diff --git a/.gitignore b/.gitignore index 853f53da..37cac614 100644 --- a/.gitignore +++ b/.gitignore @@ -32,3 +32,7 @@ dataSources/ ### OS ### .DS_Store +.Ds_Store´ +/node_modules + + diff --git a/HomePage.md b/HomePage.md deleted file mode 100644 index 43a33895..00000000 --- a/HomePage.md +++ /dev/null @@ -1,236 +0,0 @@ -点击订阅[Java面试进阶指南](https://xiaozhuanlan.com/javainterview?rel=javaguide)(专为Java面试方向准备)。[为什么要弄这个专栏?](https://shimo.im/./9BJjNsNg7S4dCnz3/) - -

Java 学习/面试指南

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- - - - -## 目录 - -- [Java](#java) - - [基础](#基础) - - [容器](#容器) - - [并发](#并发) - - [JVM](#jvm) - - [I/O](#io) - - [Java 8](#java-8) - - [编程规范](#编程规范) -- [网络](#网络) -- [操作系统](#操作系统) - - [Linux相关](#linux相关) -- [数据结构与算法](#数据结构与算法) - - [数据结构](#数据结构) - - [算法](#算法) -- [数据库](#数据库) - - [MySQL](#mysql) - - [Redis](#redis) -- [系统设计](#系统设计) - - [设计模式(工厂模式、单例模式 ... )](#设计模式) - - [常用框架(Spring、Zookeeper ... )](#常用框架) - - [数据通信(消息队列、Dubbo ... )](#数据通信) - - [网站架构](#网站架构) -- [面试指南](#面试指南) - - [备战面试](#备战面试) - - [常见面试题总结](#常见面试题总结) - - [面经](#面经) -- [工具](#工具) - - [Git](#git) - - [Docker](#Docker) -- [资料](#资料) - - [书单](#书单) - - [Github榜单](#Github榜单) -- [待办](#待办) -- [说明](#说明) - -## Java - -### 基础 - -* [Java 基础知识回顾](java/Java基础知识.md) -* [Java 基础知识疑难点总结](java/Java疑难点.md) -* [J2EE 基础知识回顾](java/J2EE基础知识.md) - -### 容器 - -* [Java容器常见面试题/知识点总结](java/collection/Java集合框架常见面试题.md) -* [ArrayList 源码学习](java/collection/ArrayList.md) -* [LinkedList 源码学习](java/collection/LinkedList.md) -* [HashMap(JDK1.8)源码学习](java/collection/HashMap.md) - -### 并发 - -* [Java 并发基础常见面试题总结](java/Multithread/JavaConcurrencyBasicsCommonInterviewQuestionsSummary.md) -* [Java 并发进阶常见面试题总结](java/Multithread/JavaConcurrencyAdvancedCommonInterviewQuestions.md) -* [并发容器总结](java/Multithread/并发容器总结.md) -* [乐观锁与悲观锁](essential-content-for-interview/面试必备之乐观锁与悲观锁.md) -* [JUC 中的 Atomic 原子类总结](java/Multithread/Atomic.md) -* [AQS 原理以及 AQS 同步组件总结](java/Multithread/AQS.md) - -### JVM -* [一 Java内存区域](java/jvm/Java内存区域.md) -* [二 JVM垃圾回收](java/jvm/JVM垃圾回收.md) -* [三 JDK 监控和故障处理工具](java/jvm/JDK监控和故障处理工具总结.md) -* [四 类文件结构](java/jvm/类文件结构.md) -* [五 类加载过程](java/jvm/类加载过程.md) -* [六 类加载器](java/jvm/类加载器.md) - -### I/O - -* [BIO,NIO,AIO 总结 ](java/BIO-NIO-AIO.md) -* [Java IO 与 NIO系列文章](java/Java%20IO与NIO.md) - -### Java 8 - -* [Java 8 新特性总结](java/What's%20New%20in%20JDK8/Java8Tutorial.md) -* [Java 8 学习资源推荐](java/What's%20New%20in%20JDK8/Java8教程推荐.md) - -### 编程规范 - -- [Java 编程规范](java/Java编程规范.md) - -## 网络 - -* [计算机网络常见面试题](network/计算机网络.md) -* [计算机网络基础知识总结](network/干货:计算机网络知识总结.md) -* [HTTPS中的TLS](network/HTTPS中的TLS.md) - -## 操作系统 - -### Linux相关 - -* [后端程序员必备的 Linux 基础知识](operating-system/后端程序员必备的Linux基础知识.md) -* [Shell 编程入门](operating-system/Shell.md) - -## 数据结构与算法 - -### 数据结构 - -- [数据结构知识学习与面试](dataStructures-algorithms/数据结构.md) - -### 算法 - -- [算法学习资源推荐](dataStructures-algorithms/算法学习资源推荐.md) -- [几道常见的字符串算法题总结 ](dataStructures-algorithms/几道常见的子符串算法题.md) -- [几道常见的链表算法题总结 ](dataStructures-algorithms/几道常见的链表算法题.md) -- [剑指offer部分编程题](dataStructures-algorithms/剑指offer部分编程题.md) -- [公司真题](dataStructures-algorithms/公司真题.md) -- [回溯算法经典案例之N皇后问题](dataStructures-algorithms/Backtracking-NQueens.md) - -## 数据库 - -### MySQL - -* [MySQL 学习与面试](database/MySQL.md) -* [一千行MySQL学习笔记](database/一千行MySQL命令.md) -* [MySQL高性能优化规范建议](database/MySQL高性能优化规范建议.md) -* [数据库索引总结](database/MySQL%20Index.md) -* [事务隔离级别(图文详解)](database/事务隔离级别(图文详解).md) -* [一条SQL语句在MySQL中如何执行的](database/一条sql语句在mysql中如何执行的.md) - -### Redis - -* [Redis 总结](database/Redis/Redis.md) -* [Redlock分布式锁](database/Redis/Redlock分布式锁.md) -* [如何做可靠的分布式锁,Redlock真的可行么](database/Redis/如何做可靠的分布式锁,Redlock真的可行么.md) - -## 系统设计 - -### 设计模式 - -- [设计模式系列文章](system-design/设计模式.md) - -### 常用框架 - -#### Spring - -- [Spring 学习与面试](system-design/framework/spring/Spring.md) -- [Spring 常见问题总结](system-design/framework/spring/SpringInterviewQuestions.md) -- [Spring中bean的作用域与生命周期](system-design/framework/spring/SpringBean.md) -- [SpringMVC 工作原理详解](system-design/framework/spring/SpringMVC-Principle.md) -- [Spring中都用到了那些设计模式?](system-design/framework/spring/Spring-Design-Patterns.md) - -#### ZooKeeper - -- [ZooKeeper 相关概念总结](system-design/framework/ZooKeeper.md) -- [ZooKeeper 数据模型和常见命令](system-design/framework/ZooKeeper数据模型和常见命令.md) - -### 数据通信 - -- [数据通信(RESTful、RPC、消息队列)相关知识点总结](system-design/data-communication/summary.md) -- [Dubbo 总结:关于 Dubbo 的重要知识点](system-design/data-communication/dubbo.md) -- [消息队列总结](system-design/data-communication/message-queue.md) -- [RabbitMQ 入门](system-design/data-communication/rabbitmq.md) -- [RocketMQ的几个简单问题与答案](system-design/data-communication/RocketMQ-Questions.md) - -### 网站架构 - -- [一文读懂分布式应该学什么](system-design/website-architecture/分布式.md) -- [8 张图读懂大型网站技术架构](system-design/website-architecture/8%20张图读懂大型网站技术架构.md) -- [【面试精选】关于大型网站系统架构你不得不懂的10个问题](system-design/website-architecture/【面试精选】关于大型网站系统架构你不得不懂的10个问题.md) - -## 面试指南 - -### 备战面试 - -* [【备战面试1】程序员的简历就该这样写](essential-content-for-interview/PreparingForInterview/程序员的简历之道.md) -* [【备战面试2】初出茅庐的程序员该如何准备面试?](essential-content-for-interview/PreparingForInterview/interviewPrepare.md) -* [【备战面试3】7个大部分程序员在面试前很关心的问题](essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaProgrammerNeedKnow.md) -* [【备战面试4】Github上开源的Java面试/学习相关的仓库推荐](essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaInterviewLibrary.md) -* [【备战面试5】如果面试官问你“你有什么问题问我吗?”时,你该如何回答](essential-content-for-interview/PreparingForInterview/如果面试官问你“你有什么问题问我吗?”时,你该如何回答.md) -* [【备战面试6】美团面试常见问题总结(附详解答案)](essential-content-for-interview/PreparingForInterview/美团面试常见问题总结.md) - -### 常见面试题总结 - -* [第一周(2018-8-7)](essential-content-for-interview/MostCommonJavaInterviewQuestions/第一周(2018-8-7).md) (为什么 Java 中只有值传递、==与equals、 hashCode与equals) -* [第二周(2018-8-13)](essential-content-for-interview/MostCommonJavaInterviewQuestions/第二周(2018-8-13).md)(String和StringBuffer、StringBuilder的区别是什么?String为什么是不可变的?、什么是反射机制?反射机制的应用场景有哪些?......) -* [第三周(2018-08-22)](java/collection/Java集合框架常见面试题.md) (Arraylist 与 LinkedList 异同、ArrayList 与 Vector 区别、HashMap的底层实现、HashMap 和 Hashtable 的区别、HashMap 的长度为什么是2的幂次方、HashSet 和 HashMap 区别、ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别、ConcurrentHashMap线程安全的具体实现方式/底层具体实现、集合框架底层数据结构总结) -* [第四周(2018-8-30).md](essential-content-for-interview/MostCommonJavaInterviewQuestions/第四周(2018-8-30).md) (主要内容是几道面试常问的多线程基础题。) - -### 面经 - -- [5面阿里,终获offer(2018年秋招)](essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/5面阿里,终获offer.md) -- [蚂蚁金服2019实习生面经总结(已拿口头offer)](essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/蚂蚁金服实习生面经总结(已拿口头offer).md) -- [2019年蚂蚁金服、头条、拼多多的面试总结](essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/2019alipay-pinduoduo-toutiao.md) - -## 工具 - -### Git - -* [Git入门](tools/Git.md) - -### Docker - -* [Docker 入门](tools/Docker.md) -* [一文搞懂 Docker 镜像的常用操作!](tools/Docker-Image.md) - -## 资料 - -### 书单 - -- [Java程序员必备书单](data/java-recommended-books.md) - -### Github榜单 - -- [Java 项目月榜单](github-trending/JavaGithubTrending.md) - -*** - -## 待办 - -- [x] [Java 8 新特性总结](./java/What's%20New%20in%20JDK8/Java8Tutorial.md) -- [x] [Java 8 新特性详解](./java/What's%20New%20in%20JDK8/Java8教程推荐.md) -- [ ] Java 多线程类别知识重构(---正在进行中---) -- [x] [BIO,NIO,AIO 总结 ](./java/BIO-NIO-AIO.md) -- [ ] Netty 总结(---正在进行中---) -- [ ] 数据结构总结重构(---正在进行中---) - -## 公众号 - -- 如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号。 -- 由本文档衍生的专为面试而生的《Java面试突击》V2.0 PDF 版本公众号后台回复 **"Java面试突击"** 即可免费领取! -- 一些Java工程师常用学习资源公众号后台回复关键字 **“1”** 即可免费无套路获取。 - 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diff --git a/LICENSE b/LICENSE new file mode 100644 index 00000000..261eeb9e --- /dev/null +++ b/LICENSE @@ -0,0 +1,201 @@ + Apache License + Version 2.0, January 2004 + http://www.apache.org/licenses/ + + TERMS AND CONDITIONS FOR USE, REPRODUCTION, AND DISTRIBUTION + + 1. Definitions. + + "License" shall mean the terms and conditions for use, reproduction, + and distribution as defined by Sections 1 through 9 of this document. + + "Licensor" shall mean the copyright owner or entity authorized by + the copyright owner that is granting the License. + + "Legal Entity" shall mean the union of the acting entity and all + other entities that control, are controlled by, or are under common + control with that entity. For the purposes of this definition, + "control" means (i) the power, direct or indirect, to cause the + direction or management of such entity, whether by contract or + otherwise, or (ii) ownership of fifty percent (50%) or more of the + outstanding shares, or (iii) beneficial ownership of such entity. + + "You" (or "Your") shall mean an individual or Legal Entity + exercising permissions granted by this License. + + "Source" form shall mean the preferred form for making modifications, + including but not limited to software source code, documentation + source, and configuration files. + + "Object" form shall mean any form resulting from mechanical + transformation or translation of a Source form, including but + not limited to compiled object code, generated documentation, + and conversions to other media types. + + "Work" shall mean the work of authorship, whether in Source or + Object form, made available under the License, as indicated by a + copyright notice that is included in or attached to the work + (an example is provided in the Appendix below). + + "Derivative Works" shall mean any work, whether in Source or Object + form, that is based on (or derived from) the Work and for which the + editorial revisions, annotations, elaborations, or other modifications + represent, as a whole, an original work of authorship. For the purposes + of this License, Derivative Works shall not include works that remain + separable from, or merely link (or bind by name) to the interfaces of, + the Work and Derivative Works thereof. + + "Contribution" shall mean any work of authorship, including + the original version of the Work and any modifications or additions + to that Work or Derivative Works thereof, that is intentionally + submitted to Licensor for inclusion in the Work by the copyright owner + or by an individual or Legal Entity authorized to submit on behalf of + the copyright owner. For the purposes of this definition, "submitted" + means any form of electronic, verbal, or written communication sent + to the Licensor or its representatives, including but not limited to + communication on electronic mailing lists, source code control systems, + and issue tracking systems that are managed by, or on behalf of, the + Licensor for the purpose of discussing and improving the Work, but + excluding communication that is conspicuously marked or otherwise + designated in writing by the copyright owner as "Not a Contribution." + + "Contributor" shall mean Licensor and any individual or Legal Entity + on behalf of whom a Contribution has been received by Licensor and + subsequently incorporated within the Work. + + 2. Grant of Copyright License. Subject to the terms and conditions of + this License, each Contributor hereby grants to You a perpetual, + worldwide, non-exclusive, no-charge, royalty-free, irrevocable + copyright license to reproduce, prepare Derivative Works of, + publicly display, publicly perform, sublicense, and distribute the + Work and such Derivative Works in Source or Object form. + + 3. Grant of Patent License. Subject to the terms and conditions of + this License, each Contributor hereby grants to You a perpetual, + worldwide, non-exclusive, no-charge, royalty-free, irrevocable + (except as stated in this section) patent license to make, have made, + use, offer to sell, sell, import, and otherwise transfer the Work, + where such license applies only to those patent claims licensable + by such Contributor that are necessarily infringed by their + Contribution(s) alone or by combination of their Contribution(s) + with the Work to which such Contribution(s) was submitted. If You + institute patent litigation against any entity (including a + cross-claim or counterclaim in a lawsuit) alleging that the Work + or a Contribution incorporated within the Work constitutes direct + or contributory patent infringement, then any patent licenses + granted to You under this License for that Work shall terminate + as of the date such litigation is filed. + + 4. Redistribution. You may reproduce and distribute copies of the + Work or Derivative Works thereof in any medium, with or without + modifications, and in Source or Object form, provided that You + meet the following conditions: + + (a) You must give any other recipients of the Work or + Derivative Works a copy of this License; and + + (b) You must cause any modified files to carry prominent notices + stating that You changed the files; and + + (c) You must retain, in the Source form of any Derivative Works + that You distribute, all copyright, patent, trademark, and + attribution notices from the Source form of the Work, + excluding those notices that do not pertain to any part of + the Derivative Works; and + + (d) If the Work includes a "NOTICE" text file as part of its + distribution, then any Derivative Works that You distribute must + include a readable copy of the attribution notices contained + within such NOTICE file, excluding those notices that do not + pertain to any part of the Derivative Works, in at least one + of the following places: within a NOTICE text file distributed + as part of the Derivative Works; within the Source form or + documentation, if provided along with the Derivative Works; or, + within a display generated by the Derivative Works, if and + wherever such third-party notices normally appear. The contents + of the NOTICE file are for informational purposes only and + do not modify the License. You may add Your own attribution + notices within Derivative Works that You distribute, alongside + or as an addendum to the NOTICE text from the Work, provided + that such additional attribution notices cannot be construed + as modifying the License. + + You may add Your own copyright statement to Your modifications and + may provide additional or different license terms and conditions + for use, reproduction, or distribution of Your modifications, or + for any such Derivative Works as a whole, provided Your use, + reproduction, and distribution of the Work otherwise complies with + the conditions stated in this License. + + 5. Submission of Contributions. Unless You explicitly state otherwise, + any Contribution intentionally submitted for inclusion in the Work + by You to the Licensor shall be under the terms and conditions of + this License, without any additional terms or conditions. + Notwithstanding the above, nothing herein shall supersede or modify + the terms of any separate license agreement you may have executed + with Licensor regarding such Contributions. + + 6. Trademarks. This License does not grant permission to use the trade + names, trademarks, service marks, or product names of the Licensor, + except as required for reasonable and customary use in describing the + origin of the Work and reproducing the content of the NOTICE file. + + 7. Disclaimer of Warranty. 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However, in accepting such obligations, You may act only + on Your own behalf and on Your sole responsibility, not on behalf + of any other Contributor, and only if You agree to indemnify, + defend, and hold each Contributor harmless for any liability + incurred by, or claims asserted against, such Contributor by reason + of your accepting any such warranty or additional liability. + + END OF TERMS AND CONDITIONS + + APPENDIX: How to apply the Apache License to your work. + + To apply the Apache License to your work, attach the following + boilerplate notice, with the fields enclosed by brackets "[]" + replaced with your own identifying information. (Don't include + the brackets!) The text should be enclosed in the appropriate + comment syntax for the file format. We also recommend that a + file or class name and description of purpose be included on the + same "printed page" as the copyright notice for easier + identification within third-party archives. + + Copyright [yyyy] [name of copyright owner] + + Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); + you may not use this file except in compliance with the License. + You may obtain a copy of the License at + + http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 + + Unless required by applicable law or agreed to in writing, software + distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, + WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. + See the License for the specific language governing permissions and + limitations under the License. diff --git a/README.md b/README.md index dd153244..6ba56ffb 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -1,424 +1,401 @@ -点击关注[公众号](#公众号)及时获取笔主最新更新文章,并可免费领取本文档配套的《Java面试突击》以及Java工程师必备学习资源。 +👉 如果你不知道该学习什么的话,请看 [Java 学习线路图是怎样的?]( https://zhuanlan.zhihu.com/p/379041500) (原创不易,欢迎点赞),这是 2021 最新最完善的 Java 学习路线!另外,我整理了一份各个技术的学习路线,需要的小伙伴[加我微信](#联系我)备注“**Github-学习路线**”即可! -**[安利一下阿里云双 12 的活动,1 核 2g 只要 89 一年,薅波羊毛,感觉甚爽,不过最低的优惠都是新人才能享有的,我是用我女朋友的账号买的,没有女朋友的,emm.....,可以考虑一下亲人的。](https://www.aliyun.com/minisite/goods?userCode=hf47liqn&share_source=copy_link)** +👉 推荐 [在线阅读](https://snailclimb.gitee.io/javaguide) (Github 访问速度比较慢可能会导致部分图片无法刷新出来) + +👉 书单已经被移动到 [awesome-cs](https://github.com/CodingDocs/awesome-cs) 这个仓库。 + +> 1. **介绍**:关于 JavaGuide 的相关介绍请看:[关于 JavaGuide 的一些说明](https://www.yuque.com/snailclimb/dr6cvl/mr44yt) 。 +> 2. **贡献指南** :欢迎参与 [JavaGuide的维护工作](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/1235),这是一件非常有意义的事情。 +> 3. **PDF版本** : [《JavaGuide 面试突击版》PDF 版本](#公众号) 。 +> 4. **图解计算机基础** :[图解计算机基础 PDF 下载](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2OTA0Njk0OA==&mid=100021725&idx=1&sn=2db9664ca25363139a81691043e9fd8f&chksm=4ea19a1679d61300d8990f7e43bfc7f476577a81b712cf0f9c6f6552a8b219bc081efddb5c54#rd) 。 +> 5. **知识星球** : 简历指导/Java学习/面试指导/面试小册。欢迎加入[我的知识星球](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2OTA0Njk0OA==&mid=100015911&idx=1&sn=2e8a0f5acb749ecbcbb417aa8a4e18cc&chksm=4ea1b0ec79d639fae37df1b86f196e8ce397accfd1dd2004bcadb66b4df5f582d90ae0d62448#rd) 。 +> 6. **面试专版** :准备面试的小伙伴可以考虑面试专版:[《Java面试进阶指北 》](https://www.yuque.com/docs/share/f37fc804-bfe6-4b0d-b373-9c462188fec7) (质量很高,专为面试打造) +> 7. **转载须知** :以下所有文章如非文首说明皆为我(Guide哥)的原创,转载在文首注明出处,如发现恶意抄袭/搬运,会动用法律武器维护自己的权益。让我们一起维护一个良好的技术创作环境!⛽️

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## Java ### 基础 -* **[Java 基础知识回顾](docs/java/Java基础知识.md)** -* **[Java 基础知识疑难点/易错点](docs/java/Java疑难点.md)** -* **[一些重要的Java程序设计题](docs/java/Java程序设计题.md)** -* [J2EE 基础知识回顾](docs/java/J2EE基础知识.md) +**知识点/面试题:**(必看:+1: ) + +1. **[Java 基础知识](docs/java/basis/Java基础知识.md)** +2. **[Java 基础知识疑难点/易错点](docs/java/basis/Java基础知识疑难点.md)** + +**重要知识点详解:** + +1. [枚举](docs/java/basis/用好Java中的枚举真的没有那么简单.md) (很重要的一个数据结构,用好枚举真的没有那么简单!) +2. [Java 常见关键字总结:final、static、this、super!](docs/java/basis/Java常见关键字总结.md) +3. [什么是反射机制?反射机制的应用场景有哪些?](docs/java/basis/反射机制.md) +4. [代理模式详解:静态代理+JDK/CGLIB 动态代理实战](docs/java/basis/代理模式详解.md) +5. [常见的 IO 模型有哪些?Java 中的 BIO、NIO、AIO 有啥区别?](docs/java/basis/IO模型.md) ### 容器 -* **[Java容器常见面试题/知识点总结](docs/java/collection/Java集合框架常见面试题.md)** -* [ArrayList 源码学习](docs/java/collection/ArrayList.md) -* [LinkedList 源码学习](docs/java/collection/LinkedList.md) -* [HashMap(JDK1.8)源码学习](docs/java/collection/HashMap.md) +1. **[Java 容器常见问题总结](docs/java/collection/Java集合框架常见面试题.md)** (必看 :+1:) +2. **源码分析** :[ArrayList 源码+扩容机制分析](docs/java/collection/ArrayList源码+扩容机制分析.md) 、[LinkedList 源码](docs/java/collection/LinkedList源码分析.md) 、[HashMap(JDK1.8)源码+底层数据结构分析]() 、[ConcurrentHashMap 源码+底层数据结构分析](docs/java/collection/ConcurrentHashMap源码+底层数据结构分析.md) ### 并发 -* **[Java 并发基础常见面试题总结](docs/java/Multithread/JavaConcurrencyBasicsCommonInterviewQuestionsSummary.md)** -* **[Java 并发进阶常见面试题总结](docs/java/Multithread/JavaConcurrencyAdvancedCommonInterviewQuestions.md)** -* [并发容器总结](docs/java/Multithread/并发容器总结.md) -* **[Java线程池学习总结](./docs/java/Multithread/java线程池学习总结.md)** -* [乐观锁与悲观锁](docs/essential-content-for-interview/面试必备之乐观锁与悲观锁.md) -* [JUC 中的 Atomic 原子类总结](docs/java/Multithread/Atomic.md) -* [AQS 原理以及 AQS 同步组件总结](docs/java/Multithread/AQS.md) +**知识点/面试题:** (必看 :+1:) -### JVM +1. **[Java 并发基础常见面试题总结](docs/java/multi-thread/2020最新Java并发基础常见面试题总结.md)** +2. **[Java 并发进阶常见面试题总结](docs/java/multi-thread/2020最新Java并发进阶常见面试题总结.md)** -* **[一 Java内存区域](docs/java/jvm/Java内存区域.md)** -* **[二 JVM垃圾回收](docs/java/jvm/JVM垃圾回收.md)** -* [三 JDK 监控和故障处理工具](docs/java/jvm/JDK监控和故障处理工具总结.md) -* [四 类文件结构](docs/java/jvm/类文件结构.md) -* **[五 类加载过程](docs/java/jvm/类加载过程.md)** -* [六 类加载器](docs/java/jvm/类加载器.md) -* **[【待完成】八 最重要的 JVM 参数指南(翻译完善了一半)](docs/java/jvm/最重要的JVM参数指南.md)** -* [九 JVM 配置常用参数和常用 GC 调优策略](docs/java/jvm/GC调优参数.md) +**重要知识点详解:** -### I/O +2. **线程池**:[Java 线程池学习总结](./docs/java/multi-thread/java线程池学习总结.md)、[拿来即用的线程池最佳实践](./docs/java/multi-thread/拿来即用的线程池最佳实践.md) +4. [ ThreadLocal 关键字解析](docs/java/multi-thread/万字详解ThreadLocal关键字.md) +5. [并发容器总结](docs/java/multi-thread/并发容器总结.md) +6. [JUC 中的 Atomic 原子类总结](docs/java/multi-thread/Atomic原子类总结.md) +7. [AQS 原理以及 AQS 同步组件总结](docs/java/multi-thread/AQS原理以及AQS同步组件总结.md) -* [BIO,NIO,AIO 总结 ](docs/java/BIO-NIO-AIO.md) -* [Java IO 与 NIO系列文章](docs/java/Java%20IO与NIO.md) +### JVM (必看 :+1:) -### Java 8 +JVM 这部分内容主要参考 [JVM 虚拟机规范-Java8 ](https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/index.html) 和周志明老师的[《深入理解Java虚拟机(第3版)》](https://book.douban.com/subject/34907497/) (强烈建议阅读多遍!)。 -* [Java 8 新特性总结](docs/java/What's%20New%20in%20JDK8/Java8Tutorial.md) -* [Java 8 学习资源推荐](docs/java/What's%20New%20in%20JDK8/Java8教程推荐.md) -* [Java8 forEach 指南](docs/java/What's%20New%20in%20JDK8/Java8foreach指南.md) +1. **[Java 内存区域](docs/java/jvm/Java内存区域.md)** +2. **[JVM 垃圾回收](docs/java/jvm/JVM垃圾回收.md)** +3. [JDK 监控和故障处理工具](docs/java/jvm/JDK监控和故障处理工具总结.md) +4. [类文件结构](docs/java/jvm/类文件结构.md) +5. **[类加载过程](docs/java/jvm/类加载过程.md)** +6. [类加载器](docs/java/jvm/类加载器.md) +7. **[【待完成】最重要的 JVM 参数指南(翻译完善了一半)](docs/java/jvm/最重要的JVM参数指南.md)** +9. **[【加餐】大白话带你认识 JVM](docs/java/jvm/[加餐]大白话带你认识JVM.md)** -### 优雅 Java 代码必备实践(Java编程规范) +### 新特性 -* [Java 编程规范以及优雅 Java 代码实践总结](docs/java/Java编程规范.md) +1. **Java 8** :[Java 8 新特性总结](docs/java/new-features/Java8新特性总结.md)、[Java8常用新特性总结](docs/java/new-features/java8-common-new-features.md) 、[Java 8 学习资源推荐](docs/java/new-features/Java8教程推荐.md)、[Java8 forEach 指南](docs/java/new-features/Java8foreach指南.md) +2. **Java9~Java14** : [一文带你看遍 JDK9~14 的重要新特性!](./docs/java/new-features/一文带你看遍JDK9到14的重要新特性.md) -## 网络 +## 计算机基础 -* [计算机网络常见面试题](docs/network/计算机网络.md) -* [计算机网络基础知识总结](docs/network/干货:计算机网络知识总结.md) -* [HTTPS中的TLS](docs/network/HTTPS中的TLS.md) +👉 **[图解计算机基础 PDF 下载](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2OTA0Njk0OA==&mid=100021725&idx=1&sn=2db9664ca25363139a81691043e9fd8f&chksm=4ea19a1679d61300d8990f7e43bfc7f476577a81b712cf0f9c6f6552a8b219bc081efddb5c54#rd)** 。 -## 操作系统 +### 操作系统 -### Linux相关 +1. [操作系统常见问题总结!](docs/operating-system/basis.md) +2. [后端程序员必备的 Linux 基础知识](docs/operating-system/linux.md) +3. [Shell 编程入门](docs/operating-system/Shell.md) -* [后端程序员必备的 Linux 基础知识](docs/operating-system/后端程序员必备的Linux基础知识.md) -* [Shell 编程入门](docs/operating-system/Shell.md) +### 网络 -## 数据结构与算法 +1. [计算机网络常见面试题](docs/network/计算机网络.md) +2. [计算机网络基础知识总结](docs/network/计算机网络知识总结.md) ### 数据结构 +- **图解数据结构:** + 1. [线性数据结构 :数组、链表、栈、队列](docs/dataStructures-algorithms/data-structure/线性数据结构.md) + 2. [图](docs/dataStructures-algorithms/data-structure/图.md) + 3. [堆](docs/dataStructures-algorithms/data-structure/堆.md) - [不了解布隆过滤器?一文给你整的明明白白!](docs/dataStructures-algorithms/data-structure/bloom-filter.md) -- [数据结构知识学习与面试](docs/dataStructures-algorithms/数据结构.md) ### 算法 -- [算法学习资源推荐](docs/dataStructures-algorithms/算法学习资源推荐.md) -- [几道常见的字符串算法题总结 ](docs/dataStructures-algorithms/几道常见的子符串算法题.md) -- [几道常见的链表算法题总结 ](docs/dataStructures-algorithms/几道常见的链表算法题.md) -- [剑指offer部分编程题](docs/dataStructures-algorithms/剑指offer部分编程题.md) -- [公司真题](docs/dataStructures-algorithms/公司真题.md) -- [回溯算法经典案例之N皇后问题](docs/dataStructures-algorithms/Backtracking-NQueens.md) +算法这部分内容非常重要,如果你不知道如何学习算法的话,可以看下我写的: + +- [算法学习书籍+资源推荐](https://www.zhihu.com/question/323359308/answer/1545320858) 。 +- [如何刷Leetcode?](https://www.zhihu.com/question/31092580/answer/1534887374) + +**常见算法问题总结:** + +- [几道常见的字符串算法题总结 ](docs/dataStructures-algorithms/几道常见的字符串算法题.md) +- [几道常见的链表算法题总结 ](docs/dataStructures-algorithms/几道常见的链表算法题.md) +- [剑指 offer 部分编程题](docs/dataStructures-algorithms/剑指offer部分编程题.md) ## 数据库 ### MySQL -* **[【推荐】MySQL/数据库 知识点总结](docs/database/MySQL.md)** -* **[阿里巴巴开发手册数据库部分的一些最佳实践](docs/database/阿里巴巴开发手册数据库部分的一些最佳实践.md)** -* **[一千行MySQL学习笔记](docs/database/一千行MySQL命令.md)** -* [MySQL高性能优化规范建议](docs/database/MySQL高性能优化规范建议.md) -* [数据库索引总结](docs/database/MySQL%20Index.md) -* [事务隔离级别(图文详解)](docs/database/事务隔离级别(图文详解).md) -* [一条SQL语句在MySQL中如何执行的](docs/database/一条sql语句在mysql中如何执行的.md) +**总结:** + +1. **[MySQL知识点总结](docs/database/MySQL.md)** (必看 :+1:) +2. [阿里巴巴开发手册数据库部分的一些最佳实践](docs/database/阿里巴巴开发手册数据库部分的一些最佳实践.md) +3. [一千行 MySQL 学习笔记](docs/database/一千行MySQL命令.md) +4. [MySQL 高性能优化规范建议](docs/database/MySQL高性能优化规范建议.md) + +**重要知识点:** + +1. [MySQL数据库索引总结](docs/database/MySQL数据库索引.md) +2. [事务隔离级别(图文详解)]() +3. [一条 SQL 语句在 MySQL 中如何执行的](docs/database/一条sql语句在mysql中如何执行的.md) +4. [关于数据库中如何存储时间的一点思考](docs/database/关于数据库存储时间的一点思考.md) +5. [InnoDB存储引擎对MVCC的实现](docs/database/InnoDB对MVCC的实现.md) ### Redis -* [Redis 总结](docs/database/Redis/Redis.md) -* [Redlock分布式锁](docs/database/Redis/Redlock分布式锁.md) -* [如何做可靠的分布式锁,Redlock真的可行么](docs/database/Redis/如何做可靠的分布式锁,Redlock真的可行么.md) -* [几种常见的 Redis 集群以及使用场景](docs/database/Redis/redis集群以及应用场景.md) - -### 数据库扩展 - -代办...... +2. [Redis 常见问题总结](docs/database/Redis/redis-all.md) +3. [面试/工作必备!3种常用的缓存读写策略!](docs/database/Redis/3种常用的缓存读写策略.md) ## 系统设计 +### 系统设计必备基础 + +#### RESTful API + +我们在进行后端开发的时候,主要的工作就是为前端或者其他后端服务提供 API 比如查询用户数据的 API 。RESTful API 是一种基于 REST 构建的 API,它是一种被设计的更好使用的 API。 + +相关阅读:[RestFul API 简明教程](docs/system-design/coding-way/RESTfulAPI简明教程.md) + +#### 命名 + +编程过程中,一定要重视命名。因为好的命名即是注释,别人一看到你的命名就知道你的变量、方法或者类是做什么的! + +相关阅读: [Java 命名之道](docs/system-design/naming.md) 。 + ### 常用框架 -#### Spring/SpringBoot +如果你没有接触过 Java Web 开发的话,可以先看一下我总结的 [《J2EE 基础知识》](docs/java/J2EE基础知识.md) 。虽然,这篇文章中的很多内容已经淘汰,但是可以让你对 Java 后台技术发展有更深的认识。 -- [Spring 学习与面试](docs/system-design/framework/spring/Spring.md) -- **[Spring 常见问题总结](docs/system-design/framework/spring/SpringInterviewQuestions.md)** -- **[SpringBoot 指南/常见面试题总结](https://github.com/Snailclimb/springboot-guide)** -- [Spring中bean的作用域与生命周期](docs/system-design/framework/spring/SpringBean.md) -- [SpringMVC 工作原理详解](docs/system-design/framework/spring/SpringMVC-Principle.md) -- [Spring中都用到了那些设计模式?](docs/system-design/framework/spring/Spring-Design-Patterns.md) +#### Spring/SpringBoot (必看 :+1:) + +**知识点/面试题:** + +1. **[Spring 常见问题总结](docs/system-design/framework/spring/Spring常见问题总结.md)** +2. **[SpringBoot 入门指南](https://github.com/Snailclimb/springboot-guide)** +3. **[面试常问:“讲述一下 SpringBoot 自动装配原理?”](https://www.cnblogs.com/javaguide/p/springboot-auto-config.html)** + +**重要知识点详解:** + +1. **[Spring/Spring Boot 常用注解总结!安排!](./docs/system-design/framework/spring/SpringBoot+Spring常用注解总结.md)** +2. **[Spring 事务总结](docs/system-design/framework/spring/Spring事务总结.md)** +3. [Spring 中都用到了那些设计模式?](docs/system-design/framework/spring/Spring-Design-Patterns.md) + +#### MyBatis + +- [MyBatis 常见面试题总结](docs/system-design/framework/mybatis/mybatis-interview.md) + +#### Netty (必看 :+1:) + +1. [剖析面试最常见问题之 Netty(上)](https://xiaozhuanlan.com/topic/4028536971) +2. [剖析面试最常见问题之 Netty(下)](https://xiaozhuanlan.com/topic/3985146207) #### ZooKeeper -- [ZooKeeper 相关概念总结](docs/system-design/framework/ZooKeeper.md) -- [ZooKeeper 数据模型和常见命令](docs/system-design/framework/ZooKeeper数据模型和常见命令.md) +> 前两篇文章可能有内容重合部分,推荐都看一遍。 -### 数据通信/中间件 +1. [【入门】ZooKeeper 相关概念总结](docs/system-design/distributed-system/zookeeper/zookeeper-intro.md) +2. [【进阶】ZooKeeper 相关概念总结](docs/system-design/distributed-system/zookeeper/zookeeper-plus.md) +3. [【实战】ZooKeeper 实战](docs/system-design/distributed-system/zookeeper/zookeeper-in-action.md) -- [数据通信(RESTful、RPC、消息队列)相关知识点总结](docs/system-design/data-communication/summary.md) +### 安全 + +#### 认证授权 + +**[《认证授权基础》](docs/system-design/authority-certification/basis-of-authority-certification.md)** 这篇文章中我会介绍认证授权常见概念: **Authentication**,**Authorization** 以及 **Cookie**、**Session**、Token、**OAuth 2**、**SSO** 。如果你不清楚这些概念的话,建议好好阅读一下这篇文章。 + +- **JWT** :JWT(JSON Web Token)是一种身份认证的方式,JWT 本质上就一段签名的 JSON 格式的数据。由于它是带有签名的,因此接收者便可以验证它的真实性。相关阅读: + - [JWT 优缺点分析以及常见问题解决方案](docs/system-design/authority-certification/JWT优缺点分析以及常见问题解决方案.md) + - [适合初学者入门 Spring Security With JWT 的 Demo](https://github.com/Snailclimb/spring-security-jwt-guide) + +- **SSO(单点登录)** :**SSO(Single Sign On)** 即单点登录说的是用户登陆多个子系统的其中一个就有权访问与其相关的其他系统。举个例子我们在登陆了京东金融之后,我们同时也成功登陆京东的京东超市、京东家电等子系统。相关阅读:[**SSO 单点登录看这篇就够了!**](docs/system-design/authority-certification/SSO单点登录看这一篇就够了.md) + +#### 数据脱敏 + +数据脱敏说的就是我们根据特定的规则对敏感信息数据进行变形,比如我们把手机号、身份证号某些位数使用 * 来代替。 + +### 分布式 + +#### CAP 理论 + +CAP 也就是 Consistency(一致性)、Availability(可用性)、Partition Tolerance(分区容错性) 这三个单词首字母组合。 + +关于 CAP 的详细解读请看:[《CAP理论解读》](docs/system-design/distributed-system/CAP理论.md)。 + +#### BASE 理论 + +**BASE** 是 **Basically Available(基本可用)** 、**Soft-state(软状态)** 和 **Eventually Consistent(最终一致性)** 三个短语的缩写。BASE 理论是对 CAP 中一致性和可用性权衡的结果,其来源于对大规模互联网系统分布式实践的总结,是基于 CAP 定理逐步演化而来的,它大大降低了我们对系统的要求。 + +关于 BASE 的详细解读请看:[《BASE理论解读》](docs/system-design/distributed-system/BASE理论.md)。 + +#### Paxos 算法和 Raft 算法 + +**Paxos 算法**诞生于 1990 年,这是一种解决分布式系统一致性的经典算法 。但是,由于 Paxos 算法非常难以理解和实现,不断有人尝试简化这一算法。到了2013 年才诞生了一个比 Paxos 算法更易理解和实现的分布式一致性算法—**Raft 算法**。 + +#### 搜索引擎 + +用于提高搜索效率,功能和浏览器搜索引擎类似。比较常见的搜索引擎是 Elasticsearch(推荐) 和 Solr。 #### RPC -- [Dubbo 总结:关于 Dubbo 的重要知识点](docs/system-design/data-communication/dubbo.md) -- [服务之间的调用为啥不直接用 HTTP 而用 RPC?](docs/system-design/data-communication/why-use-rpc.md) +RPC 让调用远程服务调用像调用本地方法那样简单。 -#### 消息队列 +Dubbo 是一款国产的 RPC 框架,由阿里开源。相关阅读: -- [消息队列总结](docs/system-design/data-communication/message-queue.md) -- [RabbitMQ 入门](docs/system-design/data-communication/rabbitmq.md) -- [RocketMQ的几个简单问题与答案](docs/system-design/data-communication/RocketMQ-Questions.md) -- [Kafka入门看这一篇就够了](docs/system-design/data-communication/Kafka入门看这一篇就够了.md) -- [Kafka系统设计开篇-面试看这篇就够了](docs/system-design/data-communication/Kafka系统设计开篇-面试看这篇就够了.md) - -### 权限认证 - -- **[权限认证基础:区分Authentication,Authorization以及Cookie、Session、Token](docs/system-design/authority-certification/basis-of-authority-certification.md)** -- **[JWT 优缺点分析以及常见问题解决方案](docs/system-design/authority-certification/JWT-advantages-and-disadvantages.md)** -- **[适合初学者入门 Spring Security With JWT 的 Demo](https://github.com/Snailclimb/spring-security-jwt-guide)** - -### 分布式 & 微服务 - -- [分布式应该学什么](docs/system-design/website-architecture/分布式.md) +- [Dubbo 常见问题总结](docs/system-design/distributed-system/rpc/Dubbo.md) +- [服务之间的调用为啥不直接用 HTTP 而用 RPC?](docs/system-design/distributed-system/rpc/服务之间的调用为啥不直接用HTTP而用RPC.md) #### API 网关 网关主要用于请求转发、安全认证、协议转换、容灾。 -- [浅析如何设计一个亿级网关(API Gateway)](docs/system-design/micro-service/API网关.md) +1. [为什么要网关?你知道有哪些常见的网关系统?](docs/system-design/distributed-system/api-gateway/为什么要网站有哪些常见的网站系统.md) +2. [如何设计一个亿级网关(API Gateway)?](docs/system-design/distributed-system/api-gateway/如何设计一个亿级网关.md) -#### 配置中心 +#### 分布式 id -代办...... +在复杂分布式系统中,往往需要对大量的数据和消息进行唯一标识。比如数据量太大之后,往往需要对进行对数据进行分库分表,分库分表后需要有一个唯一 ID 来标识一条数据或消息,数据库的自增 ID 显然不能满足需求。相关阅读:[为什么要分布式 id ?分布式 id 生成方案有哪些?](docs/system-design/micro-service/分布式id生成方案总结.md) -#### 唯一 id 生成 +#### 分布式事务 - [分布式id生成方案总结](docs/system-design/micro-service/分布式id生成方案总结.md) +**分布式事务就是指事务的参与者、支持事务的服务器、资源服务器以及事务管理器分别位于不同的分布式系统的不同节点之上。** -#### 服务治理:服务注册与发现、服务路由控制 +简单的说,就是一次大的操作由不同的小操作组成,这些小的操作分布在不同的服务器上,且属于不同的应用,分布式事务需要保证这些小操作要么全部成功,要么全部失败。本质上来说,分布式事务就是为了保证不同数据库的数据一致性。 -代办...... +### 微服务 -### 架构 +1. [ 大白话入门 Spring Cloud](docs/system-design/micro-service/spring-cloud.md) +2. [微服务/分布式大厂真实面试问题解答](https://xiaozhuanlan.com/topic/2895047136) + +### 高并发 + +#### 消息队列 + +消息队列在分布式系统中主要是为了解耦和削峰。相关阅读: [消息队列常见问题总结](docs/system-design/distributed-system/message-queue/message-queue.md)。 + +1. **RabbitMQ** : [RabbitMQ 入门](docs/system-design/distributed-system/message-queue/RabbitMQ入门看这一篇就够了.md) +2. **RocketMQ** : [RocketMQ 入门](docs/system-design/distributed-system/message-queue/RocketMQ.md)、[RocketMQ 的几个简单问题与答案](docs/system-design/distributed-system/message-queue/RocketMQ-Questions.md) +3. **Kafka** :[Kafka 常见问题总结](docs/system-design/distributed-system/message-queue/Kafka常见面试题总结.md) + +#### 读写分离&分库分表 + +读写分离主要是为了将数据库的读和写操作分不到不同的数据库节点上。主服务器负责写,从服务器负责读。另外,一主一从或者一主多从都可以。 + +读写分离可以大幅提高读性能,小幅提高写的性能。因此,读写分离更适合单机并发读请求比较多的场景。 + +分库分表是为了解决由于库、表数据量过大,而导致数据库性能持续下降的问题。 + +常见的分库分表工具有:`sharding-jdbc`(当当)、`TSharding`(蘑菇街)、`MyCAT`(基于 Cobar)、`Cobar`(阿里巴巴)...。 推荐使用 `sharding-jdbc`。 因为,`sharding-jdbc` 是一款轻量级 `Java` 框架,以 `jar` 包形式提供服务,不要我们做额外的运维工作,并且兼容性也很好。 + +相关阅读: [读写分离&分库分表常见问题总结](docs/system-design/读写分离&分库分表.md) + +#### 负载均衡 + +负载均衡系统通常用于将任务比如用户请求处理分配到多个服务器处理以提高网站、应用或者数据库的性能和可靠性。 + +常见的负载均衡系统包括 3 种: + +1. **DNS 负载均衡** :一般用来实现地理级别的均衡。 +2. **硬件负载均衡** : 通过单独的硬件设备比如 F5 来实现负载均衡功能(硬件的价格一般很贵)。 +3. **软件负载均衡** :通过负载均衡软件比如 Nginx 来实现负载均衡功能。 + +### 高可用 + +高可用描述的是一个系统在大部分时间都是可用的,可以为我们提供服务的。高可用代表系统即使在发生硬件故障或者系统升级的时候,服务仍然是可用的 。 + +相关阅读: **《[如何设计一个高可用系统?要考虑哪些地方?](docs/system-design/high-availability/如何设计一个高可用系统要考虑哪些地方.md)》** 。 + +#### 限流 + +限流是从用户访问压力的角度来考虑如何应对系统故障。 + +限流为了对服务端的接口接受请求的频率进行限制,防止服务挂掉。比如某一接口的请求限制为 100 个每秒, 对超过限制的请求放弃处理或者放到队列中等待处理。限流可以有效应对突发请求过多。相关阅读:[限流算法有哪些?](docs/system-design/high-availability/limit-request.md) + +#### 降级 + +降级是从系统功能优先级的角度考虑如何应对系统故障。 + +服务降级指的是当服务器压力剧增的情况下,根据当前业务情况及流量对一些服务和页面有策略的降级,以此释放服务器资源以保证核心任务的正常运行。 + +#### 熔断 + +熔断和降级是两个比较容易混淆的概念,两者的含义并不相同。 + +降级的目的在于应对系统自身的故障,而熔断的目的在于应对当前系统依赖的外部系统或者第三方系统的故障。 + +#### 排队 + +另类的一种限流,类比于现实世界的排队。玩过英雄联盟的小伙伴应该有体会,每次一有活动,就要经历一波排队才能进入游戏。 + +#### 集群 + +相同的服务部署多份,避免单点故障。 + +#### 超时和重试机制 + +**一旦用户的请求超过某个时间得不到响应就结束此次请求并抛出异常。** 如果不进行超时设置可能会导致请求响应速度慢,甚至导致请求堆积进而让系统无法在处理请求。 + +另外,重试的次数一般设为 3 次,再多次的重试没有好处,反而会加重服务器压力(部分场景使用失败重试机制会不太适合)。 + +### 大型网站架构 - [8 张图读懂大型网站技术架构](docs/system-design/website-architecture/8%20张图读懂大型网站技术架构.md) -- [【面试精选】关于大型网站系统架构你不得不懂的10个问题](docs/system-design/website-architecture/关于大型网站系统架构你不得不懂的10个问题.md) - -### 设计模式 - -- [设计模式系列文章](docs/system-design/设计模式.md) - -## 面试指南 - -### 备战面试 - -* **[【备战面试1】程序员的简历就该这样写](docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/程序员的简历之道.md)** -* **[【备战面试2】初出茅庐的程序员该如何准备面试?](docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/interviewPrepare.md)** -* **[【备战面试3】7个大部分程序员在面试前很关心的问题](docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaProgrammerNeedKnow.md)** -* **[【备战面试4】Github上开源的Java面试/学习相关的仓库推荐](docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaInterviewLibrary.md)** -* **[【备战面试5】如果面试官问你“你有什么问题问我吗?”时,你该如何回答](docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/面试官-你有什么问题要问我.md)** -* [【备战面试6】应届生面试最爱问的几道 Java 基础问题](docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/应届生面试最爱问的几道Java基础问题.md) -* **[【备战面试6】美团面试常见问题总结(附详解答案)](docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/美团面试常见问题总结.md)** -* **[【备战面试7】一些刁难的面试问题总结](https://xiaozhuanlan.com/topic/9056431872)** - -### 真实面试经历分析 - -- [我和阿里面试官的一次“邂逅”(附问题详解)](docs/essential-content-for-interview/real-interview-experience-analysis/alibaba-1.md) - -### 面经 - -- [5面阿里,终获offer(2018年秋招)](docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/5面阿里,终获offer.md) -- [蚂蚁金服2019实习生面经总结(已拿口头offer)](docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/蚂蚁金服实习生面经总结(已拿口头offer).md) -- [2019年蚂蚁金服、头条、拼多多的面试总结](docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/2019alipay-pinduoduo-toutiao.md) - -## Java学习常见问题汇总 - -- [Java学习路线和方法推荐](docs/questions/java-learning-path-and-methods.md) -- [Java培训四个月能学会吗?](docs/questions/java-training-4-month.md) -- [新手学习Java,有哪些Java相关的博客,专栏,和技术学习网站推荐?](docs/questions/java-learning-website-blog.md) +- [关于大型网站系统架构你不得不懂的 10 个问题](docs/system-design/website-architecture/关于大型网站系统架构你不得不懂的10个问题.md) ## 工具 -### Git +1. **Java** :[JAD 反编译](docs/java/JAD反编译tricks.md)、[手把手教你定位常见 Java 性能问题](./docs/java/手把手教你定位常见Java性能问题.md) +2. **Git** :[Git 入门](docs/tools/Git.md) +3. **Github** : [Github小技巧](docs/tools/Github技巧.md) +4. **Docker** : [Docker 基本概念解读](docs/tools/Docker.md) 、[Docker从入门到上手干事](docs/tools/Docker从入门到实战.md) -* [Git入门](docs/tools/Git.md) +## Java 学习常见问题汇总 -### Docker +1. [2021最新 Java 学习路线!凎!](https://www.zhihu.com/question/56110328/answer/869069586) +2. [Java 培训四个月能学会吗?](docs/questions/java-training-4-month.md) +3. [新手学习 Java,有哪些 Java 相关的博客,专栏,和技术学习网站推荐?](docs/questions/java-learning-website-blog.md) +4. [Java 还是大数据,你需要了解这些东西!](docs/questions/java-big-data.md) -* [Docker 基本概念解读](docs/tools/Docker.md) -* [一文搞懂 Docker 镜像的常用操作!](docs/tools/Docker-Image.md ) +--- -### 其他 +## 其他 -- [阿里云服务器使用经验](docs/tools/阿里云服务器使用经验.md) +### 贡献者 -## 资源 +[你可以点此链接查看JavaGuide的所有贡献者。](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/graphs/contributors) 感谢你们让 JavaGuide 变得更好!如果你们来到武汉一定要找我,我请你们吃饭玩耍。 -### 书单 +*悄悄话:JavaGuide 会不定时为贡献者们送福利。* -- [Java程序员必备书单](docs/data/java-recommended-books.md) +### 待办 -### 实战项目推荐 +- [ ] 数据结构总结重构 -- [Github 上热门的 Spring Boot 项目实战推荐](docs/data/spring-boot-practical-projects.md) +### 捐赠支持 -### Github +项目的发展离不开你的支持,如果 JavaGuide 帮助到了你找到自己满意的 offer,请作者喝杯咖啡吧 ☕ 后续会继续完善更新!加油! -- [Github 上 Star 数最多的 10 个项目,看完之后很意外!](docs/tools/github/github-star-ranking.md) -- [Java 项目月榜单](docs/github-trending/JavaGithubTrending.md) - -*** - -## 待办 - -- [x] Java 多线程类别知识重构 -- [ ] Netty 总结(---正在进行中---) -- [ ] 数据结构总结重构(---正在进行中---) - -## 说明 - -### JavaGuide介绍 - -* **对于 Java 初学者来说:** 本文档倾向于给你提供一个比较详细的学习路径,让你对于Java整体的知识体系有一个初步认识。另外,本文的一些文章 -也是你学习和复习 Java 知识不错的实践; -* **对于非 Java 初学者来说:** 本文档更适合回顾知识,准备面试,搞清面试应该把重心放在那些问题上。要搞清楚这个道理:提前知道那些面试常见,不是为了背下来应付面试,而是为了让你可以更有针对的学习重点。 - -Markdown 格式参考:[Github Markdown格式](https://guides.github.com/features/mastering-markdown/),表情素材来自:[EMOJI CHEAT SHEET](https://www.webpagefx.com/tools/emoji-cheat-sheet/)。 - -利用 docsify 生成文档部署在 Github pages: [docsify 官网介绍](https://docsify.js.org/#/) - -### 作者的其他开源项目推荐 - -1. [springboot-guide](https://github.com/Snailclimb/springboot-guide) : 适合新手入门以及有经验的开发人员查阅的 Spring Boot 教程(业余时间维护中,欢迎一起维护)。 -2. [programmer-advancement](https://github.com/Snailclimb/programmer-advancement) : 我觉得技术人员应该有的一些好习惯! -3. [spring-security-jwt-guide](https://github.com/Snailclimb/spring-security-jwt-guide) :从零入门 !Spring Security With JWT(含权限验证)后端部分代码。 - -### 关于转载 - -如果你需要转载本仓库的一些文章到自己的博客的话,记得注明原文地址就可以了。 - -### 如何对该开源文档进行贡献 - -1. 笔记内容大多是手敲,所以难免会有笔误,你可以帮我找错别字。 -2. 很多知识点我可能没有涉及到,所以你可以对其他知识点进行补充。 -3. 现有的知识点难免存在不完善或者错误,所以你可以对已有知识点进行修改/补充。 - -### 为什么要做这个开源文档? - -初始想法源于自己的个人那一段比较迷茫的学习经历。主要目的是为了通过这个开源平台来帮助一些在学习 Java 或者面试过程中遇到问题的小伙伴。 - -### 投稿 - -由于我个人能力有限,很多知识点我可能没有涉及到,所以你可以对其他知识点进行补充。大家也可以对自己的文章进行自荐,对于不错的文章不仅可以成功在本仓库展示出来更可以获得作者送出的 50 元左右的任意书籍进行奖励(当然你也可以直接折现50元)。 +[点击捐赠支持作者](https://www.yuque.com/snailclimb/dr6cvl/mr44yt#vu3ok) ### 联系我 -添加我的微信备注“Github”,回复关键字 **“加群”** 即可入群。 +![各种技术的学习路线](https://img-blog.csdnimg.cn/20210609102613344.png) -![个人微信](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-7/wechat3.jpeg) +整理了一份各个技术的学习路线,需要的小伙伴加我微信:“**JavaGuide1996**”备注“**Github-学习路线**”即可! -### Contributor - -下面是笔主收集的一些对本仓库提过有价值的pr或者issue的朋友,人数较多,如果你也对本仓库提过不错的pr或者issue的话,你可以加我的微信与我联系。下面的排名不分先后! - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -" - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210609084555810.jpg) ### 公众号 -如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号。 +如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号“**JavaGuide**”。 -**《Java面试突击》:** 由本文档衍生的专为面试而生的《Java面试突击》V2.0 PDF 版本[公众号](#公众号)后台回复 **"Java面试突击"** 即可免费领取! +**《Java 面试突击》:** 由本文档衍生的专为面试而生的《Java 面试突击》V4.0 PDF 版本[公众号](#公众号)后台回复 **"面试突击"** 即可领取! -**Java工程师必备学习资源:** 一些Java工程师常用学习资源公众号后台回复关键字 **“1”** 即可免费无套路获取。 - -![我的公众号](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/167598cd2e17b8ec.png) +![我的公众号](https://cdn.jsdelivr.net/gh/javaguide-tech/blog-images/2020-08/167598cd2e17b8ec.png) diff --git a/_coverpage.md b/_coverpage.md index 9e45fbab..7310181a 100644 --- a/_coverpage.md +++ b/_coverpage.md @@ -1,13 +1,12 @@

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Java 学习/面试指南

[常用资源](https://shimo.im/docs/MuiACIg1HlYfVxrj/) [GitHub]() [开始阅读](#java) -![](./media/pictures/rostyslav-savchyn-5joK905gcGc-unsplash.jpg) - diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/.gitignore b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/.gitignore deleted file mode 100644 index 5c98b428..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/.gitignore +++ /dev/null @@ -1,2 +0,0 @@ -# Default ignored files -/workspace.xml \ No newline at end of file diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/checkstyle-idea.xml b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/checkstyle-idea.xml deleted file mode 100644 index e61c523d..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/checkstyle-idea.xml +++ /dev/null @@ -1,16 +0,0 @@ - - - - - - \ No newline at end of file diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/inspectionProfiles/Project_Default.xml b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/inspectionProfiles/Project_Default.xml deleted file mode 100644 index 6560a989..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/inspectionProfiles/Project_Default.xml +++ /dev/null @@ -1,36 +0,0 @@ - - - - \ No newline at end of file diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/misc.xml b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/misc.xml deleted file mode 100644 index 05483570..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/misc.xml +++ /dev/null @@ -1,6 +0,0 @@ - - - - - - \ No newline at end of file diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/modules.xml b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/modules.xml deleted file mode 100644 index 864cd10e..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/modules.xml +++ /dev/null @@ -1,8 +0,0 @@ - - - - - - - - \ No newline at end of file diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/uiDesigner.xml b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/uiDesigner.xml deleted file mode 100644 index e96534fb..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/uiDesigner.xml +++ /dev/null @@ -1,124 +0,0 @@ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - \ No newline at end of file diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/vcs.xml b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/vcs.xml deleted file mode 100644 index c2365ab1..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/.idea/vcs.xml +++ /dev/null @@ -1,6 +0,0 @@ - - - - - - \ No newline at end of file diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/ThreadPoolExecutorDemo.iml b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/ThreadPoolExecutorDemo.iml deleted file mode 100644 index c90834f2..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/ThreadPoolExecutorDemo.iml +++ /dev/null @@ -1,11 +0,0 @@ - - - - - - - - - - - \ No newline at end of file diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/META-INF/ThreadPoolExecutorDemo.kotlin_module b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/META-INF/ThreadPoolExecutorDemo.kotlin_module deleted file mode 100644 index 2983af70..00000000 Binary files a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/META-INF/ThreadPoolExecutorDemo.kotlin_module and /dev/null differ diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/callable/CallableDemo.class b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/callable/CallableDemo.class deleted file mode 100644 index 70861e73..00000000 Binary files a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/callable/CallableDemo.class and /dev/null differ diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/callable/MyCallable.class b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/callable/MyCallable.class deleted file mode 100644 index 283e340b..00000000 Binary files a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/callable/MyCallable.class and /dev/null differ diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/common/ThreadPoolConstants.class b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/common/ThreadPoolConstants.class deleted file mode 100644 index 07214fc7..00000000 Binary files a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/common/ThreadPoolConstants.class and /dev/null differ diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/scheduledThreadPoolExecutor/ScheduledThreadPoolExecutorDemo.class b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/scheduledThreadPoolExecutor/ScheduledThreadPoolExecutorDemo.class deleted file mode 100644 index dc98bc8f..00000000 Binary files a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/scheduledThreadPoolExecutor/ScheduledThreadPoolExecutorDemo.class and /dev/null differ diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/scheduledThreadPoolExecutor/Task.class b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/scheduledThreadPoolExecutor/Task.class deleted file mode 100644 index 9920a634..00000000 Binary files a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/scheduledThreadPoolExecutor/Task.class and /dev/null differ diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/threadPoolExecutor/MyRunnable.class b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/threadPoolExecutor/MyRunnable.class deleted file mode 100644 index c1cf37ca..00000000 Binary files a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/threadPoolExecutor/MyRunnable.class and /dev/null differ diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/threadPoolExecutor/ThreadPoolExecutorDemo.class b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/threadPoolExecutor/ThreadPoolExecutorDemo.class deleted file mode 100644 index 80c34f4d..00000000 Binary files a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/out/production/ThreadPoolExecutorDemo/threadPoolExecutor/ThreadPoolExecutorDemo.class and /dev/null differ diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/callable/CallableDemo.java b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/callable/CallableDemo.java deleted file mode 100644 index be762bda..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/callable/CallableDemo.java +++ /dev/null @@ -1,49 +0,0 @@ -package callable; - -import java.util.ArrayList; -import java.util.Date; -import java.util.List; -import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; -import java.util.concurrent.Callable; -import java.util.concurrent.ExecutionException; -import java.util.concurrent.Future; -import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; -import java.util.concurrent.TimeUnit; - -import static common.ThreadPoolConstants.CORE_POOL_SIZE; -import static common.ThreadPoolConstants.KEEP_ALIVE_TIME; -import static common.ThreadPoolConstants.MAX_POOL_SIZE; -import static common.ThreadPoolConstants.QUEUE_CAPACITY; - -public class CallableDemo { - public static void main(String[] args) { - //使用阿里巴巴推荐的创建线程池的方式 - //通过ThreadPoolExecutor构造函数自定义参数创建 - ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor( - CORE_POOL_SIZE, - MAX_POOL_SIZE, - KEEP_ALIVE_TIME, - TimeUnit.SECONDS, - new ArrayBlockingQueue<>(QUEUE_CAPACITY), - new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); - - List> futureList = new ArrayList<>(); - Callable callable = new MyCallable(); - for (int i = 0; i < 10; i++) { - //提交任务到线程池 - Future future = executor.submit(callable); - //将返回值 future 添加到 list,我们可以通过 future 获得 执行 Callable 得到的返回值 - futureList.add(future); - } - for (Future fut : futureList) { - try { - System.out.println(new Date() + "::" + fut.get()); - } catch (InterruptedException | ExecutionException e) { - e.printStackTrace(); - } - } - //关闭线程池 - executor.shutdown(); - } -} - diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/callable/MyCallable.java b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/callable/MyCallable.java deleted file mode 100644 index 53d540fb..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/callable/MyCallable.java +++ /dev/null @@ -1,13 +0,0 @@ -package callable; - -import java.util.concurrent.Callable; - -public class MyCallable implements Callable { - - @Override - public String call() throws Exception { - Thread.sleep(1000); - //返回执行当前 Callable 的线程名字 - return Thread.currentThread().getName(); - } -} diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/common/ThreadPoolConstants.java b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/common/ThreadPoolConstants.java deleted file mode 100644 index 2018e86f..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/common/ThreadPoolConstants.java +++ /dev/null @@ -1,11 +0,0 @@ -package common; - -public class ThreadPoolConstants { - public static final int CORE_POOL_SIZE = 5; - public static final int MAX_POOL_SIZE = 10; - public static final int QUEUE_CAPACITY = 100; - public static final Long KEEP_ALIVE_TIME = 1L; - private ThreadPoolConstants(){ - - } -} diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/threadPoolExecutor/MyRunnable.java b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/threadPoolExecutor/MyRunnable.java deleted file mode 100644 index 4ebf2dcb..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/threadPoolExecutor/MyRunnable.java +++ /dev/null @@ -1,36 +0,0 @@ -package threadPoolExecutor; - -import java.util.Date; - -/** - * 这是一个简单的Runnable类,需要大约5秒钟来执行其任务。 - * @author shuang.kou - */ -public class MyRunnable implements Runnable { - - private String command; - - public MyRunnable(String s) { - this.command = s; - } - - @Override - public void run() { - System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Start. Time = " + new Date()); - processCommand(); - System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " End. Time = " + new Date()); - } - - private void processCommand() { - try { - Thread.sleep(5000); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - } - - @Override - public String toString() { - return this.command; - } -} diff --git a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/threadPoolExecutor/ThreadPoolExecutorDemo.java b/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/threadPoolExecutor/ThreadPoolExecutorDemo.java deleted file mode 100644 index 2e510cd6..00000000 --- a/code/java/ThreadPoolExecutorDemo/src/threadPoolExecutor/ThreadPoolExecutorDemo.java +++ /dev/null @@ -1,39 +0,0 @@ -package threadPoolExecutor; - -import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; -import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; -import java.util.concurrent.TimeUnit; - -import static common.ThreadPoolConstants.CORE_POOL_SIZE; -import static common.ThreadPoolConstants.KEEP_ALIVE_TIME; -import static common.ThreadPoolConstants.MAX_POOL_SIZE; -import static common.ThreadPoolConstants.QUEUE_CAPACITY; - - -public class ThreadPoolExecutorDemo { - - public static void main(String[] args) { - - //使用阿里巴巴推荐的创建线程池的方式 - //通过ThreadPoolExecutor构造函数自定义参数创建 - ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor( - CORE_POOL_SIZE, - MAX_POOL_SIZE, - KEEP_ALIVE_TIME, - TimeUnit.SECONDS, - new ArrayBlockingQueue<>(QUEUE_CAPACITY), - new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); - - for (int i = 0; i < 10; i++) { - //创建WorkerThread对象(WorkerThread类实现了Runnable 接口) - Runnable worker = new MyRunnable("" + i); - //执行Runnable - executor.execute(worker); - } - //终止线程池 - executor.shutdown(); - while (!executor.isTerminated()) { - } - System.out.println("Finished all threads"); - } -} diff --git a/docs/data/java-recommended-books.md b/docs/data/java-recommended-books.md deleted file mode 100644 index 7bdadce5..00000000 --- a/docs/data/java-recommended-books.md +++ /dev/null @@ -1,119 +0,0 @@ - - - -- [Java](#java) - - [基础](#基础) - - [并发](#并发) - - [JVM](#jvm) - - [Java8 新特性](#java8-新特性) - - [代码优化](#代码优化) -- [网络](#网络) -- [操作系统](#操作系统) -- [数据结构与算法](#数据结构与算法) -- [数据库](#数据库) -- [系统设计](#系统设计) - - [设计模式](#设计模式) - - [常用框架](#常用框架) - - [网站架构](#网站架构) - - [软件底层](#软件底层) -- [其他](#其他) - - -## Java - -### 基础 - -- [《Head First Java》](https://book.douban.com/subject/2000732/)(推荐,豆瓣评分 8.7,1.0K+人评价): 可以说是我的 Java 启蒙书籍了,特别适合新手读当然也适合我们用来温故 Java 知识点。 -- [《Java 核心技术卷 1+卷 2》](https://book.douban.com/subject/25762168/)(推荐): 很棒的两本书,建议有点 Java 基础之后再读,介绍的还是比较深入的,非常推荐。这两本书我一般也会用来巩固知识点,是两本适合放在自己身边的好书。 -- [《JAVA 网络编程 第 4 版》](https://book.douban.com/subject/26259017/): 可以系统的学习一下网络的一些概念以及网络编程在 Java 中的使用。 -- [《Java 编程思想 (第 4 版)》](https://book.douban.com/subject/2130190/)(推荐,豆瓣评分 9.1,3.2K+人评价):大部分人称之为Java领域的圣经,但我不推荐初学者阅读,有点劝退的味道。稍微有点基础后阅读更好。 -- [《Java性能权威指南》](https://book.douban.com/subject/26740520/)(推荐,豆瓣评分 8.2,0.1K+人评价):O'Reilly 家族书,性能调优的入门书,我个人觉得性能调优是每个 Java 从业者必备知识,这本书的缺点就是太老了,但是这本书可以作为一个实战书,尤其是 JVM 调优!不适合初学者。前置书籍:《深入理解 Java 虚拟机》 - -### 并发 - -- [《Java 并发编程之美》]() (推荐):2018 年 10 月出版的一本书,个人感觉非常不错,对每个知识点的讲解都很棒。 -- [《Java 并发编程的艺术》](https://book.douban.com/subject/26591326/)(推荐,豆瓣评分 7.2,0.2K+人评价): 这本书不是很适合作为 Java 并发入门书籍,需要具备一定的 JVM 基础。我感觉有些东西讲的还是挺深入的,推荐阅读。 -- [《实战 Java 高并发程序设计》](https://book.douban.com/subject/26663605/)(推荐,豆瓣评分 8.3): 书的质量没的说,推荐大家好好看一下。 -- [《Java 高并发编程详解》](https://book.douban.com/subject/30255689/)(豆瓣评分 7.6): 2018 年 6 月出版的一本书,内容很详细,但可能又有点过于啰嗦,不过这只是我的感觉。 - -### JVM - -- [《深入理解 Java 虚拟机(第 2 版)周志明》](https://book.douban.com/subject/24722612/)(推荐,豆瓣评分 8.9,1.0K+人评价):建议多刷几遍,书中的所有知识点可以通过 JAVA 运行时区域和 JAVA 的内存模型与线程两个大模块罗列完全。 -- [《实战 JAVA 虚拟机》](https://book.douban.com/subject/26354292/)(推荐,豆瓣评分 8.0,1.0K+人评价):作为入门的了解 Java 虚拟机的知识还是不错的。 - -### Java8 新特性 - -- [《Java 8 实战》](https://book.douban.com/subject/26772632/) (推荐,豆瓣评分 9.2 ):面向 Java 8 的技能升级,包括 Lambdas、流和函数式编程特性。实战系列的一贯风格让自己快速上手应用起来。Java 8 支持的 Lambda 是精简表达在语法上提供的支持。Java 8 提供了 Stream,学习和使用可以建立流式编程的认知。 -- [《Java 8 编程参考官方教程》](https://book.douban.com/subject/26556574/) (推荐,豆瓣评分 9.2):也还不错吧。 - -### 代码优化 - -- [《重构_改善既有代码的设计》](https://book.douban.com/subject/4262627/)(推荐):豆瓣 9.1 分,重构书籍的开山鼻祖。 -- [《Effective java 》](https://book.douban.com/subject/3360807/)(推荐,豆瓣评分 9.0,1.4K+人评价):本书介绍了在 Java 编程中 78 条极具实用价值的经验规则,这些经验规则涵盖了大多数开发人员每天所面临的问题的解决方案。通过对 Java 平台设计专家所使用的技术的全面描述,揭示了应该做什么,不应该做什么才能产生清晰、健壮和高效的代码。本书中的每条规则都以简短、独立的小文章形式出现,并通过例子代码加以进一步说明。本书内容全面,结构清晰,讲解详细。可作为技术人员的参考用书。 -- [《代码整洁之道》](https://book.douban.com/subject/5442024/)(推荐,豆瓣评分 9.1):虽然是用 Java 语言作为例子,全篇都是在阐述 Java 面向对象的思想,但是其中大部分内容其它语言也能应用到。 -- **阿里巴巴 Java 开发手册(详尽版)** [https://github.com/alibaba/p3c/blob/master/阿里巴巴 Java 开发手册(详尽版).pdf](https://github.com/alibaba/p3c/blob/master/%E9%98%BF%E9%87%8C%E5%B7%B4%E5%B7%B4Java%E5%BC%80%E5%8F%91%E6%89%8B%E5%86%8C%EF%BC%88%E8%AF%A6%E5%B0%BD%E7%89%88%EF%BC%89.pdf) -- **Google Java 编程风格指南:** - - -## 网络 - -- [《图解 HTTP》](https://book.douban.com/subject/25863515/)(推荐,豆瓣评分 8.1 , 1.6K+人评价): 讲漫画一样的讲 HTTP,很有意思,不会觉得枯燥,大概也涵盖也 HTTP 常见的知识点。因为篇幅问题,内容可能不太全面。不过,如果不是专门做网络方向研究的小伙伴想研究 HTTP 相关知识的话,读这本书的话应该来说就差不多了。 -- [《HTTP 权威指南》](https://book.douban.com/subject/10746113/) (推荐,豆瓣评分 8.6):如果要全面了解 HTTP 非此书不可! - -## 操作系统 - -- [《鸟哥的 Linux 私房菜》](https://book.douban.com/subject/4889838/)(推荐,,豆瓣评分 9.1,0.3K+人评价):本书是最具知名度的 Linux 入门书《鸟哥的 Linux 私房菜基础学习篇》的最新版,全面而详细地介绍了 Linux 操作系统。全书分为 5 个部分:第一部分着重说明 Linux 的起源及功能,如何规划和安装 Linux 主机;第二部分介绍 Linux 的文件系统、文件、目录与磁盘的管理;第三部分介绍文字模式接口 shell 和管理系统的好帮手 shell 脚本,另外还介绍了文字编辑器 vi 和 vim 的使用方法;第四部分介绍了对于系统安全非常重要的 Linux 账号的管理,以及主机系统与程序的管理,如查看进程、任务分配和作业管理;第五部分介绍了系统管理员 (root) 的管理事项,如了解系统运行状况、系统服务,针对登录文件进行解析,对系统进行备份以及核心的管理等。 - -## 数据结构与算法 - -- [《大话数据结构》](https://book.douban.com/subject/6424904/)(推荐,豆瓣评分 7.9 , 1K+人评价):入门类型的书籍,读起来比较浅显易懂,适合没有数据结构基础或者说数据结构没学好的小伙伴用来入门数据结构。 -- [《数据结构与算法分析:C 语言描述》](https://book.douban.com/subject/1139426/)(推荐,豆瓣评分 8.9,1.6K+人评价):本书是《Data Structures and Algorithm Analysis in C》一书第 2 版的简体中译本。原书曾被评为 20 世纪顶尖的 30 部计算机著作之一,作者 Mark Allen Weiss 在数据结构和算法分析方面卓有建树,他的数据结构和算法分析的著作尤其畅销,并受到广泛好评.已被世界 500 余所大学用作教材。 -- [《算法图解》](https://book.douban.com/subject/26979890/)(推荐,豆瓣评分 8.4,0.6K+人评价):入门类型的书籍,读起来比较浅显易懂,适合没有算法基础或者说算法没学好的小伙伴用来入门。示例丰富,图文并茂,以让人容易理解的方式阐释了算法.读起来比较快,内容不枯燥! -- [《算法 第四版》](https://book.douban.com/subject/10432347/)(推荐,豆瓣评分 9.3,0.4K+人评价):Java 语言描述,算法领域经典的参考书,全面介绍了关于算法和数据结构的必备知识,并特别针对排序、搜索、图处理和字符串处理进行了论述。书的内容非常多,可以说是 Java 程序员的必备书籍之一了。 - -## 数据库 - -- [《高性能 MySQL》](https://book.douban.com/subject/23008813/)(推荐,豆瓣评分 9.3,0.4K+人评价):mysql 领域的经典之作,拥有广泛的影响力。不但适合数据库管理员(dba)阅读,也适合开发人员参考学习。不管是数据库新手还是专家,相信都能从本书有所收获。 -- [《Redis 实战》](https://book.douban.com/subject/26612779/):如果你想了解 Redis 的一些概念性知识的话,这本书真的非常不错。 -- [《Redis 设计与实现》](https://book.douban.com/subject/25900156/)(推荐,豆瓣评分 8.5,0.5K+人评价):也还行吧! -- [《MySQL 技术内幕-InnoDB 存储引擎》]()(推荐,豆瓣评分 8.7):了解 InnoDB 存储引擎底层原理必备的一本书,比较深入。 - -## 系统设计 - -### 设计模式 - -- [《设计模式 : 可复用面向对象软件的基础》](https://book.douban.com/subject/1052241/) (推荐,豆瓣评分 9.1):设计模式的经典! -- [《Head First 设计模式(中文版)》](https://book.douban.com/subject/2243615/) (推荐,豆瓣评分 9.2):相当赞的一本设计模式入门书籍。用实际的编程案例讲解算法设计中会遇到的各种问题和需求变更(对的,连需求变更都考虑到了!),并以此逐步推导出良好的设计模式解决办法。 -- [《大话设计模式》](https://book.douban.com/subject/2334288/) (推荐,豆瓣评分 8.3):本书通篇都是以情景对话的形式,用多个小故事或编程示例来组织讲解GOF(即《设计模式 : 可复用面向对象软件的基础》这本书)),但是不像《设计模式 : 可复用面向对象软件的基础》难懂。但是设计模式只看书是不够的,还是需要在实际项目中运用,结合[设计模式](docs/system-design/设计模式.md)更佳! - -### 常用框架 - -- [《深入分析 Java Web 技术内幕》](https://book.douban.com/subject/25953851/): 感觉还行,涉及的东西也蛮多。 -- [《Netty 实战》](https://book.douban.com/subject/27038538/)(推荐,豆瓣评分 7.8,92 人评价):内容很细,如果想学 Netty 的话,推荐阅读这本书! -- [《从 Paxos 到 Zookeeper》](https://book.douban.com/subject/26292004/)(推荐,豆瓣评分 7.8,0.3K 人评价):简要介绍几种典型的分布式一致性协议,以及解决分布式一致性问题的思路,其中重点讲解了 Paxos 和 ZAB 协议。同时,本书深入介绍了分布式一致性问题的工业解决方案——ZooKeeper,并着重向读者展示这一分布式协调框架的使用方法、内部实现及运维技巧,旨在帮助读者全面了解 ZooKeeper,并更好地使用和运维 ZooKeeper。 -- [《Spring 实战(第 4 版)》](https://book.douban.com/subject/26767354/)(推荐,豆瓣评分 8.3,0.3K+人评价):不建议当做入门书籍读,入门的话可以找点国人的书或者视频看。这本定位就相当于是关于 Spring 的新华字典,只有一些基本概念的介绍和示例,涵盖了 Spring 的各个方面,但都不够深入。就像作者在最后一页写的那样:“学习 Spring,这才刚刚开始”。 -- [《RabbitMQ 实战指南》](https://book.douban.com/subject/27591386/):《RabbitMQ 实战指南》从消息中间件的概念和 RabbitMQ 的历史切入,主要阐述 RabbitMQ 的安装、使用、配置、管理、运维、原理、扩展等方面的细节。如果你想浅尝 RabbitMQ 的使用,这本书是你最好的选择;如果你想深入 RabbitMQ 的原理,这本书也是你最好的选择;总之,如果你想玩转 RabbitMQ,这本书一定是最值得看的书之一 -- [《Spring Cloud 微服务实战》](https://book.douban.com/subject/27025912/):从时下流行的微服务架构概念出发,详细介绍了 Spring Cloud 针对微服务架构中几大核心要素的解决方案和基础组件。对于各个组件的介绍,《Spring Cloud 微服务实战》主要以示例与源码结合的方式来帮助读者更好地理解这些组件的使用方法以及运行原理。同时,在介绍的过程中,还包含了作者在实践中所遇到的一些问题和解决思路,可供读者在实践中作为参考。 -- [《第一本 Docker 书》](https://book.douban.com/subject/26780404/):Docker 入门书籍! -- [《Spring Boot编程思想(核心篇)》](https://book.douban.com/subject/33390560/)(推荐,豆瓣评分 6.2):SpringBoot深入书,不适合初学者。书尤其的厚,评分低的的理由是书某些知识过于拖沓,评分高的理由是书中对SpringBoot内部原理讲解很清楚。作者小马哥:Apache Dubbo PMC、Spring Cloud Alibaba项目架构师。B站作者地址:https://space.bilibili.com/327910845?from=search&seid=17095917016893398636。 - -### 网站架构 - -- [《大型网站技术架构:核心原理与案例分析+李智慧》](https://book.douban.com/subject/25723064/)(推荐):这本书我读过,基本不需要你有什么基础啊~读起来特别轻松,但是却可以学到很多东西,非常推荐了。另外我写过这本书的思维导图,关注我的微信公众号:“Java 面试通关手册”回复“大型网站技术架构”即可领取思维导图。 -- [《亿级流量网站架构核心技术》](https://book.douban.com/subject/26999243/)(推荐):一书总结并梳理了亿级流量网站高可用和高并发原则,通过实例详细介绍了如何落地这些原则。本书分为四部分:概述、高可用原则、高并发原则、案例实战。从负载均衡、限流、降级、隔离、超时与重试、回滚机制、压测与预案、缓存、池化、异步化、扩容、队列等多方面详细介绍了亿级流量网站的架构核心技术,让读者看后能快速运用到实践项目中。 - -### 软件底层 - -- [《深入剖析 Tomcat》](https://book.douban.com/subject/10426640/)(推荐,豆瓣评分 8.4,0.2K+人评价):本书深入剖析 Tomcat 4 和 Tomcat 5 中的每个组件,并揭示其内部工作原理。通过学习本书,你将可以自行开发 Tomcat 组件,或者扩展已有的组件。 读完这本书,基本可以摆脱背诵面试题的尴尬。 -- [《深入理解 Nginx(第 2 版)》](https://book.douban.com/subject/26745255/):作者讲的非常细致,注释都写的都很工整,对于 Nginx 的开发人员非常有帮助。优点是细致,缺点是过于细致,到处都是代码片段,缺少一些抽象。 - -## 其他 - -- [《黑客与画家》](https://read.douban.com/ebook/387525/?dcs=subject-rec&dcm=douban&dct=2243615):这本书是硅谷创业之父,Y Combinator 创始人 Paul Graham 的文集。之所以叫这个名字,是因为作者认为黑客(并非负面的那个意思)与画家有着极大的相似性,他们都是在创造,而不是完成某个任务。 -- [《图解密码技术》](https://book.douban.com/subject/26265544/)(推荐,豆瓣评分 9.1,0.3K+人评价):本书以**图配文**的形式,第一部分讲述了密码技术的历史沿革、对称密码、分组密码模式(包括ECB、CBC、CFB、OFB、CTR)、公钥、混合密码系统。第二部分重点介绍了认证方面的内容,涉及单向散列函数、消息认证码、数字签名、证书等。第三部分讲述了密钥、随机数、PGP、SSL/TLS 以及密码技术在现实生活中的应用。关键字:JWT 前置知识、区块链密码技术前置知识。属于密码知识入门书籍。 - - - - - - diff --git a/docs/data/spring-boot-practical-projects.md b/docs/data/spring-boot-practical-projects.md deleted file mode 100644 index 046af88a..00000000 --- a/docs/data/spring-boot-practical-projects.md +++ /dev/null @@ -1,66 +0,0 @@ -最近经常被读者问到有没有 Spring Boot 实战项目可以学习,于是,我就去 Github 上找了 10 个我觉得还不错的实战项目。对于这些实战项目,有部分是比较适合 Spring Boot 刚入门的朋友学习的,还有一部分可能要求你对 Spring Boot 相关技术比较熟悉。需要的朋友可以根据个人实际情况进行选择。如果你对 Spring Boot 不太熟悉的话,可以看我最近开源的 springboot-guide:https://github.com/Snailclimb/springboot-guide 入门(还在持续更新中)。 - -### mall - -- **Github地址**: [https://github.com/macrozheng/mall](https://github.com/macrozheng/mall) -- **star**: 22.9k -- **介绍**: mall项目是一套电商系统,包括前台商城系统及后台管理系统,基于SpringBoot+MyBatis实现。 前台商城系统包含首页门户、商品推荐、商品搜索、商品展示、购物车、订单流程、会员中心、客户服务、帮助中心等模块。 后台管理系统包含商品管理、订单管理、会员管理、促销管理、运营管理、内容管理、统计报表、财务管理、权限管理、设置等模块。 - -### jeecg-boot - -- **Github地址**:[https://github.com/zhangdaiscott/jeecg-boot](https://github.com/zhangdaiscott/jeecg-boot) -- **star**: 6.4k -- **介绍**: 一款基于代码生成器的JAVA快速开发平台!采用最新技术,前后端分离架构:SpringBoot 2.x,Ant Design&Vue,Mybatis,Shiro,JWT。强大的代码生成器让前后端代码一键生成,无需写任何代码,绝对是全栈开发福音!! JeecgBoot的宗旨是提高UI能力的同时,降低前后分离的开发成本,JeecgBoot还独创在线开发模式,No代码概念,一系列在线智能开发:在线配置表单、在线配置报表、在线设计流程等等。 - -### eladmin - -- **Github地址**:[https://github.com/elunez/eladmin](https://github.com/elunez/eladmin) -- **star**: 3.9k -- **介绍**: 项目基于 Spring Boot 2.1.0 、 Jpa、 Spring Security、redis、Vue的前后端分离的后台管理系统,项目采用分模块开发方式, 权限控制采用 RBAC,支持数据字典与数据权限管理,支持一键生成前后端代码,支持动态路由。 - -### paascloud-master - -- **Github地址**:[https://github.com/paascloud/paascloud-master](https://github.com/paascloud/paascloud-master) -- **star**: 5.9k -- **介绍**: spring cloud + vue + oAuth2.0全家桶实战,前后端分离模拟商城,完整的购物流程、后端运营平台,可以实现快速搭建企业级微服务项目。支持微信登录等三方登录。 - -### vhr - -- **Github地址**:[https://github.com/lenve/vhr](https://github.com/lenve/vhr) -- **star**: 10.6k -- **介绍**: 微人事是一个前后端分离的人力资源管理系统,项目采用SpringBoot+Vue开发。 - -### One mall - -- **Github地址**:[https://github.com/YunaiV/onemall](https://github.com/YunaiV/onemall) -- **star**: 1.2k -- **介绍**: mall 商城,基于微服务的思想,构建在 B2C 电商场景下的项目实战。核心技术栈,是 Spring Boot + Dubbo 。未来,会重构成 Spring Cloud Alibaba 。 - -### Guns - -- **Github地址**:[https://github.com/stylefeng/Guns](https://github.com/stylefeng/Guns) -- **star**: 2.3k -- **介绍**: Guns基于SpringBoot 2,致力于做更简洁的后台管理系统,完美整合springmvc + shiro + mybatis-plus + beetl!Guns项目代码简洁,注释丰富,上手容易,同时Guns包含许多基础模块(用户管理,角色管理,部门管理,字典管理等10个模块),可以直接作为一个后台管理系统的脚手架! - -### SpringCloud - -- **Github地址**:[https://github.com/YunaiV/onemall](https://github.com/YunaiV/onemall) -- **star**: 1.2k -- **介绍**: mall 商城,基于微服务的思想,构建在 B2C 电商场景下的项目实战。核心技术栈,是 Spring Boot + Dubbo 。未来,会重构成 Spring Cloud Alibaba 。 - -### SpringBoot-Shiro-Vue - -- **Github地址**:[https://github.com/Heeexy/SpringBoot-Shiro-Vue](https://github.com/Heeexy/SpringBoot-Shiro-Vue) -- **star**: 1.8k -- **介绍**: 提供一套基于Spring Boot-Shiro-Vue的权限管理思路.