史上最全的中高級JAVA工程師面試題及答案（三）

更新時間：2019-10-18 11:32:54 來源：動力節(jié)點瀏覽3207次

今天動力節(jié)點java培訓(xùn)機構(gòu)小編為大家匯總了史上最全的中高級JAVA工程師面試題及答案（三），分別是java設(shè)計模式面試題、JDK源碼面試題及java RPC面試題，希望能夠幫助到正在找工作的中高級JAVA程序員，下面就隨小編一起來看看吧。

java設(shè)計模式面試題

　　53、單例模式

　?。?）懶漢模式-非安全懶漢模式(線程不安全，可能出現(xiàn)多個Singleton 實例)

public class Singleton {

private static Singleton instance;

private Singleton (){}

public static Singleton getInstance() {

if (instance == null) {

instance = new Singleton();

}

return instance;

}

　?。?）懶漢模式-安全懶漢模式 (線程安全)

public class Singleton {

private static Singleton instance;

private Singleton (){}

public static synchronized Singleton getInstance() {

if (instance == null) {

instance = new Singleton();

}

return instance;

}

（3）餓漢模式

public class Singleton {

private static Singleton instance = new Singleton();

private Singleton (){}

public static Singleton getInstance() {

return instance;

}

　?。?）餓漢模式(變種) 餓漢(變種，跟第三種差不多，都是在類初始化即實例化instance)

public class Singleton {

private Singleton instance = null;

static {

instance = new Singleton();

}

private Singleton (){}

public static Singleton getInstance() {

return this.instance;

}

　（5）靜態(tài)內(nèi)部類，跟三四有細微差別：Singleton類被裝載instance不一定被初始化，因為內(nèi)部類SingletonHolder沒有被主動使用，只有顯示調(diào)用getInstance才會顯示裝載SingletonHolder 類，從而實例化instance

public class Singleton {

private static class SingletonHolder {

private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

}

private Singleton (){}

public static final Singleton getInstance() {

return SingletonHolder.INSTANCE;

}

　?。?）枚舉(既可以避免多線程同步問題，還可以防止被反序列化重建對象)

public enum Singleton {

INSTANCE;

public void whateverMethod() {

}

public static void main(String[] args) {

Singleton s = Singleton.INSTANCE;

Singleton s2 = Singleton.INSTANCE;

System.out.println(s==s2);

}

　　輸出結(jié)果：true ??

說明這種方式創(chuàng)建的對象是同一個，因為枚舉類中的INSTANCE是static final類型的，只能被實例化一次。對于Enum中每一個枚舉實例，都是相當(dāng)于一個單獨的Singleton實例。所以借用《Effective Java》一書中的話，單元素的枚舉類型已經(jīng)成為實現(xiàn)Singleton的最佳方法

　?。?）懶漢升級版

public class Singleton {

private volatile static Singleton singleton;

private Singleton (){}

public static Singleton getSingleton() {

if (singleton == null) {

synchronized (Singleton.class) {

if (singleton == null) {

singleton = new Singleton();

}

return singleton;

}

　　策略模式

　　JDK源碼面試題

　　54、ThreadLocal的實現(xiàn)原理

　　ThreadLocal的實現(xiàn)原理,有什么缺點?跟線程池結(jié)合使用要注意什么

　　原理：Current Thread當(dāng)前線程中有一個ThreadLocalMap對象，它的key是ThreadLocal的弱引用，Value是ThreadLocal調(diào)用set方法設(shè)置的對象值。每一個線程維護一個各自的ThreadLocalMap，所以多個線程之間變量相互隔離，互不干擾。

　　缺點：存在內(nèi)存泄漏問題，因為當(dāng)ThreadLocal設(shè)置為null后，ThreadLocalMap的key的弱引用指向了null，又沒有任何的強引用指向threadlocal，所以threadlocal會被GC回收掉。但是，ThreadLocalMap的Value不會被回收，CurrentThread當(dāng)前線程的強引用指向了ThreadLocalMap，進而指向了這個Entry,所以只有當(dāng)currentThread結(jié)束強引用斷開后，currentThread、ThreadLocalMap、Entry將全部被GC回收。

所以結(jié)論是：只要currentThread被GC回收，就不會出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。但是在currentThread被GC回收之前，threadlocal設(shè)置為null之后的這段時間里，Value不會被回收，比如當(dāng)使用線程池的時候，線程結(jié)束不會被GC回收，會被繼續(xù)復(fù)用，那這個Value肯定還會繼續(xù)存在。如果這個Value很大的情況下，可能就會內(nèi)存泄漏。雖然threadlocal的set和get方法執(zhí)行時會清除key為null的value，但是如果當(dāng)前線程在使用中沒有調(diào)用threadlocal的set或者get方法一樣可能會內(nèi)存泄漏。

