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微众银行面经（详细）

聊一聊 AQS

AQS，全称是 AbstractQueuedSynchronizer，中文意思是抽象队列同步器，由 Doug Lea 设计，是 Java 并发包java.util.concurrent的核心框架类，许多同步类的实现都依赖于它，如 ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch 等。

AQS 的思想是，如果被请求的共享资源空闲，则当前线程能够成功获取资源；否则，它将进入一个等待队列，当有其他线程释放资源时，系统会挑选等待队列中的一个线程，赋予其资源。

整个过程通过维护一个 int 类型的状态和一个先进先出（FIFO）的队列，来实现对共享资源的管理。

三分恶面渣逆袭：AQS抽象队列同步器

①、同步状态 state 由 volatile 修饰，保证了多线程之间的可见性；

private volatile int state;

②、同步队列是通过内部定义的 Node 类来实现的，每个 Node 包含了等待状态、前后节点、线程的引用等。

static final class Node {
    static final int CANCELLED =  1;
    static final int SIGNAL    = -1;
    static final int CONDITION = -2;
    static final int PROPAGATE = -3;

    volatile Node prev;

    volatile Node next;

    volatile Thread thread;
}

AQS 支持两种同步方式：

• 独占模式：这种方式下，每次只能有一个线程持有锁，例如 ReentrantLock。
• 共享模式：这种方式下，多个线程可以同时获取锁，例如 Semaphore 和 CountDownLatch。

子类可以通过继承 AQS 并实现它的方法来管理同步状态，这些方法包括：

• tryAcquire：独占方式尝试获取资源，成功则返回 true，失败则返回 false；
• tryRelease：独占方式尝试释放资源；
• tryAcquireShared(int arg)：共享方式尝试获取资源；
• tryReleaseShared(int arg)：共享方式尝试释放资源；
• isHeldExclusively()：该线程是否正在独占资源。

如果共享资源被占用，需要一种特定的阻塞等待唤醒机制来保证锁的分配，AQS 会将竞争共享资源失败的线程添加到一个 CLH 队列中。

三分恶面渣逆袭：CLH队列

在 CLH 锁中，当一个线程尝试获取锁并失败时，它会将自己添加到队列的尾部并自旋，等待前一个节点的线程释放锁。

三分恶面渣逆袭：AQS变种CLH队列

说说你对线程池的理解

线程池，简单来说，就是一个管理线程的池子。

三分恶面渣逆袭：管理线程的池子

①、频繁地创建和销毁线程会消耗系统资源，线程池能够复用已创建的线程。

②、提高响应速度，当任务到达时，任务可以不需要等待线程创建就立即执行。

③、线程池支持定时执行、周期性执行、单线程执行和并发数控制等功能。

线程池的阻塞队列有哪些实现方式？

在 Java 中，线程池（ThreadPoolExecutor）使用阻塞队列（BlockingQueue）来存储待处理的任务。

三分恶面渣逆袭：线程池常用阻塞队列

①、ArrayBlockingQueue：一个有界的先进先出的阻塞队列，底层是一个数组，适合固定大小的线程池。

ArrayBlockingQueue<Integer> blockingQueue = new ArrayBlockingQueue<Integer>(10, true);

②、LinkedBlockingQueue：底层数据结构是链表，如果不指定大小，默认大小是 Integer.MAX_VALUE，相当于一个无界队列。

技术派实战项目中，就使用了 LinkedBlockingQueue 来配置 RabbitMQ 的消息队列。

技术派实战项目源码

③、PriorityBlockingQueue：一个支持优先级排序的无界阻塞队列。任务按照其自然顺序或通过构造器给定的 Comparator 来排序。

适用于需要按照给定优先级处理任务的场景，比如优先处理紧急任务。

④、DelayQueue：类似于 PriorityBlockingQueue，由二叉堆实现的无界优先级阻塞队列。

Executors 中的 newScheduledThreadPool() 就使用了 DelayQueue 来实现延迟执行。

public ScheduledThreadPoolExecutor(int corePoolSize) {
    super(corePoolSize, Integer.MAX_VALUE, 0, NANOSECONDS,
            new DelayedWorkQueue());
}