前后端都加以控制,做到按钮/接口级别的权限。 - -### newbee-mall - -最近开源的一个商城项目。 - -- **Github地址**:[https://github.com/newbee-ltd/newbee-mall](https://github.com/newbee-ltd/newbee-mall) -- **star**: 50 -- **介绍**: newbee-mall 项目是一套电商系统,包括 newbee-mall 商城系统及 newbee-mall-admin 商城后台管理系统,基于 Spring Boot 2.X 及相关技术栈开发。 前台商城系统包含首页门户、商品分类、新品上线、首页轮播、商品推荐、商品搜索、商品展示、购物车、订单结算、订单流程、个人订单管理、会员中心、帮助中心等模块。 后台管理系统包含数据面板、轮播图管理、商品管理、订单管理、会员管理、分类管理、设置等模块。 - - - diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/Backtracking-NQueens.md b/docs/dataStructures-algorithms/Backtracking-NQueens.md deleted file mode 100644 index bac262d0..00000000 --- a/docs/dataStructures-algorithms/Backtracking-NQueens.md +++ /dev/null @@ -1,145 +0,0 @@ -# N皇后 -[51. N皇后](https://leetcode-cn.com/problems/n-queens/) -### 题目描述 -> n 皇后问题研究的是如何将 n 个皇后放置在 n×n 的棋盘上,并且使皇后彼此之间不能相互攻击。 -> -![ANUzjA.png](https://s2.ax1x.com/2019/03/26/ANUzjA.png) -> -上图为 8 皇后问题的一种解法。 -> -给定一个整数 n,返回所有不同的 n 皇后问题的解决方案。 -> -每一种解法包含一个明确的 n 皇后问题的棋子放置方案,该方案中 'Q' 和 '.' 分别代表了皇后和空位。 - -示例: - -``` -输入: 4 -输出: [ - [".Q..", // 解法 1 - "...Q", - "Q...", - "..Q."], - - ["..Q.", // 解法 2 - "Q...", - "...Q", - ".Q.."] -] -解释: 4 皇后问题存在两个不同的解法。 -``` - -### 问题分析 -约束条件为每个棋子所在的行、列、对角线都不能有另一个棋子。 - -使用一维数组表示一种解法,下标(index)表示行,值(value)表示该行的Q(皇后)在哪一列。 -每行只存储一个元素,然后递归到下一行,这样就不用判断行了,只需要判断列和对角线。 -### Solution1 -当result[row] = column时,即row行的棋子在column列。 - -对于[0, row-1]的任意一行(i 行),若 row 行的棋子和 i 行的棋子在同一列,则有result[i] == column; -若 row 行的棋子和 i 行的棋子在同一对角线,等腰直角三角形两直角边相等,即 row - i == Math.abs(result[i] - column) - -布尔类型变量 isValid 的作用是剪枝,减少不必要的递归。 -``` -public List> solveNQueens(int n) { - // 下标代表行,值代表列。如result[0] = 3 表示第1行的Q在第3列 - int[] result = new int[n]; - List> resultList = new LinkedList<>(); - dfs(resultList, result, 0, n); - return resultList; -} - -void dfs(List> resultList, int[] result, int row, int n) { - // 递归终止条件 - if (row == n) { - List list = new LinkedList<>(); - for (int x = 0; x < n; ++x) { - StringBuilder sb = new StringBuilder(); - for (int y = 0; y < n; ++y) - sb.append(result[x] == y ? "Q" : "."); - list.add(sb.toString()); - } - resultList.add(list); - return; - } - for (int column = 0; column < n; ++column) { - boolean isValid = true; - result[row] = column; - /* - * 逐行往下考察每一行。同列,result[i] == column - * 同对角线,row - i == Math.abs(result[i] - column) - */ - for (int i = row - 1; i >= 0; --i) { - if (result[i] == column || row - i == Math.abs(result[i] - column)) { - isValid = false; - break; - } - } - if (isValid) dfs(resultList, result, row + 1, n); - } -} -``` -### Solution2 -使用LinkedList表示一种解法,下标(index)表示行,值(value)表示该行的Q(皇后)在哪一列。 - -解法二和解法一的不同在于,相同列以及相同对角线的校验。 -将对角线抽象成【一次函数】这个简单的数学模型,根据一次函数的截距是常量这一特性进行校验。 - -这里,我将右上-左下对角线,简称为“\”对角线;左上-右下对角线简称为“/”对角线。 - -“/”对角线斜率为1,对应方程为y = x + b,其中b为截距。 -对于线上任意一点,均有y - x = b,即row - i = b; -定义一个布尔类型数组anti_diag,将b作为下标,当anti_diag[b] = true时,表示相应对角线上已经放置棋子。 -但row - i有可能为负数,负数不能作为数组下标,row - i 的最小值为-n(当row = 0,i = n时),可以加上n作为数组下标,即将row -i + n 作为数组下标。 -row - i + n 的最大值为 2n(当row = n,i = 0时),故anti_diag的容量设置为 2n 即可。 - -![ANXG79.png](https://s2.ax1x.com/2019/03/26/ANXG79.png) - -“\”对角线斜率为-1,对应方程为y = -x + b,其中b为截距。 -对于线上任意一点,均有y + x = b,即row + i = b; -同理,定义数组main_diag,将b作为下标,当main_diag[row + i] = true时,表示相应对角线上已经放置棋子。 - -有了两个校验对角线的数组,再来定义一个用于校验列的数组cols,这个太简单啦,不解释。 - -**解法二时间复杂度为O(n!),在校验相同列和相同对角线时,引入三个布尔类型数组进行判断。相比解法一,少了一层循环,用空间换时间。** - -``` -List> resultList = new LinkedList<>(); - -public List> solveNQueens(int n) { - boolean[] cols = new boolean[n]; - boolean[] main_diag = new boolean[2 * n]; - boolean[] anti_diag = new boolean[2 * n]; - LinkedList result = new LinkedList<>(); - dfs(result, 0, cols, main_diag, anti_diag, n); - return resultList; -} - -void dfs(LinkedList result, int row, boolean[] cols, boolean[] main_diag, boolean[] anti_diag, int n) { - if (row == n) { - List list = new LinkedList<>(); - for (int x = 0; x < n; ++x) { - StringBuilder sb = new StringBuilder(); - for (int y = 0; y < n; ++y) - sb.append(result.get(x) == y ? "Q" : "."); - list.add(sb.toString()); - } - resultList.add(list); - return; - } - for (int i = 0; i < n; ++i) { - if (cols[i] || main_diag[row + i] || anti_diag[row - i + n]) - continue; - result.add(i); - cols[i] = true; - main_diag[row + i] = true; - anti_diag[row - i + n] = true; - dfs(result, row + 1, cols, main_diag, anti_diag, n); - result.removeLast(); - cols[i] = false; - main_diag[row + i] = false; - anti_diag[row - i + n] = false; - } -} -``` \ No newline at end of file diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/bloom-filter.md b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/bloom-filter.md index 901c4720..bfb7efe7 100644 --- a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/bloom-filter.md +++ b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/bloom-filter.md @@ -39,7 +39,7 @@ ![布隆过滤器hash计算](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/布隆过滤器-hash运算.png) -如图所示,当字符串存储要加入到布隆过滤器中时,该字符串首先由多个哈希函数生成不同的哈希值,然后在对应的位数组的下表的元素设置为 1(当位数组初始化时 ,所有位置均为0)。当第二次存储相同字符串时,因为先前的对应位置已设置为1,所以很容易知道此值已经存在(去重非常方便)。 +如图所示,当字符串存储要加入到布隆过滤器中时,该字符串首先由多个哈希函数生成不同的哈希值,然后将对应的位数组的下标设置为 1(当位数组初始化时,所有位置均为0)。当第二次存储相同字符串时,因为先前的对应位置已设置为 1,所以很容易知道此值已经存在(去重非常方便)。 如果我们需要判断某个字符串是否在布隆过滤器中时,只需要对给定字符串再次进行相同的哈希计算,得到值之后判断位数组中的每个元素是否都为 1,如果值都为 1,那么说明这个值在布隆过滤器中,如果存在一个值不为 1,说明该元素不在布隆过滤器中。 @@ -49,7 +49,7 @@ ### 3.布隆过滤器使用场景 -1. 判断给定数据是否存在:比如判断一个数字是否在于包含大量数字的数字集中(数字集很大,5亿以上!)、 防止缓存穿透(判断请求的数据是否有效避免直接绕过缓存请求数据库)等等、邮箱的垃圾邮件过滤、黑名单功能等等。 +1. 判断给定数据是否存在:比如判断一个数字是否存在于包含大量数字的数字集中(数字集很大,5亿以上!)、 防止缓存穿透(判断请求的数据是否有效避免直接绕过缓存请求数据库)等等、邮箱的垃圾邮件过滤、黑名单功能等等。 2. 去重:比如爬给定网址的时候对已经爬取过的 URL 去重。 ### 4.通过 Java 编程手动实现布隆过滤器 @@ -147,15 +147,15 @@ public class MyBloomFilter { 测试: ```java - String value1 = "https://javaguide.cn/"; - String value2 = "https://github.com/Snailclimb"; - MyBloomFilter filter = new MyBloomFilter(); - System.out.println(filter.contains(value1)); - System.out.println(filter.contains(value2)); - filter.add(value1); - filter.add(value2); - System.out.println(filter.contains(value1)); - System.out.println(filter.contains(value2)); +String value1 = "https://javaguide.cn/"; +String value2 = "https://github.com/Snailclimb"; +MyBloomFilter filter = new MyBloomFilter(); +System.out.println(filter.contains(value1)); +System.out.println(filter.contains(value2)); +filter.add(value1); +filter.add(value2); +System.out.println(filter.contains(value1)); +System.out.println(filter.contains(value2)); ``` Output: @@ -170,15 +170,15 @@ true 测试: ```java - Integer value1 = 13423; - Integer value2 = 22131; - MyBloomFilter filter = new MyBloomFilter(); - System.out.println(filter.contains(value1)); - System.out.println(filter.contains(value2)); - filter.add(value1); - filter.add(value2); - System.out.println(filter.contains(value1)); - System.out.println(filter.contains(value2)); +Integer value1 = 13423; +Integer value2 = 22131; +MyBloomFilter filter = new MyBloomFilter(); +System.out.println(filter.contains(value1)); +System.out.println(filter.contains(value2)); +filter.add(value1); +filter.add(value2); +System.out.println(filter.contains(value1)); +System.out.println(filter.contains(value2)); ``` Output: @@ -190,18 +190,18 @@ true true ``` -### 5.利用Google开源的 Guava中自带的布隆过滤器 +### 5.利用 Google 开源的 Guava 中自带的布隆过滤器 自己实现的目的主要是为了让自己搞懂布隆过滤器的原理,Guava 中布隆过滤器的实现算是比较权威的,所以实际项目中我们不需要手动实现一个布隆过滤器。 首先我们需要在项目中引入 Guava 的依赖: ```java - - com.google.guava - guava - 28.0-jre - + + com.google.guava + guava + 28.0-jre + ``` 实际使用如下: @@ -209,42 +209,42 @@ true 我们创建了一个最多存放 最多 1500个整数的布隆过滤器,并且我们可以容忍误判的概率为百分之(0.01) ```java - // 创建布隆过滤器对象 - BloomFilter filter = BloomFilter.create( - Funnels.integerFunnel(), - 1500, - 0.01); - // 判断指定元素是否存在 - System.out.println(filter.mightContain(1)); - System.out.println(filter.mightContain(2)); - // 将元素添加进布隆过滤器 - filter.put(1); - filter.put(2); - System.out.println(filter.mightContain(1)); - System.out.println(filter.mightContain(2)); +// 创建布隆过滤器对象 +BloomFilter filter = BloomFilter.create( + Funnels.integerFunnel(), + 1500, + 0.01); +// 判断指定元素是否存在 +System.out.println(filter.mightContain(1)); +System.out.println(filter.mightContain(2)); +// 将元素添加进布隆过滤器 +filter.put(1); +filter.put(2); +System.out.println(filter.mightContain(1)); +System.out.println(filter.mightContain(2)); ``` -在我们的示例中,当`mightContain()` 方法返回*true*时,我们可以99%确定该元素在过滤器中,当过滤器返回*false*时,我们可以100%确定该元素不存在于过滤器中。 +在我们的示例中,当`mightContain()` 方法返回 *true* 时,我们可以99%确定该元素在过滤器中,当过滤器返回 *false* 时,我们可以100%确定该元素不存在于过滤器中。 **Guava 提供的布隆过滤器的实现还是很不错的(想要详细了解的可以看一下它的源码实现),但是它有一个重大的缺陷就是只能单机使用(另外,容量扩展也不容易),而现在互联网一般都是分布式的场景。为了解决这个问题,我们就需要用到 Redis 中的布隆过滤器了。** ### 6.Redis 中的布隆过滤器 -#### 6.1介绍 +#### 6.1 介绍 -Redis v4.0 之后有了 Module(模块/插件) 功能,Redis Modules 让 Redis 可以使用外部模块扩展其功能 。布隆过滤器就是其中的 Module。详情可以查看 Redis 官方对 Redis Modules 的介绍 :https://redis.io/modules。 +Redis v4.0 之后有了 Module(模块/插件) 功能,Redis Modules 让 Redis 可以使用外部模块扩展其功能 。布隆过滤器就是其中的 Module。详情可以查看 Redis 官方对 Redis Modules 的介绍 :https://redis.io/modules -另外,官网推荐了一个 RedisBloom 作为 Redis 布隆过滤器的 Module,地址:https://github.com/RedisBloom/RedisBloom。其他还有: +另外,官网推荐了一个 RedisBloom 作为 Redis 布隆过滤器的 Module,地址:https://github.com/RedisBloom/RedisBloom。其他还有: -- redis-lua-scaling-bloom-filter (lua 脚本实现):https://github.com/erikdubbelboer/redis-lua-scaling-bloom-filter +- redis-lua-scaling-bloom-filter(lua 脚本实现):https://github.com/erikdubbelboer/redis-lua-scaling-bloom-filter - pyreBloom(Python中的快速Redis 布隆过滤器) :https://github.com/seomoz/pyreBloom - ...... RedisBloom 提供了多种语言的客户端支持,包括:Python、Java、JavaScript 和 PHP。 -#### 6.2使用Docker安装 +#### 6.2 使用Docker安装 -如果我们需要体验 Redis 中的布隆过滤器非常简单,通过 Docker 就可以了!我们直接在 Google 搜索**docker redis bloomfilter** 然后在排除广告的第一条搜素结果就找到了我们想要的答案(这是我平常解决问题的一种方式,分享一下),具体地址:https://hub.docker.com/r/redislabs/rebloom/ (介绍的很详细 )。 +如果我们需要体验 Redis 中的布隆过滤器非常简单,通过 Docker 就可以了!我们直接在 Google 搜索 **docker redis bloomfilter** 然后在排除广告的第一条搜素结果就找到了我们想要的答案(这是我平常解决问题的一种方式,分享一下),具体地址:https://hub.docker.com/r/redislabs/rebloom/ (介绍的很详细 )。 **具体操作如下:** @@ -257,7 +257,7 @@ root@21396d02c252:/data# redis-cli #### 6.3常用命令一览 -> 注意: key:布隆过滤器的名称,item : 添加的元素。 +> 注意: key : 布隆过滤器的名称,item : 添加的元素。 1. **`BF.ADD `**:将元素添加到布隆过滤器中,如果该过滤器尚不存在,则创建该过滤器。格式:`BF.ADD {key} {item}`。 2. **`BF.MADD `** : 将一个或多个元素添加到“布隆过滤器”中,并创建一个尚不存在的过滤器。该命令的操作方式`BF.ADD`与之相同,只不过它允许多个输入并返回多个值。格式:`BF.MADD {key} {item} [item ...]` 。 diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/图.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/图.png new file mode 100644 index 00000000..10547ded Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/图.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/广度优先搜索1.drawio b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/广度优先搜索1.drawio new file mode 100644 index 00000000..72381b7a --- /dev/null +++ b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/广度优先搜索1.drawio @@ -0,0 +1 @@ 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 \ No newline at end of file diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/广度优先搜索1.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/广度优先搜索1.png new file mode 100644 index 00000000..46b67b62 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/广度优先搜索1.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/广度优先搜索2.drawio b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/广度优先搜索2.drawio new file mode 100644 index 00000000..f4ad6803 --- /dev/null +++ b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/图/广度优先搜索2.drawio @@ -0,0 +1 @@ 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a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素3.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素3.png new file mode 100644 index 00000000..46fdb57b Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素3.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素4.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素4.png new file mode 100644 index 00000000..a2e3a937 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素4.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素5.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素5.png new file mode 100644 index 00000000..1129eeac Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素5.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素6.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素6.png new file mode 100644 index 00000000..d18889c3 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/删除堆顶元素6.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆-插入元素1.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆-插入元素1.png new file mode 100644 index 00000000..424fe3d9 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆-插入元素1.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆-插入元素2.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆-插入元素2.png new file mode 100644 index 00000000..f58aa672 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆-插入元素2.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆-插入元素3.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆-插入元素3.png new file mode 100644 index 00000000..24977de8 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆-插入元素3.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆1.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆1.png new file mode 100644 index 00000000..fa08e776 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆1.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆2.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆2.png new file mode 100644 index 00000000..ec8a89d0 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆2.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序1.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序1.png new file mode 100644 index 00000000..655aa65a Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序1.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序2.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序2.png new file mode 100644 index 00000000..fe60da90 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序2.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序3.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序3.png new file mode 100644 index 00000000..61633b1d Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序3.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序4.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序4.png new file mode 100644 index 00000000..e502b808 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序4.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序5.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序5.png new file mode 100644 index 00000000..9d287858 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序5.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序6.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序6.png new file mode 100644 index 00000000..85bf1308 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆排序6.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆的存储.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆的存储.png new file mode 100644 index 00000000..de77a9af Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/堆的存储.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆1.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆1.png new file mode 100644 index 00000000..f69153d0 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆1.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆2.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆2.png new file mode 100644 index 00000000..fcbf71ca Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆2.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆3.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆3.png new file mode 100644 index 00000000..c4f890b1 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆3.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆4.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆4.png new file mode 100644 index 00000000..6d6c57fd Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/堆/建堆4.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/单链表2.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/单链表2.png new file mode 100644 index 00000000..9fe82753 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/单链表2.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/双向循环链表.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/双向循环链表.png new file mode 100644 index 00000000..9d134bcb Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/双向循环链表.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/双向链表.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/双向链表.png new file mode 100644 index 00000000..ffb3b3ef Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/双向链表.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/循环队列-堆满.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/循环队列-堆满.png new file mode 100644 index 00000000..225c46d7 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/循环队列-堆满.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/数组.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/数组.png new file mode 100644 index 00000000..923e8c04 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/数组.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/栈.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/栈.png new file mode 100644 index 00000000..2d704d56 Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/栈.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/栈实现浏览器倒退和前进.drawio b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/栈实现浏览器倒退和前进.drawio new file mode 100644 index 00000000..25a0512e --- /dev/null +++ b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/栈实现浏览器倒退和前进.drawio @@ -0,0 +1 @@ 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 \ No newline at end of file diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/栈实现浏览器倒退和前进.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/栈实现浏览器倒退和前进.png new file mode 100644 index 00000000..07bdb36a Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/栈实现浏览器倒退和前进.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/队列.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/队列.png new file mode 100644 index 00000000..2fa16dcd Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/队列.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/顺序队列假溢出.png b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/顺序队列假溢出.png new file mode 100644 index 00000000..f3b01def Binary files /dev/null and b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/pictures/线性数据结构/顺序队列假溢出.png differ diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/图.md b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/图.md new file mode 100644 index 00000000..32123a46 --- /dev/null +++ b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/图.md @@ -0,0 +1,153 @@ +# 图 + +> 开头还是求点赞,求转发!原创优质公众号,希望大家能让更多人看到我们的文章。 +> +> 图片都是我们手绘的,可以说非常用心了! + +图是一种较为复杂的非线性结构。 **为啥说其较为复杂呢?** + +根据前面的内容,我们知道: + +- 线性数据结构的元素满足唯一的线性关系,每个元素(除第一个和最后一个外)只有一个直接前趋和一个直接后继。 +- 树形数据结构的元素之间有着明显的层次关系。 + +但是,图形结构的元素之间的关系是任意的。 + +**何为图呢?** 简单来说,图就是由顶点的有穷非空集合和顶点之间的边组成的集合。通常表示为:**G(V,E)**,其中,G表示一个图,V表示顶点的集合,E表示边的集合。 + +下图所展示的就是图这种数据结构,并且还是一张有向图。 + +![图](pictures/图/图.png) + +图在我们日常生活中的例子很多!比如我们在社交软件上好友关系就可以用图来表示。 + +## 图的基本概念 + +### 顶点 +图中的数据元素,我们称之为顶点,图至少有一个顶点(非空有穷集合) + +对应到好友关系图,每一个用户就代表一个顶点。 + +### 边 +顶点之间的关系用边表示。 + +对应到好友关系图,两个用户是好友的话,那两者之间就存在一条边。 + +### 度 +度表示一个顶点包含多少条边,在有向图中,还分为出度和入度,出度表示从该顶点出去的边的条数,入度表示进入该顶点的边的条数。 + +对应到好友关系图,度就代表了某个人的好友数量。 + +### 无向图和有向图 +边表示的是顶点之间的关系,有的关系是双向的,比如同学关系,A是B的同学,那么B也肯定是A的同学,那么在表示A和B的关系时,就不用关注方向,用不带箭头的边表示,这样的图就是无向图。 + +有的关系是有方向的,比如父子关系,师生关系,微博的关注关系,A是B的爸爸,但B肯定不是A的爸爸,A关注B,B不一定关注A。在这种情况下,我们就用带箭头的边表示二者的关系,这样的图就是有向图。 + +### 无权图和带权图 + +对于一个关系,如果我们只关心关系的有无,而不关心关系有多强,那么就可以用无权图表示二者的关系。 + +对于一个关系,如果我们既关心关系的有无,也关心关系的强度,比如描述地图上两个城市的关系,需要用到距离,那么就用带权图来表示,带权图中的每一条边一个数值表示权值,代表关系的强度。 + +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84/1*FvCzzcpYVwyB759QKoDCOQ.png) + +## 图的存储 +### 邻接矩阵存储 +邻接矩阵将图用二维矩阵存储,是一种较为直观的表示方式。 + +如果第i个顶点和第j个顶点之间有关系,且关系权值为n,则 `A[i][j]=n` 。 + +在无向图中,我们只关心关系的有无,所以当顶点i和顶点j有关系时,`A[i][j]`=1,当顶点i和顶点j没有关系时,`A[i][j]`=0。如下图所示: + +![无向图的邻接矩阵存储](pictures/图/无向图的邻接矩阵存储.png) + +值得注意的是:**无向图的邻接矩阵是一个对称矩阵,因为在无向图中,顶点i和顶点j有关系,则顶点j和顶点i必有关系。** + +![有向图的邻接矩阵存储](pictures/图/有向图的邻接矩阵存储.png) + +邻接矩阵存储的方式优点是简单直接(直接使用一个二维数组即可),并且,在获取两个定点之间的关系的时候也非常高效(直接获取指定位置的数组元素的值即可)。但是,这种存储方式的缺点也比较明显,那就是比较浪费空间, + +### 邻接表存储 + +针对上面邻接矩阵比较浪费内存空间的问题,诞生了图的另外一种存储方法—**邻接表** 。 + +邻接链表使用一个链表来存储某个顶点的所有后继相邻顶点。对于图中每个顶点Vi,把所有邻接于Vi的顶点Vj链成一个单链表,这个单链表称为顶点Vi的 **邻接表**。如下图所示: + + + +![无向图的邻接表存储](pictures/图/无向图的邻接表存储.png) + + + +![有向图的邻接表存储](pictures/图/有向图的邻接表存储.png) + +大家可以数一数邻接表中所存储的元素的个数以及图中边的条数,你会发现: + +- 在无向图中,邻接表元素个数等于边的条数的两倍,如左图所示的无向图中,边的条数为7,邻接表存储的元素个数为14。 +- 在有向图中,邻接表元素个数等于边的条数,如右图所示的有向图中,边的条数为8,邻接表存储的元素个数为8。 + +## 图的搜索 +### 广度优先搜索 +广度优先搜索就像水面上的波纹一样一层一层向外扩展,如下图所示: + +![广度优先搜索图示](pictures/图/广度优先搜索图示.png) + +**广度优先搜索的具体实现方式用到了之前所学过的线性数据结构——队列** 。具体过程如下图所示: + +**第1步:** + +![广度优先搜索1](pictures/图/广度优先搜索1.png) + +**第2步:** + +![广度优先搜索2](pictures/图/广度优先搜索2.png) + +**第3步:** + +![广度优先搜索3](pictures/图/广度优先搜索3.png) + +**第4步:** + +![广度优先搜索4](pictures/图/广度优先搜索4.png) + +**第5步:** + +![广度优先搜索5](pictures/图/广度优先搜索5.png) + +**第6步:** + +![广度优先搜索6](pictures/图/广度优先搜索6.png) + +### 深度优先搜索 + +深度优先搜索就是“一条路走到黑”,从源顶点开始,一直走到没有后继节点,才回溯到上一顶点,然后继续“一条路走到黑”,如下图所示: + +![深度优先搜索图示](pictures/图/深度优先搜索图示.png) + + +**和广度优先搜索类似,深度优先搜索的具体实现用到了另一种线性数据结构——栈** 。具体过程如下图所示: + +**第1步:** + +![深度优先搜索1](pictures/图/深度优先搜索1.png) + +**第2步:** + +![深度优先搜索1](pictures/图/深度优先搜索2.png) + +**第3步:** + +![深度优先搜索1](pictures/图/深度优先搜索3.png) + +**第4步:** + +![深度优先搜索1](pictures/图/深度优先搜索4.png) + +**第5步:** + +![深度优先搜索1](pictures/图/深度优先搜索5.png) + +**第6步:** + +![深度优先搜索1](pictures/图/深度优先搜索6.png) + diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/堆.md b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/堆.md new file mode 100644 index 00000000..7e8f9811 --- /dev/null +++ b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/堆.md @@ -0,0 +1,189 @@ +## 什么是堆 +堆是一种满足以下条件的树: + +堆中的每一个节点值都大于等于(或小于等于)子树中所有节点的值。或者说,任意一个节点的值都大于等于(或小于等于)所有子节点的值。 + +> 大家可以把堆(最大堆)理解为一个公司,这个公司很公平,谁能力强谁就当老大,不存在弱的人当老大,老大手底下的人一定不会比他强。这样有助于理解后续堆的操作。 + +**!!!特别提示:** + +- 很多博客说堆是完全二叉树,其实并非如此,**堆不一定是完全二叉树**,只是为了方便存储和索引,我们通常用完全二叉树的形式来表示堆,事实上,广为人知的斐波那契堆和二项堆就不是完全二叉树,它们甚至都不是二叉树。 +- (**二叉**)堆是一个数组,它可以被看成是一个 **近似的完全二叉树**。——《算法导论》第三版 + +大家可以尝试判断下面给出的图是否是二叉树? + +![](pictures/堆/堆1.png) + +第1个和第2个是堆。第1个是最大堆,每个节点都比子树中所有节点大。第2个是最小堆,每个节点都比子树中所有节点小。 + +第3个不是,第三个中,根结点1比2和15小,而15却比3大,19比5大,不满足堆的性质。 + +## 堆的用途 +当我们只关心所有数据中的最大值或者最小值,存在多次获取最大值或者最小值,多次插入或删除数据时,就可以使用堆。 + +有小伙伴可能会想到用有序数组,初始化一个有序数组时间复杂度是 `O(nlog(n))`,查找最大值或者最小值时间复杂度都是 `O(1)`,但是,涉及到更新(插入或删除)数据时,时间复杂度为 `O(n)`,即使是使用复杂度为 `O(log(n))` 的二分法找到要插入或者删除的数据,在移动数据时也需要 `O(n)` 的时间复杂度。 + +**相对于有序数组而言,堆的主要优势在于更新数据效率较高。** 堆的初始化时间复杂度为 `O(nlog(n))`,堆可以做到`O(1)`时间复杂度取出最大值或者最小值,`O(log(n))`时间复杂度插入或者删除数据,具体操作在后续章节详细介绍。 + +## 堆的分类 + +堆分为 **最大堆** 和 **最小堆**。二者的区别在于节点的排序方式。 +- **最大堆** :堆中的每一个节点的值都大于等于子树中所有节点的值 +- **最小堆** :堆中的每一个节点的值都小于等于子树中所有节点的值 + +如下图所示,图1是最大堆,图2是最小堆 + +![](pictures/堆/堆2.png) + + +## 堆的存储 +之前介绍树的时候说过,由于完全二叉树的优秀性质,利用数组存储二叉树即节省空间,又方便索引(若根结点的序号为1,那么对于树中任意节点i,其左子节点序号为 `2\*i`,右子节点序号为 `2\*i+1`)。 + +为了方便存储和索引,(二叉)堆可以用完全二叉树的形式进行存储。存储的方式如下图所示: + +![堆的存储](pictures/堆/堆的存储.png) + +## 堆的操作 +堆的更新操作主要包括两种 : **插入元素** 和 **删除堆顶元素**。操作过程需要着重掌握和理解。 +> 在进入正题之前,再重申一遍,堆是一个公平的公司,有能力的人自然会走到与他能力所匹配的位置 +### 插入元素 +> 插入元素,作为一个新入职的员工,初来乍到,这个员工需要从基层做起 + +**1.将要插入的元素放到最后** + +![堆-插入元素-1](pictures/堆/堆-插入元素1.png) + +> 有能力的人会逐渐升职加薪,是金子总会发光的!!! + +**2.从底向上,如果父结点比该元素大,则该节点和父结点交换,直到无法交换** + +![堆-插入元素2](pictures/堆/堆-插入元素2.png) + +![堆-插入元素3](pictures/堆/堆-插入元素3.png) + +### 删除堆顶元素 + +根据堆的性质可知,最大堆的堆顶元素为所有元素中最大的,最小堆的堆顶元素是所有元素中最小的。当我们需要多次查找最大元素或者最小元素的时候,可以利用堆来实现。 + +删除堆顶元素后,为了保持堆的性质,需要对堆的结构进行调整,我们将这个过程称之为"**堆化**",堆化的方法分为两种: + +- 一种是自底向上的堆化,上述的插入元素所使用的就是自底向上的堆化,元素从最底部向上移动。 +- 另一种是自顶向下堆化,元素由最顶部向下移动。在讲解删除堆顶元素的方法时,我将阐述这两种操作的过程,大家可以体会一下二者的不同。 + +#### 自底向上堆化 + +> 在堆这个公司中,会出现老大离职的现象,老大离职之后,他的位置就空出来了 + +首先删除堆顶元素,使得数组中下标为1的位置空出。 + + + +![删除堆顶元素1](pictures/堆/删除堆顶元素1.png) + + +> 那么他的位置由谁来接替呢,当然是他的直接下属了,谁能力强就让谁上呗 + +比较根结点的左子节点和右子节点,也就是下标为2,3的数组元素,将较大的元素填充到根结点(下标为1)的位置。 + +![删除堆顶元素2](pictures/堆/删除堆顶元素2.png) + + +> 这个时候又空出一个位置了,老规矩,谁有能力谁上 + +一直循环比较空出位置的左右子节点,并将较大者移至空位,直到堆的最底部 + +![删除堆顶元素3](pictures/堆/删除堆顶元素3.png) + +这个时候已经完成了自底向上的堆化,没有元素可以填补空缺了,但是,我们可以看到数组中出现了“气泡”,这会导致存储空间的浪费。接下来我们试试自顶向下堆化。 + +#### 自顶向下堆化 +自顶向下的堆化用一个词形容就是“石沉大海”,那么第一件事情,就是把石头抬起来,从海面扔下去。这个石头就是堆的最后一个元素,我们将最后一个元素移动到堆顶。 + +![删除堆顶元素4](pictures/堆/删除堆顶元素4.png) + +然后开始将这个石头沉入海底,不停与左右子节点的值进行比较,和较大的子节点交换位置,直到无法交换位置。 + +![删除堆顶元素5](pictures/堆/删除堆顶元素5.png) + +![删除堆顶元素6](pictures/堆/删除堆顶元素6.png) + + + +### 堆的操作总结 + +- **插入元素** :先将元素放至数组末尾,再自底向上堆化,将末尾元素上浮 +- **删除堆顶元素** :删除堆顶元素,将末尾元素放至堆顶,再自顶向下堆化,将堆顶元素下沉。也可以自底向上堆化,只是会产生“气泡”,浪费存储空间。最好采用自顶向下堆化的方式。 + + +## 堆排序 + +堆排序的过程分为两步: + +- 第一步是建堆,将一个无序的数组建立为一个堆 +- 第二步是排序,将堆顶元素取出,然后对剩下的元素进行堆化,反复迭代,直到所有元素被取出为止。 + +### 建堆 + +如果你已经足够了解堆化的过程,那么建堆的过程掌握起来就比较容易了。建堆的过程就是一个对所有非叶节点的自顶向下堆化过程。 + +首先要了解哪些是非叶节点,最后一个节点的父结点及它之前的元素,都是非叶节点。也就是说,如果节点个数为n,那么我们需要对n/2到1的节点进行自顶向下(沉底)堆化。 + +具体过程如下图: + +![建堆1](pictures/堆/建堆1.png) + +将初始的无序数组抽象为一棵树,图中的节点个数为6,所以4,5,6节点为叶节点,1,2,3节点为非叶节点,所以要对1-3号节点进行自顶向下(沉底)堆化,注意,顺序是从后往前堆化,从3号节点开始,一直到1号节点。 +3号节点堆化结果: + +![建堆1](pictures/堆/建堆2.png) + +2号节点堆化结果: + +![建堆1](pictures/堆/建堆3.png) + +1号节点堆化结果: + +![建堆1](pictures/堆/建堆4.png) + +至此,数组所对应的树已经成为了一个最大堆,建堆完成! + +### 排序 + +由于堆顶元素是所有元素中最大的,所以我们重复取出堆顶元素,将这个最大的堆顶元素放至数组末尾,并对剩下的元素进行堆化即可。 + +现在思考两个问题: + +- 删除堆顶元素后需要执行自顶向下(沉底)堆化还是自底向上(上浮)堆化? +- 取出的堆顶元素存在哪,新建一个数组存? + +先回答第一个问题,我们需要执行自顶向下(沉底)堆化,这个堆化一开始要将末尾元素移动至堆顶,这个时候末尾的位置就空出来了,由于堆中元素已经减小,这个位置不会再被使用,所以我们可以将取出的元素放在末尾。 + +机智的小伙伴已经发现了,这其实是做了一次交换操作,将堆顶和末尾元素调换位置,从而将取出堆顶元素和堆化的第一步(将末尾元素放至根结点位置)进行合并。 + +详细过程如下图所示: + +取出第一个元素并堆化: + +![堆排序1](pictures/堆/堆排序1.png) + +取出第二个元素并堆化: + +![堆排序2](pictures/堆/堆排序2.png) + +取出第三个元素并堆化: + +![堆排序3](pictures/堆/堆排序3.png) + +取出第四个元素并堆化: + +![堆排序4](pictures/堆/堆排序4.png) + +取出第五个元素并堆化: + +![堆排序5](pictures/堆/堆排序5.png) + +取出第六个元素并堆化: + +![堆排序6](pictures/堆/堆排序6.png) + +堆排序完成! \ No newline at end of file diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/线性数据结构.md b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/线性数据结构.md new file mode 100644 index 00000000..f00264aa --- /dev/null +++ b/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/线性数据结构.md @@ -0,0 +1,310 @@ +# 线性数据结构 + +> 开头还是求点赞,求转发!原创优质公众号,希望大家能让更多人看到我们的文章。 +> +> 图片都是我们手绘的,可以说非常用心了! + +## 1. 数组 + +**数组(Array)** 是一种很常见的数据结构。它由相同类型的元素(element)组成,并且是使用一块连续的内存来存储。 + +我们直接可以利用元素的索引(index)可以计算出该元素对应的存储地址。 + +数组的特点是:**提供随机访问** 并且容量有限。 + +```java +假如数组的长度为 n。 +访问:O(1)//访问特定位置的元素 +插入:O(n )//最坏的情况发生在插入发生在数组的首部并需要移动所有元素时 +删除:O(n)//最坏的情况发生在删除数组的开头发生并需要移动第一元素后面所有的元素时 +``` + +![数组](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/数组.png) + +## 2. 链表 + +### 2.1. 链表简介 + +**链表(LinkedList)** 虽然是一种线性表,但是并不会按线性的顺序存储数据,使用的不是连续的内存空间来存储数据。 + +链表的插入和删除操作的复杂度为 O(1) ,只需要知道目标位置元素的上一个元素即可。但是,在查找一个节点或者访问特定位置的节点的时候复杂度为 O(n) 。 + +使用链表结构可以克服数组需要预先知道数据大小的缺点,链表结构可以充分利用计算机内存空间,实现灵活的内存动态管理。但链表不会节省空间,相比于数组会占用更多的空间,因为链表中每个节点存放的还有指向其他节点的指针。除此之外,链表不具有数组随机读取的优点。 + +### 2.2. 链表分类 + +**常见链表分类:** + +1. 单链表 +2. 双向链表 +3. 循环链表 +4. 双向循环链表 + +```java +假如链表中有n个元素。 +访问:O(n)//访问特定位置的元素 +插入删除:O(1)//必须要要知道插入元素的位置 +``` + +#### 2.2.1. 单链表 + +**单链表** 单向链表只有一个方向,结点只有一个后继指针 next 指向后面的节点。因此,链表这种数据结构通常在物理内存上是不连续的。我们习惯性地把第一个结点叫作头结点,链表通常有一个不保存任何值的 head 节点(头结点),通过头结点我们可以遍历整个链表。尾结点通常指向 null。 + +![单链表](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/单链表2.png) + +#### 2.2.2. 循环链表 + +**循环链表** 其实是一种特殊的单链表,和单链表不同的是循环链表的尾结点不是指向 null,而是指向链表的头结点。 + +![循环链表](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/循环链表2.png) + +#### 2.2.3. 双向链表 + +**双向链表** 包含两个指针,一个 prev 指向前一个节点,一个 next 指向后一个节点。 + +![双向链表](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/双向链表.png) + +#### 2.2.4. 双向循环链表 + +**双向循环链表** 最后一个节点的 next 指向 head,而 head 的 prev 指向最后一个节点,构成一个环。 + +![双向循环链表](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/双向循环链表.png) + +### 2.3. 应用场景 + +- 如果需要支持随机访问的话,链表没办法做到。 +- 如果需要存储的数据元素的个数不确定,并且需要经常添加和删除数据的话,使用链表比较合适。 +- 如果需要存储的数据元素的个数确定,并且不需要经常添加和删除数据的话,使用数组比较合适。 + +### 2.4. 数组 vs 链表 + +- 数组支持随机访问,而链表不支持。 +- 数组使用的是连续内存空间对 CPU 的缓存机制友好,链表则相反。 +- 数组的大小固定,而链表则天然支持动态扩容。如果声明的数组过小,需要另外申请一个更大的内存空间存放数组元素,然后将原数组拷贝进去,这个操作是比较耗时的! + +## 3. 栈 + +### 3.1. 栈简介 + +**栈** (stack)只允许在有序的线性数据集合的一端(称为栈顶 top)进行加入数据(push)和移除数据(pop)。因而按照 **后进先出(LIFO, Last In First Out)** 的原理运作。**在栈中,push 和 pop 的操作都发生在栈顶。** + +栈常用一维数组或链表来实现,用数组实现的栈叫作 **顺序栈** ,用链表实现的栈叫作 **链式栈** 。 + +```java +假设堆栈中有n个元素。 +访问:O(n)//最坏情况 +插入删除:O(1)//顶端插入和删除元素 +``` + +![栈](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/栈.png) + +### 3.2. 栈的常见应用常见应用场景 + +当我们我们要处理的数据只涉及在一端插入和删除数据,并且满足 **后进先出(LIFO, Last In First Out)** 的特性时,我们就可以使用栈这个数据结构。 + +#### 3.2.1. 实现浏览器的回退和前进功能 + +我们只需要使用两个栈(Stack1 和 Stack2)和就能实现这个功能。比如你按顺序查看了 1,2,3,4 这四个页面,我们依次把 1,2,3,4 这四个页面压入 Stack1 中。当你想回头看 2 这个页面的时候,你点击回退按钮,我们依次把 4,3 这两个页面从 Stack1 弹出,然后压入 Stack2 中。假如你又想回到页面 3,你点击前进按钮,我们将 3 页面从 Stack2 弹出,然后压入到 Stack1 中。示例图如下: + +![栈实现浏览器倒退和前进](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/栈实现浏览器倒退和前进.png) + +#### 3.2.2. 检查符号是否成对出现 + +> 给定一个只包括 `'('`,`')'`,`'{'`,`'}'`,`'['`,`']'` 的字符串,判断该字符串是否有效。 +> +> 有效字符串需满足: +> +> 1. 左括号必须用相同类型的右括号闭合。 +> 2. 左括号必须以正确的顺序闭合。 +> +> 比如 "()"、"()[]{}"、"{[]}" 都是有效字符串,而 "(]" 、"([)]" 则不是。 + +这个问题实际是 Leetcode 的一道题目,我们可以利用栈 `Stack` 来解决这个问题。 + +1. 首先我们将括号间的对应规则存放在 `Map` 中,这一点应该毋容置疑; +2. 创建一个栈。遍历字符串,如果字符是左括号就直接加入`stack`中,否则将`stack` 的栈顶元素与这个括号做比较,如果不相等就直接返回 false。遍历结束,如果`stack`为空,返回 `true`。 + +```java +public boolean isValid(String s){ + // 括号之间的对应规则 + HashMap mappings = new HashMap(); + mappings.put(')', '('); + mappings.put('}', '{'); + mappings.put(']', '['); + Stack stack = new Stack(); + char[] chars = s.toCharArray(); + for (int i = 0; i < chars.length; i++) { + if (mappings.containsKey(chars[i])) { + char topElement = stack.empty() ? '#' : stack.pop(); + if (topElement != mappings.get(chars[i])) { + return false; + } + } else { + stack.push(chars[i]); + } + } + return stack.isEmpty(); +} +``` + +#### 3.2.3. 反转字符串 + +将字符串中的每个字符先入栈再出栈就可以了。 + +#### 3.2.4. 维护函数调用 + +最后一个被调用的函数必须先完成执行,符合栈的 **后进先出(LIFO, Last In First Out)** 特性。 + +### 3.3. 栈的实现 + +栈既可以通过数组实现,也可以通过链表来实现。不管基于数组还是链表,入栈、出栈的时间复杂度都为 O(1)。 + +下面我们使用数组来实现一个栈,并且这个栈具有`push()`、`pop()`(返回栈顶元素并出栈)、`peek()` (返回栈顶元素不出栈)、`isEmpty()`、`size()`这些基本的方法。 + +> 提示:每次入栈之前先判断栈的容量是否够用,如果不够用就用`Arrays.copyOf()`进行扩容; + +```java +public class MyStack { + private int[] storage;//存放栈中元素的数组 + private int capacity;//栈的容量 + private int count;//栈中元素数量 + private static final int GROW_FACTOR = 2; + + //不带初始容量的构造方法。默认容量为8 + public MyStack() { + this.capacity = 8; + this.storage=new int[8]; + this.count = 0; + } + + //带初始容量的构造方法 + public MyStack(int initialCapacity) { + if (initialCapacity < 1) + throw new IllegalArgumentException("Capacity too small."); + + this.capacity = initialCapacity; + this.storage = new int[initialCapacity]; + this.count = 0; + } + + //入栈 + public void push(int value) { + if (count == capacity) { + ensureCapacity(); + } + storage[count++] = value; + } + + //确保容量大小 + private void ensureCapacity() { + int newCapacity = capacity * GROW_FACTOR; + storage = Arrays.copyOf(storage, newCapacity); + capacity = newCapacity; + } + + //返回栈顶元素并出栈 + private int pop() { + if (count == 0) + throw new IllegalArgumentException("Stack is empty."); + count--; + return storage[count]; + } + + //返回栈顶元素不出栈 + private int peek() { + if (count == 0){ + throw new IllegalArgumentException("Stack is empty."); + }else { + return storage[count-1]; + } + } + + //判断栈是否为空 + private boolean isEmpty() { + return count == 0; + } + + //返回栈中元素的个数 + private int size() { + return count; + } + +} +``` + +验证 + +```java +MyStack myStack = new MyStack(3); +myStack.push(1); +myStack.push(2); +myStack.push(3); +myStack.push(4); +myStack.push(5); +myStack.push(6); +myStack.push(7); +myStack.push(8); +System.out.println(myStack.peek());//8 +System.out.println(myStack.size());//8 +for (int i = 0; i < 8; i++) { + System.out.println(myStack.pop()); +} +System.out.println(myStack.isEmpty());//true +myStack.pop();//报错:java.lang.IllegalArgumentException: Stack is empty. +``` + +## 4. 队列 + +### 4.1. 队列简介 + +**队列** 是 **先进先出( FIFO,First In, First Out)** 的线性表。在具体应用中通常用链表或者数组来实现,用数组实现的队列叫作 **顺序队列** ,用链表实现的队列叫作 **链式队列** 。**队列只允许在后端(rear)进行插入操作也就是 入队 enqueue,在前端(front)进行删除操作也就是出队 dequeue** + +队列的操作方式和堆栈类似,唯一的区别在于队列只允许新数据在后端进行添加。 + +```java +假设队列中有n个元素。 +访问:O(n)//最坏情况 +插入删除:O(1)//后端插入前端删除元素 +``` + +![队列](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/队列.png) + +### 4.2. 队列分类 + +#### 4.2.1. 单队列 + +单队列就是常见的队列, 每次添加元素时,都是添加到队尾。单队列又分为 **顺序队列(数组实现)** 和 **链式队列(链表实现)**。 + +**顺序队列存在“假溢出”的问题也就是明明有位置却不能添加的情况。** + +假设下图是一个顺序队列,我们将前两个元素 1,2 出队,并入队两个元素 7,8。当进行入队、出队操作的时候,front 和 rear 都会持续往后移动,当 rear 移动到最后的时候,我们无法再往队列中添加数据,即使数组中还有空余空间,这种现象就是 **”假溢出“** 。除了假溢出问题之外,如下图所示,当添加元素 8 的时候,rear 指针移动到数组之外(越界)。 + +> 为了避免当只有一个元素的时候,队头和队尾重合使处理变得麻烦,所以引入两个指针,front 指针指向对头元素,rear 指针指向队列最后一个元素的下一个位置,这样当 front 等于 rear 时,此队列不是还剩一个元素,而是空队列。——From 《大话数据结构》 + +![顺序队列假溢出](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/顺序队列假溢出1.png) + +#### 4.2.2. 循环队列 + +循环队列可以解决顺序队列的假溢出和越界问题。解决办法就是:从头开始,这样也就会形成头尾相接的循环,这也就是循环队列名字的由来。 + +还是用上面的图,我们将 rear 指针指向数组下标为 0 的位置就不会有越界问题了。当我们再向队列中添加元素的时候, rear 向后移动。 + +![循环队列](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/循环队列.png) + +顺序队列中,我们说 `front==rear` 的时候队列为空,循环队列中则不一样,也可能为满,如上图所示。解决办法有两种: + +1. 可以设置一个标志变量 `flag`,当 `front==rear` 并且 `flag=0` 的时候队列为空,当`front==rear` 并且 `flag=1` 的时候队列为满。 +2. 队列为空的时候就是 `front==rear` ,队列满的时候,我们保证数组还有一个空闲的位置,rear 就指向这个空闲位置,如下图所示,那么现在判断队列是否为满的条件就是: `(rear+1) % QueueSize= front` 。 + +![循环队列-队满](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/循环队列-堆满.png) + +### 4.3. 常见应用场景 + +当我们需要按照一定顺序来处理数据的时候可以考虑使用队列这个数据结构。 + +- **阻塞队列:** 阻塞队列可以看成在队列基础上加了阻塞操作的队列。当队列为空的时候,出队操作阻塞,当队列满的时候,入队操作阻塞。使用阻塞队列我们可以很容易实现“生产者 - 消费者“模型。 +- **线程池中的请求/任务队列:** 线程池中没有空闲线程时,新的任务请求线程资源时,线程池该如何处理呢?答案是将这些请求放在队列中,当有空闲线程的时候,会循环中反复从队列中获取任务来执行。队列分为无界队列(基于链表)和有界队列(基于数组)。无界队列的特点就是可以一直入列,除非系统资源耗尽,比如 :`FixedThreadPool` 使用无界队列 `LinkedBlockingQueue`。但是有界队列就不一样了,当队列满的话后面再有任务/请求就会拒绝,在 Java 中的体现就是会抛出`java.util.concurrent.RejectedExecutionException` 异常。 +- Linux 内核进程队列(按优先级排队) +- 现实生活中的派对,播放器上的播放列表; +- 消息队列 +- 等等...... diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/公司真题.md b/docs/dataStructures-algorithms/公司真题.md deleted file mode 100644 index c78ed8f3..00000000 --- a/docs/dataStructures-algorithms/公司真题.md +++ /dev/null @@ -1,254 +0,0 @@ -# 网易 2018 - -下面三道编程题来自网易2018校招编程题,这三道应该来说是非常简单的编程题了,这些题目大家稍微有点编程和数学基础的话应该没什么问题。看答案之前一定要自己先想一下如果是自己做的话会怎么去做,然后再对照这我的答案看看,和你自己想的有什么区别?那一种方法更好? - -## 问题 - -### 一 获得特定数量硬币问题 - -小易准备去魔法王国采购魔法神器,购买魔法神器需要使用魔法币,但是小易现在一枚魔法币都没有,但是小易有两台魔法机器可以通过投入x(x可以为0)个魔法币产生更多的魔法币。 - -魔法机器1:如果投入x个魔法币,魔法机器会将其变为2x+1个魔法币 - -魔法机器2:如果投入x个魔法币,魔法机器会将其变为2x+2个魔法币 - -小易采购魔法神器总共需要n个魔法币,所以小易只能通过两台魔法机器产生恰好n个魔法币,小易需要你帮他设计一个投入方案使他最后恰好拥有n个魔法币。 - -**输入描述:** 输入包括一行,包括一个正整数n(1 ≤ n ≤ 10^9),表示小易需要的魔法币数量。 - -**输出描述:** 输出一个字符串,每个字符表示该次小易选取投入的魔法机器。其中只包含字符'1'和'2'。 - -**输入例子1:** 10 - -**输出例子1:** 122 - -### 二 求“相反数”问题 - -为了得到一个数的"相反数",我们将这个数的数字顺序颠倒,然后再加上原先的数得到"相反数"。例如,为了得到1325的"相反数",首先我们将该数的数字顺序颠倒,我们得到5231,之后再加上原先的数,我们得到5231+1325=6556.如果颠倒之后的数字有前缀零,前缀零将会被忽略。例如n = 100, 颠倒之后是1. - -**输入描述:** 输入包括一个整数n,(1 ≤ n ≤ 10^5) - -**输出描述:** 输出一个整数,表示n的相反数 - -**输入例子1:** 1325 - -**输出例子1:** 6556 - -### 三 字符串碎片的平均长度 - -一个由小写字母组成的字符串可以看成一些同一字母的最大碎片组成的。例如,"aaabbaaac"是由下面碎片组成的:'aaa','bb','c'。牛牛现在给定一个字符串,请你帮助计算这个字符串的所有碎片的平均长度是多少。 - -**输入描述:** 输入包括一个字符串s,字符串s的长度length(1 ≤ length ≤ 50),s只含小写字母('a'-'z') - -**输出描述:** 输出一个整数,表示所有碎片的平均长度,四舍五入保留两位小数。 - -**如样例所示:** s = "aaabbaaac" -所有碎片的平均长度 = (3 + 2 + 3 + 1) / 4 = 2.25 - -**输入例子1:** aaabbaaac - -**输出例子1:** 2.25 - -## 答案 - -### 一 获得特定数量硬币问题 - -#### 分析: - -作为该试卷的第一题,这道题应该只要思路正确就很简单了。 - -解题关键:明确魔法机器1只能产生奇数,魔法机器2只能产生偶数即可。我们从后往前一步一步推回去即可。 - -#### 示例代码 - -注意:由于用户的输入不确定性,一般是为了程序高可用性使需要将捕获用户输入异常然后友好提示用户输入类型错误并重新输入的。所以下面我给了两个版本,这两个版本都是正确的。这里只是给大家演示如何捕获输入类型异常,后面的题目中我给的代码没有异常处理的部分,参照下面两个示例代码,应该很容易添加。(PS:企业面试中没有明确就不用添加异常处理,当然你有的话也更好) - -**不带输入异常处理判断的版本:** - -```java -import java.util.Scanner; - -public class Main2 { - // 解题关键:明确魔法机器1只能产生奇数,魔法机器2只能产生偶数即可。我们从后往前一步一步推回去即可。 - - public static void main(String[] args) { - System.out.println("请输入要获得的硬币数量:"); - Scanner scanner = new Scanner(System.in); - int coincount = scanner.nextInt(); - StringBuilder sb = new StringBuilder(); - while (coincount >= 1) { - // 偶数的情况 - if (coincount % 2 == 0) { - coincount = (coincount - 2) / 2; - sb.append("2"); - // 奇数的情况 - } else { - coincount = (coincount - 1) / 2; - sb.append("1"); - } - } - // 输出反转后的字符串 - System.out.println(sb.reverse()); - - } -} -``` - -**带输入异常处理判断的版本(当输入的不是整数的时候会提示重新输入):** - -```java -import java.util.InputMismatchException; -import java.util.Scanner; - - -public class Main { - // 解题关键:明确魔法机器1只能产生奇数,魔法机器2只能产生偶数即可。我们从后往前一步一步推回去即可。 - - public static void main(String[] args) { - System.out.println("请输入要获得的硬币数量:"); - Scanner scanner = new Scanner(System.in); - boolean flag = true; - while (flag) { - try { - int coincount = scanner.nextInt(); - StringBuilder sb = new StringBuilder(); - while (coincount >= 1) { - // 偶数的情况 - if (coincount % 2 == 0) { - coincount = (coincount - 2) / 2; - sb.append("2"); - // 奇数的情况 - } else { - coincount = (coincount - 1) / 2; - sb.append("1"); - } - } - // 输出反转后的字符串 - System.out.println(sb.reverse()); - flag=false;//程序结束 - } catch (InputMismatchException e) { - System.out.println("输入数据类型不匹配,请您重新输入:"); - scanner.nextLine(); - continue; - } - } - - } -} - -``` - -### 二 求“相反数”问题 - -#### 分析: - -解决本道题有几种不同的方法,但是最快速的方法就是利用reverse()方法反转字符串然后再将字符串转换成int类型的整数,这个方法是快速解决本题关键。我们先来回顾一下下面两个知识点: - -**1)String转int;** - -在 Java 中要将 String 类型转化为 int 类型时,需要使用 Integer 类中的 parseInt() 方法或者 valueOf() 方法进行转换. - -```java - String str = "123"; - int a = Integer.parseInt(str); -``` - - 或 - -```java - String str = "123"; - int a = Integer.valueOf(str).intValue(); -``` - -**2)next()和nextLine()的区别** - -在Java中输入字符串有两种方法,就是next()和nextLine().两者的区别就是:nextLine()的输入是碰到回车就终止输入,而next()方法是碰到空格,回车,Tab键都会被视为终止符。所以next()不会得到带空格的字符串,而nextLine()可以得到带空格的字符串。 - -#### 示例代码: - -```java -import java.util.Scanner; - -/** - * 本题关键:①String转int;②next()和nextLine()的区别 - */ -public class Main { - - public static void main(String[] args) { - - System.out.println("请输入一个整数:"); - Scanner scanner = new Scanner(System.in); - String s=scanner.next(); - //将字符串转换成数字 - int number1=Integer.parseInt(s); - //将字符串倒序后转换成数字 - //因为Integer.parseInt()的参数类型必须是字符串所以必须加上toString() - int number2=Integer.parseInt(new StringBuilder(s).reverse().toString()); - System.out.println(number1+number2); - - } -} -``` - -### 三 字符串碎片的平均长度 - -#### 分析: - -这道题的意思也就是要求:(字符串的总长度)/(相同字母团构成的字符串的个数)。 - -这样就很简单了,就变成了字符串的字符之间的比较。如果需要比较字符串的字符的话,我们可以利用charAt(i)方法:取出特定位置的字符与后一个字符比较,或者利用toCharArray()方法将字符串转换成字符数组采用同样的方法做比较。 - -#### 示例代码 - -**利用charAt(i)方法:** - -```java -import java.util.Scanner; - -public class Main { - - public static void main(String[] args) { - - Scanner sc = new Scanner(System.in); - while (sc.hasNext()) { - String s = sc.next(); - //个数至少为一个 - float count = 1; - for (int i = 0; i < s.length() - 1; i++) { - if (s.charAt(i) != s.charAt(i + 1)) { - count++; - } - } - System.out.println(s.length() / count); - } - } - -} -``` - -**利用toCharArray()方法:** - -```java -import java.util.Scanner; - -public class Main2 { - - public static void main(String[] args) { - - Scanner sc = new Scanner(System.in); - while (sc.hasNext()) { - String s = sc.next(); - //个数至少为一个 - float count = 1; - char [] stringArr = s.toCharArray(); - for (int i = 0; i < stringArr.length - 1; i++) { - if (stringArr[i] != stringArr[i + 1]) { - count++; - } - } - System.out.println(s.length() / count); - } - } - -} -``` \ No newline at end of file diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/几道常见的子符串算法题.md b/docs/dataStructures-algorithms/几道常见的字符串算法题.md similarity index 98% rename from docs/dataStructures-algorithms/几道常见的子符串算法题.md rename to docs/dataStructures-algorithms/几道常见的字符串算法题.md index 8489082b..af63c584 100644 --- a/docs/dataStructures-algorithms/几道常见的子符串算法题.md +++ b/docs/dataStructures-algorithms/几道常见的字符串算法题.md @@ -15,11 +15,13 @@ -## 说明 -- 本文作者:wwwxmu -- 原文地址:https://www.weiweiblog.cn/13string/ -- 作者的博客站点:https://www.weiweiblog.cn/ (推荐哦!) +> 授权转载! +> +> - 本文作者:wwwxmu +> - 原文地址:https://www.weiweiblog.cn/13string/ + + 考虑到篇幅问题,我会分两次更新这个内容。本篇文章只是原文的一部分,我在原文的基础上增加了部分内容以及修改了部分代码和注释。另外,我增加了爱奇艺 2018 秋招 Java:`求给定合法括号序列的深度` 这道题。所有代码均编译成功,并带有注释,欢迎各位享用! @@ -190,7 +192,7 @@ public class Main { 我们上面已经知道了什么是回文串?现在我们考虑一下可以构成回文串的两种情况: - 字符出现次数为双数的组合 -- 字符出现次数为双数的组合+一个只出现一次的字符 +- **字符出现次数为偶数的组合+单个字符中出现次数最多且为奇数次的字符** (参见 **[issue665](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/665)** ) 统计字符出现的次数即可,双数才能构成回文。因为允许中间一个数单独出现,比如“abcba”,所以如果最后有字母落单,总长度可以加 1。首先将字符串转变为字符数组。然后遍历该数组,判断对应字符是否在hashset中,如果不在就加进去,如果在就让count++,然后移除该字符!这样就能找到出现次数为双数的字符个数。 diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/几道常见的链表算法题.md b/docs/dataStructures-algorithms/几道常见的链表算法题.md index 85e2934e..7b824368 100644 --- a/docs/dataStructures-algorithms/几道常见的链表算法题.md +++ b/docs/dataStructures-algorithms/几道常见的链表算法题.md @@ -50,7 +50,7 @@ Leetcode官方详细解答地址: 我们使用变量来跟踪进位,并从包含最低有效位的表头开始模拟逐 位相加的过程。 -![图1,对两数相加方法的可视化: 342 + 465 = 807342+465=807, 每个结点都包含一个数字,并且数字按位逆序存储。](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-20/34910956.jpg) +![图1,对两数相加方法的可视化: 342 + 465 = 807342+465=807, 每个结点都包含一个数字,并且数字按位逆序存储。](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-20/34910956.jpg) ### Solution @@ -98,7 +98,7 @@ public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) { ### 题目描述 > 剑指 offer:输入一个链表,反转链表后,输出链表的所有元素。 -![翻转链表](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-20/81431871.jpg) +![翻转链表](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-20/81431871.jpg) ### 问题分析 @@ -269,7 +269,7 @@ public class Solution { 我们注意到这个问题可以容易地简化成另一个问题:删除从列表开头数起的第 (L - n + 1)个结点,其中 L是列表的长度。只要我们找到列表的长度 L,这个问题就很容易解决。 -![图 1. 删除列表中的第 L - n + 1 个元素](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-20/94354387.jpg) +![图 1. 删除列表中的第 L - n + 1 个元素](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-20/94354387.jpg) ### Solution @@ -324,7 +324,7 @@ public class Solution { **进阶——一次遍历法:** -> **链表中倒数第N个节点也就是正数第(L-N+1)个节点。 +> 链表中倒数第N个节点也就是正数第(L-N+1)个节点。 其实这种方法就和我们上面第四题找“链表中倒数第k个节点”所用的思想是一样的。**基本思路就是:** 定义两个节点 node1、node2;node1 节点先跑,node1节点 跑到第 n+1 个节点的时候,node2 节点开始跑.当node1 节点跑到最后一个节点时,node2 节点所在的位置就是第 (L-n ) 个节点(L代表总链表长度,也就是倒数第 n+1 个节点) diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/剑指offer部分编程题.md b/docs/dataStructures-algorithms/剑指offer部分编程题.md index 51de35ea..9b73888b 100644 --- a/docs/dataStructures-algorithms/剑指offer部分编程题.md +++ b/docs/dataStructures-algorithms/剑指offer部分编程题.md @@ -14,49 +14,38 @@ n<=39 **采用迭代法:** ```java - int Fibonacci(int number) { - if (number <= 0) { - return 0; - } - if (number == 1 || number == 2) { - return 1; - } - int first = 1, second = 1, third = 0; - for (int i = 3; i <= number; i++) { - third = first + second; - first = second; - second = third; - } - return third; - } +int Fibonacci(int number) { + if (number <= 0) { + return 0; + } + if (number == 1 || number == 2) { + return 1; + } + int first = 1, second = 1, third = 0; + for (int i = 3; i <= number; i++) { + third = first + second; + first = second; + second = third; + } + return third; +} ``` **采用递归:** ```java - public int Fibonacci(int n) { - - if (n <= 0) { - return 0; - } - if (n == 1||n==2) { - return 1; - } +public int Fibonacci(int n) { + if (n <= 0) { + return 0; + } + if (n == 1||n==2) { + return 1; + } - return Fibonacci(n - 2) + Fibonacci(n - 1); - - } + return Fibonacci(n - 2) + Fibonacci(n - 1); +} ``` -#### **运行时间对比:** - -假设n为40我们分别使用迭代法和递归法计算,计算结果如下: - -1. 迭代法 - ![迭代法](https://ws1.sinaimg.cn/large/006rNwoDgy1fpydt5as85j308a025dfl.jpg) -2. 递归法 - ![递归法](https://ws1.sinaimg.cn/large/006rNwoDgy1fpydt2d1k3j30ed02kt8i.jpg) - ### 二 跳台阶问题 #### **题目描述:** @@ -80,24 +69,24 @@ f(1) = 1, f(2) = 2, f(3) = 3, f(4) = 5, 可以总结出f(n) = f(n-1) + f(n-2) #### **示例代码:** ```java - int jumpFloor(int number) { - if (number <= 0) { - return 0; - } - if (number == 1) { - return 1; - } - if (number == 2) { - return 2; - } - int first = 1, second = 2, third = 0; - for (int i = 3; i <= number; i++) { - third = first + second; - first = second; - second = third; - } - return third; - } +int jumpFloor(int number) { + if (number <= 0) { + return 0; + } + if (number == 1) { + return 1; + } + if (number == 2) { + return 2; + } + int first = 1, second = 2, third = 0; + for (int i = 3; i <= number; i++) { + third = first + second; + first = second; + second = third; + } + return third; +} ``` ### 三 变态跳台阶问题 @@ -122,9 +111,9 @@ f(n)=f(n-1)+f(n-2)+...+f(1) #### **示例代码:** ```java - int JumpFloorII(int number) { - return 1 << --number;//2^(number-1)用位移操作进行,更快 - } +int JumpFloorII(int number) { + return 1 << --number;//2^(number-1)用位移操作进行,更快 +} ``` #### **补充:** @@ -133,7 +122,7 @@ f(n)=f(n-1)+f(n-2)+...+f(1) 1. “<<” : **左移运算符**,等同于乘2的n次方 2. “>>”: **右移运算符**,等同于除2的n次方 -3. “>>>” **无符号右移运算符**,不管移动前最高位是0还是1,右移后左侧产生的空位部分都以0来填充。与>>类似。 +3. “>>>” : **无符号右移运算符**,不管移动前最高位是0还是1,右移后左侧产生的空位部分都以0来填充。与>>类似。 例: int a = 16; int b = a << 2;//左移2,等同于16 * 2的2次方,也就是16 * 4 @@ -156,22 +145,22 @@ f(n)=f(n-1)+f(n-2)+...+f(1) #### **示例代码:** ```java - public boolean Find(int target, int [][] array) { - //基本思路从左下角开始找,这样速度最快 - int row = array.length-1;//行 - int column = 0;//列 - //当行数大于0,当前列数小于总列数时循环条件成立 - while((row >= 0)&& (column< array[0].length)){ - if(array[row][column] > target){ - row--; - }else if(array[row][column] < target){ - column++; - }else{ - return true; - } +public boolean Find(int target, int [][] array) { + //基本思路从左下角开始找,这样速度最快 + int row = array.length-1;//行 + int column = 0;//列 + //当行数大于0,当前列数小于总列数时循环条件成立 + while((row >= 0)&& (column< array[0].length)){ + if(array[row][column] > target){ + row--; + }else if(array[row][column] < target){ + column++; + }else{ + return true; } - return false; } + return false; +} ``` ### 五 替换空格 @@ -184,38 +173,37 @@ f(n)=f(n-1)+f(n-2)+...+f(1) 这道题不难,我们可以通过循环判断字符串的字符是否为空格,是的话就利用append()方法添加追加“%20”,否则还是追加原字符。 -或者最简单的方法就是利用: replaceAll(String regex,String replacement)方法了,一行代码就可以解决。 +或者最简单的方法就是利用:replaceAll(String regex,String replacement)方法了,一行代码就可以解决。 #### **示例代码:** **常规做法:** ```java - public String replaceSpace(StringBuffer str) { - StringBuffer out=new StringBuffer(); - for (int i = 0; i < str.toString().length(); i++) { - char b=str.charAt(i); - if(String.valueOf(b).equals(" ")){ - out.append("%20"); - }else{ - out.append(b); - } +public String replaceSpace(StringBuffer str) { + StringBuffer out = new StringBuffer(); + for (int i = 0; i < str.toString().length(); i++) { + char b = str.charAt(i); + if(String.valueOf(b).equals(" ")){ + out.append("%20"); + }else{ + out.append(b); } - return out.toString(); } + return out.toString(); +} ``` **一行代码解决:** ```java - public String replaceSpace(StringBuffer str) { - //return str.toString().replaceAll(" ", "%20"); - //public String replaceAll(String regex,String replacement) - //用给定的替换替换与给定的regular expression匹配的此字符串的每个子字符串。 - //\ 转义字符. 如果你要使用 "\" 本身, 则应该使用 "\\". String类型中的空格用“\s”表示,所以我这里猜测"\\s"就是代表空格的意思 - return str.toString().replaceAll("\\s", "%20"); - } - +public String replaceSpace(StringBuffer str) { + //return str.toString().replaceAll(" ", "%20"); + //public String replaceAll(String regex,String replacement) + //用给定的替换替换与给定的regular expression匹配的此字符串的每个子字符串。 + //\ 转义字符. 如果你要使用 "\" 本身, 则应该使用 "\\". String类型中的空格用“\s”表示,所以我这里猜测"\\s"就是代表空格的意思 + return str.toString().replaceAll("\\s", "%20"); +} ``` ### 六 数值的整数次方 @@ -288,17 +276,17 @@ public class Solution { 当然这一题也可以采用笨方法:累乘。不过这种方法的时间复杂度为O(n),这样没有前一种方法效率高。 ```java - // 使用累乘 - public double powerAnother(double base, int exponent) { - double result = 1.0; - for (int i = 0; i < Math.abs(exponent); i++) { - result *= base; - } - if (exponent >= 0) - return result; - else - return 1 / result; +// 使用累乘 +public double powerAnother(double base, int exponent) { + double result = 1.0; + for (int i = 0; i < Math.abs(exponent); i++) { + result *= base; } + if (exponent >= 0) + return result; + else + return 1 / result; +} ``` ### 七 调整数组顺序使奇数位于偶数前面 @@ -443,22 +431,21 @@ public class ListNode { } }*/ public class Solution { -public ListNode ReverseList(ListNode head) { - ListNode next = null; - ListNode pre = null; - while (head != null) { - //保存要反转到头来的那个节点 - next = head.next; - //要反转的那个节点指向已经反转的上一个节点 - head.next = pre; - //上一个已经反转到头部的节点 - pre = head; - //一直向链表尾走 - head = next; + public ListNode ReverseList(ListNode head) { + ListNode next = null; + ListNode pre = null; + while (head != null) { + //保存要反转到头来的那个节点 + next = head.next; + //要反转的那个节点指向已经反转的上一个节点 + head.next = pre; + //上一个已经反转到头部的节点 + pre = head; + //一直向链表尾走 + head = next; + } + return pre; } - return pre; -} - } ``` @@ -547,20 +534,20 @@ public class Solution { ```java public ListNode Merge(ListNode list1,ListNode list2) { - if(list1 == null){ - return list2; - } - if(list2 == null){ - return list1; - } - if(list1.val <= list2.val){ - list1.next = Merge(list1.next, list2); - return list1; - }else{ - list2.next = Merge(list1, list2.next); - return list2; - } - } + if(list1 == null){ + return list2; + } + if(list2 == null){ + return list1; + } + if(list1.val <= list2.val){ + list1.next = Merge(list1.next, list2); + return list1; + }else{ + list2.next = Merge(list1, list2.next); + return list2; + } +} ``` ### 十一 用两个栈实现队列 @@ -575,7 +562,7 @@ public ListNode Merge(ListNode list1,ListNode list2) { **栈:**后进先出(LIFO) **队列:** 先进先出 很明显我们需要根据JDK给我们提供的栈的一些基本方法来实现。先来看一下Stack类的一些基本方法: -![Stack类的一些常见方法](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-4-4/5985000.jpg) +![Stack类的一些常见方法](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-4-4/5985000.jpg) 既然题目给了我们两个栈,我们可以这样考虑当push的时候将元素push进stack1,pop的时候我们先把stack1的元素pop到stack2,然后再对stack2执行pop操作,这样就可以保证是先进先出的。(负[pop]负[pop]得正[先进先出]) @@ -651,8 +638,6 @@ https://www.nowcoder.com/questionTerminal/d77d11405cc7470d82554cb392585106 …. 依次执行,最后辅助栈为空。如果不为空说明弹出序列不是该栈的弹出顺序。 - - #### **考察内容:** 栈 diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/数据结构.md b/docs/dataStructures-algorithms/数据结构.md index dfb5bc18..5caffaac 100644 --- a/docs/dataStructures-algorithms/数据结构.md +++ b/docs/dataStructures-algorithms/数据结构.md @@ -1,5 +1,5 @@ -下面只是简单地总结,给了一些参考文章,后面会对这部分内容进行重构。 - +> 注意!!!这部分内容会进行重构,以下内容仅作为参考。 +> - [Queue](#queue) - [什么是队列](#什么是队列) @@ -38,10 +38,6 @@ Java 集合中的 Queue 继承自 Collection 接口 ,Deque, LinkedList, Priori Queue 用来存放 等待处理元素 的集合,这种场景一般用于缓冲、并发访问。 除了继承 Collection 接口的一些方法,Queue 还添加了额外的 添加、删除、查询操作。 -### 推荐文章 - -- [Java 集合深入理解(9):Queue 队列](https://blog.csdn.net/u011240877/article/details/52860924) - ## Set ### 什么是 Set @@ -60,11 +56,6 @@ Set 继承于 Collection 接口,是一个不允许出现重复元素,并且 **TreeSet** 是红黑树结构,每一个元素都是树中的一个节点,插入的元素都会进行排序; - -### 推荐文章 - -- [Java集合--Set(基础)](https://www.jianshu.com/p/b48c47a42916) - ## List ### 什么是List @@ -79,106 +70,102 @@ Set 继承于 Collection 接口,是一个不允许出现重复元素,并且 **Vector** 是矢量队列,和ArrayList一样,它也是一个动态数组,由数组实现。但是ArrayList是非线程安全的,而Vector是线程安全的。 -**Stack** 是栈,它继承于Vector。它的特性是:先进后出(FILO, First In Last Out)。相关阅读:[java数据结构与算法之栈(Stack)设计与实现](https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/53362993) - -### ArrayList 和 LinkedList 源码学习 - -- [ArrayList 源码学习](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/java/collection/ArrayList.md) -- [LinkedList 源码学习](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/java/collection/LinkedList.md) - -### 推荐阅读 - -- [java 数据结构与算法之顺序表与链表深入分析](https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/52953190) - - -## Map - - -- [集合框架源码学习之 HashMap(JDK1.8)](https://juejin.im/post/5ab0568b5188255580020e56) -- [ConcurrentHashMap 实现原理及源码分析](https://link.juejin.im/?target=http%3A%2F%2Fwww.cnblogs.com%2Fchengxiao%2Fp%2F6842045.html) +**Stack** 是栈,它继承于Vector。它的特性是:先进后出(FILO, First In Last Out)。 ## 树 - * ### 1 二叉树 - - [二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)(百度百科) - (1)[完全二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E5%AE%8C%E5%85%A8%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)——若设二叉树的高度为h,除第 h 层外,其它各层 (1~h-1) 的结点数都达到最大个数,第h层有叶子结点,并且叶子结点都是从左到右依次排布,这就是完全二叉树。 - - (2)[满二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E6%BB%A1%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)——除了叶结点外每一个结点都有左右子叶且叶子结点都处在最底层的二叉树。 - - (3)[平衡二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91/10421057)——平衡二叉树又被称为AVL树(区别于AVL算法),它是一棵二叉排序树,且具有以下性质:它是一棵空树或它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1,并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树。 +### 1 二叉树 - * ### 2 完全二叉树 +[二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)(百度百科) - [完全二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E5%AE%8C%E5%85%A8%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)(百度百科) +(1)[完全二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E5%AE%8C%E5%85%A8%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)——若设二叉树的高度为h,除第 h 层外,其它各层 (1~h-1) 的结点数都达到最大个数,第h层有叶子结点,并且叶子结点都是从左到右依次排布,这就是完全二叉树。 - 完全二叉树:叶节点只能出现在最下层和次下层,并且最下面一层的结点都集中在该层最左边的若干位置的二叉树。 - * ### 3 满二叉树 +(2)[满二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E6%BB%A1%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)——除了叶结点外每一个结点都有左右子叶且叶子结点都处在最底层的二叉树。 - [满二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E6%BB%A1%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)(百度百科,国内外的定义不同) +(3)[平衡二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91/10421057)——平衡二叉树又被称为AVL树(区别于AVL算法),它是一棵二叉排序树,且具有以下性质:它是一棵空树或它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1,并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树。 - 国内教程定义:一个二叉树,如果每一个层的结点数都达到最大值,则这个二叉树就是满二叉树。也就是说,如果一个二叉树的层数为K,且结点总数是(2^k) -1 ,则它就是满二叉树。 - * ### 堆 - - [数据结构之堆的定义](https://blog.csdn.net/qq_33186366/article/details/51876191) +### 2 完全二叉树 - 堆是具有以下性质的完全二叉树:每个结点的值都大于或等于其左右孩子结点的值,称为大顶堆;或者每个结点的值都小于或等于其左右孩子结点的值,称为小顶堆。 - * ### 4 二叉查找树(BST) +[完全二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E5%AE%8C%E5%85%A8%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)(百度百科) - [浅谈算法和数据结构: 七 二叉查找树](http://www.cnblogs.com/yangecnu/p/Introduce-Binary-Search-Tree.html) +完全二叉树:叶节点只能出现在最下层和次下层,并且最下面一层的结点都集中在该层最左边的若干位置的二叉树。 - 二叉查找树的特点: +### 3 满二叉树 - 1. 若任意节点的左子树不空,则左子树上所有结点的 值均小于它的根结点的值; - 2. 若任意节点的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; - 3. 任意节点的左、右子树也分别为二叉查找树; - 4. 没有键值相等的节点(no duplicate nodes)。 +[满二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E6%BB%A1%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)(百度百科,国内外的定义不同) - * ### 5 平衡二叉树(Self-balancing binary search tree) - - [ 平衡二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)(百度百科,平衡二叉树的常用实现方法有红黑树、AVL、替罪羊树、Treap、伸展树等) - * ### 6 红黑树 - - - 红黑树特点: - 1. 每个节点非红即黑; - 2. 根节点总是黑色的; - 3. 每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL节点); - 4. 如果节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的(反之不一定); - 5. 从根节点到叶节点或空子节点的每条路径,必须包含相同数目的黑色节点(即相同的黑色高度)。 - - - 红黑树的应用: - - TreeMap、TreeSet以及JDK1.8之后的HashMap底层都用到了红黑树。 - - - 为什么要用红黑树 - - 简单来说红黑树就是为了解决二叉查找树的缺陷,因为二叉查找树在某些情况下会退化成一个线性结构。详细了解可以查看 [漫画:什么是红黑树?](https://juejin.im/post/5a27c6946fb9a04509096248#comment)(也介绍到了二叉查找树,非常推荐) - - - 推荐文章: - - [漫画:什么是红黑树?](https://juejin.im/post/5a27c6946fb9a04509096248#comment)(也介绍到了二叉查找树,非常推荐) - - [寻找红黑树的操作手册](http://dandanlove.com/2018/03/18/red-black-tree/)(文章排版以及思路真的不错) - - [红黑树深入剖析及Java实现](https://zhuanlan.zhihu.com/p/24367771)(美团点评技术团队) - * ### 7 B-,B+,B*树 - - [二叉树学习笔记之B树、B+树、B*树 ](https://yq.aliyun.com/articles/38345) +国内教程定义:一个二叉树,如果每一个层的结点数都达到最大值,则这个二叉树就是满二叉树。也就是说,如果一个二叉树的层数为K,且结点总数是(2^k) -1 ,则它就是满二叉树。 - [《B-树,B+树,B*树详解》](https://blog.csdn.net/aqzwss/article/details/53074186) +### 堆 - [《B-树,B+树与B*树的优缺点比较》](https://blog.csdn.net/bigtree_3721/article/details/73632405) - - B-树(或B树)是一种平衡的多路查找(又称排序)树,在文件系统中有所应用。主要用作文件的索引。其中的B就表示平衡(Balance) - 1. B+ 树的叶子节点链表结构相比于 B- 树便于扫库,和范围检索。 - 2. B+树支持range-query(区间查询)非常方便,而B树不支持。这是数据库选用B+树的最主要原因。 - 3. B\*树 是B+树的变体,B\*树分配新结点的概率比B+树要低,空间使用率更高; - * ### 8 LSM 树 +[数据结构之堆的定义](https://blog.csdn.net/qq_33186366/article/details/51876191) + +堆是具有以下性质的完全二叉树:每个结点的值都大于或等于其左右孩子结点的值,称为大顶堆;或者每个结点的值都小于或等于其左右孩子结点的值,称为小顶堆。 + +### 4 二叉查找树(BST) + +[浅谈算法和数据结构: 七 二叉查找树](https://www.yycoding.xyz/post/2014/3/24/introduce-binary-search-tree) + +二叉查找树的特点: + +1. 若任意节点的左子树不空,则左子树上所有结点的 值均小于它的根结点的值; +2. 若任意节点的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; +3. 任意节点的左、右子树也分别为二叉查找树; +4. 没有键值相等的节点(no duplicate nodes)。 + +### 5 平衡二叉树(Self-balancing binary search tree) + +[ 平衡二叉树](https://baike.baidu.com/item/%E5%B9%B3%E8%A1%A1%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91)(百度百科,平衡二叉树的常用实现方法有红黑树、AVL、替罪羊树、Treap、伸展树等) + +### 6 红黑树 + +红黑树特点: + +1. 每个节点非红即黑; +2. 根节点总是黑色的; +3. 每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL节点); +4. 如果节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的(反之不一定); +5. 从根节点到叶节点或空子节点的每条路径,必须包含相同数目的黑色节点(即相同的黑色高度)。 + + +红黑树的应用: - [[HBase] LSM树 VS B+树](https://blog.csdn.net/dbanote/article/details/8897599) +TreeMap、TreeSet以及JDK1.8的HashMap底层都用到了红黑树。 + +**为什么要用红黑树?** + + +简单来说红黑树就是为了解决二叉查找树的缺陷,因为二叉查找树在某些情况下会退化成一个线性结构。详细了解可以查看 [漫画:什么是红黑树?](https://juejin.im/post/5a27c6946fb9a04509096248#comment)(也介绍到了二叉查找树,非常推荐) + +推荐文章: + +- [漫画:什么是红黑树?](https://juejin.im/post/5a27c6946fb9a04509096248#comment)(也介绍到了二叉查找树,非常推荐) +- [寻找红黑树的操作手册](http://dandanlove.com/2018/03/18/red-black-tree/)(文章排版以及思路真的不错) +- [红黑树深入剖析及Java实现](https://zhuanlan.zhihu.com/p/24367771)(美团点评技术团队) + +### 7 B-,B+,B*树 + +[二叉树学习笔记之B树、B+树、B*树 ](https://yq.aliyun.com/articles/38345) + +[《B-树,B+树,B*树详解》](https://blog.csdn.net/aqzwss/article/details/53074186) + +[《B-树,B+树与B*树的优缺点比较》](https://blog.csdn.net/bigtree_3721/article/details/73632405) + +B-树(或B树)是一种平衡的多路查找(又称排序)树,在文件系统中有所应用。主要用作文件的索引。其中的B就表示平衡(Balance) + +1. B+ 树的叶子节点链表结构相比于 B- 树便于扫库,和范围检索。 +2. B+树支持range-query(区间查询)非常方便,而B树不支持。这是数据库选用B+树的最主要原因。 +3. B\*树 是B+树的变体,B\*树分配新结点的概率比B+树要低,空间使用率更高; + +### 8 LSM 树 + +[[HBase] LSM树 VS B+树](https://blog.csdn.net/dbanote/article/details/8897599) - B+树最大的性能问题是会产生大量的随机IO +B+树最大的性能问题是会产生大量的随机IO - 为了克服B+树的弱点,HBase引入了LSM树的概念,即Log-Structured Merge-Trees。 - - [LSM树由来、设计思想以及应用到HBase的索引](http://www.cnblogs.com/yanghuahui/p/3483754.html) +为了克服B+树的弱点,HBase引入了LSM树的概念,即Log-Structured Merge-Trees。 + +[LSM树由来、设计思想以及应用到HBase的索引](https://www.cnblogs.com/yanghuahui/p/3483754.html) ## 图 diff --git a/docs/dataStructures-algorithms/算法学习资源推荐.md b/docs/dataStructures-algorithms/算法学习资源推荐.md deleted file mode 100644 index 4c5df56a..00000000 --- a/docs/dataStructures-algorithms/算法学习资源推荐.md +++ /dev/null @@ -1,52 +0,0 @@ -我比较推荐大家可以刷一下 Leetcode ,我自己平时没事也会刷一下,我觉得刷 Leetcode 不仅是为了能让你更从容地面对面试中的手撕算法问题,更可以提高你的编程思维能力、解决问题的能力以及你对某门编程语言 API 的熟练度。当然牛客网也有一些算法题,我下面也整理了一些。 - -## LeetCode - -- [LeetCode(中国)官网](https://leetcode-cn.com/) - -- [如何高效地使用 LeetCode](https://leetcode-cn.com/articles/%E5%A6%82%E4%BD%95%E9%AB%98%E6%95%88%E5%9C%B0%E4%BD%BF%E7%94%A8-leetcode/) - - -## 牛客网 - -- [牛客网官网](https://www.nowcoder.com) -- [剑指offer编程题](https://www.nowcoder.com/ta/coding-interviews) - -- [2017校招真题](https://www.nowcoder.com/ta/2017test) -- [华为机试题](https://www.nowcoder.com/ta/huawei) - - -## 公司真题 - -- [ 网易2018校园招聘编程题真题集合](https://www.nowcoder.com/test/6910869/summary) -- [ 网易2018校招内推编程题集合](https://www.nowcoder.com/test/6291726/summary) -- [2017年校招全国统一模拟笔试(第五场)编程题集合](https://www.nowcoder.com/test/5986669/summary) -- [2017年校招全国统一模拟笔试(第四场)编程题集合](https://www.nowcoder.com/test/5507925/summary) -- [2017年校招全国统一模拟笔试(第三场)编程题集合](https://www.nowcoder.com/test/5217106/summary) -- [2017年校招全国统一模拟笔试(第二场)编程题集合](https://www.nowcoder.com/test/4546329/summary) -- [ 2017年校招全国统一模拟笔试(第一场)编程题集合](https://www.nowcoder.com/test/4236887/summary) -- [百度2017春招笔试真题编程题集合](https://www.nowcoder.com/test/4998655/summary) -- [网易2017春招笔试真题编程题集合](https://www.nowcoder.com/test/4575457/summary) -- [网易2017秋招编程题集合](https://www.nowcoder.com/test/2811407/summary) -- [网易有道2017内推编程题](https://www.nowcoder.com/test/2385858/summary) -- [ 滴滴出行2017秋招笔试真题-编程题汇总](https://www.nowcoder.com/test/3701760/summary) -- [腾讯2017暑期实习生编程题](https://www.nowcoder.com/test/1725829/summary) -- [今日头条2017客户端工程师实习生笔试题](https://www.nowcoder.com/test/1649301/summary) -- [今日头条2017后端工程师实习生笔试题](https://www.nowcoder.com/test/1649268/summary) - - - - - - - - - - - - - - - - - diff --git a/docs/database/InnoDB对MVCC的实现.md b/docs/database/InnoDB对MVCC的实现.md new file mode 100644 index 00000000..bb2a70b0 --- /dev/null +++ b/docs/database/InnoDB对MVCC的实现.md @@ -0,0 +1,270 @@ + + +- [一致性非锁定读和锁定读](#一致性非锁定读和锁定读) + - [一致性非锁定读](#一致性非锁定读) + - [锁定读](#锁定读) +- [InnoDB对MVCC的实现](#InnoDB对MVCC的实现) + - [隐藏字段](#隐藏字段]) + - [ReadView](#ReadView) + - [undo-log](#undo-log) + - [数据可见性算法](#数据可见性算法) +- [RC、RR隔离级别下MVCC的差异](#RC、RR隔离级别下MVCC的差异) +- [MVCC解决不可重复读问题](#MVCC解决不可重复读问题) + - [在RC下ReadView生成情况](#在RC下ReadView生成情况) + - [在RR下ReadView生成情况](#在RR下ReadView生成情况) +- [MVCC+Next-key-Lock防止幻读](#MVCC➕Next-key-Lock防止幻读) + + + + + +## 一致性非锁定读和锁定读 + +#### 一致性非锁定读 + +对于 [**一致性非锁定读(Consistent Nonlocking Reads)** ](https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-consistent-read.html)的实现,通常做法是加一个版本号或者时间戳字段,在更新数据的同时版本号 + 1或者更新时间戳。查询时,将当前可见的版本号与对应记录的版本号进行比对,如果记录的版本小于可见版本,则表示该记录可见 + +在 `InnoDB` 存储引擎中,[多版本控制 (multi versioning)](https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-multi-versioning.html) 就是对非锁定读的实现。如果读取的行正在执行 `DELETE` 或 `UPDATE` 操作,这时读取操作不会去等待行上锁的释放。相反地,`InnoDB` 存储引擎会去读取行的一个快照数据,对于这种读取历史数据的方式,我们叫它快照读 (snapshot read) + +在 `Repeatable Read` 和 `Read Committed` 两个隔离级别下,如果是执行普通的 `select` 语句(不包括 `select ... lock in share mode` ,` select ... for update`)则会使用 `一致性非锁定读(MVCC)`。并且在 `Repeatable Read` 下 `MVCC` 实现了可重复读和防止部分幻读 + + + +#### 锁定读 + +如果执行的是下列语句,就是 [**锁定读(Locking Reads)**](https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-locking-reads.html) + +- select ... lock in share mode +- select ... for update +- insert、update、delete 操作 + + + +在锁定读下,读取的是数据的最新版本,这种读也被称为 `当前读(current read)`。锁定读会对读取到的记录加锁: + +- `select ... lock in share mode`:对记录加 `S` 锁,其它事务也可以加`S`锁,如果加 `x` 锁则会被阻塞 + +- `select ... for update`、`insert`、`update`、`delete `:对记录加 `X` 锁,且其它事务不能加任何锁 + + + +在一致性非锁定读下,即使读取的记录已被其它事务加上 `X` 锁,这时记录也是可以被读取的,即读取的快照数据。上面说了在 `Repeatable Read` 下 `MVCC` 防止了部分幻读,这边的 “部分” 是指在 `一致性非锁定读` 情况下,只能读取到第一次查询之前所插入的数据(根据Read View判断数据可见性,Read View在第一次查询时生成),但如果是`当前读` ,每次读取的都是最新数据,这时如果两次查询中间有其它事务插入数据,就会产生幻读。**所以 `InnoDB` 在实现`Repeatable Read` 时,如果执行的是当前读,则会对读取的记录使用 `Next-key Lock` ,来防止其它事务在间隙间插入数据** + + + +## InnoDB对MVCC的实现 + +`MVCC` 的实现依赖于:**隐藏字段、Read View、undo log**。在内部实现中,`InnoDB` 通过数据行的 `DB_TRX_ID` 和 `Read View` 来判断数据的可见性,如不可见,则通过数据行的 `DB_ROLL_PTR` 找到 `undo log` 中的历史版本。每个事务读到的数据版本可能是不一样的,在同一个事务中,用户只能看到该事务创建 `Read View` 之前已经提交的修改和该事务本身做的修改 + + + +#### 隐藏字段 + +在内部,`InnoDB` 存储引擎为每行数据添加了三个 [隐藏字段](https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-multi-versioning.html): + +- `DB_TRX_ID(6字节)`:表示最后一次插入或更新该行的事务id。此外,`delete` 操作在内部被视为更新,只不过会在记录头 `Record header` 中的 `deleted_flag` 字段将其标记为已删除 +- `DB_ROLL_PTR(7字节)` 回滚指针,指向该行的 `undo log` 。如果该行未被更新,则为空 +- `DB_ROW_ID(6字节)`:如果没有设置主键且该表没有唯一非空索引时,`InnoDB` 会使用该id来生成聚簇索引 + + + +#### ReadView + +[`Read View`](https://github.com/facebook/mysql-8.0/blob/8.0/storage/innobase/include/read0types.h#L298) 主要是用来做可见性判断,里面保存了 “当前对本事务不可见的其他活跃事务” + +主要有以下字段: + +- `m_low_limit_id`:目前出现过的最大的事务ID+1,即下一个将被分配的事务ID。大于这个ID的数据版本均不可见 +- `m_up_limit_id`:活跃事务列表 `m_ids` 中最小的事务ID,如果 `m_ids` 为空,则 `m_up_limit_id` 为 `m_low_limit_id`。