　　跟線程池結(jié)合使用的注意事項：因為線程池中線程復(fù)用的情況，本次的threadlocal中可能已經(jīng)存在數(shù)據(jù)，所以上一次使用完threadlocal的變量后，要調(diào)用threadlocal的remove方法清除value。而且要注意調(diào)用完remove后應(yīng)該保證不會再調(diào)用get方法。

　　55、AQS實現(xiàn)公平鎖和非公平鎖

　　基于AQS的鎖(比如ReentrantLock)原理大體是這樣:

　?。?）有一個state變量，初始值為0，假設(shè)當(dāng)前線程為A,每當(dāng)A獲取一次鎖，status++. 釋放一次，status--.鎖會記錄當(dāng)前持有的線程。

　?。?）當(dāng)A線程擁有鎖的時候，status>0. B線程嘗試獲取鎖的時候會對這個status有一個CAS(0,1)的操作，嘗試幾次失敗后就掛起線程，進入一個等待隊列。

　?。?）如果A線程恰好釋放，--status==0, A線程會去喚醒等待隊列中第一個線程，即剛剛進入等待隊列的B線程，B線程被喚醒之后回去檢查這個status的值，嘗試CAS(0,1),而如果這時恰好C線程也嘗試去爭搶這把鎖。

　　非公平鎖實現(xiàn)：C直接嘗試對這個status CAS(0,1)操作，并成功改變了status的值，B線程獲取鎖失敗，再次掛起，這就是非公平鎖，B在C之前嘗試獲取鎖，而最終是C搶到了鎖。

公平鎖：C發(fā)現(xiàn)有線程在等待隊列，直接將自己進入等待隊列并掛起,B獲取鎖

　　java RPC面試題

　　56、RPC的序列化方式有哪些

　?。?）Thrift---facebook ?ProtoBuf---google

（2）Hessian

（3）AVA原生的序列化接口

（4）Json/xml

　　57、服務(wù)熔斷與服務(wù)降級概念

　　服務(wù)熔斷：

　　一般指某個服務(wù)的下游服務(wù)出現(xiàn)問題時采用的手段,而服務(wù)降級一般是從整體層面考慮的。下游服務(wù)出現(xiàn)問題時可以進行服務(wù)熔斷。

??對于目標服務(wù)的請求和調(diào)用大量超時或失敗，這時應(yīng)該熔斷該服務(wù)的所有調(diào)用，并且對于后續(xù)調(diào)用應(yīng)直接返回，從而快速釋放資源，確保在目標服務(wù)不可用的這段時間內(nèi)，所有對它的調(diào)用都是立即返回，不會阻塞的。再等到目標服務(wù)好轉(zhuǎn)后進行接口恢復(fù)。

　　服務(wù)降級：

　　當(dāng)服務(wù)器壓力劇增的情況下，根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)情況及流量對一些服務(wù)和頁面有策略的降級，以此釋放服務(wù)器資源以保證核心任務(wù)的正常運行。

　　58、JAVA線程執(zhí)行中怎么kill掉

　?。?）通過設(shè)置全局變量標志來控制線程的任務(wù)執(zhí)行完成.進而銷毀線程

（2）如果線程處于長久的阻塞狀態(tài),可以interrupt脫離線程阻塞狀態(tài)跳出程序體

　　59、HA主備怎么預(yù)防腦裂

　　一般采用2個方法

　　（1）仲裁當(dāng)兩個節(jié)點出現(xiàn)分歧時，由第3方的仲裁者決定聽誰的。這個仲裁者，可能是一個鎖服務(wù)，一個共享盤或者其它什么東西。

　?。?）fencing 當(dāng)不能確定某個節(jié)點的狀態(tài)時，通過fencing把對方干掉，確保共享資源被完全釋放，前提是必須要有可靠的fence設(shè)備。

　　60、性別字段是否需要加索引

1、聚集索引，葉子節(jié)點存儲行記錄，InnoDB索引和記錄是存儲在一起的。

2、普通索引，葉子節(jié)點存儲了主鍵的值。在InnoDB引擎中每個表都會有一個聚集索引,如果表定義了主鍵,那主鍵就是聚集索引.一個表只有一個聚集索引,其余為普通索引.如果性別sex字段定義為普通的索引,那么在使用普通索引查詢時,會先加載普通索引,通過普通索引查詢到實際行的主鍵,用主鍵通過聚集索引去查詢最終的行. 如果不對sex性別字段加索引,那么查找過程就是直接全表掃描查詢到聚集索引定位到行,而不需要普通索引和聚集索引的切換,所以效率可能更高一點。

　　61、Https的SSL握手過程

　　Https協(xié)議由兩部分組成:http+ssl,即在http協(xié)議的基礎(chǔ)上增加了一層ssl的握手過程.

