收，目标是尽量减少应用的暂停时间，减少full gc发生的机率，利用和应用程序线程并发的垃圾回收线程来标记清除年老代。CMS并非没有暂停，而是用两次短暂停来替代串行标记整理算法的长暂停。

4. CMS回收为什么要停顿两次
   当虚拟机完成两次标记后，便确认了可以回收的对象。但是，垃圾回收并不会阻塞我们程序的线程，他是与当前程序并发执行的。所以问题就出在这里，当GC线程标记好了一个对象的时候，此时我们程序的线程又将该对象重新加入了“关系网”中，当执行二次标记的时候，该对象也没有重写finalize()方法，因此回收的时候就会回收这个不该回收的对象。虚拟机的解决方法就是在一些特定指令位置设置一些“安全点”，当程序运行到这些“安全点”的时候就会暂停所有当前运行的线程（Stop The World 所以叫STW），暂停后再找到“GC Roots”进行关系的组建，进而执行标记和清除。

5. Java栈和堆什么时候会发生内存溢出

   • 栈溢出：递归调用超过栈帧的深度，就会出现StackOverflowError。
   • 堆溢出：堆内存不足，且GC来不及或者无法回收内存时，就会发生堆溢出，比如在集合中大量创建对象直至堆内存耗尽。

6. 软引用和弱引用、虚应用的区别和使用场景。

   • 软引用：描述一些有用但非必需的对象，用java.lang.ref.SoftReference类来表示。对于软引用关联着的对象，只有在内存不足的时候JVM才会回收该对象，适合用来实现缓存。
   • 弱引用：弱引用的对象拥有更短暂的生命周期，用java.lang.ref.WeakReference类表示。在垃圾回收器线程扫描它所管辖的内存区域的过程中，一旦发现了只具有弱引用的对象，不管当前内存空间足够与否，都会回收它的内存。
   • 虚引用：顾名思义就是形同虚设，用java.lang.ref.PhantomReference类表示。与其他几种引用都不同，虚引用并不会决定对象的生命周期。如果一个对象仅持有虚引用，那么它就和没有任何引用一样，在任何时候都可能被垃圾回收。虚引用主要用来跟踪对象被垃圾回收的活动。

7. Java的锁有哪些，怎么使用、实现原理是什么

   • synchronized：用于方法或者对象的同步锁，实现原理是操作系统的互斥锁，属于重量级锁。在JDK6以后加入锁升级，提高了性能。
   • Lock：基于AQS的可重入的轻量级锁，实现类有ReentrantLock、ReadWriteLock、ReentrantReadWriteLock。相比synchronized，它的使用更加灵活，且需要手动释放锁。

8. 说说synchronized锁升级的过程
   参考：https://www.cnblogs.com/xiaoyangjia/p/11457994.html

9. Tomcat类加载器结构
   参考：https://www.jianshu.com/p/c205a74aa4da

10. Spring中如何让A和B两个bean按顺序加载
    采用dependOn注解

11. beanfactory和applicationcontext是什么关系，有什么区别

    • BeanFactory：是Spring里面最底层的接口，包含了各种Bean的定义，读取bean配置文档，管理bean的加载、实例化，控制bean的生命周期，维护bean之间的依赖关系。ApplicationContext接口作为BeanFactory的派生，除了提供BeanFactory所具有的功能外，还提供了更完整的框架功能：
      • 继承MessageSource，因此支持国际化。
      • 统一的资源文件访问方式。
      • 提供在监听器中注册bean的事件。
      • 同时加载多个配置文件。
      • 载入多个（有继承关系）上下文 ，使得每一个上下文都专注于一个特定的层次，比如应用的web层。
    • BeanFactroy采用的是延迟加载形式来注入Bean的，即只有在使用到某个Bean时(调用getBean())，才对该Bean进行加载实例化。这样，我们就不能发现一些存在的Spring的配置问题。如果Bean的某一个属性没有注入，BeanFacotry加载后，直至第一次使用调用getBean方法才会抛出异常。
    • ApplicationContext，它是在容器启动时，一次性创建了所有的Bean。这样，在容器启动时，我们就可以发现Spring中存在的配置错误，这样有利于检查所依赖属性是否注入。 ApplicationContext启动后预载入所有的单实例Bean，通过预载入单实例bean ,确保当你需要的时候，你就不用等待，因为它们已经创建好了。
    • 相对于基本的BeanFactory，ApplicationContext 唯一的不足是占用内存空间。当应用程序配置Bean较多时，程序启动较慢。
    • BeanFactory通常以编程的方式被创建，ApplicationContext还能以声明的方式创建，如使用ContextLoader。
    • BeanFactory和ApplicationContext都支持BeanPostProcessor、BeanFactoryPostProcessor的使用，但两者之间的区别是：BeanFactory需要手动注册，而ApplicationContext则是自动注册。

12. MySQL里如何做一条SQL的优化
    采用explain查看SQL的执行计划，比如执行explain select id from orders，
    出来的信息有10列，分别是id、select_type、table、type、possible_keys、key、key_len、ref、rows、Extra，比较重要的列：

    • key：表示实际使用的索引
    • ref：列与索引的比较
    • rows：扫描出的行数

    通过查询计划的信息，判断这条SQL是否需要增加索引、修改写法等等。

13. MySQL集群的主从复制怎么做的，具体有哪些线程做哪些事情，使用了哪些日志。

    • 主库在事务提交时，会把数据库变更作为事件记录在二进制文件binlog中；mysql主库上的sys_binlog控制binlog日志刷新到磁盘。
    • 主库推送二进制文件binlog中的事件到从库的中继日志relay log，之后从库根据中继日志重做数据库变更操作。通过逻辑复制，以此来达到数据一致。
    • Mysql通过3个线程来完成主从库之间的数据复制：其中BinLog Dump线程跑在主库上，I/O线程和SQl线程跑在从库上。当从库启动复制（start slave）时，首先创建I/O线程连接主库，主库随后创建Binlog Dump线程读取数据库事件并发给I/O线程，I/O线程获取到数据库事件更新到从库的中继日志Realy log中去，之后从库上的SQl线程读取中继日志relay log中更新的数据库事件并应用。

14. CAP定理了解吗，为什么只能三选二，为什么分区容忍性必须保证

    • Consistency（一致性）：多个节点之间的数据保持一致。
    • Availability（可用性）：只要收到用户的请求，服务器就必须给出回应。用户可以选择向 G1 或 G2 发起读操作。不管是哪台服务器，只要收到请求，就必须告诉用户，到底是 v0 还是 v1，否则就不满足可用性
    • Partition tolerance（分区容错性）：多个节点之间必然出现无法通信，分布式系统必须接收这种状况。

    一般来说，节点故障、网络故障是常态，分区容错无法避免，因此CAP的P总是成立，剩下的C和A无法同时做到。
    参考：http://www.ruanyifeng.com/blog/2018/07/cap.html

15. 哪些技术是牺牲了一致性来保证可用性
    MySQL主从复制就是典型的牺牲C，保证A的做法。

16. 如何高效处理10亿个数字去重
    采用bitmap，参考：https://www.jianshu.com/p/b39eb55d4670

17. 如何在十亿个数找前10个最大的数
    采用最小堆算法，参考：http://doc.okbase.net/zyq522376829/archive/169290.html

面试题来源：https://www.nowcoder.com/discuss/97444