小于这个ID的数据版本均可见 +- `m_ids`:`Read View` 创建时其他未提交的活跃事务ID列表。创建 `Read View `时,将当前未提交事务ID记录下来,后续即使它们修改了记录行的值,对于当前事务也是不可见的。`m_ids` 不包括当前事务自己和已提交的事务(正在内存中) +- `m_creator_trx_id`:创建该 `Read View` 的事务ID + + + +#### undo-log + +`undo log` 主要有两个作用: + +- 当事务回滚时用于将数据恢复到修改前的样子 +- 另一个作用是 `MVCC` ,当读取记录时,若该记录被其他事务占用或当前版本对该事务不可见,则可以通过 `undo log` 读取之前的版本数据,以此实现非锁定读 + + + +**在 `InnoDB` 存储引擎中 `undo log` 分为两种: `insert undo log` 和 `update undo log`:** + + + +1. **`insert undo log`** :指在 `insert` 操作中产生的 `undo log`。因为 `insert` 操作的记录只对事务本身可见,对其他事务不可见,故该 `undo log` 可以在事务提交后直接删除。不需要进行 `purge` 操作 + + + +**`insert` 时的数据初始状态:** + +![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/317e91e1-1ee1-42ad-9412-9098d5c6a9ad.png) + +2. **`update undo log`** :`update` 或 `delete` 操作中产生的 `undo log`。该 `undo log`可能需要提供 `MVCC` 机制,因此不能在事务提交时就进行删除。提交时放入 `undo log` 链表,等待 `purge线程` 进行最后的删除 + + + +**数据第一次被修改时:** + + + +![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/c52ff79f-10e6-46cb-b5d4-3c9cbcc1934a.png) + +**数据第二次被修改时:** + + + +![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/6a276e7a-b0da-4c7b-bdf7-c0c7b7b3b31c.png) + +不同事务或者相同事务的对同一记录行的修改,会使该记录行的 `undo log` 成为一条链表,链首就是最新的记录,链尾就是最早的旧记录 + + + +#### 数据可见性算法 + +在 `InnoDB` 存储引擎中,创建一个新事务后,执行每个 `select` 语句前,都会创建一个快照(Read View),**快照中保存了当前数据库系统中正处于活跃(没有commit)的事务的ID号**。其实简单的说保存的是系统中当前不应该被本事务看到的其他事务ID列表(即m_ids)。当用户在这个事务中要读取某个记录行的时候,`InnoDB` 会将该记录行的 `DB_TRX_ID` 与 `Read View` 中的一些变量及当前事务ID进行比较,判断是否满足可见性条件 + +[具体的比较算法](https://github.com/facebook/mysql-8.0/blob/8.0/storage/innobase/include/read0types.h#L161)如下:[图源](https://leviathan.vip/2019/03/20/InnoDB%E7%9A%84%E4%BA%8B%E5%8A%A1%E5%88%86%E6%9E%90-MVCC/#MVCC-1) + +![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/8778836b-34a8-480b-b8c7-654fe207a8c2.png) + +1. 如果记录 DB_TRX_ID < m_up_limit_id,那么表明最新修改该行的事务(DB_TRX_ID)在当前事务创建快照之前就提交了,所以该记录行的值对当前事务是可见的 + +2. 如果 DB_TRX_ID >= m_low_limit_id,那么表明最新修改该行的事务(DB_TRX_ID)在当前事务创建快照之后才修改该行,所以该记录行的值对当前事务不可见。跳到步骤5 + +3. m_ids 为空,则表明在当前事务创建快照之前,修改该行的事务就已经提交了,所以该记录行的值对当前事务是可见的 + +4. 如果 m_up_limit_id <= DB_TRX_ID < m_up_limit_id,表明最新修改该行的事务(DB_TRX_ID)在当前事务创建快照的时候可能处于“活动状态”或者“已提交状态”;所以就要对活跃事务列表 m_ids 进行查找(源码中是用的二分查找,因为是有序的) + + - 如果在活跃事务列表 m_ids 中能找到 DB_TRX_ID,表明:①在当前事务创建快照前,该记录行的值被事务ID为 DB_TRX_ID 的事务修改了,但没有提交;或者 ②在当前事务创建快照后,该记录行的值被事务ID为 DB_TRX_ID 的事务修改了。这些情况下,这个记录行的值对当前事务都是不可见的。跳到步骤5 + + - 在活跃事务列表中找不到,则表明“id为trx_id的事务”在修改“该记录行的值”后,在“当前事务”创建快照前就已经提交了,所以记录行对当前事务可见 + +5. 在该记录行的 DB_ROLL_PTR 指针所指向的 `undo log` 取出快照记录,用快照记录的 DB_TRX_ID 跳到步骤1重新开始判断,直到找到满足的快照版本或返回空 + + + +## RC和RR隔离级别下MVCC的差异 + +在事务隔离级别 `RC` 和 `RR` (InnoDB存储引擎的默认事务隔离级别)下,` InnoDB` 存储引擎使用 `MVCC`(非锁定一致性读),但它们生成 `Read View` 的时机却不同 + +- 在 RC 隔离级别下的 **`每次select`** 查询前都生成一个`Read View` (m_ids列表) +- 在 RR 隔离级别下只在事务开始后 **`第一次select`** 数据前生成一个`Read View`(m_ids列表) + + + +## MVCC解决不可重复读问题 + +虽然 RC 和 RR 都通过 `MVCC` 来读取快照数据,但由于 **生成 Read View 时机不同**,从而在 RR 级别下实现可重复读 + +举个例子: + +![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/6fb2b9a1-5f14-4dec-a797-e4cf388ed413.png) + + +#### **在RC下ReadView生成情况** + +1. **`假设时间线来到 T4 ,那么此时数据行 id = 1 的版本链为`:** + + ![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/a3fd1ec6-8f37-42fa-b090-7446d488fd04.png) + +由于 RC 级别下每次查询都会生成` Read View` ,并且事务101、102 并未提交,此时 `103` 事务生成的 `Read View` 中活跃的事务 **`m_ids` 为:[101,102]** ,`m_low_limit_id`为:104,`m_up_limit_id`为:101,`m_creator_trx_id` 为:103 + +- 此时最新记录的 `DB_TRX_ID` 为101,m_up_limit_id <= 101 < m_low_limit_id,所以要在 `m_ids` 列表中查找,发现 `DB_TRX_ID` 存在列表中,那么这个记录不可见 +- 根据 `DB_ROLL_PTR` 找到 `undo log` 中的上一版本记录,上一条记录的 `DB_TRX_ID` 还是101,不可见 +- 继续找上一条 `DB_TRX_ID`为1,满足 1 < m_up_limit_id,可见,所以事务103查询到数据为 `name = 菜花` + + + +2. **`时间线来到 T6 ,数据的版本链为`:** + + ![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/528559e9-dae8-4d14-b78d-a5b657c88391.png) + +因为在 RC 级别下,重新生成 `Read View`,这时事务101已经提交,102并未提交,所以此时 `Read View` 中活跃的事务 **`m_ids`:[102]** ,`m_low_limit_id`为:104,`m_up_limit_id`为:102,`m_creator_trx_id`为:103 + +- 此时最新记录的 `DB_TRX_ID` 为102,m_up_limit_id <= 102 < m_low_limit_id,所以要在 `m_ids` 列表中查找,发现 `DB_TRX_ID` 存在列表中,那么这个记录不可见 + +- 根据 `DB_ROLL_PTR` 找到 `undo log` 中的上一版本记录,上一条记录的 `DB_TRX_ID` 为101,满足 102 < m_up_limit_id,记录可见,所以在 `T6` 时间点查询到数据为 `name = 李四`,与时间 T4 查询到的结果不一致,不可重复读! + + + +3. **`时间线来到 T9 ,数据的版本链为`:** + + + +![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/6f82703c-36a1-4458-90fe-d7f4edbac71a.png) + +重新生成 `Read View`, 这时事务 101 和 102 都已经提交,所以 **m_ids** 为空,则 m_up_limit_id = m_low_limit_id = 104,最新版本事务ID为102,满足 102 < m_low_limit_id,可见,查询结果为 `name = 赵六` + + + +> **总结:** **在RC隔离级别下,事务在每次查询开始时都会生成并设置新的 Read View,所以导致不可重复读** + + +#### **在RR下ReadView生成情况** + +**在可重复读级别下,只会在事务开始后第一次读取数据时生成一个Read View(m_ids列表)** + +1. **`在 T4 情况下的版本链为`:** + + +![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/0e906b95-c916-4f30-beda-9cb3e49746bf.png) + +在当前执行 `select` 语句时生成一个 `Read View`,此时 **`m_ids`:[101,102]** ,`m_low_limit_id`为:104,`m_up_limit_id`为:101,`m_creator_trx_id` 为:103 + +此时和 RC 级别下一样: + +- 最新记录的 `DB_TRX_ID` 为101,m_up_limit_id <= 101 < m_low_limit_id,所以要在 `m_ids` 列表中查找,发现 `DB_TRX_ID` 存在列表中,那么这个记录不可见 +- 根据 `DB_ROLL_PTR` 找到 `undo log` 中的上一版本记录,上一条记录的 `DB_TRX_ID` 还是101,不可见 +- 继续找上一条 `DB_TRX_ID`为1,满足 1 < m_up_limit_id,可见,所以事务103查询到数据为 `name = 菜花` + + +2. **`时间点 T6 情况下`:** + + ![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/79ed6142-7664-4e0b-9023-cf546586aa39.png) + + 在 RR 级别下只会生成一次`Read View`,所以此时依然沿用 **`m_ids` :[101,102]** ,`m_low_limit_id`为:104,`m_up_limit_id`为:101,`m_creator_trx_id` 为:103 + + + - 最新记录的 `DB_TRX_ID` 为102,m_up_limit_id <= 102 < m_low_limit_id,所以要在 `m_ids` 列表中查找,发现 `DB_TRX_ID` 存在列表中,那么这个记录不可见 + + - 根据 `DB_ROLL_PTR` 找到 `undo log` 中的上一版本记录,上一条记录的 `DB_TRX_ID` 为101,不可见 + + - 继续根据 `DB_ROLL_PTR` 找到 `undo log` 中的上一版本记录,上一条记录的 `DB_TRX_ID` 还是101,不可见 + + - 继续找上一条 `DB_TRX_ID`为1,满足 1 < m_up_limit_id,可见,所以事务103查询到数据为 `name = 菜花` + + + +3. **时间点 T9 情况下:** + +![markdown](https://ddmcc-1255635056.file.myqcloud.com/cbbedbc5-0e3c-4711-aafd-7f3d68a4ed4e.png) + + + +此时情况跟 T6 完全一样,由于已经生成了 `Read View`,此时依然沿用 **`m_ids` :[101,102]** ,所以查询结果依然是 `name = 菜花` + + + +## MVCC➕Next-key-Lock防止幻读 + +`InnoDB`存储引擎在 RR 级别下通过 `MVCC`和 `Next-key Lock` 来解决幻读问题: + +1. **执行普通 `select`,此时会以 `MVCC` 快照读的方式读取数据** + +在快照读的情况下,RR 隔离级别只会在事务开启后的第一次查询生成 `Read View` ,并使用至事务提交。所以在生成 `Read View` 之后其它事务所做的更新、插入记录版本对当前事务并不可见,实现了可重复读和防止快照读下的 “幻读” + +2. **执行select...for update/lock in share mode、insert、update、delete等当前读** + +在当前读下,读取的都是最新的数据,如果其它事务有插入新的记录,并且刚好在当前事务查询范围内,就会产生幻读!`InnoDB` 使用 [Next-key Lock](https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/innodb-locking.html#innodb-next-key-locks) 来防止这种情况。当执行当前读时,会锁定读取到的记录的同时,锁定它们的间隙,防止其它事务在查询范围内插入数据。只要我不让你插入,就不会发生幻读 + + + +## 参考 + +- **《MySQL技术内幕InnoDB存储引擎第2版》** + +- [Innodb中的事务隔离级别和锁的关系](https://tech.meituan.com/2014/08/20/innodb-lock.html) +- [MySQL事务与MVCC如何实现的隔离级别](https://blog.csdn.net/qq_35190492/article/details/109044141) \ No newline at end of file diff --git a/docs/database/MySQL Index.md b/docs/database/MySQL Index.md index b25589fc..32d88388 100644 --- a/docs/database/MySQL Index.md +++ b/docs/database/MySQL Index.md @@ -1,13 +1,38 @@ -# 思维导图-索引篇 -> 系列思维导图源文件(数据库+架构)以及思维导图制作软件—XMind8 破解安装,公众号后台回复:**“思维导图”** 免费领取!(下面的图片不是很清楚,原图非常清晰,另外提供给大家源文件也是为了大家根据自己需要进行修改) +## Mysql索引主要使用的两种数据结构 -![【思维导图-索引篇】](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-10-2/70973487.jpg) +### 哈希索引 -> **下面是我补充的一些内容** +对于哈希索引来说,底层的数据结构就是哈希表,因此在绝大多数需求为单条记录查询的时候,可以选择哈希索引,查询性能最快;其余大部分场景,建议选择BTree索引。 -# 为什么索引能提高查询速度 +### BTree索引 + + + +## 覆盖索引介绍 + +### 什么是覆盖索引 + +如果一个索引包含(或者说覆盖)所有需要查询的字段的值,我们就称之为“覆盖索引”。我们知道InnoDB存储引擎中,如果不是主键索引,叶子节点存储的是主键+列值。最终还是要“回表”,也就是要通过主键再查找一次。这样就会比较慢覆盖索引就是把要查询出的列和索引是对应的,不做回表操作! + +### 覆盖索引使用实例 + +现在我创建了索引(username,age),我们执行下面的 sql 语句 + +```sql +select username , age from user where username = 'Java' and age = 22 +``` + +在查询数据的时候:要查询出的列在叶子节点都存在!所以,就不用回表。 + +## 选择索引和编写利用这些索引的查询的3个原则 + +1. 单行访问是很慢的。特别是在机械硬盘存储中(SSD的随机I/O要快很多,不过这一点仍然成立)。如果服务器从存储中读取一个数据块只是为了获取其中一行,那么就浪费了很多工作。最好读取的块中能包含尽可能多所需要的行。使用索引可以创建位置引,用以提升效率。 +2. 按顺序访问范围数据是很快的,这有两个原因。第一,顺序 I/O 不需要多次磁盘寻道,所以比随机I/O要快很多(特别是对机械硬盘)。第二,如果服务器能够按需要顺序读取数据,那么就不再需要额外的排序操作,并且GROUPBY查询也无须再做排序和将行按组进行聚合计算了。 +3. 索引覆盖查询是很快的。如果一个索引包含了查询需要的所有列,那么存储引擎就不需要再回表查找行。这避免了大量的单行访问,而上面的第1点已经写明单行访问是很慢的。 + +## 为什么索引能提高查询速度 > 以下内容整理自: > 地址: https://juejin.im/post/5b55b842f265da0f9e589e79 @@ -17,9 +42,9 @@ MySQL的基本存储结构是页(记录都存在页里边): -![MySQL的基本存储结构是页](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-10-2/28559421.jpg) +![MySQL的基本存储结构是页](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-10-2/28559421.jpg) -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-10-2/82053134.jpg) +![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-10-2/82053134.jpg) - **各个数据页可以组成一个双向链表** - **每个数据页中的记录又可以组成一个单向链表** @@ -31,24 +56,24 @@ MySQL的基本存储结构是页(记录都存在页里边): 1. **定位到记录所在的页:需要遍历双向链表,找到所在的页** 2. **从所在的页内中查找相应的记录:由于不是根据主键查询,只能遍历所在页的单链表了** -很明显,在数据量很大的情况下这样查找会很慢!这样的时间复杂度为O(n)。 +很明显,在数据量很大的情况下这样查找会很慢!这样的时间复杂度为O(n)。 ### 使用索引之后 索引做了些什么可以让我们查询加快速度呢?其实就是将无序的数据变成有序(相对): -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-10-2/5373082.jpg) +![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-10-2/5373082.jpg) 要找到id为8的记录简要步骤: -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-10-2/89338047.jpg) +![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-10-2/89338047.jpg) 很明显的是:没有用索引我们是需要遍历双向链表来定位对应的页,现在通过 **“目录”** 就可以很快地定位到对应的页上了!(二分查找,时间复杂度近似为O(logn)) 其实底层结构就是B+树,B+树作为树的一种实现,能够让我们很快地查找出对应的记录。 -# 关于索引其他重要的内容补充 +## 关于索引其他重要的内容补充 > 以下内容整理自:《Java工程师修炼之道》 @@ -61,52 +86,14 @@ MySQL中的索引可以以一定顺序引用多列,这种索引叫作联合索 select * from user where name=xx and city=xx ; //可以命中索引 select * from user where name=xx ; // 可以命中索引 select * from user where city=xx ; // 无法命中索引 -``` +``` 这里需要注意的是,查询的时候如果两个条件都用上了,但是顺序不同,如 `city= xx and name =xx`,那么现在的查询引擎会自动优化为匹配联合索引的顺序,这样是能够命中索引的。 由于最左前缀原则,在创建联合索引时,索引字段的顺序需要考虑字段值去重之后的个数,较多的放前面。ORDER BY子句也遵循此规则。 ### 注意避免冗余索引 -冗余索引指的是索引的功能相同,能够命中 就肯定能命中 ,那么 就是冗余索引如(name,city )和(name )这两个索引就是冗余索引,能够命中后者的查询肯定是能够命中前者的 在大多数情况下,都应该尽量扩展已有的索引而不是创建新索引。 +冗余索引指的是索引的功能相同,能够命中索引(a, b)就肯定能命中索引(a) ,那么索引(a)就是冗余索引。如(name,city)和(name)这两个索引就是冗余索引,能够命中前者的查询肯定是能够命中后者。在大多数情况下,都应该尽量扩展已有的索引而不是创建新索引。 -MySQL 5.7 版本后,可以通过查询 sys 库的 `schema_redundant_indexes` 表来查看冗余索引 +MySQL 5.7 版本后,可以通过查询 sys 库的 `schema_redundant_indexes` 表来查看冗余索引。 -### Mysql如何为表字段添加索引??? - -1.添加PRIMARY KEY(主键索引) - -``` -ALTER TABLE `table_name` ADD PRIMARY KEY ( `column` ) -``` -2.添加UNIQUE(唯一索引) - -``` -ALTER TABLE `table_name` ADD UNIQUE ( `column` ) -``` - -3.添加INDEX(普通索引) - -``` -ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column` ) -``` - -4.添加FULLTEXT(全文索引) - -``` -ALTER TABLE `table_name` ADD FULLTEXT ( `column`) -``` - -5.添加多列索引 - -``` -ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column1`, `column2`, `column3` ) -``` - - -# 参考 - -- 《Java工程师修炼之道》 -- 《MySQL高性能书籍_第3版》 -- https://juejin.im/post/5b55b842f265da0f9e589e79 - diff --git a/docs/database/MySQL.md b/docs/database/MySQL.md index d5ab04da..13e08377 100644 --- a/docs/database/MySQL.md +++ b/docs/database/MySQL.md @@ -1,59 +1,26 @@ -点击关注[公众号](#公众号)及时获取笔主最新更新文章,并可免费领取本文档配套的《Java面试突击》以及Java工程师必备学习资源。 +## MySQL 基础 -- [书籍推荐](#书籍推荐) -- [文字教程推荐](#文字教程推荐) -- [视频教程推荐](#视频教程推荐) -- [常见问题总结](#常见问题总结) - - [什么是MySQL?](#什么是mysql) - - [存储引擎](#存储引擎) - - [一些常用命令](#一些常用命令) - - [MyISAM和InnoDB区别](#myisam和innodb区别) - - [字符集及校对规则](#字符集及校对规则) - - [索引](#索引) - - [查询缓存的使用](#查询缓存的使用) - - [什么是事务?](#什么是事务) - - [事物的四大特性(ACID)](#事物的四大特性acid) - - [并发事务带来哪些问题?](#并发事务带来哪些问题) - - [事务隔离级别有哪些?MySQL的默认隔离级别是?](#事务隔离级别有哪些mysql的默认隔离级别是) - - [锁机制与InnoDB锁算法](#锁机制与innodb锁算法) - - [大表优化](#大表优化) - - [1. 限定数据的范围](#1-限定数据的范围) - - [2. 读/写分离](#2-读写分离) - - [3. 垂直分区](#3-垂直分区) - - [4. 水平分区](#4-水平分区) - - [一条SQL语句在MySQL中如何执行的](#一条sql语句在mysql中如何执行的) - - [MySQL高性能优化规范建议](#mysql高性能优化规范建议) - - [一条SQL语句执行得很慢的原因有哪些?](#一条sql语句执行得很慢的原因有哪些) +### 关系型数据库介绍 - +顾名思义,关系型数据库就是一种建立在关系模型的基础上的数据库。关系模型表明了数据库中所存储的数据之间的联系(一对一、一对多、多对多)。 -## 书籍推荐 +关系型数据库中,我们的数据都被存放在了各种表中(比如用户表),表中的每一行就存放着一条数据(比如一个用户的信息)。 -- 《SQL基础教程(第2版)》 (入门级) -- 《高性能MySQL : 第3版》 (进阶) +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/java-guide-blog/5e3c1a71724a38245aa43b02_99bf70d46cc247be878de9d3a88f0c44.png) -## 文字教程推荐 +大部分关系型数据库都使用 SQL 来操作数据库中的数据。并且,大部分关系型数据库都支持事务的四大特性(ACID)。 -- [SQL Tutorial](https://www.w3schools.com/sql/default.asp) (SQL语句学习,英文)、[SQL Tutorial](https://www.w3school.com.cn/sql/index.asp)(SQL语句学习,中文)、[SQL语句在线练习](https://www.w3schools.com/sql/exercise.asp) (非常不错) -- [Github-MySQL入门教程(MySQL tutorial book)](https://github.com/jaywcjlove/mysql-tutorial) (从零开始学习MySQL,主要是面向MySQL数据库管理系统初学者) -- [官方教程](https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/) -- [MySQL 教程(菜鸟教程)](http://www.runoob.com/MySQL/MySQL-tutorial.html) +**有哪些常见的关系型数据库呢?** -## 相关资源推荐 +MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server、SQLite(微信本地的聊天记录的存储就是用的 SQLite) ......。 -- [中国5级行政区域mysql库](https://github.com/kakuilan/china_area_mysql) +### MySQL 介绍 -## 视频教程推荐 +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210327143351823.png) -**基础入门:** [与MySQL的零距离接触-慕课网](https://www.imooc.com/learn/122) +**MySQL 是一种关系型数据库,主要用于持久化存储我们的系统中的一些数据比如用户信息。** -**MySQL开发技巧:** [MySQL开发技巧(一)](https://www.imooc.com/learn/398)  [MySQL开发技巧(二)](https://www.imooc.com/learn/427)  [MySQL开发技巧(三)](https://www.imooc.com/learn/449) - -**MySQL5.7新特性及相关优化技巧:** [MySQL5.7版本新特性](https://www.imooc.com/learn/533)  [性能优化之MySQL优化](https://www.imooc.com/learn/194) - -[MySQL集群(PXC)入门](https://www.imooc.com/learn/993)  [MyCAT入门及应用](https://www.imooc.com/learn/951) - -## 常见问题总结 +由于 MySQL 是开源免费并且比较成熟的数据库,因此,MySQL 被大量使用在各种系统中。任何人都可以在 GPL(General Public License) 的许可下下载并根据个性化的需要对其进行修改。MySQL 的默认端口号是**3306**。 ### 关系型数据库的设计范式? @@ -75,15 +42,13 @@ 摘自这篇文章[《如何理解关系型数据库的常见设计范式?》](https://www.zhihu.com/question/24696366/answer/29189700) -### 什么是MySQL? +## 存储引擎 -MySQL 是一种关系型数据库,在Java企业级开发中非常常用,因为 MySQL 是开源免费的,并且方便扩展。阿里巴巴数据库系统也大量用到了 MySQL,因此它的稳定性是有保障的。MySQL是开放源代码的,因此任何人都可以在 GPL(General Public License) 的许可下下载并根据个性化的需要对其进行修改。MySQL的默认端口号是**3306**。 - -### 存储引擎 - -#### 一些常用命令 +### 存储引擎相关的命令 **查看MySQL提供的所有存储引擎** +======= +**查看 MySQL 提供的所有存储引擎** ```sql mysql> show engines; @@ -91,9 +56,9 @@ mysql> show engines; ![查看MySQL提供的所有存储引擎](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/mysql-engines.png) -从上图我们可以查看出 MySQL 当前默认的存储引擎是InnoDB,并且在5.7版本所有的存储引擎中只有 InnoDB 是事务性存储引擎,也就是说只有 InnoDB 支持事务。 +从上图我们可以查看出 MySQL 当前默认的存储引擎是 InnoDB,并且在 5.7 版本所有的存储引擎中只有 InnoDB 是事务性存储引擎,也就是说只有 InnoDB 支持事务。 -**查看MySQL当前默认的存储引擎** +**查看 MySQL 当前默认的存储引擎** 我们也可以通过下面的命令查看默认的存储引擎。 @@ -109,120 +74,209 @@ show table status like "table_name" ; ![查看表的存储引擎](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/查看表的存储引擎.png) -#### MyISAM和InnoDB区别 +### MyISAM 和 InnoDB 的区别 -MyISAM是MySQL的默认数据库引擎(5.5版之前)。虽然性能极佳,而且提供了大量的特性,包括全文索引、压缩、空间函数等,但MyISAM不支持事务和行级锁,而且最大的缺陷就是崩溃后无法安全恢复。不过,5.5版本之后,MySQL引入了InnoDB(事务性数据库引擎),MySQL 5.5版本后默认的存储引擎为InnoDB。 +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210327145248960.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0MzM3Mjcy,size_16,color_FFFFFF,t_70) -大多数时候我们使用的都是 InnoDB 存储引擎,但是在某些情况下使用 MyISAM 也是合适的比如读密集的情况下。(如果你不介意 MyISAM 崩溃恢复问题的话)。 +MySQL 5.5 之前,MyISAM 引擎是 MySQL 的默认存储引擎,可谓是风光一时。 -**两者的对比:** +虽然,MyISAM 的性能还行,各种特性也还不错(比如全文索引、压缩、空间函数等)。但是,MyISAM 不支持事务和行级锁,而且最大的缺陷就是崩溃后无法安全恢复。 -1. **是否支持行级锁** : MyISAM 只有表级锁(table-level locking),而InnoDB 支持行级锁(row-level locking)和表级锁,默认为行级锁。 -2. **是否支持事务和崩溃后的安全恢复: MyISAM** 强调的是性能,每次查询具有原子性,其执行速度比InnoDB类型更快,但是不提供事务支持。但是**InnoDB** 提供事务支持事务,外部键等高级数据库功能。 具有事务(commit)、回滚(rollback)和崩溃修复能力(crash recovery capabilities)的事务安全(transaction-safe (ACID compliant))型表。 -3. **是否支持外键:** MyISAM不支持,而InnoDB支持。 -4. **是否支持MVCC** :仅 InnoDB 支持。应对高并发事务, MVCC比单纯的加锁更高效;MVCC只在 `READ COMMITTED` 和 `REPEATABLE READ` 两个隔离级别下工作;MVCC可以使用 乐观(optimistic)锁 和 悲观(pessimistic)锁来实现;各数据库中MVCC实现并不统一。推荐阅读:[MySQL-InnoDB-MVCC多版本并发控制](https://segmentfault.com/a/1190000012650596) -5. ...... +5.5 版本之后,MySQL 引入了 InnoDB(事务性数据库引擎),MySQL 5.5 版本后默认的存储引擎为 InnoDB。小伙子,一定要记好这个 InnoDB ,你每次使用 MySQL 数据库都是用的这个存储引擎吧? -《MySQL高性能》上面有一句话这样写到: +言归正传!咱们下面还是来简单对比一下两者: -> 不要轻易相信“MyISAM比InnoDB快”之类的经验之谈,这个结论往往不是绝对的。在很多我们已知场景中,InnoDB的速度都可以让MyISAM望尘莫及,尤其是用到了聚簇索引,或者需要访问的数据都可以放入内存的应用。 +**1.是否支持行级锁** -一般情况下我们选择 InnoDB 都是没有问题的,但是某些情况下你并不在乎可扩展能力和并发能力,也不需要事务支持,也不在乎崩溃后的安全恢复问题的话,选择MyISAM也是一个不错的选择。但是一般情况下,我们都是需要考虑到这些问题的。 +MyISAM 只有表级锁(table-level locking),而 InnoDB 支持行级锁(row-level locking)和表级锁,默认为行级锁。 -### 字符集及校对规则 +也就说,MyISAM 一锁就是锁住了整张表,这在并发写的情况下是多么滴憨憨啊!这也是为什么 InnoDB 在并发写的时候,性能更牛皮了! -字符集指的是一种从二进制编码到某类字符符号的映射。校对规则则是指某种字符集下的排序规则。MySQL中每一种字符集都会对应一系列的校对规则。 +**2.是否支持事务** -MySQL采用的是类似继承的方式指定字符集的默认值,每个数据库以及每张数据表都有自己的默认值,他们逐层继承。比如:某个库中所有表的默认字符集将是该数据库所指定的字符集(这些表在没有指定字符集的情况下,才会采用默认字符集) PS:整理自《Java工程师修炼之道》 +MyISAM 不提供事务支持。 -详细内容可以参考: [MySQL字符集及校对规则的理解](https://www.cnblogs.com/geaozhang/p/6724393.html#MySQLyuzifuji) +InnoDB 提供事务支持,具有提交(commit)和回滚(rollback)事务的能力。 -### 索引 +**3.是否支持外键** -MySQL索引使用的数据结构主要有**BTree索引** 和 **哈希索引** 。对于哈希索引来说,底层的数据结构就是哈希表,因此在绝大多数需求为单条记录查询的时候,可以选择哈希索引,查询性能最快;其余大部分场景,建议选择BTree索引。 +MyISAM 不支持,而 InnoDB 支持。 -MySQL的BTree索引使用的是B树中的B+Tree,但对于主要的两种存储引擎的实现方式是不同的。 +🌈 拓展一下: -- **MyISAM:** B+Tree叶节点的data域存放的是数据记录的地址。在索引检索的时候,首先按照B+Tree搜索算法搜索索引,如果指定的Key存在,则取出其 data 域的值,然后以 data 域的值为地址读取相应的数据记录。这被称为“非聚簇索引”。 -- **InnoDB:** 其数据文件本身就是索引文件。相比MyISAM,索引文件和数据文件是分离的,其表数据文件本身就是按B+Tree组织的一个索引结构,树的叶节点data域保存了完整的数据记录。这个索引的key是数据表的主键,因此InnoDB表数据文件本身就是主索引。这被称为“聚簇索引(或聚集索引)”。而其余的索引都作为辅助索引,辅助索引的data域存储相应记录主键的值而不是地址,这也是和MyISAM不同的地方。**在根据主索引搜索时,直接找到key所在的节点即可取出数据;在根据辅助索引查找时,则需要先取出主键的值,再走一遍主索引。** **因此,在设计表的时候,不建议使用过长的字段作为主键,也不建议使用非单调的字段作为主键,这样会造成主索引频繁分裂。** PS:整理自《Java工程师修炼之道》 +一般我们也是不建议在数据库层面使用外键的,应用层面可以解决。不过,这样会对数据的一致性造成威胁。具体要不要使用外键还是要根据你的项目来决定。 -**更多关于索引的内容可以查看文档首页MySQL目录下关于索引的详细总结。** +**4.是否支持数据库异常崩溃后的安全恢复** -### 查询缓存的使用 +MyISAM 不支持,而 InnoDB 支持。 -> 执行查询语句的时候,会先查询缓存。不过,MySQL 8.0 版本后移除,因为这个功能不太实用 +使用 InnoDB 的数据库在异常崩溃后,数据库重新启动的时候会保证数据库恢复到崩溃前的状态。这个恢复的过程依赖于 `redo log` 。 + +🌈 拓展一下: + +- MySQL InnoDB 引擎使用 **redo log(重做日志)** 保证事务的**持久性**,使用 **undo log(回滚日志)** 来保证事务的**原子性**。 +- MySQL InnoDB 引擎通过 **锁机制**、**MVCC** 等手段来保证事务的隔离性( 默认支持的隔离级别是 **`REPEATABLE-READ`** )。 +- 保证了事务的持久性、原子性、隔离性之后,一致性才能得到保障。 + +**5.是否支持 MVCC** + +MyISAM 不支持,而 InnoDB 支持。 + +讲真,这个对比有点废话,毕竟 MyISAM 连行级锁都不支持。 + +MVCC 可以看作是行级锁的一个升级,可以有效减少加锁操作,提供性能。 + +### 关于 MyISAM 和 InnoDB 的选择问题 + +大多数时候我们使用的都是 InnoDB 存储引擎,在某些读密集的情况下,使用 MyISAM 也是合适的。不过,前提是你的项目不介意 MyISAM 不支持事务、崩溃恢复等缺点(可是~我们一般都会介意啊!)。 + +《MySQL 高性能》上面有一句话这样写到: + +> 不要轻易相信“MyISAM 比 InnoDB 快”之类的经验之谈,这个结论往往不是绝对的。在很多我们已知场景中,InnoDB 的速度都可以让 MyISAM 望尘莫及,尤其是用到了聚簇索引,或者需要访问的数据都可以放入内存的应用。 + +一般情况下我们选择 InnoDB 都是没有问题的,但是某些情况下你并不在乎可扩展能力和并发能力,也不需要事务支持,也不在乎崩溃后的安全恢复问题的话,选择 MyISAM 也是一个不错的选择。但是一般情况下,我们都是需要考虑到这些问题的。 + +因此,对于咱们日常开发的业务系统来说,你几乎找不到什么理由再使用 MyISAM 作为自己的 MySQL 数据库的存储引擎。 + +## 锁机制与 InnoDB 锁算法 + +**MyISAM 和 InnoDB 存储引擎使用的锁:** + +- MyISAM 采用表级锁(table-level locking)。 +- InnoDB 支持行级锁(row-level locking)和表级锁,默认为行级锁 + +**表级锁和行级锁对比:** + +- **表级锁:** MySQL 中锁定 **粒度最大** 的一种锁,对当前操作的整张表加锁,实现简单,资源消耗也比较少,加锁快,不会出现死锁。其锁定粒度最大,触发锁冲突的概率最高,并发度最低,MyISAM 和 InnoDB 引擎都支持表级锁。 +- **行级锁:** MySQL 中锁定 **粒度最小** 的一种锁,只针对当前操作的行进行加锁。 行级锁能大大减少数据库操作的冲突。其加锁粒度最小,并发度高,但加锁的开销也最大,加锁慢,会出现死锁。 + +**InnoDB 存储引擎的锁的算法有三种:** + +- Record lock:记录锁,单个行记录上的锁 +- Gap lock:间隙锁,锁定一个范围,不包括记录本身 +- Next-key lock:record+gap 临键锁,锁定一个范围,包含记录本身 + +## 查询缓存 + +执行查询语句的时候,会先查询缓存。不过,MySQL 8.0 版本后移除,因为这个功能不太实用 + +`my.cnf` 加入以下配置,重启 MySQL 开启查询缓存 -my.cnf加入以下配置,重启MySQL开启查询缓存 ```properties query_cache_type=1 query_cache_size=600000 ``` -MySQL执行以下命令也可以开启查询缓存 +MySQL 执行以下命令也可以开启查询缓存 ```properties set global query_cache_type=1; set global query_cache_size=600000; ``` -如上,**开启查询缓存后在同样的查询条件以及数据情况下,会直接在缓存中返回结果**。这里的查询条件包括查询本身、当前要查询的数据库、客户端协议版本号等一些可能影响结果的信息。(**查询缓存不命中的情况:(1)**)因此任何两个查询在任何字符上的不同都会导致缓存不命中。此外,(**查询缓存不命中的情况(2)**)如果查询中包含任何用户自定义函数、存储函数、用户变量、临时表、MySQL库中的系统表,其查询结果也不会被缓存。 -(**查询缓存不命中的情况(3)**)缓存建立之后,MySQL的查询缓存系统会跟踪查询中涉及的每张表,如果这些表(数据或结构)发生变化,那么和这张表相关的所有缓存数据都将失效。 +如上,**开启查询缓存后在同样的查询条件以及数据情况下,会直接在缓存中返回结果**。这里的查询条件包括查询本身、当前要查询的数据库、客户端协议版本号等一些可能影响结果的信息。因此任何两个查询在任何字符上的不同都会导致缓存不命中。此外,如果查询中包含任何用户自定义函数、存储函数、用户变量、临时表、MySQL 库中的系统表,其查询结果也不会被缓存。 -**使用查询缓存的缺点/为什么MySQL8.0要移除这查询缓存?** +缓存建立之后,MySQL 的查询缓存系统会跟踪查询中涉及的每张表,如果这些表(数据或结构)发生变化,那么和这张表相关的所有缓存数据都将失效。 -**缓存虽然能够提升数据库的查询性能,但是缓存同时也带来了额外的开销,每次查询后都要做一次缓存操作,失效后还要销毁。** 因此,开启缓存查询要谨慎,尤其对于写密集的应用来说更是如此。如果开启,要注意合理控制缓存空间大小,一般来说其大小设置为几十MB比较合适。此外,**还可以通过sql_cache和sql_no_cache来控制某个查询语句是否需要缓存:** +**缓存虽然能够提升数据库的查询性能,但是缓存同时也带来了额外的开销,每次查询后都要做一次缓存操作,失效后还要销毁。** 因此,开启查询缓存要谨慎,尤其对于写密集的应用来说更是如此。如果开启,要注意合理控制缓存空间大小,一般来说其大小设置为几十 MB 比较合适。此外,**还可以通过 sql_cache 和 sql_no_cache 来控制某个查询语句是否需要缓存:** ```sql select sql_no_cache count(*) from usr; ``` -### 什么是事务? +## 事务 -**事务是逻辑上的一组操作,要么都执行,要么都不执行。** +### 何为事务? -事务最经典也经常被拿出来说例子就是转账了。假如小明要给小红转账1000元,这个转账会涉及到两个关键操作就是:将小明的余额减少1000元,将小红的余额增加1000元。万一在这两个操作之间突然出现错误比如银行系统崩溃,导致小明余额减少而小红的余额没有增加,这样就不对了。事务就是保证这两个关键操作要么都成功,要么都要失败。 +一言蔽之,**事务是逻辑上的一组操作,要么都执行,要么都不执行。** -### 事务的四大特性(ACID) +**可以简单举一个例子不?** -![事物的特性](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/事务特性.png) +事务最经典也经常被拿出来说例子就是转账了。假如小明要给小红转账 1000 元,这个转账会涉及到两个关键操作就是: -1. **原子性(Atomicity):** 事务是最小的执行单位,不允许分割。事务的原子性确保动作要么全部完成,要么完全不起作用; -2. **一致性(Consistency):** 执行事务前后,数据保持一致,多个事务对同一个数据读取的结果是相同的; -3. **隔离性(Isolation):** 并发访问数据库时,一个用户的事务不被其他事务所干扰,各并发事务之间数据库是独立的; -4. **持久性(Durability):** 一个事务被提交之后。它对数据库中数据的改变是持久的,即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。 +1. 将小明的余额减少 1000 元 +2. 将小红的余额增加 1000 元。 + +事务会把这两个操作就可以看成逻辑上的一个整体,这个整体包含的操作要么都成功,要么都要失败。 + +这样就不会出现小明余额减少而小红的余额却并没有增加的情况。 + +### 何为数据库事务? + +数据库事务在我们日常开发中接触的最多了。如果你的项目属于单体架构的话,你接触到的往往就是数据库事务了。 + +平时,我们在谈论事务的时候,如果没有特指**分布式事务**,往往指的就是**数据库事务**。 + +**那数据库事务有什么作用呢?** + +简单来说:数据库事务可以保证多个对数据库的操作(也就是 SQL 语句)构成一个逻辑上的整体。构成这个逻辑上的整体的这些数据库操作遵循:**要么全部执行成功,要么全部不执行** 。 + +```sql +# 开启一个事务 +START TRANSACTION; +# 多条 SQL 语句 +SQL1,SQL2... +## 提交事务 +COMMIT; +``` + +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/2020-12/640-20201207160554677.png) + +另外,关系型数据库(例如:`MySQL`、`SQL Server`、`Oracle` 等)事务都有 **ACID** 特性: + +![事务的特性](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/%E4%BA%8B%E5%8A%A1%E7%89%B9%E6%80%A7.png) + +### 何为 ACID 特性呢? + +1. **原子性**(`Atomicity`) : 事务是最小的执行单位,不允许分割。事务的原子性确保动作要么全部完成,要么完全不起作用; +2. **一致性**(`Consistency`): 执行事务前后,数据保持一致,例如转账业务中,无论事务是否成功,转账者和收款人的总额应该是不变的; +3. **隔离性**(`Isolation`): 并发访问数据库时,一个用户的事务不被其他事务所干扰,各并发事务之间数据库是独立的; +4. **持久性**(`Durability`): 一个事务被提交之后。它对数据库中数据的改变是持久的,即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。 + +**数据事务的实现原理呢?** + +我们这里以 MySQL 的 InnoDB 引擎为例来简单说一下。 + +MySQL InnoDB 引擎使用 **redo log(重做日志)** 保证事务的**持久性**,使用 **undo log(回滚日志)** 来保证事务的**原子性**。 + +MySQL InnoDB 引擎通过 **锁机制**、**MVCC** 等手段来保证事务的隔离性( 默认支持的隔离级别是 **`REPEATABLE-READ`** )。 + +保证了事务的持久性、原子性、隔离性之后,一致性才能得到保障。 ### 并发事务带来哪些问题? 在典型的应用程序中,多个事务并发运行,经常会操作相同的数据来完成各自的任务(多个用户对同一数据进行操作)。并发虽然是必须的,但可能会导致以下的问题。 - **脏读(Dirty read):** 当一个事务正在访问数据并且对数据进行了修改,而这种修改还没有提交到数据库中,这时另外一个事务也访问了这个数据,然后使用了这个数据。因为这个数据是还没有提交的数据,那么另外一个事务读到的这个数据是“脏数据”,依据“脏数据”所做的操作可能是不正确的。 -- **丢失修改(Lost to modify):** 指在一个事务读取一个数据时,另外一个事务也访问了该数据,那么在第一个事务中修改了这个数据后,第二个事务也修改了这个数据。这样第一个事务内的修改结果就被丢失,因此称为丢失修改。 例如:事务1读取某表中的数据A=20,事务2也读取A=20,事务1修改A=A-1,事务2也修改A=A-1,最终结果A=19,事务1的修改被丢失。 -- **不可重复读(Unrepeatableread):** 指在一个事务内多次读同一数据。在这个事务还没有结束时,另一个事务也访问该数据。那么,在第一个事务中的两次读数据之间,由于第二个事务的修改导致第一个事务两次读取的数据可能不太一样。这就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的情况,因此称为不可重复读。 +- **丢失修改(Lost to modify):** 指在一个事务读取一个数据时,另外一个事务也访问了该数据,那么在第一个事务中修改了这个数据后,第二个事务也修改了这个数据。这样第一个事务内的修改结果就被丢失,因此称为丢失修改。 例如:事务 1 读取某表中的数据 A=20,事务 2 也读取 A=20,事务 1 修改 A=A-1,事务 2 也修改 A=A-1,最终结果 A=19,事务 1 的修改被丢失。 +- **不可重复读(Unrepeatable read):** 指在一个事务内多次读同一数据。在这个事务还没有结束时,另一个事务也访问该数据。那么,在第一个事务中的两次读数据之间,由于第二个事务的修改导致第一个事务两次读取的数据可能不太一样。这就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的情况,因此称为不可重复读。 - **幻读(Phantom read):** 幻读与不可重复读类似。它发生在一个事务(T1)读取了几行数据,接着另一个并发事务(T2)插入了一些数据时。在随后的查询中,第一个事务(T1)就会发现多了一些原本不存在的记录,就好像发生了幻觉一样,所以称为幻读。 **不可重复读和幻读区别:** 不可重复读的重点是修改比如多次读取一条记录发现其中某些列的值被修改,幻读的重点在于新增或者删除比如多次读取一条记录发现记录增多或减少了。 -### 事务隔离级别有哪些?MySQL的默认隔离级别是? +### 事务隔离级别有哪些? -**SQL 标准定义了四个隔离级别:** +SQL 标准定义了四个隔离级别: - **READ-UNCOMMITTED(读取未提交):** 最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更,**可能会导致脏读、幻读或不可重复读**。 - **READ-COMMITTED(读取已提交):** 允许读取并发事务已经提交的数据,**可以阻止脏读,但是幻读或不可重复读仍有可能发生**。 -- **REPEATABLE-READ(可重复读):** 对同一字段的多次读取结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,**可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生**。 -- **SERIALIZABLE(可串行化):** 最高的隔离级别,完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行,这样事务之间就完全不可能产生干扰,也就是说,**该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读**。 +- **REPEATABLE-READ(可重复读):** 对同一字段的多次读取结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,**可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生**。 +- **SERIALIZABLE(可串行化):** 最高的隔离级别,完全服从 ACID 的隔离级别。所有的事务依次逐个执行,这样事务之间就完全不可能产生干扰,也就是说,**该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读**。 ------- +--- -| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻影读 | -| :--------------: | :--: | :--------: | :----: | -| READ-UNCOMMITTED | √ | √ | √ | -| READ-COMMITTED | × | √ | √ | -| REPEATABLE-READ | × | × | √ | -| SERIALIZABLE | × | × | × | +| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 | +| :--------------: | :--: | :--------: | :--: | +| READ-UNCOMMITTED | √ | √ | √ | +| READ-COMMITTED | × | √ | √ | +| REPEATABLE-READ | × | × | √ | +| SERIALIZABLE | × | × | × | -MySQL InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ(可重读)**。我们可以通过`SELECT @@tx_isolation;`命令来查看 +### MySQL 的默认隔离级别是什么? + +MySQL InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ(可重读)**。我们可以通过`SELECT @@tx_isolation;`命令来查看,MySQL 8.0 该命令改为`SELECT @@transaction_isolation;` ```sql mysql> SELECT @@tx_isolation; @@ -233,119 +287,19 @@ mysql> SELECT @@tx_isolation; +-----------------+ ``` -这里需要注意的是:与 SQL 标准不同的地方在于 InnoDB 存储引擎在 **REPEATABLE-READ(可重读)** -事务隔离级别下使用的是Next-Key Lock 锁算法,因此可以避免幻读的产生,这与其他数据库系统(如 SQL Server) -是不同的。所以说InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ(可重读)** 已经可以完全保证事务的隔离性要求,即达到了 - SQL标准的 **SERIALIZABLE(可串行化)** 隔离级别。因为隔离级别越低,事务请求的锁越少,所以大部分数据库系统的隔离级别都是 **READ-COMMITTED(读取提交内容)** ,但是你要知道的是InnoDB 存储引擎默认使用 **REPEAaTABLE-READ(可重读)** 并不会有任何性能损失。 +~~这里需要注意的是:与 SQL 标准不同的地方在于 InnoDB 存储引擎在 **REPEATABLE-READ(可重读)** 事务隔离级别下使用的是 Next-Key Lock 锁算法,因此可以避免幻读的产生,这与其他数据库系统(如 SQL Server)是不同的。所以说 InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ(可重读)** 已经可以完全保证事务的隔离性要求,即达到了 SQL 标准的 **SERIALIZABLE(可串行化)** 隔离级别。~~ + +🐛 问题更正:**MySQL InnoDB 的 REPEATABLE-READ(可重读)并不保证避免幻读,需要应用使用加锁读来保证。而这个加锁度使用到的机制就是 Next-Key Locks。** + +因为隔离级别越低,事务请求的锁越少,所以大部分数据库系统的隔离级别都是 **READ-COMMITTED(读取提交内容)** ,但是你要知道的是 InnoDB 存储引擎默认使用 **REPEATABLE-READ(可重读)** 并不会有任何性能损失。 InnoDB 存储引擎在 **分布式事务** 的情况下一般会用到 **SERIALIZABLE(可串行化)** 隔离级别。 -### 锁机制与InnoDB锁算法 +🌈 拓展一下(以下内容摘自《MySQL 技术内幕:InnoDB 存储引擎(第 2 版)》7.7 章): -**MyISAM和InnoDB存储引擎使用的锁:** +> InnoDB 存储引擎提供了对 XA 事务的支持,并通过 XA 事务来支持分布式事务的实现。分布式事务指的是允许多个独立的事务资源(transactional resources)参与到一个全局的事务中。事务资源通常是关系型数据库系统,但也可以是其他类型的资源。全局事务要求在其中的所有参与的事务要么都提交,要么都回滚,这对于事务原有的 ACID 要求又有了提高。另外,在使用分布式事务时,InnoDB 存储引擎的事务隔离级别必须设置为 SERIALIZABLE。 -- MyISAM采用表级锁(table-level locking)。 -- InnoDB支持行级锁(row-level locking)和表级锁,默认为行级锁 +## 参考 -**表级锁和行级锁对比:** - -- **表级锁:** MySQL中锁定 **粒度最大** 的一种锁,对当前操作的整张表加锁,实现简单,资源消耗也比较少,加锁快,不会出现死锁。其锁定粒度最大,触发锁冲突的概率最高,并发度最低,MyISAM和 InnoDB引擎都支持表级锁。 -- **行级锁:** MySQL中锁定 **粒度最小** 的一种锁,只针对当前操作的行进行加锁。 行级锁能大大减少数据库操作的冲突。其加锁粒度最小,并发度高,但加锁的开销也最大,加锁慢,会出现死锁。 - -详细内容可以参考: MySQL锁机制简单了解一下:[https://blog.csdn.net/qq_34337272/article/details/80611486](https://blog.csdn.net/qq_34337272/article/details/80611486) - -**InnoDB存储引擎的锁的算法有三种:** - -- Record lock:单个行记录上的锁 -- Gap lock:间隙锁,锁定一个范围,不包括记录本身 -- Next-key lock:record+gap 锁定一个范围,包含记录本身 - -**相关知识点:** - -1. innodb对于行的查询使用next-key lock -2. Next-locking keying为了解决Phantom Problem幻读问题 -3. 当查询的索引含有唯一属性时,将next-key lock降级为record key -4. Gap锁设计的目的是为了阻止多个事务将记录插入到同一范围内,而这会导致幻读问题的产生 -5. 有两种方式显式关闭gap锁:(除了外键约束和唯一性检查外,其余情况仅使用record lock) A. 将事务隔离级别设置为RC B. 将参数innodb_locks_unsafe_for_binlog设置为1 - -### 大表优化 - -当MySQL单表记录数过大时,数据库的CRUD性能会明显下降,一些常见的优化措施如下: - -#### 1. 限定数据的范围 - -务必禁止不带任何限制数据范围条件的查询语句。比如:我们当用户在查询订单历史的时候,我们可以控制在一个月的范围内; - -#### 2. 读/写分离 - -经典的数据库拆分方案,主库负责写,从库负责读; - -#### 3. 垂直分区 - - **根据数据库里面数据表的相关性进行拆分。** 例如,用户表中既有用户的登录信息又有用户的基本信息,可以将用户表拆分成两个单独的表,甚至放到单独的库做分库。 - - **简单来说垂直拆分是指数据表列的拆分,把一张列比较多的表拆分为多张表。** 如下图所示,这样来说大家应该就更容易理解了。 - ![数据库垂直分区](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/数据库垂直分区.png) - -- **垂直拆分的优点:** 可以使得列数据变小,在查询时减少读取的Block数,减少I/O次数。此外,垂直分区可以简化表的结构,易于维护。 -- **垂直拆分的缺点:** 主键会出现冗余,需要管理冗余列,并会引起Join操作,可以通过在应用层进行Join来解决。此外,垂直分区会让事务变得更加复杂; - -#### 4. 水平分区 - -**保持数据表结构不变,通过某种策略存储数据分片。这样每一片数据分散到不同的表或者库中,达到了分布式的目的。 水平拆分可以支撑非常大的数据量。** - - 水平拆分是指数据表行的拆分,表的行数超过200万行时,就会变慢,这时可以把一张的表的数据拆成多张表来存放。举个例子:我们可以将用户信息表拆分成多个用户信息表,这样就可以避免单一表数据量过大对性能造成影响。 - -![数据库水平拆分](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/数据库水平拆分.png) - -水平拆分可以支持非常大的数据量。需要注意的一点是:分表仅仅是解决了单一表数据过大的问题,但由于表的数据还是在同一台机器上,其实对于提升MySQL并发能力没有什么意义,所以 **水平拆分最好分库** 。 - -水平拆分能够 **支持非常大的数据量存储,应用端改造也少**,但 **分片事务难以解决** ,跨节点Join性能较差,逻辑复杂。《Java工程师修炼之道》的作者推荐 **尽量不要对数据进行分片,因为拆分会带来逻辑、部署、运维的各种复杂度** ,一般的数据表在优化得当的情况下支撑千万以下的数据量是没有太大问题的。如果实在要分片,尽量选择客户端分片架构,这样可以减少一次和中间件的网络I/O。 - -**下面补充一下数据库分片的两种常见方案:** - -- **客户端代理:** **分片逻辑在应用端,封装在jar包中,通过修改或者封装JDBC层来实现。** 当当网的 **Sharding-JDBC** 、阿里的TDDL是两种比较常用的实现。 -- **中间件代理:** **在应用和数据中间加了一个代理层。分片逻辑统一维护在中间件服务中。** 我们现在谈的 **Mycat** 、360的Atlas、网易的DDB等等都是这种架构的实现。 - -详细内容可以参考: MySQL大表优化方案: [https://segmentfault.com/a/1190000006158186](https://segmentfault.com/a/1190000006158186) - -### 解释一下什么是池化设计思想。什么是数据库连接池?为什么需要数据库连接池? - -池话设计应该不是一个新名词。我们常见的如java线程池、jdbc连接池、redis连接池等就是这类设计的代表实现。这种设计会初始预设资源,解决的问题就是抵消每次获取资源的消耗,如创建线程的开销,获取远程连接的开销等。就好比你去食堂打饭,打饭的大妈会先把饭盛好几份放那里,你来了就直接拿着饭盒加菜即可,不用再临时又盛饭又打菜,效率就高了。除了初始化资源,池化设计还包括如下这些特征:池子的初始值、池子的活跃值、池子的最大值等,这些特征可以直接映射到java线程池和数据库连接池的成员属性中。——这篇文章对[池化设计思想](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2OTA0Njk0OA==&mid=2247485679&idx=1&sn=57dbca8c9ad49e1f3968ecff04a4f735&chksm=cea24724f9d5ce3212292fac291234a760c99c0960b5430d714269efe33554730b5f71208582&token=1141994790&lang=zh_CN#rd)介绍的还不错,直接复制过来,避免重复造轮子了。 - -数据库连接本质就是一个 socket 的连接。数据库服务端还要维护一些缓存和用户权限信息之类的 所以占用了一些内存。我们可以把数据库连接池是看做是维护的数据库连接的缓存,以便将来需要对数据库的请求时可以重用这些连接。为每个用户打开和维护数据库连接,尤其是对动态数据库驱动的网站应用程序的请求,既昂贵又浪费资源。**在连接池中,创建连接后,将其放置在池中,并再次使用它,因此不必建立新的连接。如果使用了所有连接,则会建立一个新连接并将其添加到池中。**连接池还减少了用户必须等待建立与数据库的连接的时间。 - -### 分库分表之后,id 主键如何处理? - -因为要是分成多个表之后,每个表都是从 1 开始累加,这样是不对的,我们需要一个全局唯一的 id 来支持。 - -生成全局 id 有下面这几种方式: - -- **UUID**:不适合作为主键,因为太长了,并且无序不可读,查询效率低。比较适合用于生成唯一的名字的标示比如文件的名字。 -- **数据库自增 id** : 两台数据库分别设置不同步长,生成不重复ID的策略来实现高可用。这种方式生成的 id 有序,但是需要独立部署数据库实例,成本高,还会有性能瓶颈。 -- **利用 redis 生成 id :** 性能比较好,灵活方便,不依赖于数据库。但是,引入了新的组件造成系统更加复杂,可用性降低,编码更加复杂,增加了系统成本。 -- **Twitter的snowflake算法** :Github 地址:https://github.com/twitter-archive/snowflake。 -- **美团的[Leaf](https://tech.meituan.com/2017/04/21/mt-leaf.html)分布式ID生成系统** :Leaf 是美团开源的分布式ID生成器,能保证全局唯一性、趋势递增、单调递增、信息安全,里面也提到了几种分布式方案的对比,但也需要依赖关系数据库、Zookeeper等中间件。感觉还不错。美团技术团队的一篇文章:https://tech.meituan.com/2017/04/21/mt-leaf.html 。 -- ...... - -### 一条SQL语句在MySQL中如何执行的 - -[一条SQL语句在MySQL中如何执行的]() - -### MySQL高性能优化规范建议 - -[MySQL高性能优化规范建议]() - -### 一条SQL语句执行得很慢的原因有哪些? - -[腾讯面试:一条SQL语句执行得很慢的原因有哪些?---不看后悔系列](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2OTA0Njk0OA==&mid=2247485185&idx=1&sn=66ef08b4ab6af5757792223a83fc0d45&chksm=cea248caf9d5c1dc72ec8a281ec16aa3ec3e8066dbb252e27362438a26c33fbe842b0e0adf47&token=79317275&lang=zh_CN#rd) - -## 公众号 - -如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号。 - -**《Java面试突击》:** 由本文档衍生的专为面试而生的《Java面试突击》V2.0 PDF 版本[公众号](#公众号)后台回复 **"Java面试突击"** 即可免费领取! - -**Java工程师必备学习资源:** 一些Java工程师常用学习资源公众号后台回复关键字 **“1”** 即可免费无套路获取。 - -![我的公众号](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/167598cd2e17b8ec.png) +- 《高性能 MySQL》 +- https://www.omnisci.com/technical-glossary/relational-database diff --git a/docs/database/MySQL数据库索引.md b/docs/database/MySQL数据库索引.md new file mode 100644 index 00000000..d797144e --- /dev/null +++ b/docs/database/MySQL数据库索引.md @@ -0,0 +1,257 @@ +## 何为索引?有什么作用? + +**索引是一种用于快速查询和检索数据的数据结构。常见的索引结构有: B 树, B+树和 Hash。** + +索引的作用就相当于目录的作用。打个比方: 我们在查字典的时候,如果没有目录,那我们就只能一页一页的去找我们需要查的那个字,速度很慢。如果有目录了,我们只需要先去目录里查找字的位置,然后直接翻到那一页就行了。 + +## 索引的优缺点 + +**优点** : + +- 使用索引可以大大加快 数据的检索速度(大大减少检索的数据量), 这也是创建索引的最主要的原因。 +- 通过创建唯一性索引,可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。 + +**缺点** : + +- 创建索引和维护索引需要耗费许多时间。当对表中的数据进行增删改的时候,如果数据有索引,那么索引也需要动态的修改,会降低 SQL 执行效率。 +- 索引需要使用物理文件存储,也会耗费一定空间。 + +但是,**使用索引一定能提高查询性能吗?** + +大多数情况下,索引查询都是比全表扫描要快的。但是如果数据库的数据量不大,那么使用索引也不一定能够带来很大提升。 + +## 索引的底层数据结构 + +### Hash表 & B+树 + +哈希表是键值对的集合,通过键(key)即可快速取出对应的值(value),因此哈希表可以快速检索数据(接近 O(1))。 + +**为何能够通过 key 快速取出 value呢?** 原因在于 **哈希算法**(也叫散列算法)。通过哈希算法,我们可以快速找到 value 对应的 index,找到了 index 也就找到了对应的 value。 + +```java +hash = hashfunc(key) +index = hash % array_size +``` + + + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210513092328171.png) + +但是!哈希算法有个 **Hash 冲突** 问题,也就是说多个不同的 key 最后得到的 index 相同。通常情况下,我们常用的解决办法是 **链地址法**。链地址法就是将哈希冲突数据存放在链表中。就比如 JDK1.8 之前 `HashMap` 就是通过链地址法来解决哈希冲突的。不过,JDK1.8 以后`HashMap`为了减少链表过长的时候搜索时间过长引入了红黑树。 + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210513092224836.png) + +为了减少 Hash 冲突的发生,一个好的哈希函数应该“均匀地”将数据分布在整个可能的哈希值集合中。 + +既然哈希表这么快,**为什么MySQL 没有使用其作为索引的数据结构呢?** + +**1.Hash 冲突问题** :我们上面也提到过Hash 冲突了,不过对于数据库来说这还不算最大的缺点。 + +**2.Hash 索引不支持顺序和范围查询(Hash 索引不支持顺序和范围查询是它最大的缺点:** 假如我们要对表中的数据进行排序或者进行范围查询,那 Hash 索引可就不行了。 + +试想一种情况: + +```java +SELECT * FROM tb1 WHERE id < 500;Copy to clipboardErrorCopied +``` + +在这种范围查询中,优势非常大,直接遍历比 500 小的叶子节点就够了。而 Hash 索引是根据 hash 算法来定位的,难不成还要把 1 - 499 的数据,每个都进行一次 hash 计算来定位吗?这就是 Hash 最大的缺点了。 + +### B 树& B+树 + +B 树也称 B-树,全称为 **多路平衡查找树** ,B+ 树是 B 树的一种变体。B 树和 B+树中的 B 是 `Balanced` (平衡)的意思。 + +目前大部分数据库系统及文件系统都采用 B-Tree 或其变种 B+Tree 作为索引结构。 + +**B 树& B+树两者有何异同呢?** + +- B 树的所有节点既存放键(key) 也存放 数据(data),而 B+树只有叶子节点存放 key 和 data,其他内节点只存放 key。 +- B 树的叶子节点都是独立的;B+树的叶子节点有一条引用链指向与它相邻的叶子节点。 +- B 树的检索的过程相当于对范围内的每个节点的关键字做二分查找,可能还没有到达叶子节点,检索就结束了。而 B+树的检索效率就很稳定了,任何查找都是从根节点到叶子节点的过程,叶子节点的顺序检索很明显。 + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210420165409106.png) + +在 MySQL 中,MyISAM 引擎和 InnoDB 引擎都是使用 B+Tree 作为索引结构,但是,两者的实现方式不太一样。(下面的内容整理自《Java 工程师修炼之道》) + +MyISAM 引擎中,B+Tree 叶节点的 data 域存放的是数据记录的地址。在索引检索的时候,首先按照 B+Tree 搜索算法搜索索引,如果指定的 Key 存在,则取出其 data 域的值,然后以 data 域的值为地址读取相应的数据记录。这被称为“非聚簇索引”。 + +InnoDB 引擎中,其数据文件本身就是索引文件。相比 MyISAM,索引文件和数据文件是分离的,其表数据文件本身就是按 B+Tree 组织的一个索引结构,树的叶节点 data 域保存了完整的数据记录。这个索引的 key 是数据表的主键,因此 InnoDB 表数据文件本身就是主索引。这被称为“聚簇索引(或聚集索引)”,而其余的索引都作为辅助索引,辅助索引的 data 域存储相应记录主键的值而不是地址,这也是和 MyISAM 不同的地方。在根据主索引搜索时,直接找到 key 所在的节点即可取出数据;在根据辅助索引查找时,则需要先取出主键的值,在走一遍主索引。 因此,在设计表的时候,不建议使用过长的字段作为主键,也不建议使用非单调的字段作为主键,这样会造成主索引频繁分裂。 + +## 索引类型 + +### 主键索引(Primary Key) + +数据表的主键列使用的就是主键索引。 + +一张数据表有只能有一个主键,并且主键不能为 null,不能重复。 + +在 MySQL 的 InnoDB 的表中,当没有显示的指定表的主键时,InnoDB 会自动先检查表中是否有唯一索引的字段,如果有,则选择该字段为默认的主键,否则 InnoDB 将会自动创建一个 6Byte 的自增主键。 + +### 二级索引(辅助索引) + +**二级索引又称为辅助索引,是因为二级索引的叶子节点存储的数据是主键。也就是说,通过二级索引,可以定位主键的位置。** + +唯一索引,普通索引,前缀索引等索引属于二级索引。 + +**PS:不懂的同学可以暂存疑,慢慢往下看,后面会有答案的,也可以自行搜索。** + +1. **唯一索引(Unique Key)** :唯一索引也是一种约束。**唯一索引的属性列不能出现重复的数据,但是允许数据为 NULL,一张表允许创建多个唯一索引。** 建立唯一索引的目的大部分时候都是为了该属性列的数据的唯一性,而不是为了查询效率。 +2. **普通索引(Index)** :**普通索引的唯一作用就是为了快速查询数据,一张表允许创建多个普通索引,并允许数据重复和 NULL。** +3. **前缀索引(Prefix)** :前缀索引只适用于字符串类型的数据。前缀索引是对文本的前几个字符创建索引,相比普通索引建立的数据更小, + 因为只取前几个字符。 +4. **全文索引(Full Text)** :全文索引主要是为了检索大文本数据中的关键字的信息,是目前搜索引擎数据库使用的一种技术。Mysql5.6 之前只有 MYISAM 引擎支持全文索引,5.6 之后 InnoDB 也支持了全文索引。 + +二级索引: +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210420165254215.png) + +## 聚集索引与非聚集索引 + +### 聚集索引 + +**聚集索引即索引结构和数据一起存放的索引。主键索引属于聚集索引。** + +在 Mysql 中,InnoDB 引擎的表的 `.ibd`文件就包含了该表的索引和数据,对于 InnoDB 引擎表来说,该表的索引(B+树)的每个非叶子节点存储索引,叶子节点存储索引和索引对应的数据。 + +#### 聚集索引的优点 + +聚集索引的查询速度非常的快,因为整个 B+树本身就是一颗多叉平衡树,叶子节点也都是有序的,定位到索引的节点,就相当于定位到了数据。 + +#### 聚集索引的缺点 + +1. **依赖于有序的数据** :因为 B+树是多路平衡树,如果索引的数据不是有序的,那么就需要在插入时排序,如果数据是整型还好,否则类似于字符串或 UUID 这种又长又难比较的数据,插入或查找的速度肯定比较慢。 +2. **更新代价大** : 如果对索引列的数据被修改时,那么对应的索引也将会被修改, + 而且况聚集索引的叶子节点还存放着数据,修改代价肯定是较大的, + 所以对于主键索引来说,主键一般都是不可被修改的。 + +### 非聚集索引 + +**非聚集索引即索引结构和数据分开存放的索引。** + +**二级索引属于非聚集索引。** + +> MYISAM 引擎的表的.MYI 文件包含了表的索引, +> 该表的索引(B+树)的每个叶子非叶子节点存储索引, +> 叶子节点存储索引和索引对应数据的指针,指向.MYD 文件的数据。 +> +> **非聚集索引的叶子节点并不一定存放数据的指针, +> 因为二级索引的叶子节点就存放的是主键,根据主键再回表查数据。** + +#### 非聚集索引的优点 + +**更新代价比聚集索引要小** 。非聚集索引的更新代价就没有聚集索引那么大了,非聚集索引的叶子节点是不存放数据的 + +#### 非聚集索引的缺点 + +1. 跟聚集索引一样,非聚集索引也依赖于有序的数据 +2. **可能会二次查询(回表)** :这应该是非聚集索引最大的缺点了。 当查到索引对应的指针或主键后,可能还需要根据指针或主键再到数据文件或表中查询。 + +这是 MySQL 的表的文件截图: + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210420165311654.png) + +聚集索引和非聚集索引: + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210420165326946.png) + +### 非聚集索引一定回表查询吗(覆盖索引)? + +**非聚集索引不一定回表查询。** + +> 试想一种情况,用户准备使用 SQL 查询用户名,而用户名字段正好建立了索引。 + +```text + SELECT name FROM table WHERE name='guang19'; +``` + +> 那么这个索引的 key 本身就是 name,查到对应的 name 直接返回就行了,无需回表查询。 + +**即使是 MYISAM 也是这样,虽然 MYISAM 的主键索引确实需要回表, +因为它的主键索引的叶子节点存放的是指针。但是如果 SQL 查的就是主键呢?** + +```text +SELECT id FROM table WHERE id=1; +``` + +主键索引本身的 key 就是主键,查到返回就行了。这种情况就称之为覆盖索引了。 + +## 覆盖索引 + +如果一个索引包含(或者说覆盖)所有需要查询的字段的值,我们就称之为“覆盖索引”。我们知道在 InnoDB 存储引擎中,如果不是主键索引,叶子节点存储的是主键+列值。最终还是要“回表”,也就是要通过主键再查找一次。这样就会比较慢覆盖索引就是把要查询出的列和索引是对应的,不做回表操作! + +**覆盖索引即需要查询的字段正好是索引的字段,那么直接根据该索引,就可以查到数据了, +而无需回表查询。** + +> 如主键索引,如果一条 SQL 需要查询主键,那么正好根据主键索引就可以查到主键。 +> +> 再如普通索引,如果一条 SQL 需要查询 name,name 字段正好有索引, +> 那么直接根据这个索引就可以查到数据,也无需回表。 + +覆盖索引: +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210420165341868.png) + +## 创建索引的注意事项 + +**1.选择合适的字段创建索引:** + +- **不为 NULL 的字段** :索引字段的数据应该尽量不为 NULL,因为对于数据为 NULL 的字段,数据库较难优化。如果字段频繁被查询,但又避免不了为 NULL,建议使用 0,1,true,false 这样语义较为清晰的短值或短字符作为替代。 +- **被频繁查询的字段** :我们创建索引的字段应该是查询操作非常频繁的字段。 +- **被作为条件查询的字段** :被作为 WHERE 条件查询的字段,应该被考虑建立索引。 +- **频繁需要排序的字段** :索引已经排序,这样查询可以利用索引的排序,加快排序查询时间。 +- **被经常频繁用于连接的字段** :经常用于连接的字段可能是一些外键列,对于外键列并不一定要建立外键,只是说该列涉及到表与表的关系。对于频繁被连接查询的字段,可以考虑建立索引,提高多表连接查询的效率。 + +**2.被频繁更新的字段应该慎重建立索引。** + +虽然索引能带来查询上的效率,但是维护索引的成本也是不小的。 +如果一个字段不被经常查询,反而被经常修改,那么就更不应该在这种字段上建立索引了。 + +**3.尽可能的考虑建立联合索引而不是单列索引。** + +因为索引是需要占用磁盘空间的,可以简单理解为每个索引都对应着一颗 B+树。如果一个表的字段过多,索引过多,那么当这个表的数据达到一个体量后,索引占用的空间也是很多的,且修改索引时,耗费的时间也是较多的。如果是联合索引,多个字段在一个索引上,那么将会节约很大磁盘空间,且修改数据的操作效率也会提升。 + +**4.注意避免冗余索引** 。 + +冗余索引指的是索引的功能相同,能够命中索引(a, b)就肯定能命中索引(a) ,那么索引(a)就是冗余索引。如(name,city )和(name )这两个索引就是冗余索引,能够命中前者的查询肯定是能够命中后者的 在大多数情况下,都应该尽量扩展已有的索引而不是创建新索引。 + +**5.考虑在字符串类型的字段上使用前缀索引代替普通索引。** + +前缀索引仅限于字符串类型,较普通索引会占用更小的空间,所以可以考虑使用前缀索引带替普通索引。 + +## 使用索引的一些建议 + +- 对于中到大型表索引都是非常有效的,但是特大型表的话维护开销会很大,不适合建索引 +- 避免 where 子句中对字段施加函数,这会造成无法命中索引。 +- 在使用 InnoDB 时使用与业务无关的自增主键作为主键,即使用逻辑主键,而不要使用业务主键。 +- 删除长期未使用的索引,不用的索引的存在会造成不必要的性能损耗 MySQL 5.7 可以通过查询 sys 库的 schema_unused_indexes 视图来查询哪些索引从未被使用 +- 在使用 limit offset 查询缓慢时,可以借助索引来提高性能 + +## MySQL 如何为表字段添加索引? + +1.添加 PRIMARY KEY(主键索引) + +```sql +ALTER TABLE `table_name` ADD PRIMARY KEY ( `column` ) +``` + +2.添加 UNIQUE(唯一索引) + +```sqlite +ALTER TABLE `table_name` ADD UNIQUE ( `column` ) +``` + +3.添加 INDEX(普通索引) + +```sql +ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column` ) +``` + +4.添加 FULLTEXT(全文索引) + +```sql +ALTER TABLE `table_name` ADD FULLTEXT ( `column`) +``` + +5.添加多列索引 + +```sql +ALTER TABLE `table_name` ADD INDEX index_name ( `column1`, `column2`, `column3` ) +``` \ No newline at end of file diff --git a/docs/database/MySQL高性能优化规范建议.md b/docs/database/MySQL高性能优化规范建议.md index f079ad77..240a1dd9 100644 --- a/docs/database/MySQL高性能优化规范建议.md +++ b/docs/database/MySQL高性能优化规范建议.md @@ -35,7 +35,7 @@ - [2. 避免数据类型的隐式转换](#2-避免数据类型的隐式转换) - [3. 充分利用表上已经存在的索引](#3-充分利用表上已经存在的索引) - [4. 数据库设计时,应该要对以后扩展进行考虑](#4-数据库设计时应该要对以后扩展进行考虑) - - [5. 程序连接不同的数据库使用不同的账号,进制跨库查询](#5-程序连接不同的数据库使用不同的账号进制跨库查询) + - [5. 程序连接不同的数据库使用不同的账号,禁止跨库查询](#5-程序连接不同的数据库使用不同的账号禁止跨库查询) - [6. 禁止使用 SELECT * 必须使用 SELECT <字段列表> 查询](#6-禁止使用-select--必须使用-select-字段列表-查询) - [7. 禁止使用不含字段列表的 INSERT 语句](#7-禁止使用不含字段列表的-insert-语句) - [8. 避免使用子查询,可以把子查询优化为 join 操作](#8-避免使用子查询可以把子查询优化为-join-操作) @@ -76,6 +76,8 @@ Innodb 支持事务,支持行级锁,更好的恢复性,高并发下性能 兼容性更好,统一字符集可以避免由于字符集转换产生的乱码,不同的字符集进行比较前需要进行转换会造成索引失效,如果数据库中有存储 emoji 表情的需要,字符集需要采用 utf8mb4 字符集。 +参考文章:[MySQL 字符集不一致导致索引失效的一个真实案例](https://blog.csdn.net/horses/article/details/107243447) + ### 3. 所有表和字段都需要添加注释 使用 comment 从句添加表和列的备注,从一开始就进行数据字典的维护 @@ -166,7 +168,7 @@ MySQL 内存临时表不支持 TEXT、BLOB 这样的大数据类型,如果查 **2、TEXT 或 BLOB 类型只能使用前缀索引** -因为[MySQL](http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4Njc5NjM1NQ==&mid=2247487885&idx=1&sn=65b1bf5f7d4505502620179669a9c2df&chksm=ebd62ea1dca1a7b7bf884bcd9d538d78ba064ee03c09436ca8e57873b1d98a55afd6d7884cfc&scene=21#wechat_redirect) 对索引字段长度是有限制的,所以 TEXT 类型只能使用前缀索引,并且 TEXT 列上是不能有默认值的 +因为[MySQL](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4Njc5NjM1NQ==&mid=2247487885&idx=1&sn=65b1bf5f7d4505502620179669a9c2df&chksm=ebd62ea1dca1a7b7bf884bcd9d538d78ba064ee03c09436ca8e57873b1d98a55afd6d7884cfc&scene=21#wechat_redirect) 对索引字段长度是有限制的,所以 TEXT 类型只能使用前缀索引,并且 TEXT 列上是不能有默认值的 ### 3. 避免使用 ENUM 类型 @@ -264,7 +266,7 @@ Innodb 是按照主键索引的顺序来组织表的 ### 7. 对于频繁的查询优先考虑使用覆盖索引 -> 覆盖索引:就是包含了所有查询字段 (where,select,ordery by,group by 包含的字段) 的索引 +> 覆盖索引:就是包含了所有查询字段 (where,select,order by,group by 包含的字段) 的索引 **覆盖索引的好处:** diff --git a/docs/database/Redis/3种常用的缓存读写策略.md b/docs/database/Redis/3种常用的缓存读写策略.md new file mode 100644 index 00000000..21332e5d --- /dev/null +++ b/docs/database/Redis/3种常用的缓存读写策略.md @@ -0,0 +1,108 @@ +看到很多小伙伴简历上写了“**熟练使用缓存**”,但是被我问到“**缓存常用的3种读写策略**”的时候却一脸懵逼。 + +在我看来,造成这个问题的原因是我们在学习 Redis 的时候,可能只是简单了写一些 Demo,并没有去关注缓存的读写策略,或者说压根不知道这回事。 + +但是,搞懂3种常见的缓存读写策略对于实际工作中使用缓存以及面试中被问到缓存都是非常有帮助的! + +下面我会简单介绍一下自己对于这 3 种缓存读写策略的理解。 + +另外,**这3 种缓存读写策略各有优劣,不存在最佳,需要我们根据具体的业务场景选择更适合的。** + +*个人能力有限。如果文章有任何需要补充/完善/修改的地方,欢迎在评论区指出,共同进步!——爱你们的 Guide 哥* + +### Cache Aside Pattern(旁路缓存模式) + +**Cache Aside Pattern 是我们平时使用比较多的一个缓存读写模式,比较适合读请求比较多的场景。** + +Cache Aside Pattern 中服务端需要同时维系 DB 和 cache,并且是以 DB 的结果为准。 + +下面我们来看一下这个策略模式下的缓存读写步骤。 + +**写** : + +- 先更新 DB +- 然后直接删除 cache 。 + +简单画了一张图帮助大家理解写的步骤。 + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/5687fe759a1dac9ed9554d27e3a23b6d.png) + +**读** : + +- 从 cache 中读取数据,读取到就直接返回 +- cache中读取不到的话,就从 DB 中读取数据返回 +- 再把数据放到 cache 中。 + +简单画了一张图帮助大家理解读的步骤。 + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/a8c18b5f5b1aed03234bcbbd8c173a87.png) + + +你仅仅了解了上面这些内容的话是远远不够的,我们还要搞懂其中的原理。 + +比如说面试官很可能会追问:“**在写数据的过程中,可以先删除 cache ,后更新 DB 么?**” + +**答案:** 那肯定是不行的!因为这样可能会造成**数据库(DB)和缓存(Cache)数据不一致**的问题。为什么呢?比如说请求1 先写数据A,请求2随后读数据A的话就很有可能产生数据不一致性的问题。这个过程可以简单描述为: + +> 请求1先把cache中的A数据删除 -> 请求2从DB中读取数据->请求1再把DB中的A数据更新。 + +当你这样回答之后,面试官可能会紧接着就追问:“**在写数据的过程中,先更新DB,后删除cache就没有问题了么?**” + +**答案:** 理论上来说还是可能会出现数据不一致性的问题,不过概率非常小,因为缓存的写入速度是比数据库的写入速度快很多! + +比如请求1先读数据 A,请求2随后写数据A,并且数据A不在缓存中的话也有可能产生数据不一致性的问题。这个过程可以简单描述为: + +> 请求1从DB读数据A->请求2写更新数据 A 到数据库并把删除cache中的A数据->请求1将数据A写入cache。 + +现在我们再来分析一下 **Cache Aside Pattern 的缺陷**。 + +**缺陷1:首次请求数据一定不在 cache 的问题** + +解决办法:可以将热点数据可以提前放入cache 中。 + +**缺陷2:写操作比较频繁的话导致cache中的数据会被频繁被删除,这样会影响缓存命中率 。** + +解决办法: + +- 数据库和缓存数据强一致场景 :更新DB的时候同样更新cache,不过我们需要加一个锁/分布式锁来保证更新cache的时候不存在线程安全问题。 +- 可以短暂地允许数据库和缓存数据不一致的场景 :更新DB的时候同样更新cache,但是给缓存加一个比较短的过期时间,这样的话就可以保证即使数据不一致的话影响也比较小。 + +### Read/Write Through Pattern(读写穿透) + +Read/Write Through Pattern 中服务端把 cache 视为主要数据存储,从中读取数据并将数据写入其中。cache 服务负责将此数据读取和写入 DB,从而减轻了应用程序的职责。 + +这种缓存读写策略小伙伴们应该也发现了在平时在开发过程中非常少见。抛去性能方面的影响,大概率是因为我们经常使用的分布式缓存 Redis 并没有提供 cache 将数据写入DB的功能。 + +**写(Write Through):** + +- 先查 cache,cache 中不存在,直接更新 DB。 +- cache 中存在,则先更新 cache,然后 cache 服务自己更新 DB(**同步更新 cache 和 DB**)。 + +简单画了一张图帮助大家理解写的步骤。 + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210201100340808.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0MzM3Mjcy,size_16,color_FFFFFF,t_70) + +**读(Read Through):** + +- 从 cache 中读取数据,读取到就直接返回 。 +- 读取不到的话,先从 DB 加载,写入到 cache 后返回响应。 + +简单画了一张图帮助大家理解读的步骤。 + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9ada757c78614934aca11306f334638d.png) + +Read-Through Pattern 实际只是在 Cache-Aside Pattern 之上进行了封装。在 Cache-Aside Pattern 下,发生读请求的时候,如果 cache 中不存在对应的数据,是由客户端自己负责把数据写入 cache,而 Read Through Pattern 则是 cache 服务自己来写入缓存的,这对客户端是透明的。 + +和 Cache Aside Pattern 一样, Read-Through Pattern 也有首次请求数据一定不再 cache 的问题,对于热点数据可以提前放入缓存中。 + +### Write Behind Pattern(异步缓存写入) + +Write Behind Pattern 和 Read/Write Through Pattern 很相似,两者都是由 cache 服务来负责 cache 和 DB 的读写。 + +但是,两个又有很大的不同:**Read/Write Through 是同步更新 cache 和 DB,而 Write Behind Caching 则是只更新缓存,不直接更新 DB,而是改为异步批量的方式来更新 DB。** + +很明显,这种方式对数据一致性带来了更大的挑战,比如cache数据可能还没异步更新DB的话,cache服务可能就就挂掉了。 + +这种策略在我们平时开发过程中也非常非常少见,但是不代表它的应用场景少,比如消息队列中消息的异步写入磁盘、MySQL 的 InnoDB Buffer Pool 机制都用到了这种策略。 + +Write Behind Pattern 下 DB 的写性能非常高,非常适合一些数据经常变化又对数据一致性要求没那么高的场景,比如浏览量、点赞量。 diff --git a/docs/database/Redis/Redis.md b/docs/database/Redis/Redis.md deleted file mode 100644 index 02f4de14..00000000 --- a/docs/database/Redis/Redis.md +++ /dev/null @@ -1,370 +0,0 @@ -点击关注[公众号](#公众号)及时获取笔主最新更新文章,并可免费领取本文档配套的《Java面试突击》以及Java工程师必备学习资源。 - - - -- [redis 简介](#redis-简介) -- [为什么要用 redis/为什么要用缓存](#为什么要用-redis为什么要用缓存) -- [为什么要用 redis 而不用 map/guava 做缓存?](#为什么要用-redis-而不用-mapguava-做缓存) -- [redis 和 memcached 的区别](#redis-和-memcached-的区别) -- [redis 常见数据结构以及使用场景分析](#redis-常见数据结构以及使用场景分析) - - [1.String](#1string) - - [2.Hash](#2hash) - - [3.List](#3list) - - [4.Set](#4set) - - [5.Sorted Set](#5sorted-set) -- [redis 设置过期时间](#redis-设置过期时间) -- [redis 内存淘汰机制(MySQL里有2000w数据,Redis中只存20w的数据,如何保证Redis中的数据都是热点数据?)](#redis-内存淘汰机制mysql里有2000w数据redis中只存20w的数据如何保证redis中的数据都是热点数据) -- [redis 持久化机制(怎么保证 redis 挂掉之后再重启数据可以进行恢复)](#redis-持久化机制怎么保证-redis-挂掉之后再重启数据可以进行恢复) -- [redis 事务](#redis-事务) -- [缓存雪崩和缓存穿透问题解决方案](#缓存雪崩和缓存穿透问题解决方案) -- [如何解决 Redis 的并发竞争 Key 问题](#如何解决-redis-的并发竞争-key-问题) -- [如何保证缓存与数据库双写时的数据一致性?](#如何保证缓存与数据库双写时的数据一致性) - - - -### redis 简介 - -简单来说 redis 就是一个数据库,不过与传统数据库不同的是 redis 的数据是存在内存中的,所以读写速度非常快,因此 redis 被广泛应用于缓存方向。另外,redis 也经常用来做分布式锁。redis 提供了多种数据类型来支持不同的业务场景。除此之外,redis 支持事务 、持久化、LUA脚本、LRU驱动事件、多种集群方案。 - -### 为什么要用 redis/为什么要用缓存 - -主要从“高性能”和“高并发”这两点来看待这个问题。 - -**高性能:** - -假如用户第一次访问数据库中的某些数据。这个过程会比较慢,因为是从硬盘上读取的。将该用户访问的数据存在缓存中,这样下一次再访问这些数据的时候就可以直接从缓存中获取了。操作缓存就是直接操作内存,所以速度相当快。如果数据库中的对应数据改变的之后,同步改变缓存中相应的数据即可! - -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-24/54316596.jpg) - - -**高并发:** - -直接操作缓存能够承受的请求是远远大于直接访问数据库的,所以我们可以考虑把数据库中的部分数据转移到缓存中去,这样用户的一部分请求会直接到缓存这里而不用经过数据库。 - - -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-24/85146760.jpg) - - -### 为什么要用 redis 而不用 map/guava 做缓存? - - ->下面的内容来自 segmentfault 一位网友的提问,地址:https://segmentfault.com/q/1010000009106416 - -缓存分为本地缓存和分布式缓存。以 Java 为例,使用自带的 map 或者 guava 实现的是本地缓存,最主要的特点是轻量以及快速,生命周期随着 jvm 的销毁而结束,并且在多实例的情况下,每个实例都需要各自保存一份缓存,缓存不具有一致性。 - -使用 redis 或 memcached 之类的称为分布式缓存,在多实例的情况下,各实例共用一份缓存数据,缓存具有一致性。缺点是需要保持 redis 或 memcached服务的高可用,整个程序架构上较为复杂。 - -### redis 的线程模型 - -> 参考地址:https://www.javazhiyin.com/22943.html - -redis 内部使用文件事件处理器 `file event handler`,这个文件事件处理器是单线程的,所以 redis 才叫做单线程的模型。它采用 IO 多路复用机制同时监听多个 socket,根据 socket 上的事件来选择对应的事件处理器进行处理。 - -文件事件处理器的结构包含 4 个部分: - -- 多个 socket -- IO 多路复用程序 -- 文件事件分派器 -- 事件处理器(连接应答处理器、命令请求处理器、命令回复处理器) - -多个 socket 可能会并发产生不同的操作,每个操作对应不同的文件事件,但是 IO 多路复用程序会监听多个 socket,会将 socket 产生的事件放入队列中排队,事件分派器每次从队列中取出一个事件,把该事件交给对应的事件处理器进行处理。 - - -### redis 和 memcached 的区别 - -对于 redis 和 memcached 我总结了下面四点。现在公司一般都是用 redis 来实现缓存,而且 redis 自身也越来越强大了! - -1. **redis支持更丰富的数据类型(支持更复杂的应用场景)**:Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据,同时还提供list,set,zset,hash等数据结构的存储。memcache支持简单的数据类型,String。 -2. **Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保持在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用,而Memecache把数据全部存在内存之中。** -3. **集群模式**:memcached没有原生的集群模式,需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据;但是 redis 目前是原生支持 cluster 模式的. -4. **Memcached是多线程,非阻塞IO复用的网络模型;Redis使用单线程的多路 IO 复用模型。** - - -> 来自网络上的一张图,这里分享给大家! - -![redis 和 memcached 的区别](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-24/61603179.jpg) - - -### redis 常见数据结构以及使用场景分析 - -#### 1.String - -> **常用命令:** set,get,decr,incr,mget 等。 - - -String数据结构是简单的key-value类型,value其实不仅可以是String,也可以是数字。 -常规key-value缓存应用; -常规计数:微博数,粉丝数等。 - -#### 2.Hash -> **常用命令:** hget,hset,hgetall 等。 - -hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表,hash 特别适合用于存储对象,后续操作的时候,你可以直接仅仅修改这个对象中的某个字段的值。 比如我们可以 hash 数据结构来存储用户信息,商品信息等等。比如下面我就用 hash 类型存放了我本人的一些信息: - -``` -key=JavaUser293847 -value={ - “id”: 1, - “name”: “SnailClimb”, - “age”: 22, - “location”: “Wuhan, Hubei” -} - -``` - - -#### 3.List -> **常用命令:** lpush,rpush,lpop,rpop,lrange等 - -list 就是链表,Redis list 的应用场景非常多,也是Redis最重要的数据结构之一,比如微博的关注列表,粉丝列表,消息列表等功能都可以用Redis的 list 结构来实现。 - -Redis list 的实现为一个双向链表,即可以支持反向查找和遍历,更方便操作,不过带来了部分额外的内存开销。 - -另外可以通过 lrange 命令,就是从某个元素开始读取多少个元素,可以基于 list 实现分页查询,这个很棒的一个功能,基于 redis 实现简单的高性能分页,可以做类似微博那种下拉不断分页的东西(一页一页的往下走),性能高。 - -#### 4.Set - -> **常用命令:** -sadd,spop,smembers,sunion 等 - -set 对外提供的功能与list类似是一个列表的功能,特殊之处在于 set 是可以自动排重的。 - -当你需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,set是一个很好的选择,并且set提供了判断某个成员是否在一个set集合内的重要接口,这个也是list所不能提供的。可以基于 set 轻易实现交集、并集、差集的操作。 - -比如:在微博应用中,可以将一个用户所有的关注人存在一个集合中,将其所有粉丝存在一个集合。Redis可以非常方便的实现如共同关注、共同粉丝、共同喜好等功能。这个过程也就是求交集的过程,具体命令如下: - -``` -sinterstore key1 key2 key3 将交集存在key1内 -``` - -#### 5.Sorted Set -> **常用命令:** zadd,zrange,zrem,zcard等 - - -和set相比,sorted set增加了一个权重参数score,使得集合中的元素能够按score进行有序排列。 - -**举例:** 在直播系统中,实时排行信息包含直播间在线用户列表,各种礼物排行榜,弹幕消息(可以理解为按消息维度的消息排行榜)等信息,适合使用 Redis 中的 Sorted Set 结构进行存储。 - - -### redis 设置过期时间 - -Redis中有个设置时间过期的功能,即对存储在 redis 数据库中的值可以设置一个过期时间。作为一个缓存数据库,这是非常实用的。如我们一般项目中的 token 或者一些登录信息,尤其是短信验证码都是有时间限制的,按照传统的数据库处理方式,一般都是自己判断过期,这样无疑会严重影响项目性能。 - -我们 set key 的时候,都可以给一个 expire time,就是过期时间,通过过期时间我们可以指定这个 key 可以存活的时间。 - -如果假设你设置了一批 key 只能存活1个小时,那么接下来1小时后,redis是怎么对这批key进行删除的? - -**定期删除+惰性删除。** - -通过名字大概就能猜出这两个删除方式的意思了。 - -- **定期删除**:redis默认是每隔 100ms 就**随机抽取**一些设置了过期时间的key,检查其是否过期,如果过期就删除。注意这里是随机抽取的。为什么要随机呢?你想一想假如 redis 存了几十万个 key ,每隔100ms就遍历所有的设置过期时间的 key 的话,就会给 CPU 带来很大的负载! -- **惰性删除** :定期删除可能会导致很多过期 key 到了时间并没有被删除掉。所以就有了惰性删除。假如你的过期 key,靠定期删除没有被删除掉,还停留在内存里,除非你的系统去查一下那个 key,才会被redis给删除掉。这就是所谓的惰性删除,也是够懒的哈! - - -但是仅仅通过设置过期时间还是有问题的。我们想一下:如果定期删除漏掉了很多过期 key,然后你也没及时去查,也就没走惰性删除,此时会怎么样?如果大量过期key堆积在内存里,导致redis内存块耗尽了。怎么解决这个问题呢? **redis 内存淘汰机制。** - -### redis 内存淘汰机制(MySQL里有2000w数据,Redis中只存20w的数据,如何保证Redis中的数据都是热点数据?) - -redis 配置文件 redis.conf 中有相关注释,我这里就不贴了,大家可以自行查阅或者通过这个网址查看: [http://download.redis.io/redis-stable/redis.conf](http://download.redis.io/redis-stable/redis.conf) - -**redis 提供 6种数据淘汰策略:** - -1. **volatile-lru**:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰 -2. **volatile-ttl**:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选将要过期的数据淘汰 -3. **volatile-random**:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中任意选择数据淘汰 -4. **allkeys-lru**:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,移除最近最少使用的key(这个是最常用的) -5. **allkeys-random**:从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰 -6. **no-eviction**:禁止驱逐数据,也就是说当内存不足以容纳新写入数据时,新写入操作会报错。这个应该没人使用吧! - -4.0版本后增加以下两种: - -7. **volatile-lfu**:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最不经常使用的数据淘汰 -8. **allkeys-lfu**:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,移除最不经常使用的key - -**备注: 关于 redis 设置过期时间以及内存淘汰机制,我这里只是简单的总结一下,后面会专门写一篇文章来总结!** - - -### redis 持久化机制(怎么保证 redis 挂掉之后再重启数据可以进行恢复) - -很多时候我们需要持久化数据也就是将内存中的数据写入到硬盘里面,大部分原因是为了之后重用数据(比如重启机器、机器故障之后恢复数据),或者是为了防止系统故障而将数据备份到一个远程位置。 - -Redis不同于Memcached的很重一点就是,Redis支持持久化,而且支持两种不同的持久化操作。**Redis的一种持久化方式叫快照(snapshotting,RDB),另一种方式是只追加文件(append-only file,AOF)**。这两种方法各有千秋,下面我会详细这两种持久化方法是什么,怎么用,如何选择适合自己的持久化方法。 - -**快照(snapshotting)持久化(RDB)** - -Redis可以通过创建快照来获得存储在内存里面的数据在某个时间点上的副本。Redis创建快照之后,可以对快照进行备份,可以将快照复制到其他服务器从而创建具有相同数据的服务器副本(Redis主从结构,主要用来提高Redis性能),还可以将快照留在原地以便重启服务器的时候使用。 - -快照持久化是Redis默认采用的持久化方式,在redis.conf配置文件中默认有此下配置: - -```conf - -save 900 1 #在900秒(15分钟)之后,如果至少有1个key发生变化,Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。 - -save 300 10 #在300秒(5分钟)之后,如果至少有10个key发生变化,Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。 - -save 60 10000 #在60秒(1分钟)之后,如果至少有10000个key发生变化,Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。 -``` - -**AOF(append-only file)持久化** - -与快照持久化相比,AOF持久化 的实时性更好,因此已成为主流的持久化方案。默认情况下Redis没有开启AOF(append only file)方式的持久化,可以通过appendonly参数开启: - -```conf -appendonly yes -``` - -开启AOF持久化后每执行一条会更改Redis中的数据的命令,Redis就会将该命令写入硬盘中的AOF文件。AOF文件的保存位置和RDB文件的位置相同,都是通过dir参数设置的,默认的文件名是appendonly.aof。 - -在Redis的配置文件中存在三种不同的 AOF 持久化方式,它们分别是: - -```conf -appendfsync always #每次有数据修改发生时都会写入AOF文件,这样会严重降低Redis的速度 -appendfsync everysec #每秒钟同步一次,显示地将多个写命令同步到硬盘 -appendfsync no #让操作系统决定何时进行同步 -``` - -为了兼顾数据和写入性能,用户可以考虑 appendfsync everysec选项 ,让Redis每秒同步一次AOF文件,Redis性能几乎没受到任何影响。而且这样即使出现系统崩溃,用户最多只会丢失一秒之内产生的数据。当硬盘忙于执行写入操作的时候,Redis还会优雅的放慢自己的速度以便适应硬盘的最大写入速度。 - -**Redis 4.0 对于持久化机制的优化** - -Redis 4.0 开始支持 RDB 和 AOF 的混合持久化(默认关闭,可以通过配置项 `aof-use-rdb-preamble` 开启)。 - -如果把混合持久化打开,AOF 重写的时候就直接把 RDB 的内容写到 AOF 文件开头。这样做的好处是可以结合 RDB 和 AOF 的优点, 快速加载同时避免丢失过多的数据。当然缺点也是有的, AOF 里面的 RDB 部分是压缩格式不再是 AOF 格式,可读性较差。 - -**补充内容:AOF 重写** - -AOF重写可以产生一个新的AOF文件,这个新的AOF文件和原有的AOF文件所保存的数据库状态一样,但体积更小。 - -AOF重写是一个有歧义的名字,该功能是通过读取数据库中的键值对来实现的,程序无须对现有AOF文件进行任何读入、分析或者写入操作。 - -在执行 BGREWRITEAOF 命令时,Redis 服务器会维护一个 AOF 重写缓冲区,该缓冲区会在子进程创建新AOF文件期间,记录服务器执行的所有写命令。当子进程完成创建新AOF文件的工作之后,服务器会将重写缓冲区中的所有内容追加到新AOF文件的末尾,使得新旧两个AOF文件所保存的数据库状态一致。最后,服务器用新的AOF文件替换旧的AOF文件,以此来完成AOF文件重写操作 - -**更多内容可以查看我的这篇文章:** - -- [Redis持久化](Redis持久化.md) - - -### redis 事务 - -Redis 通过 MULTI、EXEC、WATCH 等命令来实现事务(transaction)功能。事务提供了一种将多个命令请求打包,然后一次性、按顺序地执行多个命令的机制,并且在事务执行期间,服务器不会中断事务而改去执行其他客户端的命令请求,它会将事务中的所有命令都执行完毕,然后才去处理其他客户端的命令请求。 - -在传统的关系式数据库中,常常用 ACID 性质来检验事务功能的可靠性和安全性。在 Redis 中,事务总是具有原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)和隔离性(Isolation),并且当 Redis 运行在某种特定的持久化模式下时,事务也具有持久性(Durability)。 - -补充内容: - -> 1. redis同一个事务中如果有一条命令执行失败,其后的命令仍然会被执行,没有回滚。(来自[issue:关于Redis事务不是原子性问题](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/452) ) - -### 缓存雪崩和缓存穿透问题解决方案 - -#### **缓存雪崩** - -**什么是缓存雪崩?** - -简介:缓存同一时间大面积的失效,所以,后面的请求都会落到数据库上,造成数据库短时间内承受大量请求而崩掉。 - -**有哪些解决办法?** - -(中华石杉老师在他的视频中提到过,视频地址在最后一个问题中有提到): - -- 事前:尽量保证整个 redis 集群的高可用性,发现机器宕机尽快补上。选择合适的内存淘汰策略。 -- 事中:本地ehcache缓存 + hystrix限流&降级,避免MySQL崩掉 -- 事后:利用 redis 持久化机制保存的数据尽快恢复缓存 - -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-25/6078367.jpg) - -#### **缓存穿透** - -**什么是缓存穿透?** - -缓存穿透说简单点就是大量请求的 key 根本不存在于缓存中,导致请求直接到了数据库上,根本没有经过缓存这一层。举个例子:某个黑客故意制造我们缓存中不存在的 key 发起大量请求,导致大量请求落到数据库。下面用图片展示一下(这两张图片不是我画的,为了省事直接在网上找的,这里说明一下): - -**正常缓存处理流程:** - - - -**缓存穿透情况处理流程:** - - - -一般MySQL 默认的最大连接数在 150 左右,这个可以通过 `show variables like '%max_connections%'; `命令来查看。最大连接数一个还只是一个指标,cpu,内存,磁盘,网络等无力条件都是其运行指标,这些指标都会限制其并发能力!所以,一般 3000 个并发请求就能打死大部分数据库了。 - -**有哪些解决办法?** - -最基本的就是首先做好参数校验,一些不合法的参数请求直接抛出异常信息返回给客户端。比如查询的数据库 id 不能小于 0、传入的邮箱格式不对的时候直接返回错误消息给客户端等等。 - -**1)缓存无效 key** : 如果缓存和数据库都查不到某个 key 的数据就写一个到 redis 中去并设置过期时间,具体命令如下:`SET key value EX 10086`。这种方式可以解决请求的 key 变化不频繁的情况,如何黑客恶意攻击,每次构建的不同的请求key,会导致 redis 中缓存大量无效的 key 。很明显,这种方案并不能从根本上解决此问题。如果非要用这种方式来解决穿透问题的话,尽量将无效的 key 的过期时间设置短一点比如 1 分钟。 - -另外,这里多说一嘴,一般情况下我们是这样设计 key 的: `表名:列名:主键名:主键值`。 - - 如果用 Java 代码展示的话,差不多是下面这样的: - -```java -public Object getObjectInclNullById(Integer id) { - // 从缓存中获取数据 - Object cacheValue = cache.get(id); - // 缓存为空 - if (cacheValue != null) { - // 从数据库中获取 - Object storageValue = storage.get(key); - // 缓存空对象 - cache.set(key, storageValue); - // 如果存储数据为空,需要设置一个过期时间(300秒) - if (storageValue == null) { - // 必须设置过期时间,否则有被攻击的风险 - cache.expire(key, 60 * 5); - } - return storageValue; - } - return cacheValue; -} -``` - -**2)布隆过滤器:**布隆过滤器是一个非常神奇的数据结构,通过它我们可以非常方便地判断一个给定数据是否存在与海量数据中。我们需要的就是判断 key 是否合法,有没有感觉布隆过滤器就是我们想要找的那个“人”。具体是这样做的:把所有可能存在的请求的值都存放在布隆过滤器中,当用户请求过来,我会先判断用户发来的请求的值是否存在于布隆过滤器中。不存在的话,直接返回请求参数错误信息给客户端,存在的话才会走下面的流程。总结一下就是下面这张图(这张图片不是我画的,为了省事直接在网上找的): - - - -更多关于布隆过滤器的内容可以看我的这篇原创:[《不了解布隆过滤器?一文给你整的明明白白!》](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/bloom-filter.md) ,强烈推荐,个人感觉网上应该找不到总结的这么明明白白的文章了。 - -### 如何解决 Redis 的并发竞争 Key 问题 - -所谓 Redis 的并发竞争 Key 的问题也就是多个系统同时对一个 key 进行操作,但是最后执行的顺序和我们期望的顺序不同,这样也就导致了结果的不同! - -推荐一种方案:分布式锁(zookeeper 和 redis 都可以实现分布式锁)。(如果不存在 Redis 的并发竞争 Key 问题,不要使用分布式锁,这样会影响性能) - -基于zookeeper临时有序节点可以实现的分布式锁。大致思想为:每个客户端对某个方法加锁时,在zookeeper上的与该方法对应的指定节点的目录下,生成一个唯一的瞬时有序节点。 判断是否获取锁的方式很简单,只需要判断有序节点中序号最小的一个。 当释放锁的时候,只需将这个瞬时节点删除即可。同时,其可以避免服务宕机导致的锁无法释放,而产生的死锁问题。完成业务流程后,删除对应的子节点释放锁。 - -在实践中,当然是从以可靠性为主。所以首推Zookeeper。 - -参考: - -- https://www.jianshu.com/p/8bddd381de06 - -### 如何保证缓存与数据库双写时的数据一致性? - -> 一般情况下我们都是这样使用缓存的:先读缓存,缓存没有的话,就读数据库,然后取出数据后放入缓存,同时返回响应。这种方式很明显会存在缓存和数据库的数据不一致的情况。 - -你只要用缓存,就可能会涉及到缓存与数据库双存储双写,你只要是双写,就一定会有数据一致性的问题,那么你如何解决一致性问题? - -一般来说,就是如果你的系统不是严格要求缓存+数据库必须一致性的话,缓存可以稍微的跟数据库偶尔有不一致的情况,最好不要做这个方案,读请求和写请求串行化,串到一个内存队列里去,这样就可以保证一定不会出现不一致的情况 - -串行化之后,就会导致系统的吞吐量会大幅度的降低,用比正常情况下多几倍的机器去支撑线上的一个请求。 - -更多内容可以查看:https://github.com/doocs/advanced-java/blob/master/docs/high-concurrency/redis-consistence.md - -**参考:** Java工程师面试突击第1季(可能是史上最好的Java面试突击课程)-中华石杉老师!公众号后台回复关键字“1”即可获取该视频内容。 - -### 参考 - -- 《Redis开发与运维》 -- Redis 命令总结:http://redisdoc.com/string/set.html - -## 公众号 - -如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号。 - -**《Java面试突击》:** 由本文档衍生的专为面试而生的《Java面试突击》V2.0 PDF 版本[公众号](#公众号)后台回复 **"Java面试突击"** 即可免费领取! - -**Java工程师必备学习资源:** 一些Java工程师常用学习资源公众号后台回复关键字 **“1”** 即可免费无套路获取。 - -![我的公众号](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/167598cd2e17b8ec.png) \ No newline at end of file diff --git a/docs/database/Redis/Redis持久化.md b/docs/database/Redis/Redis持久化.md index fbad9555..2da52eec 100644 --- a/docs/database/Redis/Redis持久化.md +++ b/docs/database/Redis/Redis持久化.md @@ -1,5 +1,4 @@ - 非常感谢《redis实战》真本书,本文大多内容也参考了书中的内容。非常推荐大家看一下《redis实战》这本书,感觉书中的很多理论性东西还是很不错的。 为什么本文的名字要加上春夏秋冬又一春,哈哈 ,这是一部韩国的电影,我感觉电影不错,所以就用在文章名字上了,没有什么特别的含义,然后下面的有些配图也是电影相关镜头。 @@ -8,19 +7,17 @@ **很多时候我们需要持久化数据也就是将内存中的数据写入到硬盘里面,大部分原因是为了之后重用数据(比如重启机器、机器故障之后回复数据),或者是为了防止系统故障而将数据备份到一个远程位置。** -Redis不同于Memcached的很重一点就是,**Redis支持持久化**,而且支持两种不同的持久化操作。Redis的一种持久化方式叫**快照(snapshotting,RDB)**,另一种方式是**只追加文件(append-only file,AOF)**.这两种方法各有千秋,下面我会详细这两种持久化方法是什么,怎么用,如何选择适合自己的持久化方法。 - +Redis不同于Memcached的很重要一点就是,**Redis支持持久化**,而且支持两种不同的持久化操作。Redis的一种持久化方式叫**快照(snapshotting,RDB)**,另一种方式是**只追加文件(append-only file,AOF)**。这两种方法各有千秋,下面我会详细这两种持久化方法是什么,怎么用,如何选择适合自己的持久化方法。 ## 快照(snapshotting)持久化 Redis可以通过创建快照来获得存储在内存里面的数据在某个时间点上的副本。Redis创建快照之后,可以对快照进行备份,可以将快照复制到其他服务器从而创建具有相同数据的服务器副本(Redis主从结构,主要用来提高Redis性能),还可以将快照留在原地以便重启服务器的时候使用。 - ![春夏秋冬又一春](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/6/13/163f97568281782a?w=600&h=329&f=jpeg&s=88616) **快照持久化是Redis默认采用的持久化方式**,在redis.conf配置文件中默认有此下配置: -``` +``` save 900 1 #在900秒(15分钟)之后,如果至少有1个key发生变化,Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。 save 300 10 #在300秒(5分钟)之后,如果至少有10个key发生变化,Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。 @@ -42,10 +39,9 @@ save 60 10000 #在60秒(1分钟)之后,如果至少有10000个key发生 如果系统真的发生崩溃,用户将丢失最近一次生成快照之后更改的所有数据。因此,快照持久化只适用于即使丢失一部分数据也不会造成一些大问题的应用程序。不能接受这个缺点的话,可以考虑AOF持久化。 - - ## **AOF(append-only file)持久化** 与快照持久化相比,AOF持久化 的实时性更好,因此已成为主流的持久化方案。默认情况下Redis没有开启AOF(append only file)方式的持久化,可以通过appendonly参数开启: + ``` appendonly yes ``` @@ -57,7 +53,6 @@ appendonly yes **在Redis的配置文件中存在三种同步方式,它们分别是:** ``` - appendfsync always #每次有数据修改发生时都会写入AOF文件,这样会严重降低Redis的速度 appendfsync everysec #每秒钟同步一次,显示地将多个写命令同步到硬盘 appendfsync no #让操作系统决定何时进行同步 @@ -67,7 +62,6 @@ appendfsync no #让操作系统决定何时进行同步 为了兼顾数据和写入性能,用户可以考虑 **appendfsync everysec选项** ,让Redis每秒同步一次AOF文件,Redis性能几乎没受到任何影响。而且这样即使出现系统崩溃,用户最多只会丢失一秒之内产生的数据。当硬盘忙于执行写入操作的时候,Redis还会优雅的放慢自己的速度以便适应硬盘的最大写入速度。 - **appendfsync no** 选项一般不推荐,这种方案会使Redis丢失不定量的数据而且如果用户的硬盘处理写入操作的速度不够的话,那么当缓冲区被等待写入的数据填满时,Redis的写入操作将被阻塞,这会导致Redis的请求速度变慢。 **虽然AOF持久化非常灵活地提供了多种不同的选项来满足不同应用程序对数据安全的不同要求,但AOF持久化也有缺陷——AOF文件的体积太大。** @@ -102,7 +96,7 @@ auto-aof-rewrite-min-size 64mb 无论是AOF持久化还是快照持久化,将数据持久化到硬盘上都是非常有必要的,但除了进行持久化外,用户还必须对持久化得到的文件进行备份(最好是备份到不同的地方),这样才能尽量避免数据丢失事故发生。如果条件允许的话,最好能将快照文件和重新重写的AOF文件备份到不同的服务器上面。 -随着负载量的上升,或者数据的完整性变得 越来越重要时,用户可能需要使用到复制特性。 +随着负载量的上升,或者数据的完整性变得越来越重要时,用户可能需要使用到复制特性。 ## Redis 4.0 对于持久化机制的优化 Redis 4.0 开始支持 RDB 和 AOF 的混合持久化(默认关闭,可以通过配置项 `aof-use-rdb-preamble` 开启)。 @@ -115,4 +109,3 @@ Redis 4.0 开始支持 RDB 和 AOF 的混合持久化(默认关闭,可以通 [深入学习Redis(2):持久化](https://www.cnblogs.com/kismetv/p/9137897.html) - diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-list.drawio b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-list.drawio new file mode 100644 index 00000000..afa76715 --- /dev/null +++ b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-list.drawio @@ -0,0 +1 @@ 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 \ No newline at end of file diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-list.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-list.png new file mode 100644 index 00000000..4fb4e36c Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-list.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-rollBack.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-rollBack.png new file mode 100644 index 00000000..91f7f46d Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-rollBack.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-vs-memcached.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-vs-memcached.png new file mode 100644 index 00000000..23844d67 Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis-vs-memcached.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/redis4.0-more-thread.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis4.0-more-thread.png new file mode 100644 index 00000000..e7e19e52 Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis4.0-more-thread.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/redis事件处理器.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis事件处理器.png new file mode 100644 index 00000000..fc280fff Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis事件处理器.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/redis事务.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis事务.png new file mode 100644 index 00000000..eb0c404c Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis事务.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/redis过期时间.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis过期时间.png new file mode 100644 index 00000000..27df6ead Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/redis过期时间.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/try-redis.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/try-redis.png new file mode 100644 index 00000000..cd21a651 Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/try-redis.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/what-is-redis.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/what-is-redis.png new file mode 100644 index 00000000..913881ac Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/what-is-redis.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/使用缓存之后.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/使用缓存之后.png new file mode 100644 index 00000000..2c73bd90 Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/使用缓存之后.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/加入布隆过滤器后的缓存处理流程.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/加入布隆过滤器后的缓存处理流程.png new file mode 100644 index 00000000..a2c2ed69 Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/加入布隆过滤器后的缓存处理流程.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/单体架构.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/单体架构.png new file mode 100644 index 00000000..648a404a Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/单体架构.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/缓存的处理流程.