⑤、SynchronousQueue：实际上它不是一个真正的队列，因为没有容量。每个插入操作必须等待另一个线程的移除操作，同样任何一个移除操作都必须等待另一个线程的插入操作。

Executors.newCachedThreadPool() 就使用了 SynchronousQueue，这个线程池会根据需要创建新线程，如果有空闲线程则会重复使用，线程空闲 60 秒后会被回收。

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
    return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
                                    60L, TimeUnit.SECONDS,
                                    new SynchronousQueue<Runnable>());
}

对异常体系了解多少？

三分恶面渣逆袭：Java异常体系

Throwable 是 Java 语言中所有错误和异常的基类。它有两个主要的子类：Error 和 Exception，这两个类分别代表了 Java 异常处理体系中的两个分支。

Error 类代表那些严重的错误，这类错误通常是程序无法处理的。比如，OutOfMemoryError 表示内存不足，StackOverflowError 表示栈溢出。这些错误通常与 JVM 的运行状态有关，一旦发生，应用程序通常无法恢复。

Exception 类代表程序可以处理的异常。它分为两大类：编译时异常（Checked Exception）和运行时异常（Runtime Exception）。

①、编译时异常（Checked Exception）：这类异常在编译时必须被显式处理（捕获或声明抛出）。

如果方法可能抛出某种编译时异常，但没有捕获它（try-catch）或没有在方法声明中用 throws 子句声明它，那么编译将不会通过。例如：IOException、SQLException 等。

②、运行时异常（Runtime Exception）：这类异常在运行时抛出，它们都是 RuntimeException 的子类。对于运行时异常，Java 编译器不要求必须处理它们（即不需要捕获也不需要声明抛出）。

运行时异常通常是由程序逻辑错误导致的，如 NullPointerException、IndexOutOfBoundsException 等。

@SpringBootApplication注解了解吗？

@SpringBootApplication是 Spring Boot 的核心注解，经常用于主类上，作为项目启动入口的标识。它是一个组合注解：

• @SpringBootConfiguration：继承自 @Configuration，标注该类是一个配置类，相当于一个 Spring 配置文件。
• @EnableAutoConfiguration：告诉 Spring Boot 根据 pom.xml 中添加的依赖自动配置项目。例如，如果 spring-boot-starter-web 依赖被添加到项目中，Spring Boot 会自动配置 Tomcat 和 Spring MVC。
• @ComponentScan：扫描当前包及其子包下被@Component、@Service、@Controller、@Repository 注解标记的类，并注册为 Spring Bean。

@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

说说 Spring 常见的注解？

Spring 提供了大量的注解来简化 Java 应用的开发和配置，主要用于 Web 开发、往容器注入 Bean、AOP、事务控制等。

三分恶面渣逆袭：Spring常用注解

Web 开发方面有哪些注解呢？

①、@Controller：用于标注控制层组件。

②、@RestController：是@Controller 和 @ResponseBody 的结合体，返回 JSON 数据时使用。

③、@RequestMapping：用于映射请求 URL 到具体的方法上，还可以细分为：

• @GetMapping：只能用于处理 GET 请求
• @PostMapping：只能用于处理 POST 请求
• @DeleteMapping：只能用于处理 DELETE 请求

④、@ResponseBody：直接将返回的数据放入 HTTP 响应正文中，一般用于返回 JSON 数据。

⑤、@RequestBody：表示一个方法参数应该绑定到 Web 请求体。

⑥、@PathVariable：用于接收路径参数，比如 @RequestMapping(“/hello/{name}”)，这里的 name 就是路径参数。

⑦、@RequestParam：用于接收请求参数。比如 @RequestParam(name = "key") String key，这里的 key 就是请求参数。