　?。?）瀏覽器作為發(fā)起方,向網(wǎng)站發(fā)送一套瀏覽器自身支持的加密規(guī)則,比如客戶端支持的加密算法,Hash算法,ssl版本,以及一個28字節(jié)的隨機數(shù)client_random

　　（2）網(wǎng)站選出一套加密算法和hash算法，生成一個服務(wù)端隨機數(shù)server_random并以證書的形式返回給客戶端瀏覽器，這個證書還包含網(wǎng)站地址、公鑰public_key、證書的頒發(fā)機構(gòu)CA以及證書過期時間。

　?。?）瀏覽器解析證書是否有效，如果無效則瀏覽器彈出提示框告警。如果證書有效，則根據(jù)server_random生成一個preMaster_secret和Master_secret[會話密鑰], master_secret 的生成需要 preMaster_key ，并需要 client_random 和 server_random 作為種子。瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送經(jīng)過public_key加密的preMaster_secret,以及對握手消息取hash值并使用master_secret進行加密發(fā)送給網(wǎng)站.[客戶端握手結(jié)束通知，表示客戶端的握手階段已經(jīng)結(jié)束。這一項同時也是前面發(fā)送的所有內(nèi)容的hash值，用來供服務(wù)器校驗]

　　（4）服務(wù)器使用private_key 解密后得到preMaster_secret,再根據(jù)client_random 和 server_random 作為種子得到master_secret.然后使用master_secret解密握手消息并計算hash值,跟瀏覽器發(fā)送的hash值對比是否一致. 然后把握手消息通過master_secret進行對稱加密后返回給瀏覽器.以及把握手消息進行hash且master_secret加密后發(fā)給瀏覽器.[服務(wù)器握手結(jié)束通知，表示服務(wù)器的握手階段已經(jīng)結(jié)束。這一項同時也是前面發(fā)送的所有內(nèi)容的hash值，用來供客戶端校驗。]

　　（5）客戶端同樣可以使用master_secret進行解密得到握手消息.校驗握手消息的hash值是否跟服務(wù)器發(fā)送過來的hash值一致,一致則握手結(jié)束.通信開始

　?。?）以后的通信都是通過master_secret+對稱加密算法的方式進行. 客戶端與服務(wù)器進入加密通信，就完全是使用普通的HTTP協(xié)議，只不過用"會話密鑰"加密內(nèi)容。SSL握手過程中如果有任何錯誤，都會使加密連接斷開，從而阻止了隱私信息的傳輸

　　非對稱加密算法：RSA，DSA/DSS ?對稱加密算法：AES，RC4，3DES ?HASH算法：MD5，SHA1，SHA256

　　62、select和epoll的區(qū)別

　?。?）select有最大并發(fā)數(shù)限制，默認最大文件句柄數(shù)1024，可修改。epoll沒有最大文件句柄數(shù)限制，僅受系統(tǒng)中進程能打開的最大文件句柄限制。

（2）select效率低，每次都要線性掃描其維護的fd_set集合。epoll只在集合不為空才輪訓(xùn)

（3）select存在內(nèi)核空間和用戶空間的內(nèi)存拷貝問題。??

epoll中減少內(nèi)存拷貝，mmap將用戶空間的一塊地址和內(nèi)核空間的一塊地址同時映射到相同的一塊物理內(nèi)存地址

　　NIO使用的多路復(fù)用器是epoll

　　63、Epoll導(dǎo)致的selector空輪詢

　　Java NIO Epoll 會導(dǎo)致 Selector 空輪詢，最終導(dǎo)致 CPU 100% ??

官方聲稱在 JDK 1.6 版本的 update18 修復(fù)了該問題，但是直到 JDK 1.7 版本該問題仍舊存在，只不過該 BUG 發(fā)生概率降低了一些而已，它并沒有得到根本性解決 Netty的解決方案：

??對 Selector 的 select 操作周期進行統(tǒng)計，每完成一次空的 select 操作進行一次計數(shù)，若在某個周期內(nèi)連續(xù)發(fā)生 N 次空輪詢，則判斷觸發(fā)了 Epoll 死循環(huán) Bug。

??然后，Netty 重建 Selector 來解決。判斷是否是其他線程發(fā)起的重建請求，若不是則將原 SocketChannel 從舊的 Selector 上取消注冊，然后重新注冊到新的 Selector 上，最后將原來的 Selector 關(guān)閉。

　　64、正排索引和倒排索引

　　正排索引

　　也叫正向索引，正排表是以document文檔的ID為關(guān)鍵字，記錄了document文檔中所有的關(guān)鍵字keyword的信息，所以在查找某個keyword的時候，會掃描正排表中每個document文檔，直到查出所有包含keyword的文檔。圖示：

　　倒排索引

　　也叫反向索引，倒排表示以keyword關(guān)鍵字建立索引，關(guān)鍵詞keyword所對應(yīng)的的表項記錄了出現(xiàn)這個keyword的所有文檔。表項包含了該文檔的ID和在該文檔中出現(xiàn)的位置情況。倒排表一次可以查出keyword關(guān)鍵字對應(yīng)的所有文檔，效率高于正排表。