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/缓存的处理流程.png new file mode 100644 index 00000000..11860ae1 Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/缓存的处理流程.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/缓存穿透情况.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/缓存穿透情况.png new file mode 100644 index 00000000..e7298c15 Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/缓存穿透情况.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/redis-all/集中式缓存架构.png b/docs/database/Redis/images/redis-all/集中式缓存架构.png new file mode 100644 index 00000000..5aff414b Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/redis-all/集中式缓存架构.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/cache-aside-read.drawio b/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/cache-aside-read.drawio new file mode 100644 index 00000000..bc4c6d0c --- /dev/null +++ b/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/cache-aside-read.drawio @@ -0,0 +1 @@ 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\ No newline at end of file diff --git a/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/read-through.png b/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/read-through.png new file mode 100644 index 00000000..f8f457c7 Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/read-through.png differ diff --git a/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/write-through.drawio b/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/write-through.drawio new file mode 100644 index 00000000..7626c8d1 --- /dev/null +++ b/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/write-through.drawio @@ -0,0 +1 @@ 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\ No newline at end of file diff --git a/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/write-through.png b/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/write-through.png new file mode 100644 index 00000000..ecdbd6d2 Binary files /dev/null and b/docs/database/Redis/images/缓存读写策略/write-through.png differ diff --git a/docs/database/Redis/redis-all.md b/docs/database/Redis/redis-all.md new file mode 100644 index 00000000..3cd8ff62 --- /dev/null +++ b/docs/database/Redis/redis-all.md @@ -0,0 +1,829 @@ +点击关注[公众号](#公众号)及时获取笔主最新更新文章,并可免费领取本文档配套的《Java 面试突击》以及 Java 工程师必备学习资源。 + + + + + +- [1. 简单介绍一下 Redis 呗!](#1-简单介绍一下-redis-呗) +- [2. 分布式缓存常见的技术选型方案有哪些?](#2-分布式缓存常见的技术选型方案有哪些) +- [3. 说一下 Redis 和 Memcached 的区别和共同点](#3-说一下-redis-和-memcached-的区别和共同点) +- [4. 缓存数据的处理流程是怎样的?](#4-缓存数据的处理流程是怎样的) +- [5. 为什么要用 Redis/为什么要用缓存?](#5-为什么要用-redis为什么要用缓存) +- [6. Redis 常见数据结构以及使用场景分析](#6-redis-常见数据结构以及使用场景分析) + - [6.1. string](#61-string) + - [6.2. list](#62-list) + - [6.3. hash](#63-hash) + - [6.4. set](#64-set) + - [6.5. sorted set](#65-sorted-set) + - [6.6 bitmap](#66-bitmap) +- [7. Redis 单线程模型详解](#7-redis-单线程模型详解) +- [8. Redis 没有使用多线程?为什么不使用多线程?](#8-redis-没有使用多线程为什么不使用多线程) +- [9. Redis6.0 之后为何引入了多线程?](#9-redis60-之后为何引入了多线程) +- [10. Redis 给缓存数据设置过期时间有啥用?](#10-redis-给缓存数据设置过期时间有啥用) +- [11. Redis 是如何判断数据是否过期的呢?](#11-redis-是如何判断数据是否过期的呢) +- [12. 过期的数据的删除策略了解么?](#12-过期的数据的删除策略了解么) +- [13. Redis 内存淘汰机制了解么?](#13-redis-内存淘汰机制了解么) +- [14. Redis 持久化机制(怎么保证 Redis 挂掉之后再重启数据可以进行恢复)](#14-redis-持久化机制怎么保证-redis-挂掉之后再重启数据可以进行恢复) +- [15. Redis 事务](#15-redis-事务) +- [16. 缓存穿透](#16-缓存穿透) + - [16.1. 什么是缓存穿透?](#161-什么是缓存穿透) + - [16.2. 缓存穿透情况的处理流程是怎样的?](#162-缓存穿透情况的处理流程是怎样的) + - [16.3. 有哪些解决办法?](#163-有哪些解决办法) +- [17. 缓存雪崩](#17-缓存雪崩) + - [17.1. 什么是缓存雪崩?](#171-什么是缓存雪崩) + - [17.2. 有哪些解决办法?](#172-有哪些解决办法) +- [18. 如何保证缓存和数据库数据的一致性?](#18-如何保证缓存和数据库数据的一致性) +- [19. 参考](#19-参考) +- [20. 公众号](#20-公众号) + + + + +### 1. 简单介绍一下 Redis 呗! + +简单来说 **Redis 就是一个使用 C 语言开发的数据库**,不过与传统数据库不同的是 **Redis 的数据是存在内存中的** ,也就是它是内存数据库,所以读写速度非常快,因此 Redis 被广泛应用于缓存方向。 + +另外,**Redis 除了做缓存之外,也经常用来做分布式锁,甚至是消息队列。** + +**Redis 提供了多种数据类型来支持不同的业务场景。Redis 还支持事务 、持久化、Lua 脚本、多种集群方案。** + +### 2. 分布式缓存常见的技术选型方案有哪些? + +分布式缓存的话,使用的比较多的主要是 **Memcached** 和 **Redis**。不过,现在基本没有看过还有项目使用 **Memcached** 来做缓存,都是直接用 **Redis**。 + +Memcached 是分布式缓存最开始兴起的那会,比较常用的。后来,随着 Redis 的发展,大家慢慢都转而使用更加强大的 Redis 了。 + +分布式缓存主要解决的是单机缓存的容量受服务器限制并且无法保存通用信息的问题。因为,本地缓存只在当前服务里有效,比如如果你部署了两个相同的服务,他们两者之间的缓存数据是无法共同的。 + +### 3. 说一下 Redis 和 Memcached 的区别和共同点 + +现在公司一般都是用 Redis 来实现缓存,而且 Redis 自身也越来越强大了!不过,了解 Redis 和 Memcached 的区别和共同点,有助于我们在做相应的技术选型的时候,能够做到有理有据! + +**共同点** : + +1. 都是基于内存的数据库,一般都用来当做缓存使用。 +2. 都有过期策略。 +3. 两者的性能都非常高。 + +**区别** : + +1. **Redis 支持更丰富的数据类型(支持更复杂的应用场景)**。Redis 不仅仅支持简单的 k/v 类型的数据,同时还提供 list,set,zset,hash 等数据结构的存储。Memcached 只支持最简单的 k/v 数据类型。 +2. **Redis 支持数据的持久化,可以将内存中的数据保持在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用,而 Memecache 把数据全部存在内存之中。** +3. **Redis 有灾难恢复机制。** 因为可以把缓存中的数据持久化到磁盘上。 +4. **Redis 在服务器内存使用完之后,可以将不用的数据放到磁盘上。但是,Memcached 在服务器内存使用完之后,就会直接报异常。** +5. **Memcached 没有原生的集群模式,需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据;但是 Redis 目前是原生支持 cluster 模式的。** +6. **Memcached 是多线程,非阻塞 IO 复用的网络模型;Redis 使用单线程的多路 IO 复用模型。** (Redis 6.0 引入了多线程 IO ) +7. **Redis 支持发布订阅模型、Lua 脚本、事务等功能,而 Memcached 不支持。并且,Redis 支持更多的编程语言。** +8. **Memcached 过期数据的删除策略只用了惰性删除,而 Redis 同时使用了惰性删除与定期删除。** + +相信看了上面的对比之后,我们已经没有什么理由可以选择使用 Memcached 来作为自己项目的分布式缓存了。 + +### 4. 缓存数据的处理流程是怎样的? + +作为暖男一号,我给大家画了一个草图。 + +![正常缓存处理流程](images/redis-all/缓存的处理流程.png) + +简单来说就是: + +1. 如果用户请求的数据在缓存中就直接返回。 +2. 缓存中不存在的话就看数据库中是否存在。 +3. 数据库中存在的话就更新缓存中的数据。 +4. 数据库中不存在的话就返回空数据。 + +### 5. 为什么要用 Redis/为什么要用缓存? + +_简单,来说使用缓存主要是为了提升用户体验以及应对更多的用户。_ + +下面我们主要从“高性能”和“高并发”这两点来看待这个问题。 + +![](./images/redis-all/使用缓存之后.png) + +**高性能** : + +对照上面 👆 我画的图。我们设想这样的场景: + +假如用户第一次访问数据库中的某些数据的话,这个过程是比较慢,毕竟是从硬盘中读取的。但是,如果说,用户访问的数据属于高频数据并且不会经常改变的话,那么我们就可以很放心地将该用户访问的数据存在缓存中。 + +**这样有什么好处呢?** 那就是保证用户下一次再访问这些数据的时候就可以直接从缓存中获取了。操作缓存就是直接操作内存,所以速度相当快。 + +不过,要保持数据库和缓存中的数据的一致性。 如果数据库中的对应数据改变的之后,同步改变缓存中相应的数据即可! + +**高并发:** + +一般像 MySQL 这类的数据库的 QPS 大概都在 1w 左右(4 核 8g) ,但是使用 Redis 缓存之后很容易达到 10w+,甚至最高能达到 30w+(就单机 redis 的情况,redis 集群的话会更高)。 + +> QPS(Query Per Second):服务器每秒可以执行的查询次数; + +由此可见,直接操作缓存能够承受的数据库请求数量是远远大于直接访问数据库的,所以我们可以考虑把数据库中的部分数据转移到缓存中去,这样用户的一部分请求会直接到缓存这里而不用经过数据库。进而,我们也就提高了系统整体的并发。 + +### 6. Redis 常见数据结构以及使用场景分析 + +你可以自己本机安装 redis 或者通过 redis 官网提供的[在线 redis 环境](https://try.redis.io/)。 + +![try-redis](./images/redis-all/try-redis.png) + +#### 6.1. string + +1. **介绍** :string 数据结构是简单的 key-value 类型。虽然 Redis 是用 C 语言写的,但是 Redis 并没有使用 C 的字符串表示,而是自己构建了一种 **简单动态字符串**(simple dynamic string,**SDS**)。相比于 C 的原生字符串,Redis 的 SDS 不光可以保存文本数据还可以保存二进制数据,并且获取字符串长度复杂度为 O(1)(C 字符串为 O(N)),除此之外,Redis 的 SDS API 是安全的,不会造成缓冲区溢出。 +2. **常用命令:** `set,get,strlen,exists,decr,incr,setex` 等等。 +3. **应用场景:** 一般常用在需要计数的场景,比如用户的访问次数、热点文章的点赞转发数量等等。 + +下面我们简单看看它的使用! + +**普通字符串的基本操作:** + +```bash +127.0.0.1:6379> set key value #设置 key-value 类型的值 +OK +127.0.0.1:6379> get key # 根据 key 获得对应的 value +"value" +127.0.0.1:6379> exists key # 判断某个 key 是否存在 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> strlen key # 返回 key 所储存的字符串值的长度。 +(integer) 5 +127.0.0.1:6379> del key # 删除某个 key 对应的值 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> get key +(nil) +``` + +**批量设置** : + +```bash +127.0.0.1:6379> mset key1 value1 key2 value2 # 批量设置 key-value 类型的值 +OK +127.0.0.1:6379> mget key1 key2 # 批量获取多个 key 对应的 value +1) "value1" +2) "value2" +``` + +**计数器(字符串的内容为整数的时候可以使用):** + +```bash +127.0.0.1:6379> set number 1 +OK +127.0.0.1:6379> incr number # 将 key 中储存的数字值增一 +(integer) 2 +127.0.0.1:6379> get number +"2" +127.0.0.1:6379> decr number # 将 key 中储存的数字值减一 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> get number +"1" +``` + +**过期(默认为永不过期)**: + +```bash +127.0.0.1:6379> expire key 60 # 数据在 60s 后过期 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> setex key 60 value # 数据在 60s 后过期 (setex:[set] + [ex]pire) +OK +127.0.0.1:6379> ttl key # 查看数据还有多久过期 +(integer) 56 +``` + +#### 6.2. list + +1. **介绍** :**list** 即是 **链表**。链表是一种非常常见的数据结构,特点是易于数据元素的插入和删除并且可以灵活调整链表长度,但是链表的随机访问困难。许多高级编程语言都内置了链表的实现比如 Java 中的 **LinkedList**,但是 C 语言并没有实现链表,所以 Redis 实现了自己的链表数据结构。Redis 的 list 的实现为一个 **双向链表**,即可以支持反向查找和遍历,更方便操作,不过带来了部分额外的内存开销。 +2. **常用命令:** `rpush,lpop,lpush,rpop,lrange,llen` 等。 +3. **应用场景:** 发布与订阅或者说消息队列、慢查询。 + +下面我们简单看看它的使用! + +**通过 `rpush/lpop` 实现队列:** + +```bash +127.0.0.1:6379> rpush myList value1 # 向 list 的头部(右边)添加元素 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> rpush myList value2 value3 # 向list的头部(最右边)添加多个元素 +(integer) 3 +127.0.0.1:6379> lpop myList # 将 list的尾部(最左边)元素取出 +"value1" +127.0.0.1:6379> lrange myList 0 1 # 查看对应下标的list列表, 0 为 start,1为 end +1) "value2" +2) "value3" +127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1 # 查看列表中的所有元素,-1表示倒数第一 +1) "value2" +2) "value3" +``` + +**通过 `rpush/rpop` 实现栈:** + +```bash +127.0.0.1:6379> rpush myList2 value1 value2 value3 +(integer) 3 +127.0.0.1:6379> rpop myList2 # 将 list的头部(最右边)元素取出 +"value3" +``` + +我专门花了一个图方便小伙伴们来理解: + +![redis list](./images/redis-all/redis-list.png) + +**通过 `lrange` 查看对应下标范围的列表元素:** + +```bash +127.0.0.1:6379> rpush myList value1 value2 value3 +(integer) 3 +127.0.0.1:6379> lrange myList 0 1 # 查看对应下标的list列表, 0 为 start,1为 end +1) "value1" +2) "value2" +127.0.0.1:6379> lrange myList 0 -1 # 查看列表中的所有元素,-1表示倒数第一 +1) "value1" +2) "value2" +3) "value3" +``` + +通过 `lrange` 命令,你可以基于 list 实现分页查询,性能非常高! + +**通过 `llen` 查看链表长度:** + +```bash +127.0.0.1:6379> llen myList +(integer) 3 +``` + +#### 6.3. hash + +1. **介绍** :hash 类似于 JDK1.8 前的 HashMap,内部实现也差不多(数组 + 链表)。不过,Redis 的 hash 做了更多优化。另外,hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表,**特别适合用于存储对象**,后续操作的时候,你可以直接仅仅修改这个对象中的某个字段的值。 比如我们可以 hash 数据结构来存储用户信息,商品信息等等。 +2. **常用命令:** `hset,hmset,hexists,hget,hgetall,hkeys,hvals` 等。 +3. **应用场景:** 系统中对象数据的存储。 + +下面我们简单看看它的使用! + +```bash +127.0.0.1:6379> hmset userInfoKey name "guide" description "dev" age "24" +OK +127.0.0.1:6379> hexists userInfoKey name # 查看 key 对应的 value中指定的字段是否存在。 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> hget userInfoKey name # 获取存储在哈希表中指定字段的值。 +"guide" +127.0.0.1:6379> hget userInfoKey age +"24" +127.0.0.1:6379> hgetall userInfoKey # 获取在哈希表中指定 key 的所有字段和值 +1) "name" +2) "guide" +3) "description" +4) "dev" +5) "age" +6) "24" +127.0.0.1:6379> hkeys userInfoKey # 获取 key 列表 +1) "name" +2) "description" +3) "age" +127.0.0.1:6379> hvals userInfoKey # 获取 value 列表 +1) "guide" +2) "dev" +3) "24" +127.0.0.1:6379> hset userInfoKey name "GuideGeGe" # 修改某个字段对应的值 +127.0.0.1:6379> hget userInfoKey name +"GuideGeGe" +``` + +#### 6.4. set + +1. **介绍 :** set 类似于 Java 中的 `HashSet` 。Redis 中的 set 类型是一种无序集合,集合中的元素没有先后顺序。当你需要存储一个列表数据,又不希望出现重复数据时,set 是一个很好的选择,并且 set 提供了判断某个成员是否在一个 set 集合内的重要接口,这个也是 list 所不能提供的。可以基于 set 轻易实现交集、并集、差集的操作。比如:你可以将一个用户所有的关注人存在一个集合中,将其所有粉丝存在一个集合。Redis 可以非常方便的实现如共同关注、共同粉丝、共同喜好等功能。这个过程也就是求交集的过程。 +2. **常用命令:** `sadd,spop,smembers,sismember,scard,sinterstore,sunion` 等。 +3. **应用场景:** 需要存放的数据不能重复以及需要获取多个数据源交集和并集等场景 + +下面我们简单看看它的使用! + +```bash +127.0.0.1:6379> sadd mySet value1 value2 # 添加元素进去 +(integer) 2 +127.0.0.1:6379> sadd mySet value1 # 不允许有重复元素 +(integer) 0 +127.0.0.1:6379> smembers mySet # 查看 set 中所有的元素 +1) "value1" +2) "value2" +127.0.0.1:6379> scard mySet # 查看 set 的长度 +(integer) 2 +127.0.0.1:6379> sismember mySet value1 # 检查某个元素是否存在set 中,只能接收单个元素 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> sadd mySet2 value2 value3 +(integer) 2 +127.0.0.1:6379> sinterstore mySet3 mySet mySet2 # 获取 mySet 和 mySet2 的交集并存放在 mySet3 中 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> smembers mySet3 +1) "value2" +``` + +#### 6.5. sorted set + +1. **介绍:** 和 set 相比,sorted set 增加了一个权重参数 score,使得集合中的元素能够按 score 进行有序排列,还可以通过 score 的范围来获取元素的列表。有点像是 Java 中 HashMap 和 TreeSet 的结合体。 +2. **常用命令:** `zadd,zcard,zscore,zrange,zrevrange,zrem` 等。 +3. **应用场景:** 需要对数据根据某个权重进行排序的场景。比如在直播系统中,实时排行信息包含直播间在线用户列表,各种礼物排行榜,弹幕消息(可以理解为按消息维度的消息排行榜)等信息。 + +```bash +127.0.0.1:6379> zadd myZset 3.0 value1 # 添加元素到 sorted set 中 3.0 为权重 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> zadd myZset 2.0 value2 1.0 value3 # 一次添加多个元素 +(integer) 2 +127.0.0.1:6379> zcard myZset # 查看 sorted set 中的元素数量 +(integer) 3 +127.0.0.1:6379> zscore myZset value1 # 查看某个 value 的权重 +"3" +127.0.0.1:6379> zrange myZset 0 -1 # 顺序输出某个范围区间的元素,0 -1 表示输出所有元素 +1) "value3" +2) "value2" +3) "value1" +127.0.0.1:6379> zrange myZset 0 1 # 顺序输出某个范围区间的元素,0 为 start 1 为 stop +1) "value3" +2) "value2" +127.0.0.1:6379> zrevrange myZset 0 1 # 逆序输出某个范围区间的元素,0 为 start 1 为 stop +1) "value1" +2) "value2" +``` + +#### 6.6 bitmap + +1. **介绍:** bitmap 存储的是连续的二进制数字(0 和 1),通过 bitmap, 只需要一个 bit 位来表示某个元素对应的值或者状态,key 就是对应元素本身 。我们知道 8 个 bit 可以组成一个 byte,所以 bitmap 本身会极大的节省储存空间。 +2. **常用命令:** `setbit` 、`getbit` 、`bitcount`、`bitop` +3. **应用场景:** 适合需要保存状态信息(比如是否签到、是否登录...)并需要进一步对这些信息进行分析的场景。比如用户签到情况、活跃用户情况、用户行为统计(比如是否点赞过某个视频)。 + +```bash +# SETBIT 会返回之前位的值(默认是 0)这里会生成 7 个位 +127.0.0.1:6379> setbit mykey 7 1 +(integer) 0 +127.0.0.1:6379> setbit mykey 7 0 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> getbit mykey 7 +(integer) 0 +127.0.0.1:6379> setbit mykey 6 1 +(integer) 0 +127.0.0.1:6379> setbit mykey 8 1 +(integer) 0 +# 通过 bitcount 统计被被设置为 1 的位的数量。 +127.0.0.1:6379> bitcount mykey +(integer) 2 +``` + +针对上面提到的一些场景,这里进行进一步说明。 + +**使用场景一:用户行为分析** +很多网站为了分析你的喜好,需要研究你点赞过的内容。 + +```bash +# 记录你喜欢过 001 号小姐姐 +127.0.0.1:6379> setbit beauty_girl_001 uid 1 +``` + +**使用场景二:统计活跃用户** + +使用时间作为 key,然后用户 ID 为 offset,如果当日活跃过就设置为 1 + +那么我该如何计算某几天/月/年的活跃用户呢(暂且约定,统计时间内只要有一天在线就称为活跃),有请下一个 redis 的命令 + +```bash +# 对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作,并将结果保存到 destkey 上。 +# BITOP 命令支持 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 这四种操作中的任意一种参数 +BITOP operation destkey key [key ...] +``` + +初始化数据: + +```bash +127.0.0.1:6379> setbit 20210308 1 1 +(integer) 0 +127.0.0.1:6379> setbit 20210308 2 1 +(integer) 0 +127.0.0.1:6379> setbit 20210309 1 1 +(integer) 0 +``` + +统计 20210308~20210309 总活跃用户数: 1 + +```bash +127.0.0.1:6379> bitop and desk1 20210308 20210309 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> bitcount desk1 +(integer) 1 +``` + +统计 20210308~20210309 在线活跃用户数: 2 + +```bash +127.0.0.1:6379> bitop or desk2 20210308 20210309 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> bitcount desk2 +(integer) 2 +``` + +**使用场景三:用户在线状态** + +对于获取或者统计用户在线状态,使用 bitmap 是一个节约空间且效率又高的一种方法。 + +只需要一个 key,然后用户 ID 为 offset,如果在线就设置为 1,不在线就设置为 0。 + +### 7. Redis 单线程模型详解 + +**Redis 基于 Reactor 模式来设计开发了自己的一套高效的事件处理模型** (Netty 的线程模型也基于 Reactor 模式,Reactor 模式不愧是高性能 IO 的基石),这套事件处理模型对应的是 Redis 中的文件事件处理器(file event handler)。由于文件事件处理器(file event handler)是单线程方式运行的,所以我们一般都说 Redis 是单线程模型。 + +**既然是单线程,那怎么监听大量的客户端连接呢?** + +Redis 通过**IO 多路复用程序** 来监听来自客户端的大量连接(或者说是监听多个 socket),它会将感兴趣的事件及类型(读、写)注册到内核中并监听每个事件是否发生。 + +这样的好处非常明显: **I/O 多路复用技术的使用让 Redis 不需要额外创建多余的线程来监听客户端的大量连接,降低了资源的消耗**(和 NIO 中的 `Selector` 组件很像)。 + +另外, Redis 服务器是一个事件驱动程序,服务器需要处理两类事件:1. 文件事件; 2. 时间事件。 + +时间事件不需要多花时间了解,我们接触最多的还是 **文件事件**(客户端进行读取写入等操作,涉及一系列网络通信)。 + +《Redis 设计与实现》有一段话是如是介绍文件事件的,我觉得写得挺不错。 + +> Redis 基于 Reactor 模式开发了自己的网络事件处理器:这个处理器被称为文件事件处理器(file event handler)。文件事件处理器使用 I/O 多路复用(multiplexing)程序来同时监听多个套接字,并根据套接字目前执行的任务来为套接字关联不同的事件处理器。 +> +> 当被监听的套接字准备好执行连接应答(accept)、读取(read)、写入(write)、关 闭(close)等操作时,与操作相对应的文件事件就会产生,这时文件事件处理器就会调用套接字之前关联好的事件处理器来处理这些事件。 +> +> **虽然文件事件处理器以单线程方式运行,但通过使用 I/O 多路复用程序来监听多个套接字**,文件事件处理器既实现了高性能的网络通信模型,又可以很好地与 Redis 服务器中其他同样以单线程方式运行的模块进行对接,这保持了 Redis 内部单线程设计的简单性。 + +可以看出,文件事件处理器(file event handler)主要是包含 4 个部分: + +- 多个 socket(客户端连接) +- IO 多路复用程序(支持多个客户端连接的关键) +- 文件事件分派器(将 socket 关联到相应的事件处理器) +- 事件处理器(连接应答处理器、命令请求处理器、命令回复处理器) + +![](images/redis-all/redis事件处理器.png) + +

《Redis设计与实现:12章》

+ +### 8. Redis 没有使用多线程?为什么不使用多线程? + +虽然说 Redis 是单线程模型,但是,实际上,**Redis 在 4.0 之后的版本中就已经加入了对多线程的支持。** + +![redis4.0 more thread](images/redis-all/redis4.0-more-thread.png) + +不过,Redis 4.0 增加的多线程主要是针对一些大键值对的删除操作的命令,使用这些命令就会使用主处理之外的其他线程来“异步处理”。 + +大体上来说,**Redis 6.0 之前主要还是单线程处理。** + +**那,Redis6.0 之前 为什么不使用多线程?** + +我觉得主要原因有下面 3 个: + +1. 单线程编程容易并且更容易维护; +2. Redis 的性能瓶颈不在 CPU ,主要在内存和网络; +3. 多线程就会存在死锁、线程上下文切换等问题,甚至会影响性能。 + +### 9. Redis6.0 之后为何引入了多线程? + +**Redis6.0 引入多线程主要是为了提高网络 IO 读写性能**,因为这个算是 Redis 中的一个性能瓶颈(Redis 的瓶颈主要受限于内存和网络)。 + +虽然,Redis6.0 引入了多线程,但是 Redis 的多线程只是在网络数据的读写这类耗时操作上使用了,执行命令仍然是单线程顺序执行。因此,你也不需要担心线程安全问题。 + +Redis6.0 的多线程默认是禁用的,只使用主线程。如需开启需要修改 redis 配置文件 `redis.conf` : + +```bash +io-threads-do-reads yes +``` + +开启多线程后,还需要设置线程数,否则是不生效的。同样需要修改 redis 配置文件 `redis.conf` : + +```bash +io-threads 4 #官网建议4核的机器建议设置为2或3个线程,8核的建议设置为6个线程 +``` + +推荐阅读: + +1. [Redis 6.0 新特性-多线程连环 13 问!](https://mp.weixin.qq.com/s/FZu3acwK6zrCBZQ_3HoUgw) +2. [为什么 Redis 选择单线程模型](https://draveness.me/whys-the-design-redis-single-thread/) + +### 10. Redis 给缓存数据设置过期时间有啥用? + +一般情况下,我们设置保存的缓存数据的时候都会设置一个过期时间。为什么呢? + +因为内存是有限的,如果缓存中的所有数据都是一直保存的话,分分钟直接 Out of memory。 + +Redis 自带了给缓存数据设置过期时间的功能,比如: + +```bash +127.0.0.1:6379> exp key 60 # 数据在 60s 后过期 +(integer) 1 +127.0.0.1:6379> setex key 60 value # 数据在 60s 后过期 (setex:[set] + [ex]pire) +OK +127.0.0.1:6379> ttl key # 查看数据还有多久过期 +(integer) 56 +``` + +注意:**Redis 中除了字符串类型有自己独有设置过期时间的命令 `setex` 外,其他方法都需要依靠 `expire` 命令来设置过期时间 。另外, `persist` 命令可以移除一个键的过期时间。 ** + +**过期时间除了有助于缓解内存的消耗,还有什么其他用么?** + +很多时候,我们的业务场景就是需要某个数据只在某一时间段内存在,比如我们的短信验证码可能只在 1 分钟内有效,用户登录的 token 可能只在 1 天内有效。 + +如果使用传统的数据库来处理的话,一般都是自己判断过期,这样更麻烦并且性能要差很多。 + +### 11. Redis 是如何判断数据是否过期的呢? + +Redis 通过一个叫做过期字典(可以看作是 hash 表)来保存数据过期的时间。过期字典的键指向 Redis 数据库中的某个 key(键),过期字典的值是一个 long long 类型的整数,这个整数保存了 key 所指向的数据库键的过期时间(毫秒精度的 UNIX 时间戳)。 + +![redis过期字典](images/redis-all/redis过期时间.png) + +过期字典是存储在 redisDb 这个结构里的: + +```c +typedef struct redisDb { + ... + + dict *dict; //数据库键空间,保存着数据库中所有键值对 + dict *expires // 过期字典,保存着键的过期时间 + ... +} redisDb; +``` + +### 12. 过期的数据的删除策略了解么? + +如果假设你设置了一批 key 只能存活 1 分钟,那么 1 分钟后,Redis 是怎么对这批 key 进行删除的呢? + +常用的过期数据的删除策略就两个(重要!自己造缓存轮子的时候需要格外考虑的东西): + +1. **惰性删除** :只会在取出 key 的时候才对数据进行过期检查。这样对 CPU 最友好,但是可能会造成太多过期 key 没有被删除。 +2. **定期删除** : 每隔一段时间抽取一批 key 执行删除过期 key 操作。并且,Redis 底层会通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对 CPU 时间的影响。 + +定期删除对内存更加友好,惰性删除对 CPU 更加友好。两者各有千秋,所以 Redis 采用的是 **定期删除+惰性/懒汉式删除** 。 + +但是,仅仅通过给 key 设置过期时间还是有问题的。因为还是可能存在定期删除和惰性删除漏掉了很多过期 key 的情况。这样就导致大量过期 key 堆积在内存里,然后就 Out of memory 了。 + +怎么解决这个问题呢?答案就是:**Redis 内存淘汰机制。** + +### 13. Redis 内存淘汰机制了解么? + +> 相关问题:MySQL 里有 2000w 数据,Redis 中只存 20w 的数据,如何保证 Redis 中的数据都是热点数据? + +Redis 提供 6 种数据淘汰策略: + +1. **volatile-lru(least recently used)**:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最近最少使用的数据淘汰 +2. **volatile-ttl**:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选将要过期的数据淘汰 +3. **volatile-random**:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中任意选择数据淘汰 +4. **allkeys-lru(least recently used)**:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,移除最近最少使用的 key(这个是最常用的) +5. **allkeys-random**:从数据集(server.db[i].dict)中任意选择数据淘汰 +6. **no-eviction**:禁止驱逐数据,也就是说当内存不足以容纳新写入数据时,新写入操作会报错。这个应该没人使用吧! + +4.0 版本后增加以下两种: + +7. **volatile-lfu(least frequently used)**:从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最不经常使用的数据淘汰 +8. **allkeys-lfu(least frequently used)**:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间中,移除最不经常使用的 key + +### 14. Redis 持久化机制(怎么保证 Redis 挂掉之后再重启数据可以进行恢复) + +很多时候我们需要持久化数据也就是将内存中的数据写入到硬盘里面,大部分原因是为了之后重用数据(比如重启机器、机器故障之后恢复数据),或者是为了防止系统故障而将数据备份到一个远程位置。 + +Redis 不同于 Memcached 的很重要一点就是,Redis 支持持久化,而且支持两种不同的持久化操作。**Redis 的一种持久化方式叫快照(snapshotting,RDB),另一种方式是只追加文件(append-only file, AOF)**。这两种方法各有千秋,下面我会详细这两种持久化方法是什么,怎么用,如何选择适合自己的持久化方法。 + +**快照(snapshotting)持久化(RDB)** + +Redis 可以通过创建快照来获得存储在内存里面的数据在某个时间点上的副本。Redis 创建快照之后,可以对快照进行备份,可以将快照复制到其他服务器从而创建具有相同数据的服务器副本(Redis 主从结构,主要用来提高 Redis 性能),还可以将快照留在原地以便重启服务器的时候使用。 + +快照持久化是 Redis 默认采用的持久化方式,在 Redis.conf 配置文件中默认有此下配置: + +```conf +save 900 1 #在900秒(15分钟)之后,如果至少有1个key发生变化,Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。 + +save 300 10 #在300秒(5分钟)之后,如果至少有10个key发生变化,Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。 + +save 60 10000 #在60秒(1分钟)之后,如果至少有10000个key发生变化,Redis就会自动触发BGSAVE命令创建快照。 +``` + +**AOF(append-only file)持久化** + +与快照持久化相比,AOF 持久化的实时性更好,因此已成为主流的持久化方案。默认情况下 Redis 没有开启 AOF(append only file)方式的持久化,可以通过 appendonly 参数开启: + +```conf +appendonly yes +``` + +开启 AOF 持久化后每执行一条会更改 Redis 中的数据的命令,Redis 就会将该命令写入硬盘中的 AOF 文件。AOF 文件的保存位置和 RDB 文件的位置相同,都是通过 dir 参数设置的,默认的文件名是 appendonly.aof。 + +在 Redis 的配置文件中存在三种不同的 AOF 持久化方式,它们分别是: + +```conf +appendfsync always #每次有数据修改发生时都会写入AOF文件,这样会严重降低Redis的速度 +appendfsync everysec #每秒钟同步一次,显示地将多个写命令同步到硬盘 +appendfsync no #让操作系统决定何时进行同步 +``` + +为了兼顾数据和写入性能,用户可以考虑 appendfsync everysec 选项 ,让 Redis 每秒同步一次 AOF 文件,Redis 性能几乎没受到任何影响。而且这样即使出现系统崩溃,用户最多只会丢失一秒之内产生的数据。当硬盘忙于执行写入操作的时候,Redis 还会优雅的放慢自己的速度以便适应硬盘的最大写入速度。 + +**相关 issue** :[783:Redis 的 AOF 方式](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/783) + +**拓展:Redis 4.0 对于持久化机制的优化** + +Redis 4.0 开始支持 RDB 和 AOF 的混合持久化(默认关闭,可以通过配置项 `aof-use-rdb-preamble` 开启)。 + +如果把混合持久化打开,AOF 重写的时候就直接把 RDB 的内容写到 AOF 文件开头。这样做的好处是可以结合 RDB 和 AOF 的优点, 快速加载同时避免丢失过多的数据。当然缺点也是有的, AOF 里面的 RDB 部分是压缩格式不再是 AOF 格式,可读性较差。 + +**补充内容:AOF 重写** + +AOF 重写可以产生一个新的 AOF 文件,这个新的 AOF 文件和原有的 AOF 文件所保存的数据库状态一样,但体积更小。 + +AOF 重写是一个有歧义的名字,该功能是通过读取数据库中的键值对来实现的,程序无须对现有 AOF 文件进行任何读入、分析或者写入操作。 + +在执行 BGREWRITEAOF 命令时,Redis 服务器会维护一个 AOF 重写缓冲区,该缓冲区会在子进程创建新 AOF 文件期间,记录服务器执行的所有写命令。当子进程完成创建新 AOF 文件的工作之后,服务器会将重写缓冲区中的所有内容追加到新 AOF 文件的末尾,使得新旧两个 AOF 文件所保存的数据库状态一致。最后,服务器用新的 AOF 文件替换旧的 AOF 文件,以此来完成 AOF 文件重写操作。 + +### 15. Redis 事务 + +Redis 可以通过 **`MULTI`,`EXEC`,`DISCARD` 和 `WATCH`** 等命令来实现事务(transaction)功能。 + +```bash +> MULTI +OK +> SET USER "Guide哥" +QUEUED +> GET USER +QUEUED +> EXEC +1) OK +2) "Guide哥" +``` + +使用 [`MULTI`](https://redis.io/commands/multi) 命令后可以输入多个命令。Redis 不会立即执行这些命令,而是将它们放到队列,当调用了 [`EXEC`](https://redis.io/commands/exec) 命令将执行所有命令。 + +这个过程是这样的: + +1. 开始事务(`MULTI`)。 +2. 命令入队(批量操作 Redis 的命令,先进先出(FIFO)的顺序执行)。 +3. 执行事务(`EXEC`)。 + +你也可以通过 [`DISCARD`](https://redis.io/commands/discard) 命令取消一个事务,它会清空事务队列中保存的所有命令。 + +```bash +> MULTI +OK +> SET USER "Guide哥" +QUEUED +> GET USER +QUEUED +> DISCARD +OK +``` + +[`WATCH`](https://redis.io/commands/watch) 命令用于监听指定的键,当调用 `EXEC` 命令执行事务时,如果一个被 `WATCH` 命令监视的键被修改的话,整个事务都不会执行,直接返回失败。 + +```bash +> WATCH USER +OK +> MULTI +> SET USER "Guide哥" +OK +> GET USER +Guide哥 +> EXEC +ERR EXEC without MULTI +``` + +Redis 官网相关介绍 [https://redis.io/topics/transactions](https://redis.io/topics/transactions) 如下: + +![redis事务](images/redis-all/redis事务.png) + +但是,Redis 的事务和我们平时理解的关系型数据库的事务不同。我们知道事务具有四大特性: **1. 原子性**,**2. 隔离性**,**3. 持久性**,**4. 一致性**。 + +1. **原子性(Atomicity):** 事务是最小的执行单位,不允许分割。事务的原子性确保动作要么全部完成,要么完全不起作用; +2. **隔离性(Isolation):** 并发访问数据库时,一个用户的事务不被其他事务所干扰,各并发事务之间数据库是独立的; +3. **持久性(Durability):** 一个事务被提交之后。它对数据库中数据的改变是持久的,即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。 +4. **一致性(Consistency):** 执行事务前后,数据保持一致,多个事务对同一个数据读取的结果是相同的; + +**Redis 是不支持 roll back 的,因而不满足原子性的(而且不满足持久性)。** + +Redis 官网也解释了自己为啥不支持回滚。简单来说就是 Redis 开发者们觉得没必要支持回滚,这样更简单便捷并且性能更好。Redis 开发者觉得即使命令执行错误也应该在开发过程中就被发现而不是生产过程中。 + +![redis roll back](images/redis-all/redis-rollBack.png) + +你可以将 Redis 中的事务就理解为 :**Redis 事务提供了一种将多个命令请求打包的功能。然后,再按顺序执行打包的所有命令,并且不会被中途打断。** + +**相关 issue** : + +- [issue452: 关于 Redis 事务不满足原子性的问题](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/452) 。 +- [Issue491:关于 redis 没有事务回滚?](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/491) + +### 16. 缓存穿透 + +#### 16.1. 什么是缓存穿透? + +缓存穿透说简单点就是大量请求的 key 根本不存在于缓存中,导致请求直接到了数据库上,根本没有经过缓存这一层。举个例子:某个黑客故意制造我们缓存中不存在的 key 发起大量请求,导致大量请求落到数据库。 + +#### 16.2. 缓存穿透情况的处理流程是怎样的? + +如下图所示,用户的请求最终都要跑到数据库中查询一遍。 + +![缓存穿透情况](./images/redis-all/缓存穿透情况.png) + +#### 16.3. 有哪些解决办法? + +最基本的就是首先做好参数校验,一些不合法的参数请求直接抛出异常信息返回给客户端。比如查询的数据库 id 不能小于 0、传入的邮箱格式不对的时候直接返回错误消息给客户端等等。 + +**1)缓存无效 key** + +如果缓存和数据库都查不到某个 key 的数据就写一个到 Redis 中去并设置过期时间,具体命令如下: `SET key value EX 10086` 。这种方式可以解决请求的 key 变化不频繁的情况,如果黑客恶意攻击,每次构建不同的请求 key,会导致 Redis 中缓存大量无效的 key 。很明显,这种方案并不能从根本上解决此问题。如果非要用这种方式来解决穿透问题的话,尽量将无效的 key 的过期时间设置短一点比如 1 分钟。 + +另外,这里多说一嘴,一般情况下我们是这样设计 key 的: `表名:列名:主键名:主键值` 。 + +如果用 Java 代码展示的话,差不多是下面这样的: + +```java +public Object getObjectInclNullById(Integer id) { + // 从缓存中获取数据 + Object cacheValue = cache.get(id); + // 缓存为空 + if (cacheValue == null) { + // 从数据库中获取 + Object storageValue = storage.get(key); + // 缓存空对象 + cache.set(key, storageValue); + // 如果存储数据为空,需要设置一个过期时间(300秒) + if (storageValue == null) { + // 必须设置过期时间,否则有被攻击的风险 + cache.expire(key, 60 * 5); + } + return storageValue; + } + return cacheValue; +} +``` + +**2)布隆过滤器** + +布隆过滤器是一个非常神奇的数据结构,通过它我们可以非常方便地判断一个给定数据是否存在于海量数据中。我们需要的就是判断 key 是否合法,有没有感觉布隆过滤器就是我们想要找的那个“人”。 + +具体是这样做的:把所有可能存在的请求的值都存放在布隆过滤器中,当用户请求过来,先判断用户发来的请求的值是否存在于布隆过滤器中。不存在的话,直接返回请求参数错误信息给客户端,存在的话才会走下面的流程。 + +加入布隆过滤器之后的缓存处理流程图如下。 + +![image](images/redis-all/加入布隆过滤器后的缓存处理流程.png) + +但是,需要注意的是布隆过滤器可能会存在误判的情况。总结来说就是: **布隆过滤器说某个元素存在,小概率会误判。布隆过滤器说某个元素不在,那么这个元素一定不在。** + +_为什么会出现误判的情况呢? 我们还要从布隆过滤器的原理来说!_ + +我们先来看一下,**当一个元素加入布隆过滤器中的时候,会进行哪些操作:** + +1. 使用布隆过滤器中的哈希函数对元素值进行计算,得到哈希值(有几个哈希函数得到几个哈希值)。 +2. 根据得到的哈希值,在位数组中把对应下标的值置为 1。 + +我们再来看一下,**当我们需要判断一个元素是否存在于布隆过滤器的时候,会进行哪些操作:** + +1. 对给定元素再次进行相同的哈希计算; +2. 得到值之后判断位数组中的每个元素是否都为 1,如果值都为 1,那么说明这个值在布隆过滤器中,如果存在一个值不为 1,说明该元素不在布隆过滤器中。 + +然后,一定会出现这样一种情况:**不同的字符串可能哈希出来的位置相同。** (可以适当增加位数组大小或者调整我们的哈希函数来降低概率) + +更多关于布隆过滤器的内容可以看我的这篇原创:[《不了解布隆过滤器?一文给你整的明明白白!》](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/bloom-filter.md) ,强烈推荐,个人感觉网上应该找不到总结的这么明明白白的文章了。 + +### 17. 缓存雪崩 + +#### 17.1. 什么是缓存雪崩? + +我发现缓存雪崩这名字起的有点意思,哈哈。 + +实际上,缓存雪崩描述的就是这样一个简单的场景:**缓存在同一时间大面积的失效,后面的请求都直接落到了数据库上,造成数据库短时间内承受大量请求。** 这就好比雪崩一样,摧枯拉朽之势,数据库的压力可想而知,可能直接就被这么多请求弄宕机了。 + +举个例子:系统的缓存模块出了问题比如宕机导致不可用。造成系统的所有访问,都要走数据库。 + +还有一种缓存雪崩的场景是:**有一些被大量访问数据(热点缓存)在某一时刻大面积失效,导致对应的请求直接落到了数据库上。** 这样的情况,有下面几种解决办法: + +举个例子 :秒杀开始 12 个小时之前,我们统一存放了一批商品到 Redis 中,设置的缓存过期时间也是 12 个小时,那么秒杀开始的时候,这些秒杀的商品的访问直接就失效了。导致的情况就是,相应的请求直接就落到了数据库上,就像雪崩一样可怕。 + +#### 17.2. 有哪些解决办法? + +**针对 Redis 服务不可用的情况:** + +1. 采用 Redis 集群,避免单机出现问题整个缓存服务都没办法使用。 +2. 限流,避免同时处理大量的请求。 + +**针对热点缓存失效的情况:** + +1. 设置不同的失效时间比如随机设置缓存的失效时间。 +2. 缓存永不失效。 + +### 18. 如何保证缓存和数据库数据的一致性? + +细说的话可以扯很多,但是我觉得其实没太大必要(小声 BB:很多解决方案我也没太弄明白)。我个人觉得引入缓存之后,如果为了短时间的不一致性问题,选择让系统设计变得更加复杂的话,完全没必要。 + +下面单独对 **Cache Aside Pattern(旁路缓存模式)** 来聊聊。 + +Cache Aside Pattern 中遇到写请求是这样的:更新 DB,然后直接删除 cache 。 + +如果更新数据库成功,而删除缓存这一步失败的情况的话,简单说两个解决方案: + +1. **缓存失效时间变短(不推荐,治标不治本)** :我们让缓存数据的过期时间变短,这样的话缓存就会从数据库中加载数据。另外,这种解决办法对于先操作缓存后操作数据库的场景不适用。 +2. **增加 cache 更新重试机制(常用)**: 如果 cache 服务当前不可用导致缓存删除失败的话,我们就隔一段时间进行重试,重试次数可以自己定。如果多次重试还是失败的话,我们可以把当前更新失败的 key 存入队列中,等缓存服务可用之后,再将缓存中对应的 key 删除即可。 + +### 19. 参考 + +- 《Redis 开发与运维》 +- 《Redis 设计与实现》 +- Redis 命令总结:http://Redisdoc.com/string/set.html +- 通俗易懂的 Redis 数据结构基础教程:[https://juejin.im/post/5b53ee7e5188251aaa2d2e16](https://juejin.im/post/5b53ee7e5188251aaa2d2e16) +- WHY Redis choose single thread (vs multi threads): [https://medium.com/@jychen7/sharing-redis-single-thread-vs-multi-threads-5870bd44d153](https://medium.com/@jychen7/sharing-redis-single-thread-vs-multi-threads-5870bd44d153) + +### 20. 公众号 + +如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号。 + +**《Java 面试突击》:** 由本文档衍生的专为面试而生的《Java 面试突击》V2.0 PDF 版本[公众号](#公众号)后台回复 **"Java 面试突击"** 即可免费领取! + +**Java 工程师必备学习资源:** 一些 Java 工程师常用学习资源公众号后台回复关键字 **“1”** 即可免费无套路获取。 + +![我的公众号](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/167598cd2e17b8ec.png) \ No newline at end of file diff --git a/docs/database/Redis/redis集群以及应用场景.md b/docs/database/Redis/redis集群以及应用场景.md index 22116bda..cd54f067 100644 --- a/docs/database/Redis/redis集群以及应用场景.md +++ b/docs/database/Redis/redis集群以及应用场景.md @@ -56,6 +56,8 @@ #### 主从链(拓扑结构) + + ![主从](https://user-images.githubusercontent.com/26766909/67539461-d1a26c00-f714-11e9-81ae-61fa89faf156.png) ![主从](https://user-images.githubusercontent.com/26766909/67539485-e0891e80-f714-11e9-8980-d253239fcd8b.png) @@ -75,7 +77,7 @@ - 优化参数不一致:内存不一致. - 避免全量复制 - 选择小主节点(分片)、低峰期间操作. - - 如果节点运行 id 不匹配(如主节点重启、运行 id 发送变化),此时要执行全量复制,应该配合哨兵和集群解决. + - 如果节点运行 id 不匹配(如主节点重启、运行 id 发生变化),此时要执行全量复制,应该配合哨兵和集群解决. - 主从复制挤压缓冲区不足产生的问题(网络中断,部分复制无法满足),可增大复制缓冲区( rel_backlog_size 参数). - 复制风暴 @@ -83,7 +85,7 @@ #### 拓扑图 -![image](https://user-images.githubusercontent.com/26766909/67539495-f0086780-f714-11e9-9eab-c11a163ac6c0.png) +![哨兵机制-拓扑图](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/哨兵机制-拓扑图.png) #### 节点下线 @@ -109,7 +111,7 @@ - 转移流程 1. Sentinel 选出一个合适的 Slave 作为新的 Master(slaveof no one 命令)。 2. 向其余 Slave 发出通知,让它们成为新 Master 的 Slave( parallel-syncs 参数)。 - 3. 等待旧 Master 复活,并使之称为新 Master 的 Slave。 + 3. 等待旧 Master 复活,并使之成为新 Master 的 Slave。 4. 向客户端通知 Master 变化。 - 从 Slave 中选择新 Master 节点的规则(slave 升级成 master 之后) 1. 选择 slave-priority 最高的节点。 @@ -136,7 +138,7 @@ ##### 集中式 -> 将集群元数据(节点信息、故障等等)几种存储在某个节点上。 +> 将集群元数据(节点信息、故障等等)集中存储在某个节点上。 - 优势 1. 元数据的更新读取具有很强的时效性,元数据修改立即更新 - 劣势 @@ -178,7 +180,7 @@ 存取数据优先从 Redis 操作,如果不存在再从文件(例如 MySQL)中操作,从文件操作完后将数据存储到 Redis 中并返回。同时有个定时任务后台定时扫描 Redis 的 key,根据业务规则进行淘汰,防止某些只访问一两次的数据一直存在 Redis 中。 >例如使用 Zset 数据结构,存储 Key 的访问次数/最后访问时间作为 Score,最后做排序,来淘汰那些最少访问的 Key。 - + 如果企业级应用,可以参考:[阿里云的 Redis 混合存储版][1] ### 会话维持 Session @@ -265,4 +267,3 @@ DECR key:给 key 的 value 值减去一 1. 用户请求先访问本地缓存,无命中后再访问 Redis,如果本地缓存和 Redis 都没有再查数据库,并把数据添加到本地缓存和 Redis; 2. 由于设置了限流,一段时间范围内超出的请求走降级处理(返回默认值,或给出友情提示)。 -[1]: https://promotion.aliyun.com/ntms/act/redishybridstorage.html?spm=5176.54432.1380373.5.41921cf20pcZrZ&aly_as=ArH4VaEb diff --git a/docs/database/一千行MySQL命令.md b/docs/database/一千行MySQL命令.md index 1ddc9ade..385aa37d 100644 --- a/docs/database/一千行MySQL命令.md +++ b/docs/database/一千行MySQL命令.md @@ -242,7 +242,7 @@ SET NAMES GBK; -- 相当于完成以上三个设置 utf8 最大为21844个字符,gbk 最大为32766个字符,latin1 最大为65532个字符 varchar 是变长的,需要利用存储空间保存 varchar 的长度,如果数据小于255个字节,则采用一个字节来保存长度,反之需要两个字节来保存。 varchar 的最大有效长度由最大行大小和使用的字符集确定。 - 最大有效长度是65532字节,因为在varchar存字符串时,第一个字节是空的,不存在任何数据,然后还需两个字节来存放字符串的长度,所以有效长度是64432-1-2=65532字节。 + 最大有效长度是65532字节,因为在varchar存字符串时,第一个字节是空的,不存在任何数据,然后还需两个字节来存放字符串的长度,所以有效长度是65535-1-2=65532字节。 例:若一个表定义为 CREATE TABLE tb(c1 int, c2 char(30), c3 varchar(N)) charset=utf8; 问N的最大值是多少? 答:(65535-1-2-4-30*3)/3 -- b. blob, text ---------- blob 二进制字符串(字节字符串) diff --git a/docs/database/一条sql语句在mysql中如何执行的.md b/docs/database/一条sql语句在mysql中如何执行的.md index 261a0c0b..9798df73 100644 --- a/docs/database/一条sql语句在mysql中如何执行的.md +++ b/docs/database/一条sql语句在mysql中如何执行的.md @@ -20,7 +20,7 @@ 本篇文章会分析下一个 sql 语句在 MySQL 中的执行流程,包括 sql 的查询在 MySQL 内部会怎么流转,sql 语句的更新是怎么完成的。 -在分析之前我会先带着你看看 MySQL 的基础架构,知道了 MySQL 由那些组件组成已经这些组件的作用是什么,可以帮助我们理解和解决这些问题。 +在分析之前我会先带着你看看 MySQL 的基础架构,知道了 MySQL 由那些组件组成以及这些组件的作用是什么,可以帮助我们理解和解决这些问题。 ## 一 MySQL 基础架构分析 @@ -30,11 +30,11 @@ 先简单介绍一下下图涉及的一些组件的基本作用帮助大家理解这幅图,在 1.2 节中会详细介绍到这些组件的作用。 -- **连接器:** 身份认证和权限相关(登录 MySQL 的时候)。 -- **查询缓存:** 执行查询语句的时候,会先查询缓存(MySQL 8.0 版本后移除,因为这个功能不太实用)。 -- **分析器:** 没有命中缓存的话,SQL 语句就会经过分析器,分析器说白了就是要先看你的 SQL 语句要干嘛,再检查你的 SQL 语句语法是否正确。 -- **优化器:** 按照 MySQL 认为最优的方案去执行。 -- **执行器:** 执行语句,然后从存储引擎返回数据。 +- **连接器:**身份认证和权限相关(登录 MySQL 的时候)。 +- **查询缓存:**执行查询语句的时候,会先查询缓存(MySQL 8.0 版本后移除,因为这个功能不太实用)。 +- **分析器:** 没有命中缓存的话,SQL 语句就会经过分析器,分析器说白了就是要先看你的 SQL 语句要干嘛,再检查你的 SQL 语句语法是否正确。 +- **优化器:**按照 MySQL 认为最优的方案去执行。 +- **执行器:**执行语句,然后从存储引擎返回数据。 ![](https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/3/23/169a8bc60a083849?w=950&h=1062&f=jpeg&s=38189) @@ -96,7 +96,7 @@ select * from tb_student A where A.age='18' and A.name=' 张三 '; 结合上面的说明,我们分析下这个语句的执行流程: * 先检查该语句是否有权限,如果没有权限,直接返回错误信息,如果有权限,在 MySQL8.0 版本以前,会先查询缓存,以这条 sql 语句为 key 在内存中查询是否有结果,如果有直接缓存,如果没有,执行下一步。 -* 通过分析器进行词法分析,提取 sql 语句的关键元素,比如提取上面这个语句是查询 select,提取需要查询的表名为 tb_student,需要查询所有的列,查询条件是这个表的 id='1'。然后判断这个 sql 语句是否有语法错误,比如关键词是否正确等等,如果检查没问题就执行下一步。 +* 通过分析器进行词法分析,提取 sql 语句的关键元素,比如提取上面这个语句是查询 select,提取需要查询的表名为 tb_student,需要查询所有的列,查询条件是这个表的 id='1'。然后判断这个 sql 语句是否有语法错误,比如关键词是否正确等等,如果检查没问题就执行下一步。 * 接下来就是优化器进行确定执行方案,上面的 sql 语句,可以有两种执行方案: a.先查询学生表中姓名为“张三”的学生,然后判断是否年龄是 18。 @@ -112,7 +112,7 @@ select * from tb_student A where A.age='18' and A.name=' 张三 '; ``` update tb_student A set A.age='19' where A.name=' 张三 '; ``` -我们来给张三修改下年龄,在实际数据库肯定不会设置年龄这个字段的,不然要被技术负责人打的。其实条语句也基本上会沿着上一个查询的流程走,只不过执行更新的时候肯定要记录日志啦,这就会引入日志模块了,MySQL 自带的日志模块式 **binlog(归档日志)** ,所有的存储引擎都可以使用,我们常用的 InnoDB 引擎还自带了一个日志模块 **redo log(重做日志)**,我们就以 InnoDB 模式下来探讨这个语句的执行流程。流程如下: +我们来给张三修改下年龄,在实际数据库肯定不会设置年龄这个字段的,不然要被技术负责人打的。其实这条语句也基本上会沿着上一个查询的流程走,只不过执行更新的时候肯定要记录日志啦,这就会引入日志模块了,MySQL 自带的日志模块是 **binlog(归档日志)** ,所有的存储引擎都可以使用,我们常用的 InnoDB 引擎还自带了一个日志模块 **redo log(重做日志)**,我们就以 InnoDB 模式下来探讨这个语句的执行流程。流程如下: * 先查询到张三这一条数据,如果有缓存,也是会用到缓存。 * 然后拿到查询的语句,把 age 改为 19,然后调用引擎 API 接口,写入这一行数据,InnoDB 引擎把数据保存在内存中,同时记录 redo log,此时 redo log 进入 prepare 状态,然后告诉执行器,执行完成了,随时可以提交。 @@ -121,7 +121,7 @@ update tb_student A set A.age='19' where A.name=' 张三 '; **这里肯定有同学会问,为什么要用两个日志模块,用一个日志模块不行吗?** -这是因为最开始 MySQL 并没与 InnoDB 引擎( InnoDB 引擎是其他公司以插件形式插入 MySQL 的) ,MySQL 自带的引擎是 MyISAM,但是我们知道 redo log 是 InnoDB 引擎特有的,其他存储引擎都没有,这就导致会没有 crash-safe 的能力(crash-safe 的能力即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失),binlog 日志只能用来归档。 +这是因为最开始 MySQL 并没有 InnoDB 引擎(InnoDB 引擎是其他公司以插件形式插入 MySQL 的),MySQL 自带的引擎是 MyISAM,但是我们知道 redo log 是 InnoDB 引擎特有的,其他存储引擎都没有,这就导致会没有 crash-safe 的能力(crash-safe 的能力即使数据库发生异常重启,之前提交的记录都不会丢失),binlog 日志只能用来归档。 并不是说只用一个日志模块不可以,只是 InnoDB 引擎就是通过 redo log 来支持事务的。那么,又会有同学问,我用两个日志模块,但是不要这么复杂行不行,为什么 redo log 要引入 prepare 预提交状态?这里我们用反证法来说明下为什么要这么做? @@ -138,10 +138,10 @@ update tb_student A set A.age='19' where A.name=' 张三 '; ## 三 总结 -* MySQL 主要分为 Server 层和引擎层,Server 层主要包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器,同时还有一个日志模块(binlog),这个日志模块所有执行引擎都可以共用,redolog 只有 InnoDB 有。 +* MySQL 主要分为 Server 层和引擎层,Server 层主要包括连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器,同时还有一个日志模块(binlog),这个日志模块所有执行引擎都可以共用,redolog 只有 InnoDB 有。 * 引擎层是插件式的,目前主要包括,MyISAM,InnoDB,Memory 等。 -* 查询语句的执行流程如下:权限校验(如果命中缓存)---》查询缓存---》分析器---》优化器---》权限校验---》执行器---》引擎 -* 更新语句执行流程如下:分析器----》权限校验----》执行器---》引擎---redo log(prepare 状态---》binlog---》redo log(commit状态) +* 查询语句的执行流程如下:权限校验(如果命中缓存)--->查询缓存--->分析器--->优化器--->权限校验--->执行器--->引擎 +* 更新语句执行流程如下:分析器---->权限校验---->执行器--->引擎---redo log(prepare 状态)--->binlog--->redo log(commit状态) ## 四 参考 diff --git a/docs/database/事务隔离级别(图文详解).md b/docs/database/事务隔离级别(图文详解).md index 2c8ef1c1..19cbd71e 100644 --- a/docs/database/事务隔离级别(图文详解).md +++ b/docs/database/事务隔离级别(图文详解).md @@ -1,4 +1,4 @@ -> 本文由 [SnailClimb](https://github.com/Snailclimb) 和 [BugSpeak](https://github.com/BugSpeak) 共同完成。 +> 本文由 [SnailClimb](https://github.com/Snailclimb) 和 [guang19](https://github.com/guang19) 共同完成。 - [事务隔离级别(图文详解)](#事务隔离级别图文详解) @@ -69,7 +69,7 @@ | REPEATABLE-READ | × | × | √ | | SERIALIZABLE | × | × | × | -MySQL InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ(可重读)**。我们可以通过`SELECT @@tx_isolation;`命令来查看,MySQL 8.0 该命令改为`SELECT @@transaction_isolation;` +MySQL InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ(可重读)**。我们可以通过`SELECT @@tx_isolation;`命令来查看,MySQL 8.0 该命令改为`SELECT @@transaction_isolation;` ```sql mysql> SELECT @@tx_isolation; @@ -80,11 +80,17 @@ mysql> SELECT @@tx_isolation; +-----------------+ ``` -这里需要注意的是:与 SQL 标准不同的地方在于InnoDB 存储引擎在 **REPEATABLE-READ(可重读)**事务隔离级别下使用的是Next-Key Lock 锁算法,因此可以避免幻读的产生,这与其他数据库系统(如 SQL Server)是不同的。所以说InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ(可重读)** 已经可以完全保证事务的隔离性要求,即达到了 SQL标准的**SERIALIZABLE(可串行化)**隔离级别。 +~~这里需要注意的是:与 SQL 标准不同的地方在于 InnoDB 存储引擎在 **REPEATABLE-READ(可重读)** 事务隔离级别下使用的是 Next-Key Lock 锁算法,因此可以避免幻读的产生,这与其他数据库系统(如 SQL Server)是不同的。所以说 InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 **REPEATABLE-READ(可重读)** 已经可以完全保证事务的隔离性要求,即达到了 SQL 标准的 **SERIALIZABLE(可串行化)** 隔离级别。~~ -因为隔离级别越低,事务请求的锁越少,所以大部分数据库系统的隔离级别都是**READ-COMMITTED(读取提交内容):**,但是你要知道的是InnoDB 存储引擎默认使用 **REPEATABLE-READ(可重读)**并不会有任何性能损失。 +🐛 问题更正:**MySQL InnoDB 的 REPEATABLE-READ(可重读)并不保证避免幻读,需要应用使用加锁读来保证。而这个加锁度使用到的机制就是 Next-Key Locks。** -InnoDB 存储引擎在 **分布式事务** 的情况下一般会用到**SERIALIZABLE(可串行化)**隔离级别。 +因为隔离级别越低,事务请求的锁越少,所以大部分数据库系统的隔离级别都是 **READ-COMMITTED(读取提交内容)** ,但是你要知道的是 InnoDB 存储引擎默认使用 **REPEATABLE-READ(可重读)** 并不会有任何性能损失。 + +InnoDB 存储引擎在 **分布式事务** 的情况下一般会用到 **SERIALIZABLE(可串行化)** 隔离级别。 + +🌈 拓展一下(以下内容摘自《MySQL 技术内幕:InnoDB 存储引擎(第 2 版)》7.7 章): + +> InnoDB 存储引擎提供了对 XA 事务的支持,并通过 XA 事务来支持分布式事务的实现。分布式事务指的是允许多个独立的事务资源(transactional resources)参与到一个全局的事务中。事务资源通常是关系型数据库系统,但也可以是其他类型的资源。全局事务要求在其中的所有参与的事务要么都提交,要么都回滚,这对于事务原有的 ACID 要求又有了提高。另外,在使用分布式事务时,InnoDB 存储引擎的事务隔离级别必须设置为 SERIALIZABLE。 ### 实际情况演示 diff --git a/docs/database/关于数据库存储时间的一点思考.md b/docs/database/关于数据库存储时间的一点思考.md new file mode 100644 index 00000000..8eccaff2 --- /dev/null +++ b/docs/database/关于数据库存储时间的一点思考.md @@ -0,0 +1,160 @@ +我们平时开发中不可避免的就是要存储时间,比如我们要记录操作表中这条记录的时间、记录转账的交易时间、记录出发时间等等。你会发现时间这个东西与我们开发的联系还是非常紧密的,用的好与不好会给我们的业务甚至功能带来很大的影响。所以,我们有必要重新出发,好好认识一下这个东西。 + +这是一篇短小精悍的文章,仔细阅读一定能学到不少东西! + +### 1.切记不要用字符串存储日期 + +我记得我在大学的时候就这样干过,而且现在很多对数据库不太了解的新手也会这样干,可见,这种存储日期的方式的优点还是有的,就是简单直白,容易上手。 + +但是,这是不正确的做法,主要会有下面两个问题: + +1. 字符串占用的空间更大! +2. 字符串存储的日期效率比较低(逐个字符进行比对),无法用日期相关的 API 进行计算和比较。 + +### 2.Datetime 和 Timestamp 之间抉择 + +Datetime 和 Timestamp 是 MySQL 提供的两种比较相似的保存时间的数据类型。他们两者究竟该如何选择呢? + +**通常我们都会首选 Timestamp。** 下面说一下为什么这样做! + +#### 2.1 DateTime 类型没有时区信息 + +**DateTime 类型是没有时区信息的(时区无关)** ,DateTime 类型保存的时间都是当前会话所设置的时区对应的时间。这样就会有什么问题呢?当你的时区更换之后,比如你的服务器更换地址或者更换客户端连接时区设置的话,就会导致你从数据库中读出的时间错误。不要小看这个问题,很多系统就是因为这个问题闹出了很多笑话。 + +**Timestamp 和时区有关**。Timestamp 类型字段的值会随着服务器时区的变化而变化,自动换算成相应的时间,说简单点就是在不同时区,查询到同一个条记录此字段的值会不一样。 + +下面实际演示一下! + +建表 SQL 语句: + +```sql +CREATE TABLE `time_zone_test` ( + `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT, + `date_time` datetime DEFAULT NULL, + `time_stamp` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP, + PRIMARY KEY (`id`) +) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8; +``` + +插入数据: + +```sql +INSERT INTO time_zone_test(date_time,time_stamp) VALUES(NOW(),NOW()); +``` + +查看数据: + +```sql +select date_time,time_stamp from time_zone_test; +``` + +结果: + +``` ++---------------------+---------------------+ +| date_time | time_stamp | ++---------------------+---------------------+ +| 2020-01-11 09:53:32 | 2020-01-11 09:53:32 | ++---------------------+---------------------+ +``` + +现在我们运行 + +修改当前会话的时区: + +```sql +set time_zone='+8:00'; +``` + +再次查看数据: + +``` ++---------------------+---------------------+ +| date_time | time_stamp | ++---------------------+---------------------+ +| 2020-01-11 09:53:32 | 2020-01-11 17:53:32 | ++---------------------+---------------------+ +``` + +**扩展:一些关于 MySQL 时区设置的一个常用 sql 命令** + +```sql +# 查看当前会话时区 +SELECT @@session.time_zone; +# 设置当前会话时区 +SET time_zone = 'Europe/Helsinki'; +SET time_zone = "+00:00"; +# 数据库全局时区设置 +SELECT @@global.time_zone; +# 设置全局时区 +SET GLOBAL time_zone = '+8:00'; +SET GLOBAL time_zone = 'Europe/Helsinki'; +``` + +#### 2.2 DateTime 类型耗费空间更大 + +Timestamp 只需要使用 4 个字节的存储空间,但是 DateTime 需要耗费 8 个字节的存储空间。但是,这样同样造成了一个问题,Timestamp 表示的时间范围更小。 + +- DateTime :1000-01-01 00:00:00 ~ 9999-12-31 23:59:59 +- Timestamp: 1970-01-01 00:00:01 ~ 2037-12-31 23:59:59 + +> Timestamp 在不同版本的 MySQL 中有细微差别。 + +### 3 再看 MySQL 日期类型存储空间 + +下图是 MySQL 5.6 版本中日期类型所占的存储空间: + +![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/FhRGUVHFK0ujRPNA75f6CuOXQHTE.jpeg) + +可以看出 5.6.4 之后的 MySQL 多出了一个需要 0 ~ 3 字节的小数位。DateTime 和 Timestamp 会有几种不同的存储空间占用。 + +为了方便,本文我们还是默认 Timestamp 只需要使用 4 个字节的存储空间,但是 DateTime 需要耗费 8 个字节的存储空间。 + +### 4.数值型时间戳是更好的选择吗? + +很多时候,我们也会使用 int 或者 bigint 类型的数值也就是时间戳来表示时间。 + +这种存储方式的具有 Timestamp 类型的所具有一些优点,并且使用它的进行日期排序以及对比等操作的效率会更高,跨系统也很方便,毕竟只是存放的数值。缺点也很明显,就是数据的可读性太差了,你无法直观的看到具体时间。 + +时间戳的定义如下: + +> 时间戳的定义是从一个基准时间开始算起,这个基准时间是「1970-1-1 00:00:00 +0:00」,从这个时间开始,用整数表示,以秒计时,随着时间的流逝这个时间整数不断增加。这样一来,我只需要一个数值,就可以完美地表示时间了,而且这个数值是一个绝对数值,即无论的身处地球的任何角落,这个表示时间的时间戳,都是一样的,生成的数值都是一样的,并且没有时区的概念,所以在系统的中时间的传输中,都不需要进行额外的转换了,只有在显示给用户的时候,才转换为字符串格式的本地时间。 + +数据库中实际操作: + +```sql +mysql> select UNIX_TIMESTAMP('2020-01-11 09:53:32'); ++---------------------------------------+ +| UNIX_TIMESTAMP('2020-01-11 09:53:32') | ++---------------------------------------+ +| 1578707612 | ++---------------------------------------+ +1 row in set (0.00 sec) + +mysql> select FROM_UNIXTIME(1578707612); ++---------------------------+ +| FROM_UNIXTIME(1578707612) | ++---------------------------+ +| 2020-01-11 09:53:32 | ++---------------------------+ +1 row in set (0.01 sec) +``` + +### 5.总结 + +MySQL 中时间到底怎么存储才好?Datetime?Timestamp? 数值保存的时间戳? + +好像并没有一个银弹,很多程序员会觉得数值型时间戳是真的好,效率又高还各种兼容,但是很多人又觉得它表现的不够直观。这里插一嘴,《高性能 MySQL 》这本神书的作者就是推荐 Timestamp,原因是数值表示时间不够直观。下面是原文: + + + +每种方式都有各自的优势,根据实际场景才是王道。下面再对这三种方式做一个简单的对比,以供大家实际开发中选择正确的存放时间的数据类型: + + + +如果还有什么问题欢迎给我留言!如果文章有什么问题的话,也劳烦指出,Guide 哥感激不尽! + +后面的文章我会介绍: + +- [ ] Java8 对日期的支持以及为啥不能用 SimpleDateFormat。 +- [ ] SpringBoot 中如何实际使用(JPA 为例) \ No newline at end of file diff --git a/docs/database/阿里巴巴开发手册数据库部分的一些最佳实践.md b/docs/database/阿里巴巴开发手册数据库部分的一些最佳实践.md index 7eb84001..b3031d50 100644 --- a/docs/database/阿里巴巴开发手册数据库部分的一些最佳实践.md +++ b/docs/database/阿里巴巴开发手册数据库部分的一些最佳实践.md @@ -21,7 +21,7 @@ > 1. **增加了复杂性:** a.每次做DELETE 或者UPDATE都必须考虑外键约束,会导致开发的时候很痛苦,测试数据极为不方便;b.外键的主从关系是定的,假如那天需求有变化,数据库中的这个字段根本不需要和其他表有关联的话就会增加很多麻烦。 > 2. **增加了额外工作**: 数据库需要增加维护外键的工作,比如当我们做一些涉及外键字段的增,删,更新操作之后,需要触发相关操作去检查,保证数据的的一致性和正确性,这样会不得不消耗资源;(个人觉得这个不是不用外键的原因,因为即使你不使用外键,你在应用层面也还是要保证的。所以,我觉得这个影响可以忽略不计。) > 3. 外键还会因为需要请求对其他表内部加锁而容易出现死锁情况; -> 4. **对分不分表不友好** :因为分库分表下外键是无法生效的。 +> 4. **对分库分表不友好** :因为分库分表下外键是无法生效的。 > 5. ...... 我个人觉得上面这种回答不是特别的全面,只是说了外键存在的一个常见的问题。实际上,我们知道外键也是有很多好处的,比如: @@ -30,7 +30,7 @@ 2. 级联操作方便,减轻了程序代码量; 3. ...... -所以说,不要一股脑的就抛弃了外键这个概念,既然它存在就有它存在的道理,如果系统不涉及分不分表,并发量不是很高的情况还是可以考虑使用外键的。 +所以说,不要一股脑的就抛弃了外键这个概念,既然它存在就有它存在的道理,如果系统不涉及分库分表,并发量不是很高的情况还是可以考虑使用外键的。 我个人是不太喜欢外键约束,比较喜欢在应用层去进行相关操作。 diff --git a/docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/2019alipay-pinduoduo-toutiao.md b/docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/2019alipay-pinduoduo-toutiao.md deleted file mode 100644 index 183a1852..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/2019alipay-pinduoduo-toutiao.md +++ /dev/null @@ -1,294 +0,0 @@ -作者: rhwayfun,原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/msYty4vjjC0PvrwasRH5Bw ,JavaGuide 已经获得作者授权并对原文进行了重新排版。 - - -- [写在2019年后的蚂蚁、头条、拼多多的面试总结](#写在2019年后的蚂蚁头条拼多多的面试总结) - - [准备过程](#准备过程) - - [蚂蚁金服](#蚂蚁金服) - - [一面](#一面) - - [二面](#二面) - - [三面](#三面) - - [四面](#四面) - - [五面](#五面) - - [小结](#小结) - - [拼多多](#拼多多) - - [面试前](#面试前) - - [一面](#一面-1) - - [二面](#二面-1) - - [三面](#三面-1) - - [小结](#小结-1) - - [字节跳动](#字节跳动) - - [面试前](#面试前-1) - - [一面](#一面-2) - - [二面](#二面-2) - - [小结](#小结-2) - - [总结](#总结) - - - -# 2019年蚂蚁金服、头条、拼多多的面试总结 - -文章有点长,请耐心看完,绝对有收获!不想听我BB直接进入面试分享: - -- 准备过程 -- 蚂蚁金服面试分享 -- 拼多多面试分享 -- 字节跳动面试分享 -- 总结 - -说起来开始进行面试是年前倒数第二周,上午9点,我还在去公司的公交上,突然收到蚂蚁的面试电话,其实算不上真正的面试。面试官只是和我聊了下他们在做的事情(主要是做双十一这里大促的稳定性保障,偏中间件吧),说的很详细,然后和我沟通了下是否有兴趣,我表示有兴趣,后面就收到正式面试的通知,最后没选择去蚂蚁表示抱歉。 - -当时我自己也准备出去看看机会,顺便看看自己的实力。当时我其实挺纠结的,一方面现在部门也正需要我,还是可以有一番作为的,另一方面觉得近一年来进步缓慢,没有以前飞速进步的成就感了,而且业务和技术偏于稳定,加上自己也属于那种比较懒散的人,骨子里还是希望能够突破现状,持续在技术上有所精进。 - -在开始正式的总结之前,还是希望各位同仁能否听我继续发泄一会,抱拳! - -我翻开自己2018年初立的flag,觉得甚是惭愧。其中就有一条是保持一周写一篇博客,奈何中间因为各种原因没能坚持下去。细细想来,主要是自己没能真正静下来心认真投入到技术的研究和学习,那么为什么会这样?说白了还是因为没有确定目标或者目标不明确,没有目标或者目标不明确都可能导致行动的失败。 - -那么问题来了,目标是啥?就我而言,短期目标是深入研究某一项技术,比如最近在研究mysql,那么深入研究一定要动手实践并且有所产出,这就够了么?还需要我们能够举一反三,结合实际开发场景想一想日常开发要注意什么,这中间有没有什么坑?可以看出,要进步真的不是一件简单的事,这种反人类的行为需要我们克服自我的弱点,逐渐形成习惯。真正牛逼的人,从不觉得认真学习是一件多么难的事,因为这已经形成了他的习惯,就喝早上起床刷牙洗脸那么自然简单。 - -扯了那么多,开始进入正题,先后进行了蚂蚁、拼多多和字节跳动的面试。 - -## 准备过程 - -先说说我自己的情况,我2016先在蚂蚁实习了将近三个月,然后去了我现在的老东家,2.5年工作经验,可以说毕业后就一直老老实实在老东家打怪升级,虽说有蚂蚁的实习经历,但是因为时间太短,还是有点虚的。所以面试官看到我简历第一个问题绝对是这样的。 - -“哇,你在蚂蚁待过,不错啊”,面试官笑嘻嘻地问到。“是的,还好”,我说。“为啥才三个月?”,面试官脸色一沉问到。“哗啦啦解释一通。。。”,我解释道。“哦,原来如此,那我们开始面试吧”,面试官一本正经说到。 - -尼玛,早知道不写蚂蚁的实习经历了,后面仔细一想,当初写上蚂蚁不就给简历加点料嘛。 - -言归正传,准备过程其实很早开始了(当然这不是说我工作时老想着跳槽,因为我明白现在的老东家并不是终点,我还需要不断提升),具体可追溯到从蚂蚁离职的时候,当时出来也面了很多公司,没啥大公司,面了大概5家公司,都拿到offer了。 - -工作之余常常会去额外研究自己感兴趣的技术以及工作用到的技术,力求把原理搞明白,并且会自己实践一把。此外,买了N多书,基本有时间就会去看,补补基础,什么操作系统、数据结构与算法、MySQL、JDK之类的源码,基本都好好温习了(文末会列一下自己看过的书和一些好的资料)。**我深知基础就像“木桶效应”的短板,决定了能装多少水。** - -此外,在正式决定看机会之前,我给自己列了一个提纲,主要包括Java要掌握的核心要点,有不懂的就查资料搞懂。我给自己定位还是Java工程师,所以Java体系是一定要做到心中有数的,很多东西没有常年的积累面试的时候很容易露馅,学习要对得起自己,不要骗人。 - -剩下的就是找平台和内推了,除了蚂蚁,头条和拼多多都是找人内推的,感谢蚂蚁面试官对我的欣赏,以后说不定会去蚂蚁咯😄。 - -平台:脉脉、GitHub、v2 - -## 蚂蚁金服 - -![img](https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/zsXjkGNcic53JMPc0FUw1lBXl5iaibrEXvt9qal7lJSgfGJ8mq00yE1J4UQ9H1oo9t6RAL4T3whhx17TYlj1mjlXA/?wx_fmt=jpeg) - -- 一面 -- 二面 -- 三面 -- 四面 -- 五面 -- 小结 - -### 一面 - -一面就做了一道算法题,要求两小时内完成,给了长度为N的有重复元素的数组,要求输出第10大的数。典型的TopK问题,快排算法搞定。 - -算法题要注意的是合法性校验、边界条件以及异常的处理。另外,如果要写测试用例,一定要保证测试覆盖场景尽可能全。加上平时刷刷算法题,这种考核应该没问题的。 - -### 二面 - -- 自我介绍下呗 -- 开源项目贡献过代码么?(Dubbo提过一个打印accesslog的bug算么) -- 目前在部门做什么,业务简单介绍下,内部有哪些系统,作用和交互过程说下 -- Dubbo踩过哪些坑,分别是怎么解决的?(说了异常处理时业务异常捕获的问题,自定义了一个异常拦截器) -- 开始进入正题,说下你对线程安全的理解(多线程访问同一个对象,如果不需要考虑额外的同步,调用对象的行为就可以获得正确的结果就是线程安全) -- 事务有哪些特性?(ACID) -- 怎么理解原子性?(同一个事务下,多个操作要么成功要么失败,不存在部分成功或者部分失败的情况) -- 乐观锁和悲观锁的区别?(悲观锁假定会发生冲突,访问的时候都要先获得锁,保证同一个时刻只有线程获得锁,读读也会阻塞;乐观锁假设不会发生冲突,只有在提交操作的时候检查是否有冲突)这两种锁在Java和MySQL分别是怎么实现的?(Java乐观锁通过CAS实现,悲观锁通过synchronize实现。mysql乐观锁通过MVCC,也就是版本实现,悲观锁可以通过select... for update加上排它锁) -- HashMap为什么不是线程安全的?(多线程操作无并发控制,顺便说了在扩容的时候多线程访问时会造成死锁,会形成一个环,不过扩容时多线程操作形成环的问题再JDK1.8已经解决,但多线程下使用HashMap还会有一些其他问题比如数据丢失,所以多线程下不应该使用HashMap,而应该使用ConcurrentHashMap)怎么让HashMap变得线程安全?(Collections的synchronize方法包装一个线程安全的Map,或者直接用ConcurrentHashMap)两者的区别是什么?(前者直接在put和get方法加了synchronize同步,后者采用了分段锁以及CAS支持更高的并发) -- jdk1.8对ConcurrentHashMap做了哪些优化?(插入的时候如果数组元素使用了红黑树,取消了分段锁设计,synchronize替代了Lock锁)为什么这样优化?(避免冲突严重时链表多长,提高查询效率,时间复杂度从O(N)提高到O(logN)) -- redis主从机制了解么?怎么实现的? -- 有过GC调优的经历么?(有点虚,答得不是很好) -- 有什么想问的么? - -### 三面 - -- 简单自我介绍下 -- 监控系统怎么做的,分为哪些模块,模块之间怎么交互的?用的什么数据库?(MySQL)使用什么存储引擎,为什么使用InnnoDB?(支持事务、聚簇索引、MVCC) -- 订单表有做拆分么,怎么拆的?(垂直拆分和水平拆分) -- 水平拆分后查询过程描述下 -- 如果落到某个分片的数据很大怎么办?(按照某种规则,比如哈希取模、range,将单张表拆分为多张表) -- 哈希取模会有什么问题么?(有的,数据分布不均,扩容缩容相对复杂 ) -- 分库分表后怎么解决读写压力?(一主多从、多主多从) -- 拆分后主键怎么保证惟一?(UUID、Snowflake算法) -- Snowflake生成的ID是全局递增唯一么?(不是,只是全局唯一,单机递增) -- 怎么实现全局递增的唯一ID?(讲了TDDL的一次取一批ID,然后再本地慢慢分配的做法) -- Mysql的索引结构说下(说了B+树,B+树可以对叶子结点顺序查找,因为叶子结点存放了数据结点且有序) -- 主键索引和普通索引的区别(主键索引的叶子结点存放了整行记录,普通索引的叶子结点存放了主键ID,查询的时候需要做一次回表查询)一定要回表查询么?(不一定,当查询的字段刚好是索引的字段或者索引的一部分,就可以不用回表,这也是索引覆盖的原理) -- 你们系统目前的瓶颈在哪里? -- 你打算怎么优化?简要说下你的优化思路 -- 有什么想问我么? - -### 四面 - -- 介绍下自己 -- 为什么要做逆向? -- 怎么理解微服务? -- 服务治理怎么实现的?(说了限流、压测、监控等模块的实现) -- 这个不是中间件做的事么,为什么你们部门做?(当时没有单独的中间件团队,微服务刚搞不久,需要进行监控和性能优化) -- 说说Spring的生命周期吧 -- 说说GC的过程(说了young gc和full gc的触发条件和回收过程以及对象创建的过程) -- CMS GC有什么问题?(并发清除算法,浮动垃圾,短暂停顿) -- 怎么避免产生浮动垃圾?(记得有个VM参数设置可以让扫描新生代之前进行一次young gc,但是因为gc是虚拟机自动调度的,所以不保证一定执行。但是还有参数可以让虚拟机强制执行一次young gc) -- 强制young gc会有什么问题?(STW停顿时间变长) -- 知道G1么?(了解一点 ) -- 回收过程是怎么样的?(young gc、并发阶段、混合阶段、full gc,说了Remember Set) -- 你提到的Remember Set底层是怎么实现的? -- 有什么想问的么? - -### 五面 - -五面是HRBP面的,和我提前预约了时间,主要聊了之前在蚂蚁的实习经历、部门在做的事情、职业发展、福利待遇等。阿里面试官确实是具有一票否决权的,很看重你的价值观是否match,一般都比较喜欢皮实的候选人。HR面一定要诚实,不要说谎,只要你说谎HR都会去证实,直接cut了。 - -- 之前蚂蚁实习三个月怎么不留下来? -- 实习的时候主管是谁? -- 实习做了哪些事情?(尼玛这种也问?) -- 你对技术怎么看?平时使用什么技术栈?(阿里HR真的是既当爹又当妈,😂) -- 最近有在研究什么东西么 -- 你对SRE怎么看 -- 对待遇有什么预期么 - -最后HR还对我说目前稳定性保障部挺缺人的,希望我尽快回复。 - -### 小结 - -蚂蚁面试比较重视基础,所以Java那些基本功一定要扎实。蚂蚁的工作环境还是挺赞的,因为我面的是稳定性保障部门,还有许多单独的小组,什么三年1班,很有青春的感觉。面试官基本水平都比较高,基本都P7以上,除了基础还问了不少架构设计方面的问题,收获还是挺大的。 - -## 拼多多 - -![img](https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/zsXjkGNcic53JMPc0FUw1lBXl5iaibrEXvtsmoh9TdJcV0hwnrjtbWPdOacyj2uYe2qaI5jvlGIQHwYtknwnGTibbQ/?wx_fmt=jpeg) - -- 面试前 -- 一面 -- 二面 -- 三面 -- 小结 - -### 面试前 - -面完蚂蚁后,早就听闻拼多多这个独角兽,决定也去面一把。首先我在脉脉找了一个拼多多的HR,加了微信聊了下,发了简历便开始我的拼多多面试之旅。这里要非常感谢拼多多HR小姐姐,从面试内推到offer确认一直都在帮我,人真的很nice。 - -### 一面 - -- 为啥蚂蚁只待了三个月?没转正?(转正了,解释了一通。。。) -- Java中的HashMap、TreeMap解释下?(TreeMap红黑树,有序,HashMap无序,数组+链表) -- TreeMap查询写入的时间复杂度多少?(O(logN)) -- HashMap多线程有什么问题?(线程安全,死锁)怎么解决?( jdk1.8用了synchronize + CAS,扩容的时候通过CAS检查是否有修改,是则重试)重试会有什么问题么?(CAS(Compare And Swap)是比较和交换,不会导致线程阻塞,但是因为重试是通过自旋实现的,所以仍然会占用CPU时间,还有ABA的问题)怎么解决?(超时,限定自旋的次数,ABA可以通过原理变量AtomicStampedReference解决,原理利用版本号进行比较)超过重试次数如果仍然失败怎么办?(synchronize互斥锁) -- CAS和synchronize有什么区别?都用synchronize不行么?(CAS是乐观锁,不需要阻塞,硬件级别实现的原子性;synchronize会阻塞,JVM级别实现的原子性。使用场景不同,线程冲突严重时CAS会造成CPU压力过大,导致吞吐量下降,synchronize的原理是先自旋然后阻塞,线程冲突严重仍然有较高的吞吐量,因为线程都被阻塞了,不会占用CPU -) -- 如果要保证线程安全怎么办?(ConcurrentHashMap) -- ConcurrentHashMap怎么实现线程安全的?(分段锁) -- get需要加锁么,为什么?(不用,volatile关键字) -- volatile的作用是什么?(保证内存可见性) -- 底层怎么实现的?(说了主内存和工作内存,读写内存屏障,happen-before,并在纸上画了线程交互图) -- 在多核CPU下,可见性怎么保证?(思考了一会,总线嗅探技术) -- 聊项目,系统之间是怎么交互的? -- 系统并发多少,怎么优化? -- 给我一张纸,画了一个九方格,都填了数字,给一个M*N矩阵,从1开始逆时针打印这M*N个数,要求时间复杂度尽可能低(内心OS:之前貌似碰到过这题,最优解是怎么实现来着)思考中。。。 -- 可以先说下你的思路(想起来了,说了什么时候要变换方向的条件,向右、向下、向左、向上,依此循环) -- 有什么想问我的? - -### 二面 - -- 自我介绍下 -- 手上还有其他offer么?(拿了蚂蚁的offer) -- 部门组织结构是怎样的?(这轮不是技术面么,不过还是老老实实说了) -- 系统有哪些模块,每个模块用了哪些技术,数据怎么流转的?(面试官有点秃顶,一看级别就很高)给了我一张纸,我在上面简单画了下系统之间的流转情况 -- 链路追踪的信息是怎么传递的?(RpcContext的attachment,说了Span的结构:parentSpanId + curSpanId) -- SpanId怎么保证唯一性?(UUID,说了下内部的定制改动) -- RpcContext是在什么维度传递的?(线程) -- Dubbo的远程调用怎么实现的?(讲了读取配置、拼装url、创建Invoker、服务导出、服务注册以及消费者通过动态代理、filter、获取Invoker列表、负载均衡等过程(哗啦啦讲了10多分钟),我可以喝口水么) -- Spring的单例是怎么实现的?(单例注册表) -- 为什么要单独实现一个服务治理框架?(说了下内部刚搞微服务不久,主要对服务进行一些监控和性能优化) -- 谁主导的?内部还在使用么? -- 逆向有想过怎么做成通用么? -- 有什么想问的么? - -### 三面 - -二面老大面完后就直接HR面了,主要问了些职业发展、是否有其他offer、以及入职意向等问题,顺便说了下公司的福利待遇等,都比较常规啦。不过要说的是手上有其他offer或者大厂经历会有一定加分。 - -### 小结 - -拼多多的面试流程就简单许多,毕竟是一个成立三年多的公司。面试难度中规中矩,只要基础扎实应该不是问题。但不得不说工作强度很大,开始面试前HR就提前和我确认能否接受这样强度的工作,想来的老铁还是要做好准备 - -## 字节跳动 - -![img](https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/zsXjkGNcic53JMPc0FUw1lBXl5iaibrEXvtRoTSCMeUWramk7M4CekxE9ssH5DFGBxmDcw0x9hjzmbIGHVWenDK8w/?wx_fmt=jpeg) - -- 面试前 -- 一面 -- 二面 -- 小结 - -### 面试前 - -头条的面试是三家里最专业的,每次面试前有专门的HR和你约时间,确定OK后再进行面试。每次都是通过视频面试,因为都是之前都是电话面或现场面,所以视频面试还是有点不自然。也有人觉得视频面试体验很赞,当然萝卜青菜各有所爱。最坑的二面的时候对方面试官的网络老是掉线,最后很冤枉的挂了(当然有一些点答得不好也是原因之一)。所以还是有点遗憾的。 - -### 一面 - -- 先自我介绍下 -- 聊项目,逆向系统是什么意思 -- 聊项目,逆向系统用了哪些技术 -- 线程池的线程数怎么确定? -- 如果是IO操作为主怎么确定? -- 如果计算型操作又怎么确定? -- Redis熟悉么,了解哪些数据结构?(说了zset) zset底层怎么实现的?(跳表) -- 跳表的查询过程是怎么样的,查询和插入的时间复杂度?(说了先从第一层查找,不满足就下沉到第二层找,因为每一层都是有序的,写入和插入的时间复杂度都是O(logN)) -- 红黑树了解么,时间复杂度?(说了是N叉平衡树,O(logN)) -- 既然两个数据结构时间复杂度都是O(logN),zset为什么不用红黑树(跳表实现简单,踩坑成本低,红黑树每次插入都要通过旋转以维持平衡,实现复杂) -- 点了点头,说下Dubbo的原理?(说了服务注册与发布以及消费者调用的过程)踩过什么坑没有?(说了dubbo异常处理的和打印accesslog的问题) -- CAS了解么?(说了CAS的实现)还了解其他同步机制么?(说了synchronize以及两者的区别,一个乐观锁,一个悲观锁) -- 那我们做一道题吧,数组A,2*n个元素,n个奇数、n个偶数,设计一个算法,使得数组奇数下标位置放置的都是奇数,偶数下标位置放置的都是偶数 -- 先说下你的思路(从0下标开始遍历,如果是奇数下标判断该元素是否奇数,是则跳过,否则从该位置寻找下一个奇数) -- 下一个奇数?怎么找?(有点懵逼,思考中。。) -- 有思路么?(仍然是先遍历一次数组,并对下标进行判断,如果下标属性和该位置元素不匹配从当前下标的下一个遍历数组元素,然后替换) -- 你这样时间复杂度有点高,如果要求O(N)要怎么做(思考一会,答道“定义两个指针,分别从下标0和1开始遍历,遇见奇数位是是偶数和偶数位是奇数就停下,交换内容”) -- 时间差不多了,先到这吧。你有什么想问我的? - -### 二面 - -- 面试官和蔼很多,你先介绍下自己吧 -- 你对服务治理怎么理解的? -- 项目中的限流怎么实现的?(Guava ratelimiter,令牌桶算法) -- 具体怎么实现的?(要点是固定速率且令牌数有限) -- 如果突然很多线程同时请求令牌,有什么问题?(导致很多请求积压,线程阻塞) -- 怎么解决呢?(可以把积压的请求放到消息队列,然后异步处理) -- 如果不用消息队列怎么解决?(说了RateLimiter预消费的策略) -- 分布式追踪的上下文是怎么存储和传递的?(ThreadLocal + spanId,当前节点的spanId作为下个节点的父spanId) -- Dubbo的RpcContext是怎么传递的?(ThreadLocal)主线程的ThreadLocal怎么传递到线程池?(说了先在主线程通过ThreadLocal的get方法拿到上下文信息,在线程池创建新的ThreadLocal并把之前获取的上下文信息设置到ThreadLocal中。这里要注意的线程池创建的ThreadLocal要在finally中手动remove,不然会有内存泄漏的问题) -- 你说的内存泄漏具体是怎么产生的?(说了ThreadLocal的结构,主要分两种场景:主线程仍然对ThreadLocal有引用和主线程不存在对ThreadLocal的引用。第一种场景因为主线程仍然在运行,所以还是有对ThreadLocal的引用,那么ThreadLocal变量的引用和value是不会被回收的。第二种场景虽然主线程不存在对ThreadLocal的引用,且该引用是弱引用,所以会在gc的时候被回收,但是对用的value不是弱引用,不会被内存回收,仍然会造成内存泄漏) -- 线程池的线程是不是必须手动remove才可以回收value?(是的,因为线程池的核心线程是一直存在的,如果不清理,那么核心线程的threadLocals变量会一直持有ThreadLocal变量) -- 那你说的内存泄漏是指主线程还是线程池?(主线程 ) -- 可是主线程不是都退出了,引用的对象不应该会主动回收么?(面试官和内存泄漏杠上了),沉默了一会。。。 -- 那你说下SpringMVC不同用户登录的信息怎么保证线程安全的?(刚才解释的有点懵逼,一下没反应过来,居然回答成锁了。大脑有点晕了,此时已经一个小时过去了,感觉情况不妙。。。) -- 这个直接用ThreadLocal不就可以么,你见过SpringMVC有锁实现的代码么?(有点晕菜。。。) -- 我们聊聊mysql吧,说下索引结构(说了B+树) -- 为什么使用B+树?( 说了查询效率高,O(logN),可以充分利用磁盘预读的特性,多叉树,深度小,叶子结点有序且存储数据) -- 什么是索引覆盖?(忘记了。。。 ) -- Java为什么要设计双亲委派模型? -- 什么时候需要自定义类加载器? -- 我们做一道题吧,手写一个对象池 -- 有什么想问我的么?(感觉我很多点都没答好,是不是挂了(结果真的是) ) - -### 小结 - -头条的面试确实很专业,每次面试官会提前给你发一个视频链接,然后准点开始面试,而且考察的点都比较全。 - -面试官都有一个特点,会抓住一个值得深入的点或者你没说清楚的点深入下去直到你把这个点讲清楚,不然面试官会觉得你并没有真正理解。二面面试官给了我一点建议,研究技术的时候一定要去研究产生的背景,弄明白在什么场景解决什么特定的问题,其实很多技术内部都是相通的。很诚恳,还是很感谢这位面试官大大。 - -## 总结 - -从年前开始面试到头条面完大概一个多月的时间,真的有点身心俱疲的感觉。最后拿到了拼多多、蚂蚁的offer,还是蛮幸运的。头条的面试对我帮助很大,再次感谢面试官对我的诚恳建议,以及拼多多的HR对我的啰嗦的问题详细解答。 - -这里要说的是面试前要做好两件事:简历和自我介绍,简历要好好回顾下自己做的一些项目,然后挑几个亮点项目。自我介绍基本每轮面试都有,所以最好提前自己练习下,想好要讲哪些东西,分别怎么讲。此外,简历提到的技术一定是自己深入研究过的,没有深入研究也最好找点资料预热下,不打无准备的仗。 - -**这些年看过的书**: - -《Effective Java》、《现代操作系统》、《TCP/IP详解:卷一》、《代码整洁之道》、《重构》、《Java程序性能优化》、《Spring实战》、《Zookeeper》、《高性能MySQL》、《亿级网站架构核心技术》、《可伸缩服务架构》、《Java编程思想》 - -说实话这些书很多只看了一部分,我通常会带着问题看书,不然看着看着就睡着了,简直是催眠良药😅。 - - -最后,附一张自己面试前准备的脑图: - -链接:https://pan.baidu.com/s/1o2l1tuRakBEP0InKEh4Hzw 密码:300d - -全文完。 diff --git a/docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/5面阿里,终获offer.md b/docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/5面阿里,终获offer.md deleted file mode 100644 index 9efac14f..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/5面阿里,终获offer.md +++ /dev/null @@ -1,96 +0,0 @@ -> 作者:ppxyn。本文来自读者投稿,同时也欢迎各位投稿,**对于不错的原创文章我根据你的选择给予现金(50-200)、付费专栏或者任选书籍进行奖励!所以,快提 pr 或者邮件的方式(邮件地址在主页)给我投稿吧!** 当然,我觉得奖励是次要的,最重要的是你可以从自己整理知识点的过程中学习到很多知识。 - -**目录** - - - -- [前言](#前言) -- [一面\(技术面\)](#一面技术面) -- [二面\(技术面\)](#二面技术面) -- [三面\(技术面\)](#三面技术面) -- [四面\(半个技术面\)](#四面半个技术面) -- [五面\(HR面\)](#五面hr面) -- [总结](#总结) - - - -### 前言 - -在接触 Java 之前我接触的比较多的是硬件方面,用的比较多的语言就是C和C++。到了大三我才正式选择 Java 方向,到目前为止使用Java到现在大概有一年多的时间,所以Java算不上很好。刚开始投递的时候,实习刚辞职,也没准备笔试面试,很多东西都忘记了。所以,刚开始我并没有直接就投递阿里,毕竟心里还是有一点点小害怕的。于是,我就先投递了几个不算大的公司来练手,就是想着刷刷经验而已或者说是练练手(ps:还是挺对不起那些公司的)。面了一个月其他公司后,我找了我实验室的学长内推我,后面就有了这5次面试。 - -下面简单的说一下我的这5次面试:4次技术面+1次HR面,希望我的经历能对你有所帮助。 - -### 一面(技术面) - -1. 自我介绍(主要讲自己会的技术细节,项目经验,经历那些就一语带过,后面面试官会问你的)。 -2. 聊聊项目(就是一个很普通的分布式商城,自己做了一些改进),让我画了整个项目的架构图,然后针对项目抛了一系列的提高性能的问题,还问了我做项目的过程中遇到了那些问题,如何解决的,差不读就这些吧。 -3. 可能是我前面说了我会数据库优化,然后面试官就开始问索引、事务隔离级别、悲观锁和乐观锁、索引、ACID、MVVC这些问题。 -4. 浏览器输入URL发生了什么? TCP和UDP区别? TCP如何保证传输可靠性? -5. 讲下跳表怎么实现的?哈夫曼编码是怎么回事?非递归且不用额外空间(不用栈),如何遍历二叉树 -6. 后面又问了很多JVM方面的问题,比如Java内存模型、常见的垃圾回收器、双亲委派模型这些 -7. 你有什么问题要问吗? - -### 二面(技术面) - -1. 自我介绍(主要讲自己会的技术细节,项目经验,经历那些就一语带过,后面面试官会问你的)。 -2. 操作系统的内存管理机制 -3. 进程和线程的区别 -4. 说下你对线程安全的理解 -5. volatile 有什么作用 ,sychronized和lock有什么区别 -6. ReentrantLock实现原理 -7. 用过CountDownLatch么?什么场景下用的? -8. AQS底层原理。 -9. 造成死锁的原因有哪些,如何预防? -10. 加锁会带来哪些性能问题。如何解决? -11. HashMap、ConcurrentHashMap源码。HashMap是线程安全的吗?Hashtable呢?ConcurrentHashMap有了解吗? -12. 是否可以实习? -13. 你有什么问题要问吗? - -### 三面(技术面) - -1. 有没有参加过 ACM 或者他竞赛,有没有拿过什么奖?( 我说我没参加过ACM,本科参加过数学建模竞赛,名次并不好,没拿过什么奖。面试官好像有点失望,然后我又赶紧补充说我和老师一起做过一个项目,目前已经投入使用。面试官还比较感兴趣,后面又和他聊了一下这个项目。) -2. 研究生期间,做过什么项目,发过论文吗?有什么成果吗? -3. 你觉得你有什么优点和缺点?你觉得你相比于那些比你更优秀的人欠缺什么? -4. 有读过什么源码吗?(我说我读过 Java 集合框架和 Netty 的,面试官说 Java 集合前几面一定问的差不多,就不问了,然后就问我 Netty的,我当时很慌啊!) -5. 介绍一下自己对 Netty 的认识,为什么要用。说说业务中,Netty 的使用场景。什么是TCP 粘包/拆包,解决办法。Netty线程模型。Dubbo 在使用 Netty 作为网络通讯时候是如何避免粘包与半包问题?讲讲Netty的零拷贝?巴拉巴拉问了好多,我记得有好几个我都没回答上来,心里想着凉凉了啊。 -6. 用到了那些开源技术、在开源领域做过贡献吗? -7. 常见的排序算法及其复杂度,现场写了快排。 -8. 红黑树,B树的一些问题。 -9. 讲讲算法及数据结构在实习项目中的用处。 -10. 自己的未来规划(就简单描述了一下自己未来的设想啊,说的还挺诚恳,面试官好像还挺满意的) -11. 你有什么问题要问吗? - -### 四面(半个技术面) - -三面面完当天,晚上9点接到面试电话,感觉像是部门或者项目主管。 这个和之前的面试不大相同,感觉面试官主要考察的是你解决问题的能力、学习能力和团队协作能力。 - -1. 让我讲一个自己觉得最不错的项目。然后就巴拉巴拉的聊,我记得主要是问了项目是如何进行协作的、遇到问题是如何解决的、与他人发生冲突是如何解决的这些。感觉聊了挺久。 -2. 出现 OOM 后你会怎么排查问题? -3. 自己平时是如何学习新技术的?除了 Java 还回去了解其他技术吗? -4. 上一段实习经历的收获。 -5. NginX如何做负载均衡、常见的负载均衡算法有哪些、一致性哈希的一致性是什么意思、一致性哈希是如何做哈希的 -6. 你有什么问题问我吗? -7. 还有一些其他的,想不起来了,感觉这一面不是偏向技术来问。 - -## 五面(HR面) - -1. 自我介绍(主要讲能突出自己的经历,会的编程技术一语带过)。 -2. 你觉得你有什么优点和缺点?如何克服这些缺点? -3. 说一件大学里你自己比较有成就感的一件事情,为此付出了那些努力。 -4. 你前面跟其他面试官讲过一些你做的项目吧?可以给我讲讲吗?你要考虑到我不是一个做技术的人,怎么让我也听得懂。项目中有什么问题,你怎么解决的?你最大的收获是什么? -5. 你目前有面试过其他公司吗?如果让你选,这些公司和阿里,你选哪个?(送分题,回答不好可能送命) -6. 你期望的工作地点是哪里? -7. 你有什么问题吗? - -### 总结 - -1. 可以看出面试官问我的很多问题都是比较常见的问题,所以记得一定要提前准备,还要深入准备,不要回答的太皮毛。很多时候一个问题可能会牵扯出很多问题,遇到不会的问题不要慌,冷静分析,如果你真的回答不上来,也不要担心自己是不是就要挂了,很可能这个问题本身就比较难。 -2. 表达能力和沟通能力太重要了,一定要提前练一下,我自身就是一个不太会说话的人,所以,面试前我对于自我介绍、项目介绍和一些常见问题都在脑子里练了好久,确保面试的时候能够很清晰和简洁的说出来。 -3. 等待面试的过程和面试的过程真的好熬人,那段时间我压力也比较大,好在我私下找到学长聊了很多,心情也好了很多。 -4. 面试之后及时总结,面的好的话,不要得意,尽快准备下一场面试吧! - -我觉得我还算是比较幸运的,最后也祝大家都能获得心仪的Offer。 - - - - diff --git a/docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/蚂蚁金服实习生面经总结(已拿口头offer).md b/docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/蚂蚁金服实习生面经总结(已拿口头offer).md deleted file mode 100644 index 2e2df23b..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/BATJrealInterviewExperience/蚂蚁金服实习生面经总结(已拿口头offer).md +++ /dev/null @@ -1,251 +0,0 @@ -本文来自 Anonymous 的投稿 ,JavaGuide 对原文进行了重新排版和一点完善。 - - - -- [一面 (37 分钟左右)](#一面-37-分钟左右) -- [二面 (33 分钟左右)](#二面-33-分钟左右) -- [三面 (46 分钟)](#三面-46-分钟) -- [HR 面](#hr-面) - - - -### 一面 (37 分钟左右) - -一面是上海的小哥打来的,3.12 号中午确认的内推,下午就打来约时间了,也是唯一一个约时间的面试官。约的晚上八点。紧张的一比,人生第一次面试就献给了阿里。 - -幸运的是一面的小哥特温柔。好像是个海归?口语中夹杂着英文。废话不多说,上干货: - -**面试官:** 先自我介绍下吧! - -**我:** 巴拉巴拉...。 - -> 关于自我介绍:从 HR 面、技术面到高管面/部门主管面,面试官一般会让你先自我介绍一下,所以好好准备自己的自我介绍真的非常重要。网上一般建议的是准备好两份自我介绍:一份对 HR 说的,主要讲能突出自己的经历,会的编程技术一语带过;另一份对技术面试官说的,主要讲自己会的技术细节,项目经验,经历那些就一语带过。 - -**面试官:** 我看你简历上写你做了个秒杀系统?我们就从这个项目开始吧,先介绍下你的项目。 - -> 关于项目介绍:如果有项目的话,技术面试第一步,面试官一般都是让你自己介绍一下你的项目。你可以从下面几个方向来考虑: -> -> 1. 对项目整体设计的一个感受(面试官可能会让你画系统的架构图) -> 2. 在这个项目中你负责了什么、做了什么、担任了什么角色 -> 3. 从这个项目中你学会了那些东西,使用到了那些技术,学会了那些新技术的使用 -> 4. 另外项目描述中,最好可以体现自己的综合素质,比如你是如何协调项目组成员协同开发的或者在遇到某一个棘手的问题的时候你是如何解决的又或者说你在这个项目用了什么技术实现了什么功能比如:用 redis 做缓存提高访问速度和并发量、使用消息队列削峰和降流等等。 - -**我:** 我说了我是如何考虑它的需求(秒杀地址隐藏,记录订单,减库存),一开始简单的用 synchronized 锁住方法,出现了问题,后来乐观锁改进,又有瓶颈,再上缓存,出现了缓存雪崩,于是缓存预热,错开缓存失效时间。最后,发现先记录订单再减库存会减少行级锁等待时间。 - -> 一面面试官很耐心地听,并给了我一些指导,问了我乐观锁是怎么实现的,我说是基于 sql 语句,在减库存操作的 where 条件里加剩余库存数>0,他说这应该不算是一种乐观锁,应该先查库存,在减库存的时候判断当前库存是否与读到的库存一样(可这样不是多一次查询操作吗?不是很理解,不过我没有反驳,只是说理解您的意思。事实证明千万别怼面试官,即使你觉得他说的不对) - -**面试官:** 我缓存雪崩什么情况下会发生?如何避免? - -**我:** 当多个商品缓存同时失效时会雪崩,导致大量查询数据库。还有就是秒杀刚开始的时候缓存里没有数据。解决方案:缓存预热,错开缓存失效时间 - -**面试官:** 问我更新数据库的同时为什么不马上更新缓存,而是删除缓存? - -**我:** 因为考虑到更新数据库后更新缓存可能会因为多线程下导致写入脏数据(比如线程 A 先更新数据库成功,接下来要取更新缓存,接着线程 B 更新数据库,但 B 又更新了缓存,接着 B 的时间片用完了,线程 A 更新了缓存) - -逼逼了将近 30 分钟,面试官居然用周杰伦的语气对我说: - -![not bad](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-3not-bad.jpg) - -我突然受宠若惊,连忙说谢谢,也正是因为第一次面试得到了面试官的肯定,才让我信心大增,二三面稳定发挥。 - -**面试官又曰:** 我看你还懂数据库是吧,答:略懂略懂。。。那我问个简单的吧! - -**我:** 因为这个问题太简单了,所以我忘记它是什么了。 - -**面试官:** 你还会啥数据库知识? - -**我:** 我一听,问的这么随意的吗。。。都让我选题了,我就说我了解索引,慢查询优化,巴拉巴拉 - -**面试官:** 等等,你说索引是吧,那你能说下索引的存储数据结构吗? - -**我:** 我心想这简单啊,我就说 B+树,还说了为什么用 B+树 - -**面试官:** 你简历上写的这个 J.U.C 包是什么啊?(他居然不知道 JUC) - -**我:** 就是 java 多线程的那个包啊。。。 - -**面试官:** 那你都了解里面的哪些东西呢? - -**我:** 哈哈哈!这可是我的强项,从 ConcurrentHashMap,ConcurrentLinkedQueue 说到 CountDownLatch,CyclicBarrier,又说到线程池,分别说了底层实现和项目中的应用。 - -**面试官:** 我觉得差不多了,那我再问个与技术无关的问题哈,虽然这个问题可能不应该我问,就是你是如何考虑你的项目架构的呢? - -**我:** 先用最简单的方式实现它,再去发掘系统的问题和瓶颈,于是查资料改进架构。。。 - -**面试官:** 好,那我给你介绍下我这边的情况吧 - -![chat-end](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-3chat-end.jpg) - -**总结:** 一面可能是简历面吧,问的比较简单,我在讲项目中说出了我做项目时的学习历程和思考,赢得了面试官的好感,感觉他应该给我的评价很好。 - -### 二面 (33 分钟左右) - -然而开心了没一会,内推人问我面的怎么样啊?看我流程已经到大大 boss 那了。我一听二面不是主管吗???怎么直接跳了一面。于是瞬间慌了,赶紧(下床)学习准备二面。 - -隔了一天,3.14 的早上 10:56 分,杭州的大大 boss 给我打来了电话,卧槽我当时在上毛概课,万恶的毛概课每节课都点名,我还在最后一排不敢跑出去。于是接起电话来怂怂地说不好意思我在上课,晚上可以面试吗?大大 boss 看来很忙啊,跟我说晚上没时间啊,再说吧! - -于是又隔了一天,3.16 中午我收到了北京的电话,当时心里小失望,我的大大 boss 呢???接起电话来,就是一番狂轰乱炸。。。 - -第一步还是先自我介绍,这个就不多说了,提前准备好要说的重点就没问题! - -**面试官:** 我们还是从你的项目开始吧,说说你的秒杀系统。 - -**我:** 一面时的套路。。。我考虑到秒杀地址在开始前不应暴露给用户。。。 - -**面试官:** 等下啊,为什么要这样呢?暴露给用户会怎么样? - -**我:** 用户提前知道秒杀地址就可以写脚本来抢购了,这样不公平 - -**面试官:** 那比如说啊,我现在是个黑客,我在秒杀开始时写好了脚本,运行一万个线程获取秒杀地址,这样是不是也不公平呢? - -**我:** 我考虑到了这方面,于是我自己写了个 LRU 缓存(划重点,这么多好用的缓存我为啥不用偏要自己写?就是为了让面试官上钩问我是怎么写的,这样我就可以逼逼准备好的内容了!),用这个缓存存储请求的 ip 和用户名,一个 ip 和用户名只能同时透过 3 个请求。 - -**面试官:** 那我可不可以创建一个 ip 代理池和很多用户来抢购呢?假设我有很多手机号的账户。 - -**我:** 这就是在为难我胖虎啊,我说这种情况跟真实用户操作太像了。。。我没法区别,不过我觉得可以通过地理位置信息或者机器学习算法来做吧。。。 - -**面试官:** 好的这个问题就到这吧,你接着说 - -**我:** 我把生成订单和减库存两条 sql 语句放在一个事务里,都操作成功了则认为秒杀成功。 - -**面试官:** 等等,你这个订单表和商品库存表是在一个数据库的吧,那如果在不同的数据库中呢? - -**我:** 这面试官好变态啊,我只是个本科生?!?!我觉得应该要用分布式锁来实现吧。。。 - -**面试官:** 有没有更轻量级的做法? - -**我:** 不知道了。后来查资料发现可以用消息队列来实现。使用消息队列主要能带来两个好处:(1) 通过异步处理提高系统性能(削峰、减少响应所需时间);(2) 降低系统耦合性。关于消息队列的更多内容可以查看这篇文章: - -后来发现消息队列作用好大,于是现在在学手写一个消息队列。 - -**面试官:** 好的你接着说项目吧。 - -**我:** 我考虑到了缓存雪崩问题,于是。。。 - -**面试官:** 等等,你有没有考虑到一种情况,假如说你的缓存刚刚失效,大量流量就来查缓存,你的数据库会不会炸? - -**我:** 我不知道数据库会不会炸,反正我快炸了。当时说没考虑这么高的并发量,后来发现也是可以用消息队列来解决,对流量削峰填谷。 - -**面试官:** 好项目聊(怼)完了,我们来说说别的,操作系统了解吧,你能说说 NIO 吗? - -**我:** NIO 是。。。 - -**面试官:** 那你知道 NIO 的系统调用有哪些吗,具体是怎么实现的? - -**我:** 当时复习 NIO 的时候就知道是咋回事,不知道咋实现。最近在补这方面的知识,可见 NIO 还是很重要的! - -**面试官:** 说说进程切换时操作系统都会发生什么? - -**我:** 不如杀了我,我最讨厌操作系统了。简单说了下,可能不对,需要答案自行百度。 - -**面试官:** 说说线程池? - -**答:** 卧槽这我熟啊,把 Java 并发编程的艺术里讲的都说出来了,说了得有十分钟,自夸一波,毕竟这本书我看了五遍😂 - -**面试官:** 好问问计网吧如果设计一个聊天系统,应该用 TCP 还是 UDP?为什么 - -**我:** 当然是 TCP!原因如下: - -![TCP VS UDP](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/4/19/162db5e97e9a9e01?imageView2/0/w/1280/h/960/format/webp/ignore-error/1) - -**面试官:** 好的,你有什么要问我的吗? - -**我:** 我还有下一次面试吗? - -**面试官:** 应该。应该有的,一周内吧。还告诉我居然转正前要实习三个月?wtf,一个大三满课的本科生让我如何在八月底前实习三个月? - -**我:** 面试官再见 - -![saygoodbye-smile](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-3saygoodbye-smile.jpg) - -### 三面 (46 分钟) - -3.18 号,三面来了,这次又是那个大大 boss! - -第一步还是先自我介绍,这个就不多说了,提前准备好要说的重点就没问题! - -**面试官:** 聊聊你的项目? - -**我:** 经过二面的教训,我迅速学习了一下分布式的理论知识,并应用到了我的项目(吹牛逼)中。 - -**面试官:** 看你用到了 Spring 的事务机制,你能说下 Spring 的事务传播吗? - -**我:** 完了这个问题好像没准备,虽然之前刷知乎看到过。。。我就只说出来一条,面试官说其实这个有很多机制的,比如事务嵌套,内事务回滚外事务回滚都会有不同情况,你可以回去看看。 - -**面试官:** 说说你的分布式事务解决方案? - -**我:** 我叭叭的照着资料查到的解决方案说了一通,面试官怎么好像没大听懂??? - -> 阿里巴巴之前开源了一个分布式 Fescar(一种易于使用,高性能,基于 Java 的开源分布式事务解决方案),后来,Ant Financial 加入 Fescar,使其成为一个更加中立和开放的分布式交易社区,Fescar 重命名为 Seata。Github 地址: - -**面试官:** 好,我们聊聊其他项目,说说你这个 MapReduce 项目?MapReduce 原理了解过吗? - -**我:** 我叭叭地说了一通,面试官好像觉得这个项目太简单了。要不是没项目,我会把我的实验写上吗??? - -**面试官:** 你这个手写 BP 神经网络是干了啥? - -**我:** 这是我选修机器学习课程时的一个作业,我又对它进行了扩展。 - -**面试官:** 你能说说为什么调整权值时要沿着梯度下降的方向? - -**我:** 老大,你太厉害了,怎么什么都懂。我压根没准备这个项目。。。没想到会问,做过去好几个月了,加上当时一紧张就忘了,后来想起来大概是....。 - -**面试官:** 好我们问问基础知识吧,说说什么叫 xisuo? - -**我:**???xisuo,您说什么,不好意思我没听清。(这面试官有点口音。。。)就是 xisuo 啊!xisuo 你不知道吗?。。。尴尬了十几秒后我终于意识到,他在说死锁!!! - -**面试官:** 假如 A 账户给 B 账户转钱,会发生 xisuo 吗?能具体说说吗? - -**我:** 当时答的不好,后来发现面试官又是想问分布式,具体答案参考这个: - -**面试官:** 为什么不考研? - -**我:** 不喜欢学术氛围,巴拉巴拉。 - -**面试官:** 你有什么问题吗? - -**我:** 我还有下一面吗。。。面试官说让我等,一周内答复。 - ------- - -等了十天,一度以为我凉了,内推人说我流程到 HR 了,让我等着吧可能 HR 太忙了,3.28 号 HR 打来了电话,当时在教室,我直接飞了出去。 - -### HR 面 - -**面试官:** 你好啊,先自我介绍下吧 - -**我:** 巴拉巴拉....HR 面的技术面试和技术面的还是有所区别的! - -面试官人特别好,一听就是很会说话的小姐姐!说我这里给你悄悄透露下,你的评级是 A 哦! - -![panghu-knowledge](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-3panghu-knowledge.jpg) - -接下来就是几个经典 HR 面挂人的问题,什么难给我来什么,我看别人的 HR 面怎么都是聊聊天。。。 - -**面试官:** 你为什么选择支付宝呢,你怎么看待支付宝? - -**我:** 我从个人情怀,公司理念,环境氛围,市场价值,趋势导向分析了一波(说白了就是疯狂夸支付宝,不过说实话我说的那些一点都没撒谎,阿里确实做到了。比如我举了个雷军和格力打赌 5 年 2000 亿销售额,大部分企业家关注的是利益,而马云更关注的是真的为人类为世界做一些事情,利益不是第一位的。) - -**面试官:** 明白了解,那你的优点我们都很明了了,你能说说你的缺点吗? - -> 缺点肯定不能是目标岗位需要的关键能力!!! -> -> 总之,记住一点,面试官问你这个问题的话,你可以说一些不影响你这个职位工作需要的一些缺点。比如你面试后端工程师,面试官问你的缺点是什么的话,你可以这样说:自己比较内向,平时不太爱与人交流,但是考虑到以后可能要和客户沟通,自己正在努力改。 - -**我:** 据说这是 HR 面最难的一个问题。。。我当时翻了好几天的知乎才找到一个合适的,也符合我的答案:我有时候会表现的不太自信,比如阿里的内推二月份就开始了,其实我当时已经复习了很久了,但是老是觉得自己还不行,不敢投简历,于是又把书看了一遍才投的,当时也是舍友怂恿一波才投的,面了之后发现其实自己也没有很差。(划重点,一定要把自己的缺点圆回来)。 - -**面试官:** HR 好像不太满意我的答案,继续问我还有缺点吗? - -**我:** 我说比较容易紧张吧,举了自己大一面实验室因为紧张没进去的例子,后来不断调整心态,现在已经好很多了。 - -接下来又是个好难的问题。 - -**面试官:** BAT 都给你 offer 了,你怎么选? - -其实我当时好想说,BT 是什么?不好意思我只知道阿里。 - -**我 :** 哈哈哈哈开玩笑,就说了阿里的文化,支付宝给我们带来很多便利,想加入支付宝为人类做贡献! - -最后 HR 问了我实习时间,现在大几之类的问题,说肯定会给我发 offer 的,让我等着就好了,希望过两天能收到好的结果。 - -![mengbi](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-3mengbi.jpg) diff --git a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaInterviewLibrary.md b/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaInterviewLibrary.md deleted file mode 100644 index 835b6a54..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaInterviewLibrary.md +++ /dev/null @@ -1,89 +0,0 @@ -昨天我整理了公众号历史所有和面试相关的我觉得还不错的文章:[整理了一些有助于你拿Offer的文章]() 。