容器类注解有哪些呢？

• @Component：标识一个类为 Spring 组件，使其能够被 Spring 容器自动扫描和管理。
• @Service：标识一个业务逻辑组件（服务层）。比如 @Service("userService")，这里的 userService 就是 Bean 的名称。
• @Repository：标识一个数据访问组件（持久层）。
• @Autowired：按类型自动注入依赖。
• @Configuration：用于定义配置类，可替换 XML 配置文件。
• @Value：用于将 Spring Boot 中 application.properties 配置的属性值赋值给变量。

AOP 方面有哪些注解呢？

@Aspect 用于声明一个切面，可以配合其他注解一起使用，比如：

• @After：在方法执行之后执行。
• @Before：在方法执行之前执行。
• @Around：方法前后均执行。
• @PointCut：定义切点，指定需要拦截的方法。

事务注解有哪些？

主要就是 @Transactional，用于声明一个方法需要事务支持。

SpringTask 了解吗？

SpringTask 是 Spring 框架提供的一个轻量级的任务调度框架，它允许我们开发者通过简单的注解来配置和管理定时任务。

①、@Scheduled：最常用的注解，用于标记方法为计划任务的执行点。技术派实战项目中，就使用该注解来定时刷新 sitemap.xml：

@Scheduled(cron = "0 15 5 * * ?")
public void autoRefreshCache() {
    log.info("开始刷新sitemap.xml的url地址，避免出现数据不一致问题!");
    refreshSitemap();
    log.info("刷新完成！");
}

@Scheduled 注解支持多种调度选项，如 fixedRate、fixedDelay 和 cron 表达式。

②、@EnableScheduling：用于开启定时任务的支持。

技术派的启动类就有该注解的影子

MySQL 索引如何优化？

正确地使用索引可以显著减少 SQL 的查询时间，通常可以从索引覆盖、避免使用 != 或者 <> 操作符、适当使用前缀索引、避免列上函数运算、正确使用联合索引等方面进行优化。

①、利用覆盖索引

使用非主键索引查询数据时需要回表，但如果索引的叶节点中已经包含要查询的字段，那就不会再回表查询了，这就叫覆盖索引。

举个例子，现在要从 test 表中查询 city 为上海的 name 字段。

select name from test where city='上海'

如果仅在 city 字段上添加索引，那么这条查询语句会先通过索引找到 city 为上海的行，然后再回表查询 name 字段，这就是回表查询。

为了避免回表查询，可以在 city 和 name 字段上建立联合索引，这样查询结果就可以直接从索引中获取。

alter table test add index index1(city,name);

②、避免使用 != 或者 <> 操作符

!= 或者 <> 操作符会导致 MySQL 无法使用索引，从而导致全表扫描。

例如，可以把column<>'aaa'，改成column>'aaa' or column<'aaa'，就可以使用索引了。

优化策略就是尽可能使用 =、>、<、BETWEEN等操作符，它们能够更好地利用索引。

③、适当使用前缀索引

适当使用前缀索引可以降低索引的空间占用，提高索引的查询效率。

比如，邮箱的后缀一般都是固定的@xxx.com，那么类似这种后面几位为固定值的字段就非常适合定义为前缀索引：

alter table test add index index2(email(6));

需要注意的是，MySQL 无法利用前缀索引做 order by 和 group by 操作。

④、避免列上使用函数

在 where 子句中直接对列使用函数会导致索引失效，因为数据库需要对每行的列应用函数后再进行比较，无法直接利用索引。

select name from test where date_format(create_time,'%Y-%m-%d')='2021-01-01';

可以改成：

select name from test where create_time>='2021-01-01 00:00:00' and create_time<'2021-01-02 00:00:00';

通过日期的范围查询，而不是在列上使用函数，可以利用 create_time 上的索引。

⑤、正确使用联合索引

正确地使用联合索引可以极大地提高查询性能，联合索引的创建应遵循最左前缀原则，即索引的顺序应根据列在查询中的使用频率和重要性来安排。

select * from messages where sender_id=1 and receiver_id=2 and is_read=0;

