一线互联网常见的 14 个 Java 面试题,你颤抖了吗程序员

跳槽不算频繁,但参加过不少面试(电话面试、face to face 面试),面过大 / 小公司、互联网 / 传统软件公司,面糊过(眼高手低,缺乏实战经验,挂掉),也面过人,所幸未因失败而气馁,在此过程中不断查缺补漏,养成了踏实、追本溯源、持续改进的习惯,特此将自己经历过、构思过的一些面试题记录下来,如果答案有问题,欢迎拍砖讨论,希望能对找工作或者感兴趣的同学有所帮助,陆续整理中。

1. synchronized 和 reentrantlock 异同

相同点

都实现了多线程同步和内存可见性语义

都是可重入锁

不同点

实现机制不同 synchronized 通过 java 对象头锁标记和 Monitor 对象实现 reentrantlock 通过 CAS、ASQ(AbstractQueuedSynchronizer)和 locksupport(用于阻塞和解除阻塞)实现 synchronized 依赖 jvm 内存模型保证包含共享变量的多线程内存可见性 reentrantlock 通过 ASQ 的 volatile state 保证包含共享变量的多线程内存可见性

使用方式不同 synchronized 可以修饰实例方法(锁住实例对象)、静态方法(锁住类对象)、代码块(显示指定锁对象) reentrantlock 显示调用 trylock()/lock() 方法,需要在 finally 块中释放锁

功能丰富程度不同 reentrantlock 提供有限时间等候锁(设置过期时间)、可中断锁(lockInterruptibly)、condition(提供 await、signal 等方法)等丰富语义 reentrantlock 提供公平锁和非公平锁实现 synchronized 不可设置等待时间、不可被中断(interrupted)

2. concurrenthashmap 为何读不用加锁

jdk1.7

1)HashEntry 中的 key、hash、next 均为 final 型,只能表头插入、删除结点

2)HashEntry 类的 value 域被声明为 volatile 型

3)不允许用 null 作为键和值,当读线程读到某个 HashEntry 的 value 域的值为 null 时,便知道产生了冲突——发生了重排序现象(put 设置新 value 对象的字节码指令重排序),需要加锁后重新读入这个 value 值

4)volatile 变量 count 协调读写线程之间的内存可见性,写操作后修改 count,读操作先读 count,根据 happen-before 传递性原则写操作的修改读操作能够看到

jdk1.8

1)Node 的 val 和 next 均为 volatile 型

2)tabAt 和 casTabAt 对应的 unsafe 操作实现了 volatile 语义

3. ContextClassLoader(线程上下文类加载器)的作用

越过类加载器的双亲委派机制去加载类,如 serviceloader 实现

使用线程上下文类加载器加载类,要注意保证多个需要通信的线程间的类加载器应该是同一个,防止因为不同的类加载器导致类型转换异常 (ClassCastException)

4. tomcat 类加载机制

不同应用使用不同的 webapp 类加载器,实现应用隔离的效果,webapp 类加载器下面是 jsp 类加载器

不同应用共享的 jar 包可以放到 Shared 类加载器 /shared 目录下

5. osgi 类加载机制

osgi 类加载模型是网状的,可以在模块(Bundle)间互相委托

osgi 实现模块化热部署的关键是自定义类加载器机制的实现,每个 Bundle 都有一个自己的类加载器,当需要更换一个 Bundle 时,就把 Bundle 连同类加载器一起换掉以实现代码的热替换

当收到类加载请求时,osgi 将按照下面的顺序进行类搜索:

1)将以 java.* 开头的类委派给父类加载器加载

2)否则,将委派列表名单(配置文件 org.osgi.framework.bootdelegation 中定义)内的类委派给父类加载器加载

3)否则,检查是否在 Import-Package 中声明,如果是,则委派给 Export 这个类的 Bundle 的类加载器加载

4)否则,检查是否在 Require-Bundle 中声明,如果是,则将类加载请求委托给 required bundle 的类加载器

5)否则,查找当前 Bundle 的 ClassPath,使用自己的类加载器加载

6)否则,查找类是否在自己的 Fragment Bundle 中,如果在,则委派给 Fragment Bundle 的类加载器加载

7)否则,查找 Dynamic Import-Package(Dynamic Import 只有在真正用到此 Package 的时候才进行加载)的 Bundle,委派给对应 Bundle 的类加载器加载