今天分享一下最近逛Github看到了一些我觉得对于Java面试以及学习有帮助的仓库,这些仓库涉及Java核心知识点整理、Java常见面试题、算法、基础知识点比如网络和操作系统等等。 - -## 知识点相关 - -### 1.JavaGuide - -- Github地址: [https://github.com/Snailclimb/JavaGuide](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide) -- star: 64.0k -- 介绍: 【Java学习+面试指南】 一份涵盖大部分Java程序员所需要掌握的核心知识。 - -### 2.CS-Notes - -- Github 地址: -- Star: 68.3k -- 介绍: 技术面试必备基础知识、Leetcode 题解、后端面试、Java 面试、春招、秋招、操作系统、计算机网络、系统设计。 - -### 3. advanced-java - -- Github地址:[https://github.com/doocs/advanced-java](https://github.com/doocs/advanced-java) -- star: 23.4k -- 介绍: 互联网 Java 工程师进阶知识完全扫盲:涵盖高并发、分布式、高可用、微服务等领域知识,后端同学必看,前端同学也可学习。 - -### 4.JCSprout - -- Github地址:[https://github.com/crossoverJie/JCSprout](https://github.com/crossoverJie/JCSprout) -- star: 21.2k -- 介绍: Java Core Sprout:处于萌芽阶段的 Java 核心知识库。 - -### 5.toBeTopJavaer - -- Github地址:[https://github.com/hollischuang/toBeTopJavaer](https://github.com/hollischuang/toBeTopJavaer) -- star: 4.0 k -- 介绍: Java工程师成神之路。 - -### 6.architect-awesome - -- Github地址:[https://github.com/xingshaocheng/architect-awesome](https://github.com/xingshaocheng/architect-awesome) -- star: 34.4 k -- 介绍:后端架构师技术图谱。 - -### 7.technology-talk - -- Github地址: [https://github.com/aalansehaiyang/technology-talk](https://github.com/aalansehaiyang/technology-talk) -- star: 6.1k -- 介绍: 汇总java生态圈常用技术框架、开源中间件,系统架构、项目管理、经典架构案例、数据库、常用三方库、线上运维等知识。 - -### 8.fullstack-tutorial - -- Github地址: [https://github.com/frank-lam/fullstack-tutorial](https://github.com/frank-lam/fullstack-tutorial) -- star: 4.0k -- 介绍: fullstack tutorial 2019,后台技术栈/架构师之路/全栈开发社区,春招/秋招/校招/面试。 - -### 9.3y - -- Github地址:[https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y](https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y) -- star: 1.9 k -- 介绍: Java 知识整合。 - -### 10.java-bible - -- Github地址:[https://github.com/biezhi/java-bible](https://github.com/biezhi/java-bible) -- star: 2.3k -- 介绍: 这里记录了一些技术摘要,部分文章来自网络,本项目的目的力求分享精品技术干货,以Java为主。 - -### 11.interviews - -- Github地址: [https://github.com/kdn251/interviews/blob/master/README-zh-cn.md](https://github.com/kdn251/interviews/blob/master/README-zh-cn.md) -- star: 35.3k -- 介绍: 软件工程技术面试个人指南(国外的一个项目,虽然有翻译版,但是不太推荐,因为很多内容并不适用于国内)。 - -## 算法相关 - -### 1.LeetCodeAnimation - -- Github 地址: -- Star: 33.4k -- 介绍: Demonstrate all the questions on LeetCode in the form of animation.(用动画的形式呈现解LeetCode题目的思路)。 - -### 2.awesome-java-leetcode - -- Github地址:[https://github.com/Blankj/awesome-java-leetcode](https://github.com/Blankj/awesome-java-leetcode) -- star: 6.1k -- 介绍: LeetCode 上 Facebook 的面试题目。 - -### 3.leetcode - -- Github地址:[https://github.com/azl397985856/leetcode](https://github.com/azl397985856/leetcode) -- star: 12.0k -- 介绍: LeetCode Solutions: A Record of My Problem Solving Journey.( leetcode题解,记录自己的leetcode解题之路。) \ No newline at end of file diff --git a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaProgrammerNeedKnow.md b/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaProgrammerNeedKnow.md deleted file mode 100644 index d5156937..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/JavaProgrammerNeedKnow.md +++ /dev/null @@ -1,81 +0,0 @@ -  身边的朋友或者公众号的粉丝很多人都向我询问过:“我是双非/三本/专科学校的,我有机会进入大厂吗?”、“非计算机专业的学生能学好吗?”、“如何学习Java?”、“Java学习该学哪些东西?”、“我该如何准备Java面试?”......这些方面的问题。我会根据自己的一点经验对大部分人关心的这些问题进行答疑解惑。现在又刚好赶上考研结束,这篇文章也算是给考研结束准备往Java后端方向发展的朋友们指明一条学习之路。道理懂了如果没有实际行动,那这篇文章对你或许没有任何意义。 - -### Question1:我是双非/三本/专科学校的,我有机会进入大厂吗? - -  我自己也是非985非211学校的,结合自己的经历以及一些朋友的经历,我觉得让我回答这个问题再好不过。 - -  首先,我觉得学校歧视很正常,真的太正常了,如果要抱怨的话,你只能抱怨自己没有进入名校。但是,千万不要动不动说自己学校差,动不动拿自己学校当做自己进不了大厂的借口,学历只是筛选简历的很多标准中的一个而已,如果你够优秀,简历够丰富,你也一样可以和名校同学一起同台竞争。 - -  企业HR肯定是更喜欢高学历的人,毕竟985、211优秀人才比例肯定比普通学校高很多,HR团队肯定会优先在这些学校里选。这就好比相亲,你是愿意在很多优秀的人中选一个优秀的,还是愿意在很多普通的人中选一个优秀的呢? -   -  双非本科甚至是二本、三本甚至是专科的同学也有很多进入大厂的,不过比率相比于名校的低很多而已。从大厂招聘的结果上看,高学历人才的数量占据大头,那些成功进入BAT、美团,京东,网易等大厂的双非本科甚至是二本、三本甚至是专科的同学往往是因为具备丰富的项目经历或者在某个含金量比较高的竞赛比如ACM中取得了不错的成绩。**一部分学历不突出但能力出众的面试者能够进入大厂并不是说明学历不重要,而是学历的软肋能够通过其他的优势来弥补。** 所以,如果你的学校不够好而你自己又想去大厂的话,建议你可以从这几点来做:**①尽量在面试前最好有一个可以拿的出手的项目;②有实习条件的话,尽早出去实习,实习经历也会是你的简历的一个亮点(有能力在大厂实习最佳!);③参加一些含金量比较高的比赛,拿不拿得到名次没关系,重在锻炼。** - - -### Question2:非计算机专业的学生能学好Java后台吗?我能进大厂吗? - -  当然可以!现在非科班的程序员很多,很大一部分原因是互联网行业的工资比较高。我们学校外面的培训班里面90%都是非科班,我觉得他们很多人学的都还不错。另外,我的一个朋友本科是机械专业,大一开始自学安卓,技术贼溜,在我看来他比大部分本科是计算机的同学学的还要好。参考Question1的回答,即使你是非科班程序员,如果你想进入大厂的话,你也可以通过自己的其他优势来弥补。 - -  我觉得我们不应该因为自己的专业给自己划界限或者贴标签,说实话,很多科班的同学可能并不如你,你以为科班的同学就会认真听讲吗?还不是几乎全靠自己课下自学!不过如果你是非科班的话,你想要学好,那么注定就要舍弃自己本专业的一些学习时间,这是无可厚非的。 - -  建议非科班的同学,首先要打好计算机基础知识基础:①计算机网络、②操作系统、③数据机构与算法,我个人觉得这3个对你最重要。这些东西就像是内功,对你以后的长远发展非常有用。当然,如果你想要进大厂的话,这些知识也是一定会被问到的。另外,“一定学好数据结构与算法!一定学好数据结构与算法!一定学好数据结构与算法!”,重要的东西说3遍。 - - - -### Question3: 我没有实习经历的话找工作是不是特别艰难? - -  没有实习经历没关系,只要你有拿得出手的项目或者大赛经历的话,你依然有可能拿到大厂的 offer 。笔主当时找工作的时候就没有实习经历以及大赛获奖经历,单纯就是凭借自己的项目经验撑起了整个面试。 - -  如果你既没有实习经历,又没有拿得出手的项目或者大赛经历的话,我觉得在简历关,除非你有其他特别的亮点,不然,你应该就会被刷。 - -### Question4: 我该如何准备面试呢?面试的注意事项有哪些呢? - -下面是我总结的一些准备面试的Tips以及面试必备的注意事项: - -1. **准备一份自己的自我介绍,面试的时候根据面试对象适当进行修改**(突出重点,突出自己的优势在哪里,切忌流水账); -2. **注意随身带上自己的成绩单和简历复印件;** (有的公司在面试前都会让你交一份成绩单和简历当做面试中的参考。) -3. **如果需要笔试就提前刷一些笔试题,大部分在线笔试的类型是选择题+编程题,有的还会有简答题。**(平时空闲时间多的可以刷一下笔试题目(牛客网上有很多),但是不要只刷面试题,不动手code,程序员不是为了考试而存在的。)另外,注意抓重点,因为题目太多了,但是有很多题目几乎次次遇到,像这样的题目一定要搞定。 -4. **提前准备技术面试。** 搞清楚自己面试中可能涉及哪些知识点、哪些知识点是重点。面试中哪些问题会被经常问到、自己该如何回答。(强烈不推荐背题,第一:通过背这种方式你能记住多少?能记住多久?第二:背题的方式的学习很难坚持下去!) -5. **面试之前做好定向复习。** 也就是专门针对你要面试的公司来复习。比如你在面试之前可以在网上找找有没有你要面试的公司的面经。 -6. **准备好自己的项目介绍。** 如果有项目的话,技术面试第一步,面试官一般都是让你自己介绍一下你的项目。你可以从下面几个方向来考虑:①对项目整体设计的一个感受(面试官可能会让你画系统的架构图);②在这个项目中你负责了什么、做了什么、担任了什么角色;③ 从这个项目中你学会了那些东西,使用到了那些技术,学会了那些新技术的使用;④项目描述中,最好可以体现自己的综合素质,比如你是如何协调项目组成员协同开发的或者在遇到某一个棘手的问题的时候你是如何解决的又或者说你在这个项目用了什么技术实现了什么功能比如:用 redis 做缓存提高访问速度和并发量、使用消息队列削峰和降流等等。 -7. **面试之后记得复盘。** 面试遭遇失败是很正常的事情,所以善于总结自己的失败原因才是最重要的。如果失败,不要灰心;如果通过,切勿狂喜。 - - -**一些还算不错的 Java面试/学习相关的仓库,相信对大家准备面试一定有帮助:**[盘点一下Github上开源的Java面试/学习相关的仓库,看完弄懂薪资至少增加10k](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247484817&idx=1&sn=12f0c254a240c40c2ccab8314653216b&chksm=fd9853f0caefdae6d191e6bf085d44ab9c73f165e3323aa0362d830e420ccbfad93aa5901021&token=766994974&lang=zh_CN#rd) - -### Question5: 我该自学还是报培训班呢? - -  我本人更加赞同自学(你要知道去了公司可没人手把手教你了,而且几乎所有的公司都对培训班出生的有偏见。为什么有偏见,你学个东西还要去培训班,说明什么,同等水平下,你的自学能力以及自律能力一定是比不上自学的人的)。但是如果,你连每天在寝室坚持学上8个小时以上都坚持不了,或者总是容易半途而废的话,我还是推荐你去培训班。观望身边同学去培训班的,大多是非计算机专业或者是没有自律能力以及自学能力非常差的人。 - -  另外,如果自律能力不行,你也可以通过结伴学习、参加老师的项目等方式来督促自己学习。 - -  总结:去不去培训班主要还是看自己,如果自己能坚持自学就自学,坚持不下来就去培训班。 - -### Question6: 没有项目经历/博客/Github开源项目怎么办? - -  从现在开始做! - -  网上有很多非常不错的项目视频,你就跟着一步一步做,不光要做,还要改进,改善。另外,如果你的老师有相关 Java 后台项目的话,你也可以主动申请参与进来。 - -  如果有自己的博客,也算是简历上的一个亮点。建议可以在掘金、Segmentfault、CSDN等技术交流社区写博客,当然,你也可以自己搭建一个博客(采用 Hexo+Githu Pages 搭建非常简单)。写一些什么?学习笔记、实战内容、读书笔记等等都可以。 - -  多用 Github,用好 Github,上传自己不错的项目,写好 readme 文档,在其他技术社区做好宣传。相信你也会收获一个不错的开源项目! - - -### Question7: 大厂到底青睐什么样的应届生? - -  从阿里、腾讯等大厂招聘官网对于Java后端方向/后端方向的应届实习生的要求,我们大概可以总结归纳出下面这 4 点能给简历增加很多分数: - -- 参加过竞赛(含金量超高的是ACM); -- 对数据结构与算法非常熟练; -- 参与过实际项目(比如学校网站); -- 参与过某个知名的开源项目或者自己的某个开源项目很不错; - -  除了我上面说的这三点,在面试Java工程师的时候,下面几点也提升你的个人竞争力: - -- 熟悉Python、Shell、Perl等脚本语言; -- 熟悉 Java 优化,JVM调优; -- 熟悉 SOA 模式; -- 熟悉自己所用框架的底层知识比如Spring; -- 了解分布式一些常见的理论; -- 具备高并发开发经验;大数据开发经验等等。 - diff --git a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/interviewPrepare.md b/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/interviewPrepare.md deleted file mode 100644 index 1ae36a35..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/interviewPrepare.md +++ /dev/null @@ -1,88 +0,0 @@ -不论是校招还是社招都避免不了各种面试、笔试,如何去准备这些东西就显得格外重要。不论是笔试还是面试都是有章可循的,我这个“有章可循”说的意思只是说应对技术面试是可以提前准备。 我其实特别不喜欢那种临近考试就提前背啊记啊各种题的行为,非常反对!我觉得这种方法特别极端,而且在稍有一点经验的面试官面前是根本没有用的。建议大家还是一步一个脚印踏踏实实地走。 - - - -- [1 如何获取大厂面试机会?](#1-如何获取大厂面试机会) -- [2 面试前的准备](#2--面试前的准备) - - [2.1 准备自己的自我介绍](#21-准备自己的自我介绍) - - [2.2 关于着装](#22-关于着装) - - [2.3 随身带上自己的成绩单和简历](#23-随身带上自己的成绩单和简历) - - [2.4 如果需要笔试就提前刷一些笔试题](#24-如果需要笔试就提前刷一些笔试题) - - [2.5 花时间一些逻辑题](#25-花时间一些逻辑题) - - [2.6 准备好自己的项目介绍](#26-准备好自己的项目介绍) - - [2.7 提前准备技术面试](#27-提前准备技术面试) - - [2.7 面试之前做好定向复习](#27-面试之前做好定向复习) -- [3 面试之后复盘](#3-面试之后复盘) - - - -## 1 如何获取大厂面试机会? - -**在讲如何获取大厂面试机会之前,先来给大家科普/对比一下两个校招非常常见的概念——春招和秋招。** - -1. **招聘人数** :秋招多于春招 ; -2. **招聘时间** : 秋招一般7月左右开始,大概一直持续到10月底。但是大厂(如BAT)都会早开始早结束,所以一定要把握好时间。春招最佳时间为3月,次佳时间为4月,进入5月基本就不会再有春招了(金三银四)。 -3. **应聘难度** :秋招略大于春招; -4. **招聘公司:** 秋招数量多,而春招数量较少,一般为秋招的补充。 - -**综上,一般来说,秋招的含金量明显是高于春招的。** - -**下面我就说一下我自己知道的一些方法,不过应该也涵盖了大部分获取面试机会的方法。** - -1. **关注大厂官网,随时投递简历(走流程的网申);** -2. **线下参加宣讲会,直接投递简历;** -3. **找到师兄师姐/认识的人,帮忙内推(能够让你避开网申简历筛选,笔试筛选,还是挺不错的,不过也还是需要你的简历够棒);** -4. **博客发文被看中/Github优秀开源项目作者,大厂内部人员邀请你面试;** -5. **求职类网站投递简历(不是太推荐,适合海投);** - - -除了这些方法,我也遇到过这样的经历:有些大公司的一些部门可能暂时没招够人,然后如果你的亲戚或者朋友刚好在这个公司,而你正好又在寻求offer,那么面试机会基本上是有了,而且这种面试的难度好像一般还普遍比其他正规面试低很多。 - -## 2 面试前的准备 - -### 2.1 准备自己的自我介绍 - -从HR面、技术面到高管面/部门主管面,面试官一般会让你先自我介绍一下,所以好好准备自己的自我介绍真的非常重要。网上一般建议的是准备好两份自我介绍:一份对hr说的,主要讲能突出自己的经历,会的编程技术一语带过;另一份对技术面试官说的,主要讲自己会的技术细节,项目经验,经历那些就一语带过。 - -我这里简单分享一下我自己的自我介绍的一个简单的模板吧: - -> 面试官,您好!我叫某某。大学时间我主要利用课外时间学习某某。在校期间参与过一个某某系统的开发,另外,自己学习过程中也写过很多系统比如某某系统。在学习之余,我比较喜欢通过博客整理分享自己所学知识。我现在是某某社区的认证作者,写过某某很不错的文章。另外,我获得过某某奖,我的Github上开源的某个项目已经有多少Star了。 - -### 2.2 关于着装 - -穿西装、打领带、小皮鞋?NO!NO!NO!这是互联网公司面试又不是去走红毯,所以你只需要穿的简单大方就好,不需要太正式。 - -### 2.3 随身带上自己的成绩单和简历 - -有的公司在面试前都会让你交一份成绩单和简历当做面试中的参考。 - -### 2.4 如果需要笔试就提前刷一些笔试题 - -平时空闲时间多的可以刷一下笔试题目(牛客网上有很多)。但是不要只刷面试题,不动手code,程序员不是为了考试而存在的。 - -### 2.5 花时间一些逻辑题 - -面试中发现有些公司都有逻辑题测试环节,并且都把逻辑笔试成绩作为很重要的一个参考。 - -### 2.6 准备好自己的项目介绍 - -如果有项目的话,技术面试第一步,面试官一般都是让你自己介绍一下你的项目。你可以从下面几个方向来考虑: - -1. 对项目整体设计的一个感受(面试官可能会让你画系统的架构图) -2. 在这个项目中你负责了什么、做了什么、担任了什么角色 -3. 从这个项目中你学会了那些东西,使用到了那些技术,学会了那些新技术的使用 -4. 另外项目描述中,最好可以体现自己的综合素质,比如你是如何协调项目组成员协同开发的或者在遇到某一个棘手的问题的时候你是如何解决的又或者说你在这个项目用了什么技术实现了什么功能比如:用redis做缓存提高访问速度和并发量、使用消息队列削峰和降流等等。 - -### 2.7 提前准备技术面试 - -搞清楚自己面试中可能涉及哪些知识点、哪些知识点是重点。面试中哪些问题会被经常问到、自己该如何回答。(强烈不推荐背题,第一:通过背这种方式你能记住多少?能记住多久?第二:背题的方式的学习很难坚持下去!) - -### 2.7 面试之前做好定向复习 - -所谓定向复习就是专门针对你要面试的公司来复习。比如你在面试之前可以在网上找找有没有你要面试的公司的面经。 - -举个栗子:在我面试 ThoughtWorks 的前几天我就在网上找了一些关于 ThoughtWorks 的技术面的一些文章。然后知道了 ThoughtWorks 的技术面会让我们在之前做的作业的基础上增加一个或两个功能,所以我提前一天就把我之前做的程序重新重构了一下。然后在技术面的时候,简单的改了几行代码之后写个测试就完事了。如果没有提前准备,我觉得 20 分钟我很大几率会完不成这项任务。 - -## 3 面试之后复盘 - -如果失败,不要灰心;如果通过,切勿狂喜。面试和工作实际上是两回事,可能很多面试未通过的人,工作能力比你强的多,反之亦然。我个人觉得面试也像是一场全新的征程,失败和胜利都是平常之事。所以,劝各位不要因为面试失败而灰心、丧失斗志。也不要因为面试通过而沾沾自喜,等待你的将是更美好的未来,继续加油! diff --git a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/应届生面试最爱问的几道Java基础问题.md b/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/应届生面试最爱问的几道Java基础问题.md deleted file mode 100644 index 2e93113d..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/应届生面试最爱问的几道Java基础问题.md +++ /dev/null @@ -1,743 +0,0 @@ - - -- [一 为什么 Java 中只有值传递?](#一-为什么-java-中只有值传递) -- [二 ==与 equals(重要)](#二-与-equals重要) -- [三 hashCode 与 equals(重要)](#三-hashcode-与-equals重要) - - [3.1 hashCode()介绍](#31-hashcode介绍) - - [3.2 为什么要有 hashCode](#32-为什么要有-hashcode) - - [3.3 hashCode()与 equals()的相关规定](#33-hashcode与-equals的相关规定) - - [3.4 为什么两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的?](#34-为什么两个对象有相同的-hashcode-值它们也不一定是相等的) -- [四 String 和 StringBuffer、StringBuilder 的区别是什么?String 为什么是不可变的?](#四-string-和-stringbufferstringbuilder-的区别是什么string-为什么是不可变的) - - [String 为什么是不可变的吗?](#string-为什么是不可变的吗) - - [String 真的是不可变的吗?](#string-真的是不可变的吗) -- [五 什么是反射机制?反射机制的应用场景有哪些?](#五-什么是反射机制反射机制的应用场景有哪些) - - [5.1 反射机制介绍](#51-反射机制介绍) - - [5.2 静态编译和动态编译](#52-静态编译和动态编译) - - [5.3 反射机制优缺点](#53-反射机制优缺点) - - [5.4 反射的应用场景](#54-反射的应用场景) -- [六 什么是 JDK?什么是 JRE?什么是 JVM?三者之间的联系与区别](#六-什么是-jdk什么是-jre什么是-jvm三者之间的联系与区别) - - [6.1 JVM](#61-jvm) - - [6.2 JDK 和 JRE](#62-jdk-和-jre) -- [七 什么是字节码?采用字节码的最大好处是什么?](#七-什么是字节码采用字节码的最大好处是什么) -- [八 接口和抽象类的区别是什么?](#八-接口和抽象类的区别是什么) -- [九 重载和重写的区别](#九-重载和重写的区别) - - [重载](#重载) - - [重写](#重写) -- [十. Java 面向对象编程三大特性: 封装 继承 多态](#十-java-面向对象编程三大特性-封装-继承-多态) - - [封装](#封装) - - [继承](#继承) - - [多态](#多态) -- [十一. 什么是线程和进程?](#十一-什么是线程和进程) - - [11.1 何为进程?](#111-何为进程) - - [11.2 何为线程?](#112-何为线程) -- [十二. 请简要描述线程与进程的关系,区别及优缺点?](#十二-请简要描述线程与进程的关系区别及优缺点) - - [12.1 图解进程和线程的关系](#121-图解进程和线程的关系) - - [12.2 程序计数器为什么是私有的?](#122-程序计数器为什么是私有的) - - [12.3 虚拟机栈和本地方法栈为什么是私有的?](#123-虚拟机栈和本地方法栈为什么是私有的) - - [12.4 一句话简单了解堆和方法区](#124-一句话简单了解堆和方法区) -- [十三. 说说并发与并行的区别?](#十三-说说并发与并行的区别) -- [十四. 什么是上下文切换?](#十四-什么是上下文切换) -- [十五. 什么是线程死锁?如何避免死锁?](#十五-什么是线程死锁如何避免死锁) - - [15.1. 认识线程死锁](#151-认识线程死锁) - - [15.2 如何避免线程死锁?](#152-如何避免线程死锁) -- [十六. 说说 sleep() 方法和 wait() 方法区别和共同点?](#十六-说说-sleep-方法和-wait-方法区别和共同点) -- [十七. 为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法,为什么我们不能直接调用 run() 方法?](#十七-为什么我们调用-start-方法时会执行-run-方法为什么我们不能直接调用-run-方法) -- [参考](#参考) - - - -## 一 为什么 Java 中只有值传递? - -首先回顾一下在程序设计语言中有关将参数传递给方法(或函数)的一些专业术语。**按值调用(call by value)表示方法接收的是调用者提供的值,而按引用调用(call by reference)表示方法接收的是调用者提供的变量地址。一个方法可以修改传递引用所对应的变量值,而不能修改传递值调用所对应的变量值。** 它用来描述各种程序设计语言(不只是 Java)中方法参数传递方式。 - -**Java 程序设计语言总是采用按值调用。也就是说,方法得到的是所有参数值的一个拷贝,也就是说,方法不能修改传递给它的任何参数变量的内容。** - -**下面通过 3 个例子来给大家说明** - -> **example 1** - -```java -public static void main(String[] args) { - int num1 = 10; - int num2 = 20; - - swap(num1, num2); - - System.out.println("num1 = " + num1); - System.out.println("num2 = " + num2); -} - -public static void swap(int a, int b) { - int temp = a; - a = b; - b = temp; - - System.out.println("a = " + a); - System.out.println("b = " + b); -} -``` - -**结果:** - -``` -a = 20 -b = 10 -num1 = 10 -num2 = 20 -``` - -**解析:** - -![example 1 ](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-27/22191348.jpg) - -在 swap 方法中,a、b 的值进行交换,并不会影响到 num1、num2。因为,a、b 中的值,只是从 num1、num2 的复制过来的。也就是说,a、b 相当于 num1、num2 的副本,副本的内容无论怎么修改,都不会影响到原件本身。 - -**通过上面例子,我们已经知道了一个方法不能修改一个基本数据类型的参数,而对象引用作为参数就不一样,请看 example2.** - -> **example 2** - -```java - public static void main(String[] args) { - int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 }; - System.out.println(arr[0]); - change(arr); - System.out.println(arr[0]); - } - - public static void change(int[] array) { - // 将数组的第一个元素变为0 - array[0] = 0; - } -``` - -**结果:** - -``` -1 -0 -``` - -**解析:** - -![example 2](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-27/3825204.jpg) - -array 被初始化 arr 的拷贝也就是一个对象的引用,也就是说 array 和 arr 指向的是同一个数组对象。 因此,外部对引用对象的改变会反映到所对应的对象上。 - -**通过 example2 我们已经看到,实现一个改变对象参数状态的方法并不是一件难事。理由很简单,方法得到的是对象引用的拷贝,对象引用及其他的拷贝同时引用同一个对象。** - -**很多程序设计语言(特别是,C++和 Pascal)提供了两种参数传递的方式:值调用和引用调用。有些程序员(甚至本书的作者)认为 Java 程序设计语言对对象采用的是引用调用,实际上,这种理解是不对的。由于这种误解具有一定的普遍性,所以下面给出一个反例来详细地阐述一下这个问题。** - -> **example 3** - -```java -public class Test { - - public static void main(String[] args) { - // TODO Auto-generated method stub - Student s1 = new Student("小张"); - Student s2 = new Student("小李"); - Test.swap(s1, s2); - System.out.println("s1:" + s1.getName()); - System.out.println("s2:" + s2.getName()); - } - - public static void swap(Student x, Student y) { - Student temp = x; - x = y; - y = temp; - System.out.println("x:" + x.getName()); - System.out.println("y:" + y.getName()); - } -} -``` - -**结果:** - -``` -x:小李 -y:小张 -s1:小张 -s2:小李 -``` - -**解析:** - -交换之前: - -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-27/88729818.jpg) - -交换之后: - -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-27/34384414.jpg) - -通过上面两张图可以很清晰的看出: **方法并没有改变存储在变量 s1 和 s2 中的对象引用。swap 方法的参数 x 和 y 被初始化为两个对象引用的拷贝,这个方法交换的是这两个拷贝** - -> **总结** - -Java 程序设计语言对对象采用的不是引用调用,实际上,对象引用是按 -值传递的。 - -下面再总结一下 Java 中方法参数的使用情况: - -- 一个方法不能修改一个基本数据类型的参数(即数值型或布尔型)。 -- 一个方法可以改变一个对象参数的状态。 -- 一个方法不能让对象参数引用一个新的对象。 - -**参考:** - -《Java 核心技术卷 Ⅰ》基础知识第十版第四章 4.5 小节 - -## 二 ==与 equals(重要) - -**==** : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即,判断两个对象是不是同一个对象。(基本数据类型==比较的是值,引用数据类型==比较的是内存地址) - -**equals()** : 它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况: - -- 情况 1:类没有覆盖 equals()方法。则通过 equals()比较该类的两个对象时,等价于通过“==”比较这两个对象。 -- 情况 2:类覆盖了 equals()方法。一般,我们都覆盖 equals()方法来两个对象的内容相等;若它们的内容相等,则返回 true(即,认为这两个对象相等)。 - -**举个例子:** - -```java -public class test1 { - public static void main(String[] args) { - String a = new String("ab"); // a 为一个引用 - String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样 - String aa = "ab"; // 放在常量池中 - String bb = "ab"; // 从常量池中查找 - if (aa == bb) // true - System.out.println("aa==bb"); - if (a == b) // false,非同一对象 - System.out.println("a==b"); - if (a.equals(b)) // true - System.out.println("aEQb"); - if (42 == 42.0) { // true - System.out.println("true"); - } - } -} -``` - -**说明:** - -- String 中的 equals 方法是被重写过的,因为 object 的 equals 方法是比较的对象的内存地址,而 String 的 equals 方法比较的是对象的值。 -- 当创建 String 类型的对象时,虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象,如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个 String 对象。 - -## 三 hashCode 与 equals(重要) - -面试官可能会问你:“你重写过 hashcode 和 equals 么,为什么重写 equals 时必须重写 hashCode 方法?” - -### 3.1 hashCode()介绍 - -hashCode() 的作用是获取哈希码,也称为散列码;它实际上是返回一个 int 整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode() 定义在 JDK 的 Object.java 中,这就意味着 Java 中的任何类都包含有 hashCode() 函数。另外需要注意的是: Object 的 hashcode 方法是本地方法,也就是用 c 语言或 c++ 实现的,该方法通常用来将对象的 内存地址 转换为整数之后返回。 - -```java - /** - * Returns a hash code value for the object. This method is - * supported for the benefit of hash tables such as those provided by - * {@link java.util.HashMap}. - *

- * As much as is reasonably practical, the hashCode method defined by - * class {@code Object} does return distinct integers for distinct - * objects. (This is typically implemented by converting the internal - * address of the object into an integer, but this implementation - * technique is not required by the - * Java™ programming language.) - * - * @return a hash code value for this object. - * @see java.lang.Object#equals(java.lang.Object) - * @see java.lang.System#identityHashCode - */ - public native int hashCode(); -``` - -散列表存储的是键值对(key-value),它的特点是:能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码!(可以快速找到所需要的对象) - -### 3.2 为什么要有 hashCode - -**我们以“HashSet 如何检查重复”为例子来说明为什么要有 hashCode:** - -当你把对象加入 HashSet 时,HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来判断对象加入的位置,同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较,如果没有相符的 hashcode,HashSet 会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashcode 值的对象,这时会调用 equals()方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同,HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不同的话,就会重新散列到其他位置。(摘自我的 Java 启蒙书《Head fist java》第二版)。这样我们就大大减少了 equals 的次数,相应就大大提高了执行速度。 - -### 3.3 hashCode()与 equals()的相关规定 - -1. 如果两个对象相等,则 hashcode 一定也是相同的 -2. 两个对象相等,对两个对象分别调用 equals 方法都返回 true -3. 两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的 -4. **因此,equals 方法被覆盖过,则 hashCode 方法也必须被覆盖** -5. hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 hashCode(),则该 class 的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据) - -### 3.4 为什么两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的? - -在这里解释一位小伙伴的问题。以下内容摘自《Head Fisrt Java》。 - -因为 hashCode() 所使用的杂凑算法也许刚好会让多个对象传回相同的杂凑值。越糟糕的杂凑算法越容易碰撞,但这也与数据值域分布的特性有关(所谓碰撞也就是指的是不同的对象得到相同的 hashCode)。 - -我们刚刚也提到了 HashSet,如果 HashSet 在对比的时候,同样的 hashcode 有多个对象,它会使用 equals() 来判断是否真的相同。也就是说 hashcode 只是用来缩小查找成本。 - -## 四 String 和 StringBuffer、StringBuilder 的区别是什么?String 为什么是不可变的? - -**可变性** - -简单的来说:String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串,`private final char value[]`,所以 String 对象是不可变的。而 StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类,在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串`char[]value` 但是没有用 final 关键字修饰,所以这两种对象都是可变的。 - -StringBuilder 与 StringBuffer 的构造方法都是调用父类构造方法也就是 AbstractStringBuilder 实现的,大家可以自行查阅源码。 - -AbstractStringBuilder.java - -```java -abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence { - char[] value; - int count; - AbstractStringBuilder() { - } - AbstractStringBuilder(int capacity) { - value = new char[capacity]; - } -``` - -**线程安全性** - -String 中的对象是不可变的,也就可以理解为常量,线程安全。AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类,定义了一些字符串的基本操作,如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁,所以是非线程安全的。 - -**性能** - -每次对 String 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。 - -**对于三者使用的总结:** - -1. 操作少量的数据: 适用 String -2. 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuilder -3. 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuffer - -#### String 为什么是不可变的吗? - -简单来说就是 String 类利用了 final 修饰的 char 类型数组存储字符,源码如下图所以: - -```java - /** The value is used for character storage. */ - private final char value[]; -``` - -#### String 真的是不可变的吗? - -我觉得如果别人问这个问题的话,回答不可变就可以了。 -下面只是给大家看两个有代表性的例子: - -**1) String 不可变但不代表引用不可以变** - -```java - String str = "Hello"; - str = str + " World"; - System.out.println("str=" + str); -``` - -结果: - -``` -str=Hello World -``` - -解析: - -实际上,原来 String 的内容是不变的,只是 str 由原来指向"Hello"的内存地址转为指向"Hello World"的内存地址而已,也就是说多开辟了一块内存区域给"Hello World"字符串。 - -**2) 通过反射是可以修改所谓的“不可变”对象** - -```java - // 创建字符串"Hello World", 并赋给引用s - String s = "Hello World"; - - System.out.println("s = " + s); // Hello World - - // 获取String类中的value字段 - Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value"); - - // 改变value属性的访问权限 - valueFieldOfString.setAccessible(true); - - // 获取s对象上的value属性的值 - char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s); - - // 改变value所引用的数组中的第5个字符 - value[5] = '_'; - - System.out.println("s = " + s); // Hello_World -``` - -结果: - -``` -s = Hello World -s = Hello_World -``` - -解析: - -用反射可以访问私有成员, 然后反射出 String 对象中的 value 属性, 进而改变通过获得的 value 引用改变数组的结构。但是一般我们不会这么做,这里只是简单提一下有这个东西。 - -## 五 什么是反射机制?反射机制的应用场景有哪些? - -### 5.1 反射机制介绍 - -JAVA 反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性;这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为 java 语言的反射机制。 - -### 5.2 静态编译和动态编译 - -- **静态编译:**在编译时确定类型,绑定对象 -- **动态编译:**运行时确定类型,绑定对象 - -### 5.3 反射机制优缺点 - -- **优点:** 运行期类型的判断,动态加载类,提高代码灵活度。 -- **缺点:** 性能瓶颈:反射相当于一系列解释操作,通知 JVM 要做的事情,性能比直接的 java 代码要慢很多。 - -### 5.4 反射的应用场景 - -**反射是框架设计的灵魂。** - -在我们平时的项目开发过程中,基本上很少会直接使用到反射机制,但这不能说明反射机制没有用,实际上有很多设计、开发都与反射机制有关,例如模块化的开发,通过反射去调用对应的字节码;动态代理设计模式也采用了反射机制,还有我们日常使用的 Spring/Hibernate 等框架也大量使用到了反射机制。 - -举例:① 我们在使用 JDBC 连接数据库时使用 `Class.forName()`通过反射加载数据库的驱动程序;②Spring 框架也用到很多反射机制,最经典的就是 xml 的配置模式。Spring 通过 XML 配置模式装载 Bean 的过程:1) 将程序内所有 XML 或 Properties 配置文件加载入内存中; -2)Java 类里面解析 xml 或 properties 里面的内容,得到对应实体类的字节码字符串以及相关的属性信息; 3)使用反射机制,根据这个字符串获得某个类的 Class 实例; 4)动态配置实例的属性 - -**推荐阅读:** - -- [Reflection:Java 反射机制的应用场景](https://segmentfault.com/a/1190000010162647?utm_source=tuicool&utm_medium=referral "Reflection:Java反射机制的应用场景") -- [Java 基础之—反射(非常重要)](https://blog.csdn.net/sinat_38259539/article/details/71799078 "Java基础之—反射(非常重要)") - -## 六 什么是 JDK?什么是 JRE?什么是 JVM?三者之间的联系与区别 - -### 6.1 JVM - -Java 虚拟机(JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。 - -**什么是字节码?采用字节码的好处是什么?** - -> 在 Java 中,JVM 可以理解的代码就叫做`字节码`(即扩展名为 `.class` 的文件),它不面向任何特定的处理器,只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式,在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题,同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以 Java 程序运行时比较高效,而且,由于字节码并不针对一种特定的机器,因此,Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。 - -**Java 程序从源代码到运行一般有下面 3 步:** - -![Java程序运行过程](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Java%20%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E8%BF%90%E8%A1%8C%E8%BF%87%E7%A8%8B.png) - -我们需要格外注意的是 .class->机器码 这一步。在这一步 JVM 类加载器首先加载字节码文件,然后通过解释器逐行解释执行,这种方式的执行速度会相对比较慢。而且,有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码),所以后面引进了 JIT 编译器,而 JIT 属于运行时编译。当 JIT 编译器完成第一次编译后,其会将字节码对应的机器码保存下来,下次可以直接使用。而我们知道,机器码的运行效率肯定是高于 Java 解释器的。这也解释了我们为什么经常会说 Java 是编译与解释共存的语言。 - -> HotSpot 采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法,根据二八定律,消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码(热点代码),而这也就是 JIT 所需要编译的部分。JVM 会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化,因此执行的次数越多,它的速度就越快。JDK 9 引入了一种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation),它是直接将字节码编译成机器码,这样就避免了 JIT 预热等各方面的开销。JDK 支持分层编译和 AOT 协作使用。但是 ,AOT 编译器的编译质量是肯定比不上 JIT 编译器的。 - -**总结:** - -Java 虚拟机(JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译,随处可以运行”的关键所在。 - -### 6.2 JDK 和 JRE - -JDK 是 Java Development Kit,它是功能齐全的 Java SDK。它拥有 JRE 所拥有的一切,还有编译器(javac)和工具(如 javadoc 和 jdb)。它能够创建和编译程序。 - -JRE 是 Java 运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合,包括 Java 虚拟机(JVM),Java 类库,java 命令和其他的一些基础构件。但是,它不能用于创建新程序。 - -如果你只是为了运行一下 Java 程序的话,那么你只需要安装 JRE 就可以了。如果你需要进行一些 Java 编程方面的工作,那么你就需要安装 JDK 了。但是,这不是绝对的。有时,即使您不打算在计算机上进行任何 Java 开发,仍然需要安装 JDK。例如,如果要使用 JSP 部署 Web 应用程序,那么从技术上讲,您只是在应用程序服务器中运行 Java 程序。那你为什么需要 JDK 呢?因为应用程序服务器会将 JSP 转换为 Java servlet,并且需要使用 JDK 来编译 servlet。 - -## 七 什么是字节码?采用字节码的最大好处是什么? - -**先看下 java 中的编译器和解释器:** - -Java 中引入了虚拟机的概念,即在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟的机器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机,生成虚拟机能够理解的代码,然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在 Java 中,这种供虚拟机理解的代码叫做`字节码`(即扩展名为`.class`的文件),它不面向任何特定的处理器,只面向虚拟机。每一种平台的解释器是不同的,但是实现的虚拟机是相同的。Java 源程序经过编译器编译后变成字节码,字节码由虚拟机解释执行,虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器,解释器将其翻译成特定机器上的机器码,然后在特定的机器上运行。这也就是解释了 Java 的编译与解释并存的特点。 - -Java 源代码---->编译器---->jvm 可执行的 Java 字节码(即虚拟指令)---->jvm---->jvm 中解释器----->机器可执行的二进制机器码---->程序运行。 - -**采用字节码的好处:** - -Java 语言通过字节码的方式,在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题,同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以 Java 程序运行时比较高效,而且,由于字节码并不专对一种特定的机器,因此,Java 程序无须重新编译便可在多种不同的计算机上运行。 - -## 八 接口和抽象类的区别是什么? - -1. 接口的方法默认是 public,所有方法在接口中不能有实现,抽象类可以有非抽象的方法 -2. 接口中的实例变量默认是 final 类型的,而抽象类中则不一定 -3. 一个类可以实现多个接口,但最多只能实现一个抽象类 -4. 一个类实现接口的话要实现接口的所有方法,而抽象类不一定 -5. 接口不能用 new 实例化,但可以声明,但是必须引用一个实现该接口的对象 从设计层面来说,抽象是对类的抽象,是一种模板设计,接口是行为的抽象,是一种行为的规范。 - -注意:Java8 后接口可以有默认实现( default )。 - -## 九 重载和重写的区别 - -### 重载 - -发生在同一个类中,方法名必须相同,参数类型不同、个数不同、顺序不同,方法返回值和访问修饰符可以不同。 - -下面是《Java 核心技术》对重载这个概念的介绍: - -![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/bg/desktopjava核心技术-重载.jpg) - -### 重写 - -重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写,发生在子类中,方法名、参数列表必须相同,返回值范围小于等于父类,抛出的异常范围小于等于父类,访问修饰符范围大于等于父类。另外,如果父类方法访问修饰符为 private 则子类就不能重写该方法。**也就是说方法提供的行为改变,而方法的外貌并没有改变。** - -## 十. Java 面向对象编程三大特性: 封装 继承 多态 - -### 封装 - -封装把一个对象的属性私有化,同时提供一些可以被外界访问的属性的方法,如果属性不想被外界访问,我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没有提供给外界访问的方法,那么这个类也没有什么意义了。 - -### 继承 - -继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术,新类的定义可以增加新的数据或新的功能,也可以用父类的功能,但不能选择性地继承父类。通过使用继承我们能够非常方便地复用以前的代码。 - -**关于继承如下 3 点请记住:** - -1. 子类拥有父类对象所有的属性和方法(包括私有属性和私有方法),但是父类中的私有属性和方法子类是无法访问,**只是拥有**。 -2. 子类可以拥有自己属性和方法,即子类可以对父类进行扩展。 -3. 子类可以用自己的方式实现父类的方法。(以后介绍)。 - -### 多态 - -所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定,即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。 - -在 Java 中有两种形式可以实现多态:继承(多个子类对同一方法的重写)和接口(实现接口并覆盖接口中同一方法)。 - -## 十一. 什么是线程和进程? - -### 11.1 何为进程? - -进程是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位,因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建,运行到消亡的过程。 - -在 Java 中,当我们启动 main 函数时其实就是启动了一个 JVM 的进程,而 main 函数所在的线程就是这个进程中的一个线程,也称主线程。 - -如下图所示,在 windows 中通过查看任务管理器的方式,我们就可以清楚看到 window 当前运行的进程(.exe 文件的运行)。 - -![进程示例图片-Windows](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/进程示例图片-Windows.png) - -### 11.2 何为线程? - -线程与进程相似,但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享进程的**堆**和**方法区**资源,但每个线程有自己的**程序计数器**、**虚拟机栈**和**本地方法栈**,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。 - -Java 程序天生就是多线程程序,我们可以通过 JMX 来看一下一个普通的 Java 程序有哪些线程,代码如下。 - -```java -public class MultiThread { - public static void main(String[] args) { - // 获取 Java 线程管理 MXBean - ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean(); - // 不需要获取同步的 monitor 和 synchronizer 信息,仅获取线程和线程堆栈信息 - ThreadInfo[] threadInfos = threadMXBean.dumpAllThreads(false, false); - // 遍历线程信息,仅打印线程 ID 和线程名称信息 - for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) { - System.out.println("[" + threadInfo.getThreadId() + "] " + threadInfo.getThreadName()); - } - } -} -``` - -上述程序输出如下(输出内容可能不同,不用太纠结下面每个线程的作用,只用知道 main 线程执行 main 方法即可): - -``` -[5] Attach Listener //添加事件 -[4] Signal Dispatcher // 分发处理给 JVM 信号的线程 -[3] Finalizer //调用对象 finalize 方法的线程 -[2] Reference Handler //清除 reference 线程 -[1] main //main 线程,程序入口 -``` - -从上面的输出内容可以看出:**一个 Java 程序的运行是 main 线程和多个其他线程同时运行**。 - -## 十二. 请简要描述线程与进程的关系,区别及优缺点? - -**从 JVM 角度说进程和线程之间的关系** - -### 12.1 图解进程和线程的关系 - -下图是 Java 内存区域,通过下图我们从 JVM 的角度来说一下线程和进程之间的关系。如果你对 Java 内存区域 (运行时数据区) 这部分知识不太了解的话可以阅读一下这篇文章:[《可能是把 Java 内存区域讲的最清楚的一篇文章》](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/3965c02cc0f294b0bd3580df4868d5e396959e2e/Java%E7%9B%B8%E5%85%B3/%E5%8F%AF%E8%83%BD%E6%98%AF%E6%8A%8AJava%E5%86%85%E5%AD%98%E5%8C%BA%E5%9F%9F%E8%AE%B2%E7%9A%84%E6%9C%80%E6%B8%85%E6%A5%9A%E7%9A%84%E4%B8%80%E7%AF%87%E6%96%87%E7%AB%A0.md "《可能是把 Java 内存区域讲的最清楚的一篇文章》") - -

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- -从上图可以看出:一个进程中可以有多个线程,多个线程共享进程的**堆**和**方法区 (JDK1.8 之后的元空间)**资源,但是每个线程有自己的**程序计数器**、**虚拟机栈** 和 **本地方法栈**。 - -**总结:** 线程 是 进程 划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的,而各线程则不一定,因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。线程执行开销小,但不利于资源的管理和保护;而进程正相反 - -下面是该知识点的扩展内容! - -下面来思考这样一个问题:为什么**程序计数器**、**虚拟机栈**和**本地方法栈**是线程私有的呢?为什么堆和方法区是线程共享的呢? - -### 12.2 程序计数器为什么是私有的? - -程序计数器主要有下面两个作用: - -1. 字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令,从而实现代码的流程控制,如:顺序执行、选择、循环、异常处理。 -2. 在多线程的情况下,程序计数器用于记录当前线程执行的位置,从而当线程被切换回来的时候能够知道该线程上次运行到哪儿了。 - -需要注意的是,如果执行的是 native 方法,那么程序计数器记录的是 undefined 地址,只有执行的是 Java 代码时程序计数器记录的才是下一条指令的地址。 - -所以,程序计数器私有主要是为了**线程切换后能恢复到正确的执行位置**。 - -### 12.3 虚拟机栈和本地方法栈为什么是私有的? - -- **虚拟机栈:** 每个 Java 方法在执行的同时会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、常量池引用等信息。从方法调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在 Java 虚拟机栈中入栈和出栈的过程。 -- **本地方法栈:** 和虚拟机栈所发挥的作用非常相似,区别是: **虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法 (也就是字节码)服务,而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。** 在 HotSpot 虚拟机中和 Java 虚拟机栈合二为一。 - -所以,为了**保证线程中的局部变量不被别的线程访问到**,虚拟机栈和本地方法栈是线程私有的。 - -### 12.4 一句话简单了解堆和方法区 - -堆和方法区是所有线程共享的资源,其中堆是进程中最大的一块内存,主要用于存放新创建的对象 (所有对象都在这里分配内存),方法区主要用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。 - -## 十三. 说说并发与并行的区别? - -- **并发:** 同一时间段,多个任务都在执行 (单位时间内不一定同时执行); -- **并行:** 单位时间内,多个任务同时执行。 - -## 十四. 什么是上下文切换? - -多线程编程中一般线程的个数都大于 CPU 核心的个数,而一个 CPU 核心在任意时刻只能被一个线程使用,为了让这些线程都能得到有效执行,CPU 采取的策略是为每个线程分配时间片并轮转的形式。当一个线程的时间片用完的时候就会重新处于就绪状态让给其他线程使用,这个过程就属于一次上下文切换。 - -概括来说就是:当前任务在执行完 CPU 时间片切换到另一个任务之前会先保存自己的状态,以便下次再切换回这个任务时,可以再加载这个任务的状态。**任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换**。 - -上下文切换通常是计算密集型的。也就是说,它需要相当可观的处理器时间,在每秒几十上百次的切换中,每次切换都需要纳秒量级的时间。所以,上下文切换对系统来说意味着消耗大量的 CPU 时间,事实上,可能是操作系统中时间消耗最大的操作。 - -Linux 相比与其他操作系统(包括其他类 Unix 系统)有很多的优点,其中有一项就是,其上下文切换和模式切换的时间消耗非常少。 - -## 十五. 什么是线程死锁?如何避免死锁? - -### 15.1. 认识线程死锁 - -多个线程同时被阻塞,它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞,因此程序不可能正常终止。 - -如下图所示,线程 A 持有资源 2,线程 B 持有资源 1,他们同时都想申请对方的资源,所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态。 - -![线程死锁示意图 ](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-4/2019-4%E6%AD%BB%E9%94%811.png) - -下面通过一个例子来说明线程死锁,代码模拟了上图的死锁的情况 (代码来源于《并发编程之美》): - -```java -public class DeadLockDemo { - private static Object resource1 = new Object();//资源 1 - private static Object resource2 = new Object();//资源 2 - - public static void main(String[] args) { - new Thread(() -> { - synchronized (resource1) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1"); - try { - Thread.sleep(1000); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2"); - synchronized (resource2) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2"); - } - } - }, "线程 1").start(); - - new Thread(() -> { - synchronized (resource2) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2"); - try { - Thread.sleep(1000); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1"); - synchronized (resource1) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1"); - } - } - }, "线程 2").start(); - } -} -``` - -Output - -``` -Thread[线程 1,5,main]get resource1 -Thread[线程 2,5,main]get resource2 -Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2 -Thread[线程 2,5,main]waiting get resource1 -``` - -线程 A 通过 synchronized (resource1) 获得 resource1 的监视器锁,然后通过`Thread.sleep(1000);`让线程 A 休眠 1s 为的是让线程 B 得到执行然后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束了都开始企图请求获取对方的资源,然后这两个线程就会陷入互相等待的状态,这也就产生了死锁。上面的例子符合产生死锁的四个必要条件。 - -学过操作系统的朋友都知道产生死锁必须具备以下四个条件: - -1. 互斥条件:该资源任意一个时刻只由一个线程占用。 -2. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。 -3. 不剥夺条件:线程已获得的资源在末使用完之前不能被其他线程强行剥夺,只有自己使用完毕后才释放资源。 -4. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。 - -### 15.2 如何避免线程死锁? - -我们只要破坏产生死锁的四个条件中的其中一个就可以了。 - -**破坏互斥条件** - -这个条件我们没有办法破坏,因为我们用锁本来就是想让他们互斥的(临界资源需要互斥访问)。 - -**破坏请求与保持条件** - -一次性申请所有的资源。 - -**破坏不剥夺条件** - -占用部分资源的线程进一步申请其他资源时,如果申请不到,可以主动释放它占有的资源。 - -**破坏循环等待条件** - -靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源,释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。 - -我们对线程 2 的代码修改成下面这样就不会产生死锁了。 - -```java - new Thread(() -> { - synchronized (resource1) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1"); - try { - Thread.sleep(1000); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2"); - synchronized (resource2) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2"); - } - } - }, "线程 2").start(); -``` - -Output - -``` -Thread[线程 1,5,main]get resource1 -Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2 -Thread[线程 1,5,main]get resource2 -Thread[线程 2,5,main]get resource1 -Thread[线程 2,5,main]waiting get resource2 -Thread[线程 2,5,main]get resource2 - -Process finished with exit code 0 -``` - -我们分析一下上面的代码为什么避免了死锁的发生? - -线程 1 首先获得到 resource1 的监视器锁,这时候线程 2 就获取不到了。然后线程 1 再去获取 resource2 的监视器锁,可以获取到。然后线程 1 释放了对 resource1、resource2 的监视器锁的占用,线程 2 获取到就可以执行了。这样就破坏了破坏循环等待条件,因此避免了死锁。 - -## 十六. 说说 sleep() 方法和 wait() 方法区别和共同点? - -- 两者最主要的区别在于:**sleep 方法没有释放锁,而 wait 方法释放了锁** 。 -- 两者都可以暂停线程的执行。 -- Wait 通常被用于线程间交互/通信,sleep 通常被用于暂停执行。 -- wait() 方法被调用后,线程不会自动苏醒,需要别的线程调用同一个对象上的 notify() 或者 notifyAll() 方法。sleep() 方法执行完成后,线程会自动苏醒。或者可以使用 wait(long timeout)超时后线程会自动苏醒。 - -## 十七. 为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法,为什么我们不能直接调用 run() 方法? - -这是另一个非常经典的 java 多线程面试问题,而且在面试中会经常被问到。很简单,但是很多人都会答不上来! - -new 一个 Thread,线程进入了新建状态;调用 start() 方法,会启动一个线程并使线程进入了就绪状态,当分配到时间片后就可以开始运行了。 start() 会执行线程的相应准备工作,然后自动执行 run() 方法的内容,这是真正的多线程工作。 而直接执行 run() 方法,会把 run 方法当成一个 main 线程下的普通方法去执行,并不会在某个线程中执行它,所以这并不是多线程工作。 - -**总结: 调用 start 方法方可启动线程并使线程进入就绪状态,而 run 方法只是 thread 的一个普通方法调用,还是在主线程里执行。** - -## 参考 - -- [https://blog.csdn.net/zhzhao999/article/details/53449504](https://blog.csdn.net/zhzhao999/article/details/53449504 "https://blog.csdn.net/zhzhao999/article/details/53449504") -- [https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3324958.html](https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3324958.html "https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3324958.html") -- [https://www.cnblogs.com/Eason-S/p/5524837.html](https://www.cnblogs.com/Eason-S/p/5524837.html "https://www.cnblogs.com/Eason-S/p/5524837.html") diff --git a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/程序员的简历之道.md b/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/程序员的简历之道.md deleted file mode 100644 index 7feead7d..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/程序员的简历之道.md +++ /dev/null @@ -1,121 +0,0 @@ - - -- [程序员简历就该这样写](#程序员简历就该这样写) - - [为什么说简历很重要?](#为什么说简历很重要) - - [先从面试前来说](#先从面试前来说) - - [再从面试中来说](#再从面试中来说) - - [下面这几点你必须知道](#下面这几点你必须知道) - - [必须了解的两大法则](#必须了解的两大法则) - - [STAR法则(Situation Task Action Result)](#star法则situation-task-action-result) - - [FAB 法则(Feature Advantage Benefit)](#fab-法则feature-advantage-benefit) - - [项目经历怎么写?](#项目经历怎么写) - - [专业技能该怎么写?](#专业技能该怎么写) - - [排版注意事项](#排版注意事项) - - [其他的一些小tips](#其他的一些小tips) - - [推荐的工具/网站](#推荐的工具网站) - - - -# 程序员简历就该这样写 - -本篇文章除了教大家用Markdown如何写一份程序员专属的简历,后面还会给大家推荐一些不错的用来写Markdown简历的软件或者网站,以及如何优雅的将Markdown格式转变为PDF格式或者其他格式。 - -推荐大家使用Markdown语法写简历,然后再将Markdown格式转换为PDF格式后进行简历投递。 - -如果你对Markdown语法不太了解的话,可以花半个小时简单看一下Markdown语法说明: http://www.markdown.cn 。 - -## 为什么说简历很重要? - -一份好的简历可以在整个申请面试以及面试过程中起到非常好的作用。 在不夸大自己能力的情况下,写出一份好的简历也是一项很棒的能力。为什么说简历很重要呢? - -### 先从面试前来说 - -- 假如你是网申,你的简历必然会经过HR的筛选,一张简历HR可能也就花费10秒钟看一下,然后HR就会决定你这一关是Fail还是Pass。 -- 假如你是内推,如果你的简历没有什么优势的话,就算是内推你的人再用心,也无能为力。 - -另外,就算你通过了筛选,后面的面试中,面试官也会根据你的简历来判断你究竟是否值得他花费很多时间去面试。 - -所以,简历就像是我们的一个门面一样,它在很大程度上决定了你能否进入到下一轮的面试中。 - -### 再从面试中来说 - -我发现大家比较喜欢看面经 ,这点无可厚非,但是大部分面经都没告诉你很多问题都是在特定条件下才问的。举个简单的例子:一般情况下你的简历上注明你会的东西才会被问到(Java、数据结构、网络、算法这些基础是每个人必问的),比如写了你会 redis,那面试官就很大概率会问你 redis 的一些问题。比如:redis的常见数据类型及应用场景、redis是单线程为什么还这么快、 redis 和 memcached 的区别、redis 内存淘汰机制等等。 - -所以,首先,你要明确的一点是:**你不会的东西就不要写在简历上**。另外,**你要考虑你该如何才能让你的亮点在简历中凸显出来**,比如:你在某某项目做了什么事情解决了什么问题(只要有项目就一定有要解决的问题)、你的某一个项目里使用了什么技术后整体性能和并发量提升了很多等等。 - -面试和工作是两回事,聪明的人会把面试官往自己擅长的领域领,其他人则被面试官牵着鼻子走。虽说面试和工作是两回事,但是你要想要获得自己满意的 offer ,你自身的实力必须要强。 - -## 下面这几点你必须知道 - -1. 大部分公司的HR都说我们不看重学历(骗你的!),但是如果你的学校不出众的话,很难在一堆简历中脱颖而出,除非你的简历上有特别的亮点,比如:某某大厂的实习经历、获得了某某大赛的奖等等。 -2. **大部分应届生找工作的硬伤是没有工作经验或实习经历,所以如果你是应届生就不要错过秋招和春招。一旦错过,你后面就极大可能会面临社招,这个时候没有工作经验的你可能就会面临各种碰壁,导致找不到一个好的工作** -3. **写在简历上的东西一定要慎重,这是面试官大量提问的地方;** -4. **将自己的项目经历完美的展示出来非常重要。** - -## 必须了解的两大法则 - -### STAR法则(Situation Task Action Result) - -- **Situation:** 事情是在什么情况下发生; -- **Task::** 你是如何明确你的任务的; -- **Action:** 针对这样的情况分析,你采用了什么行动方式; -- **Result:** 结果怎样,在这样的情况下你学习到了什么。 - -简而言之,STAR法则,就是一种讲述自己故事的方式,或者说,是一个清晰、条理的作文模板。不管是什么,合理熟练运用此法则,可以轻松的对面试官描述事物的逻辑方式,表现出自己分析阐述问题的清晰性、条理性和逻辑性。 - -### FAB 法则(Feature Advantage Benefit) - -- **Feature:** 是什么; -- **Advantage:** 比别人好在哪些地方; -- **Benefit:** 如果雇佣你,招聘方会得到什么好处。 - -简单来说,这个法则主要是让你的面试官知道你的优势、招了你之后对公司有什么帮助。 - -## 项目经历怎么写? - -简历上有一两个项目经历很正常,但是真正能把项目经历很好的展示给面试官的非常少。对于项目经历大家可以考虑从如下几点来写: - -1. 对项目整体设计的一个感受 -2. 在这个项目中你负责了什么、做了什么、担任了什么角色 -3. 从这个项目中你学会了那些东西,使用到了那些技术,学会了那些新技术的使用 -4. 另外项目描述中,最好可以体现自己的综合素质,比如你是如何协调项目组成员协同开发的或者在遇到某一个棘手的问题的时候你是如何解决的又或者说你在这个项目用了什么技术实现了什么功能比如:用redis做缓存提高访问速度和并发量、使用消息队列削峰和降流等等。 - -## 专业技能该怎么写? - -先问一下你自己会什么,然后看看你意向的公司需要什么。一般HR可能并不太懂技术,所以他在筛选简历的时候可能就盯着你专业技能的关键词来看。对于公司有要求而你不会的技能,你可以花几天时间学习一下,然后在简历上可以写上自己了解这个技能。比如你可以这样写(下面这部分内容摘自我的简历,大家可以根据自己的情况做一些修改和完善): - -- 计算机网络、数据结构、算法、操作系统等课内基础知识:掌握 -- Java 基础知识:掌握 -- JVM 虚拟机(Java内存区域、虚拟机垃圾算法、虚拟垃圾收集器、JVM内存管理):掌握 -- 高并发、高可用、高性能系统开发:掌握 -- Struts2、Spring、Hibernate、Ajax、Mybatis、JQuery :掌握 -- SSH 整合、SSM 整合、 SOA 架构:掌握 -- Dubbo: 掌握 -- Zookeeper: 掌握 -- 常见消息队列: 掌握 -- Linux:掌握 -- MySQL常见优化手段:掌握 -- Spring Boot +Spring Cloud +Docker:了解 -- Hadoop 生态相关技术中的 HDFS、Storm、MapReduce、Hive、Hbase :了解 -- Python 基础、一些常见第三方库比如OpenCV、wxpy、wordcloud、matplotlib:熟悉 - -## 排版注意事项 - -1. 尽量简洁,不要太花里胡哨; -2. 一些技术名词不要弄错了大小写比如MySQL不要写成mysql,Java不要写成java。这个在我看来还是比较忌讳的,所以一定要注意这个细节; -3. 中文和数字英文之间加上空格的话看起来会舒服一点; - -## 其他的一些小tips - -1. 尽量避免主观表述,少一点语义模糊的形容词,尽量要简洁明了,逻辑结构清晰。 -2. 如果自己有博客或者个人技术栈点的话,写上去会为你加分很多。 -3. 如果自己的Github比较活跃的话,写上去也会为你加分很多。 -4. 注意简历真实性,一定不要写自己不会的东西,或者带有欺骗性的内容 -5. 项目经历建议以时间倒序排序,另外项目经历不在于多,而在于有亮点。 -6. 如果内容过多的话,不需要非把内容压缩到一页,保持排版干净整洁就可以了。 -7. 简历最后最好能加上:“感谢您花时间阅读我的简历,期待能有机会和您共事。”这句话,显的你会很有礼貌。 - -## 推荐的工具/网站 - -- 冷熊简历(MarkDown在线简历工具,可在线预览、编辑和生成PDF): -- Typora+[Java程序员简历模板](https://github.com/geekcompany/ResumeSample/blob/master/java.md) diff --git a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/美团面试常见问题总结.md b/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/美团面试常见问题总结.md deleted file mode 100644 index fcbc75dd..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/美团面试常见问题总结.md +++ /dev/null @@ -1,925 +0,0 @@ - - -- [一 基础篇](#一-基础篇) - - [1. `System.out.println(3|9)`输出什么?](#1-systemoutprintln39输出什么) - - [2. 说一下转发(Forward)和重定向(Redirect)的区别](#2-说一下转发forward和重定向redirect的区别) - - [3. 在浏览器中输入 url 地址到显示主页的过程,整个过程会使用哪些协议](#3-在浏览器中输入-url-地址到显示主页的过程整个过程会使用哪些协议) - - [4. TCP 三次握手和四次挥手](#4-tcp-三次握手和四次挥手) - - [为什么要三次握手](#为什么要三次握手) - - [为什么要传回 SYN](#为什么要传回-syn) - - [传了 SYN,为啥还要传 ACK](#传了-syn为啥还要传-ack) - - [为什么要四次挥手](#为什么要四次挥手) - - [5. IP 地址与 MAC 地址的区别](#5-ip-地址与-mac-地址的区别) - - [6. HTTP 请求,响应报文格式](#6-http-请求响应报文格式) - - [7. 为什么要使用索引?索引这么多优点,为什么不对表中的每一个列创建一个索引呢?索引是如何提高查询速度的?说一下使用索引的注意事项?Mysql 索引主要使用的两种数据结构?什么是覆盖索引?](#7-为什么要使用索引索引这么多优点为什么不对表中的每一个列创建一个索引呢索引是如何提高查询速度的说一下使用索引的注意事项mysql-索引主要使用的两种数据结构什么是覆盖索引) - - [8. 进程与线程的区别是什么?进程间的几种通信方式说一下?线程间的几种通信方式知道不?](#8-进程与线程的区别是什么进程间的几种通信方式说一下线程间的几种通信方式知道不) - - [9. 为什么要用单例模式?手写几种线程安全的单例模式?](#9-为什么要用单例模式手写几种线程安全的单例模式) - - [10. 简单介绍一下 bean;知道 Spring 的 bean 的作用域与生命周期吗?](#10-简单介绍一下-bean知道-spring-的-bean-的作用域与生命周期吗) - - [11. Spring 中的事务传播行为了解吗?TransactionDefinition 接口中哪五个表示隔离级别的常量?](#11-spring-中的事务传播行为了解吗transactiondefinition-接口中哪五个表示隔离级别的常量) - - [事务传播行为](#事务传播行为) - - [隔离级别](#隔离级别) - - [12. SpringMVC 原理了解吗?](#12-springmvc-原理了解吗) - - [13. Spring AOP IOC 实现原理](#13-spring-aop-ioc-实现原理) -- [二 进阶篇](#二-进阶篇) - - [1 消息队列 MQ 的套路](#1-消息队列-mq-的套路) - - [1.1 介绍一下消息队列 MQ 的应用场景/使用消息队列的好处](#11-介绍一下消息队列-mq-的应用场景使用消息队列的好处) - - [1)通过异步处理提高系统性能](#1通过异步处理提高系统性能) - - [2)降低系统耦合性](#2降低系统耦合性) - - [1.2 那么使用消息队列会带来什么问题?考虑过这些问题吗?](#12-那么使用消息队列会带来什么问题考虑过这些问题吗) - - [1.3 介绍一下你知道哪几种消息队列,该如何选择呢?](#13-介绍一下你知道哪几种消息队列该如何选择呢) - - [1.4 关于消息队列其他一些常见的问题展望](#14-关于消息队列其他一些常见的问题展望) - - [2 谈谈 InnoDB 和 MyIsam 两者的区别](#2-谈谈-innodb-和-myisam-两者的区别) - - [2.1 两者的对比](#21-两者的对比) - - [2.2 关于两者的总结](#22-关于两者的总结) - - [3 聊聊 Java 中的集合吧!](#3-聊聊-java-中的集合吧) - - [3.1 Arraylist 与 LinkedList 有什么不同?(注意加上从数据结构分析的内容)](#31-arraylist-与-linkedlist-有什么不同注意加上从数据结构分析的内容) - - [3.2 HashMap 的底层实现](#32-hashmap-的底层实现) - - [1)JDK1.8 之前](#1jdk18-之前) - - [2)JDK1.8 之后](#2jdk18-之后) - - [3.3 既然谈到了红黑树,你给我手绘一个出来吧,然后简单讲一下自己对于红黑树的理解](#33-既然谈到了红黑树你给我手绘一个出来吧然后简单讲一下自己对于红黑树的理解) - - [3.4 红黑树这么优秀,为何不直接使用红黑树得了?](#34-红黑树这么优秀为何不直接使用红黑树得了) - - [3.5 HashMap 和 Hashtable 的区别/HashSet 和 HashMap 区别](#35-hashmap-和-hashtable-的区别hashset-和-hashmap-区别) -- [三 终结篇](#三-终结篇) - - [1. Object 类有哪些方法?](#1-object-类有哪些方法) - - [1.1 Object 类的常见方法总结](#11-object-类的常见方法总结) - - [1.2 hashCode 与 equals](#12-hashcode-与-equals) - - [1.2.1 hashCode()介绍](#121-hashcode介绍) - - [1.2.2 为什么要有 hashCode](#122-为什么要有-hashcode) - - [1.2.3 hashCode()与 equals()的相关规定](#123-hashcode与-equals的相关规定) - - [1.2.4 为什么两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的?](#124-为什么两个对象有相同的-hashcode-值它们也不一定是相等的) - - [1.3 ==与 equals](#13-与-equals) - - [2 ConcurrentHashMap 相关问题](#2-concurrenthashmap-相关问题) - - [2.1 ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别](#21-concurrenthashmap-和-hashtable-的区别) - - [2.2 ConcurrentHashMap 线程安全的具体实现方式/底层具体实现](#22-concurrenthashmap-线程安全的具体实现方式底层具体实现) - - [JDK1.7(上面有示意图)](#jdk17上面有示意图) - - [JDK1.8(上面有示意图)](#jdk18上面有示意图) - - [3 谈谈 synchronized 和 ReentrantLock 的区别](#3-谈谈-synchronized-和-reentrantlock-的区别) - - [4 线程池了解吗?](#4-线程池了解吗) - - [4.1 为什么要用线程池?](#41-为什么要用线程池) - - [4.2 Java 提供了哪几种线程池?他们各自的使用场景是什么?](#42-java-提供了哪几种线程池他们各自的使用场景是什么) - - [Java 主要提供了下面 4 种线程池](#java-主要提供了下面-4-种线程池) - - [各种线程池的适用场景介绍](#各种线程池的适用场景介绍) - - [4.3 创建的线程池的方式](#43-创建的线程池的方式) - - [5 Nginx](#5-nginx) - - [5.1 简单介绍一下 Nginx](#51-简单介绍一下-nginx) - - [反向代理](#反向代理) - - [负载均衡](#负载均衡) - - [动静分离](#动静分离) - - [5.2 为什么要用 Nginx?](#52-为什么要用-nginx) - - [5.3 Nginx 的四个主要组成部分了解吗?](#53-nginx-的四个主要组成部分了解吗) - - - -这些问题是 2018 年去美团面试的同学被问到的一些常见的问题,希望对你有帮助! - -# 一 基础篇 - -## 1. `System.out.println(3|9)`输出什么? - -正确答案:11。 - -**考察知识点:&和&&;|和||** - -**&和&&:** - -共同点:两者都可做逻辑运算符。它们都表示运算符的两边都是 true 时,结果为 true; - -不同点: &也是位运算符。& 表示在运算时两边都会计算,然后再判断;&&表示先运算符号左边的东西,然后判断是否为 true,是 true 就继续运算右边的然后判断并输出,是 false 就停下来直接输出不会再运行后面的东西。 - -**|和||:** - -共同点:两者都可做逻辑运算符。它们都表示运算符的两边任意一边为 true,结果为 true,两边都不是 true,结果就为 false; - -不同点:|也是位运算符。| 表示两边都会运算,然后再判断结果;|| 表示先运算符号左边的东西,然后判断是否为 true,是 true 就停下来直接输出不会再运行后面的东西,是 false 就继续运算右边的然后判断并输出。 - -**回到本题:** - -3 | 9=0011(二进制) | 1001(二进制)=1011(二进制)=11(十进制) - -## 2. 说一下转发(Forward)和重定向(Redirect)的区别 - -**转发是服务器行为,重定向是客户端行为。** - -**转发(Forword)** 通过 RequestDispatcher 对象的`forward(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response)`方法实现的。`RequestDispatcher` 可以通过`HttpServletRequest` 的 `getRequestDispatcher()`方法获得。例如下面的代码就是跳转到 login_success.jsp 页面。 - -```java -request.getRequestDispatcher("login_success.jsp").forward(request, response); -``` - -**重定向(Redirect)** 是利用服务器返回的状态码来实现的。客户端浏览器请求服务器的时候,服务器会返回一个状态码。服务器通过 HttpServletRequestResponse 的 setStatus(int status)方法设置状态码。如果服务器返回 301 或者 302,则浏览器会到新的网址重新请求该资源。 - -1. **从地址栏显示来说**:forward 是服务器请求资源,服务器直接访问目标地址的 URL,把那个 URL 的响应内容读取过来,然后把这些内容再发给浏览器。浏览器根本不知道服务器发送的内容从哪里来的,所以它的地址栏还是原来的地址。redirect 是服务端根据逻辑,发送一个状态码,告诉浏览器重新去请求那个地址。所以地址栏显示的是新的 URL。 -2. **从数据共享来说**:forward:转发页面和转发到的页面可以共享 request 里面的数据。redirect:不能共享数据。 -3. **从运用地方来说**:forward:一般用于用户登陆的时候,根据角色转发到相应的模块。redirect:一般用于用户注销登陆时返回主页面和跳转到其它的网站等。 -4. **从效率来说**:forward:高。redirect:低。 - -## 3. 在浏览器中输入 url 地址到显示主页的过程,整个过程会使用哪些协议 - -图片来源:《图解 HTTP》: - -![各种网络请求用到的协议](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/各种网络请求用到的协议.jpg) - -总体来说分为以下几个过程: - -1. DNS 解析 -2. TCP 连接 -3. 发送 HTTP 请求 -4. 服务器处理请求并返回 HTTP 报文 -5. 浏览器解析渲染页面 -6. 连接结束 - -具体可以参考下面这篇文章: - -- [https://segmentfault.com/a/1190000006879700](https://segmentfault.com/a/1190000006879700 "https://segmentfault.com/a/1190000006879700") - -> 修正 [issue-568](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/568 "issue-568"):上图中 IP 数据包在路由器之间使用的协议为 OPSF 协议错误,应该为 OSPF 协议 。 -> -> IP 数据包在路由器之间传播大致分为 IGP 和 BGP 协议,而 IGP 目前主流为 OSPF 协议,思科,华为和 H3C 等主流厂商都有各自实现并使用;BGP 协议为不同 AS(自治系统号)间路由传输,也分为 I-BGP 和 E-BGP,详细资料请查看《TCP/IP 卷一》 - -## 4. TCP 三次握手和四次挥手 - -为了准确无误地把数据送达目标处,TCP 协议采用了三次握手策略。 - -**漫画图解:** - -图片来源:《图解 HTTP》 - - -**简单示意图:** - - -- 客户端–发送带有 SYN 标志的数据包–一次握手–服务端 -- 服务端–发送带有 SYN/ACK 标志的数据包–二次握手–客户端 -- 客户端–发送带有带有 ACK 标志的数据包–三次握手–服务端 - -#### 为什么要三次握手 - -**三次握手的目的是建立可靠的通信信道,说到通讯,简单来说就是数据的发送与接收,而三次握手最主要的目的就是双方确认自己与对方的发送与接收是正常的。** - -第一次握手:Client 什么都不能确认;Server 确认了对方发送正常,自己接收正常。 - -第二次握手:Client 确认了:自己发送、接收正常,对方发送、接收正常;Server 确认了:自己接收正常,对方发送正常 - -第三次握手:Client 确认了:自己发送、接收正常,对方发送、接收正常;Server 确认了:自己发送、接收正常,对方发送、接收正常 - -所以三次握手就能确认双发收发功能都正常,缺一不可。 - -#### 为什么要传回 SYN - -接收端传回发送端所发送的 SYN 是为了告诉发送端,我接收到的信息确实就是你所发送的信号了。 - -> SYN 是 TCP/IP 建立连接时使用的握手信号。在客户机和服务器之间建立正常的 TCP 网络连接时,客户机首先发出一个 SYN 消息,服务器使用 SYN-ACK 应答表示接收到了这个消息,最后客户机再以 ACK(Acknowledgement[汉译:确认字符 ,在数据通信传输中,接收站发给发送站的一种传输控制字符。它表示确认发来的数据已经接受无误。 ])消息响应。这样在客户机和服务器之间才能建立起可靠的 TCP 连接,数据才可以在客户机和服务器之间传递。 - -#### 传了 SYN,为啥还要传 ACK - -双方通信无误必须是两者互相发送信息都无误。传了 SYN,证明发送方(主动关闭方)到接收方(被动关闭方)的通道没有问题,但是接收方到发送方的通道还需要 ACK 信号来进行验证。 - -断开一个 TCP 连接则需要“四次挥手”: - -- 客户端-发送一个 FIN,用来关闭客户端到服务器的数据传送 -- 服务器-收到这个 FIN,它发回一 个 ACK,确认序号为收到的序号加 1 。和 SYN 一样,一个 FIN 将占用一个序号 -- 服务器-关闭与客户端的连接,发送一个 FIN 给客户端 -- 客户端-发回 ACK 报文确认,并将确认序号设置为收到序号加 1 - -#### 为什么要四次挥手 - -任何一方都可以在数据传送结束后发出连接释放的通知,待对方确认后进入半关闭状态。当另一方也没有数据再发送的时候,则发出连接释放通知,对方确认后就完全关闭了 TCP 连接。 - -举个例子:A 和 B 打电话,通话即将结束后,A 说“我没啥要说的了”,B 回答“我知道了”,但是 B 可能还会有要说的话,A 不能要求 B 跟着自己的节奏结束通话,于是 B 可能又巴拉巴拉说了一通,最后 B 说“我说完了”,A 回答“知道了”,这样通话才算结束。 - -上面讲的比较概括,推荐一篇讲的比较细致的文章:[https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891](https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891 "https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891") - -## 5. IP 地址与 MAC 地址的区别 - -参考:[https://blog.csdn.net/guoweimelon/article/details/50858597](https://blog.csdn.net/guoweimelon/article/details/50858597 "https://blog.csdn.net/guoweimelon/article/details/50858597") - -IP 地址是指互联网协议地址(Internet Protocol Address)IP Address 的缩写。IP 地址是 IP 协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。 - -MAC 地址又称为物理地址、硬件地址,用来定义网络设备的位置。网卡的物理地址通常是由网卡生产厂家写入网卡的,具有全球唯一性。MAC 地址用于在网络中唯一标示一个网卡,一台电脑会有一或多个网卡,每个网卡都需要有一个唯一的 MAC 地址。 - -## 6. HTTP 请求,响应报文格式 - -HTTP 请求报文主要由请求行、请求头部、请求正文 3 部分组成 - -HTTP 响应报文主要由状态行、响应头部、响应正文 3 部分组成 - -详细内容可以参考:[https://blog.csdn.net/a19881029/article/details/14002273](https://blog.csdn.net/a19881029/article/details/14002273 "https://blog.csdn.net/a19881029/article/details/14002273") - -## 7. 为什么要使用索引?索引这么多优点,为什么不对表中的每一个列创建一个索引呢?索引是如何提高查询速度的?说一下使用索引的注意事项?Mysql 索引主要使用的两种数据结构?什么是覆盖索引? - -**为什么要使用索引?** - -1. 通过创建唯一性索引,可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。 -2. 可以大大加快 数据的检索速度(大大减少的检索的数据量), 这也是创建索引的最主要的原因。 -3. 帮助服务器避免排序和临时表 -4. 将随机 IO 变为顺序 IO -5. 可以加速表和表之间的连接,特别是在实现数据的参考完整性方面特别有意义。 - -**索引这么多优点,为什么不对表中的每一个列创建一个索引呢?** - -1. 当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候,索引也要动态的维护,这样就降低了数据的维护速度。 -2. 索引需要占物理空间,除了数据表占数据空间之外,每一个索引还要占一定的物理空间,如果要建立聚簇索引,那么需要的空间就会更大。 -3. 创建索引和维护索引要耗费时间,这种时间随着数据量的增加而增加。 - -**索引是如何提高查询速度的?** - -将无序的数据变成相对有序的数据(就像查目录一样) - -**说一下使用索引的注意事项** - -1. 避免 where 子句中对字段施加函数,这会造成无法命中索引。 -2. 在使用 InnoDB 时使用与业务无关的自增主键作为主键,即使用逻辑主键,而不要使用业务主键。 -3. 将打算加索引的列设置为 NOT NULL ,否则将导致引擎放弃使用索引而进行全表扫描 -4. 删除长期未使用的索引,不用的索引的存在会造成不必要的性能损耗 MySQL 5.7 可以通过查询 sys 库的 schema_unused_indexes 视图来查询哪些索引从未被使用 -5. 在使用 limit offset 查询缓慢时,可以借助索引来提高性能 - -**Mysql 索引主要使用的哪两种数据结构?** - -- 哈希索引:对于哈希索引来说,底层的数据结构就是哈希表,因此在绝大多数需求为单条记录查询的时候,可以选择哈希索引,查询性能最快;其余大部分场景,建议选择 BTree 索引。 -- BTree 索引:Mysql 的 BTree 索引使用的是 B 树中的 B+Tree。但对于主要的两种存储引擎(MyISAM 和 InnoDB)的实现方式是不同的。 - -更多关于索引的内容可以查看我的这篇文章:[【思维导图-索引篇】搞定数据库索引就是这么简单](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247484486&idx=1&sn=215450f11e042bca8a58eac9f4a97686&chksm=fd985227caefdb3117b8375f150676f5824aa20d1ebfdbcfb93ff06e23e26efbafae6cf6b48e&token=1990180468&lang=zh_CN#rd) - -**什么是覆盖索引?** - -如果一个索引包含(或者说覆盖)所有需要查询的字段的值,我们就称 -之为“覆盖索引”。我们知道在 InnoDB 存储引擎中,如果不是主键索引,叶子节点存储的是主键+列值。最终还是要“回表”,也就是要通过主键再查找一次,这样就会比较慢。覆盖索引就是把要查询出的列和索引是对应的,不做回表操作! - -## 8. 进程与线程的区别是什么?进程间的几种通信方式说一下?线程间的几种通信方式知道不? - -**进程与线程的区别是什么?** - -线程与进程相似,但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。另外,也正是因为共享资源,所以线程中执行时一般都要进行同步和互斥。总的来说,进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。 - -**进程间的几种通信方式说一下?** - -1. **管道(pipe)**:管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有血缘关系的进程间使用。进程的血缘关系通常指父子进程关系。管道分为 pipe(无名管道)和 fifo(命名管道)两种,有名管道也是半双工的通信方式,但是它允许无亲缘关系进程间通信。 -2. **信号量(semophore)**:信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它通常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。 -3. **消息队列(message queue)**:消息队列是由消息组成的链表,存放在内核中 并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少,管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。消息队列与管道通信相比,其优势是对每个消息指定特定的消息类型,接收的时候不需要按照队列次序,而是可以根据自定义条件接收特定类型的消息。 -4. **信号(signal)**:信号是一种比较复杂的通信方式,用于通知接收进程某一事件已经发生。 -5. **共享内存(shared memory)**:共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问,共享内存是最快的 IPC 方式,它是针对其他进程间的通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制,如信号量配合使用,来实现进程间的同步和通信。 -6. **套接字(socket)**:socket,即套接字是一种通信机制,凭借这种机制,客户/服务器(即要进行通信的进程)系统的开发工作既可以在本地单机上进行,也可以跨网络进行。也就是说它可以让不在同一台计算机但通过网络连接计算机上的进程进行通信。也因为这样,套接字明确地将客户端和服务器区分开来。 - -**线程间的几种通信方式知道不?** - -1、锁机制 - -- 互斥锁:提供了以排它方式阻止数据结构被并发修改的方法。 -- 读写锁:允许多个线程同时读共享数据,而对写操作互斥。 -- 条件变量:可以以原子的方式阻塞进程,直到某个特定条件为真为止。对条件测试是在互斥锁的保护下进行的。条件变量始终与互斥锁一起使用。 - -2、信号量机制:包括无名线程信号量与有名线程信号量 - -3、信号机制:类似于进程间的信号处理。 - -线程间通信的主要目的是用于线程同步,所以线程没有象进程通信中用于数据交换的通信机制。 - -## 9. 为什么要用单例模式?手写几种线程安全的单例模式? - -**简单来说使用单例模式可以带来下面几个好处:** - -- 对于频繁使用的对象,可以省略创建对象所花费的时间,这对于那些重量级对象而言,是非常可观的一笔系统开销; -- 由于 new 操作的次数减少,因而对系统内存的使用频率也会降低,这将减轻 GC 压力,缩短 GC 停顿时间。 - -**懒汉式(双重检查加锁版本)** - -```java -public class Singleton { - - //volatile保证,当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时,多个线程可以正确处理uniqueInstance变量 - private volatile static Singleton uniqueInstance; - private Singleton() { - } - public static Singleton getInstance() { - //检查实例,如果不存在,就进入同步代码块 - if (uniqueInstance == null) { - //只有第一次才彻底执行这里的代码 - synchronized(Singleton.class) { - //进入同步代码块后,再检查一次,如果仍是null,才创建实例 - if (uniqueInstance == null) { - uniqueInstance = new Singleton(); - } - } - } - return uniqueInstance; - } -} -``` - -**静态内部类方式** - -静态内部实现的单例是懒加载的且线程安全。 - -只有通过显式调用 getInstance 方法时,才会显式装载 SingletonHolder 类,从而实例化 instance(只有第一次使用这个单例的实例的时候才加载,同时不会有线程安全问题)。 - -```java -public class Singleton { - private static class SingletonHolder { - private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); - } - private Singleton (){} - public static final Singleton getInstance() { - return SingletonHolder.INSTANCE; - } -} -``` - -## 10. 简单介绍一下 bean;知道 Spring 的 bean 的作用域与生命周期吗? - -在 Spring 中,那些组成应用程序的主体及由 Spring IOC 容器所管理的对象,被称之为 bean。简单地讲,bean 就是由 IOC 容器初始化、装配及管理的对象,除此之外,bean 就与应用程序中的其他对象没有什么区别了。而 bean 的定义以及 bean 相互间的依赖关系将通过配置元数据来描述。 - -Spring 中的 bean 默认都是单例的,这些单例 Bean 在多线程程序下如何保证线程安全呢? 例如对于 Web 应用来说,Web 容器对于每个用户请求都创建一个单独的 Sevlet 线程来处理请求,引入 Spring 框架之后,每个 Action 都是单例的,那么对于 Spring 托管的单例 Service Bean,如何保证其安全呢? Spring 的单例是基于 BeanFactory 也就是 Spring 容器的,单例 Bean 在此容器内只有一个,Java 的单例是基于 JVM,每个 JVM 内只有一个实例。 - -![pring的bean的作用域](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/11/10/166fd45773d5dd2e?w=563&h=299&f=webp&s=27930) - -Spring 的 bean 的生命周期以及更多内容可以查看:[一文轻松搞懂 Spring 中 bean 的作用域与生命周期](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247484400&idx=2&sn=7201eb365102fce017f89cb3527fb0bc&chksm=fd985591caefdc872a2fac897288119f94c345e4e12150774f960bf5f816b79e4b9b46be3d7f&token=1990180468&lang=zh_CN#rd) - -## 11. Spring 中的事务传播行为了解吗?TransactionDefinition 接口中哪五个表示隔离级别的常量? - -#### 事务传播行为 - -事务传播行为(为了解决业务层方法之间互相调用的事务问题): -当事务方法被另一个事务方法调用时,必须指定事务应该如何传播。例如:方法可能继续在现有事务中运行,也可能开启一个新事务,并在自己的事务中运行。在 TransactionDefinition 定义中包括了如下几个表示传播行为的常量: - -**支持当前事务的情况:** - -- TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则创建一个新的事务。 -- TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则以非事务的方式继续运行。 -- TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则抛出异常。(mandatory:强制性) - -**不支持当前事务的情况:** - -- TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW: 创建一个新的事务,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。 -- TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED: 以非事务方式运行,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。 -- TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER: 以非事务方式运行,如果当前存在事务,则抛出异常。 - -**其他情况:** - -- TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED: 如果当前存在事务,则创建一个事务作为当前事务的嵌套事务来运行;如果当前没有事务,则该取值等价于 TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED。 - -#### 隔离级别 - -TransactionDefinition 接口中定义了五个表示隔离级别的常量: - -- **TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT:** 使用后端数据库默认的隔离级别,Mysql 默认采用的 REPEATABLE_READ 隔离级别 Oracle 默认采用的 READ_COMMITTED 隔离级别. -- **TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITTED:** 最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更,可能会导致脏读、幻读或不可重复读 -- **TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED:** 允许读取并发事务已经提交的数据,可以阻止脏读,但是幻读或不可重复读仍有可能发生 -- **TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ:** 对同一字段的多次读取结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生。 -- **TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE:** 最高的隔离级别,完全服从 ACID 的隔离级别。所有的事务依次逐个执行,这样事务之间就完全不可能产生干扰,也就是说,该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。但是这将严重影响程序的性能。通常情况下也不会用到该级别。 - -## 12. SpringMVC 原理了解吗? - -![SpringMVC 原理](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/11/10/166fd45787394192?w=1015&h=466&f=webp&s=35352) - -客户端发送请求-> 前端控制器 DispatcherServlet 接受客户端请求 -> 找到处理器映射 HandlerMapping 解析请求对应的 Handler-> HandlerAdapter 会根据 Handler 来调用真正的处理器处理请求,并处理相应的业务逻辑 -> 处理器返回一个模型视图 ModelAndView -> 视图解析器进行解析 -> 返回一个视图对象->前端控制器 DispatcherServlet 渲染数据(Model)->将得到视图对象返回给用户 - -关于 SpringMVC 原理更多内容可以查看我的这篇文章:[SpringMVC 工作原理详解](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247484496&idx=1&sn=5472ffa687fe4a05f8900d8ee6726de4&chksm=fd985231caefdb27fc75b44ecf76b6f43e4617e0b01b3c040f8b8fab32e51dfa5118eed1d6ad&token=1990180468&lang=zh_CN#rd) - -## 13. Spring AOP IOC 实现原理 - -过了秋招挺长一段时间了,说实话我自己也忘了如何简要概括 Spring AOP IOC 实现原理,就在网上找了一个较为简洁的答案,下面分享给各位。 - -**IOC:** 控制反转也叫依赖注入。IOC 利用 java 反射机制,AOP 利用代理模式。IOC 概念看似很抽象,但是很容易理解。说简单点就是将对象交给容器管理,你只需要在 spring 配置文件中配置对应的 bean 以及设置相关的属性,让 spring 容器来生成类的实例对象以及管理对象。在 spring 容器启动的时候,spring 会把你在配置文件中配置的 bean 都初始化好,然后在你需要调用的时候,就把它已经初始化好的那些 bean 分配给你需要调用这些 bean 的类。 - -**AOP:** 面向切面编程。(Aspect-Oriented Programming) 。AOP 可以说是对 OOP 的补充和完善。OOP 引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构,用以模拟公共行为的一个集合。实现 AOP 的技术,主要分为两大类:一是采用动态代理技术,利用截取消息的方式,对该消息进行装饰,以取代原有对象行为的执行;二是采用静态织入的方式,引入特定的语法创建“方面”,从而使得编译器可以在编译期间织入有关“方面”的代码,属于静态代理。 - -# 二 进阶篇 - -## 1 消息队列 MQ 的套路 - -消息队列/消息中间件应该是 Java 程序员必备的一个技能了,如果你之前没接触过消息队列的话,建议先去百度一下某某消息队列入门,然后花 2 个小时就差不多可以学会任何一种消息队列的使用了。如果说仅仅学会使用是万万不够的,在实际生产环境还要考虑消息丢失等等情况。关于消息队列面试相关的问题,推荐大家也可以看一下视频《Java 工程师面试突击第 1 季-中华石杉老师》,如果大家没有资源的话,可以在我的公众号“Java 面试通关手册”后台回复关键字“1”即可! - -### 1.1 介绍一下消息队列 MQ 的应用场景/使用消息队列的好处 - -面试官一般会先问你这个问题,预热一下,看你知道消息队列不,一般在第一面的时候面试官可能只会问消息队列 MQ 的应用场景/使用消息队列的好处、使用消息队列会带来什么问题、消息队列的技术选型这几个问题,不会太深究下去,在后面的第二轮/第三轮技术面试中可能会深入问一下。 - -**《大型网站技术架构》第四章和第七章均有提到消息队列对应用性能及扩展性的提升。** - -#### 1)通过异步处理提高系统性能 - -![通过异步处理提高系统性能](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/通过异步处理提高系统性能.jpg) -如上图,**在不使用消息队列服务器的时候,用户的请求数据直接写入数据库,在高并发的情况下数据库压力剧增,使得响应速度变慢。但是在使用消息队列之后,用户的请求数据发送给消息队列之后立即 返回,再由消息队列的消费者进程从消息队列中获取数据,异步写入数据库。由于消息队列服务器处理速度快于数据库(消息队列也比数据库有更好的伸缩性),因此响应速度得到大幅改善。** - -通过以上分析我们可以得出**消息队列具有很好的削峰作用的功能**——即**通过异步处理,将短时间高并发产生的事务消息存储在消息队列中,从而削平高峰期的并发事务。** 举例:在电子商务一些秒杀、促销活动中,合理使用消息队列可以有效抵御促销活动刚开始大量订单涌入对系统的冲击。如下图所示: -![合理使用消息队列可以有效抵御促销活动刚开始大量订单涌入对系统的冲击](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/合理使用消息队列可以有效抵御促销活动刚开始大量订单涌入对系统的冲击.jpg) -因为**用户请求数据写入消息队列之后就立即返回给用户了,但是请求数据在后续的业务校验、写数据库等操作中可能失败**。因此使用消息队列进行异步处理之后,需要**适当修改业务流程进行配合**,比如**用户在提交订单之后,订单数据写入消息队列,不能立即返回用户订单提交成功,需要在消息队列的订单消费者进程真正处理完该订单之后,甚至出库后,再通过电子邮件或短信通知用户订单成功**,以免交易纠纷。这就类似我们平时手机订火车票和电影票。 - -#### 2)降低系统耦合性 - -我们知道模块分布式部署以后聚合方式通常有两种:1.**分布式消息队列**和 2.**分布式服务**。 - -> **先来简单说一下分布式服务:** - -目前使用比较多的用来构建**SOA(Service Oriented Architecture 面向服务体系结构)**的**分布式服务框架**是阿里巴巴开源的**Dubbo**。如果想深入了解 Dubbo 的可以看我写的关于 Dubbo 的这一篇文章:**《高性能优秀的服务框架-dubbo 介绍》**:[https://juejin.im/post/5acadeb1f265da2375072f9c](https://juejin.im/post/5acadeb1f265da2375072f9c "https://juejin.im/post/5acadeb1f265da2375072f9c") - -> **再来谈我们的分布式消息队列:** - -我们知道如果模块之间不存在直接调用,那么新增模块或者修改模块就对其他模块影响较小,这样系统的可扩展性无疑更好一些。 - -我们最常见的**事件驱动架构**类似生产者消费者模式,在大型网站中通常用利用消息队列实现事件驱动结构。如下图所示: - -![利用消息队列实现事件驱动结构](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/利用消息队列实现事件驱动结构.jpg) -**消息队列使利用发布-订阅模式工作,消息发送者(生产者)发布消息,一个或多个消息接受者(消费者)订阅消息。** 从上图可以看到**消息发送者(生产者)和消息接受者(消费者)之间没有直接耦合**,消息发送者将消息发送至分布式消息队列即结束对消息的处理,消息接受者从分布式消息队列获取该消息后进行后续处理,并不需要知道该消息从何而来。**对新增业务,只要对该类消息感兴趣,即可订阅该消息,对原有系统和业务没有任何影响,从而实现网站业务的可扩展性设计**。 - -消息接受者对消息进行过滤、处理、包装后,构造成一个新的消息类型,将消息继续发送出去,等待其他消息接受者订阅该消息。因此基于事件(消息对象)驱动的业务架构可以是一系列流程。 - -**另外为了避免消息队列服务器宕机造成消息丢失,会将成功发送到消息队列的消息存储在消息生产者服务器上,等消息真正被消费者服务器处理后才删除消息。在消息队列服务器宕机后,生产者服务器会选择分布式消息队列服务器集群中的其他服务器发布消息。** - -**备注:** 不要认为消息队列只能利用发布-订阅模式工作,只不过在解耦这个特定业务环境下是使用发布-订阅模式的,**比如在我们的 ActiveMQ 消息队列中还有点对点工作模式**,具体的会在后面的文章给大家详细介绍,这一篇文章主要还是让大家对消息队列有一个更透彻的了解。 - -> 这个问题一般会在上一个问题问完之后,紧接着被问到。“使用消息队列会带来什么问题?”这个问题要引起重视,一般我们都会考虑使用消息队列会带来的好处而忽略它带来的问题! - -### 1.2 那么使用消息队列会带来什么问题?考虑过这些问题吗? - -- **系统可用性降低:** 系统可用性在某种程度上降低,为什么这样说呢?在加入 MQ 之前,你不用考虑消息丢失或者说 MQ 挂掉等等的情况,但是,引入 MQ 之后你就需要去考虑了! -- **系统复杂性提高:** 加入 MQ 之后,你需要保证消息没有被重复消费、处理消息丢失的情况、保证消息传递的顺序性等等问题! -- **一致性问题:** 我上面讲了消息队列可以实现异步,消息队列带来的异步确实可以提高系统响应速度。但是,万一消息的真正消费者并没有正确消费消息怎么办?这样就会导致数据不一致的情况了! - -> 了解下面这个问题是为了我们更好的进行技术选型!该部分摘自:《Java 工程师面试突击第 1 季-中华石杉老师》,如果大家没有资源的话,可以在我的公众号“Java 面试通关手册”后台回复关键字“1”即可! - -### 1.3 介绍一下你知道哪几种消息队列,该如何选择呢? - -| 特性 | ActiveMQ | RabbitMQ | RocketMQ | Kafka | -| :----------------------- | -----------------------------------------------------------: | -----------------------------------------------------------: | -----------------------------------------------------------: | -----------------------------------------------------------: | -| 单机吞吐量 | 万级,吞吐量比 RocketMQ 和 Kafka 要低了一个数量级 | 万级,吞吐量比 RocketMQ 和 Kafka 要低了一个数量级 | 10 万级,RocketMQ 也是可以支撑高吞吐的一种 MQ | 10 万级别,这是 kafka 最大的优点,就是吞吐量高。一般配合大数据类的系统来进行实时数据计算、日志采集等场景 | -| topic 数量对吞吐量的影响 | | | topic 可以达到几百,几千个的级别,吞吐量会有较小幅度的下降这是 RocketMQ 的一大优势,在同等机器下,可以支撑大量的 topic | topic 从几十个到几百个的时候,吞吐量会大幅度下降。所以在同等机器下,kafka 尽量保证 topic 数量不要过多。如果要支撑大规模 topic,需要增加更多的机器资源 | -| 可用性 | 高,基于主从架构实现高可用性 | 高,基于主从架构实现高可用性 | 非常高,分布式架构 | 非常高,kafka 是分布式的,一个数据多个副本,少数机器宕机,不会丢失数据,不会导致不可用 | -| 消息可靠性 | 有较低的概率丢失数据 | | 经过参数优化配置,可以做到 0 丢失 | 经过参数优化配置,消息可以做到 0 丢失 | -| 时效性 | ms 级 | 微秒级,这是 rabbitmq 的一大特点,延迟是最低的 | ms 级 | 延迟在 ms 级以内 | -| 功能支持 | MQ 领域的功能极其完备 | 基于 erlang 开发,所以并发能力很强,性能极其好,延时很低 | MQ 功能较为完善,还是分布式的,扩展性好 | 功能较为简单,主要支持简单的 MQ 功能,在大数据领域的实时计算以及日志采集被大规模使用,是事实上的标准 | -| 优劣势总结 | 非常成熟,功能强大,在业内大量的公司以及项目中都有应用。偶尔会有较低概率丢失消息,而且现在社区以及国内应用都越来越少,官方社区现在对 ActiveMQ 5.x 维护越来越少,几个月才发布一个版本而且确实主要是基于解耦和异步来用的,较少在大规模吞吐的场景中使用 | erlang 语言开发,性能极其好,延时很低;吞吐量到万级,MQ 功能比较完备而且开源提供的管理界面非常棒,用起来很好用。社区相对比较活跃,几乎每个月都发布几个版本分在国内一些互联网公司近几年用 rabbitmq 也比较多一些但是问题也是显而易见的,RabbitMQ 确实吞吐量会低一些,这是因为他做的实现机制比较重。而且 erlang 开发,国内有几个公司有实力做 erlang 源码级别的研究和定制?如果说你没这个实力的话,确实偶尔会有一些问题,你很难去看懂源码,你公司对这个东西的掌控很弱,基本职能依赖于开源社区的快速维护和修复 bug。而且 rabbitmq 集群动态扩展会很麻烦,不过这个我觉得还好。其实主要是 erlang 语言本身带来的问题。很难读源码,很难定制和掌控。 | 接口简单易用,而且毕竟在阿里大规模应用过,有阿里品牌保障。日处理消息上百亿之多,可以做到大规模吞吐,性能也非常好,分布式扩展也很方便,社区维护还可以,可靠性和可用性都是 ok 的,还可以支撑大规模的 topic 数量,支持复杂 MQ 业务场景。而且一个很大的优势在于,阿里出品都是 java 系的,我们可以自己阅读源码,定制自己公司的 MQ,可以掌控。社区活跃度相对较为一般,不过也还可以,文档相对来说简单一些,然后接口这块不是按照标准 JMS 规范走的有些系统要迁移需要修改大量代码。还有就是阿里出台的技术,你得做好这个技术万一被抛弃,社区黄掉的风险,那如果你们公司有技术实力我觉得用 RocketMQ 挺好的 | kafka 的特点其实很明显,就是仅仅提供较少的核心功能,但是提供超高的吞吐量,ms 级的延迟,极高的可用性以及可靠性,而且分布式可以任意扩展。同时 kafka 最好是支撑较少的 topic 数量即可,保证其超高吞吐量。而且 kafka 唯一的一点劣势是有可能消息重复消费,那么对数据准确性会造成极其轻微的影响,在大数据领域中以及日志采集中,这点轻微影响可以忽略这个特性天然适合大数据实时计算以及日志收集。 | - -> 这部分内容,我这里不给出答案,大家可以自行根据自己学习的消息队列查阅相关内容,我可能会在后面的文章中介绍到这部分内容。另外,下面这些问题在视频《Java 工程师面试突击第 1 季-中华石杉老师》中都有提到,如果大家没有资源的话,可以在我的公众号“Java 面试通关手册”后台回复关键字“1”即可! - -### 1.4 关于消息队列其他一些常见的问题展望 - -1. 引入消息队列之后如何保证高可用性? -2. 如何保证消息不被重复消费呢? -3. 如何保证消息的可靠性传输(如何处理消息丢失的问题)? -4. 我该怎么保证从消息队列里拿到的数据按顺序执行? -5. 如何解决消息队列的延时以及过期失效问题?消息队列满了以后该怎么处理?有几百万消息持续积压几小时,说说怎么解决? -6. 如果让你来开发一个消息队列中间件,你会怎么设计架构? - -## 2 谈谈 InnoDB 和 MyIsam 两者的区别 - -### 2.1 两者的对比 - -1. **count 运算上的区别:** 因为 MyISAM 缓存有表 meta-data(行数等),因此在做 COUNT(\*)时对于一个结构很好的查询是不需要消耗多少资源的。而对于 InnoDB 来说,则没有这种缓存 -2. **是否支持事务和崩溃后的安全恢复:** MyISAM 强调的是性能,每次查询具有原子性,其执行速度比 InnoDB 类型更快,但是不提供事务支持。但是 InnoDB 提供事务支持,外部键等高级数据库功能。 具有事务(commit)、回滚(rollback)和崩溃修复能力(crash recovery capabilities)的事务安全(transaction-safe (ACID compliant))型表。 -3. **是否支持外键:** MyISAM 不支持,而 InnoDB 支持。 - -### 2.2 关于两者的总结 - -MyISAM 更适合读密集的表,而 InnoDB 更适合写密集的表。 在数据库做主从分离的情况下,经常选择 MyISAM 作为主库的存储引擎。 - -一般来说,如果需要事务支持,并且有较高的并发读取频率(MyISAM 的表锁的粒度太大,所以当该表写并发量较高时,要等待的查询就会很多了),InnoDB 是不错的选择。如果你的数据量很大(MyISAM 支持压缩特性可以减少磁盘的空间占用),而且不需要支持事务时,MyISAM 是最好的选择。 - -## 3 聊聊 Java 中的集合吧! - -### 3.1 Arraylist 与 LinkedList 有什么不同?(注意加上从数据结构分析的内容) - -- **1. 是否保证线程安全:** ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的,也就是不保证线程安全; -- **2. 底层数据结构:** Arraylist 底层使用的是 Object 数组;LinkedList 底层使用的是双向链表数据结构(注意双向链表和双向循环链表的区别:); -- **3. 插入和删除是否受元素位置的影响:** ① **ArrayList 采用数组存储,所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。** 比如:执行`add(E e)`方法的时候, ArrayList 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾,这种情况时间复杂度就是 O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话(`add(int index, E element)`)时间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。 ② **LinkedList 采用链表存储,所以插入,删除元素时间复杂度不受元素位置的影响,都是近似 O(1) 而数组为近似 O(n) 。** -- **4. 是否支持快速随机访问:** LinkedList 不支持高效的随机元素访问,而 ArrayList 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于`get(int index)`方法)。 -- **5. 内存空间占用:** ArrayList 的空 间浪费主要体现在在 list 列表的结尾会预留一定的容量空间,而 LinkedList 的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比 ArrayList 更多的空间(因为要存放直接后继和直接前驱以及数据)。 - -**补充内容:RandomAccess 接口** - -```java -public interface RandomAccess { -} -``` - -查看源码我们发现实际上 RandomAccess 接口中什么都没有定义。所以,在我看来 RandomAccess 接口不过是一个标识罢了。标识什么? 标识实现这个接口的类具有随机访问功能。 - -在 binarySearch() 方法中,它要判断传入的 list 是否 RamdomAccess 的实例,如果是,调用 indexedBinarySearch() 方法,如果不是,那么调用 iteratorBinarySearch() 方法 - -```java - public static - int binarySearch(List> list, T key) { - if (list instanceof RandomAccess || list.size() Java 中的集合这类问题几乎是面试必问的,问到这类问题的时候,HashMap 又是几乎必问的问题,所以大家一定要引起重视! - -### 3.2 HashMap 的底层实现 - -#### 1)JDK1.8 之前 - -JDK1.8 之前 HashMap 底层是 **数组和链表** 结合在一起使用也就是 **链表散列**。