那就可以为 sender_id、receiver_id 和 is_read 这三个字段创建联合索引，但是要注意索引的顺序，应该按照查询中的字段顺序来创建索引。

alter table messages add index index3(sender_id,receiver_id,is_read);

MySQL 和缓存一致性问题了解吗？

在技术派实战项目中，我采用的是先写 MySQL，再删除 Redis 的方式来保证缓存和数据库的数据一致性。

技术派教程

对于第一次查询，请求 B 查询到的缓存数据是 10，但 MySQL 被请求 A 更新为了 11，此时数据库和缓存不一致。

但也只存在这一次不一致的情况，对于不是强一致性的业务，可以容忍。

当请求 B 第二次查询时，因为请求 A 更新完数据库把缓存删除了，所以请求 B 这次不会命中缓存，会重新查一次 MySQL，然后回写到 Redis。

缓存和数据库又一致了。

Redis 为什么这么快？

Redis 的速度⾮常快，单机的 Redis 就可以⽀撑每秒十几万的并发，性能是 MySQL 的⼏⼗倍。速度快的原因主要有⼏点：

①、基于内存的数据存储，Redis 将数据存储在内存当中，使得数据的读写操作避开了磁盘 I/O。而内存的访问速度远超硬盘，这是 Redis 读写速度快的根本原因。

②、单线程模型，Redis 使用单线程模型来处理客户端的请求，这意味着在任何时刻只有一个命令在执行。这样就避免了线程切换和锁竞争带来的消耗。

③、IO 多路复⽤，基于 Linux 的 select/epoll 机制。该机制允许内核中同时存在多个监听套接字和已连接套接字，内核会一直监听这些套接字上的连接请求或者数据请求，一旦有请求到达，就会交给 Redis 处理，就实现了所谓的 Redis 单个线程处理多个 IO 读写的请求。

三分恶面渣逆袭：Redis使用IO多路复用和自身事件模型

④、高效的数据结构，Redis 提供了多种高效的数据结构，如字符串（String）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set）等，这些数据结构经过了高度优化，能够支持快速的数据操作。

if else过多怎么解决？

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一系列的算法，将每个算法封装起来，使得它们可以相互替换。这种模式通常用于实现不同的业务规则或策略，其中每种策略封装了特定的行为或算法。

特别适合用于优化程序中的复杂条件分支语句（if-else），将不同的分支逻辑封装到不同的策略类中，然后通过上下文类来选择不同的策略。

在策略模式中，有三个角色：上下文（Context）、策略接口（Strategy Interface）和具体策略（Concrete Strategy）。

• 策略接口：定义所有支持的算法的公共接口。策略模式的核心。
• 具体策略：实现策略接口的类，提供具体的算法实现。
• 上下文：使用策略的类。通常包含一个引用指向策略接口，可以在运行时改变其具体策略。

技术派教程

比如说在技术派中，用户可以自由切换 AI 服务，服务端可以通过 if/esle 进行判断，但如果后续需要增加新的 AI 服务，就需要修改代码，这样不够灵活。

因此，我们使用了策略模式，将不同的 AI 服务封装成不同的策略类，通过工厂模式创建不同的 AI 服务实例，从而实现 AI 服务的动态切换。

@Service
public class PaiAiDemoServiceImpl extends AbsChatService {

    @Override
    public AISourceEnum source() {
        return AISourceEnum.PAI_AI;
    }
}

@Slf4j
@Service
public class ChatGptAiServiceImpl extends AbsChatService {
    @Override
    public AISourceEnum source() {
        return AISourceEnum.CHAT_GPT_3_5;
    }
}

@Slf4j
@Service
public class XunFeiAiServiceImpl extends AbsChatService {
    @Override
    public AISourceEnum source() {
        return AISourceEnum.XUN_FEI_AI;
    }
}

参考链接

• 三分恶的面渣逆袭：https://javabetter.cn/sidebar/sanfene/nixi.html
• 二哥的 Java 进阶之路：https://javabetter.cn