8)否则,类查找失败

6. 如何结束一个一直运行的线程

使用退出标志,这个 flag 变量要多线程可见

使用 interrupt,结合 isInterrupted() 使用

7. threadlocal 使用场景及问题

threadlocal 并不能解决多线程共享变量的问题,同一个 threadlocal 所包含的对象,在不同的 thread 中有不同的副本,互不干扰

用于存放线程上下文变量,方便同一线程对变量的前后多次读取,如事务、数据库 connection 连接,在 web 编程中使用的更多

问题:注意线程池场景使用 threadlocal,因为实际变量值存放在了 thread 的 threadlocalmap 类型变量中,如果该值没有 remove,也没有先 set 的话,可能会得到以前的旧值

问题:注意线程池场景下的内存泄露,虽然 threadlocal 的 get/set 会清除 key(key 为 threadlocal 的弱引用,value 是强引用,导致 value 不释放)为 null 的 entry,但是最好 remove

8. 线程池从启动到工作的流程

刚创建时,里面没有线程

调用 execute() 添加任务时:

1)如果正在运行的线程数量小于核心参数 corePoolSize,继续创建线程运行这个任务

2)否则,如果正在运行的线程数量大于或等于 corePoolSize,将任务加入到阻塞队列中

3)否则,如果队列已满,同时正在运行的线程数量小于核心参数 maximumPoolSize,继续创建线程运行这个任务

4)否则,如果队列已满,同时正在运行的线程数量大于或等于 maximumPoolSize,根据设置的拒绝策略处理

5)完成一个任务,继续取下一个任务处理

6)没有任务继续处理,线程被中断或者线程池被关闭时,线程退出执行,如果线程池被关闭,线程结束

7)否则,判断线程池正在运行的线程数量是否大于核心线程数,如果是,线程结束,否则线程阻塞。因此线程池任务全部执行完成后,继续留存的线程池大小为 corePoolSize

8)本文所列出的 14 个 Java 面试题只是我所遭遇的面试中的一部分,其他的面试题我也会陆续整理出来,说到这里另外顺便给大家推荐一个架构交流学习群:697579751,里面会分享一些资深架构师录制的视频录像:有 Spring,MyBatis,Netty 源码分析,高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理,JVM 性能优化这些成为架构师必备的知识体系。还能领取免费的学习资源,相信对于已经工作和遇到技术瓶颈的码友,在这个群里会有你需要的内容。

9. 阻塞队列 BlockingQueue take 和 poll 区别

poll(time):取走 BlockingQueue 里排在首位的对象, 若不能立即取出,则可以等 time 参数规定的时间,取不到时返回 null

take():取走 BlockingQueue 里排在首位的对象,若 BlockingQueue 为空,阻塞直到 BlockingQueue 有新的对象被加入

10. 如何从 FutureTask 不阻塞获取结果

get(long timeout,TimeUnit unit),超时则返回

轮询,先通过 isDone()判断是否结束,然后调用 get()

11. blockingqueue 如果存放了比较关键的数据,系统宕机该如何处理

开放性问题,欢迎讨论

将队列持久化,比较麻烦,需要将生产数据持久化到磁盘,持久化成功才返回,消费者线程从磁盘加载数据到内存阻塞队列中,维护消费 offset,启动时,根据消费 offset 从磁盘加载数据

加入消息队列,保证消息不丢失,生成序列号,消费幂等,根据消费进程决定系统重启后的生产状态

12. NIO 与传统 I/O 的区别

节约线程,NIO 由原来的每个线程都需要阻塞读写变成了由单线程(即 Selector)负责处理多个 channel 注册(register)的兴趣事件(SelectionKey)集合(底层借助操作系统提供的 epoll()),netty bossgroup 处理 accept 连接(没看明白为什么 bossgroup 设置多个 thread 的必要性),workergroup 处理具体业务流程和数据读写

NIO 提供非阻塞操作

传统 I/O 以流的方式处理数据,而 NIO 以块的方式处理数据,NIO 提供 bytebuffer,分为堆内和堆外缓冲区,读写时均先放到该缓冲区中,然后由内核通过 channel 传输到对端,堆外缓冲区不走内核,提升了性能

13. list 中存放可重复字符串,如何删除某个字符串

调用 iterator 相关方法删除

倒删,防止正序删除导致的数组重排,index 跳过数组元素问题

14. 有哪些 GC ROOTS(跟日常开发比较相关的是和此相关的内存泄露)

所有 Java 线程当前活跃的栈帧里指向 GC 堆里的对象的引用,因此用不到的对象及时置 null,提升内存回收效率

静态变量引用的对象,因此减少静态变量特别是静态集合变量的大小,集合存放的对象覆写 euqls()和 hashcode(),防止持续增长

本地方法 JNI 引用的对象

方法区中的常量引用的对象,因此减少在长字符串上调用 String.intern()

classloader 加载的 class 对象,因此自定义 classloader 无效时及时置 null 并且注意类加载器加载对象之间的隔离

jvm 里的一些静态数据结构里指向 GC 堆里的对象的引用

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