**HashMap 通过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理过后得到 hash 值,然后通过 `(n - 1) & hash` 判断当前元素存放的位置(这里的 n 指的时数组的长度),如果当前位置存在元素的话,就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,如果相同的话,直接覆盖,不相同就通过拉链法解决冲突。** - -**所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。** - -**JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源码:** - -JDK 1.8 的 hash 方法 相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化,但是原理不变。 - -```java - static final int hash(Object key) { - int h; - // key.hashCode():返回散列值也就是hashcode - // ^ :按位异或 - // >>>:无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐 - return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); - } -``` - -对比一下 JDK1.7 的 HashMap 的 hash 方法源码. - -```java -static int hash(int h) { - // This function ensures that hashCodes that differ only by - // constant multiples at each bit position have a bounded - // number of collisions (approximately 8 at default load factor). - - h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); - return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); -} -``` - -相比于 JDK1.8 的 hash 方法 ,JDK 1.7 的 hash 方法的性能会稍差一点点,因为毕竟扰动了 4 次。 - -所谓 **“拉链法”** 就是:将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组,数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突,则将冲突的值加到链表中即可。 - -![jdk1.8之前的内部结构-HashMap](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/jdk1.8之前的内部结构-HashMap.jpg) - -#### 2)JDK1.8 之后 - -相比于之前的版本, JDK1.8 之后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。 - -![jdk1.8之后的内部结构-HashMap](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/JDK1.8之后的HashMap底层数据结构.jpg) - -TreeMap、TreeSet 以及 JDK1.8 之后的 HashMap 底层都用到了红黑树。红黑树就是为了解决二叉查找树的缺陷,因为二叉查找树在某些情况下会退化成一个线性结构。 - -> 问完 HashMap 的底层原理之后,面试官可能就会紧接着问你 HashMap 底层数据结构相关的问题! - -### 3.3 既然谈到了红黑树,你给我手绘一个出来吧,然后简单讲一下自己对于红黑树的理解 - -![红黑树](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/11/14/16711ac29c138cba?w=851&h=614&f=jpeg&s=34458) - -**红黑树特点:** - -1. 每个节点非红即黑; -2. 根节点总是黑色的; -3. 每个叶子节点都是黑色的空节点(NIL 节点); -4. 如果节点是红色的,则它的子节点必须是黑色的(反之不一定); -5. 从根节点到叶节点或空子节点的每条路径,必须包含相同数目的黑色节点(即相同的黑色高度) - -**红黑树的应用:** - -TreeMap、TreeSet 以及 JDK1.8 之后的 HashMap 底层都用到了红黑树。 - -**为什么要用红黑树** - -简单来说红黑树就是为了解决二叉查找树的缺陷,因为二叉查找树在某些情况下会退化成一个线性结构。 - -### 3.4 红黑树这么优秀,为何不直接使用红黑树得了? - -说一下自己对于这个问题的看法:我们知道红黑树属于(自)平衡二叉树,但是为了保持“平衡”是需要付出代价的,红黑树在插入新数据后可能需要通过左旋,右旋、变色这些操作来保持平衡,这费事啊。你说说我们引入红黑树就是为了查找数据快,如果链表长度很短的话,根本不需要引入红黑树的,你引入之后还要付出代价维持它的平衡。但是链表过长就不一样了。至于为什么选 8 这个值呢?通过概率统计所得,这个值是综合查询成本和新增元素成本得出的最好的一个值。 - -### 3.5 HashMap 和 Hashtable 的区别/HashSet 和 HashMap 区别 - -**HashMap 和 Hashtable 的区别** - -1. **线程是否安全:** HashMap 是非线程安全的,Hashtable 是线程安全的;Hashtable 内部的方法基本都经过 `synchronized` 修饰。(如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧!); -2. **效率:** 因为线程安全的问题,HashMap 要比 Hashtable 效率高一点。另外,Hashtable 基本被淘汰,不要在代码中使用它; -3. **对 Null key 和 Null value 的支持:** HashMap 中,null 可以作为键,这样的键只有一个,可以有一个或多个键所对应的值为 null。但是在 Hashtable 中 put 进的键值只要有一个 null,直接抛出 NullPointerException。 -4. **初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 :** ① 创建时如果不指定容量初始值,Hashtable 默认的初始大小为 11,之后每次扩充,容量变为原来的 2n+1。HashMap 默认的初始化大小为 16。之后每次扩充,容量变为原来的 2 倍。② 创建时如果给定了容量初始值,那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小,而 HashMap 会将其扩充为 2 的幂次方大小(HashMap 中的`tableSizeFor()`方法保证,下面给出了源代码)。也就是说 HashMap 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是 2 的幂次方。 -5. **底层数据结构:** JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。 - -**HashSet 和 HashMap 区别** - -如果你看过 HashSet 源码的话就应该知道:HashSet 底层就是基于 HashMap 实现的。(HashSet 的源码非常非常少,因为除了 clone() 方法、writeObject()方法、readObject()方法是 HashSet 自己不得不实现之外,其他方法都是直接调用 HashMap 中的方法。) - -![HashSet 和 HashMap 区别](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/3/2/161e717d734f3b23?w=896&h=363&f=jpeg&s=205536) - -# 三 终结篇 - -## 1. Object 类有哪些方法? - -这个问题,面试中经常出现。我觉得不论是出于应付面试还是说更好地掌握 Java 这门编程语言,大家都要掌握! - -### 1.1 Object 类的常见方法总结 - -Object 类是一个特殊的类,是所有类的父类。它主要提供了以下 11 个方法: - -```java - -public final native Class getClass()//native方法,用于返回当前运行时对象的Class对象,使用了final关键字修饰,故不允许子类重写。 - -public native int hashCode() //native方法,用于返回对象的哈希码,主要使用在哈希表中,比如JDK中的HashMap。 -public boolean equals(Object obj)//用于比较2个对象的内存地址是否相等,String类对该方法进行了重写用户比较字符串的值是否相等。 - -protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException//naitive方法,用于创建并返回当前对象的一份拷贝。一般情况下,对于任何对象 x,表达式 x.clone() != x 为true,x.clone().getClass() == x.getClass() 为true。Object本身没有实现Cloneable接口,所以不重写clone方法并且进行调用的话会发生CloneNotSupportedException异常。 - -public String toString()//返回类的名字@实例的哈希码的16进制的字符串。建议Object所有的子类都重写这个方法。 - -public final native void notify()//native方法,并且不能重写。唤醒一个在此对象监视器上等待的线程(监视器相当于就是锁的概念)。如果有多个线程在等待只会任意唤醒一个。 - -public final native void notifyAll()//native方法,并且不能重写。跟notify一样,唯一的区别就是会唤醒在此对象监视器上等待的所有线程,而不是一个线程。 - -public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException//native方法,并且不能重写。暂停线程的执行。注意:sleep方法没有释放锁,而wait方法释放了锁 。timeout是等待时间。 - -public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException//多了nanos参数,这个参数表示额外时间(以毫微秒为单位,范围是 0-999999)。 所以超时的时间还需要加上nanos毫秒。 - -public final void wait() throws InterruptedException//跟之前的2个wait方法一样,只不过该方法一直等待,没有超时时间这个概念 - -protected void finalize() throws Throwable { }//实例被垃圾回收器回收的时候触发的操作 - -``` - -> 问完上面这个问题之后,面试官很可能紧接着就会问你“hashCode 与 equals”相关的问题。 - -### 1.2 hashCode 与 equals - -面试官可能会问你:“你重写过 hashcode 和 equals 么,为什么重写 equals 时必须重写 hashCode 方法?” - -#### 1.2.1 hashCode()介绍 - -hashCode() 的作用是获取哈希码,也称为散列码;它实际上是返回一个 int 整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode() 定义在 JDK 的 Object.java 中,这就意味着 Java 中的任何类都包含有 hashCode() 函数。另外需要注意的是: Object 的 hashcode 方法是本地方法,也就是用 c 语言或 c++ 实现的,该方法通常用来将对象的 内存地址 转换为整数之后返回。 - -```java - public native int hashCode(); -``` - -散列表存储的是键值对(key-value),它的特点是:能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码!(可以快速找到所需要的对象) - -#### 1.2.2 为什么要有 hashCode - -**我们以“HashSet 如何检查重复”为例子来说明为什么要有 hashCode:** - -当你把对象加入 HashSet 时,HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来判断对象加入的位置,同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较,如果没有相符的 hashcode,HashSet 会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashcode 值的对象,这时会调用 equals()方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同,HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不同的话,就会重新散列到其他位置。(摘自我的 Java 启蒙书《Head fist java》第二版)。这样我们就大大减少了 equals 的次数,相应就大大提高了执行速度。 - -#### 1.2.3 hashCode()与 equals()的相关规定 - -1. 如果两个对象相等,则 hashcode 一定也是相同的 -2. 两个对象相等,对两个对象分别调用 equals 方法都返回 true -3. 两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的 -4. **因此,equals 方法被覆盖过,则 hashCode 方法也必须被覆盖** -5. hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 hashCode(),则该 class 的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据) - -#### 1.2.4 为什么两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的? - -在这里解释一位小伙伴的问题。以下内容摘自《Head Fisrt Java》。 - -因为 hashCode() 所使用的杂凑算法也许刚好会让多个对象传回相同的杂凑值。越糟糕的杂凑算法越容易碰撞,但这也与数据值域分布的特性有关(所谓碰撞也就是指的是不同的对象得到相同的 hashCode)。 - -我们刚刚也提到了 HashSet,如果 HashSet 在对比的时候,同样的 hashcode 有多个对象,它会使用 equals() 来判断是否真的相同。也就是说 hashcode 只是用来缩小查找成本。 - -> ==与 equals 的对比也是比较常问的基础问题之一! - -### 1.3 ==与 equals - -**==** : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即,判断两个对象是不是同一个对象。(基本数据类型==比较的是值,引用数据类型==比较的是内存地址) - -**equals()** : 它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况: - -- 情况 1:类没有覆盖 equals()方法。则通过 equals()比较该类的两个对象时,等价于通过“==”比较这两个对象。 -- 情况 2:类覆盖了 equals()方法。一般,我们都覆盖 equals()方法来两个对象的内容相等;若它们的内容相等,则返回 true(即,认为这两个对象相等)。 - -**举个例子:** - -```java -public class test1 { - public static void main(String[] args) { - String a = new String("ab"); // a 为一个引用 - String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样 - String aa = "ab"; // 放在常量池中 - String bb = "ab"; // 从常量池中查找 - if (aa == bb) // true - System.out.println("aa==bb"); - if (a == b) // false,非同一对象 - System.out.println("a==b"); - if (a.equals(b)) // true - System.out.println("aEQb"); - if (42 == 42.0) { // true - System.out.println("true"); - } - } -} -``` - -**说明:** - -- String 中的 equals()方法是被重写过的,因为 Object 的 equals()方法是比较的对象的内存地址,而 String 的 equals()方法比较的是对象的值。 -- 当创建 String 类型的对象时,虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象,如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个 String 对象。 - -> 在[【备战春招/秋招系列 5】美团面经总结进阶篇 (附详解答案)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247484625&idx=1&sn=9c4fa1f7d4291a5fbd7daa44bac2b012&chksm=fd9852b0caefdba6edcf9a827aa4a17ddc97bf6ad2e5ee6f7e1aa1b443b54444d05d2b76732b&token=723699735&lang=zh_CN#rd) 这篇文章中,我们已经提到了一下关于 HashMap 在面试中常见的问题:HashMap 的底层实现、简单讲一下自己对于红黑树的理解、红黑树这么优秀,为何不直接使用红黑树得了、HashMap 和 Hashtable 的区别/HashSet 和 HashMap 区别。HashMap 和 ConcurrentHashMap 这俩兄弟在一般只要面试中问到集合相关的问题就一定会被问到,所以各位务必引起重视! - -## 2 ConcurrentHashMap 相关问题 - -### 2.1 ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别 - -ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别主要体现在实现线程安全的方式上不同。 - -- **底层数据结构:** JDK1.7 的 ConcurrentHashMap 底层采用 **分段的数组+链表** 实现,JDK1.8 采用的数据结构跟 HashMap1.8 的结构一样,数组+链表/红黑二叉树。Hashtable 和 JDK1.8 之前的 HashMap 的底层数据结构类似都是采用 **数组+链表** 的形式,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的; -- **实现线程安全的方式(重要):** ① **在 JDK1.7 的时候,ConcurrentHashMap(分段锁)** 对整个桶数组进行了分割分段(Segment),每一把锁只锁容器其中一部分数据,多线程访问容器里不同数据段的数据,就不会存在锁竞争,提高并发访问率。(默认分配 16 个 Segment,比 Hashtable 效率提高 16 倍。) **到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了 Segment 的概念,而是直接用 Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现,并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。(JDK1.6 以后 对 synchronized 锁做了很多优化)** 整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap,虽然在 JDK1.8 中还能看到 Segment 的数据结构,但是已经简化了属性,只是为了兼容旧版本;② **Hashtable(同一把锁)**:使用 synchronized 来保证线程安全,效率非常低下。当一个线程访问同步方法时,其他线程也访问同步方法,可能会进入阻塞或轮询状态,如使用 put 添加元素,另一个线程不能使用 put 添加元素,也不能使用 get,竞争会越来越激烈效率越低。 - -**两者的对比图:** - -图片来源:http://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6842045.html - -Hashtable: -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-8-22/50656681.jpg) - -JDK1.7 的 ConcurrentHashMap: -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-8-22/33120488.jpg) -JDK1.8 的 ConcurrentHashMap(TreeBin: 红黑二叉树节点 -Node: 链表节点): -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-8-22/97739220.jpg) - -### 2.2 ConcurrentHashMap 线程安全的具体实现方式/底层具体实现 - -#### JDK1.7(上面有示意图) - -首先将数据分为一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。 - -**ConcurrentHashMap 是由 Segment 数组结构和 HashEntry 数组结构组成**。 - -Segment 实现了 ReentrantLock,所以 Segment 是一种可重入锁,扮演锁的角色。HashEntry 用于存储键值对数据。 - -```java -static class Segment extends ReentrantLock implements Serializable { -} -``` - -一个 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment 数组。Segment 的结构和 HashMap 类似,是一种数组和链表结构,一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组,每个 HashEntry 是一个链表结构的元素,每个 Segment 守护着一个 HashEntry 数组里的元素,当对 HashEntry 数组的数据进行修改时,必须首先获得对应的 Segment 的锁。 - -#### JDK1.8(上面有示意图) - -ConcurrentHashMap 取消了 Segment 分段锁,采用 CAS 和 synchronized 来保证并发安全。数据结构跟 HashMap1.8 的结构类似,数组+链表/红黑二叉树。 - -synchronized 只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点,这样只要 hash 不冲突,就不会产生并发,效率又提升 N 倍。 - -## 3 谈谈 synchronized 和 ReentrantLock 的区别 - -**① 两者都是可重入锁** - -两者都是可重入锁。“可重入锁”概念是:自己可以再次获取自己的内部锁。比如一个线程获得了某个对象的锁,此时这个对象锁还没有释放,当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的,如果不可锁重入的话,就会造成死锁。同一个线程每次获取锁,锁的计数器都自增 1,所以要等到锁的计数器下降为 0 时才能释放锁。 - -**② synchronized 依赖于 JVM 而 ReentrantLock 依赖于 API** - -synchronized 是依赖于 JVM 实现的,前面我们也讲到了 虚拟机团队在 JDK1.6 为 synchronized 关键字进行了很多优化,但是这些优化都是在虚拟机层面实现的,并没有直接暴露给我们。ReentrantLock 是 JDK 层面实现的(也就是 API 层面,需要 lock() 和 unlock() 方法配合 try/finally 语句块来完成),所以我们可以通过查看它的源代码,来看它是如何实现的。 - -**③ ReentrantLock 比 synchronized 增加了一些高级功能** - -相比 synchronized,ReentrantLock 增加了一些高级功能。主要来说主要有三点:**① 等待可中断;② 可实现公平锁;③ 可实现选择性通知(锁可以绑定多个条件)** - -- **ReentrantLock 提供了一种能够中断等待锁的线程的机制**,通过 lock.lockInterruptibly() 来实现这个机制。也就是说正在等待的线程可以选择放弃等待,改为处理其他事情。 -- **ReentrantLock 可以指定是公平锁还是非公平锁。而 synchronized 只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁。** ReentrantLock 默认情况是非公平的,可以通过 ReentrantLock 类的`ReentrantLock(boolean fair)`构造方法来制定是否是公平的。 -- synchronized 关键字与 wait()和 notify/notifyAll()方法相结合可以实现等待/通知机制,ReentrantLock 类当然也可以实现,但是需要借助于 Condition 接口与 newCondition() 方法。Condition 是 JDK1.5 之后才有的,它具有很好的灵活性,比如可以实现多路通知功能也就是在一个 Lock 对象中可以创建多个 Condition 实例(即对象监视器),**线程对象可以注册在指定的 Condition 中,从而可以有选择性的进行线程通知,在调度线程上更加灵活。 在使用 notify/notifyAll()方法进行通知时,被通知的线程是由 JVM 选择的,用 ReentrantLock 类结合 Condition 实例可以实现“选择性通知”** ,这个功能非常重要,而且是 Condition 接口默认提供的。而 synchronized 关键字就相当于整个 Lock 对象中只有一个 Condition 实例,所有的线程都注册在它一个身上。如果执行 notifyAll()方法的话就会通知所有处于等待状态的线程这样会造成很大的效率问题,而 Condition 实例的 signalAll()方法 只会唤醒注册在该 Condition 实例中的所有等待线程。 - -如果你想使用上述功能,那么选择 ReentrantLock 是一个不错的选择。 - -**④ 两者的性能已经相差无几** - -在 JDK1.6 之前,synchronized 的性能是比 ReentrantLock 差很多。具体表示为:synchronized 关键字吞吐量岁线程数的增加,下降得非常严重。而 ReentrantLock 基本保持一个比较稳定的水平。我觉得这也侧面反映了, synchronized 关键字还有非常大的优化余地。后续的技术发展也证明了这一点,我们上面也讲了在 JDK1.6 之后 JVM 团队对 synchronized 关键字做了很多优化。JDK1.6 之后,synchronized 和 ReentrantLock 的性能基本是持平了。所以网上那些说因为性能才选择 ReentrantLock 的文章都是错的!JDK1.6 之后,性能已经不是选择 synchronized 和 ReentrantLock 的影响因素了!而且虚拟机在未来的性能改进中会更偏向于原生的 synchronized,所以还是提倡在 synchronized 能满足你的需求的情况下,优先考虑使用 synchronized 关键字来进行同步!优化后的 synchronized 和 ReentrantLock 一样,在很多地方都是用到了 CAS 操作。 - -## 4 线程池了解吗? - -### 4.1 为什么要用线程池? - -线程池提供了一种限制和管理资源(包括执行一个任务)。 每个线程池还维护一些基本统计信息,例如已完成任务的数量。 - -这里借用《Java 并发编程的艺术》提到的来说一下使用线程池的好处: - -- **降低资源消耗。** 通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。 -- **提高响应速度。** 当任务到达时,任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。 -- **提高线程的可管理性。** 线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控。 - -### 4.2 Java 提供了哪几种线程池?他们各自的使用场景是什么? - -#### Java 主要提供了下面 4 种线程池 - -- **FixedThreadPool:** 该方法返回一个固定线程数量的线程池。该线程池中的线程数量始终不变。当有一个新的任务提交时,线程池中若有空闲线程,则立即执行。若没有,则新的任务会被暂存在一个任务队列中,待有线程空闲时,便处理在任务队列中的任务。 -- **SingleThreadExecutor:** 方法返回一个只有一个线程的线程池。若多余一个任务被提交到该线程池,任务会被保存在一个任务队列中,待线程空闲,按先入先出的顺序执行队列中的任务。 -- **CachedThreadPool:** 该方法返回一个可根据实际情况调整线程数量的线程池。线程池的线程数量不确定,但若有空闲线程可以复用,则会优先使用可复用的线程。若所有线程均在工作,又有新的任务提交,则会创建新的线程处理任务。所有线程在当前任务执行完毕后,将返回线程池进行复用。 -- **ScheduledThreadPoolExecutor:** 主要用来在给定的延迟后运行任务,或者定期执行任务。ScheduledThreadPoolExecutor 又分为:ScheduledThreadPoolExecutor(包含多个线程)和 SingleThreadScheduledExecutor (只包含一个线程)两种。 - -#### 各种线程池的适用场景介绍 - -- **FixedThreadPool:** 适用于为了满足资源管理需求,而需要限制当前线程数量的应用场景。它适用于负载比较重的服务器; -- **SingleThreadExecutor:** 适用于需要保证顺序地执行各个任务并且在任意时间点,不会有多个线程是活动的应用场景; -- **CachedThreadPool:** 适用于执行很多的短期异步任务的小程序,或者是负载较轻的服务器; -- **ScheduledThreadPoolExecutor:** 适用于需要多个后台执行周期任务,同时为了满足资源管理需求而需要限制后台线程的数量的应用场景; -- **SingleThreadScheduledExecutor:** 适用于需要单个后台线程执行周期任务,同时保证顺序地执行各个任务的应用场景。 - -### 4.3 创建的线程池的方式 - -**(1) 使用 Executors 创建** - -我们上面刚刚提到了 Java 提供的几种线程池,通过 Executors 工具类我们可以很轻松的创建我们上面说的几种线程池。但是实际上我们一般都不是直接使用 Java 提供好的线程池,另外在《阿里巴巴 Java 开发手册》中强制线程池不允许使用 Executors 去创建,而是通过 ThreadPoolExecutor 构造函数 的方式,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险。 - -```java -Executors 返回线程池对象的弊端如下: - -FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor : 允许请求的队列长度为 Integer.MAX_VALUE,可能堆积大量的请求,从而导致OOM。 -CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool : 允许创建的线程数量为 Integer.MAX_VALUE ,可能会创建大量线程,从而导致OOM。 - -``` - -**(2) ThreadPoolExecutor 的构造函数创建** - -我们可以自己直接调用 ThreadPoolExecutor 的构造函数来自己创建线程池。在创建的同时,给 BlockQueue 指定容量就可以了。示例如下: - -```java -private static ExecutorService executor = new ThreadPoolExecutor(13, 13, - 60L, TimeUnit.SECONDS, - new ArrayBlockingQueue(13)); -``` - -这种情况下,一旦提交的线程数超过当前可用线程数时,就会抛出 java.util.concurrent.RejectedExecutionException,这是因为当前线程池使用的队列是有边界队列,队列已经满了便无法继续处理新的请求。但是异常(Exception)总比发生错误(Error)要好。 - -**(3) 使用开源类库** - -Hollis 大佬之前在他的文章中也提到了:“除了自己定义 ThreadPoolExecutor 外。还有其他方法。这个时候第一时间就应该想到开源类库,如 apache 和 guava 等。”他推荐使用 guava 提供的 ThreadFactoryBuilder 来创建线程池。下面是参考他的代码示例: - -```java -public class ExecutorsDemo { - - private static ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder() - .setNameFormat("demo-pool-%d").build(); - - private static ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(5, 200, - 0L, TimeUnit.MILLISECONDS, - new LinkedBlockingQueue(1024), namedThreadFactory, new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()); - - public static void main(String[] args) { - - for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) { - pool.execute(new SubThread()); - } - } -} -``` - -通过上述方式创建线程时,不仅可以避免 OOM 的问题,还可以自定义线程名称,更加方便的出错的时候溯源。 - -## 5 Nginx - -### 5.1 简单介绍一下 Nginx - -Nginx 是一款轻量级的 Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器。 Nginx 主要提供反向代理、负载均衡、动静分离(静态资源服务)等服务。下面我简单地介绍一下这些名词。 - -#### 反向代理 - -谈到反向代理,就不得不提一下正向代理。无论是正向代理,还是反向代理,说到底,就是代理模式的衍生版本罢了 - -- **正向代理:**某些情况下,代理我们用户去访问服务器,需要用户手动的设置代理服务器的 ip 和端口号。正向代理比较常见的一个例子就是 VPN 了。 -- **反向代理:** 是用来代理服务器的,代理我们要访问的目标服务器。代理服务器接受请求,然后将请求转发给内部网络的服务器,并将从服务器上得到的结果返回给客户端,此时代理服务器对外就表现为一个服务器。 - -通过下面两幅图,大家应该更好理解(图源:http://blog.720ui.com/2016/nginx_action_05_proxy/): - -![正向代理](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-11-15/60925795.jpg) - -![反向代理](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-11-15/62563930.jpg) - -所以,简单的理解,就是正向代理是为客户端做代理,代替客户端去访问服务器,而反向代理是为服务器做代理,代替服务器接受客户端请求。 - -#### 负载均衡 - -在高并发情况下需要使用,其原理就是将并发请求分摊到多个服务器执行,减轻每台服务器的压力,多台服务器(集群)共同完成工作任务,从而提高了数据的吞吐量。 - -Nginx 支持的 weight 轮询(默认)、ip_hash、fair、url_hash 这四种负载均衡调度算法,感兴趣的可以自行查阅。 - -负载均衡相比于反向代理更侧重的是将请求分担到多台服务器上去,所以谈论负载均衡只有在提供某服务的服务器大于两台时才有意义。 - -#### 动静分离 - -动静分离是让动态网站里的动态网页根据一定规则把不变的资源和经常变的资源区分开来,动静资源做好了拆分以后,我们就可以根据静态资源的特点将其做缓存操作,这就是网站静态化处理的核心思路。 - -### 5.2 为什么要用 Nginx? - -> 这部分内容参考极客时间—[Nginx 核心知识 100 讲的内容](https://time.geekbang.org/course/intro/138?code=AycjiiQk6uQRxnVJzBupFkrGkvZlmYELPRsZbWzaAHE= "Nginx核心知识100讲的内容")。 - -如果面试官问你这个问题,就一定想看你知道 Nginx 服务器的一些优点吗。 - -Nginx 有以下 5 个优点: - -1. 高并发、高性能(这是其他 web 服务器不具有的) -2. 可扩展性好(模块化设计,第三方插件生态圈丰富) -3. 高可靠性(可以在服务器行持续不间断的运行数年) -4. 热部署(这个功能对于 Nginx 来说特别重要,热部署指可以在不停止 Nginx 服务的情况下升级 Nginx) -5. BSD 许可证(意味着我们可以将源代码下载下来进行修改然后使用自己的版本) - -### 5.3 Nginx 的四个主要组成部分了解吗? - -> 这部分内容参考极客时间—[Nginx 核心知识 100 讲的内容](https://time.geekbang.org/course/intro/138?code=AycjiiQk6uQRxnVJzBupFkrGkvZlmYELPRsZbWzaAHE= "Nginx核心知识100讲的内容")。 - -- Nginx 二进制可执行文件:由各模块源码编译出一个文件 -- nginx.conf 配置文件:控制 Nginx 行为 -- acess.log 访问日志: 记录每一条 HTTP 请求信息 -- error.log 错误日志:定位问题 \ No newline at end of file diff --git a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/面试官-你有什么问题要问我.md b/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/面试官-你有什么问题要问我.md deleted file mode 100644 index 7a55d539..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/PreparingForInterview/面试官-你有什么问题要问我.md +++ /dev/null @@ -1,64 +0,0 @@ -我还记得当时我去参加面试的时候,几乎每一场面试,特别是HR面和高管面的时候,面试官总是会在结尾问我:“问了你这么多问题了,你有什么问题问我吗?”。这个时候很多人内心就会陷入短暂的纠结中:我该问吗?不问的话面试官会不会对我影响不好?问什么问题?问这个问题会不会让面试官对我的影响不好啊? - -![无奈](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-2/无奈.jpg) - -### 这个问题对最终面试结果的影响到底大不大? - -就技术面试而言,回答这个问题的时候,只要你不是触碰到你所面试的公司的雷区,那么我觉得这对你能不能拿到最终offer来说影响确实是不大的。我说这些并不代表你就可以直接对面试官说:“我没问题了。”,笔主当时面试的时候确实也说过挺多次“没问题要问了。”,最终也没有导致笔主被pass掉(可能是前面表现比较好,哈哈,自恋一下)。我现在回想起来,觉得自己当时做法其实挺不对的。面试本身就是一个双向选择的过程,你对这个问题的回答也会侧面反映出你对这次面试的上心程度,你的问题是否有价值,也影响了你最终的选择与公司是否选择你。 - -面试官在技术面试中主要考察的还是你这样个人到底有没有胜任这个工作的能力以及你是否适合公司未来的发展需要,很多公司还需要你认同它的文化,我觉得你只要不是太笨,应该不会栽在这里。除非你和另外一个人在能力上相同,但是只能在你们两个人中选一个,那么这个问题才对你能不能拿到offer至关重要。有准备总比没准备好,给面试官留一个好的影响总归是没错的。 - -但是,就非技术面试来说,我觉得好好回答这个问题对你最终的结果还是比较重要的。 - -总的来说不管是技术面试还是非技术面试,如果你想赢得公司的青睐和尊重,我觉得我们都应该重视这个问题。 - -### 真诚一点,不要问太 Low 的问题 - -回答这个问题很重要的一点就是你没有必要放低自己的姿态问一些很虚或者故意讨好面试官的问题,也不要把自己从面经上学到的东西照搬下来使用。面试官也不是傻子,特别是那种特别有经验的面试官,你是真心诚意的问问题,还是从别处照搬问题来讨好面试官,人家可能一听就听出来了。总的来说,还是要真诚。除此之外,不要问太 Low 的问题,会显得你整个人格局比较小或者说你根本没有准备(侧面反映你对这家公司不上心,既然你不上心,为什么要要你呢)。举例几个比较 Low 的问题,大家看看自己有没有问过其中的问题: - -- 贵公司的主要业务是什么?(面试之前自己不知道提前网上查一下吗?) -- 贵公司的男女比例如何?(考虑脱单?记住你是来工作的!) -- 贵公司一年搞几次外出旅游?(你是来工作的,这些娱乐活动先别放在心上!) -- ...... - -### 有哪些有价值的问题值得问? - -针对这个问题。笔主专门找了几个专门做HR工作的小哥哥小姐姐们询问并且查阅了挺多前辈们的回答,然后结合自己的实际经历,我概括了下面几个比较适合问的问题。 - -#### 面对HR或者其他Level比较低的面试官时 - -1. **能不能谈谈你作为一个公司老员工对公司的感受?** (这个问题比较容易回答,不会让面试官陷入无话可说的尴尬境地。另外,从面试官的回答中你可以加深对这个公司的了解,让你更加清楚这个公司到底是不是你想的那样或者说你是否能适应这个公司的文化。除此之外,这样的问题在某种程度上还可以拉进你与面试官的距离。) -2. **能不能问一下,你当时因为什么原因选择加入这家公司的呢或者说这家公司有哪些地方吸引你?有什么地方你觉得还不太好或者可以继续完善吗?** (类似第一个问题,都是问面试官个人对于公司的看法。) -3. **我觉得我这次表现的不是太好,你有什么建议或者评价给我吗?**(这个是我常问的。我觉得说自己表现不好只是这个语境需要这样来说,这样可以显的你比较谦虚好学上进。) -4. **接下来我会有一段空档期,有什么值得注意或者建议学习的吗?** (体现出你对工作比较上心,自助学习意识比较强。) -5. **这个岗位为什么还在招人?** (岗位真实性和价值咨询) -6. **大概什么时候能给我回复呢?** (终面的时候,如果面试官没有说的话,可以问一下) -7. ...... - - - -#### 面对部门领导 - -1. **部门的主要人员分配以及对应的主要工作能简单介绍一下吗?** -2. **未来如果我要加入这个团队,你对我的期望是什么?** (部门领导一般情况下是你的直属上级了,你以后和他打交道的机会应该是最多的。你问这个问题,会让他感觉你是一个对他的部门比较上心,比较有团体意识,并且愿意倾听的候选人。) -3. **公司对新入职的员工的培养机制是什么样的呢?** (正规的公司一般都有培养机制,提前问一下是对你自己的负责也会显的你比较上心) -4. **以您来看,这个岗位未来在公司内部的发展如何?** (在我看来,问这个问题也是对你自己的负责吧,谁不想发展前景更好的岗位呢?) -5. **团队现在面临的最大挑战是什么?** (这样的问题不会暴露你对公司的不了解,并且也能让你对未来工作的挑战或困难有一个提前的预期。) - - - -#### 面对Level比较高的(比如总裁,老板) - -1. **贵公司的发展目标和方向是什么?** (看下公司的发展是否满足自己的期望) -2. **与同行业的竞争者相比,贵公司的核心竞争优势在什么地方?** (充分了解自己的优势和劣势) -3. **公司现在面临的最大挑战是什么?** - -### 来个补充,顺便送个祝福给大家 - -薪酬待遇和相关福利问题一般在终面的时候(最好不要在前面几面的时候就问到这个问题),面试官会提出来或者在面试完之后以邮件的形式告知你。一般来说,如果面试官很愿意为你回答问题,对你的问题也比较上心的话,那他肯定是觉得你就是他们要招的人。 - -大家在面试的时候,可以根据自己对于公司或者岗位的了解程度,对上面提到的问题进行适当修饰或者修改。上面提到的一些问题只是给没有经验的朋友一个参考,如果你还有其他比较好的问题的话,那当然也更好啦! - -金三银四。过了二月就到了面试高峰期或者说是黄金期。几份惊喜几份愁,愿各位能始终不忘初心!每个人都有每个人的难处。引用一句《阿甘正传》里面的台词:“生活就像一盒巧克力,你永远不知道下一块是什么味道“。 - -![加油!彩虹就要来了](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-2/生活就像一盒巧克力你永远不知道下一块是什么味道.JPEG) \ No newline at end of file diff --git a/docs/essential-content-for-interview/real-interview-experience-analysis/alibaba-1.md b/docs/essential-content-for-interview/real-interview-experience-analysis/alibaba-1.md deleted file mode 100644 index a1f61011..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/real-interview-experience-analysis/alibaba-1.md +++ /dev/null @@ -1,222 +0,0 @@ -本文的内容都是根据读者投稿的真实面试经历改编而来,首次尝试这种风格的文章,花了几天晚上才总算写完,希望对你有帮助。 - -本文主要涵盖下面的内容: - -1. 分布式商城系统:架构图讲解; -2. 消息队列相关:削峰和解耦; -3. Redis 相关:缓存穿透问题的解决; -4. 一些基础问题: - - 网络相关:1.浏览器输入 URL 发生了什么? 2.TCP 和 UDP 区别? 3.TCP 如何保证传输可靠性? - - Java 基础:1. 既然有了字节流,为什么还要有字符流? 2.深拷贝 和 浅拷贝有啥区别呢? - -下面是正文! - -面试开始,坐在我前面的就是这次我的面试官吗?这发量看着根本不像程序员啊?我心里正嘀咕着,只听见面试官说:“小伙,下午好,我今天就是你的面试官,咱们开始面试吧!”。 - -### 第一面开始 - -**面试官:** 我也不用多说了,你先自我介绍一下吧,简历上有的就不要再说了哈。 - -**我:** 内心 os:"果然如我所料,就知道会让我先自我介绍一下,还好我看了 [JavaGuide](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide "JavaGuide") ,学到了一些套路。套路总结起来就是:**最好准备好两份自我介绍,一份对 hr 说的,主要讲能突出自己的经历,会的编程技术一语带过;另一份对技术面试官说的,主要讲自己会的技术细节,项目经验,经历那些就一语带过。** 所以,我按照这个套路准备了一个还算通用的模板,毕竟我懒嘛!不想多准备一个自我介绍,整个通用的多好! - -> 面试官,您好!我叫小李子。大学时间我主要利用课外时间学习 Java 相关的知识。在校期间参与过一个某某系统的开发,主要负责数据库设计和后端系统开发.,期间解决了什么问题,巴拉巴拉。另外,我自己在学习过程中也参照网上的教程写过一个电商系统的网站,写这个电商网站主要是为了能让自己接触到分布式系统的开发。在学习之余,我比较喜欢通过博客整理分享自己所学知识。我现在已经是某社区的认证作者,写过一系列关于 线程池使用以及源码分析的文章深受好评。另外,我获得过省级编程比赛二等奖,我将这个获奖项目开源到 Github 还收获了 2k 的 Star 呢? - -**面试官:** 你刚刚说参考网上的教程做了一个电商系统?你能画画这个电商系统的架构图吗? - -**我:** 内心 os: "这可难不倒我!早知道写在简历上的项目要重视了,提前都把这个系统的架构图画了好多遍了呢!" - - - -做过分布式电商系统的一定很熟悉上面的架构图(目前比较流行的是微服务架构,但是如果你有分布式开发经验也是非常加分的!)。 - -**面试官:** 简单介绍一下你做的这个系统吧! - -**我:** 我一本正经的对着我刚刚画的商城架构图开始了满嘴造火箭的讲起来: - -> 本系统主要分为展示层、服务层和持久层这三层。表现层顾名思义主要就是为了用来展示,比如我们的后台管理系统的页面、商城首页的页面、搜索系统的页面等等,这一层都只是作为展示,并没有提供任何服务。 -> -> 展示层和服务层一般是部署在不同的机器上来提高并发量和扩展性,那么展示层和服务层怎样才能交互呢?在本系统中我们使用 Dubbo 来进行服务治理。Dubbo 是一款高性能、轻量级的开源 Java RPC 框架。Dubbo 在本系统的主要作用就是提供远程 RPC 调用。在本系统中服务层的信息通过 Dubbo 注册给 ZooKeeper,表现层通过 Dubbo 去 ZooKeeper 中获取服务的相关信息。Zookeeper 的作用仅仅是存放提供服务的服务器的地址和一些服务的相关信息,实现 RPC 远程调用功能的还是 Dubbo。如果需要引用到某个服务的时候,我们只需要在配置文件中配置相关信息就可以在代码中直接使用了,就像调用本地方法一样。假如说某个服务的使用量增加时,我们只用为这单个服务增加服务器,而不需要为整个系统添加服务。 -> -> 另外,本系统的数据库使用的是常用的 MySQL,并且用到了数据库中间件 MyCat。另外,本系统还用到 redis 内存数据库来作为缓存来提高系统的反应速度。假如用户第一次访问数据库中的某些数据,这个过程会比较慢,因为是从硬盘上读取的。将该用户访问的数据存在数缓存中,这样下一次再访问这些数据的时候就可以直接从缓存中获取了。操作缓存就是直接操作内存,所以速度相当快。 -> -> 系统还用到了 Elasticsearch 来提供搜索功能。使用 Elasticsearch 我们可以非常方便的为我们的商城系统添加必备的搜索功能,并且使用 Elasticsearch 还能提供其它非常实用的功能,并且很容易扩展。 - -**面试官:** 我看你的系统里面还用到了消息队列,能说说为什么要用它吗? - -**我:** - -> 使用消息队列主要是为了: -> -> 1. 减少响应所需时间和削峰。 -> 2. 降低系统耦合性(解耦/提升系统可扩展性)。 - -**面试官:** 你这说的太简单了!能不能稍微详细一点,最好能画图给我解释一下。 - -**我:** 内心 os:"都 2019 年了,大部分面试者都能对消息队列的为系统带来的这两个好处倒背如流了,如果你想走的更远就要别别人懂的更深一点!" - -> 当我们不使用消息队列的时候,所有的用户的请求会直接落到服务器,然后通过数据库或者缓存响应。假如在高并发的场景下,如果没有缓存或者数据库承受不了这么大的压力的话,就会造成响应速度缓慢,甚至造成数据库宕机。但是,在使用消息队列之后,用户的请求数据发送给了消息队列之后就可以立即返回,再由消息队列的消费者进程从消息队列中获取数据,异步写入数据库,不过要确保消息不被重复消费还要考虑到消息丢失问题。由于消息队列服务器处理速度快于数据库,因此响应速度得到大幅改善。 -> -> 文字 is too 空洞,直接上图吧!下图展示了使用消息前后系统处理用户请求的对比(ps:我自己都被我画的这个图美到了,如果你也觉得这张图好看的话麻烦来个素质三连!)。 -> -> ![通过异步处理提高系统性能](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/Asynchronous-message-queue.png) -> -> 通过以上分析我们可以得出**消息队列具有很好的削峰作用的功能**——即**通过异步处理,将短时间高并发产生的事务消息存储在消息队列中,从而削平高峰期的并发事务。** 举例:在电子商务一些秒杀、促销活动中,合理使用消息队列可以有效抵御促销活动刚开始大量订单涌入对系统的冲击。如下图所示: -> -> ![削峰](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/削峰-消息队列.png) -> -> 使用消息队列还可以降低系统耦合性。我们知道如果模块之间不存在直接调用,那么新增模块或者修改模块就对其他模块影响较小,这样系统的可扩展性无疑更好一些。还是直接上图吧: -> -> ![解耦](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/消息队列-解耦.png) -> -> 生产者(客户端)发送消息到消息队列中去,接受者(服务端)处理消息,需要消费的系统直接去消息队列取消息进行消费即可而不需要和其他系统有耦合, 这显然也提高了系统的扩展性。 - -**面试官:** 你觉得它有什么缺点吗?或者说怎么考虑用不用消息队列? - -**我:** 内心 os: "面试官真鸡贼!这不是勾引我上钩么?还好我准备充分。" - -> 我觉得可以从下面几个方面来说: -> -> 1. **系统可用性降低:** 系统可用性在某种程度上降低,为什么这样说呢?在加入 MQ 之前,你不用考虑消息丢失或者说 MQ 挂掉等等的情况,但是,引入 MQ 之后你就需要去考虑了! -> 2. **系统复杂性提高:** 加入 MQ 之后,你需要保证消息没有被重复消费、处理消息丢失的情况、保证消息传递的顺序性等等问题! -> 3. **一致性问题:** 我上面讲了消息队列可以实现异步,消息队列带来的异步确实可以提高系统响应速度。但是,万一消息的真正消费者并没有正确消费消息怎么办?这样就会导致数据不一致的情况了! - -**面试官**:做项目的过程中遇到了什么问题吗?解决了吗?如果解决的话是如何解决的呢? - -**我** : 内心 os: "做的过程中好像也没有遇到什么问题啊!怎么办?怎么办?突然想到可以说我在使用 Redis 过程中遇到的问题,毕竟我对 Redis 还算熟悉嘛,**把面试官往这个方向吸引**,准没错。" - -> 我在使用 Redis 对常用数据进行缓冲的过程中出现了缓存穿透问题。然后,我通过谷歌搜索相关的解决方案来解决的。 - -**面试官:** 你还知道缓存穿透啊?不错啊!来说说什么是缓存穿透以及你最后的解决办法。 - -**我:** 我先来谈谈什么是缓存穿透吧! - -> 缓存穿透说简单点就是大量请求的 key 根本不存在于缓存中,导致请求直接到了数据库上,根本没有经过缓存这一层。举个例子:某个黑客故意制造我们缓存中不存在的 key 发起大量请求,导致大量请求落到数据库。 -> -> 总结一下就是: -> -> 1. 缓存层不命中。 -> 2. 存储层不命中,不将空结果写回缓存。 -> 3. 返回空结果给客户端。 -> -> 一般 MySQL 默认的最大连接数在 150 左右,这个可以通过 `show variables like '%max_connections%';`命令来查看。最大连接数一个还只是一个指标,cpu,内存,磁盘,网络等物理条件都是其运行指标,这些指标都会限制其并发能力!所以,一般 3000 的并发请求就能打死大部分数据库了。 - -**面试官:** 小伙子不错啊!还准备问你:“为什么 3000 的并发能把支持最大连接数 4000 数据库压死?”想不到你自己就提前回答了!不错! - -**我:** 别夸了!别夸了!我再来说说我知道的一些解决办法以及我最后采用的方案吧!您帮忙看看有没有问题。 - -> 最基本的就是首先做好参数校验,一些不合法的参数请求直接抛出异常信息返回给客户端。比如查询的数据库 id 不能小于 0、传入的邮箱格式不对的时候直接返回错误消息给客户端等等。 -> -> 参数校验通过的情况还是会出现缓存穿透,我们还可以通过以下几个方案来解决这个问题: -> -> **1)缓存无效 key** : 如果缓存和数据库都查不到某个 key 的数据就写一个到 redis 中去并设置过期时间,具体命令如下:`SET key value EX 10086`。这种方式可以解决请求的 key 变化不频繁的情况,如何黑客恶意攻击,每次构建的不同的请求 key,会导致 redis 中缓存大量无效的 key 。很明显,这种方案并不能从根本上解决此问题。如果非要用这种方式来解决穿透问题的话,尽量将无效的 key 的过期时间设置短一点比如 1 分钟。 -> -> 另外,这里多说一嘴,一般情况下我们是这样设计 key 的: `表名:列名:主键名:主键值`。 -> -> **2)布隆过滤器:** 布隆过滤器是一个非常神奇的数据结构,通过它我们可以非常方便地判断一个给定数据是否存在于海量数据中。我们需要的就是判断 key 是否合法,有没有感觉布隆过滤器就是我们想要找的那个“人”。 - -**面试官:** 不错不错!你还知道布隆过滤器啊!来给我谈一谈。 - -**我:** 内心 os:“如果你准备过海量数据处理的面试题,你一定对:“如何确定一个数字是否在于包含大量数字的数字集中(数字集很大,5 亿以上!)?”这个题目很了解了!解决这道题目就要用到布隆过滤器。” - -> 布隆过滤器在针对海量数据去重或者验证数据合法性的时候非常有用。**布隆过滤器的本质实际上是 “位(bit)数组”,也就是说每一个存入布隆过滤器的数据都只占一位。相比于我们平时常用的的 List、Map 、Set 等数据结构,它占用空间更少并且效率更高,但是缺点是其返回的结果是概率性的,而不是非常准确的。** -> -> **当一个元素加入布隆过滤器中的时候,会进行如下操作:** -> -> 1. 使用布隆过滤器中的哈希函数对元素值进行计算,得到哈希值(有几个哈希函数得到几个哈希值)。 -> 2. 根据得到的哈希值,在位数组中把对应下标的值置为 1。 -> -> **当我们需要判断一个元素是否存在于布隆过滤器的时候,会进行如下操作:** -> -> 1. 对给定元素再次进行相同的哈希计算; -> 2. 得到值之后判断位数组中的每个元素是否都为 1,如果值都为 1,那么说明这个值在布隆过滤器中,如果存在一个值不为 1,说明该元素不在布隆过滤器中。 -> -> 举个简单的例子: -> -> ![布隆过滤器hash计算](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/布隆过滤器-hash运算.png) -> -> 如图所示,当字符串存储要加入到布隆过滤器中时,该字符串首先由多个哈希函数生成不同的哈希值,然后在对应的位数组的下表的元素设置为 1(当位数组初始化时 ,所有位置均为 0)。当第二次存储相同字符串时,因为先前的对应位置已设置为 1,所以很容易知道此值已经存在(去重非常方便)。 -> -> 如果我们需要判断某个字符串是否在布隆过滤器中时,只需要对给定字符串再次进行相同的哈希计算,得到值之后判断位数组中的每个元素是否都为 1,如果值都为 1,那么说明这个值在布隆过滤器中,如果存在一个值不为 1,说明该元素不在布隆过滤器中。 -> -> **不同的字符串可能哈希出来的位置相同,这种情况我们可以适当增加位数组大小或者调整我们的哈希函数。** -> -> 综上,我们可以得出:**布隆过滤器说某个元素存在,小概率会误判。布隆过滤器说某个元素不在,那么这个元素一定不在。** - -**面试官:** 看来你对布隆过滤器了解的还挺不错的嘛!那你快说说你最后是怎么利用它来解决缓存穿透的。 - -**我:** 知道了布隆过滤器的原理就之后就很容易做了。我是利用 Redis 布隆过滤器来做的。我把所有可能存在的请求的值都存放在布隆过滤器中,当用户请求过来,我会先判断用户发来的请求的值是否存在于布隆过滤器中。不存在的话,直接返回请求参数错误信息给客户端,存在的话才会走下面的流程。总结一下就是下面这张图(这张图片不是我画的,为了省事直接在网上找的): - - - -更多关于布隆过滤器的内容可以看我的这篇原创:[《不了解布隆过滤器?一文给你整的明明白白!》](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/dataStructures-algorithms/data-structure/bloom-filter.md "《不了解布隆过滤器?一文给你整的明明白白!》") ,强烈推荐,个人感觉网上应该找不到总结的这么明明白白的文章了。 - -**面试官:** 好了好了。项目就暂时问到这里吧!下面有一些比较基础的问题我简单地问一下你。内心 os: 难不成这家伙满口高并发,连最基础的东西都不会吧! - -**我:** 好的好的!没问题! - -**面试官:** 浏览器输入 URL 发生了什么? - -**我:** 内心 os:“很常问的一个问题,建议拿小本本记好了!另外,百度好像最喜欢问这个问题,去百度面试可要提前备好这道题的功课哦!相似问题:打开一个网页,整个过程会使用哪些协议?”。 - -> 图解(图片来源:《图解 HTTP》): -> -> -> -> 总体来说分为以下几个过程: -> -> 1. DNS 解析 -> 2. TCP 连接 -> 3. 发送 HTTP 请求 -> 4. 服务器处理请求并返回 HTTP 报文 -> 5. 浏览器解析渲染页面 -> 6. 连接结束 -> -> 具体可以参考下面这篇文章: -> -> - [https://segmentfault.com/a/1190000006879700](https://segmentfault.com/a/1190000006879700 "https://segmentfault.com/a/1190000006879700") - -**面试官:** TCP 和 UDP 区别? - -**我:** - -> ![TCP、UDP协议的区别](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/tcp-vs-udp.jpg) -> -> UDP 在传送数据之前不需要先建立连接,远地主机在收到 UDP 报文后,不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付,但在某些情况下 UDP 确是一种最有效的工作方式(一般用于即时通信),比如: QQ 语音、 QQ 视频 、直播等等 -> -> TCP 提供面向连接的服务。在传送数据之前必须先建立连接,数据传送结束后要释放连接。 TCP 不提供广播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的,面向连接的传输服务(TCP 的可靠体现在 TCP 在传递数据之前,会有三次握手来建立连接,而且在数据传递时,有确认、窗口、重传、拥塞控制机制,在数据传完后,还会断开连接用来节约系统资源),这一难以避免增加了许多开销,如确认,流量控制,计时器以及连接管理等。这不仅使协议数据单元的首部增大很多,还要占用许多处理机资源。TCP 一般用于文件传输、发送和接收邮件、远程登录等场景。 - -**面试官:** TCP 如何保证传输可靠性? - -**我:** - -> 1. 应用数据被分割成 TCP 认为最适合发送的数据块。 -> 2. TCP 给发送的每一个包进行编号,接收方对数据包进行排序,把有序数据传送给应用层。 -> 3. **校验和:** TCP 将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和,目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错,TCP 将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段。 -> 4. TCP 的接收端会丢弃重复的数据。 -> 5. **流量控制:** TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间,TCP 的接收端只允许发送端发送接收端缓冲区能接纳的数据。当接收方来不及处理发送方的数据,能提示发送方降低发送的速率,防止包丢失。TCP 使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。 (TCP 利用滑动窗口实现流量控制) -> 6. **拥塞控制:** 当网络拥塞时,减少数据的发送。 -> 7. **ARQ 协议:** 也是为了实现可靠传输的,它的基本原理就是每发完一个分组就停止发送,等待对方确认。在收到确认后再发下一个分组。 -> 8. **超时重传:** 当 TCP 发出一个段后,它启动一个定时器,等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认,将重发这个报文段。 - -**面试官:** 我再来问你一些 Java 基础的问题吧!小伙子。 - -**我:** 好的。(内心 os:“你尽管来!”) - -**面试官:** 既然有了字节流,为什么还要有字符流? - -我:内心 os :“问题本质想问:**不管是文件读写还是网络发送接收,信息的最小存储单元都是字节,那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢?**” - -> 字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的,问题就出在这个过程还算是非常耗时,并且,如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以, I/O 流就干脆提供了一个直接操作字符的接口,方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好,如果涉及到字符的话使用字符流比较好。 - -**面试官**:深拷贝 和 浅拷贝有啥区别呢? - -**我:** - -> 1. **浅拷贝**:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型进行引用传递般的拷贝,此为浅拷贝。 -> 2. **深拷贝**:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型,创建一个新的对象,并复制其内容,此为深拷贝。 -> -> ![deep and shallow copy](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-7/java-deep-and-shallow-copy.jpg) - -**面试官:** 好的!面试结束。小伙子可以的!回家等通知吧! - -**我:** 好的好的!辛苦您了! diff --git a/docs/essential-content-for-interview/手把手教你用Markdown写一份高质量的简历.md b/docs/essential-content-for-interview/手把手教你用Markdown写一份高质量的简历.md deleted file mode 100644 index 9cb2811b..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/手把手教你用Markdown写一份高质量的简历.md +++ /dev/null @@ -1,93 +0,0 @@ -## Markdown 简历模板样式一览 -![](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/9/3/1659f91e4843bd67?w=800&h=1737&f=png&s=97357) -**可以看到我把联系方式放在第一位,因为公司一般会与你联系,所以把联系方式放在第一位也是为了方便联系考虑。** - -## 为什么要用 Markdown 写简历? - -Markdown 语法简单,易于上手。使用正确的 Markdown 语言写出来的简历不论是在排版还是格式上都比较干净,易于阅读。另外,使用 Markdown 写简历也会给面试官一种你比较专业的感觉。 - -除了这些,我觉得使用 Markdown 写简历可以很方便将其与PDF、HTML、PNG格式之间转换。后面我会介绍到转换方法,只需要一条命令你就可以实现 Markdown 到 PDF、HTML 与 PNG之间的无缝切换。 - -> 下面的一些内容我在之前的一篇文章中已经提到过,这里再说一遍,最后会分享如何实现Markdown 到 PDF、HTML、PNG格式之间转换。 - -## 为什么说简历很重要? - -假如你是网申,你的简历必然会经过HR的筛选,一张简历HR可能也就花费10秒钟看一下,然后HR就会决定你这一关是Fail还是Pass。 - -假如你是内推,如果你的简历没有什么优势的话,就算是内推你的人再用心,也无能为力。 - -另外,就算你通过了筛选,后面的面试中,面试官也会根据你的简历来判断你究竟是否值得他花费很多时间去面试。 - -## 写简历的两大法则 - -目前写简历的方式有两种普遍被认可,一种是 STAR, 一种是 FAB。 - -**STAR法则(Situation Task Action Result):** - -- **Situation:** 事情是在什么情况下发生; -- **Task::** 你是如何明确你的任务的; -- **Action:** 针对这样的情况分析,你采用了什么行动方式; -- **Result:** 结果怎样,在这样的情况下你学习到了什么。 - -**FAB 法则(Feature Advantage Benefit):** - -- **Feature:** 是什么; -- **Advantage:** 比别人好在哪些地方; -- **Benefit:** 如果雇佣你,招聘方会得到什么好处。 - -## 项目经历怎么写? -简历上有一两个项目经历很正常,但是真正能把项目经历很好的展示给面试官的非常少。对于项目经历大家可以考虑从如下几点来写: - -1. 对项目整体设计的一个感受 -2. 在这个项目中你负责了什么、做了什么、担任了什么角色 -3. 从这个项目中你学会了那些东西,使用到了那些技术,学会了那些新技术的使用 -4. 另外项目描述中,最好可以体现自己的综合素质,比如你是如何协调项目组成员协同开发的或者在遇到某一个棘手的问题的时候你是如何解决的。 - -## 专业技能该怎么写? -先问一下你自己会什么,然后看看你意向的公司需要什么。一般HR可能并不太懂技术,所以他在筛选简历的时候可能就盯着你专业技能的关键词来看。对于公司有要求而你不会的技能,你可以花几天时间学习一下,然后在简历上可以写上自己了解这个技能。比如你可以这样写: - -- Dubbo:精通 -- Spring:精通 -- Docker:掌握 -- SOA分布式开发 :掌握 -- Spring Cloud:了解 - -## 简历模板分享 - -**开源程序员简历模板**: [https://github.com/geekcompany/ResumeSample](https://github.com/geekcompany/ResumeSample)(包括PHP程序员简历模板、iOS程序员简历模板、Android程序员简历模板、Web前端程序员简历模板、Java程序员简历模板、C/C++程序员简历模板、NodeJS程序员简历模板、架构师简历模板以及通用程序员简历模板) - -**上述简历模板的改进版本:** [https://github.com/Snailclimb/Java-Guide/blob/master/面试必备/简历模板.md](https://github.com/Snailclimb/Java-Guide/blob/master/面试必备/简历模板.md) - -## 其他的一些小tips - -1. 尽量避免主观表述,少一点语义模糊的形容词,尽量要简洁明了,逻辑结构清晰。 -2. 注意排版(不需要花花绿绿的),尽量使用Markdown语法。 -3. 如果自己有博客或者个人技术栈点的话,写上去会为你加分很多。 -4. 如果自己的Github比较活跃的话,写上去也会为你加分很多。 -5. 注意简历真实性,一定不要写自己不会的东西,或者带有欺骗性的内容 -6. 项目经历建议以时间倒序排序,另外项目经历不在于多,而在于有亮点。 -7. 如果内容过多的话,不需要非把内容压缩到一页,保持排版干净整洁就可以了。 -8. 简历最后最好能加上:“感谢您花时间阅读我的简历,期待能有机会和您共事。”这句话,显的你会很有礼貌。 - - -> 我们刚刚讲了很多关于如何写简历的内容并且分享了一份 Markdown 格式的简历文档。下面我们来看看如何实现 Markdown 到 HTML格式、PNG格式之间转换。 -## Markdown 到 HTML格式、PNG格式之间转换 - -网上很难找到一个比较方便并且效果好的转换方法,最后我是通过 Visual Studio Code 的 Markdown PDF 插件完美解决了这个问题! - -### 安装 Markdown PDF 插件 - -**① 打开Visual Studio Code ,按快捷键 F1,选择安装扩展选项** - -![① 打开Visual Studio Code ,按快捷键 F1,选择安装扩展选项](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/9/3/1659f9a44103e551?w=1366&h=688&f=png&s=104435) - -**② 搜索 “Markdown PDF” 插件并安装 ,然后重启** - -![② 搜索 “Markdown PDF” 插件并安装 ,然后重启](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/9/3/1659f9dbef0d06fb?w=1280&h=420&f=png&s=70510) - -### 使用方法 - -随便打开一份 Markdown 文件 点击F1,然后输入export即可! - -![](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/9/3/1659fa0292906150?w=1289&h=468&f=png&s=72178) - diff --git a/docs/essential-content-for-interview/简历模板.md b/docs/essential-content-for-interview/简历模板.md deleted file mode 100644 index 2a7a0431..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/简历模板.md +++ /dev/null @@ -1,79 +0,0 @@ -# 联系方式 - -- 手机: -- Email: -- 微信: - -# 个人信息 - - - 姓名/性别/出生日期 - - 本科/xxx计算机系xxx专业/英语六级 - - 技术博客:[http://snailclimb.top/](http://snailclimb.top/) - - 荣誉奖励:获得了什么奖(获奖时间) - - Github:[https://github.com/Snailclimb ](https://github.com/Snailclimb) - - Github Resume: [http://resume.github.io/?Snailclimb](http://resume.github.io/?Snailclimb) - - 期望职位:Java 研发程序员/大数据工程师(Java后台开发为首选) - - 期望城市:xxx城市 - - -# 项目经历 - -## xxx项目 - -### 项目描述 - -介绍该项目是做什么的、使用到了什么技术以及你对项目整体设计的一个感受 - -### 责任描述 - -主要可以从下面三点来写: - -1. 在这个项目中你负责了什么、做了什么、担任了什么角色 -2. 从这个项目中你学会了那些东西,使用到了那些技术,学会了那些新技术的使用 -3. 另外项目描述中,最好可以体现自己的综合素质,比如你是如何协调项目组成员协同开发的或者在遇到某一个棘手的问题的时候你是如何解决的。 - -# 开源项目和技术文章 - -## 开源项目 - -- [Java-Guide](https://github.com/Snailclimb/Java-Guide) :一份涵盖大部分Java程序员所需要掌握的核心知识。Star:3.9K; Fork:0.9k。 - - -## 技术文章推荐 - -- [可能是把Java内存区域讲的最清楚的一篇文章](https://juejin.im/post/5b7d69e4e51d4538ca5730cb) -- [搞定JVM垃圾回收就是这么简单](https://juejin.im/post/5b85ea54e51d4538dd08f601) -- [前端&后端程序员必备的Linux基础知识](https://juejin.im/post/5b3b19856fb9a04fa42f8c71) -- [可能是把Docker的概念讲的最清楚的一篇文章](https://juejin.im/post/5b260ec26fb9a00e8e4b031a) - - -# 校园经历(可选) - -## 2016-2017 - -担任学校社团-致深社副会长,主要负责团队每周活动的组建以及每周例会的主持。 - -## 2017-2018 - 担任学校传媒组织:“长江大学在线信息传媒”的副站长以及安卓组成员。主要负责每周例会主持、活动策划以及学校校园通APP的研发工作。 - - -# 技能清单 - -以下均为我熟练使用的技能 - -- Web开发:PHP/Hack/Node -- Web框架:ThinkPHP/Yaf/Yii/Lavarel/LazyPHP -- 前端框架:Bootstrap/AngularJS/EmberJS/HTML5/Cocos2dJS/ionic -- 前端工具:Bower/Gulp/SaSS/LeSS/PhoneGap -- 数据库相关:MySQL/PgSQL/PDO/SQLite -- 版本管理、文档和自动化部署工具:Svn/Git/PHPDoc/Phing/Composer -- 单元测试:PHPUnit/SimpleTest/Qunit -- 云和开放平台:SAE/BAE/AWS/微博开放平台/微信应用开发 - -# 自我评价(可选) - -自我发挥。切记不要过度自夸!!! - - -### 感谢您花时间阅读我的简历,期待能有机会和您共事。 - diff --git a/docs/essential-content-for-interview/面试必备之乐观锁与悲观锁.md b/docs/essential-content-for-interview/面试必备之乐观锁与悲观锁.md deleted file mode 100644 index 00aaecd8..00000000 --- a/docs/essential-content-for-interview/面试必备之乐观锁与悲观锁.md +++ /dev/null @@ -1,115 +0,0 @@ -点击关注[公众号](#公众号)及时获取笔主最新更新文章,并可免费领取本文档配套的《Java面试突击》以及Java工程师必备学习资源。 - - - -- [何谓悲观锁与乐观锁](#何谓悲观锁与乐观锁) - - [悲观锁](#悲观锁) - - [乐观锁](#乐观锁) - - [两种锁的使用场景](#两种锁的使用场景) -- [乐观锁常见的两种实现方式](#乐观锁常见的两种实现方式) - - [1. 版本号机制](#1-版本号机制) - - [2. CAS算法](#2-cas算法) -- [乐观锁的缺点](#乐观锁的缺点) - - [1 ABA 问题](#1-aba-问题) - - [2 循环时间长开销大](#2-循环时间长开销大) - - [3 只能保证一个共享变量的原子操作](#3-只能保证一个共享变量的原子操作) -- [CAS与synchronized的使用情景](#cas与synchronized的使用情景) - - - -### 何谓悲观锁与乐观锁 - -> 乐观锁对应于生活中乐观的人总是想着事情往好的方向发展,悲观锁对应于生活中悲观的人总是想着事情往坏的方向发展。这两种人各有优缺点,不能不以场景而定说一种人好于另外一种人。 - -#### 悲观锁 - -总是假设最坏的情况,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁(**共享资源每次只给一个线程使用,其它线程阻塞,用完后再把资源转让给其它线程**)。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在做操作之前先上锁。Java中`synchronized`和`ReentrantLock`等独占锁就是悲观锁思想的实现。 - - -#### 乐观锁 - -总是假设最好的情况,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号机制和CAS算法实现。**乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量**,像数据库提供的类似于**write_condition机制**,其实都是提供的乐观锁。在Java中`java.util.concurrent.atomic`包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式**CAS**实现的。 - -#### 两种锁的使用场景 - -从上面对两种锁的介绍,我们知道两种锁各有优缺点,不可认为一种好于另一种,像**乐观锁适用于写比较少的情况下(多读场景)**,即冲突真的很少发生的时候,这样可以省去了锁的开销,加大了系统的整个吞吐量。但如果是多写的情况,一般会经常产生冲突,这就会导致上层应用会不断的进行retry,这样反倒是降低了性能,所以**一般多写的场景下用悲观锁就比较合适。** - - -### 乐观锁常见的两种实现方式 - -> **乐观锁一般会使用版本号机制或CAS算法实现。** - -#### 1. 版本号机制 - -一般是在数据表中加上一个数据版本号version字段,表示数据被修改的次数,当数据被修改时,version值会加一。当线程A要更新数据值时,在读取数据的同时也会读取version值,在提交更新时,若刚才读取到的version值为当前数据库中的version值相等时才更新,否则重试更新操作,直到更新成功。 - -**举一个简单的例子:** -假设数据库中帐户信息表中有一个 version 字段,当前值为 1 ;而当前帐户余额字段( balance )为 $100 。 - -1. 操作员 A 此时将其读出( version=1 ),并从其帐户余额中扣除 $50( $100-$50 )。 -2. 在操作员 A 操作的过程中,操作员B 也读入此用户信息( version=1 ),并从其帐户余额中扣除 $20 ( $100-$20 )。 -3. 操作员 A 完成了修改工作,将数据版本号加一( version=2 ),连同帐户扣除后余额( balance=$50 ),提交至数据库更新,此时由于提交数据版本大于数据库记录当前版本,数据被更新,数据库记录 version 更新为 2 。 -4. 操作员 B 完成了操作,也将版本号加一( version=2 )试图向数据库提交数据( balance=$80 ),但此时比对数据库记录版本时发现,操作员 B 提交的数据版本号为 2 ,数据库记录当前版本也为 2 ,不满足 “ 提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新 “ 的乐观锁策略,因此,操作员 B 的提交被驳回。 - -这样,就避免了操作员 B 用基于 version=1 的旧数据修改的结果覆盖操作员A 的操作结果的可能。 - -#### 2. CAS算法 - -即**compare and swap(比较与交换)**,是一种有名的**无锁算法**。无锁编程,即不使用锁的情况下实现多线程之间的变量同步,也就是在没有线程被阻塞的情况下实现变量的同步,所以也叫非阻塞同步(Non-blocking Synchronization)。**CAS算法**涉及到三个操作数 - -- 需要读写的内存值 V -- 进行比较的值 A -- 拟写入的新值 B - -当且仅当 V 的值等于 A时,CAS通过原子方式用新值B来更新V的值,否则不会执行任何操作(比较和替换是一个原子操作)。一般情况下是一个**自旋操作**,即**不断的重试**。 - -关于自旋锁,大家可以看一下这篇文章,非常不错:[《 -面试必备之深入理解自旋锁》](https://blog.csdn.net/qq_34337272/article/details/81252853) - -### 乐观锁的缺点 - -> ABA 问题是乐观锁一个常见的问题 - -#### 1 ABA 问题 - -如果一个变量V初次读取的时候是A值,并且在准备赋值的时候检查到它仍然是A值,那我们就能说明它的值没有被其他线程修改过了吗?很明显是不能的,因为在这段时间它的值可能被改为其他值,然后又改回A,那CAS操作就会误认为它从来没有被修改过。这个问题被称为CAS操作的 **"ABA"问题。** - -JDK 1.5 以后的 `AtomicStampedReference 类`就提供了此种能力,其中的 `compareAndSet 方法`就是首先检查当前引用是否等于预期引用,并且当前标志是否等于预期标志,如果全部相等,则以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。 - -#### 2 循环时间长开销大 -**自旋CAS(也就是不成功就一直循环执行直到成功)如果长时间不成功,会给CPU带来非常大的执行开销。** 如果JVM能支持处理器提供的pause指令那么效率会有一定的提升,pause指令有两个作用,第一它可以延迟流水线执行指令(de-pipeline),使CPU不会消耗过多的执行资源,延迟的时间取决于具体实现的版本,在一些处理器上延迟时间是零。第二它可以避免在退出循环的时候因内存顺序冲突(memory order violation)而引起CPU流水线被清空(CPU pipeline flush),从而提高CPU的执行效率。 - -#### 3 只能保证一个共享变量的原子操作 - -CAS 只对单个共享变量有效,当操作涉及跨多个共享变量时 CAS 无效。但是从 JDK 1.5开始,提供了`AtomicReference类`来保证引用对象之间的原子性,你可以把多个变量放在一个对象里来进行 CAS 操作.所以我们可以使用锁或者利用`AtomicReference类`把多个共享变量合并成一个共享变量来操作。 - -### CAS与synchronized的使用情景 - -> **简单的来说CAS适用于写比较少的情况下(多读场景,冲突一般较少),synchronized适用于写比较多的情况下(多写场景,冲突一般较多)** - -1. 对于资源竞争较少(线程冲突较轻)的情况,使用synchronized同步锁进行线程阻塞和唤醒切换以及用户态内核态间的切换操作额外浪费消耗cpu资源;而CAS基于硬件实现,不需要进入内核,不需要切换线程,操作自旋几率较少,因此可以获得更高的性能。 -2. 对于资源竞争严重(线程冲突严重)的情况,CAS自旋的概率会比较大,从而浪费更多的CPU资源,效率低于synchronized。 - -补充: Java并发编程这个领域中synchronized关键字一直都是元老级的角色,很久之前很多人都会称它为 **“重量级锁”** 。但是,在JavaSE 1.6之后进行了主要包括为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗而引入的 **偏向锁** 和 **轻量级锁** 以及其它**各种优化**之后变得在某些情况下并不是那么重了。synchronized的底层实现主要依靠 **Lock-Free** 的队列,基本思路是 **自旋后阻塞**,**竞争切换后继续竞争锁**,**稍微牺牲了公平性,但获得了高吞吐量**。在线程冲突较少的情况下,可以获得和CAS类似的性能;而线程冲突严重的情况下,性能远高于CAS。 - -## 公众号 - -如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号。 - -**《Java面试突击》:** 由本文档衍生的专为面试而生的《Java面试突击》V2.0 PDF 版本[公众号](#公众号)后台回复 **"面试突击"** 即可免费领取! - -**Java工程师必备学习资源:** 一些Java工程师常用学习资源公众号后台回复关键字 **“1”** 即可免费无套路获取。 - -![我的公众号](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/167598cd2e17b8ec.png) - - - - - - - - - - - - diff --git a/docs/github-trending/2018-12.md b/docs/github-trending/2018-12.md deleted file mode 100644 index 3637e93e..00000000 --- a/docs/github-trending/2018-12.md +++ /dev/null @@ -1,78 +0,0 @@ -本文数据统计于 1.1 号凌晨,由 SnailClimb 整理。 - -### 1. JavaGuide - -- **Github地址**: [https://github.com/Snailclimb/JavaGuide](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide) -- **star**: 18.2k -- **介绍**: 【Java学习+面试指南】 一份涵盖大部分Java程序员所需要掌握的核心知识。 - -### 2. mall - -- **Github地址**: [https://github.com/macrozheng/mall](https://github.com/macrozheng/mall) -- **star**: 3.3k -- **介绍**: mall项目是一套电商系统,包括前台商城系统及后台管理系统,基于SpringBoot+MyBatis实现。 前台商城系统包含首页门户、商品推荐、商品搜索、商品展示、购物车、订单流程、会员中心、客户服务、帮助中心等模块。 后台管理系统包含商品管理、订单管理、会员管理、促销管理、运营管理、内容管理、统计报表、财务管理、权限管理、设置等模块。 - -### 3. advanced-java - -- **Github地址**:[https://github.com/doocs/advanced-java](https://github.com/doocs/advanced-java) -- **star**: 3.3k -- **介绍**: 互联网 Java 工程师进阶知识完全扫盲 - -### 4. matrix - -- **Github地址**:[https://github.com/Tencent/matrix](https://github.com/Tencent/matrix) -- **star**: 2.5k -- **介绍**: Matrix 是一款微信研发并日常使用的 APM(Application Performance Manage),当前主要运行在 Android 平台上。 Matrix 的目标是建立统一的应用性能接入框架,通过各种性能监控方案,对性能监控项的异常数据进行采集和分析,输出相应的问题分析、定位与优化建议,从而帮助开发者开发出更高质量的应用。 - -### 5. miaosha - -- **Github地址**:[https://github.com/qiurunze123/miaosha](https://github.com/qiurunze123/miaosha) -- **star**: 2.4k -- **介绍**: 高并发大流量如何进行秒杀架构,我对这部分知识做了一个系统的整理,写了一套系统。 - -### 6. arthas - -- **Github地址**:[https://github.com/alibaba/arthas](https://github.com/alibaba/arthas) -- **star**: 8.2k -- **介绍**: Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具,深受开发者喜爱。 - -### 7 spring-boot - -- **Github地址**: [https://github.com/spring-projects/spring-boot](https://github.com/spring-projects/spring-boot) -- **star:** 32.6k -- **介绍**: 虽然Spring的组件代码是轻量级的,但它的配置却是重量级的(需要大量XML配置),不过Spring Boot 让这一切成为了过去。 另外Spring Cloud也是基于Spring Boot构建的,我个人非常有必要学习一下。 - - **关于Spring Boot官方的介绍:** - - > Spring Boot makes it easy to create stand-alone, production-grade Spring based Applications that you can “just run”…Most Spring Boot applications need very little Spring configuration.(Spring Boot可以轻松创建独立的生产级基于Spring的应用程序,只要通过 “just run”(可能是run ‘Application’或java -jar 或 tomcat 或 maven插件run 或 shell脚本)便可以运行项目。大部分Spring Boot项目只需要少量的配置即可) - -### 8. tutorials - -- **Github地址**:[https://github.com/eugenp/tutorials](https://github.com/eugenp/tutorials) -- **star**: 10k -- **介绍**: 该项目是一系列小而专注的教程 - 每个教程都涵盖Java生态系统中单一且定义明确的开发领域。 当然,它们的重点是Spring Framework - Spring,Spring Boot和Spring Securiyt。 除了Spring之外,还有以下技术:核心Java,Jackson,HttpClient,Guava。 - -### 9. qmq - -- **Github地址**:[https://github.com/qunarcorp/qmq](https://github.com/qunarcorp/qmq) -- **star**: 1.1k -- **介绍**: QMQ是去哪儿网内部广泛使用的消息中间件,自2012年诞生以来在去哪儿网所有业务场景中广泛的应用,包括跟交易息息相关的订单场景; 也包括报价搜索等高吞吐量场景。 - - -### 10. symphony - -- **Github地址**:[https://github.com/b3log/symphony](https://github.com/b3log/symphony) -- **star**: 9k -- **介绍**: 一款用 Java 实现的现代化社区(论坛/BBS/社交网络/博客)平台。 - -### 11. incubator-dubbo - -- **Github地址**:[https://github.com/apache/incubator-dubbo](https://github.com/apache/incubator-dubbo) -- **star**: 23.6k -- **介绍**: 阿里开源的一个基于Java的高性能开源RPC框架。 - -### 12. apollo - -- **Github地址**:[https://github.com/ctripcorp/apollo](https://github.com/ctripcorp/apollo) -- **star**: 10k -- **介绍**: Apollo(阿波罗)是携程框架部门研发的分布式配置中心,能够集中化管理应用不同环境、不同集群的配置,配置修改后能够实时推送到应用端,并且具备规范的权限、流程治理等特性,适用于微服务配置管理场景。 diff --git a/docs/github-trending/2019-1.md b/docs/github-trending/2019-1.md deleted file mode 100644 index aa1de92f..00000000 --- a/docs/github-trending/2019-1.md +++ /dev/null @@ -1,76 +0,0 @@ -### 1. JavaGuide - -- **Github地址**: [https://github.com/Snailclimb/JavaGuide](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide) -- **star**: 22.8k -- **介绍**: 【Java学习+面试指南】 一份涵盖大部分Java程序员所需要掌握的核心知识。 - -### 2. advanced-java - -- **Github地址**:[https://github.com/doocs/advanced-java](https://github.com/doocs/advanced-java) -- **star**: 7.9k -- **介绍**: 互联网 Java 工程师进阶知识完全扫盲 - -### 3. fescar - -- **Github地址**:[https://github.com/alibaba/fescar](https://github.com/alibaba/fescar) -- **star**: 4.6k -- **介绍**: 具有 **高性能** 和 **易用性** 的 **微服务架构** 的 **分布式事务** 的解决方案。(特点:高性能且易于使用,旨在实现简单并快速的事务提交与回滚。 - -### 4. mall - -- **Github地址**: [https://github.com/macrozheng/mall](https://github.com/macrozheng/mall) -- **star**: 5.6 k -- **介绍**: mall项目是一套电商系统,包括前台商城系统及后台管理系统,基于SpringBoot+MyBatis实现。 前台商城系统包含首页门户、商品推荐、商品搜索、商品展示、购物车、订单流程、会员中心、客户服务、帮助中心等模块。 后台管理系统包含商品管理、订单管理、会员管理、促销管理、运营管理、内容管理、统计报表、财务管理、权限管理、设置等模块。 - -### 5. miaosha - -- **Github地址**:[https://github.com/qiurunze123/miaosha](https://github.com/qiurunze123/miaosha) -- **star**: 4.4k -- **介绍**: 高并发大流量如何进行秒杀架构,我对这部分知识做了一个系统的整理,写了一套系统。 - -### 6. flink - -- **Github地址**:[https://github.com/apache/flink](https://github.com/apache/flink) -- **star**: 7.1 k -- **介绍**: Apache Flink是一个开源流处理框架,具有强大的流和批处理功能。 - -### 7. cim - -- **Github地址**:[https://github.com/crossoverJie/cim](https://github.com/crossoverJie/cim) -- **star**: 1.8 k -- **介绍**: cim(cross IM) 适用于开发者的即时通讯系统。 - -### 8. symphony - -- **Github地址**:[https://github.com/b3log/symphony](https://github.com/b3log/symphony) -- **star**: 10k -- **介绍**: 一款用 Java 实现的现代化社区(论坛/BBS/社交网络/博客)平台。 - -### 9. spring-boot - -- **Github地址**: [https://github.com/spring-projects/spring-boot](https://github.com/spring-projects/spring-boot) -- **star:** 32.6k -- **介绍**: 虽然Spring的组件代码是轻量级的,但它的配置却是重量级的(需要大量XML配置),不过Spring Boot 让这一切成为了过去。 另外Spring Cloud也是基于Spring Boot构建的,我个人非常有必要学习一下。 - - **关于Spring Boot官方的介绍:** - - > Spring Boot makes it easy to create stand-alone, production-grade Spring based Applications that you can “just run”…Most Spring Boot applications need very little Spring configuration.(Spring Boot可以轻松创建独立的生产级基于Spring的应用程序,只要通过 “just run”(可能是run ‘Application’或java -jar 或 tomcat 或 maven插件run 或 shell脚本)便可以运行项目。大部分Spring Boot项目只需要少量的配置即可) - -### 10. arthas - -- **Github地址**:[https://github.com/alibaba/arthas](https://github.com/alibaba/arthas) -- **star**: 9.5k -- **介绍**: Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具。 - -**概览:** - -当你遇到以下类似问题而束手无策时,`Arthas`可以帮助你解决: - -0. 这个类从哪个 jar 包加载的?为什么会报各种类相关的 Exception? -1. 我改的代码为什么没有执行到?难道是我没 commit?分支搞错了? -2. 遇到问题无法在线上 debug,难道只能通过加日志再重新发布吗? -3. 线上遇到某个用户的数据处理有问题,但线上同样无法 debug,线下无法重现! -4. 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况? -5. 有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态? - -`Arthas`支持JDK 6+,支持Linux/Mac/Winodws,采用命令行交互模式,同时提供丰富的 `Tab` 自动补全功能,进一步方便进行问题的定位和诊断。 diff --git a/docs/github-trending/2019-2.md b/docs/github-trending/2019-2.md deleted file mode 100644 index 51d34b32..00000000 --- a/docs/github-trending/2019-2.md +++ /dev/null @@ -1,64 +0,0 @@ -### 1. JavaGuide - -- **Github地址**: [https://github.com/Snailclimb/JavaGuide](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide) -- **Star**: 27.2k (4,437 stars this month) -- **介绍**: 【Java学习+面试指南】 一份涵盖大部分Java程序员所需要掌握的核心知识。 - -### 2.DoraemonKit - -- **Github地址**: -- **Star**: 5.2k (3,786 stars this month) -- **介绍**: 简称 "DoKit" 。一款功能齐全的客户端( iOS 、Android )研发助手,你值得拥有。 - -### 3.advanced-java - -- **Github地址**:[https://github.com/doocs/advanced-java](https://github.com/doocs/advanced-java) -- **Star**:11.2k (3,042 stars this month) -- **介绍**: 互联网 Java 工程师进阶知识完全扫盲。 - -### 4. spring-boot-examples - -- **Github地址**: -- **star**: 9.6 k (1,764 stars this month) -- **介绍**: Spring Boot 教程、技术栈示例代码,快速简单上手教程。 - -### 5. mall - -- **Github地址**: [https://github.com/macrozheng/mall](https://github.com/macrozheng/mall) -- **star**: 7.4 k (1,736 stars this month) -- **介绍**: mall项目是一套电商系统,包括前台商城系统及后台管理系统,基于SpringBoot+MyBatis实现。 前台商城系统包含首页门户、商品推荐、商品搜索、商品展示、购物车、订单流程、会员中心、客户服务、帮助中心等模块。 后台管理系统包含商品管理、订单管理、会员管理、促销管理、运营管理、内容管理、统计报表、财务管理、权限管理、设置等模块。 - -### 6. fescar - -- **Github地址**:[https://github.com/alibaba/fescar](https://github.com/alibaba/fescar) -- **star**: 6.0 k (1,308 stars this month) -- **介绍**: 具有 **高性能** 和 **易用性** 的 **微服务架构** 的 **分布式事务** 的解决方案。(特点:高性能且易于使用,旨在实现简单并快速的事务提交与回滚。) - -### 7. h4cker - -- **Github地址**: -- **star**: 2.1 k (1,303 stars this month) -- **介绍**: 该仓库主要由Omar Santos维护,包括与道德黑客/渗透测试,数字取证和事件响应(DFIR),漏洞研究,漏洞利用开发,逆向工程等相关的资源。 - -### 8. spring-boot - -- **Github地址**: [https://github.com/spring-projects/spring-boot](https://github.com/spring-projects/spring-boot) -- **star:** 34.8k (1,073 stars this month) -- **介绍**: 虽然Spring的组件代码是轻量级的,但它的配置却是重量级的(需要大量XML配置),不过Spring Boot 让这一切成为了过去。 另外Spring Cloud也是基于Spring Boot构建的,我个人非常有必要学习一下。 - - **关于Spring Boot官方的介绍:** - - > Spring Boot makes it easy to create stand-alone, production-grade Spring based Applications that you can “just run”…Most Spring Boot applications need very little Spring configuration.(Spring Boot可以轻松创建独立的生产级基于Spring的应用程序,只要通过 “just run”(可能是run ‘Application’或java -jar 或 tomcat 或 maven插件run 或 shell脚本)便可以运行项目。大部分Spring Boot项目只需要少量的配置即可) - -### 9. arthas - -- **Github地址**:[https://github.com/alibaba/arthas](https://github.com/alibaba/arthas) -- **star**: 10.5 k (970 stars this month) -- **介绍**: Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具。 - -### 10. tutorials - -- **Github地址**:[https://github.com/eugenp/tutorials](https://github.com/eugenp/tutorials) -- **star**: 12.1 k (789 stars this month) -- **介绍**: 该项目是一系列小而专注的教程 - 每个教程都涵盖Java生态系统中单一且定义明确的开发领域。 当然,它们的重点是Spring Framework - Spring,Spring Boot和Spring Securiyt。 除了Spring之外,还有以下技术:核心Java,Jackson,HttpClient,Guava。 - diff --git a/docs/github-trending/2019-3.md b/docs/github-trending/2019-3.md deleted file mode 100644 index eaed4a5d..00000000 --- a/docs/github-trending/2019-3.md +++ /dev/null @@ -1,60 +0,0 @@ -### 1. JavaGuide - -- **Github 地址**: [https://github.com/Snailclimb/JavaGuide](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide) -- **Star**: 32.9k (6,196 stars this month) -- **介绍**: 【Java 学习+面试指南】 一份涵盖大部分 Java 程序员所需要掌握的核心知识。 - -### 2.advanced-java - -- **Github 地址**:[https://github.com/doocs/advanced-java](https://github.com/doocs/advanced-java) -- **Star**: 15.1k (4,012 stars this month) -- **介绍**: 互联网 Java 工程师进阶知识完全扫盲。 - -### 3.spring-boot-examples - -- **Github 地址**:[https://github.com/ityouknow/spring-boot-examples](https://github.com/ityouknow/spring-boot-examples) -- **Star**: 12.8k (3,462 stars this month) -- **介绍**: Spring Boot 教程、技术栈示例代码,快速简单上手教程。 - -### 4. mall - -- **Github 地址**: [https://github.com/macrozheng/mall](https://github.com/macrozheng/mall) -- **star**: 9.7 k (2,418 stars this month) -- **介绍**: mall 项目是一套电商系统,包括前台商城系统及后台管理系统,基于 SpringBoot+MyBatis 实现。 前台商城系统包含首页门户、商品推荐、商品搜索、商品展示、购物车、订单流程、会员中心、客户服务、帮助中心等模块。 后台管理系统包含商品管理、订单管理、会员管理、促销管理、运营管理、内容管理、统计报表、财务管理、权限管理、设置等模块。 - -### 5. seata - -- **Github 地址** : [https://github.com/seata/seata](https://github.com/seata/seata) -- **star**: 7.2 k (1359 stars this month) -- **介绍**: Seata 是一种易于使用,高性能,基于 Java 的开源分布式事务解决方案。 - -### 6. quarkus - -- **Github 地址**:[https://github.com/quarkusio/quarkus](https://github.com/quarkusio/quarkus) -- **star**: 12 k (1,224 stars this month) -- **介绍**: Quarkus 是为 GraalVM 和 HotSpot 量身定制的 Kubernetes Native Java 框架,由最佳的 Java 库和标准精心打造而成。Quarkus 的目标是使 Java 成为 Kubernetes 和无服务器环境中的领先平台,同时为开发人员提供统一的反应式和命令式编程模型,以优化地满足更广泛的分布式应用程序架构。 - -### 7. arthas - -- **Github 地址**:[https://github.com/alibaba/arthas](https://github.com/alibaba/arthas) -- **star**: 11.6 k (1,199 stars this month) -- **介绍**: Arthas 是 Alibaba 开源的 Java 诊断工具。 - -### 8.DoraemonKit - -- **Github 地址**: -- **Star**: 6.2k (1,177 stars this month) -- **介绍**: 简称 "DoKit" 。一款功能齐全的客户端( iOS 、Android )研发助手,你值得拥有。 - -### 9.elasticsearch - -- **Github 地址** [https://github.com/elastic/elasticsearch](https://github.com/elastic/elasticsearch) -- **Star**: 39.7k (1,069 stars this month) -- **介绍**: 开源,分布式,RESTful 搜索引擎。 - -### 10. tutorials - -- **Github 地址**:[https://github.com/eugenp/tutorials](https://github.com/eugenp/tutorials) -- **star**: 13 k (998 stars this month) -- **介绍**: 该项目是一系列小而专注的教程 - 每个教程都涵盖 Java 生态系统中单一且定义明确的开发领域。 当然,它们的重点是 Spring Framework - Spring,Spring Boot 和 Spring Securiyt。 除了 Spring 之外,还有以下技术:核心 Java,Jackson,HttpClient,Guava。 - diff --git a/docs/github-trending/2019-4.md b/docs/github-trending/2019-4.md deleted file mode 100644 index 713a76da..00000000 --- a/docs/github-trending/2019-4.md +++ /dev/null @@ -1,98 +0,0 @@ -以下涉及到的数据统计与 2019 年 5 月 1 日 12 点,数据来源: 。 - -下面的内容从 Java 学习文档到最热门的框架再到热门的工具应有尽有,比如下面推荐到的开源项目 Hutool 就是近期比较热门的项目之一,它是 Java 工具包,能够帮助我们简化代码!我觉得下面这些项目对于学习 Java 的朋友还是很有帮助的! - - -### 1. JavaGuide - -- **Github 地址**: [https://github.com/Snailclimb/JavaGuide](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide) -- **Star**: 37.9k (5,660 stars this month) -- **介绍**: 【Java 学习+面试指南】 一份涵盖大部分 Java 程序员所需要掌握的核心知识。 - -### 2. advanced-java - -- **Github 地址**:[https://github.com/doocs/advanced-java](https://github.com/doocs/advanced-java) -- **Star**: 15.1k (4,654 stars this month) -- **介绍**: 互联网 Java 工程师进阶知识完全扫盲。 - -### 3. CS-Notes - -- **Github 地址**: -- **Star**: 59.2k (4,012 stars this month) -- **介绍**: 技术面试必备基础知识。 - -### 4. ghidra - -- **Github 地址**: -- **Star**: 15.0k (2,995 stars this month) -- **介绍**: Ghidra是一个软件逆向工程(SRE)框架。 - -### 5. mall - -- **Github 地址**: [https://github.com/macrozheng/mall](https://github.com/macrozheng/mall) -- **star**: 11.6 k (2,100 stars this month) -- **介绍**: mall 项目是一套电商系统,包括前台商城系统及后台管理系统,基于 SpringBoot+MyBatis 实现。 前台商城系统包含首页门户、商品推荐、商品搜索、商品展示、购物车、订单流程、会员中心、客户服务、帮助中心等模块。 后台管理系统包含商品管理、订单管理、会员管理、促销管理、运营管理、内容管理、统计报表、财务管理、权限管理、设置等模块。 - -### 6. ZXBlog - -- **Github 地址**: -- **star**: 2.1 k (2,086 stars this month) -- **介绍**: 记录各种学习笔记(算法、Java、数据库、并发......)。 - -### 7.DoraemonKit - -- **Github地址**: -- **Star**: 7.6k (1,541 stars this month) -- **介绍**: 简称 "DoKit" 。一款功能齐全的客户端( iOS 、Android )研发助手,你值得拥有。 - -### 8. spring-boot - -- **Github地址**: [https://github.com/spring-projects/spring-boot](https://github.com/spring-projects/spring-boot) -- **star:** 37.3k (1,489 stars this month) -- **介绍**: 虽然Spring的组件代码是轻量级的,但它的配置却是重量级的(需要大量XML配置),不过Spring Boot 让这一切成为了过去。 另外Spring Cloud也是基于Spring Boot构建的,我个人非常有必要学习一下。 - -**Spring Boot官方的介绍:** - -> Spring Boot makes it easy to create stand-alone, production-grade Spring based Applications that you can “just run”…Most Spring Boot applications need very little Spring configuration.(Spring Boot可以轻松创建独立的生产级基于Spring的应用程序,只要通过 “just run”(可能是run ‘Application’或java -jar 或 tomcat 或 maven插件run 或 shell脚本)便可以运行项目。大部分Spring Boot项目只需要少量的配置即可) - -### 9. spring-boot-examples - -- **Github 地址**:[https://github.com/ityouknow/spring-boot-examples](https://github.com/ityouknow/spring-boot-examples) -- **Star**: 12.8k (1,453 stars this month) -- **介绍**: Spring Boot 教程、技术栈示例代码,快速简单上手教程。 - -### 10. seata - -- **Github 地址** : [https://github.com/seata/seata](https://github.com/seata/seata) -- **star**: 8.4 k (1441 stars this month) -- **介绍**: Seata 是一种易于使用,高性能,基于 Java 的开源分布式事务解决方案。 - -### 11. litemall - -- **Github 地址**:[https://github.com/ityouknow/spring-boot-examples](https://github.com/ityouknow/spring-boot-examples) -- **Star**: 6.0k (1,427 stars this month) -- **介绍**: 又一个小商城。litemall = Spring Boot后端 + Vue管理员前端 + 微信小程序用户前端 + Vue用户移动端。 - -### 12. skywalking - -- **Github 地址**: -- **Star**: 8.0k (1,381 stars this month) -- **介绍**: 针对分布式系统的应用性能监控,尤其是针对微服务、云原生和面向容器的分布式系统架构。 - -### 13. elasticsearch - -- **Github 地址** [https://github.com/elastic/elasticsearch](https://github.com/elastic/elasticsearch) -- **Star**: 4.0k (1,068stars this month) -- **介绍**: 开源,分布式,RESTful 搜索引擎。 - -### 14. arthas - -- **Github地址**:[https://github.com/alibaba/arthas](https://github.com/alibaba/arthas) -- **star**: 12.6 k (1,080 stars this month) -- **介绍**: Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具。 - -### 15. hutool - -- **Github地址**: -- **star**: 4.5 k (1,031 stars this month) -- **介绍**: Hutool是一个Java工具包,也只是一个工具包,它帮助我们简化每一行代码,减少每一个方法,让Java语言也可以“甜甜的”。Hutool最初是我项目中“util”包的一个整理,后来慢慢积累并加入更多非业务相关功能,并广泛学习其它开源项目精髓,经过自己整理修改,最终形成丰富的开源工具集。官网: 。 \ No newline at end of file diff --git a/docs/github-trending/2019-5.md b/docs/github-trending/2019-5.md deleted file mode 100644 index df327b79..00000000 --- a/docs/github-trending/2019-5.md +++ /dev/null @@ -1,125 +0,0 @@ -以下涉及到的数据统计与 2019 年 6 月 1 日 18 点,数据来源: 。下面推荐的内容从 Java 学习文档到最热门的框架再到热门的工具应有尽有,建议收藏+在看! - -### 1.LeetCodeAnimation - -- **Github 地址**: -- **Star**: 29.0k (11,492 stars this month) -- **介绍**: Demonstrate all the questions on LeetCode in the form of animation.(用动画的形式呈现解LeetCode题目的思路)。 - -### 2.CS-Notes - -- **Github 地址**: -- **Star**: 64.4k (5513 stars this month) -- **介绍**: 技术面试必备基础知识、Leetcode 题解、后端面试、Java 面试、春招、秋招、操作系统、计算机网络、系统设计。 - -### 3.JavaGuide - -- **Github 地址**: -- **Star**: 42.0k (4,442 stars this month) -- **介绍**: 【Java 学习+面试指南】 一份涵盖大部分 Java 程序员所需要掌握的核心知识。 - -### 4.mall - -- **Github 地址**: [https://github.com/macrozheng/mall](https://github.com/macrozheng/mall) -- **star**: 14.6 k (3,086 stars this month) -- **介绍**: mall 项目是一套电商系统,包括前台商城系统及后台管理系统,基于 SpringBoot+MyBatis 实现。 前台商城系统包含首页门户、商品推荐、商品搜索、商品展示、购物车、订单流程、会员中心、客户服务、帮助中心等模块。 后台管理系统包含商品管理、订单管理、会员管理、促销管理、运营管理、内容管理、统计报表、财务管理、权限管理、设置等模块。 - -### 5.advanced-java - -- **Github 地址**:[https://github.com/doocs/advanced-java](https://github.com/doocs/advanced-java) -- **Star**: 20.8k (2,394 stars this month) -- **介绍**: 互联网 Java 工程师进阶知识完全扫盲。 - -### 6.spring-boot - -- **Github地址**: [https://github.com/spring-projects/spring-boot](https://github.com/spring-projects/spring-boot) -- **star:** 38.5k (1,339 stars this month) -- **介绍**: 虽然Spring的组件代码是轻量级的,但它的配置却是重量级的(需要大量XML配置),不过Spring Boot 让这一切成为了过去。 另外Spring Cloud也是基于Spring Boot构建的,我个人非常有必要学习一下。 - -**Spring Boot官方的介绍:** - -> Spring Boot makes it easy to create stand-alone, production-grade Spring based Applications that you can “just run”…Most Spring Boot applications need very little Spring configuration.(Spring Boot可以轻松创建独立的生产级基于Spring的应用程序,只要通过 “just run”(可能是run ‘Application’或java -jar 或 tomcat 或 maven插件run 或 shell脚本)便可以运行项目。大部分Spring Boot项目只需要少量的配置即可) - -### 7. Java - -- **Github 地址**: -- **Star**:14.3k (1,334 stars this month) -- **介绍**: All Algorithms implemented in Java。 - -### 8.server - -- **Github 地址**: -- **star**: 2.2 k (1,275 stars this month) -- **介绍**: 全开源即时通讯(IM)系统。 - -### 9.litemall - -- **Github 地址**: -- **Star**: 7.1k (1,114 stars this month) -- **介绍**: 又一个小商城。litemall = Spring Boot后端 + Vue管理员前端 + 微信小程序用户前端 + Vue用户移动端。 - -### 10.Linkage-RecyclerView - -- **Github 地址**: -- **Star**: 10.0k (1,093 stars this month) -- **介绍**: 即使不用饿了么订餐,也请务必收藏好该库!🔥 一行代码即可接入,二级联动订餐列表 - Even if you don't order food by PrubHub, be sure to collect this library, please! 🔥 This secondary linkage list widget can be accessed by only one line of code. Supporting by RecyclerView & AndroidX. - -### 11.toBeTopJavaer - -- **Github 地址** : -- **Star**: 3.3k (1,007 stars this month) -- **介绍**: To Be Top Javaer - Java工程师成神之路 - -### 12.elasticsearch - -- **Github 地址** : [https://github.com/elastic/elasticsearch](https://github.com/elastic/elasticsearch) -- **Star**: 48.0k (968 stars this month) -- **介绍**: 开源,分布式,RESTful 搜索引擎。 - -### 13.java-design-patterns - -- **Github 地址** : -- **Star**: 41.5k (955 stars this month) -- **介绍**: Design patterns implemented in Java。 - -### 14.apollo - -- **Github 地址** : -- **Star**: 14.5k (927 stars this month) -- **介绍**: Apollo(阿波罗)是携程框架部门研发的分布式配置中心,能够集中化管理应用不同环境、不同集群的配置,配置修改后能够实时推送到应用端,并且具备规范的权限、流程治理等特性,适用于微服务配置管理场景。 - -### 15.arthas - -- **Github地址**:[https://github.com/alibaba/arthas](https://github.com/alibaba/arthas) -- **star**: 13.5 k (933 stars this month) -- **介绍**: Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具。 - -### 16.dubbo - -- **Github地址**: -- **star**: 26.9 k (769 stars this month) -- **介绍**: Apache Dubbo是一个基于Java的高性能开源RPC框架。 - -### 17.DoraemonKit - -- **Github地址**: -- **Star**: 8.5k (909 stars this month) -- **介绍**: 简称 "DoKit" 。一款功能齐全的客户端( iOS 、Android )研发助手,你值得拥有。 - -### 18.halo - -- **Github地址**: -- **Star**: 4.1k (829 stars this month) -- **介绍**: Halo 可能是最好的 Java 博客系统。 - -### 19.seata - -- **Github 地址** : [https://github.com/seata/seata](https://github.com/seata/seata) -- **star**: 9.2 k (776 stars this month) -- **介绍**: Seata 是一种易于使用,高性能,基于 Java 的开源分布式事务解决方案。 - -### 20.hutool - -- **Github地址**: -- **star**: 5,3 k (812 stars this month) -- **介绍**: Hutool是一个Java工具包,也只是一个工具包,它帮助我们简化每一行代码,减少每一个方法,让Java语言也可以“甜甜的”。Hutool最初是我项目中“util”包的一个整理,后来慢慢积累并加入更多非业务相关功能,并广泛学习其它开源项目精髓,经过自己整理修改,最终形成丰富的开源工具集。官网: 。 \ No newline at end of file diff --git a/docs/github-trending/2019-6.md b/docs/github-trending/2019-6.md deleted file mode 100644 index 2a395e16..00000000 --- a/docs/github-trending/2019-6.md +++ /dev/null @@ -1,119 +0,0 @@ -### 1.CS-Notes - -- **Github 地址**:https://github.com/CyC2018/CS-Notes -- **Star**: 69.8k -- **介绍**: 技术面试必备基础知识、Leetcode 题解、后端面试、Java 面试、春招、秋招、操作系统、计算机网络、系统设计。 - -### 2.toBeTopJavaer - -- **Github 地址:**[https://github.com/hollischuang/toBeTopJavaer](https://github.com/hollischuang/toBeTopJavaer) -- **Star**: 4.7k -- **介绍**: To Be Top Javaer - Java工程师成神之路。 - -### 3.p3c - -- **Github 地址:** [https://github.com/alibaba/p3c](https://github.com/alibaba/p3c) -- **Star**: 16.6k -- **介绍**: Alibaba Java Coding Guidelines pmd implements and IDE plugin。Eclipse 和 IDEA 上都有该插件,推荐使用! - -### 4.SpringCloudLearning - -- **Github 地址:** [https://github.com/forezp/SpringCloudLearning](https://github.com/forezp/SpringCloudLearning) -- **Star**: 8.7k -- **介绍**: 史上最简单的Spring Cloud教程源码。 - -### 5.dubbo - -- **Github地址**: -- **star**: 27.6 k -- **介绍**: Apache Dubbo是一个基于Java的高性能开源RPC框架。 - -### 6.jeecg-boot - -- **Github地址**: [https://github.com/zhangdaiscott/jeecg-boot](https://github.com/zhangdaiscott/jeecg-boot) -- **star**: 3.3 k -- **介绍**: 一款基于代码生成器的JAVA快速开发平台!全新架构前后端分离:SpringBoot 2.x,Ant Design&Vue,Mybatis,Shiro,JWT。强大的代码生成器让前后端代码一键生成,无需写任何代码,绝对是全栈开发福音!! JeecgBoot的宗旨是提高UI能力的同时,降低前后分离的开发成本,JeecgBoot还独创在线开发模式,No代码概念,一系列在线智能开发:在线配置表单、在线配置报表、在线设计流程等等。 - -### 7.advanced-java - -- **Github 地址**:[https://github.com/doocs/advanced-java](https://github.com/doocs/advanced-java) -- **Star**: 24.2k -- **介绍**: 互联网 Java 工程师进阶知识完全扫盲:涵盖高并发、分布式、高可用、微服务等领域知识,后端同学必看,前端同学也可学习。 - -### 8.FEBS-Shiro - -- **Github 地址**:[https://github.com/wuyouzhuguli/FEBS-Shiro](https://github.com/wuyouzhuguli/FEBS-Shiro) -- **Star**: 2.6k -- **介绍**: Spring Boot 2.1.3,Shiro1.4.0 & Layui 2.5.4 权限管理系统。预览地址:http://49.234.20.223:8080/login。 - -### 9.SpringAll - -- **Github 地址**: [https://github.com/wuyouzhuguli/SpringAll](https://github.com/wuyouzhuguli/SpringAll) -- **Star**: 5.4k -- **介绍**: 循序渐进,学习Spring Boot、Spring Boot & Shiro、Spring Cloud、Spring Security & Spring Security OAuth2,博客Spring系列源码。 - -### 10.JavaGuide - -- **Github 地址**: -- **Star**: 47.2k -- **介绍**: 【Java 学习+面试指南】 一份涵盖大部分 Java 程序员所需要掌握的核心知识。 - -### 11.vhr - -- **Github 地址**:[https://github.com/lenve/vhr](https://github.com/lenve/vhr) -- **Star**: 4.9k -- **介绍**: 微人事是一个前后端分离的人力资源管理系统,项目采用SpringBoot+Vue开发。 - -### 12. tutorials - -- **Github 地址**:[https://github.com/eugenp/tutorials](https://github.com/eugenp/tutorials) -- **star**: 15.4 k -- **介绍**: 该项目是一系列小而专注的教程 - 每个教程都涵盖 Java 生态系统中单一且定义明确的开发领域。 当然,它们的重点是 Spring Framework - Spring,Spring Boot 和 Spring Securiyt。 除了 Spring 之外,还有以下技术:核心 Java,Jackson,HttpClient,Guava。 - -### 13.EasyScheduler - -- **Github 地址**:[https://github.com/analysys/EasyScheduler](https://github.com/analysys/EasyScheduler) -- **star**: 1.1 k -- **介绍**: Easy Scheduler是一个分布式工作流任务调度系统,主要解决“复杂任务依赖但无法直接监控任务健康状态”的问题。Easy Scheduler以DAG方式组装任务,可以实时监控任务的运行状态。同时,它支持重试,重新运行等操作... 。https://analysys.github.io/easyscheduler_docs_cn/ - -### 14.thingsboard - -- **Github 地址**:[https://github.com/thingsboard/thingsboard](https://github.com/thingsboard/thingsboard) -- **star**: 3.7 k -- **介绍**: 开源物联网平台 - 设备管理,数据收集,处理和可视化。 [https://thingsboard.io](https://thingsboard.io/) - -### 15.mall-learning - -- **Github 地址**: [https://github.com/macrozheng/mall-learning](https://github.com/macrozheng/mall-learning) -- **star**: 0.6 k -- **介绍**: mall学习教程,架构、业务、技术要点全方位解析。mall项目(16k+star)是一套电商系统,使用现阶段主流技术实现。 涵盖了SpringBoot2.1.3、MyBatis3.4.6、Elasticsearch6.2.2、RabbitMQ3.7.15、Redis3.2、Mongodb3.2、Mysql5.7等技术,采用Docker容器化部署。 https://github.com/macrozheng/mall - -### 16. flink - -- **Github地址**:[https://github.com/apache/flink](https://github.com/apache/flink) -- **star**: 9.3 k -- **介绍**: Apache Flink是一个开源流处理框架,具有强大的流和批处理功能。 - -### 17.spring-cloud-kubernetes - -- **Github地址**:[https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-kubernetes](https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-kubernetes) -- **star**: 1.4 k -- **介绍**: Kubernetes 集成 Spring Cloud Discovery Client, Configuration, etc... - -### 18.springboot-learning-example - -- **Github地址**:[https://github.com/JeffLi1993/springboot-learning-example](https://github.com/JeffLi1993/springboot-learning-example) -- **star**: 10.0 k -- **介绍**: spring boot 实践学习案例,是 spring boot 初学者及核心技术巩固的最佳实践。 - -### 19.canal - -- **Github地址**:[https://github.com/alibaba/canal](https://github.com/alibaba/canal) -- **star**: 9.3 k -- **介绍**: 阿里巴巴 MySQL binlog 增量订阅&消费组件。 - -### 20.react-native-device-info - -- **Github地址**:[https://github.com/react-native-community/react-native-device-info](https://github.com/react-native-community/react-native-device-info) -- **star**: 4.0 k -- **介绍**: React Native iOS和Android的设备信息。 \ No newline at end of file diff --git a/docs/github-trending/JavaGithubTrending.md b/docs/github-trending/JavaGithubTrending.md deleted file mode 100644 index 91d544ed..00000000 --- a/docs/github-trending/JavaGithubTrending.md +++ /dev/null @@ -1,8 +0,0 @@ -- [2018 年 12 月](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/github-trending/2018-12.md) -- [2019 年 1 月](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/github-trending/2019-1.md) -- [2019 年 2 月](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/github-trending/2019-2.md) -- [2019 年 3 月](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/github-trending/2019-3.md) -- [2019 年 4 月](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/github-trending/2019-4.md) -- [2019 年 5 月](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/github-trending/2019-5.md) -- [2019 年 6 月](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/github-trending/2019-6.md) - diff --git a/docs/java/Basis/Arrays,CollectionsCommonMethods.md b/docs/java/Basis/Arrays,CollectionsCommonMethods.md deleted file mode 100644 index 0710de44..00000000 --- a/docs/java/Basis/Arrays,CollectionsCommonMethods.md +++ /dev/null @@ -1,383 +0,0 @@ - - -- [Collections 工具类和 Arrays 工具类常见方法](#collections-工具类和-arrays-工具类常见方法) - - [Collections](#collections) - - [排序操作](#排序操作) - - [查找,替换操作](#查找替换操作) - - [同步控制](#同步控制) - - [Arrays类的常见操作](#arrays类的常见操作) - - [排序 : `sort()`](#排序--sort) - - [查找 : `binarySearch()`](#查找--binarysearch) - - [比较: `equals()`](#比较-equals) - - [填充 : `fill()`](#填充--fill) - - [转列表 `asList()`](#转列表-aslist) - - [转字符串 `toString()`](#转字符串-tostring) - - [复制 `copyOf()`](#复制-copyof) - - -# Collections 工具类和 Arrays 工具类常见方法 - -## Collections - -Collections 工具类常用方法: - -1. 排序 -2. 查找,替换操作 -3. 同步控制(不推荐,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合) - -### 排序操作 - -```java -void reverse(List list)//反转 -void shuffle(List list)//随机排序 -void sort(List list)//按自然排序的升序排序 -void sort(List list, Comparator c)//定制排序,由Comparator控制排序逻辑 -void swap(List list, int i , int j)//交换两个索引位置的元素 -void rotate(List list, int distance)//旋转。当distance为正数时,将list后distance个元素整体移到前面。当distance为负数时,将 list的前distance个元素整体移到后面。 -``` - -**示例代码:** - -```java - ArrayList arrayList = new ArrayList(); - arrayList.add(-1); - arrayList.add(3); - arrayList.add(3); - arrayList.add(-5); - arrayList.add(7); - arrayList.add(4); - arrayList.add(-9); - arrayList.add(-7); - System.out.println("原始数组:"); - System.out.println(arrayList); - // void reverse(List list):反转 - Collections.reverse(arrayList); - System.out.println("Collections.reverse(arrayList):"); - System.out.println(arrayList); - - - Collections.rotate(arrayList, 4); - System.out.println("Collections.rotate(arrayList, 4):"); - System.out.println(arrayList); - - // void sort(List list),按自然排序的升序排序 - Collections.sort(arrayList); - System.out.println("Collections.sort(arrayList):"); - System.out.println(arrayList); - - // void shuffle(List list),随机排序 - Collections.shuffle(arrayList); - System.out.println("Collections.shuffle(arrayList):"); - System.out.println(arrayList); - - // void swap(List list, int i , int j),交换两个索引位置的元素 - Collections.swap(arrayList, 2, 5); - System.out.println("Collections.swap(arrayList, 2, 5):"); - System.out.println(arrayList); - - // 定制排序的用法 - Collections.sort(arrayList, new Comparator() { - - @Override - public int compare(Integer o1, Integer o2) { - return o2.compareTo(o1); - } - }); - System.out.println("定制排序后:"); - System.out.println(arrayList); -``` - -### 查找,替换操作 - -```java -int binarySearch(List list, Object key)//对List进行二分查找,返回索引,注意List必须是有序的 -int max(Collection coll)//根据元素的自然顺序,返回最大的元素。 类比int min(Collection coll) -int max(Collection coll, Comparator c)//根据定制排序,返回最大元素,排序规则由Comparatator类控制。类比int min(Collection coll, Comparator c) -void fill(List list, Object obj)//用指定的元素代替指定list中的所有元素。 -int frequency(Collection c, Object o)//统计元素出现次数 -int indexOfSubList(List list, List target)//统计target在list中第一次出现的索引,找不到则返回-1,类比int lastIndexOfSubList(List source, list target). -boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal), 用新元素替换旧元素 -``` - -**示例代码:** - -```java - ArrayList arrayList = new ArrayList(); - arrayList.add(-1); - arrayList.add(3); - arrayList.add(3); - arrayList.add(-5); - arrayList.add(7); - arrayList.add(4); - arrayList.add(-9); - arrayList.add(-7); - ArrayList arrayList2 = new ArrayList(); - arrayList2.add(-3); - arrayList2.add(-5); - arrayList2.add(7); - System.out.println("原始数组:"); - System.out.println(arrayList); - - System.out.println("Collections.max(arrayList):"); - System.out.println(Collections.max(arrayList)); - - System.out.println("Collections.min(arrayList):"); - System.out.println(Collections.min(arrayList)); - - System.out.println("Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3):"); - Collections.replaceAll(arrayList, 3, -3); - System.out.println(arrayList); - - System.out.println("Collections.frequency(arrayList, -3):"); - System.out.println(Collections.frequency(arrayList, -3)); - - System.out.println("Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2):"); - System.out.println(Collections.indexOfSubList(arrayList, arrayList2)); - - System.out.println("Collections.binarySearch(arrayList, 7):"); - // 对List进行二分查找,返回索引,List必须是有序的 - Collections.sort(arrayList); - System.out.println(Collections.binarySearch(arrayList, 7)); -``` - -### 同步控制 - -Collections提供了多个`synchronizedXxx()`方法·,该方法可以将指定集合包装成线程同步的集合,从而解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。 - -我们知道 HashSet,TreeSet,ArrayList,LinkedList,HashMap,TreeMap 都是线程不安全的。Collections提供了多个静态方法可以把他们包装成线程同步的集合。 - -**最好不要用下面这些方法,效率非常低,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合。** - -方法如下: - -```java -synchronizedCollection(Collection c) //返回指定 collection 支持的同步(线程安全的)collection。 -synchronizedList(List list)//返回指定列表支持的同步(线程安全的)List。 -synchronizedMap(Map m) //返回由指定映射支持的同步(线程安全的)Map。 -synchronizedSet(Set s) //返回指定 set 支持的同步(线程安全的)set。 -``` - -### Collections还可以设置不可变集合,提供了如下三类方法: - -```java -emptyXxx(): 返回一个空的、不可变的集合对象,此处的集合既可以是List,也可以是Set,还可以是Map。 -singletonXxx(): 返回一个只包含指定对象(只有一个或一个元素)的不可变的集合对象,此处的集合可以是:List,Set,Map。 -unmodifiableXxx(): 返回指定集合对象的不可变视图,此处的集合可以是:List,Set,Map。 -上面三类方法的参数是原有的集合对象,返回值是该集合的”只读“版本。 -``` - -**示例代码:** - -```java - ArrayList arrayList = new ArrayList(); - arrayList.add(-1); - arrayList.add(3); - arrayList.add(3); - arrayList.add(-5); - arrayList.add(7); - arrayList.add(4); - arrayList.add(-9); - arrayList.add(-7); - HashSet integers1 = new HashSet<>(); - integers1.add(1); - integers1.add(3); - integers1.add(2); - Map scores = new HashMap(); - scores.put("语文" , 80); - scores.put("Java" , 82); - - //Collections.emptyXXX();创建一个空的、不可改变的XXX对象 - List list = Collections.emptyList(); - System.out.println(list);//[] - Set objects = Collections.emptySet(); - System.out.println(objects);//[] - Map objectObjectMap = Collections.emptyMap(); - System.out.println(objectObjectMap);//{} - - //Collections.singletonXXX(); - List> arrayLists = Collections.singletonList(arrayList); - System.out.println(arrayLists);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]] - //创建一个只有一个元素,且不可改变的Set对象 - Set> singleton = Collections.singleton(arrayList); - System.out.println(singleton);//[[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7]] - Map nihao = Collections.singletonMap("1", "nihao"); - System.out.println(nihao);//{1=nihao} - - //unmodifiableXXX();创建普通XXX对象对应的不可变版本 - List integers = Collections.unmodifiableList(arrayList); - System.out.println(integers);//[-1, 3, 3, -5, 7, 4, -9, -7] - Set integers2 = Collections.unmodifiableSet(integers1); - System.out.println(integers2);//[1, 2, 3] - Map objectObjectMap2 = Collections.unmodifiableMap(scores); - System.out.println(objectObjectMap2);//{Java=82, 语文=80} - - //添加出现异常:java.lang.UnsupportedOperationException -// list.add(1); -// arrayLists.add(arrayList); -// integers.add(1); -``` - -## Arrays类的常见操作 -1. 排序 : `sort()` -2. 查找 : `binarySearch()` -3. 比较: `equals()` -4. 填充 : `fill()` -5. 转列表: `asList()` -6. 转字符串 : `toString()` -7. 复制: `copyOf()` - - -### 排序 : `sort()` - -```java - // *************排序 sort**************** - int a[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 }; - // sort(int[] a)方法按照数字顺序排列指定的数组。 - Arrays.sort(a); - System.out.println("Arrays.sort(a):"); - for (int i : a) { - System.out.print(i); - } - // 换行 - System.out.println(); - - // sort(int[] a,int fromIndex,int toIndex)按升序排列数组的指定范围 - int b[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 }; - Arrays.sort(b, 2, 6); - System.out.println("Arrays.sort(b, 2, 6):"); - for (int i : b) { - System.out.print(i); - } - // 换行 - System.out.println(); - - int c[] = { 1, 3, 2, 7, 6, 5, 4, 9 }; - // parallelSort(int[] a) 按照数字顺序排列指定的数组(并行的)。同sort方法一样也有按范围的排序 - Arrays.parallelSort(c); - System.out.println("Arrays.parallelSort(c):"); - for (int i : c) { - System.out.print(i); - } - // 换行 - System.out.println(); - - // parallelSort给字符数组排序,sort也可以 - char d[] = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' }; - Arrays.parallelSort(d); - System.out.println("Arrays.parallelSort(d):"); - for (char d2 : d) { - System.out.print(d2); - } - // 换行 - System.out.println(); - -``` - -在做算法面试题的时候,我们还可能会经常遇到对字符串排序的情况,`Arrays.sort()` 对每个字符串的特定位置进行比较,然后按照升序排序。 - -```java -String[] strs = { "abcdehg", "abcdefg", "abcdeag" }; -Arrays.sort(strs); -System.out.println(Arrays.toString(strs));//[abcdeag, abcdefg, abcdehg] -``` - -### 查找 : `binarySearch()` - -```java - // *************查找 binarySearch()**************** - char[] e = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' }; - // 排序后再进行二分查找,否则找不到 - Arrays.sort(e); - System.out.println("Arrays.sort(e)" + Arrays.toString(e)); - System.out.println("Arrays.binarySearch(e, 'c'):"); - int s = Arrays.binarySearch(e, 'c'); - System.out.println("字符c在数组的位置:" + s); -``` - -### 比较: `equals()` - -```java - // *************比较 equals**************** - char[] e = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' }; - char[] f = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' }; - /* - * 元素数量相同,并且相同位置的元素相同。 另外,如果两个数组引用都是null,则它们被认为是相等的 。 - */ - // 输出true - System.out.println("Arrays.equals(e, f):" + Arrays.equals(e, f)); -``` - -### 填充 : `fill()` - -```java - // *************填充fill(批量初始化)**************** - int[] g = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6 }; - // 数组中所有元素重新分配值 - Arrays.fill(g, 3); - System.out.println("Arrays.fill(g, 3):"); - // 输出结果:333333333 - for (int i : g) { - System.out.print(i); - } - // 换行 - System.out.println(); - - int[] h = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, }; - // 数组中指定范围元素重新分配值 - Arrays.fill(h, 0, 2, 9); - System.out.println("Arrays.fill(h, 0, 2, 9);:"); - // 输出结果:993333666 - for (int i : h) { - System.out.print(i); - } -``` - -### 转列表 `asList()` - -```java - // *************转列表 asList()**************** - /* - * 返回由指定数组支持的固定大小的列表。 - * (将返回的列表更改为“写入数组”。)该方法作为基于数组和基于集合的API之间的桥梁,与Collection.toArray()相结合 。 - * 返回的列表是可序列化的,并实现RandomAccess 。 - * 此方法还提供了一种方便的方式来创建一个初始化为包含几个元素的固定大小的列表如下: - */ - List stooges = Arrays.asList("Larry", "Moe", "Curly"); - System.out.println(stooges); -``` - -### 转字符串 `toString()` - -```java - // *************转字符串 toString()**************** - /* - * 返回指定数组的内容的字符串表示形式。 - */ - char[] k = { 'a', 'f', 'b', 'c', 'e', 'A', 'C', 'B' }; - System.out.println(Arrays.toString(k));// [a, f, b, c, e, A, C, B] -``` - -### 复制 `copyOf()` - -```java - // *************复制 copy**************** - // copyOf 方法实现数组复制,h为数组,6为复制的长度 - int[] h = { 1, 2, 3, 3, 3, 3, 6, 6, 6, }; - int i[] = Arrays.copyOf(h, 6); - System.out.println("Arrays.copyOf(h, 6);:"); - // 输出结果:123333 - for (int j : i) { - System.out.print(j); - } - // 换行 - System.out.println(); - // copyOfRange将指定数组的指定范围复制到新数组中 - int j[] = Arrays.copyOfRange(h, 6, 11); - System.out.println("Arrays.copyOfRange(h, 6, 11):"); - // 输出结果66600(h数组只有9个元素这里是从索引6到索引11复制所以不足的就为0) - for (int j2 : j) { - System.out.print(j2); - } - // 换行 - System.out.println(); -``` diff --git a/docs/java/Basis/final、static、this、super.md b/docs/java/Basis/final、static、this、super.md deleted file mode 100644 index e9008064..00000000 --- a/docs/java/Basis/final、static、this、super.md +++ /dev/null @@ -1,346 +0,0 @@ - - -- [final,static,this,super 关键字总结](#finalstaticthissuper-关键字总结) - - [final 关键字](#final-关键字) - - [static 关键字](#static-关键字) - - [this 关键字](#this-关键字) - - [super 关键字](#super-关键字) - - [参考](#参考) -- [static 关键字详解](#static-关键字详解) - - [static 关键字主要有以下四种使用场景](#static-关键字主要有以下四种使用场景) - - [修饰成员变量和成员方法\(常用\)](#修饰成员变量和成员方法常用) - - [静态代码块](#静态代码块) - - [静态内部类](#静态内部类) - - [静态导包](#静态导包) - - [补充内容](#补充内容) - - [静态方法与非静态方法](#静态方法与非静态方法) - - [static{}静态代码块与{}非静态代码块\(构造代码块\)](#static静态代码块与非静态代码块构造代码块) - - [参考](#参考-1) - - - -# final,static,this,super 关键字总结 - -## final 关键字 - -**final关键字主要用在三个地方:变量、方法、类。** - -1. **对于一个final变量,如果是基本数据类型的变量,则其数值一旦在初始化之后便不能更改;如果是引用类型的变量,则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。** - -2. **当用final修饰一个类时,表明这个类不能被继承。final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法。** - -3. 使用final方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定,以防任何继承类修改它的含义;第二个原因是效率。在早期的Java实现版本中,会将final方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大,可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升(现在的Java版本已经不需要使用final方法进行这些优化了)。类中所有的private方法都隐式地指定为final。 - -## static 关键字 - -**static 关键字主要有以下四种使用场景:** - -1. **修饰成员变量和成员方法:** 被 static 修饰的成员属于类,不属于单个这个类的某个对象,被类中所有对象共享,可以并且建议通过类名调用。被static 声明的成员变量属于静态成员变量,静态变量 存放在 Java 内存区域的方法区。调用格式:`类名.静态变量名` `类名.静态方法名()` -2. **静态代码块:** 静态代码块定义在类中方法外, 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—>非静态代码块—>构造方法)。 该类不管创建多少对象,静态代码块只执行一次. -3. **静态内部类(static修饰类的话只能修饰内部类):** 静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别: 非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用,该引用是指向创建它的外围类,但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着:1. 它的创建是不需要依赖外围类的创建。2. 它不能使用任何外围类的非static成员变量和方法。 -4. **静态导包(用来导入类中的静态资源,1.5之后的新特性):** 格式为:`import static` 这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源,并且不需要使用类名调用类中静态成员,可以直接使用类中静态成员变量和成员方法。 - -## this 关键字 - -this关键字用于引用类的当前实例。 例如: - -```java -class Manager { - Employees[] employees; - - void manageEmployees() { - int totalEmp = this.employees.length; - System.out.println("Total employees: " + totalEmp); - this.report(); - } - - void report() { } -} -``` - -在上面的示例中,this关键字用于两个地方: - -- this.employees.length:访问类Manager的当前实例的变量。 -- this.report():调用类Manager的当前实例的方法。 - -此关键字是可选的,这意味着如果上面的示例在不使用此关键字的情况下表现相同。 但是,使用此关键字可能会使代码更易读或易懂。 - - - -## super 关键字 - -super关键字用于从子类访问父类的变量和方法。 例如: - -```java -public class Super { - protected int number; - - protected showNumber() { - System.out.println("number = " + number); - } -} - -public class Sub extends Super { - void bar() { - super.number = 10; - super.showNumber(); - } -} -``` - -在上面的例子中,Sub 类访问父类成员变量 number 并调用其其父类 Super 的 `showNumber()` 方法。 - -**使用 this 和 super 要注意的问题:** - -- 在构造器中使用 `super()` 调用父类中的其他构造方法时,该语句必须处于构造器的首行,否则编译器会报错。另外,this 调用本类中的其他构造方法时,也要放在首行。 -- this、super不能用在static方法中。 - -**简单解释一下:** - -被 static 修饰的成员属于类,不属于单个这个类的某个对象,被类中所有对象共享。而 this 代表对本类对象的引用,指向本类对象;而 super 代表对父类对象的引用,指向父类对象;所以, **this和super是属于对象范畴的东西,而静态方法是属于类范畴的东西**。 - -## 参考 - -- https://www.codejava.net/java-core/the-java-language/java-keywords -- https://blog.csdn.net/u013393958/article/details/79881037 - -# static 关键字详解 - -## static 关键字主要有以下四种使用场景 - -1. 修饰成员变量和成员方法 -2. 静态代码块 -3. 修饰类(只能修饰内部类) -4. 静态导包(用来导入类中的静态资源,1.5之后的新特性) - -### 修饰成员变量和成员方法(常用) - -被 static 修饰的成员属于类,不属于单个这个类的某个对象,被类中所有对象共享,可以并且建议通过类名调用。被static 声明的成员变量属于静态成员变量,静态变量 存放在 Java 内存区域的方法区。 - -方法区与 Java 堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Java虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫做 Non-Heap(非堆),目的应该是与 Java 堆区分开来。 - - HotSpot 虚拟机中方法区也常被称为 “永久代”,本质上两者并不等价。仅仅是因为 HotSpot 虚拟机设计团队用永久代来实现方法区而已,这样 HotSpot 虚拟机的垃圾收集器就可以像管理 Java 堆一样管理这部分内存了。但是这并不是一个好主意,因为这样更容易遇到内存溢出问题。 - - - -调用格式: - -- 类名.静态变量名 -- 类名.静态方法名() - -如果变量或者方法被 private 则代表该属性或者该方法只能在类的内部被访问而不能在类的外部被访问。 - -测试方法: - -```java -public class StaticBean { - - String name; - 静态变量 - static int age; - - public StaticBean(String name) { - this.name = name; - } - 静态方法 - static void SayHello() { - System.out.println(Hello i am java); - } - @Override - public String toString() { - return StaticBean{ + - name=' + name + ''' + age + age + - '}'; - } -} -``` - -```java -public class StaticDemo { - - public static void main(String[] args) { - StaticBean staticBean = new StaticBean(1); - StaticBean staticBean2 = new StaticBean(2); - StaticBean staticBean3 = new StaticBean(3); - StaticBean staticBean4 = new StaticBean(4); - StaticBean.age = 33; - StaticBean{name='1'age33} StaticBean{name='2'age33} StaticBean{name='3'age33} StaticBean{name='4'age33} - System.out.println(staticBean+ +staticBean2+ +staticBean3+ +staticBean4); - StaticBean.SayHello();Hello i am java - } - -} -``` - - -### 静态代码块 - -静态代码块定义在类中方法外, 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—非静态代码块—构造方法)。 该类不管创建多少对象,静态代码块只执行一次. - -静态代码块的格式是 - -``` -static { -语句体; -} -``` - - -一个类中的静态代码块可以有多个,位置可以随便放,它不在任何的方法体内,JVM加载类时会执行这些静态的代码块,如果静态代码块有多个,JVM将按照它们在类中出现的先后顺序依次执行它们,每个代码块只会被执行一次。 - -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-14/88531075.jpg) - -静态代码块对于定义在它之后的静态变量,可以赋值,但是不能访问. - - -### 静态内部类 - -静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别,我们知道非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用,该引用是指向创建它的外围类,但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着: - -1. 它的创建是不需要依赖外围类的创建。 -2. 它不能使用任何外围类的非static成员变量和方法。 - - -Example(静态内部类实现单例模式) - -```java -public class Singleton { - - 声明为 private 避免调用默认构造方法创建对象 - private Singleton() { - } - - 声明为 private 表明静态内部该类只能在该 Singleton 类中被访问 - private static class SingletonHolder { - private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); - } - - public static Singleton getUniqueInstance() { - return SingletonHolder.INSTANCE; - } -} -``` - -当 Singleton 类加载时,静态内部类 SingletonHolder 没有被加载进内存。只有当调用 `getUniqueInstance() `方法从而触发 `SingletonHolder.INSTANCE` 时 SingletonHolder 才会被加载,此时初始化 INSTANCE 实例,并且 JVM 能确保 INSTANCE 只被实例化一次。 - -这种方式不仅具有延迟初始化的好处,而且由 JVM 提供了对线程安全的支持。 - -### 静态导包 - -格式为:import static - -这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源,并且不需要使用类名调用类中静态成员,可以直接使用类中静态成员变量和成员方法 - -```java - - - Math. --- 将Math中的所有静态资源导入,这时候可以直接使用里面的静态方法,而不用通过类名进行调用 - 如果只想导入单一某个静态方法,只需要将换成对应的方法名即可 - -import static java.lang.Math.; - - 换成import static java.lang.Math.max;具有一样的效果 - -public class Demo { - public static void main(String[] args) { - - int max = max(1,2); - System.out.println(max); - } -} - -``` - - -## 补充内容 - -### 静态方法与非静态方法 - -静态方法属于类本身,非静态方法属于从该类生成的每个对象。 如果您的方法执行的操作不依赖于其类的各个变量和方法,请将其设置为静态(这将使程序的占用空间更小)。 否则,它应该是非静态的。 - -Example - -```java -class Foo { - int i; - public Foo(int i) { - this.i = i; - } - - public static String method1() { - return An example string that doesn't depend on i (an instance variable); - - } - - public int method2() { - return this.i + 1; Depends on i - } - -} -``` -你可以像这样调用静态方法:`Foo.method1()`。 如果您尝试使用这种方法调用 method2 将失败。 但这样可行:`Foo bar = new Foo(1);bar.method2();` - -总结: - -- 在外部调用静态方法时,可以使用”类名.方法名”的方式,也可以使用”对象名.方法名”的方式。而实例方法只有后面这种方式。也就是说,调用静态方法可以无需创建对象。 -- 静态方法在访问本类的成员时,只允许访问静态成员(即静态成员变量和静态方法),而不允许访问实例成员变量和实例方法;实例方法则无此限制 - -### static{}静态代码块与{}非静态代码块(构造代码块) - -相同点: 都是在JVM加载类时且在构造方法执行之前执行,在类中都可以定义多个,定义多个时按定义的顺序执行,一般在代码块中对一些static变量进行赋值。 - -不同点: 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—非静态代码块—构造方法)。静态代码块只在第一次new执行一次,之后不再执行,而非静态代码块在每new一次就执行一次。 非静态代码块可在普通方法中定义(不过作用不大);而静态代码块不行。 - -一般情况下,如果有些代码比如一些项目最常用的变量或对象必须在项目启动的时候就执行的时候,需要使用静态代码块,这种代码是主动执行的。如果我们想要设计不需要创建对象就可以调用类中的方法,例如:Arrays类,Character类,String类等,就需要使用静态方法, 两者的区别是 静态代码块是自动执行的而静态方法是被调用的时候才执行的. - -Example - -```java -public class Test { - public Test() { - System.out.print(默认构造方法!--); - } - - 非静态代码块 - { - System.out.print(非静态代码块!--); - } - 静态代码块 - static { - System.out.print(静态代码块!--); - } - - public static void test() { - System.out.print(静态方法中的内容! --); - { - System.out.print(静态方法中的代码块!--); - } - - } - public static void main(String[] args) { - - Test test = new Test(); - Test.test();静态代码块!--静态方法中的内容! --静态方法中的代码块!-- - } -``` - -当执行 `Test.test();` 时输出: - -``` -静态代码块!--静态方法中的内容! --静态方法中的代码块!-- -``` - -当执行 `Test test = new Test();` 时输出: - -``` -静态代码块!--非静态代码块!--默认构造方法!-- -``` - - -非静态代码块与构造函数的区别是: 非静态代码块是给所有对象进行统一初始化,而构造函数是给对应的对象初始化,因为构造函数是可以多个的,运行哪个构造函数就会建立什么样的对象,但无论建立哪个对象,都会先执行相同的构造代码块。也就是说,构造代码块中定义的是不同对象共性的初始化内容。 - -### 参考 - -- httpsblog.csdn.netchen13579867831articledetails78995480 -- httpwww.cnblogs.comchenssyp3388487.html -- httpwww.cnblogs.comQian123p5713440.html diff --git a/docs/java/JAD反编译tricks.md b/docs/java/JAD反编译tricks.md new file mode 100644 index 00000000..f9d11bec --- /dev/null +++ b/docs/java/JAD反编译tricks.md @@ -0,0 +1,375 @@ +[jad](https://varaneckas.com/jad/)反编译工具,已经不再更新,且只支持JDK1.4,但并不影响其强大的功能。 + +基本用法:`jad xxx.class`,会生成直接可读的xxx.jad文件。 + +## 自动拆装箱 + +对于基本类型和包装类型之间的转换,通过xxxValue()和valueOf()两个方法完成自动拆装箱,使用jad进行反编译可以看到该过程: + +```java +public class Demo { + public static void main(String[] args) { + int x = new Integer(10); // 自动拆箱 + Integer y = x; // 自动装箱 + } +} +``` +反编译后结果: + +```java +public class Demo +{ + public Demo(){} + + public static void main(String args[]) + { + int i = (new Integer(10)).intValue(); // intValue()拆箱 + Integer integer = Integer.valueOf(i); // valueOf()装箱 + } +} +``` + + + +## foreach语法糖 + +在遍历迭代时可以foreach语法糖,对于数组类型直接转换成for循环: + +```java +// 原始代码 +int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5}; + for(int item: arr) { + System.out.println(item); + } +} + +// 反编译后代码 +int ai[] = { + 1, 2, 3, 4, 5 +}; +int ai1[] = ai; +int i = ai1.length; +// 转换成for循环 +for(int j = 0; j < i; j++) +{ + int k = ai1[j]; + System.out.println(k); +} +``` + + + +对于容器类的遍历会使用iterator进行迭代: + +```java +import java.io.PrintStream; +import java.util.*; + +public class Demo +{ + public Demo() {} + public static void main(String args[]) + { + ArrayList arraylist = new ArrayList(); + arraylist.add(Integer.valueOf(1)); + arraylist.add(Integer.valueOf(2)); + arraylist.add(Integer.valueOf(3)); + Integer integer; + // 使用的for循环+Iterator,类似于链表迭代: + // for (ListNode cur = head; cur != null; System.out.println(cur.val)){ + // cur = cur.next; + // } + for(Iterator iterator = arraylist.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(integer)) + integer = (Integer)iterator.next(); + } +} +``` + + + +## Arrays.asList(T...) + +熟悉Arrays.asList(T...)用法的小伙伴都应该知道,asList()方法传入的参数不能是基本类型的数组,必须包装成包装类型再使用,否则对应生成的列表的大小永远是1: + +```java +import java.util.*; +public class Demo { + public static void main(String[] args) { + int[] arr1 = {1, 2, 3}; + Integer[] arr2 = {1, 2, 3}; + List lists1 = Arrays.asList(arr1); + List lists2 = Arrays.asList(arr2); + System.out.println(lists1.size()); // 1 + System.out.println(lists2.size()); // 3 + } +} +``` + +从反编译结果来解释,为什么传入基本类型的数组后,返回的List大小是1: + +```java +// 反编译后文件 +import java.io.PrintStream; +import java.util.Arrays; +import java.util.List; + +public class Demo +{ + public Demo() {} + + public static void main(String args[]) + { + int ai[] = { + 1, 2, 3 + }; + // 使用包装类型,全部元素由int包装为Integer + Integer ainteger[] = { + Integer.valueOf(1), Integer.valueOf(2), Integer.valueOf(3) + }; + + // 注意这里被反编译成二维数组,而且是一个1行三列的二维数组 + // list.size()当然返回1 + List list = Arrays.asList(new int[][] { ai }); + List list1 = Arrays.asList(ainteger); + System.out.println(list.size()); + System.out.println(list1.size()); + } +} +``` + +从上面结果可以看到,传入基本类型的数组后,会被转换成一个二维数组,而且是**new int\[1]\[arr.length]**这样的数组,调用list.size()当然返回1。 + + + +## 注解 + +Java中的类、接口、枚举、注解都可以看做是类类型。使用jad来看一下@interface被转换成什么: + +```java +import java.lang.annotation.Retention; +import java.lang.annotation.RetentionPolicy; + +@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) +public @interface Foo{ + String[] value(); + boolean bar(); +} +``` +查看反编译代码可以看出: + +- 自定义的注解类Foo被转换成接口Foo,并且继承Annotation接口 +- 原来自定义接口中的value()和bar()被转换成抽象方法 + +```java +import java.lang.annotation.Annotation; + +public interface Foo + extends Annotation +{ + public abstract String[] value(); + + public abstract boolean bar(); +} +``` +注解通常和反射配合使用,而且既然自定义的注解最终被转换成接口,注解中的属性被转换成接口中的抽象方法,那么通过反射之后拿到接口实例,在通过接口实例自然能够调用对应的抽象方法: +```java +import java.util.Arrays; + +@Foo(value={"sherman", "decompiler"}, bar=true) +public class Demo{ + public static void main(String[] args) { + Foo foo = Demo.class.getAnnotation(Foo.class); + System.out.println(Arrays.toString(foo.value())); // [sherman, decompiler] + System.out.println(foo.bar()); // true + } +} +``` + + +## 枚举 + +通过jad反编译可以很好地理解枚举类。 + + + +### 空枚举 + +先定义一个空的枚举类: + +```java +public enum DummyEnum { +} +``` +使用jad反编译查看结果: + +- 自定义枚举类被转换成final类,并且继承Enum +- 提供了两个参数(name,odinal)的私有构造器,并且调用了父类的构造器。注意即使没有提供任何参数,也会有该该构造器,其中name就是枚举实例的名称,odinal是枚举实例的索引号 +- 初始化了一个private static final自定义类型的空数组 **$VALUES** +- 提供了两个public static方法: + - values()方法通过clone()方法返回内部$VALUES的浅拷贝。这个方法结合私有构造器可以完美实现单例模式,想一想values()方法是不是和单例模式中getInstance()方法功能类似 + - valueOf(String s):调用父类Enum的valueOf方法并强转返回 + +```java +public final class DummyEnum extends Enum +{ + // 功能和单例模式的getInstance()方法相同 + public static DummyEnum[] values() + { + return (DummyEnum[])$VALUES.clone(); + } + // 调用父类的valueOf方法,并强转返回 + public static DummyEnum valueOf(String s) + { + return (DummyEnum)Enum.valueOf(DummyEnum, s); + } + // 默认提供一个私有的两个参数的构造器,并调用父类Enum的构造器 + private DummyEnum(String s, int i) + { + super(s, i); + } + // 初始化一个private static final的本类空数组 + private static final DummyEnum $VALUES[] = new DummyEnum[0]; + +} + +``` +### 包含抽象方法的枚举 + +枚举类中也可以包含抽象方法,但是必须定义枚举实例并且立即重写抽象方法,就像下面这样: + +```java +public enum DummyEnum { + DUMMY1 { + public void dummyMethod() { + System.out.println("[1]: implements abstract method in enum class"); + } + }, + + DUMMY2 { + public void dummyMethod() { + System.out.println("[2]: implements abstract method in enum class"); + } + }; + + abstract void dummyMethod(); + +} +``` +再来反编译看看有哪些变化: + +- 原来final class变成了abstract class:这很好理解,有抽象方法的类自然是抽象类 +- 多了两个public static final的成员DUMMY1、DUMMY2,这两个实例的初始化过程被放到了static代码块中,并且实例过程中直接重写了抽象方法,类似于匿名内部类的形式。 +- 数组**$VALUES[]**初始化时放入枚举实例 + +还有其它变化么? + +在反编译后的DummyEnum类中,是存在抽象方法的,而枚举实例在静态代码块中初始化过程中重写了抽象方法。在Java中,抽象方法和抽象方法重写同时放在一个类中,只能通过内部类形式完成。因此上面第二点应该说成就是以内部类形式初始化。 + +可以看一下DummyEnum.class存放的位置,应该多了两个文件: + +- DummyEnum$1.class +- DummyEnum$2.class + +Java中.class文件出现$符号表示有内部类存在,就像OutClass$InnerClass,这两个文件出现也应证了上面的匿名内部类初始化的说法。 + +```java +import java.io.PrintStream; + +public abstract class DummyEnum extends Enum +{ + public static DummyEnum[] values() + { + return (DummyEnum[])$VALUES.clone(); + } + + public static DummyEnum valueOf(String s) + { + return (DummyEnum)Enum.valueOf(DummyEnum, s); + } + + private DummyEnum(String s, int i) + { + super(s, i); + } + + // 抽象方法 + abstract void dummyMethod(); + + // 两个pubic static final实例 + public static final DummyEnum DUMMY1; + public static final DummyEnum DUMMY2; + private static final DummyEnum $VALUES[]; + + // static代码块进行初始化 + static + { + DUMMY1 = new DummyEnum("DUMMY1", 0) { + public void dummyMethod() + { + System.out.println("[1]: implements abstract method in enum class"); + } + } +; + DUMMY2 = new DummyEnum("DUMMY2", 1) { + public void dummyMethod() + { + System.out.println("[2]: implements abstract method in enum class"); + } + } +; + // 对本类数组进行初始化 + $VALUES = (new DummyEnum[] { + DUMMY1, DUMMY2 + }); + } +} +``` + + + +### 正常的枚举类 + +实际开发中,枚举类通常的形式是有两个参数(int code,Sring msg)的构造器,可以作为状态码进行返回。Enum类实际上也是提供了包含两个参数且是protected的构造器,这里为了避免歧义,将枚举类的构造器设置为三个,使用jad反编译: + +最大的变化是:现在的private构造器从2个参数变成5个,而且在内部仍然将前两个参数通过super传递给父类,剩余的三个参数才是真正自己提供的参数。可以想象,如果自定义的枚举类只提供了一个参数,最终生成底层代码中private构造器应该有三个参数,前两个依然通过super传递给父类。 + +```java +public final class CustomEnum extends Enum +{ + public static CustomEnum[] values() + { + return (CustomEnum[])$VALUES.clone(); + } + + public static CustomEnum valueOf(String s) + { + return (CustomEnum)Enum.valueOf(CustomEnum, s); + } + + private CustomEnum(String s, int i, int j, String s1, Object obj) + { + super(s, i); + code = j; + msg = s1; + data = obj; + } + + public static final CustomEnum FIRST; + public static final CustomEnum SECOND; + public static final CustomEnum THIRD; + private int code; + private String msg; + private Object data; + private static final CustomEnum $VALUES[]; + + static + { + FIRST = new CustomEnum("FIRST", 0, 10010, "first", Long.valueOf(100L)); + SECOND = new CustomEnum("SECOND", 1, 10020, "second", "Foo"); + THIRD = new CustomEnum("THIRD", 2, 10030, "third", new Object()); + $VALUES = (new CustomEnum[] { + FIRST, SECOND, THIRD + }); + } +} +``` diff --git a/docs/java/Java IO与NIO.md b/docs/java/Java IO与NIO.md deleted file mode 100644 index 74bd850e..00000000 --- a/docs/java/Java IO与NIO.md +++ /dev/null @@ -1,200 +0,0 @@ - - -- [IO流学习总结](#io流学习总结) - - [一 Java IO,硬骨头也能变软](#一-java-io,硬骨头也能变软) - - [二 java IO体系的学习总结](#二-java-io体系的学习总结) - - [三 Java IO面试题](#三-java-io面试题) -- [NIO与AIO学习总结](#nio与aio学习总结) - - [一 Java NIO 概览](#一-java-nio-概览) - - [二 Java NIO 之 Buffer\(缓冲区\)](#二-java-nio-之-buffer缓冲区) - - [三 Java NIO 之 Channel(通道)](#三-java-nio-之-channel(通道)) - - [四 Java NIO之Selector(选择器)](#四-java-nio之selector(选择器)) - - [五 Java NIO之拥抱Path和Files](#五-java-nio之拥抱path和files) - - [六 NIO学习总结以及NIO新特性介绍](#六-nio学习总结以及nio新特性介绍) - - [七 Java NIO AsynchronousFileChannel异步文件通](#七-java-nio-asynchronousfilechannel异步文件通) - - [八 高并发Java(8):NIO和AIO](#八-高并发java(8):nio和aio) -- [推荐阅读](#推荐阅读) - - [在 Java 7 中体会 NIO.2 异步执行的快乐](#在-java-7-中体会-nio2-异步执行的快乐) - - [Java AIO总结与示例](#java-aio总结与示例) - - - - - -## IO流学习总结 - -### [一 Java IO,硬骨头也能变软](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247483981&idx=1&sn=6e5c682d76972c8d2cf271a85dcf09e2&chksm=fd98542ccaefdd3a70428e9549bc33e8165836855edaa748928d16c1ebde9648579d3acaac10#rd) - -**(1) 按操作方式分类结构图:** - -![IO-操作方式分类](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/IO-操作方式分类.png) - - -**(2)按操作对象分类结构图** - -![IO-操作对象分类](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/IO-操作对象分类.png) - -### [二 java IO体系的学习总结](https://blog.csdn.net/nightcurtis/article/details/51324105) -1. **IO流的分类:** - - 按照流的流向分,可以分为输入流和输出流; - - 按照操作单元划分,可以划分为字节流和字符流; - - 按照流的角色划分为节点流和处理流。 -2. **流的原理浅析:** - - java Io流共涉及40多个类,这些类看上去很杂乱,但实际上很有规则,而且彼此之间存在非常紧密的联系, Java Io流的40多个类都是从如下4个抽象类基类中派生出来的。 - - - **InputStream/Reader**: 所有的输入流的基类,前者是字节输入流,后者是字符输入流。 - - **OutputStream/Writer**: 所有输出流的基类,前者是字节输出流,后者是字符输出流。 -3. **常用的io流的用法** - -### [三 Java IO面试题](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247483985&idx=1&sn=38531c2cee7b87f125df7aef41637014&chksm=fd985430caefdd26b0506aa84fc26251877eccba24fac73169a4d6bd1eb5e3fbdf3c3b940261#rd) - -## NIO与AIO学习总结 - - -### [一 Java NIO 概览](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247483956&idx=1&sn=57692bc5b7c2c6dfb812489baadc29c9&chksm=fd985455caefdd4331d828d8e89b22f19b304aa87d6da73c5d8c66fcef16e4c0b448b1a6f791#rd) - -1. **NIO简介**: - - Java NIO 是 java 1.4, 之后新出的一套IO接口NIO中的N可以理解为Non-blocking,不单纯是New。 - -2. **NIO的特性/NIO与IO区别:** - - 1)IO是面向流的,NIO是面向缓冲区的; - - 2)IO流是阻塞的,NIO流是不阻塞的; - - 3)NIO有选择器,而IO没有。 -3. **读数据和写数据方式:** - - 从通道进行数据读取 :创建一个缓冲区,然后请求通道读取数据。 - - - 从通道进行数据写入 :创建一个缓冲区,填充数据,并要求通道写入数据。 - -4. **NIO核心组件简单介绍** - - **Channels** - - **Buffers** - - **Selectors** - - -### [二 Java NIO 之 Buffer(缓冲区)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247483961&idx=1&sn=f67bef4c279e78043ff649b6b03fdcbc&chksm=fd985458caefdd4e3317ccbdb2d0a5a70a5024d3255eebf38183919ed9c25ade536017c0a6ba#rd) - -1. **Buffer(缓冲区)介绍:** - - Java NIO Buffers用于和NIO Channel交互。 我们从Channel中读取数据到buffers里,从Buffer把数据写入到Channels; - - Buffer本质上就是一块内存区; - - 一个Buffer有三个属性是必须掌握的,分别是:capacity容量、position位置、limit限制。 -2. **Buffer的常见方法** - - Buffer clear() - - Buffer flip() - - Buffer rewind() - - Buffer position(int newPosition) -3. **Buffer的使用方式/方法介绍:** - - 分配缓冲区(Allocating a Buffer): - ```java - ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(28);//以ByteBuffer为例子 - ``` - - 写入数据到缓冲区(Writing Data to a Buffer) - - **写数据到Buffer有两种方法:** - - 1.从Channel中写数据到Buffer - ```java - int bytesRead = inChannel.read(buf); //read into buffer. - ``` - 2.通过put写数据: - ```java - buf.put(127); - ``` - -4. **Buffer常用方法测试** - - 说实话,NIO编程真的难,通过后面这个测试例子,你可能才能勉强理解前面说的Buffer方法的作用。 - - -### [三 Java NIO 之 Channel(通道)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247483966&idx=1&sn=d5cf18c69f5f9ec2aff149270422731f&chksm=fd98545fcaefdd49296e2c78000ce5da277435b90ba3c03b92b7cf54c6ccc71d61d13efbce63#rd) - - -1. **Channel(通道)介绍** - - 通常来说NIO中的所有IO都是从 Channel(通道) 开始的。 - - NIO Channel通道和流的区别: -2. **FileChannel的使用** -3. **SocketChannel和ServerSocketChannel的使用** -4. **️DatagramChannel的使用** -5. **Scatter / Gather** - - Scatter: 从一个Channel读取的信息分散到N个缓冲区中(Buufer). - - Gather: 将N个Buffer里面内容按照顺序发送到一个Channel. -6. **通道之间的数据传输** - - 在Java NIO中如果一个channel是FileChannel类型的,那么他可以直接把数据传输到另一个channel。 - - transferFrom() :transferFrom方法把数据从通道源传输到FileChannel - - transferTo() :transferTo方法把FileChannel数据传输到另一个channel - - -### [四 Java NIO之Selector(选择器)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247483970&idx=1&sn=d5e2b133313b1d0f32872d54fbdf0aa7&chksm=fd985423caefdd354b587e57ce6cf5f5a7bec48b9ab7554f39a8d13af47660cae793956e0f46#rd) - - -1. **Selector(选择器)介绍** - - Selector 一般称 为选择器 ,当然你也可以翻译为 多路复用器 。它是Java NIO核心组件中的一个,用于检查一个或多个NIO Channel(通道)的状态是否处于可读、可写。如此可以实现单线程管理多个channels,也就是可以管理多个网络链接。 - - 使用Selector的好处在于: 使用更少的线程来就可以来处理通道了, 相比使用多个线程,避免了线程上下文切换带来的开销。 -2. **Selector(选择器)的使用方法介绍** - - Selector的创建 - ```java - Selector selector = Selector.open(); - ``` - - 注册Channel到Selector(Channel必须是非阻塞的) - ```java - channel.configureBlocking(false); - SelectionKey key = channel.register(selector, Selectionkey.OP_READ); - ``` - - SelectionKey介绍 - - 一个SelectionKey键表示了一个特定的通道对象和一个特定的选择器对象之间的注册关系。 - - 从Selector中选择channel(Selecting Channels via a Selector) - - 选择器维护注册过的通道的集合,并且这种注册关系都被封装在SelectionKey当中. - - 停止选择的方法 - - wakeup()方法 和close()方法。 -3. **模板代码** - - 有了模板代码我们在编写程序时,大多数时间都是在模板代码中添加相应的业务代码。 -4. **客户端与服务端简单交互实例** - - - -### [五 Java NIO之拥抱Path和Files](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU4NDQ4MzU5OA==&mid=2247483976&idx=1&sn=2296c05fc1b840a64679e2ad7794c96d&chksm=fd985429caefdd3f48e2ee6fdd7b0f6fc419df90b3de46832b484d6d1ca4e74e7837689c8146&token=537240785&lang=zh_CN#rd) - -**一 文件I/O基石:Path:** -- 创建一个Path -- File和Path之间的转换,File和URI之间的转换 -- 获取Path的相关信息 -- 移除Path中的冗余项 - -**二 拥抱Files类:** -- Files.exists() 检测文件路径是否存在 -- Files.createFile() 创建文件 -- Files.createDirectories()和Files.createDirectory()创建文件夹 -- Files.delete()方法 可以删除一个文件或目录 -- Files.copy()方法可以吧一个文件从一个地址复制到另一个位置 -- 获取文件属性 -- 遍历一个文件夹 -- Files.walkFileTree()遍历整个目录 - -### [六 NIO学习总结以及NIO新特性介绍](https://blog.csdn.net/a953713428/article/details/64907250) - -- **内存映射:** - -这个功能主要是为了提高大文件的读写速度而设计的。内存映射文件(memory-mappedfile)能让你创建和修改那些大到无法读入内存的文件。有了内存映射文件,你就可以认为文件已经全部读进了内存,然后把它当成一个非常大的数组来访问了。将文件的一段区域映射到内存中,比传统的文件处理速度要快很多。内存映射文件它虽然最终也是要从磁盘读取数据,但是它并不需要将数据读取到OS内核缓冲区,而是直接将进程的用户私有地址空间中的一部分区域与文件对象建立起映射关系,就好像直接从内存中读、写文件一样,速度当然快了。 - -### [七 Java NIO AsynchronousFileChannel异步文件通](http://wiki.jikexueyuan.com/project/java-nio-zh/java-nio-asynchronousfilechannel.html) - -Java7中新增了AsynchronousFileChannel作为nio的一部分。AsynchronousFileChannel使得数据可以进行异步读写。 - -### [八 高并发Java(8):NIO和AIO](http://www.importnew.com/21341.html) - - - -## 推荐阅读 - -### [在 Java 7 中体会 NIO.2 异步执行的快乐](https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-nio2/index.html) - -### [Java AIO总结与示例](https://blog.csdn.net/x_i_y_u_e/article/details/52223406) -AIO是异步IO的缩写,虽然NIO在网络操作中,提供了非阻塞的方法,但是NIO的IO行为还是同步的。对于NIO来说,我们的业务线程是在IO操作准备好时,得到通知,接着就由这个线程自行进行IO操作,IO操作本身是同步的。 - - -**欢迎关注我的微信公众号:"Java面试通关手册"(一个有温度的微信公众号,期待与你共同进步~~~坚持原创,分享美文,分享各种Java学习资源):** diff --git a/docs/java/Java基础知识.md b/docs/java/Java基础知识.md deleted file mode 100644 index 90d63a42..00000000 --- a/docs/java/Java基础知识.md +++ /dev/null @@ -1,556 +0,0 @@ -点击关注[公众号](#公众号)及时获取笔主最新更新文章,并可免费领取本文档配套的《Java面试突击》以及Java工程师必备学习资源。 - - - -- [1. 面向对象和面向过程的区别](#1-面向对象和面向过程的区别) -- [2. Java 语言有哪些特点?](#2-java-语言有哪些特点) -- [3. 关于 JVM JDK 和 JRE 最详细通俗的解答](#3-关于-jvm-jdk-和-jre-最详细通俗的解答) - - [JVM](#jvm) - - [JDK 和 JRE](#jdk-和-jre) -- [4. Oracle JDK 和 OpenJDK 的对比](#4-oracle-jdk-和-openjdk-的对比) -- [5. Java和C++的区别?](#5-java和c的区别) -- [6. 什么是 Java 程序的主类 应用程序和小程序的主类有何不同?](#6-什么是-java-程序的主类-应用程序和小程序的主类有何不同) -- [7. Java 应用程序与小程序之间有哪些差别?](#7-java-应用程序与小程序之间有哪些差别) -- [8. 字符型常量和字符串常量的区别?](#8-字符型常量和字符串常量的区别) -- [9. 构造器 Constructor 是否可被 override?](#9-构造器-constructor-是否可被-override) -- [10. 重载和重写的区别](#10-重载和重写的区别) -- [11. Java 面向对象编程三大特性: 封装 继承 多态](#11-java-面向对象编程三大特性-封装-继承-多态) - - [封装](#封装) - - [继承](#继承) - - [多态](#多态) -- [12. String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?](#12-string-stringbuffer-和-stringbuilder-的区别是什么-string-为什么是不可变的) -- [13. 自动装箱与拆箱](#13-自动装箱与拆箱) -- [14. 在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的?](#14-在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的) -- [15. 在 Java 中定义一个不做事且没有参数的构造方法的作用](#15-在-java-中定义一个不做事且没有参数的构造方法的作用) -- [16. import java和javax有什么区别?](#16-import-java和javax有什么区别) -- [17. 接口和抽象类的区别是什么?](#17-接口和抽象类的区别是什么) -- [18. 成员变量与局部变量的区别有哪些?](#18-成员变量与局部变量的区别有哪些) -- [19. 创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同?](#19-创建一个对象用什么运算符对象实体与对象引用有何不同) -- [20. 什么是方法的返回值?返回值在类的方法里的作用是什么?](#20-什么是方法的返回值返回值在类的方法里的作用是什么) -- [21. 一个类的构造方法的作用是什么? 若一个类没有声明构造方法,该程序能正确执行吗? 为什么?](#21-一个类的构造方法的作用是什么-若一个类没有声明构造方法该程序能正确执行吗-为什么) -- [22. 构造方法有哪些特性?](#22-构造方法有哪些特性) -- [23. 静态方法和实例方法有何不同](#23-静态方法和实例方法有何不同) -- [24. 对象的相等与指向他们的引用相等,两者有什么不同?](#24-对象的相等与指向他们的引用相等两者有什么不同) -- [25. 在调用子类构造方法之前会先调用父类没有参数的构造方法,其目的是?](#25-在调用子类构造方法之前会先调用父类没有参数的构造方法其目的是) -- [26. == 与 equals(重要)](#26--与-equals重要) -- [27. hashCode 与 equals (重要)](#27-hashcode-与-equals-重要) - - [hashCode()介绍](#hashcode介绍) - - [为什么要有 hashCode](#为什么要有-hashcode) - - [hashCode()与equals()的相关规定](#hashcode与equals的相关规定) -- [28. 为什么Java中只有值传递?](#28-为什么java中只有值传递) -- [29. 简述线程、程序、进程的基本概念。以及他们之间关系是什么?](#29-简述线程程序进程的基本概念以及他们之间关系是什么) -- [30. 线程有哪些基本状态?](#30-线程有哪些基本状态) -- [31 关于 final 关键字的一些总结](#31-关于-final-关键字的一些总结) -- [32 Java 中的异常处理](#32-java-中的异常处理) - - [Java异常类层次结构图](#java异常类层次结构图) - - [Throwable类常用方法](#throwable类常用方法) - - [异常处理总结](#异常处理总结) -- [33 Java序列化中如果有些字段不想进行序列化,怎么办?](#33-java序列化中如果有些字段不想进行序列化怎么办) -- [34 获取用键盘输入常用的两种方法](#34-获取用键盘输入常用的两种方法) -- [35 Java 中 IO 流](#35-java-中-io-流) - - [Java 中 IO 流分为几种?](#java-中-io-流分为几种) - - [既然有了字节流,为什么还要有字符流?](#既然有了字节流为什么还要有字符流) - - [BIO,NIO,AIO 有什么区别?](#bionioaio-有什么区别) -- [36. 常见关键字总结:static,final,this,super](#36-常见关键字总结staticfinalthissuper) -- [37. Collections 工具类和 Arrays 工具类常见方法总结](#37-collections-工具类和-arrays-工具类常见方法总结) -- [参考](#参考) -- [公众号](#公众号) - - - -## 1. 面向对象和面向过程的区别 - -- **面向过程** :**面向过程性能比面向对象高。** 因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源,所以当性能是最重要的考量因素的时候,比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix等一般采用面向过程开发。但是,**面向过程没有面向对象易维护、易复用、易扩展。** -- **面向对象** :**面向对象易维护、易复用、易扩展。** 因为面向对象有封装、继承、多态性的特性,所以可以设计出低耦合的系统,使系统更加灵活、更加易于维护。但是,**面向对象性能比面向过程低**。 - -参见 issue : [面向过程 :面向过程性能比面向对象高??](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/431) - -> 这个并不是根本原因,面向过程也需要分配内存,计算内存偏移量,Java性能差的主要原因并不是因为它是面向对象语言,而是Java是半编译语言,最终的执行代码并不是可以直接被CPU执行的二进制机械码。 -> -> 而面向过程语言大多都是直接编译成机械码在电脑上执行,并且其它一些面向过程的脚本语言性能也并不一定比Java好。 - -## 2. Java 语言有哪些特点? - -1. 简单易学; -2. 面向对象(封装,继承,多态); -3. 平台无关性( Java 虚拟机实现平台无关性); -4. 可靠性; -5. 安全性; -6. 支持多线程( C++ 语言没有内置的多线程机制,因此必须调用操作系统的多线程功能来进行多线程程序设计,而 Java 语言却提供了多线程支持); -7. 支持网络编程并且很方便( Java 语言诞生本身就是为简化网络编程设计的,因此 Java 语言不仅支持网络编程而且很方便); -8. 编译与解释并存; - -> 修正(参见: [issue#544](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/544)):C++11开始(2011年的时候),C++就引入了多线程库,在windows、linux、macos都可以使用`std::thread`和`std::async`来创建线程。参考链接:http://www.cplusplus.com/reference/thread/thread/?kw=thread - -## 3. 关于 JVM JDK 和 JRE 最详细通俗的解答 - -### JVM - -Java虚拟机(JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。 - -**什么是字节码?采用字节码的好处是什么?** - -> 在 Java 中,JVM可以理解的代码就叫做`字节码`(即扩展名为 `.class` 的文件),它不面向任何特定的处理器,只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式,在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题,同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以 Java 程序运行时比较高效,而且,由于字节码并不针对一种特定的机器,因此,Java程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。 - -**Java 程序从源代码到运行一般有下面3步:** - -![Java程序运行过程](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Java%20%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E8%BF%90%E8%A1%8C%E8%BF%87%E7%A8%8B.png) - -我们需要格外注意的是 .class->机器码 这一步。在这一步 JVM 类加载器首先加载字节码文件,然后通过解释器逐行解释执行,这种方式的执行速度会相对比较慢。而且,有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码),所以后面引进了 JIT 编译器,而JIT 属于运行时编译。当 JIT 编译器完成第一次编译后,其会将字节码对应的机器码保存下来,下次可以直接使用。而我们知道,机器码的运行效率肯定是高于 Java 解释器的。这也解释了我们为什么经常会说 Java 是编译与解释共存的语言。 - -> HotSpot采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法,根据二八定律,消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码(热点代码),而这也就是JIT所需要编译的部分。JVM会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化,因此执行的次数越多,它的速度就越快。JDK 9引入了一种新的编译模式AOT(Ahead of Time Compilation),它是直接将字节码编译成机器码,这样就避免了JIT预热等各方面的开销。JDK支持分层编译和AOT协作使用。但是 ,AOT 编译器的编译质量是肯定比不上 JIT 编译器的。 - -**总结:** - -Java虚拟机(JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译,随处可以运行”的关键所在。 - -### JDK 和 JRE - -JDK是Java Development Kit,它是功能齐全的Java SDK。它拥有JRE所拥有的一切,还有编译器(javac)和工具(如javadoc和jdb)。它能够创建和编译程序。 - -JRE 是 Java运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合,包括 Java虚拟机(JVM),Java类库,java命令和其他的一些基础构件。但是,它不能用于创建新程序。 - -如果你只是为了运行一下 Java 程序的话,那么你只需要安装 JRE 就可以了。如果你需要进行一些 Java 编程方面的工作,那么你就需要安装JDK了。但是,这不是绝对的。有时,即使您不打算在计算机上进行任何Java开发,仍然需要安装JDK。例如,如果要使用JSP部署Web应用程序,那么从技术上讲,您只是在应用程序服务器中运行Java程序。那你为什么需要JDK呢?因为应用程序服务器会将 JSP 转换为 Java servlet,并且需要使用 JDK 来编译 servlet。 - -## 4. Oracle JDK 和 OpenJDK 的对比 - -可能在看这个问题之前很多人和我一样并没有接触和使用过 OpenJDK 。那么Oracle和OpenJDK之间是否存在重大差异?下面我通过收集到的一些资料,为你解答这个被很多人忽视的问题。 - -对于Java 7,没什么关键的地方。OpenJDK项目主要基于Sun捐赠的HotSpot源代码。此外,OpenJDK被选为Java 7的参考实现,由Oracle工程师维护。关于JVM,JDK,JRE和OpenJDK之间的区别,Oracle博客帖子在2012年有一个更详细的答案: - -> 问:OpenJDK存储库中的源代码与用于构建Oracle JDK的代码之间有什么区别? -> -> 答:非常接近 - 我们的Oracle JDK版本构建过程基于OpenJDK 7构建,只添加了几个部分,例如部署代码,其中包括Oracle的Java插件和Java WebStart的实现,以及一些封闭的源代码派对组件,如图形光栅化器,一些开源的第三方组件,如Rhino,以及一些零碎的东西,如附加文档或第三方字体。展望未来,我们的目的是开源Oracle JDK的所有部分,除了我们考虑商业功能的部分。 - -**总结:** - -1. Oracle JDK大概每6个月发一次主要版本,而OpenJDK版本大概每三个月发布一次。但这不是固定的,我觉得了解这个没啥用处。详情参见:https://blogs.oracle.com/java-platform-group/update-and-faq-on-the-java-se-release-cadence。 -2. OpenJDK 是一个参考模型并且是完全开源的,而Oracle JDK是OpenJDK的一个实现,并不是完全开源的; -3. Oracle JDK 比 OpenJDK 更稳定。OpenJDK和Oracle JDK的代码几乎相同,但Oracle JDK有更多的类和一些错误修复。因此,如果您想开发企业/商业软件,我建议您选择Oracle JDK,因为它经过了彻底的测试和稳定。某些情况下,有些人提到在使用OpenJDK 可能会遇到了许多应用程序崩溃的问题,但是,只需切换到Oracle JDK就可以解决问题; -4. 在响应性和JVM性能方面,Oracle JDK与OpenJDK相比提供了更好的性能; -5. Oracle JDK不会为即将发布的版本提供长期支持,用户每次都必须通过更新到最新版本获得支持来获取最新版本; -6. Oracle JDK根据二进制代码许可协议获得许可,而OpenJDK根据GPL v2许可获得许可。 - -## 5. Java和C++的区别? - -我知道很多人没学过 C++,但是面试官就是没事喜欢拿咱们 Java 和 C++ 比呀!没办法!!!就算没学过C++,也要记下来! - -- 都是面向对象的语言,都支持封装、继承和多态 -- Java 不提供指针来直接访问内存,程序内存更加安全 -- Java 的类是单继承的,C++ 支持多重继承;虽然 Java 的类不可以多继承,但是接口可以多继承。 -- Java 有自动内存管理机制,不需要程序员手动释放无用内存 -- **在 C 语言中,字符串或字符数组最后都会有一个额外的字符‘\0’来表示结束。但是,Java 语言中没有结束符这一概念。** 这是一个值得深度思考的问题,具体原因推荐看这篇文章: https://blog.csdn.net/sszgg2006/article/details/49148189。 - - -## 6. 什么是 Java 程序的主类 应用程序和小程序的主类有何不同? - -一个程序中可以有多个类,但只能有一个类是主类。在 Java 应用程序中,这个主类是指包含 main()方法的类。而在 Java 小程序中,这个主类是一个继承自系统类 JApplet 或 Applet 的子类。应用程序的主类不一定要求是 public 类,但小程序的主类要求必须是 public 类。主类是 Java 程序执行的入口点。 - -## 7. Java 应用程序与小程序之间有哪些差别? - -简单说应用程序是从主线程启动(也就是 `main()` 方法)。applet 小程序没有 `main()` 方法,主要是嵌在浏览器页面上运行(调用`init()`或者`run()`来启动),嵌入浏览器这点跟 flash 的小游戏类似。 - -## 8. 字符型常量和字符串常量的区别? - -1. 形式上: 字符常量是单引号引起的一个字符; 字符串常量是双引号引起的若干个字符 -2. 含义上: 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置) -3. 占内存大小 字符常量只占2个字节; 字符串常量占若干个字节 (**注意: char在Java中占两个字节**) - -> java编程思想第四版:2.2.2节 -![](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-15/86735519.jpg) - -## 9. 构造器 Constructor 是否可被 override? - -在讲继承的时候我们就知道父类的私有属性和构造方法并不能被继承,所以 Constructor 也就不能被 override(重写),但是可以 overload(重载),所以你可以看到一个类中有多个构造函数的情况。 - -## 10. 重载和重写的区别 - -#### 重载 - -发生在同一个类中,方法名必须相同,参数类型不同、个数不同、顺序不同,方法返回值和访问修饰符可以不同。 - -下面是《Java核心技术》对重载这个概念的介绍: - -![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/bg/desktopjava核心技术-重载.jpg)  - -#### 重写 - - 重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写,发生在子类中,方法名、参数列表必须相同,返回值范围小于等于父类,抛出的异常范围小于等于父类,访问修饰符范围大于等于父类。另外,如果父类方法访问修饰符为 private 则子类就不能重写该方法。**也就是说方法提供的行为改变,而方法的外貌并没有改变。** - -## 11. Java 面向对象编程三大特性: 封装 继承 多态 - -### 封装 - -封装把一个对象的属性私有化,同时提供一些可以被外界访问的属性的方法,如果属性不想被外界访问,我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没有提供给外界访问的方法,那么这个类也没有什么意义了。 - - -### 继承 -继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术,新类的定义可以增加新的数据或新的功能,也可以用父类的功能,但不能选择性地继承父类。通过使用继承我们能够非常方便地复用以前的代码。 - -**关于继承如下 3 点请记住:** - -1. 子类拥有父类对象所有的属性和方法(包括私有属性和私有方法),但是父类中的私有属性和方法子类是无法访问,**只是拥有**。 -2. 子类可以拥有自己属性和方法,即子类可以对父类进行扩展。 -3. 子类可以用自己的方式实现父类的方法。(以后介绍)。 - -### 多态 - -所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定,即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。 - -在Java中有两种形式可以实现多态:继承(多个子类对同一方法的重写)和接口(实现接口并覆盖接口中同一方法)。 - -## 12. String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的? - -**可变性** - -简单的来说:String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串,`private final char value[]`,所以 String 对象是不可变的。而StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类,在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串`char[]value` 但是没有用 final 关键字修饰,所以这两种对象都是可变的。 - -StringBuilder 与 StringBuffer 的构造方法都是调用父类构造方法也就是 AbstractStringBuilder 实现的,大家可以自行查阅源码。 - -AbstractStringBuilder.java - -```java -abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence { - char[] value; - int count; - AbstractStringBuilder() { - } - AbstractStringBuilder(int capacity) { - value = new char[capacity]; - } -``` - - -**线程安全性** - -String 中的对象是不可变的,也就可以理解为常量,线程安全。AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类,定义了一些字符串的基本操作,如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁,所以是非线程安全的。  - -**性能** - -每次对 String 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。 - -**对于三者使用的总结:** - -1. 操作少量的数据: 适用String -2. 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用StringBuilder -3. 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用StringBuffer - -## 13. 自动装箱与拆箱 - -- **装箱**:将基本类型用它们对应的引用类型包装起来; -- **拆箱**:将包装类型转换为基本数据类型; - -## 14. 在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的? - -由于静态方法可以不通过对象进行调用,因此在静态方法里,不能调用其他非静态变量,也不可以访问非静态变量成员。 - -## 15. 在 Java 中定义一个不做事且没有参数的构造方法的作用 - -Java 程序在执行子类的构造方法之前,如果没有用 `super() `来调用父类特定的构造方法,则会调用父类中“没有参数的构造方法”。因此,如果父类中只定义了有参数的构造方法,而在子类的构造方法中又没有用 `super() `来调用父类中特定的构造方法,则编译时将发生错误,因为 Java 程序在父类中找不到没有参数的构造方法可供执行。解决办法是在父类里加上一个不做事且没有参数的构造方法。 -  -## 16. import java和javax有什么区别? - -刚开始的时候 JavaAPI 所必需的包是 java 开头的包,javax 当时只是扩展 API 包来使用。然而随着时间的推移,javax 逐渐地扩展成为 Java API 的组成部分。但是,将扩展从 javax 包移动到 java 包确实太麻烦了,最终会破坏一堆现有的代码。因此,最终决定 javax 包将成为标准API的一部分。 - -所以,实际上java和javax没有区别。这都是一个名字。 - -## 17. 接口和抽象类的区别是什么? - -1. 接口的方法默认是 public,所有方法在接口中不能有实现(Java 8 开始接口方法可以有默认实现),而抽象类可以有非抽象的方法。 -2. 接口中除了static、final变量,不能有其他变量,而抽象类中则不一定。 -3. 一个类可以实现多个接口,但只能实现一个抽象类。接口自己本身可以通过extends关键字扩展多个接口。 -4. 接口方法默认修饰符是public,抽象方法可以有public、protected和default这些修饰符(抽象方法就是为了被重写所以不能使用private关键字修饰!)。 -5. 从设计层面来说,抽象是对类的抽象,是一种模板设计,而接口是对行为的抽象,是一种行为的规范。 - -备注:在JDK8中,接口也可以定义静态方法,可以直接用接口名调用。实现类和实现是不可以调用的。如果同时实现两个接口,接口中定义了一样的默认方法,则必须重写,不然会报错。(详见issue:[https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/146](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/146)) - -## 18. 成员变量与局部变量的区别有哪些? - -1. 从语法形式上看:成员变量是属于类的,而局部变量是在方法中定义的变量或是方法的参数;成员变量可以被 public,private,static 等修饰符所修饰,而局部变量不能被访问控制修饰符及 static 所修饰;但是,成员变量和局部变量都能被 final 所修饰。 -2. 从变量在内存中的存储方式来看:如果成员变量是使用`static`修饰的,那么这个成员变量是属于类的,如果没有使用`static`修饰,这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存,局部变量则存在于栈内存。 -3. 从变量在内存中的生存时间上看:成员变量是对象的一部分,它随着对象的创建而存在,而局部变量随着方法的调用而自动消失。 -4. 成员变量如果没有被赋初值:则会自动以类型的默认值而赋值(一种情况例外:被 final 修饰的成员变量也必须显式地赋值),而局部变量则不会自动赋值。 - -## 19. 创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同? - -new运算符,new创建对象实例(对象实例在堆内存中),对象引用指向对象实例(对象引用存放在栈内存中)。一个对象引用可以指向0个或1个对象(一根绳子可以不系气球,也可以系一个气球);一个对象可以有n个引用指向它(可以用n条绳子系住一个气球)。 - -## 20. 什么是方法的返回值?返回值在类的方法里的作用是什么? - -方法的返回值是指我们获取到的某个方法体中的代码执行后产生的结果!(前提是该方法可能产生结果)。返回值的作用:接收出结果,使得它可以用于其他的操作! - -## 21. 一个类的构造方法的作用是什么? 若一个类没有声明构造方法,该程序能正确执行吗? 为什么? - -主要作用是完成对类对象的初始化工作。可以执行。因为一个类即使没有声明构造方法也会有默认的不带参数的构造方法。 - -## 22. 构造方法有哪些特性? - -1. 名字与类名相同。 -2. 没有返回值,但不能用void声明构造函数。 -3. 生成类的对象时自动执行,无需调用。 - -## 23. 静态方法和实例方法有何不同 - -1. 在外部调用静态方法时,可以使用"类名.方法名"的方式,也可以使用"对象名.方法名"的方式。而实例方法只有后面这种方式。也就是说,调用静态方法可以无需创建对象。 - -2. 静态方法在访问本类的成员时,只允许访问静态成员(即静态成员变量和静态方法),而不允许访问实例成员变量和实例方法;实例方法则无此限制。 - -## 24. 对象的相等与指向他们的引用相等,两者有什么不同? - -对象的相等,比的是内存中存放的内容是否相等。而引用相等,比较的是他们指向的内存地址是否相等。 - -## 25. 在调用子类构造方法之前会先调用父类没有参数的构造方法,其目的是? - -帮助子类做初始化工作。 - -## 26. == 与 equals(重要) - -**==** : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即,判断两个对象是不是同一个对象(基本数据类型==比较的是值,引用数据类型==比较的是内存地址)。 - -**equals()** : 它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况: -- 情况1:类没有覆盖 equals() 方法。则通过 equals() 比较该类的两个对象时,等价于通过“==”比较这两个对象。 -- 情况2:类覆盖了 equals() 方法。一般,我们都覆盖 equals() 方法来比较两个对象的内容是否相等;若它们的内容相等,则返回 true (即,认为这两个对象相等)。 - - -**举个例子:** - -```java -public class test1 { - public static void main(String[] args) { - String a = new String("ab"); // a 为一个引用 - String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样 - String aa = "ab"; // 放在常量池中 - String bb = "ab"; // 从常量池中查找 - if (aa == bb) // true - System.out.println("aa==bb"); - if (a == b) // false,非同一对象 - System.out.println("a==b"); - if (a.equals(b)) // true - System.out.println("aEQb"); - if (42 == 42.0) { // true - System.out.println("true"); - } - } -} -``` - -**说明:** - -- String 中的 equals 方法是被重写过的,因为 object 的 equals 方法是比较的对象的内存地址,而 String 的 equals 方法比较的是对象的值。 -- 当创建 String 类型的对象时,虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象,如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个 String 对象。 - -## 27. hashCode 与 equals (重要) - -面试官可能会问你:“你重写过 hashcode 和 equals 么,为什么重写equals时必须重写hashCode方法?” - -### hashCode()介绍 -hashCode() 的作用是获取哈希码,也称为散列码;它实际上是返回一个int整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode() 定义在JDK的Object.java中,这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode() 函数。 - -散列表存储的是键值对(key-value),它的特点是:能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码!(可以快速找到所需要的对象) - -### 为什么要有 hashCode - -**我们先以“HashSet 如何检查重复”为例子来说明为什么要有 hashCode:** 当你把对象加入 HashSet 时,HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来判断对象加入的位置,同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较,如果没有相符的hashcode,HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashcode 值的对象,这时会调用 `equals()`方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同,HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不同的话,就会重新散列到其他位置。(摘自我的Java启蒙书《Head first java》第二版)。这样我们就大大减少了 equals 的次数,相应就大大提高了执行速度。 - -通过我们可以看出:`hashCode()` 的作用就是**获取哈希码**,也称为散列码;它实际上是返回一个int整数。这个**哈希码的作用**是确定该对象在哈希表中的索引位置。**`hashCode() `在散列表中才有用,在其它情况下没用**。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码,进而确定该对象在散列表中的位置。 - -### hashCode()与equals()的相关规定 - -1. 如果两个对象相等,则hashcode一定也是相同的 -2. 两个对象相等,对两个对象分别调用equals方法都返回true -3. 两个对象有相同的hashcode值,它们也不一定是相等的 -4. **因此,equals 方法被覆盖过,则 hashCode 方法也必须被覆盖** -5. hashCode() 的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 hashCode(),则该 class 的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据) - -推荐阅读:[Java hashCode() 和 equals()的若干问题解答](https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3324958.html) - - -## 28. 为什么Java中只有值传递? - - [为什么Java中只有值传递?](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/essential-content-for-interview/MostCommonJavaInterviewQuestions/%E7%AC%AC%E4%B8%80%E5%91%A8%EF%BC%882018-8-7%EF%BC%89.md) - - -## 29. 简述线程、程序、进程的基本概念。以及他们之间关系是什么? - -**线程**与进程相似,但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。 - -**程序**是含有指令和数据的文件,被存储在磁盘或其他的数据存储设备中,也就是说程序是静态的代码。 - -**进程**是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位,因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建,运行到消亡的过程。简单来说,一个进程就是一个执行中的程序,它在计算机中一个指令接着一个指令地执行着,同时,每个进程还占有某些系统资源如CPU时间,内存空间,文件,输入输出设备的使用权等等。换句话说,当程序在执行时,将会被操作系统载入内存中。 -线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的,而各线程则不一定,因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。从另一角度来说,进程属于操作系统的范畴,主要是同一段时间内,可以同时执行一个以上的程序,而线程则是在同一程序内几乎同时执行一个以上的程序段。 - -## 30. 线程有哪些基本状态? - -Java 线程在运行的生命周期中的指定时刻只可能处于下面6种不同状态的其中一个状态(图源《Java 并发编程艺术》4.1.4节)。 - -![Java线程的状态](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/19-1-29/Java%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E7%9A%84%E7%8A%B6%E6%80%81.png) - -线程在生命周期中并不是固定处于某一个状态而是随着代码的执行在不同状态之间切换。Java 线程状态变迁如下图所示(图源《Java 并发编程艺术》4.1.4节): - -![Java线程状态变迁](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/19-1-29/Java%20%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E7%8A%B6%E6%80%81%E5%8F%98%E8%BF%81.png) - - - -由上图可以看出: - -线程创建之后它将处于 **NEW(新建)** 状态,调用 `start()` 方法后开始运行,线程这时候处于 **READY(可运行)** 状态。可运行状态的线程获得了 cpu 时间片(timeslice)后就处于 **RUNNING(运行)** 状态。 - -> 操作系统隐藏 Java虚拟机(JVM)中的 READY 和 RUNNING 状态,它只能看到 RUNNABLE 状态(图源:[HowToDoInJava](https://howtodoinjava.com/):[Java Thread Life Cycle and Thread States](https://howtodoinjava.com/java/multi-threading/java-thread-life-cycle-and-thread-states/)),所以 Java 系统一般将这两个状态统称为 **RUNNABLE(运行中)** 状态 。 - -![RUNNABLE-VS-RUNNING](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-3/RUNNABLE-VS-RUNNING.png) - -当线程执行 `wait()`方法之后,线程进入 **WAITING(等待)**状态。进入等待状态的线程需要依靠其他线程的通知才能够返回到运行状态,而 **TIME_WAITING(超时等待)** 状态相当于在等待状态的基础上增加了超时限制,比如通过 `sleep(long millis)`方法或 `wait(long millis)`方法可以将 Java 线程置于 TIMED WAITING 状态。当超时时间到达后 Java 线程将会返回到 RUNNABLE 状态。当线程调用同步方法时,在没有获取到锁的情况下,线程将会进入到 **BLOCKED(阻塞)** 状态。线程在执行 Runnable 的` run() `方法之后将会进入到 **TERMINATED(终止)** 状态。 - -## 31 关于 final 关键字的一些总结 - -final关键字主要用在三个地方:变量、方法、类。 - -1. 对于一个final变量,如果是基本数据类型的变量,则其数值一旦在初始化之后便不能更改;如果是引用类型的变量,则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。 -2. 当用final修饰一个类时,表明这个类不能被继承。final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法。 -3. 使用final方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定,以防任何继承类修改它的含义;第二个原因是效率。在早期的Java实现版本中,会将final方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大,可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升(现在的Java版本已经不需要使用final方法进行这些优化了)。类中所有的private方法都隐式地指定为final。 - -## 32 Java 中的异常处理 - -### Java异常类层次结构图 - -![Java异常类层次结构图](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-2/Exception.png) - - - -在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先java.lang包中的 **Throwable类**。Throwable: 有两个重要的子类:**Exception(异常)** 和 **Error(错误)** ,二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。 - -**Error(错误):是程序无法处理的错误**,表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关,而表示代码运行时 JVM(Java 虚拟机)出现的问题。例如,Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError),当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时,将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时,Java虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。 - -这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时,如Java虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等。这些错误是不可查的,因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外,而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说,即使确实发生了错误,本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中,错误通过Error的子类描述。 - -**Exception(异常):是程序本身可以处理的异常**。Exception 类有一个重要的子类 **RuntimeException**。RuntimeException 异常由Java虚拟机抛出。**NullPointerException**(要访问的变量没有引用任何对象时,抛出该异常)、**ArithmeticException**(算术运算异常,一个整数除以0时,抛出该异常)和 **ArrayIndexOutOfBoundsException** (下标越界异常)。 - -**注意:异常和错误的区别:异常能被程序本身处理,错误是无法处理。** - -### Throwable类常用方法 - -- **public string getMessage()**:返回异常发生时的简要描述 -- **public string toString()**:返回异常发生时的详细信息 -- **public string getLocalizedMessage()**:返回异常对象的本地化信息。使用Throwable的子类覆盖这个方法,可以生成本地化信息。如果子类没有覆盖该方法,则该方法返回的信息与getMessage()返回的结果相同 -- **public void printStackTrace()**:在控制台上打印Throwable对象封装的异常信息 - -### 异常处理总结 - -- **try 块:** 用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块,如果没有catch块,则必须跟一个finally块。 -- **catch 块:** 用于处理try捕获到的异常。 -- **finally 块:** 无论是否捕获或处理异常,finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return -语句时,finally语句块将在方法返回之前被执行。 - -**在以下4种特殊情况下,finally块不会被执行:** - -1. 在finally语句块第一行发生了异常。 因为在其他行,finally块还是会得到执行 -2. 在前面的代码中用了System.exit(int)已退出程序。 exit是带参函数 ;若该语句在异常语句之后,finally会执行 -3. 程序所在的线程死亡。 -4. 关闭CPU。 - -下面这部分内容来自issue:。 - -**注意:** 当try语句和finally语句中都有return语句时,在方法返回之前,finally语句的内容将被执行,并且finally语句的返回值将会覆盖原始的返回值。如下: - -```java - public static int f(int value) { - try { - return value * value; - } finally { - if (value == 2) { - return 0; - } - } - } -``` - -如果调用 `f(2)`,返回值将是0,因为finally语句的返回值覆盖了try语句块的返回值。 - -## 33 Java序列化中如果有些字段不想进行序列化,怎么办? - -对于不想进行序列化的变量,使用transient关键字修饰。 - -transient关键字的作用是:阻止实例中那些用此关键字修饰的的变量序列化;当对象被反序列化时,被transient修饰的变量值不会被持久化和恢复。transient只能修饰变量,不能修饰类和方法。 - -## 34 获取用键盘输入常用的两种方法 - -方法1:通过 Scanner - -```java -Scanner input = new Scanner(System.in); -String s = input.nextLine(); -input.close(); -``` - -方法2:通过 BufferedReader - -```java -BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); -String s = input.readLine(); -``` - -## 35 Java 中 IO 流 - -### Java 中 IO 流分为几种? - - - 按照流的流向分,可以分为输入流和输出流; - - 按照操作单元划分,可以划分为字节流和字符流; - - 按照流的角色划分为节点流和处理流。 - -Java Io流共涉及40多个类,这些类看上去很杂乱,但实际上很有规则,而且彼此之间存在非常紧密的联系, Java I0流的40多个类都是从如下4个抽象类基类中派生出来的。 - - - InputStream/Reader: 所有的输入流的基类,前者是字节输入流,后者是字符输入流。 - - OutputStream/Writer: 所有输出流的基类,前者是字节输出流,后者是字符输出流。 - -按操作方式分类结构图: - -![IO-操作方式分类](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/IO-操作方式分类.png) - - -按操作对象分类结构图: - -![IO-操作对象分类](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/IO-操作对象分类.png) - -### 既然有了字节流,为什么还要有字符流? - -问题本质想问:**不管是文件读写还是网络发送接收,信息的最小存储单元都是字节,那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢?** - -回答:字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的,问题就出在这个过程还算是非常耗时,并且,如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以, I/O 流就干脆提供了一个直接操作字符的接口,方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好,如果涉及到字符的话使用字符流比较好。 - -### BIO,NIO,AIO 有什么区别? - -- **BIO (Blocking I/O):** 同步阻塞I/O模式,数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高(小于单机1000)的情况下,这种模型是比较不错的,可以让每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单,也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗,可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是,当面对十万甚至百万级连接的时候,传统的 BIO 模型是无能为力的。因此,我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。 -- **NIO (New I/O):** NIO是一种同步非阻塞的I/O模型,在Java 1.4 中引入了NIO框架,对应 java.nio 包,提供了 Channel , Selector,Buffer等抽象。NIO中的N可以理解为Non-blocking,不单纯是New。它支持面向缓冲的,基于通道的I/O操作方法。 NIO提供了与传统BIO模型中的 `Socket` 和 `ServerSocket` 相对应的 `SocketChannel` 和 `ServerSocketChannel` 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样,比较简单,但是性能和可靠性都不好;非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序,可以使用同步阻塞I/O来提升开发速率和更好的维护性;对于高负载、高并发的(网络)应用,应使用 NIO 的非阻塞模式来开发 -- **AIO (Asynchronous I/O):** AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的IO模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的,也就是应用操作之后会直接返回,不会堵塞在那里,当后台处理完成,操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步IO的缩写,虽然 NIO 在网络操作中,提供了非阻塞的方法,但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说,我们的业务线程是在 IO 操作准备好时,得到通知,接着就由这个线程自行进行 IO 操作,IO操作本身是同步的。查阅网上相关资料,我发现就目前来说 AIO 的应用还不是很广泛,Netty 之前也尝试使用过 AIO,不过又放弃了。 - -## 36. 常见关键字总结:static,final,this,super - -详见笔主的这篇文章: - -## 37. Collections 工具类和 Arrays 工具类常见方法总结 - -详见笔主的这篇文章: - -### 38. 深拷贝 vs 浅拷贝 - -1. **浅拷贝**:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型进行引用传递般的拷贝,此为浅拷贝。 -2. **深拷贝**:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型,创建一个新的对象,并复制其内容,此为深拷贝。 - -![deep and shallow copy](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-7/java-deep-and-shallow-copy.jpg) - -## 参考 - -- https://stackoverflow.com/questions/1906445/what-is-the-difference-between-jdk-and-jre -- https://www.educba.com/oracle-vs-openjdk/ -- https://stackoverflow.com/questions/22358071/differences-between-oracle-jdk-and-openjdk?answertab=active#tab-top - -## 公众号 - -如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号。 - -**《Java面试突击》:** 由本文档衍生的专为面试而生的《Java面试突击》V2.0 PDF 版本[公众号](#公众号)后台回复 **"Java面试突击"** 即可免费领取! - -**Java工程师必备学习资源:** 一些Java工程师常用学习资源公众号后台回复关键字 **“1”** 即可免费无套路获取。 - -![我的公众号](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/167598cd2e17b8ec.png) - diff --git a/docs/java/Java程序设计题.md b/docs/java/Java程序设计题.md deleted file mode 100644 index 46c9c169..00000000 --- a/docs/java/Java程序设计题.md +++ /dev/null @@ -1,125 +0,0 @@ -## 泛型的实际应用 - -### 实现最小值函数 - -自己设计一个泛型的获取数组最小值的函数.并且这个方法只能接受Number的子类并且实现了Comparable接口。 - -```java -//注意:Number并没有实现Comparable -private static > T min(T[] values) { - if (values == null || values.length == 0) return null; - T min = values[0]; - for (int i = 1; i < values.length; i++) { - if (min.compareTo(values[i]) > 0) min = values[i]; - } - return min; -} -``` - -测试: - -```java -int minInteger = min(new Integer[]{1, 2, 3});//result:1 -double minDouble = min(new Double[]{1.2, 2.2, -1d});//result:-1d -String typeError = min(new String[]{"1","3"});//报错 -``` - -## 数据结构 - -### 使用数组实现栈 - -**自己实现一个栈,要求这个栈具有`push()`、`pop()`(返回栈顶元素并出栈)、`peek()` (返回栈顶元素不出栈)、`isEmpty()`、`size()`这些基本的方法。** - -提示:每次入栈之前先判断栈的容量是否够用,如果不够用就用`Arrays.copyOf()`进行扩容; - -```java -public class MyStack { - private int[] storage;//存放栈中元素的数组 - private int capacity;//栈的容量 - private int count;//栈中元素数量 - private static final int GROW_FACTOR = 2; - - //TODO:不带初始容量的构造方法。默认容量为8 - public MyStack() { - this.capacity = 8; - this.storage=new int[8]; - this.count = 0; - } - - //TODO:带初始容量的构造方法 - public MyStack(int initialCapacity) { - if (initialCapacity < 1) - throw new IllegalArgumentException("Capacity too small."); - - this.capacity = initialCapacity; - this.storage = new int[initialCapacity]; - this.count = 0; - } - - //TODO:入栈 - public void push(int value) { - if (count == capacity) { - ensureCapacity(); - } - storage[count++] = value; - } - - //TODO:确保容量大小 - private void ensureCapacity() { - int newCapacity = capacity * GROW_FACTOR; - storage = Arrays.copyOf(storage, newCapacity); - capacity = newCapacity; - } - - //TODO:返回栈顶元素并出栈 - private int pop() { - count--; - if (count == -1) - throw new IllegalArgumentException("Stack is empty."); - - return storage[count]; - } - - //TODO:返回栈顶元素不出栈 - private int peek() { - if (count == 0){ - throw new IllegalArgumentException("Stack is empty."); - }else { - return storage[count-1]; - } - } - - //TODO:判断栈是否为空 - private boolean isEmpty() { - return count == 0; - } - - //TODO:返回栈中元素的个数 - private int size() { - return count; - } - -} - -``` - -验证 - -```java -MyStack myStack = new MyStack(3); -myStack.push(1); -myStack.push(2); -myStack.push(3); -myStack.push(4); -myStack.push(5); -myStack.push(6); -myStack.push(7); -myStack.push(8); -System.out.println(myStack.peek());//8 -System.out.println(myStack.size());//8 -for (int i = 0; i < 8; i++) { - System.out.println(myStack.pop()); -} -System.out.println(myStack.isEmpty());//true -myStack.pop();//报错:java.lang.IllegalArgumentException: Stack is empty. -``` \ No newline at end of file diff --git a/docs/java/Java编程规范.md b/docs/java/Java编程规范.md deleted file mode 100644 index 6b4731ef..00000000 --- a/docs/java/Java编程规范.md +++ /dev/null @@ -1,30 +0,0 @@ -讲真的,下面推荐的文章或者资源建议阅读 3 遍以上。 - -### 团队 - -- **阿里巴巴Java开发手册(详尽版)** -- **Google Java编程风格指南:** - -### 个人 - -- **程序员你为什么这么累:** - -### 如何写出优雅的 Java 代码 - -1. 使用 IntelliJ IDEA 作为您的集成开发环境 (IDE) -1. 使用 JDK 8 或更高版本 -1. 使用 Maven/Gradle -1. 使用 Lombok -1. 编写单元测试 -1. 重构:常见,但也很慢 -1. 注意代码规范 -1. 定期联络客户,以获取他们的反馈 - -上述建议的详细内容:[八点建议助您写出优雅的Java代码](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2OTA0Njk0OA==&mid=2247485140&idx=1&sn=ecaeace613474f1859aaeed0282ae680&chksm=cea2491ff9d5c00982ffaece847ce1aead89fdb3fe190752d9837c075c79fc95db5940992c56&token=1328169465&lang=zh_CN&scene=21#wechat_redirect)。 - -更多代码优化相关内容推荐: - -- [业务复杂=if else?刚来的大神竟然用策略+工厂彻底干掉了他们!](https://juejin.im/post/5dad23685188251d2c4ea2b6) -- [一些不错的 Java 实践!推荐阅读3遍以上!](http://lrwinx.github.io/2017/03/04/%E7%BB%86%E6%80%9D%E6%9E%81%E6%81%90-%E4%BD%A0%E7%9C%9F%E7%9A%84%E4%BC%9A%E5%86%99java%E5%90%97/) -- [[解锁新姿势] 兄dei,你代码需要优化了](https://juejin.im/post/5dafbc02e51d4524a0060bdd) -- [消灭 Java 代码的“坏味道”](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg2OTA0Njk0OA==&mid=2247485599&idx=1&sn=d83ff4e6b1ee951a0a33508a10980ea3&chksm=cea24754f9d5ce426d18b435a8c373ddc580c06c7d6a45cc51377361729c31c7301f1bbc3b78&token=1328169465&lang=zh_CN#rd) \ No newline at end of file diff --git a/docs/java/Multithread/JavaConcurrencyAdvancedCommonInterviewQuestions.md b/docs/java/Multithread/JavaConcurrencyAdvancedCommonInterviewQuestions.md deleted file mode 100644 index 907d6fcf..00000000 --- a/docs/java/Multithread/JavaConcurrencyAdvancedCommonInterviewQuestions.md +++ /dev/null @@ -1,925 +0,0 @@ -点击关注[公众号](#公众号)及时获取笔主最新更新文章,并可免费领取本文档配套的《Java面试突击》以及Java工程师必备学习资源。 - - - -- [Java 并发进阶常见面试题总结](#java-并发进阶常见面试题总结) - - [1. synchronized 关键字](#1-synchronized-关键字) - - [1.1. 说一说自己对于 synchronized 关键字的了解](#11-说一说自己对于-synchronized-关键字的了解) - - [1.2. 说说自己是怎么使用 synchronized 关键字,在项目中用到了吗](#12-说说自己是怎么使用-synchronized-关键字在项目中用到了吗) - - [1.3. 讲一下 synchronized 关键字的底层原理](#13-讲一下-synchronized-关键字的底层原理) - - [1.4. 说说 JDK1.6 之后的synchronized 关键字底层做了哪些优化,可以详细介绍一下这些优化吗](#14-说说-jdk16-之后的synchronized-关键字底层做了哪些优化可以详细介绍一下这些优化吗) - - [1.5. 谈谈 synchronized和ReentrantLock 的区别](#15-谈谈-synchronized和reentrantlock-的区别) - - [2. volatile关键字](#2-volatile关键字) - - [2.1. 讲一下Java内存模型](#21-讲一下java内存模型) - - [2.2. 说说 synchronized 关键字和 volatile 关键字的区别](#22-说说-synchronized-关键字和-volatile-关键字的区别) - - [3. ThreadLocal](#3-threadlocal) - - [3.1. ThreadLocal简介](#31-threadlocal简介) - - [3.2. ThreadLocal示例](#32-threadlocal示例) - - [3.3. ThreadLocal原理](#33-threadlocal原理) - - [3.4. ThreadLocal 内存泄露问题](#34-threadlocal-内存泄露问题) - - [4. 线程池](#4-线程池) - - [4.1. 为什么要用线程池?](#41-为什么要用线程池) - - [4.2. 实现Runnable接口和Callable接口的区别](#42-实现runnable接口和callable接口的区别) - - [4.3. 执行execute()方法和submit()方法的区别是什么呢?](#43-执行execute方法和submit方法的区别是什么呢) - - [4.4. 如何创建线程池](#44-如何创建线程池) - - [5. Atomic 原子类](#5-atomic-原子类) - - [5.1. 介绍一下Atomic 原子类](#51-介绍一下atomic-原子类) - - [5.2. JUC 包中的原子类是哪4类?](#52-juc-包中的原子类是哪4类) - - [5.3. 讲讲 AtomicInteger 的使用](#53-讲讲-atomicinteger-的使用) - - [5.4. 能不能给我简单介绍一下 AtomicInteger 类的原理](#54-能不能给我简单介绍一下-atomicinteger-类的原理) - - [6. AQS](#6-aqs) - - [6.1. AQS 介绍](#61-aqs-介绍) - - [6.2. AQS 原理分析](#62-aqs-原理分析) - - [6.2.1. AQS 原理概览](#621-aqs-原理概览) - - [6.2.2. AQS 对资源的共享方式](#622-aqs-对资源的共享方式) - - [6.2.3. AQS底层使用了模板方法模式](#623-aqs底层使用了模板方法模式) - - [6.3. AQS 组件总结](#63-aqs-组件总结) - - [7 Reference](#7-reference) - - - -# Java 并发进阶常见面试题总结 - -## 1. synchronized 关键字 - -### 1.1. 说一说自己对于 synchronized 关键字的了解 - -synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性,synchronized关键字可以保证被它修饰的方法或者代码块在任意时刻只能有一个线程执行。 - -另外,在 Java 早期版本中,synchronized属于重量级锁,效率低下,因为监视器锁(monitor)是依赖于底层的操作系统的 Mutex Lock 来实现的,Java 的线程是映射到操作系统的原生线程之上的。如果要挂起或者唤醒一个线程,都需要操作系统帮忙完成,而操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到内核态,这个状态之间的转换需要相对比较长的时间,时间成本相对较高,这也是为什么早期的 synchronized 效率低的原因。庆幸的是在 Java 6 之后 Java 官方对从 JVM 层面对synchronized 较大优化,所以现在的 synchronized 锁效率也优化得很不错了。JDK1.6对锁的实现引入了大量的优化,如自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化、偏向锁、轻量级锁等技术来减少锁操作的开销。 - - -### 1.2. 说说自己是怎么使用 synchronized 关键字,在项目中用到了吗 - -**synchronized关键字最主要的三种使用方式:** - -- **修饰实例方法:** 作用于当前对象实例加锁,进入同步代码前要获得当前对象实例的锁 -- **修饰静态方法:** 也就是给当前类加锁,会作用于类的所有对象实例,因为静态成员不属于任何一个实例对象,是类成员( static 表明这是该类的一个静态资源,不管new了多少个对象,只有一份)。所以如果一个线程A调用一个实例对象的非静态 synchronized 方法,而线程B需要调用这个实例对象所属类的静态 synchronized 方法,是允许的,不会发生互斥现象,**因为访问静态 synchronized 方法占用的锁是当前类的锁,而访问非静态 synchronized 方法占用的锁是当前实例对象锁**。 -- **修饰代码块:** 指定加锁对象,对给定对象加锁,进入同步代码库前要获得给定对象的锁。 - -**总结:** synchronized 关键字加到 static 静态方法和 synchronized(class)代码块上都是是给 Class 类上锁。synchronized 关键字加到实例方法上是给对象实例上锁。尽量不要使用 synchronized(String a) 因为JVM中,字符串常量池具有缓存功能! - -下面我以一个常见的面试题为例讲解一下 synchronized 关键字的具体使用。 - -面试中面试官经常会说:“单例模式了解吗?来给我手写一下!给我解释一下双重检验锁方式实现单例模式的原理呗!” - -**双重校验锁实现对象单例(线程安全)** - -```java -public class Singleton { - - private volatile static Singleton uniqueInstance; - - private Singleton() { - } - - public static Singleton getUniqueInstance() { - //先判断对象是否已经实例过,没有实例化过才进入加锁代码 - if (uniqueInstance == null) { - //类对象加锁 - synchronized (Singleton.class) { - if (uniqueInstance == null) { - uniqueInstance = new Singleton(); - } - } - } - return uniqueInstance; - } -} -``` -另外,需要注意 uniqueInstance 采用 volatile 关键字修饰也是很有必要。 - -uniqueInstance 采用 volatile 关键字修饰也是很有必要的, uniqueInstance = new Singleton(); 这段代码其实是分为三步执行: - -1. 为 uniqueInstance 分配内存空间 -2. 初始化 uniqueInstance -3. 将 uniqueInstance 指向分配的内存地址 - -但是由于 JVM 具有指令重排的特性,执行顺序有可能变成 1->3->2。指令重排在单线程环境下不会出现问题,但是在多线程环境下会导致一个线程获得还没有初始化的实例。例如,线程 T1 执行了 1 和 3,此时 T2 调用 getUniqueInstance() 后发现 uniqueInstance 不为空,因此返回 uniqueInstance,但此时 uniqueInstance 还未被初始化。 - -使用 volatile 可以禁止 JVM 的指令重排,保证在多线程环境下也能正常运行。 - -### 1.3. 讲一下 synchronized 关键字的底层原理 - -**synchronized 关键字底层原理属于 JVM 层面。** - -**① synchronized 同步语句块的情况** - -```java -public class SynchronizedDemo { - public void method() { - synchronized (this) { - System.out.println("synchronized 代码块"); - } - } -} - -``` - -通过 JDK 自带的 javap 命令查看 SynchronizedDemo 类的相关字节码信息:首先切换到类的对应目录执行 `javac SynchronizedDemo.java` 命令生成编译后的 .class 文件,然后执行`javap -c -s -v -l SynchronizedDemo.class`。 - -![synchronized关键字原理](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/synchronized关键字原理.png) - -从上面我们可以看出: - -**synchronized 同步语句块的实现使用的是 monitorenter 和 monitorexit 指令,其中 monitorenter 指令指向同步代码块的开始位置,monitorexit 指令则指明同步代码块的结束位置。** 当执行 monitorenter 指令时,线程试图获取锁也就是获取 monitor(monitor对象存在于每个Java对象的对象头中,synchronized 锁便是通过这种方式获取锁的,也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因) 的持有权。当计数器为0则可以成功获取,获取后将锁计数器设为1也就是加1。相应的在执行 monitorexit 指令后,将锁计数器设为0,表明锁被释放。如果获取对象锁失败,那当前线程就要阻塞等待,直到锁被另外一个线程释放为止。 - -**② synchronized 修饰方法的的情况** - -```java -public class SynchronizedDemo2 { - public synchronized void method() { - System.out.println("synchronized 方法"); - } -} - -``` - -![synchronized关键字原理](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/synchronized关键字原理2.png) - -synchronized 修饰的方法并没有 monitorenter 指令和 monitorexit 指令,取得代之的确实是 ACC_SYNCHRONIZED 标识,该标识指明了该方法是一个同步方法,JVM 通过该 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志来辨别一个方法是否声明为同步方法,从而执行相应的同步调用。 - - -### 1.4. 说说 JDK1.6 之后的synchronized 关键字底层做了哪些优化,可以详细介绍一下这些优化吗 - -JDK1.6 对锁的实现引入了大量的优化,如偏向锁、轻量级锁、自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化等技术来减少锁操作的开销。 - -锁主要存在四种状态,依次是:无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态,他们会随着竞争的激烈而逐渐升级。注意锁可以升级不可降级,这种策略是为了提高获得锁和释放锁的效率。 - -关于这几种优化的详细信息可以查看笔主的这篇文章: - -### 1.5. 谈谈 synchronized和ReentrantLock 的区别 - - -**① 两者都是可重入锁** - -两者都是可重入锁。“可重入锁”概念是:自己可以再次获取自己的内部锁。比如一个线程获得了某个对象的锁,此时这个对象锁还没有释放,当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的,如果不可锁重入的话,就会造成死锁。同一个线程每次获取锁,锁的计数器都自增1,所以要等到锁的计数器下降为0时才能释放锁。 - -**② synchronized 依赖于 JVM 而 ReentrantLock 依赖于 API** - -synchronized 是依赖于 JVM 实现的,前面我们也讲到了 虚拟机团队在 JDK1.6 为 synchronized 关键字进行了很多优化,但是这些优化都是在虚拟机层面实现的,并没有直接暴露给我们。ReentrantLock 是 JDK 层面实现的(也就是 API 层面,需要 lock() 和 unlock() 方法配合 try/finally 语句块来完成),所以我们可以通过查看它的源代码,来看它是如何实现的。 - -**③ ReentrantLock 比 synchronized 增加了一些高级功能** - -相比synchronized,ReentrantLock增加了一些高级功能。主要来说主要有三点:**①等待可中断;②可实现公平锁;③可实现选择性通知(锁可以绑定多个条件)** - -- **ReentrantLock提供了一种能够中断等待锁的线程的机制**,通过lock.lockInterruptibly()来实现这个机制。也就是说正在等待的线程可以选择放弃等待,改为处理其他事情。 -- **ReentrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁。** ReentrantLock默认情况是非公平的,可以通过 ReentrantLock类的`ReentrantLock(boolean fair)`构造方法来制定是否是公平的。 -- synchronized关键字与wait()和notify()/notifyAll()方法相结合可以实现等待/通知机制,ReentrantLock类当然也可以实现,但是需要借助于Condition接口与newCondition() 方法。Condition是JDK1.5之后才有的,它具有很好的灵活性,比如可以实现多路通知功能也就是在一个Lock对象中可以创建多个Condition实例(即对象监视器),**线程对象可以注册在指定的Condition中,从而可以有选择性的进行线程通知,在调度线程上更加灵活。 在使用notify()/notifyAll()方法进行通知时,被通知的线程是由 JVM 选择的,用ReentrantLock类结合Condition实例可以实现“选择性通知”** ,这个功能非常重要,而且是Condition接口默认提供的。而synchronized关键字就相当于整个Lock对象中只有一个Condition实例,所有的线程都注册在它一个身上。如果执行notifyAll()方法的话就会通知所有处于等待状态的线程这样会造成很大的效率问题,而Condition实例的signalAll()方法 只会唤醒注册在该Condition实例中的所有等待线程。 - -如果你想使用上述功能,那么选择ReentrantLock是一个不错的选择。 - -**④ 性能已不是选择标准** - -## 2. volatile关键字 - -### 2.1. 讲一下Java内存模型 - - -在 JDK1.2 之前,Java的内存模型实现总是从**主存**(即共享内存)读取变量,是不需要进行特别的注意的。而在当前的 Java 内存模型下,线程可以把变量保存**本地内存**(比如机器的寄存器)中,而不是直接在主存中进行读写。这就可能造成一个线程在主存中修改了一个变量的值,而另外一个线程还继续使用它在寄存器中的变量值的拷贝,造成**数据的不一致**。 - -![数据不一致](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/数据不一致.png) - -要解决这个问题,就需要把变量声明为**volatile**,这就指示 JVM,这个变量是不稳定的,每次使用它都到主存中进行读取。 - -说白了, **volatile** 关键字的主要作用就是保证变量的可见性然后还有一个作用是防止指令重排序。 - -![volatile关键字的可见性](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/volatile关键字的可见性.png) - - -### 2.2. 说说 synchronized 关键字和 volatile 关键字的区别 - - synchronized关键字和volatile关键字比较 - -- **volatile关键字**是线程同步的**轻量级实现**,所以**volatile性能肯定比synchronized关键字要好**。但是**volatile关键字只能用于变量而synchronized关键字可以修饰方法以及代码块**。synchronized关键字在JavaSE1.6之后进行了主要包括为了减少获得锁和释放锁带来的性能消耗而引入的偏向锁和轻量级锁以及其它各种优化之后执行效率有了显著提升,**实际开发中使用 synchronized 关键字的场景还是更多一些**。 -- **多线程访问volatile关键字不会发生阻塞,而synchronized关键字可能会发生阻塞** -- **volatile关键字能保证数据的可见性,但不能保证数据的原子性。synchronized关键字两者都能保证。** -- **volatile关键字主要用于解决变量在多个线程之间的可见性,而 synchronized关键字解决的是多个线程之间访问资源的同步性。** - -## 3. ThreadLocal - -### 3.1. ThreadLocal简介 - -通常情况下,我们创建的变量是可以被任何一个线程访问并修改的。**如果想实现每一个线程都有自己的专属本地变量该如何解决呢?** JDK中提供的`ThreadLocal`类正是为了解决这样的问题。 **`ThreadLocal`类主要解决的就是让每个线程绑定自己的值,可以将`ThreadLocal`类形象的比喻成存放数据的盒子,盒子中可以存储每个线程的私有数据。** - -**如果你创建了一个`ThreadLocal`变量,那么访问这个变量的每个线程都会有这个变量的本地副本,这也是`ThreadLocal`变量名的由来。他们可以使用 `get()` 和 `set()` 方法来获取默认值或将其值更改为当前线程所存的副本的值,从而避免了线程安全问题。** - -再举个简单的例子: - -比如有两个人去宝屋收集宝物,这两个共用一个袋子的话肯定会产生争执,但是给他们两个人每个人分配一个袋子的话就不会出现这样的问题。如果把这两个人比作线程的话,那么ThreadLocal就是用来避免这两个线程竞争的。 - -### 3.2. ThreadLocal示例 - -相信看了上面的解释,大家已经搞懂 ThreadLocal 类是个什么东西了。 - -```java -import java.text.SimpleDateFormat; -import java.util.Random; - -public class ThreadLocalExample implements Runnable{ - - // SimpleDateFormat 不是线程安全的,所以每个线程都要有自己独立的副本 - private static final ThreadLocal formatter = ThreadLocal.withInitial(() -> new SimpleDateFormat("yyyyMMdd HHmm")); - - public static void main(String[] args) throws InterruptedException { - ThreadLocalExample obj = new ThreadLocalExample(); - for(int i=0 ; i<10; i++){ - Thread t = new Thread(obj, ""+i); - Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); - t.start(); - } - } - - @Override - public void run() { - System.out.println("Thread Name= "+Thread.currentThread().getName()+" default Formatter = "+formatter.get().toPattern()); - try { - Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - //formatter pattern is changed here by thread, but it won't reflect to other threads - formatter.set(new SimpleDateFormat()); - - System.out.println("Thread Name= "+Thread.currentThread().getName()+" formatter = "+formatter.get().toPattern()); - } - -} - -``` - -Output: - -``` -Thread Name= 0 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 0 formatter = yy-M-d ah:mm -Thread Name= 1 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 2 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 1 formatter = yy-M-d ah:mm -Thread Name= 3 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 2 formatter = yy-M-d ah:mm -Thread Name= 4 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 3 formatter = yy-M-d ah:mm -Thread Name= 4 formatter = yy-M-d ah:mm -Thread Name= 5 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 5 formatter = yy-M-d ah:mm -Thread Name= 6 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 6 formatter = yy-M-d ah:mm -Thread Name= 7 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 7 formatter = yy-M-d ah:mm -Thread Name= 8 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 9 default Formatter = yyyyMMdd HHmm -Thread Name= 8 formatter = yy-M-d ah:mm -Thread Name= 9 formatter = yy-M-d ah:mm -``` - -从输出中可以看出,Thread-0已经改变了formatter的值,但仍然是thread-2默认格式化程序与初始化值相同,其他线程也一样。 - -上面有一段代码用到了创建 `ThreadLocal` 变量的那段代码用到了 Java8 的知识,它等于下面这段代码,如果你写了下面这段代码的话,IDEA会提示你转换为Java8的格式(IDEA真的不错!)。因为ThreadLocal类在Java 8中扩展,使用一个新的方法`withInitial()`,将Supplier功能接口作为参数。 - -```java - private static final ThreadLocal formatter = new ThreadLocal(){ - @Override - protected SimpleDateFormat initialValue() - { - return new SimpleDateFormat("yyyyMMdd HHmm"); - } - }; -``` - -### 3.3. ThreadLocal原理 - -从 `Thread`类源代码入手。 - -```java -public class Thread implements Runnable { - ...... -//与此线程有关的ThreadLocal值。由ThreadLocal类维护 -ThreadLocal.ThreadLocalMap threadLocals = null; - -//与此线程有关的InheritableThreadLocal值。由InheritableThreadLocal类维护 -ThreadLocal.ThreadLocalMap inheritableThreadLocals = null; - ...... -} -``` - -从上面`Thread`类 源代码可以看出`Thread` 类中有一个 `threadLocals` 和 一个 `inheritableThreadLocals` 变量,它们都是 `ThreadLocalMap` 类型的变量,我们可以把 `ThreadLocalMap` 理解为`ThreadLocal` 类实现的定制化的 `HashMap`。默认情况下这两个变量都是null,只有当前线程调用 `ThreadLocal` 类的 `set`或`get`方法时才创建它们,实际上调用这两个方法的时候,我们调用的是`ThreadLocalMap`类对应的 `get()`、`set() `方法。 - -`ThreadLocal`类的`set()`方法 - -```java - public void set(T value) { - Thread t = Thread.currentThread(); - ThreadLocalMap map = getMap(t); - if (map != null) - map.set(this, value); - else - createMap(t, value); - } - ThreadLocalMap getMap(Thread t) { - return t.threadLocals; - } -``` - -通过上面这些内容,我们足以通过猜测得出结论:**最终的变量是放在了当前线程的 `ThreadLocalMap` 中,并不是存在 `ThreadLocal` 上,`ThreadLocal` 可以理解为只是`ThreadLocalMap`的封装,传递了变量值。** `ThrealLocal` 类中可以通过`Thread.currentThread()`获取到当前线程对象后,直接通过`getMap(Thread t)`可以访问到该线程的`ThreadLocalMap`对象。 - -**每个`Thread`中都具备一个`ThreadLocalMap`,而`ThreadLocalMap`可以存储以`ThreadLocal`为key的键值对。** 比如我们在同一个线程中声明了两个 `ThreadLocal` 对象的话,会使用 `Thread`内部都是使用仅有那个`ThreadLocalMap` 存放数据的,`ThreadLocalMap`的 key 就是 `ThreadLocal`对象,value 就是 `ThreadLocal` 对象调用`set`方法设置的值。`ThreadLocal` 是 map结构是为了让每个线程可以关联多个 `ThreadLocal`变量。这也就解释了 ThreadLocal 声明的变量为什么在每一个线程都有自己的专属本地变量。 - -`ThreadLocalMap`是`ThreadLocal`的静态内部类。 - -![ThreadLocal内部类](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/ThreadLocal内部类.png) - -### 3.4. ThreadLocal 内存泄露问题 - -`ThreadLocalMap` 中使用的 key 为 `ThreadLocal` 的弱引用,而 value 是强引用。所以,如果 `ThreadLocal` 没有被外部强引用的情况下,在垃圾回收的时候,key 会被清理掉,而 value 不会被清理掉。这样一来,`ThreadLocalMap` 中就会出现key为null的Entry。假如我们不做任何措施的话,value 永远无法被GC 回收,这个时候就可能会产生内存泄露。ThreadLocalMap实现中已经考虑了这种情况,在调用 `set()`、`get()`、`remove()` 方法的时候,会清理掉 key 为 null 的记录。使用完 `ThreadLocal`方法后 最好手动调用`remove()`方法 - -```java - static class Entry extends WeakReference> { - /** The value associated with this ThreadLocal. */ - Object value; - - Entry(ThreadLocal k, Object v) { - super(k); - value = v; - } - } -``` - -**弱引用介绍:** - -> 如果一个对象只具有弱引用,那就类似于**可有可无的生活用品**。弱引用与软引用的区别在于:只具有弱引用的对象拥有更短暂的生命周期。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。不过,由于垃圾回收器是一个优先级很低的线程, 因此不一定会很快发现那些只具有弱引用的对象。 -> -> 弱引用可以和一个引用队列(ReferenceQueue)联合使用,如果弱引用所引用的对象被垃圾回收,Java虚拟机就会把这个弱引用加入到与之关联的引用队列中。 - -## 4. 线程池 - -### 4.1. 为什么要用线程池? - -> **池化技术相比大家已经屡见不鲜了,线程池、数据库连接池、Http 连接池等等都是对这个思想的应用。池化技术的思想主要是为了减少每次获取资源的消耗,提高对资源的利用率。** - -**线程池**提供了一种限制和管理资源(包括执行一个任务)。 每个**线程池**还维护一些基本统计信息,例如已完成任务的数量。 - -这里借用《Java 并发编程的艺术》提到的来说一下**使用线程池的好处**: - -- **降低资源消耗**。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。 -- **提高响应速度**。当任务到达时,任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。 -- **提高线程的可管理性**。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统的稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控。 - -### 4.2. 实现Runnable接口和Callable接口的区别 - -`Runnable`自Java 1.0以来一直存在,但`Callable`仅在Java 1.5中引入,目的就是为了来处理`Runnable`不支持的用例。**`Runnable` 接口**不会返回结果或抛出检查异常,但是**`Callable` 接口**可以。所以,如果任务不需要返回结果或抛出异常推荐使用 **`Runnable` 接口**,这样代码看起来会更加简洁。 - -工具类 `Executors` 可以实现 `Runnable` 对象和 `Callable` 对象之间的相互转换。(`Executors.callable(Runnable task`)或 `Executors.callable(Runnable task,Object resule)`)。 - -`Runnable.java` - -```java -@FunctionalInterface -public interface Runnable { - /** - * 被线程执行,没有返回值也无法抛出异常 - */ - public abstract void run(); -} -``` - -`Callable.java` - -```java -@FunctionalInterface -public interface Callable { - /** - * 计算结果,或在无法这样做时抛出异常。 - * @return 计算得出的结果 - * @throws 如果无法计算结果,则抛出异常 - */ - V call() throws Exception; -} -``` - -### 4.3. 执行execute()方法和submit()方法的区别是什么呢? - -1. **`execute()`方法用于提交不需要返回值的任务,所以无法判断任务是否被线程池执行成功与否;** -2. **`submit()`方法用于提交需要返回值的任务。线程池会返回一个 `Future` 类型的对象,通过这个 `Future` 对象可以判断任务是否执行成功**,并且可以通过 `Future` 的 `get()`方法来获取返回值,`get()`方法会阻塞当前线程直到任务完成,而使用 `get(long timeout,TimeUnit unit)`方法则会阻塞当前线程一段时间后立即返回,这时候有可能任务没有执行完。 - -我们以**`AbstractExecutorService`**接口中的一个 `submit` 方法为例子来看看源代码: - -```java - public Future submit(Runnable task) { - if (task == null) throw new NullPointerException(); - RunnableFuture ftask = newTaskFor(task, null); - execute(ftask); - return ftask; - } -``` - -上面方法调用的 `newTaskFor` 方法返回了一个 `FutureTask` 对象。 - -```java - protected RunnableFuture newTaskFor(Runnable runnable, T value) { - return new FutureTask(runnable, value); - } -``` - -我们再来看看`execute()`方法: - -```java - public void execute(Runnable command) { - ... - } -``` - -### 4.4. 如何创建线程池 - -《阿里巴巴Java开发手册》中强制线程池不允许使用 Executors 去创建,而是通过 ThreadPoolExecutor 的方式,这样的处理方式让写的同学更加明确线程池的运行规则,规避资源耗尽的风险 - -> Executors 返回线程池对象的弊端如下: -> -> - **FixedThreadPool 和 SingleThreadExecutor** : 允许请求的队列长度为 Integer.MAX_VALUE ,可能堆积大量的请求,从而导致OOM。 -> - **CachedThreadPool 和 ScheduledThreadPool** : 允许创建的线程数量为 Integer.MAX_VALUE ,可能会创建大量线程,从而导致OOM。 - -**方式一:通过构造方法实现** -![ThreadPoolExecutor构造方法](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/ThreadPoolExecutor构造方法.png) -**方式二:通过Executor 框架的工具类Executors来实现** -我们可以创建三种类型的ThreadPoolExecutor: - -- **FixedThreadPool** : 该方法返回一个固定线程数量的线程池。该线程池中的线程数量始终不变。当有一个新的任务提交时,线程池中若有空闲线程,则立即执行。若没有,则新的任务会被暂存在一个任务队列中,待有线程空闲时,便处理在任务队列中的任务。 -- **SingleThreadExecutor:** 方法返回一个只有一个线程的线程池。若多余一个任务被提交到该线程池,任务会被保存在一个任务队列中,待线程空闲,按先入先出的顺序执行队列中的任务。 -- **CachedThreadPool:** 该方法返回一个可根据实际情况调整线程数量的线程池。线程池的线程数量不确定,但若有空闲线程可以复用,则会优先使用可复用的线程。若所有线程均在工作,又有新的任务提交,则会创建新的线程处理任务。所有线程在当前任务执行完毕后,将返回线程池进行复用。 - -对应Executors工具类中的方法如图所示: -![Executor框架的工具类](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/Executor框架的工具类.png) - -### 4.5 ThreadPoolExecutor 类分析 - -`ThreadPoolExecutor` 类中提供的四个构造方法。我们来看最长的那个,其余三个都是在这个构造方法的基础上产生(其他几个构造方法说白点都是给定某些默认参数的构造方法比如默认制定拒绝策略是什么),这里就不贴代码讲了,比较简单。 - -```java - /** - * 用给定的初始参数创建一个新的ThreadPoolExecutor。 - */ - public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, - int maximumPoolSize, - long keepAliveTime, - TimeUnit unit, - BlockingQueue workQueue, - ThreadFactory threadFactory, - RejectedExecutionHandler handler) { - if (corePoolSize < 0 || - maximumPoolSize <= 0 || - maximumPoolSize < corePoolSize || - keepAliveTime < 0) - throw new IllegalArgumentException(); - if (workQueue == null || threadFactory == null || handler == null) - throw new NullPointerException(); - this.corePoolSize = corePoolSize; - this.maximumPoolSize = maximumPoolSize; - this.workQueue = workQueue; - this.keepAliveTime = unit.toNanos(keepAliveTime); - this.threadFactory = threadFactory; - this.handler = handler; - } -``` - -**下面这些对创建 非常重要,在后面使用线程池的过程中你一定会用到!所以,务必拿着小本本记清楚。** - -#### 4.5.1 `ThreadPoolExecutor`构造函数重要参数分析 - -**`ThreadPoolExecutor` 3 个最重要的参数:** - -- **`corePoolSize` :** 核心线程数线程数定义了最小可以同时运行的线程数量。 -- **`maximumPoolSize` :** 当队列中存放的任务达到队列容量的时候,当前可以同时运行的线程数量变为最大线程数。 -- **`workQueue`:** 当新任务来的时候会先判断当前运行的线程数量是否达到核心线程数,如果达到的话,新任务就会被存放在队列中。 - -`ThreadPoolExecutor`其他常见参数: - -1. **`keepAliveTime`**:当线程池中的线程数量大于 `corePoolSize` 的时候,如果这时没有新的任务提交,核心线程外的线程不会立即销毁,而是会等待,直到等待的时间超过了 `keepAliveTime`才会被回收销毁; -2. **`unit`** : `keepAliveTime` 参数的时间单位。 -3. **`threadFactory`** :executor 创建新线程的时候会用到。 -4. **`handler`** :饱和策略。关于饱和策略下面单独介绍一下。 - -#### 4.5.2 `ThreadPoolExecutor` 饱和策略 - -**`ThreadPoolExecutor` 饱和策略定义:** - -如果当前同时运行的线程数量达到最大线程数量并且队列也已经被放满了任时,`ThreadPoolTaskExecutor` 定义一些策略: - -- **`ThreadPoolExecutor.AbortPolicy`**:抛出 `RejectedExecutionException`来拒绝新任务的处理。 -- **`ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy`**:调用执行自己的线程运行任务。您不会任务请求。但是这种策略会降低对于新任务提交速度,影响程序的整体性能。另外,这个策略喜欢增加队列容量。如果您的应用程序可以承受此延迟并且你不能任务丢弃任何一个任务请求的话,你可以选择这个策略。 -- **`ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy`:** 不处理新任务,直接丢弃掉。 -- **`ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy`:** 此策略将丢弃最早的未处理的任务请求。 - -举个例子: Spring 通过 `ThreadPoolTaskExecutor` 或者我们直接通过 `ThreadPoolExecutor` 的构造函数创建线程池的时候,当我们不指定 `RejectedExecutionHandler` 饱和策略的话来配置线程池的时候默认使用的是 `ThreadPoolExecutor.AbortPolicy`。在默认情况下,`ThreadPoolExecutor` 将抛出 `RejectedExecutionException` 来拒绝新来的任务 ,这代表你将丢失对这个任务的处理。 对于可伸缩的应用程序,建议使用 `ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy`。当最大池被填满时,此策略为我们提供可伸缩队列。(这个直接查看 `ThreadPoolExecutor` 的构造函数源码就可以看出,比较简单的原因,这里就不贴代码了) - -### 4.6 一个简单的线程池Demo:`Runnable`+`ThreadPoolExecutor` - -为了让大家更清楚上面的面试题中的一些概念,我写了一个简单的线程池 Demo。 - -首先创建一个 `Runnable` 接口的实现类(当然也可以是 `Callable` 接口,我们上面也说了两者的区别。) - -`MyRunnable.java` - -```java -import java.util.Date; - -/** - * 这是一个简单的Runnable类,需要大约5秒钟来执行其任务。 - * @author shuang.kou - */ -public class MyRunnable implements Runnable { - - private String command; - - public MyRunnable(String s) { - this.command = s; - } - - @Override - public void run() { - System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " Start. Time = " + new Date()); - processCommand(); - System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " End. Time = " + new Date()); - } - - private void processCommand() { - try { - Thread.sleep(5000); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - } - - @Override - public String toString() { - return this.command; - } -} - -``` - -编写测试程序,我们这里以阿里巴巴推荐的使用 `ThreadPoolExecutor` 构造函数自定义参数的方式来创建线程池。 - -`ThreadPoolExecutorDemo.java` - -```java -import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; -import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor; -import java.util.concurrent.TimeUnit; - -public class ThreadPoolExecutorDemo { - - private static final int CORE_POOL_SIZE = 5; - private static final int MAX_POOL_SIZE = 10; - private static final int QUEUE_CAPACITY = 100; - private static final Long KEEP_ALIVE_TIME = 1L; - public static void main(String[] args) { - - //使用阿里巴巴推荐的创建线程池的方式 - //通过ThreadPoolExecutor构造函数自定义参数创建 - ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor( - CORE_POOL_SIZE, - MAX_POOL_SIZE, - KEEP_ALIVE_TIME, - TimeUnit.SECONDS, - new ArrayBlockingQueue<>(QUEUE_CAPACITY), - new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy()); - - for (int i = 0; i < 10; i++) { - //创建WorkerThread对象(WorkerThread类实现了Runnable 接口) - Runnable worker = new MyRunnable("" + i); - //执行Runnable - executor.execute(worker); - } - //终止线程池 - executor.shutdown(); - while (!executor.isTerminated()) { - } - System.out.println("Finished all threads"); - } -} - -``` - -可以看到我们上面的代码指定了: - -1. `corePoolSize`: 核心线程数为 5。 -2. `maximumPoolSize` :最大线程数 10 -3. `keepAliveTime` : 等待时间为 1L。 -4. `unit`: 等待时间的单位为 TimeUnit.SECONDS。 -5. `workQueue`:任务队列为 `ArrayBlockingQueue`,并且容量为 100; -6. `handler`:饱和策略为 `CallerRunsPolicy`。 - -**Output:** - -``` -pool-1-thread-2 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:44 CST 2019 -pool-1-thread-5 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:44 CST 2019 -pool-1-thread-4 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:44 CST 2019 -pool-1-thread-1 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:44 CST 2019 -pool-1-thread-3 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:44 CST 2019 -pool-1-thread-5 End. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-3 End. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-2 End. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-4 End. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-1 End. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-2 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-1 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-4 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-3 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-5 Start. Time = Tue Nov 12 20:59:49 CST 2019 -pool-1-thread-2 End. Time = Tue Nov 12 20:59:54 CST 2019 -pool-1-thread-3 End. Time = Tue Nov 12 20:59:54 CST 2019 -pool-1-thread-4 End. Time = Tue Nov 12 20:59:54 CST 2019 -pool-1-thread-5 End. Time = Tue Nov 12 20:59:54 CST 2019 -pool-1-thread-1 End. Time = Tue Nov 12 20:59:54 CST 2019 - -``` - -### 4.7 线程池原理分析 - -承接 4.6 节,我们通过代码输出结果可以看出:**线程池每次会同时执行 5 个任务,这 5 个任务执行完之后,剩余的 5 个任务才会被执行。** 大家可以先通过上面讲解的内容,分析一下到底是咋回事?(自己独立思考一会) - -现在,我们就分析上面的输出内容来简单分析一下线程池原理。 - -**为了搞懂线程池的原理,我们需要首先分析一下 `execute`方法。**在 4.6 节中的 Demo 中我们使用 `executor.execute(worker)`来提交一个任务到线程池中去,这个方法非常重要,下面我们来看看它的源码: - -```java - // 存放线程池的运行状态 (runState) 和线程池内有效线程的数量 (workerCount) - private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0)); - - private static int workerCountOf(int c) { - return c & CAPACITY; - } - - private final BlockingQueue workQueue; - - public void execute(Runnable command) { - // 如果任务为null,则抛出异常。 - if (command == null) - throw new NullPointerException(); - // ctl 中保存的线程池当前的一些状态信息 - int c = ctl.get(); - - // 下面会涉及到 3 步 操作 - // 1.首先判断当前线程池中之行的任务数量是否小于 corePoolSize - // 如果小于的话,通过addWorker(command, true)新建一个线程,并将任务(command)添加到该线程中;然后,启动该线程从而执行任务。 - if (workerCountOf(c) < corePoolSize) { - if (addWorker(command, true)) - return; - c = ctl.get(); - } - // 2.如果当前之行的任务数量大于等于 corePoolSize 的时候就会走到这里 - // 通过 isRunning 方法判断线程池状态,线程池处于 RUNNING 状态才会被并且队列可以加入任务,该任务才会被加入进去 - if (isRunning(c) && workQueue.offer(command)) { - int recheck = ctl.get(); - // 再次获取线程池状态,如果线程池状态不是 RUNNING 状态就需要从任务队列中移除任务,并尝试判断线程是否全部执行完毕。同时执行拒绝策略。 - if (!isRunning(recheck) && remove(command)) - reject(command); - // 如果当前线程池为空就新创建一个线程并执行。 - else if (workerCountOf(recheck) == 0) - addWorker(null, false); - } - //3. 通过addWorker(command, false)新建一个线程,并将任务(command)添加到该线程中;然后,启动该线程从而执行任务。 - //如果addWorker(command, false)执行失败,则通过reject()执行相应的拒绝策略的内容。 - else if (!addWorker(command, false)) - reject(command); - } -``` - -通过下图可以更好的对上面这 3 步做一个展示,下图是我为了省事直接从网上找到,原地址不明。 - -![图解线程池实现原理](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-7/图解线程池实现原理.png) - -现在,让我们在回到 4.6 节我们写的 Demo, 现在应该是不是很容易就可以搞懂它的原理了呢? - -没搞懂的话,也没关系,可以看看我的分析: - -> 我们在代码中模拟了 10 个任务,我们配置的核心线程数为 5 、等待队列容量为 100 ,所以每次只可能存在 5 个任务同时执行,剩下的 5 个任务会被放到等待队列中去。当前的 5 个任务之行完成后,才会之行剩下的 5 个任务。 - -## 5. Atomic 原子类 - -### 5.1. 介绍一下Atomic 原子类 - -Atomic 翻译成中文是原子的意思。在化学上,我们知道原子是构成一般物质的最小单位,在化学反应中是不可分割的。在我们这里 Atomic 是指一个操作是不可中断的。即使是在多个线程一起执行的时候,一个操作一旦开始,就不会被其他线程干扰。 - -所以,所谓原子类说简单点就是具有原子/原子操作特征的类。 - - -并发包 `java.util.concurrent` 的原子类都存放在`java.util.concurrent.atomic`下,如下图所示。 - -![JUC原子类概览](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/JUC原子类概览.png) - -### 5.2. JUC 包中的原子类是哪4类? - -**基本类型** - -使用原子的方式更新基本类型 - -- AtomicInteger:整形原子类 -- AtomicLong:长整型原子类 -- AtomicBoolean:布尔型原子类 - -**数组类型** - -使用原子的方式更新数组里的某个元素 - - -- AtomicIntegerArray:整形数组原子类 -- AtomicLongArray:长整形数组原子类 -- AtomicReferenceArray:引用类型数组原子类 - -**引用类型** - -- AtomicReference:引用类型原子类 -- AtomicStampedReference:原子更新引用类型里的字段原子类 -- AtomicMarkableReference :原子更新带有标记位的引用类型 - -**对象的属性修改类型** - -- AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形字段的更新器 -- AtomicLongFieldUpdater:原子更新长整形字段的更新器 -- AtomicStampedReference:原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引用关联起来,可用于解决原子的更新数据和数据的版本号,可以解决使用 CAS 进行原子更新时可能出现的 ABA 问题。 - - -### 5.3. 讲讲 AtomicInteger 的使用 - - **AtomicInteger 类常用方法** - -```java -public final int get() //获取当前的值 -public final int getAndSet(int newValue)//获取当前的值,并设置新的值 -public final int getAndIncrement()//获取当前的值,并自增 -public final int getAndDecrement() //获取当前的值,并自减 -public final int getAndAdd(int delta) //获取当前的值,并加上预期的值 -boolean compareAndSet(int expect, int update) //如果输入的数值等于预期值,则以原子方式将该值设置为输入值(update) -public final void lazySet(int newValue)//最终设置为newValue,使用 lazySet 设置之后可能导致其他线程在之后的一小段时间内还是可以读到旧的值。 -``` - - **AtomicInteger 类的使用示例** - -使用 AtomicInteger 之后,不用对 increment() 方法加锁也可以保证线程安全。 -```java -class AtomicIntegerTest { - private AtomicInteger count = new AtomicInteger(); - //使用AtomicInteger之后,不需要对该方法加锁,也可以实现线程安全。 - public void increment() { - count.incrementAndGet(); - } - - public int getCount() { - return count.get(); - } -} - -``` - -### 5.4. 能不能给我简单介绍一下 AtomicInteger 类的原理 - -AtomicInteger 线程安全原理简单分析 - -AtomicInteger 类的部分源码: - -```java - // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates(更新操作时提供“比较并替换”的作用) - private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe(); - private static final long valueOffset; - - static { - try { - valueOffset = unsafe.objectFieldOffset - (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value")); - } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); } - } - - private volatile int value; -``` - -AtomicInteger 类主要利用 CAS (compare and swap) + volatile 和 native 方法来保证原子操作,从而避免 synchronized 的高开销,执行效率大为提升。 - -CAS的原理是拿期望的值和原本的一个值作比较,如果相同则更新成新的值。UnSafe 类的 objectFieldOffset() 方法是一个本地方法,这个方法是用来拿到“原来的值”的内存地址,返回值是 valueOffset。另外 value 是一个volatile变量,在内存中可见,因此 JVM 可以保证任何时刻任何线程总能拿到该变量的最新值。 - -关于 Atomic 原子类这部分更多内容可以查看我的这篇文章:并发编程面试必备:[JUC 中的 Atomic 原子类总结](https://mp.weixin.qq.com/s/joa-yOiTrYF67bElj8xqvg) - -## 6. AQS - -### 6.1. AQS 介绍 - -AQS的全称为(AbstractQueuedSynchronizer),这个类在java.util.concurrent.locks包下面。 - -![AQS类](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/AQS类.png) - -AQS是一个用来构建锁和同步器的框架,使用AQS能简单且高效地构造出应用广泛的大量的同步器,比如我们提到的ReentrantLock,Semaphore,其他的诸如ReentrantReadWriteLock,SynchronousQueue,FutureTask等等皆是基于AQS的。当然,我们自己也能利用AQS非常轻松容易地构造出符合我们自己需求的同步器。 - -### 6.2. AQS 原理分析 - -AQS 原理这部分参考了部分博客,在5.2节末尾放了链接。 - -> 在面试中被问到并发知识的时候,大多都会被问到“请你说一下自己对于AQS原理的理解”。下面给大家一个示例供大家参加,面试不是背题,大家一定要加入自己的思想,即使加入不了自己的思想也要保证自己能够通俗的讲出来而不是背出来。 - -下面大部分内容其实在AQS类注释上已经给出了,不过是英语看着比较吃力一点,感兴趣的话可以看看源码。 - -#### 6.2.1. AQS 原理概览 - -**AQS核心思想是,如果被请求的共享资源空闲,则将当前请求资源的线程设置为有效的工作线程,并且将共享资源设置为锁定状态。如果被请求的共享资源被占用,那么就需要一套线程阻塞等待以及被唤醒时锁分配的机制,这个机制AQS是用CLH队列锁实现的,即将暂时获取不到锁的线程加入到队列中。** - -> CLH(Craig,Landin,and Hagersten)队列是一个虚拟的双向队列(虚拟的双向队列即不存在队列实例,仅存在结点之间的关联关系)。AQS是将每条请求共享资源的线程封装成一个CLH锁队列的一个结点(Node)来实现锁的分配。 - -看个AQS(AbstractQueuedSynchronizer)原理图: - - -![AQS原理图](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/AQS原理图.png) - -AQS使用一个int成员变量来表示同步状态,通过内置的FIFO队列来完成获取资源线程的排队工作。AQS使用CAS对该同步状态进行原子操作实现对其值的修改。 - -```java -private volatile int state;//共享变量,使用volatile修饰保证线程可见性 -``` - -状态信息通过protected类型的getState,setState,compareAndSetState进行操作 - -```java - -//返回同步状态的当前值 -protected final int getState() { - return state; -} - // 设置同步状态的值 -protected final void setState(int newState) { - state = newState; -} -//原子地(CAS操作)将同步状态值设置为给定值update如果当前同步状态的值等于expect(期望值) -protected final boolean compareAndSetState(int expect, int update) { - return unsafe.compareAndSwapInt(this, stateOffset, expect, update); -} -``` - -#### 6.2.2. AQS 对资源的共享方式 - -**AQS定义两种资源共享方式** - -- **Exclusive**(独占):只有一个线程能执行,如ReentrantLock。又可分为公平锁和非公平锁: - - 公平锁:按照线程在队列中的排队顺序,先到者先拿到锁 - - 非公平锁:当线程要获取锁时,无视队列顺序直接去抢锁,谁抢到就是谁的 -- **Share**(共享):多个线程可同时执行,如Semaphore/CountDownLatch。Semaphore、CountDownLatch、 CyclicBarrier、ReadWriteLock 我们都会在后面讲到。 - -ReentrantReadWriteLock 可以看成是组合式,因为ReentrantReadWriteLock也就是读写锁允许多个线程同时对某一资源进行读。 - -不同的自定义同步器争用共享资源的方式也不同。自定义同步器在实现时只需要实现共享资源 state 的获取与释放方式即可,至于具体线程等待队列的维护(如获取资源失败入队/唤醒出队等),AQS已经在顶层实现好了。 - -#### 6.2.3. AQS底层使用了模板方法模式 - -同步器的设计是基于模板方法模式的,如果需要自定义同步器一般的方式是这样(模板方法模式很经典的一个应用): - -1. 使用者继承AbstractQueuedSynchronizer并重写指定的方法。(这些重写方法很简单,无非是对于共享资源state的获取和释放) -2. 将AQS组合在自定义同步组件的实现中,并调用其模板方法,而这些模板方法会调用使用者重写的方法。 - -这和我们以往通过实现接口的方式有很大区别,这是模板方法模式很经典的一个运用。 - -**AQS使用了模板方法模式,自定义同步器时需要重写下面几个AQS提供的模板方法:** - -```java -isHeldExclusively()//该线程是否正在独占资源。只有用到condition才需要去实现它。 -tryAcquire(int)//独占方式。尝试获取资源,成功则返回true,失败则返回false。 -tryRelease(int)//独占方式。尝试释放资源,成功则返回true,失败则返回false。 -tryAcquireShared(int)//共享方式。尝试获取资源。负数表示失败;0表示成功,但没有剩余可用资源;正数表示成功,且有剩余资源。 -tryReleaseShared(int)//共享方式。尝试释放资源,成功则返回true,失败则返回false。 - -``` - -默认情况下,每个方法都抛出 `UnsupportedOperationException`。 这些方法的实现必须是内部线程安全的,并且通常应该简短而不是阻塞。AQS类中的其他方法都是final ,所以无法被其他类使用,只有这几个方法可以被其他类使用。 - -以ReentrantLock为例,state初始化为0,表示未锁定状态。A线程lock()时,会调用tryAcquire()独占该锁并将state+1。此后,其他线程再tryAcquire()时就会失败,直到A线程unlock()到state=0(即释放锁)为止,其它线程才有机会获取该锁。当然,释放锁之前,A线程自己是可以重复获取此锁的(state会累加),这就是可重入的概念。但要注意,获取多少次就要释放多么次,这样才能保证state是能回到零态的。 - -再以CountDownLatch以例,任务分为N个子线程去执行,state也初始化为N(注意N要与线程个数一致)。这N个子线程是并行执行的,每个子线程执行完后countDown()一次,state会CAS(Compare and Swap)减1。等到所有子线程都执行完后(即state=0),会unpark()主调用线程,然后主调用线程就会从await()函数返回,继续后余动作。 - -一般来说,自定义同步器要么是独占方法,要么是共享方式,他们也只需实现`tryAcquire-tryRelease`、`tryAcquireShared-tryReleaseShared`中的一种即可。但AQS也支持自定义同步器同时实现独占和共享两种方式,如`ReentrantReadWriteLock`。 - -推荐两篇 AQS 原理和相关源码分析的文章: - -- http://www.cnblogs.com/waterystone/p/4920797.html -- https://www.cnblogs.com/chengxiao/archive/2017/07/24/7141160.html - -### 6.3. AQS 组件总结 - -- **Semaphore(信号量)-允许多个线程同时访问:** synchronized 和 ReentrantLock 都是一次只允许一个线程访问某个资源,Semaphore(信号量)可以指定多个线程同时访问某个资源。 -- **CountDownLatch (倒计时器):** CountDownLatch是一个同步工具类,用来协调多个线程之间的同步。这个工具通常用来控制线程等待,它可以让某一个线程等待直到倒计时结束,再开始执行。 -- **CyclicBarrier(循环栅栏):** CyclicBarrier 和 CountDownLatch 非常类似,它也可以实现线程间的技术等待,但是它的功能比 CountDownLatch 更加复杂和强大。主要应用场景和 CountDownLatch 类似。CyclicBarrier 的字面意思是可循环使用(Cyclic)的屏障(Barrier)。它要做的事情是,让一组线程到达一个屏障(也可以叫同步点)时被阻塞,直到最后一个线程到达屏障时,屏障才会开门,所有被屏障拦截的线程才会继续干活。CyclicBarrier默认的构造方法是 CyclicBarrier(int parties),其参数表示屏障拦截的线程数量,每个线程调用await()方法告诉 CyclicBarrier 我已经到达了屏障,然后当前线程被阻塞。 - -## 7 Reference - -- 《深入理解 Java 虚拟机》 -- 《实战 Java 高并发程序设计》 -- 《Java并发编程的艺术》 -- http://www.cnblogs.com/waterystone/p/4920797.html -- https://www.cnblogs.com/chengxiao/archive/2017/07/24/7141160.html -- - -## 公众号 - -如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号。 - -**《Java面试突击》:** 由本文档衍生的专为面试而生的《Java面试突击》V2.0 PDF 版本[公众号](#公众号)后台回复 **"面试突击"** 即可免费领取! - -**Java工程师必备学习资源:** 一些Java工程师常用学习资源公众号后台回复关键字 **“1”** 即可免费无套路获取。 - -![我的公众号](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/167598cd2e17b8ec.png) diff --git a/docs/java/Multithread/synchronized.md b/docs/java/Multithread/synchronized.md deleted file mode 100644 index 0a1f4f2b..00000000 --- a/docs/java/Multithread/synchronized.md +++ /dev/null @@ -1,169 +0,0 @@ - - -![Synchronized 关键字使用、底层原理、JDK1.6 之后的底层优化以及 和ReenTrantLock 的对比](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Java%20%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E5%91%98%E5%BF%85%E5%A4%87%EF%BC%9A%E5%B9%B6%E5%8F%91%E7%9F%A5%E8%AF%86%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E6%80%BB%E7%BB%93/%E4%BA%8C%20%20Synchronized%20%E5%85%B3%E9%94%AE%E5%AD%97%E4%BD%BF%E7%94%A8%E3%80%81%E5%BA%95%E5%B1%82%E5%8E%9F%E7%90%86%E3%80%81JDK1.6%20%E4%B9%8B%E5%90%8E%E7%9A%84%E5%BA%95%E5%B1%82%E4%BC%98%E5%8C%96%E4%BB%A5%E5%8F%8A%20%E5%92%8CReenTrantLock%20%E7%9A%84%E5%AF%B9%E6%AF%94.png) - -### synchronized关键字最主要的三种使用方式的总结 - -- **修饰实例方法,作用于当前对象实例加锁,进入同步代码前要获得当前对象实例的锁** -- **修饰静态方法,作用于当前类对象加锁,进入同步代码前要获得当前类对象的锁** 。也就是给当前类加锁,会作用于类的所有对象实例,因为静态成员不属于任何一个实例对象,是类成员( static 表明这是该类的一个静态资源,不管new了多少个对象,只有一份,所以对该类的所有对象都加了锁)。所以如果一个线程A调用一个实例对象的非静态 synchronized 方法,而线程B需要调用这个实例对象所属类的静态 synchronized 方法,是允许的,不会发生互斥现象,**因为访问静态 synchronized 方法占用的锁是当前类的锁,而访问非静态 synchronized 方法占用的锁是当前实例对象锁**。 -- **修饰代码块,指定加锁对象,对给定对象加锁,进入同步代码库前要获得给定对象的锁。** 和 synchronized 方法一样,synchronized(this)代码块也是锁定当前对象的。synchronized 关键字加到 static 静态方法和 synchronized(class)代码块上都是是给 Class 类上锁。这里再提一下:synchronized关键字加到非 static 静态方法上是给对象实例上锁。另外需要注意的是:尽量不要使用 synchronized(String a) 因为JVM中,字符串常量池具有缓冲功能! - -下面我已一个常见的面试题为例讲解一下 synchronized 关键字的具体使用。 - -面试中面试官经常会说:“单例模式了解吗?来给我手写一下!给我解释一下双重检验锁方式实现单例模式的原理呗!” - - - -**双重校验锁实现对象单例(线程安全)** - -```java -public class Singleton { - - private volatile static Singleton uniqueInstance; - - private Singleton() { - } - - public static Singleton getUniqueInstance() { - //先判断对象是否已经实例过,没有实例化过才进入加锁代码 - if (uniqueInstance == null) { - //类对象加锁 - synchronized (Singleton.class) { - if (uniqueInstance == null) { - uniqueInstance = new Singleton(); - } - } - } - return uniqueInstance; - } -} -``` -另外,需要注意 uniqueInstance 采用 volatile 关键字修饰也是很有必要。 - -uniqueInstance 采用 volatile 关键字修饰也是很有必要的, uniqueInstance = new Singleton(); 这段代码其实是分为三步执行: - -1. 为 uniqueInstance 分配内存空间 -2. 初始化 uniqueInstance -3. 将 uniqueInstance 指向分配的内存地址 - -但是由于 JVM 具有指令重排的特性,执行顺序有可能变成 1->3->2。指令重排在单线程环境下不会出现问题,但是在多线程环境下会导致一个线程获得还没有初始化的实例。例如,线程 T1 执行了 1 和 3,此时 T2 调用 getUniqueInstance() 后发现 uniqueInstance 不为空,因此返回 uniqueInstance,但此时 uniqueInstance 还未被初始化。 - -使用 volatile 可以禁止 JVM 的指令重排,保证在多线程环境下也能正常运行。 - - -###synchronized 关键字底层原理总结 - - - -**synchronized 关键字底层原理属于 JVM 层面。** - -**① synchronized 同步语句块的情况** - -```java -public class SynchronizedDemo { - public void method() { - synchronized (this) { - System.out.println("synchronized 代码块"); - } - } -} - -``` - -通过 JDK 自带的 javap 命令查看 SynchronizedDemo 类的相关字节码信息:首先切换到类的对应目录执行 `javac SynchronizedDemo.java` 命令生成编译后的 .class 文件,然后执行`javap -c -s -v -l SynchronizedDemo.class`。 - -![synchronized 关键字原理](https://images.gitbook.cn/abc37c80-d21d-11e8-aab3-09d30029e0d5) - -从上面我们可以看出: - -**synchronized 同步语句块的实现使用的是 monitorenter 和 monitorexit 指令,其中 monitorenter 指令指向同步代码块的开始位置,monitorexit 指令则指明同步代码块的结束位置。** 当执行 monitorenter 指令时,线程试图获取锁也就是获取 monitor(monitor对象存在于每个Java对象的对象头中,synchronized 锁便是通过这种方式获取锁的,也是为什么Java中任意对象可以作为锁的原因) 的持有权.当计数器为0则可以成功获取,获取后将锁计数器设为1也就是加1。相应的在执行 monitorexit 指令后,将锁计数器设为0,表明锁被释放。如果获取对象锁失败,那当前线程就要阻塞等待,直到锁被另外一个线程释放为止。 - -**② synchronized 修饰方法的的情况** - -```java -public class SynchronizedDemo2 { - public synchronized void method() { - System.out.println("synchronized 方法"); - } -} - -``` - -![synchronized 关键字原理](https://images.gitbook.cn/7d407bf0-d21e-11e8-b2d6-1188c7e0dd7e) - -synchronized 修饰的方法并没有 monitorenter 指令和 monitorexit 指令,取得代之的确实是 ACC_SYNCHRONIZED 标识,该标识指明了该方法是一个同步方法,JVM 通过该 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志来辨别一个方法是否声明为同步方法,从而执行相应的同步调用。 - - -在 Java 早期版本中,synchronized 属于重量级锁,效率低下,因为监视器锁(monitor)是依赖于底层的操作系统的 Mutex Lock 来实现的,Java 的线程是映射到操作系统的原生线程之上的。如果要挂起或者唤醒一个线程,都需要操作系统帮忙完成,而操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到内核态,这个状态之间的转换需要相对比较长的时间,时间成本相对较高,这也是为什么早期的 synchronized 效率低的原因。庆幸的是在 Java 6 之后 Java 官方对从 JVM 层面对synchronized 较大优化,所以现在的 synchronized 锁效率也优化得很不错了。JDK1.6对锁的实现引入了大量的优化,如自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化、偏向锁、轻量级锁等技术来减少锁操作的开销。 - - -### JDK1.6 之后的底层优化 - -JDK1.6 对锁的实现引入了大量的优化,如偏向锁、轻量级锁、自旋锁、适应性自旋锁、锁消除、锁粗化等技术来减少锁操作的开销。 - -锁主要存在四中状态,依次是:无锁状态、偏向锁状态、轻量级锁状态、重量级锁状态,他们会随着竞争的激烈而逐渐升级。注意锁可以升级不可降级,这种策略是为了提高获得锁和释放锁的效率。 - -**①偏向锁** - -**引入偏向锁的目的和引入轻量级锁的目的很像,他们都是为了没有多线程竞争的前提下,减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗。但是不同是:轻量级锁在无竞争的情况下使用 CAS 操作去代替使用互斥量。而偏向锁在无竞争的情况下会把整个同步都消除掉**。 - -偏向锁的“偏”就是偏心的偏,它的意思是会偏向于第一个获得它的线程,如果在接下来的执行中,该锁没有被其他线程获取,那么持有偏向锁的线程就不需要进行同步!关于偏向锁的原理可以查看《深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践》第二版的13章第三节锁优化。 - -但是对于锁竞争比较激烈的场合,偏向锁就失效了,因为这样场合极有可能每次申请锁的线程都是不相同的,因此这种场合下不应该使用偏向锁,否则会得不偿失,需要注意的是,偏向锁失败后,并不会立即膨胀为重量级锁,而是先升级为轻量级锁。 - -**② 轻量级锁** - -倘若偏向锁失败,虚拟机并不会立即升级为重量级锁,它还会尝试使用一种称为轻量级锁的优化手段(1.6之后加入的)。**轻量级锁不是为了代替重量级锁,它的本意是在没有多线程竞争的前提下,减少传统的重量级锁使用操作系统互斥量产生的性能消耗,因为使用轻量级锁时,不需要申请互斥量。另外,轻量级锁的加锁和解锁都用到了CAS操作。** 关于轻量级锁的加锁和解锁的原理可以查看《深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践》第二版的13章第三节锁优化。 - -**轻量级锁能够提升程序同步性能的依据是“对于绝大部分锁,在整个同步周期内都是不存在竞争的”,这是一个经验数据。如果没有竞争,轻量级锁使用 CAS 操作避免了使用互斥操作的开销。但如果存在锁竞争,除了互斥量开销外,还会额外发生CAS操作,因此在有锁竞争的情况下,轻量级锁比传统的重量级锁更慢!如果锁竞争激烈,那么轻量级将很快膨胀为重量级锁!** - -**③ 自旋锁和自适应自旋** - -轻量级锁失败后,虚拟机为了避免线程真实地在操作系统层面挂起,还会进行一项称为自旋锁的优化手段。 - -互斥同步对性能最大的影响就是阻塞的实现,因为挂起线程/恢复线程的操作都需要转入内核态中完成(用户态转换到内核态会耗费时间)。 - -**一般线程持有锁的时间都不是太长,所以仅仅为了这一点时间去挂起线程/恢复线程是得不偿失的。** 所以,虚拟机的开发团队就这样去考虑:“我们能不能让后面来的请求获取锁的线程等待一会而不被挂起呢?看看持有锁的线程是否很快就会释放锁”。**为了让一个线程等待,我们只需要让线程执行一个忙循环(自旋),这项技术就叫做自旋**。 - -百度百科对自旋锁的解释: - -> 何谓自旋锁?它是为实现保护共享资源而提出一种锁机制。其实,自旋锁与互斥锁比较类似,它们都是为了解决对某项资源的互斥使用。无论是互斥锁,还是自旋锁,在任何时刻,最多只能有一个保持者,也就说,在任何时刻最多只能有一个执行单元获得锁。但是两者在调度机制上略有不同。对于互斥锁,如果资源已经被占用,资源申请者只能进入睡眠状态。但是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁,"自旋"一词就是因此而得名。 - -自旋锁在 JDK1.6 之前其实就已经引入了,不过是默认关闭的,需要通过`--XX:+UseSpinning`参数来开启。JDK1.6及1.6之后,就改为默认开启的了。需要注意的是:自旋等待不能完全替代阻塞,因为它还是要占用处理器时间。如果锁被占用的时间短,那么效果当然就很好了!反之,相反!自旋等待的时间必须要有限度。如果自旋超过了限定次数任然没有获得锁,就应该挂起线程。**自旋次数的默认值是10次,用户可以修改`--XX:PreBlockSpin`来更改**。 - -另外,**在 JDK1.6 中引入了自适应的自旋锁。自适应的自旋锁带来的改进就是:自旋的时间不在固定了,而是和前一次同一个锁上的自旋时间以及锁的拥有者的状态来决定,虚拟机变得越来越“聪明”了**。 - -**④ 锁消除** - -锁消除理解起来很简单,它指的就是虚拟机即使编译器在运行时,如果检测到那些共享数据不可能存在竞争,那么就执行锁消除。锁消除可以节省毫无意义的请求锁的时间。 - -**⑤ 锁粗化** - -原则上,我们在编写代码的时候,总是推荐将同步块的作用范围限制得尽量小,——直在共享数据的实际作用域才进行同步,这样是为了使得需要同步的操作数量尽可能变小,如果存在锁竞争,那等待线程也能尽快拿到锁。 - -大部分情况下,上面的原则都是没有问题的,但是如果一系列的连续操作都对同一个对象反复加锁和解锁,那么会带来很多不必要的性能消耗。 - -### Synchronized 和 ReenTrantLock 的对比 - - -**① 两者都是可重入锁** - -两者都是可重入锁。“可重入锁”概念是:自己可以再次获取自己的内部锁。比如一个线程获得了某个对象的锁,此时这个对象锁还没有释放,当其再次想要获取这个对象的锁的时候还是可以获取的,如果不可锁重入的话,就会造成死锁。同一个线程每次获取锁,锁的计数器都自增1,所以要等到锁的计数器下降为0时才能释放锁。 - -**② synchronized 依赖于 JVM 而 ReenTrantLock 依赖于 API** - -synchronized 是依赖于 JVM 实现的,前面我们也讲到了 虚拟机团队在 JDK1.6 为 synchronized 关键字进行了很多优化,但是这些优化都是在虚拟机层面实现的,并没有直接暴露给我们。ReenTrantLock 是 JDK 层面实现的(也就是 API 层面,需要 lock() 和 unlock 方法配合 try/finally 语句块来完成),所以我们可以通过查看它的源代码,来看它是如何实现的。 - -**③ ReenTrantLock 比 synchronized 增加了一些高级功能** - -相比synchronized,ReenTrantLock增加了一些高级功能。主要来说主要有三点:**①等待可中断;②可实现公平锁;③可实现选择性通知(锁可以绑定多个条件)** - -- **ReenTrantLock提供了一种能够中断等待锁的线程的机制**,通过lock.lockInterruptibly()来实现这个机制。也就是说正在等待的线程可以选择放弃等待,改为处理其他事情。 -- **ReenTrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁。** ReenTrantLock默认情况是非公平的,可以通过 ReenTrantLock类的`ReentrantLock(boolean fair)`构造方法来制定是否是公平的。 -- synchronized关键字与wait()和notify/notifyAll()方法相结合可以实现等待/通知机制,ReentrantLock类当然也可以实现,但是需要借助于Condition接口与newCondition() 方法。Condition是JDK1.5之后才有的,它具有很好的灵活性,比如可以实现多路通知功能也就是在一个Lock对象中可以创建多个Condition实例(即对象监视器),**线程对象可以注册在指定的Condition中,从而可以有选择性的进行线程通知,在调度线程上更加灵活。 在使用notify/notifyAll()方法进行通知时,被通知的线程是由 JVM 选择的,用ReentrantLock类结合Condition实例可以实现“选择性通知”** ,这个功能非常重要,而且是Condition接口默认提供的。而synchronized关键字就相当于整个Lock对象中只有一个Condition实例,所有的线程都注册在它一个身上。如果执行notifyAll()方法的话就会通知所有处于等待状态的线程这样会造成很大的效率问题,而Condition实例的signalAll()方法 只会唤醒注册在该Condition实例中的所有等待线程。 - -如果你想使用上述功能,那么选择ReenTrantLock是一个不错的选择。 - -**④ 性能已不是选择标准** - -在JDK1.6之前,synchronized 的性能是比 ReenTrantLock 差很多。具体表示为:synchronized 关键字吞吐量随线程数的增加,下降得非常严重。而ReenTrantLock 基本保持一个比较稳定的水平。我觉得这也侧面反映了, synchronized 关键字还有非常大的优化余地。后续的技术发展也证明了这一点,我们上面也讲了在 JDK1.6 之后 JVM 团队对 synchronized 关键字做了很多优化。**JDK1.6 之后,synchronized 和 ReenTrantLock 的性能基本是持平了。所以网上那些说因为性能才选择 ReenTrantLock 的文章都是错的!JDK1.6之后,性能已经不是选择synchronized和ReenTrantLock的影响因素了!而且虚拟机在未来的性能改进中会更偏向于原生的synchronized,所以还是提倡在synchronized能满足你的需求的情况下,优先考虑使用synchronized关键字来进行同步!优化后的synchronized和ReenTrantLock一样,在很多地方都是用到了CAS操作**。 diff --git a/docs/java/Multithread/并发编程基础知识.md b/docs/java/Multithread/并发编程基础知识.md deleted file mode 100644 index 68509cdc..00000000 --- a/docs/java/Multithread/并发编程基础知识.md +++ /dev/null @@ -1,407 +0,0 @@ -# Java 并发基础知识 - -Java 并发的基础知识,可能会在笔试中遇到,技术面试中也可能以并发知识环节提问的第一个问题出现。比如面试官可能会问你:“谈谈自己对于进程和线程的理解,两者的区别是什么?” - -**本节思维导图:** - -## 一 进程和线程 - -进程和线程的对比这一知识点由于过于基础,所以在面试中很少碰到,但是极有可能会在笔试题中碰到。 - -常见的提问形式是这样的:**“什么是线程和进程?,请简要描述线程与进程的关系、区别及优缺点? ”**。 - -### 1.1. 何为进程? - -进程是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位,因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建,运行到消亡的过程。 - -在 Java 中,当我们启动 main 函数时其实就是启动了一个 JVM 的进程,而 main 函数所在的线程就是这个进程中的一个线程,也称主线程。 - -如下图所示,在 windows 中通过查看任务管理器的方式,我们就可以清楚看到 window 当前运行的进程(.exe 文件的运行)。 - -![进程 ](https://images.gitbook.cn/a0929b60-d133-11e8-88a4-5328c5b70145) - -### 1.2 何为线程? - -线程与进程相似,但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享进程的**堆**和**方法区**资源,但每个线程有自己的**程序计数器**、**虚拟机栈**和**本地方法栈**,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。 - -Java 程序天生就是多线程程序,我们可以通过 JMX 来看一下一个普通的 Java 程序有哪些线程,代码如下。 - -```java -public class MultiThread { - public static void main(String[] args) { - // 获取 Java 线程管理 MXBean - ThreadMXBean threadMXBean = ManagementFactory.getThreadMXBean(); - // 不需要获取同步的 monitor 和 synchronizer 信息,仅获取线程和线程堆栈信息 - ThreadInfo[] threadInfos = threadMXBean.dumpAllThreads(false, false); - // 遍历线程信息,仅打印线程 ID 和线程名称信息 - for (ThreadInfo threadInfo : threadInfos) { - System.out.println("[" + threadInfo.getThreadId() + "] " + threadInfo.getThreadName()); - } - } -} -``` - -上述程序输出如下(输出内容可能不同,不用太纠结下面每个线程的作用,只用知道 main 线程执行 main 方法即可): - -``` -[5] Attach Listener //添加事件 -[4] Signal Dispatcher // 分发处理给 JVM 信号的线程 -[3] Finalizer //调用对象 finalize 方法的线程 -[2] Reference Handler //清除 reference 线程 -[1] main //main 线程,程序入口 -``` - -从上面的输出内容可以看出:**一个 Java 程序的运行是 main 线程和多个其他线程同时运行**。 - -### 1.3 从 JVM 角度说进程和线程之间的关系(重要) - -#### 1.3.1 图解进程和线程的关系 - -下图是 Java 内存区域,通过下图我们从 JVM 的角度来说一下线程和进程之间的关系。如果你对 Java 内存区域 (运行时数据区) 这部分知识不太了解的话可以阅读一下我的这篇文章:[《可能是把 Java 内存区域讲的最清楚的一篇文章》]() - -
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- - -从上图可以看出:一个进程中可以有多个线程,多个线程共享进程的**堆**和**方法区 (JDK1.8 之后的元空间)**资源,但是每个线程有自己的**程序计数器**、**虚拟机栈** 和 **本地方法栈**。 - -下面来思考这样一个问题:为什么**程序计数器**、**虚拟机栈**和**本地方法栈**是线程私有的呢?为什么堆和方法区是线程共享的呢? - -#### 1.3.2 程序计数器为什么是私有的? - -程序计数器主要有下面两个作用: - -1. 字节码解释器通过改变程序计数器来依次读取指令,从而实现代码的流程控制,如:顺序执行、选择、循环、异常处理。 -2. 在多线程的情况下,程序计数器用于记录当前线程执行的位置,从而当线程被切换回来的时候能够知道该线程上次运行到哪儿了。 - -需要注意的是,如果执行的是 native 方法,那么程序计数器记录的是 undefined 地址,只有执行的是 Java 代码时程序计数器记录的才是下一条指令的地址。 - -所以,程序计数器私有主要是为了**线程切换后能恢复到正确的执行位置**。 - -#### 1.3.3 虚拟机栈和本地方法栈为什么是私有的? - -- **虚拟机栈:**每个 Java 方法在执行的同时会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、常量池引用等信息。从方法调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在 Java 虚拟机栈中入栈和出栈的过程。 -- **本地方法栈:**和虚拟机栈所发挥的作用非常相似,区别是: **虚拟机栈为虚拟机执行 Java 方法 (也就是字节码)服务,而本地方法栈则为虚拟机使用到的 Native 方法服务。** 在 HotSpot 虚拟机中和 Java 虚拟机栈合二为一。 - -所以,为了**保证线程中的局部变量不被别的线程访问到**,虚拟机栈和本地方法栈是线程私有的。 - -#### 1.3.4 一句话简单了解堆和方法区 - -堆和方法区是所有线程共享的资源,其中堆是进程中最大的一块内存,主要用于存放新创建的对象 (所有对象都在这里分配内存),方法区主要用于存放已被加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。 - -## 二 多线程并发编程 - -### 2.1 并发与并行概念解读 - -- **并发:** 同一时间段,多个任务都在执行 (单位时间内不一定同时执行); -- **并行:**单位时间内,多个任务同时执行。 - -### 2.2 为什么要使用多线程? - -先从总体上来说: - -- **从计算机底层来说:**线程可以比作是轻量级的进程,是程序执行的最小单位,线程间的切换和调度的成本远远小于进程。另外,多核 CPU 时代意味着多个线程可以同时运行,这减少了线程上下文切换的开销。 -- **从当代互联网发展趋势来说:**现在的系统动不动就要求百万级甚至千万级的并发量,而多线程并发编程正是开发高并发系统的基础,利用好多线程机制可以大大提高系统整体的并发能力以及性能。 - -再深入到计算机底层来探讨: - -- **单核时代:** 在单核时代多线程主要是为了提高 CPU 和 IO 设备的综合利用率。举个例子:当只有一个线程的时候会导致 CPU 计算时,IO 设备空闲;进行 IO 操作时,CPU 空闲。我们可以简单地说这两者的利用率目前都是 50%左右。但是当有两个线程的时候就不一样了,当一个线程执行 CPU 计算时,另外一个线程可以进行 IO 操作,这样两个的利用率就可以在理想情况下达到 100%了。 -- **多核时代:** 多核时代多线程主要是为了提高 CPU 利用率。举个例子:假如我们要计算一个复杂的任务,我们只用一个线程的话,CPU 只会一个 CPU 核心被利用到,而创建多个线程就可以让多个 CPU 核心被利用到,这样就提高了 CPU 的利用率。 - -### 2.3 使用多线程可能带来的问题 - -并发编程的目的就是为了能提高程序的执行效率提高程序运行速度,但是并发编程并不总是能提高程序运行速度的,而且并发编程可能会遇到很多问题,比如:内存泄漏、上下文切换、死锁还有受限于硬件和软件的资源闲置问题。 - -## 三 线程的创建与运行 - -前两种实际上很少使用,一般都是用线程池的方式比较多一点。 - -### 3.1 继承 Thread 类的方式 - - -```java -public class MyThread extends Thread { - @Override - public void run() { - super.run(); - System.out.println("MyThread"); - } -} -``` -Run.java - -```java -public class Run { - - public static void main(String[] args) { - MyThread mythread = new MyThread(); - mythread.start(); - System.out.println("运行结束"); - } - -} - -``` -运行结果: -![结果 ](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/3/20/16243e80f22a2d54?w=161&h=54&f=jpeg&s=7380) - -从上面的运行结果可以看出:线程是一个子任务,CPU 以不确定的方式,或者说是以随机的时间来调用线程中的 run 方法。 - -### 3.2 实现 Runnable 接口的方式 - -推荐实现 Runnable 接口方式开发多线程,因为 Java 单继承但是可以实现多个接口。 - -MyRunnable.java - -```java -public class MyRunnable implements Runnable { - @Override - public void run() { - System.out.println("MyRunnable"); - } -} -``` - -Run.java - -```java -public class Run { - - public static void main(String[] args) { - Runnable runnable=new MyRunnable(); - Thread thread=new Thread(runnable); - thread.start(); - System.out.println("运行结束!"); - } - -} -``` -运行结果: -![运行结果 ](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/3/20/16243f4373c6141a?w=137&h=46&f=jpeg&s=7316) - -### 3.3 使用线程池的方式 - -使用线程池的方式也是最推荐的一种方式,另外,《阿里巴巴 Java 开发手册》在第一章第六节并发处理这一部分也强调到“线程资源必须通过线程池提供,不允许在应用中自行显示创建线程”。这里就不给大家演示代码了,线程池这一节会详细介绍到这部分内容。 - -## 四 线程的生命周期和状态 - -Java 线程在运行的生命周期中的指定时刻只可能处于下面 6 种不同状态的其中一个状态(图源《Java 并发编程艺术》4.1.4 节)。 - -![Java 线程的状态 ](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/19-1-29/Java%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E7%9A%84%E7%8A%B6%E6%80%81.png) - -线程在生命周期中并不是固定处于某一个状态而是随着代码的执行在不同状态之间切换。Java 线程状态变迁如下图所示(图源《Java 并发编程艺术》4.1.4 节): - -![Java 线程状态变迁 ](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/19-1-29/Java%20%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E7%8A%B6%E6%80%81%E5%8F%98%E8%BF%81.png) - - - -由上图可以看出:线程创建之后它将处于 **NEW(新建)** 状态,调用 `start()` 方法后开始运行,线程这时候处于 **READY(可运行)** 状态。可运行状态的线程获得了 CPU 时间片(timeslice)后就处于 **RUNNING(运行)** 状态。 - -> 操作系统隐藏 Java 虚拟机(JVM)中的 RUNNABLE 和 RUNNING 状态,它只能看到 RUNNABLE 状态(图源:[HowToDoInJava](https://howtodoinjava.com/):[Java Thread Life Cycle and Thread States](https://howtodoinjava.com/java/multi-threading/java-thread-life-cycle-and-thread-states/)),所以 Java 系统一般将这两个状态统称为 **RUNNABLE(运行中)** 状态 。 - -![RUNNABLE-VS-RUNNING](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-3/RUNNABLE-VS-RUNNING.png) - -当线程执行 `wait()`方法之后,线程进入 **WAITING(等待)**状态。进入等待状态的线程需要依靠其他线程的通知才能够返回到运行状态,而 **TIME_WAITING(超时等待)** 状态相当于在等待状态的基础上增加了超时限制,比如通过 `sleep(long millis)`方法或 `wait(long millis)`方法可以将 Java 线程置于 TIMED WAITING 状态。当超时时间到达后 Java 线程将会返回到 RUNNABLE 状态。当线程调用同步方法时,在没有获取到锁的情况下,线程将会进入到 **BLOCKED(阻塞)** 状态。线程在执行 Runnable 的` run() `方法之后将会进入到 **TERMINATED(终止)** 状态。 - -## 五 线程优先级 - -**理论上**来说系统会根据优先级来决定首先使哪个线程进入运行状态。当 CPU 比较闲的时候,设置线程优先级几乎不会有任何作用,而且很多操作系统压根不会不会理会你设置的线程优先级,所以不要让业务过度依赖于线程的优先级。 - -另外,**线程优先级具有继承特性**比如 A 线程启动 B 线程,则 B 线程的优先级和 A 是一样的。**线程优先级还具有随机性** 也就是说线程优先级高的不一定每一次都先执行完。 - -Thread 类中包含的成员变量代表了线程的某些优先级。如**Thread.MIN_PRIORITY(常数 1)**,**Thread.NORM_PRIORITY(常数 5)**,**Thread.MAX_PRIORITY(常数 10)**。其中每个线程的优先级都在**1** 到**10** 之间,在默认情况下优先级都是**Thread.NORM_PRIORITY(常数 5)**。 - -**一般情况下,不会对线程设定优先级别,更不会让某些业务严重地依赖线程的优先级别,比如权重,借助优先级设定某个任务的权重,这种方式是不可取的,一般定义线程的时候使用默认的优先级就好了。** - -**相关方法:** - -```java -public final void setPriority(int newPriority) //为线程设定优先级 -public final int getPriority() //获取线程的优先级 -``` -**设置线程优先级方法源码:** - -```java - public final void setPriority(int newPriority) { - ThreadGroup g; - checkAccess(); - //线程游戏优先级不能小于 1 也不能大于 10,否则会抛出异常 - if (newPriority > MAX_PRIORITY || newPriority < MIN_PRIORITY) { - throw new IllegalArgumentException(); - } - //如果指定的线程优先级大于该线程所在线程组的最大优先级,那么该线程的优先级将设为线程组的最大优先级 - if((g = getThreadGroup()) != null) { - if (newPriority > g.getMaxPriority()) { - newPriority = g.getMaxPriority(); - } - setPriority0(priority = newPriority); - } - } - -``` - -## 六 守护线程和用户线程 - -**守护线程和用户线程简介:** - -- **用户 (User) 线程:**运行在前台,执行具体的任务,如程序的主线程、连接网络的子线程等都是用户线程 -- **守护 (Daemon) 线程:**运行在后台,为其他前台线程服务.也可以说守护线程是 JVM 中非守护线程的 **“佣人”**。一旦所有用户线程都结束运行,守护线程会随 JVM 一起结束工作. - -main 函数所在的线程就是一个用户线程啊,main 函数启动的同时在 JVM 内部同时还启动了好多守护线程,比如垃圾回收线程。 - -**那么守护线程和用户线程有什么区别呢?** - -比较明显的区别之一是用户线程结束,JVM 退出,不管这个时候有没有守护线程运行。而守护线程不会影响 JVM 的退出。 - -**注意事项:** - -1. `setDaemon(true)`必须在`start()`方法前执行,否则会抛出 `IllegalThreadStateException` 异常 -2. 在守护线程中产生的新线程也是守护线程 -3. 不是所有的任务都可以分配给守护线程来执行,比如读写操作或者计算逻辑 -4. 守护 (Daemon) 线程中不能依靠 finally 块的内容来确保执行关闭或清理资源的逻辑。因为我们上面也说过了一旦所有用户线程都结束运行,守护线程会随 JVM 一起结束工作,所以守护 (Daemon) 线程中的 finally 语句块可能无法被执行。 - -## 七 上下文切换 - -多线程编程中一般线程的个数都大于 CPU 核心的个数,而一个 CPU 核心在任意时刻只能被一个线程使用,为了让这些线程都能得到有效执行,CPU 采取的策略是为每个线程分配时间片并轮转的形式。当一个线程的时间片用完的时候就会重新处于就绪状态让给其他线程使用,这个过程就属于一次上下文切换。 - -概括来说就是:当前任务在执行完 CPU 时间片切换到另一个任务之前会先保存自己的状态,以便下次再切换会这个任务时,可以再加载这个任务的状态。**任务从保存到再加载的过程就是一次上下文切换**。 - -上下文切换通常是计算密集型的。也就是说,它需要相当可观的处理器时间,在每秒几十上百次的切换中,每次切换都需要纳秒量级的时间。所以,上下文切换对系统来说意味着消耗大量的 CPU 时间,事实上,可能是操作系统中时间消耗最大的操作。 - -Linux 相比与其他操作系统(包括其他类 Unix 系统)有很多的优点,其中有一项就是,其上下文切换和模式切换的时间消耗非常少。 - -## 八 线程死锁 - -### 认识线程死锁 - -多个线程同时被阻塞,它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。由于线程被无限期地阻塞,因此程序不可能正常终止。 - -如下图所示,线程 A 持有资源 2,线程 B 持有资源 1,他们同时都想申请对方的资源,所以这两个线程就会互相等待而进入死锁状态。 - -![线程死锁示意图 ](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-4/2019-4死锁1.png) - -下面通过一个例子来说明线程死锁,代码模拟了上图的死锁的情况 (代码来源于《并发编程之美》): - -```java -public class DeadLockDemo { - private static Object resource1 = new Object();//资源 1 - private static Object resource2 = new Object();//资源 2 - - public static void main(String[] args) { - new Thread(() -> { - synchronized (resource1) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1"); - try { - Thread.sleep(1000); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2"); - synchronized (resource2) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2"); - } - } - }, "线程 1").start(); - - new Thread(() -> { - synchronized (resource2) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2"); - try { - Thread.sleep(1000); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1"); - synchronized (resource1) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1"); - } - } - }, "线程 2").start(); - } -} -``` - -Output - -``` -Thread[线程 1,5,main]get resource1 -Thread[线程 2,5,main]get resource2 -Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2 -Thread[线程 2,5,main]waiting get resource1 -``` - -线程 A 通过 synchronized (resource1) 获得 resource1 的监视器锁,然后通过` Thread.sleep(1000);`让线程 A 休眠 1s 为的是让线程 B 得到执行然后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束了都开始企图请求获取对方的资源,然后这两个线程就会陷入互相等待的状态,这也就产生了死锁。上面的例子符合产生死锁的四个必要条件。 - -学过操作系统的朋友都知道产生死锁必须具备以下四个条件: - -1. 互斥条件:该资源任意一个时刻只由一个线程占用。 -1. 请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。 -1. 不剥夺条件:线程已获得的资源在末使用完之前不能被其他线程强行剥夺,只有自己使用完毕后才释放资源。 -1. 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。 - -### 如何预防线程死锁? - -我们只要破坏产生死锁的四个条件中的其中一个就可以了。 - -**破坏互斥条件** - -这个条件我们没有办法破坏,因为我们用锁本来就是想让他们互斥的(临界资源需要互斥访问)。 - -**破坏请求与保持条件** - -一次性申请所有的资源。 - -**破坏不剥夺条件** - -占用部分资源的线程进一步申请其他资源时,如果申请不到,可以主动释放它占有的资源。 - -**破坏循环等待条件** - -靠按序申请资源来预防。按某一顺序申请资源,释放资源则反序释放。破坏循环等待条件。 - -我们对线程 2 的代码修改成下面这样就不会产生死锁了。 - -```java - new Thread(() -> { - synchronized (resource1) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1"); - try { - Thread.sleep(1000); - } catch (InterruptedException e) { - e.printStackTrace(); - } - System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2"); - synchronized (resource2) { - System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2"); - } - } - }, "线程 2").start(); -``` - -Output - -``` -Thread[线程 1,5,main]get resource1 -Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2 -Thread[线程 1,5,main]get resource2 -Thread[线程 2,5,main]get resource1 -Thread[线程 2,5,main]waiting get resource2 -Thread[线程 2,5,main]get resource2 - -Process finished with exit code 0 -``` - -我们分析一下上面的代码为什么避免了死锁的发生? - -线程 1 首先获得到 resource1 的监视器锁,这时候线程 2 就获取不到了。然后线程 1 再去获取 resource2 的监视器锁,可以获取到。然后线程 1 释放了对 resource1、resource2 的监视器锁的占用,线程 2 获取到就可以执行了。这样就破坏了破坏循环等待条件,因此避免了死锁。 - -## 参考 - -- 《Java 并发编程之美》 - -- 《Java 并发编程的艺术》 - -- https://howtodoinjava.com/java/multi-threading/java-thread-life-cycle-and-thread-states/ - - \ No newline at end of file diff --git a/docs/java/BIO-NIO-AIO.md b/docs/java/basis/BIO,NIO,AIO总结.md similarity index 91% rename from docs/java/BIO-NIO-AIO.md rename to docs/java/basis/BIO,NIO,AIO总结.md index 36aac437..50f6b7fe 100644 --- a/docs/java/BIO-NIO-AIO.md +++ b/docs/java/basis/BIO,NIO,AIO总结.md @@ -11,10 +11,10 @@ - [2. NIO \(New I/O\)](#2-nio-new-io) - [2.1 NIO 简介](#21-nio-简介) - [2.2 NIO的特性/NIO与IO区别](#22-nio的特性nio与io区别) - - [1)Non-blocking IO(非阻塞IO)](#1non-blocking-io(非阻塞io)) + - [1)Non-blocking IO(非阻塞IO)](#1non-blocking-io非阻塞io) - [2)Buffer\(缓冲区\)](#2buffer缓冲区) - [3)Channel \(通道\)](#3channel-通道) - - [4)Selectors\(选择器\)](#4selectors选择器) + - [4)Selectors\(选择器\)](#4selector-选择器) - [2.3 NIO 读数据和写数据方式](#23-nio-读数据和写数据方式) - [2.4 NIO核心组件简单介绍](#24-nio核心组件简单介绍) - [2.5 代码示例](#25-代码示例) @@ -30,20 +30,23 @@ 在讲 BIO,NIO,AIO 之前先来回顾一下这样几个概念:同步与异步,阻塞与非阻塞。 -**同步与异步** +关于同步和异步的概念解读困扰着很多程序员,大部分的解读都会带有自己的一点偏见。参考了 [Stackoverflow](https://stackoverflow.com/questions/748175/asynchronous-vs-synchronous-execution-what-does-it-really-mean)相关问题后对原有答案进行了进一步完善: -- **同步:** 同步就是发起一个调用后,被调用者未处理完请求之前,调用不返回。 -- **异步:** 异步就是发起一个调用后,立刻得到被调用者的回应表示已接收到请求,但是被调用者并没有返回结果,此时我们可以处理其他的请求,被调用者通常依靠事件,回调等机制来通知调用者其返回结果。 +> When you execute something synchronously, you wait for it to finish before moving on to another task. When you execute something asynchronously, you can move on to another task before it finishes. +> +> 当你同步执行某项任务时,你需要等待其完成才能继续执行其他任务。当你异步执行某些操作时,你可以在完成另一个任务之前继续进行。 -同步和异步的区别最大在于异步的话调用者不需要等待处理结果,被调用者会通过回调等机制来通知调用者其返回结果。 +- **同步** :两个同步任务相互依赖,并且一个任务必须以依赖于另一任务的某种方式执行。 比如在`A->B`事件模型中,你需要先完成 A 才能执行B。 再换句话说,同步调用中被调用者未处理完请求之前,调用不返回,调用者会一直等待结果的返回。 +- **异步**: 两个异步的任务是完全独立的,一方的执行不需要等待另外一方的执行。再换句话说,异步调用中一调用就返回结果不需要等待结果返回,当结果返回的时候通过回调函数或者其他方式拿着结果再做相关事情, **阻塞和非阻塞** - **阻塞:** 阻塞就是发起一个请求,调用者一直等待请求结果返回,也就是当前线程会被挂起,无法从事其他任务,只有当条件就绪才能继续。 - **非阻塞:** 非阻塞就是发起一个请求,调用者不用一直等着结果返回,可以先去干其他事情。 -举个生活中简单的例子,你妈妈让你烧水,小时候你比较笨啊,在那里傻等着水开(**同步阻塞**)。等你稍微再长大一点,你知道每次烧水的空隙可以去干点其他事,然后只需要时不时来看看水开了没有(**同步非阻塞**)。后来,你们家用上了水开了会发出声音的壶,这样你就只需要听到响声后就知道水开了,在这期间你可以随便干自己的事情,你需要去倒水了(**异步非阻塞**)。 +**如何区分 “同步/异步 ”和 “阻塞/非阻塞” 呢?** +同步/异步是从行为角度描述事物的,而阻塞和非阻塞描述的当前事物的状态(等待调用结果时的状态)。 ## 1. BIO (Blocking I/O) @@ -164,8 +167,6 @@ public class IOServer { 在活动连接数不是特别高(小于单机1000)的情况下,这种模型是比较不错的,可以让每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单,也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗,可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是,当面对十万甚至百万级连接的时候,传统的 BIO 模型是无能为力的。因此,我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。 - - ## 2. NIO (New I/O) ### 2.1 NIO 简介 diff --git a/docs/java/basis/IO模型.md b/docs/java/basis/IO模型.md new file mode 100644 index 00000000..243fdc00 --- /dev/null +++ b/docs/java/basis/IO模型.md @@ -0,0 +1,122 @@ +IO 模型这块确实挺难理解的,需要太多计算机底层知识。写这篇文章用了挺久,就非常希望能把我所知道的讲出来吧!希望朋友们能有收获!为了写这篇文章,还翻看了一下《UNIX 网络编程》这本书,太难了,我滴乖乖!心痛~ + +_个人能力有限。如果文章有任何需要补充/完善/修改的地方,欢迎在评论区指出,共同进步!_ + +## 前言 + +I/O 一直是很多小伙伴难以理解的一个知识点,这篇文章我会将我所理解的 I/O 讲给你听,希望可以对你有所帮助。 + +## I/O + +### 何为 I/O? + +I/O(**I**nput/**O**utpu) 即**输入/输出** 。 + +**我们先从计算机结构的角度来解读一下 I/O。** + +根据冯.诺依曼结构,计算机结构分为 5 大部分:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。 + +![冯诺依曼体系结构](https://img-blog.csdnimg.cn/20190624122126398.jpeg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9pcy1jbG91ZC5ibG9nLmNzZG4ubmV0,size_16,color_FFFFFF,t_70) + +输入设备(比如键盘)和输出设备(比如鼠标)都属于外部设备。网卡、硬盘这种既可以属于输入设备,也可以属于输出设备。 + +输入设备向计算机输入数据,输出设备接收计算机输出的数据。 + +**从计算机结构的视角来看的话, I/O 描述了计算机系统与外部设备之间通信的过程。** + +**我们再先从应用程序的角度来解读一下 I/O。** + +根据大学里学到的操作系统相关的知识:为了保证操作系统的稳定性和安全性,一个进程的地址空间划分为 **用户空间(User space)** 和 **内核空间(Kernel space )** 。 + +像我们平常运行的应用程序都是运行在用户空间,只有内核空间才能进行系统态级别的资源有关的操作,比如如文件管理、进程通信、内存管理等等。也就是说,我们想要进行 IO 操作,一定是要依赖内核空间的能力。 + +并且,用户空间的程序不能直接访问内核空间。 + +当想要执行 IO 操作时,由于没有执行这些操作的权限,只能发起系统调用请求操作系统帮忙完成。 + +因此,用户进程想要执行 IO 操作的话,必须通过 **系统调用** 来间接访问内核空间 + +我们在平常开发过程中接触最多的就是 **磁盘 IO(读写文件)** 和 **网络 IO(网络请求和相应)**。 + +**从应用程序的视角来看的话,我们的应用程序对操作系统的内核发起 IO 调用(系统调用),操作系统负责的内核执行具体的 IO 操作。也就是说,我们的应用程序实际上只是发起了 IO 操作的调用而已,具体 IO 的执行是由操作系统的内核来完成的。** + +当应用程序发起 I/O 调用后,会经历两个步骤: + +1. 内核等待 I/O 设备准备好数据 +2. 内核将数据从内核空间拷贝到用户空间。 + +### 有哪些常见的 IO 模型? + +UNIX 系统下, IO 模型一共有 5 种: **同步阻塞 I/O**、**同步非阻塞 I/O**、**I/O 多路复用**、**信号驱动 I/O** 和**异步 I/O**。 + +这也是我们经常提到的 5 种 IO 模型。 + +## Java 中 3 种常见 IO 模型 + +### BIO (Blocking I/O) + +**BIO 属于同步阻塞 IO 模型** 。 + +同步阻塞 IO 模型中,应用程序发起 read 调用后,会一直阻塞,直到在内核把数据拷贝到用户空间。 + +![图源:《深入拆解Tomcat & Jetty》](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/6a9e704af49b4380bb686f0c96d33b81~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image) + +在客户端连接数量不高的情况下,是没问题的。但是,当面对十万甚至百万级连接的时候,传统的 BIO 模型是无能为力的。因此,我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。 + +### NIO (Non-blocking/New I/O) + +Java 中的 NIO 于 Java 1.4 中引入,对应 `java.nio` 包,提供了 `Channel` , `Selector`,`Buffer` 等抽象。NIO 中的 N 可以理解为 Non-blocking,不单纯是 New。它支持面向缓冲的,基于通道的 I/O 操作方法。 对于高负载、高并发的(网络)应用,应使用 NIO 。 + +Java 中的 NIO 可以看作是 **I/O 多路复用模型**。也有很多人认为,Java 中的 NIO 属于同步非阻塞 IO 模型。 + +跟着我的思路往下看看,相信你会得到答案! + +我们先来看看 **同步非阻塞 IO 模型**。 + +![图源:《深入拆解Tomcat & Jetty》](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/bb174e22dbe04bb79fe3fc126aed0c61~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image) + +同步非阻塞 IO 模型中,应用程序会一直发起 read 调用,等待数据从内核空间拷贝到用户空间的这段时间里,线程依然是阻塞的,直到在内核把数据拷贝到用户空间。 + +相比于同步阻塞 IO 模型,同步非阻塞 IO 模型确实有了很大改进。通过轮询操作,避免了一直阻塞。 + +但是,这种 IO 模型同样存在问题:**应用程序不断进行 I/O 系统调用轮询数据是否已经准备好的过程是十分消耗 CPU 资源的。** + +这个时候,**I/O 多路复用模型** 就上场了。 + +![](https://p6-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/88ff862764024c3b8567367df11df6ab~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image) + +IO 多路复用模型中,线程首先发起 select 调用,询问内核数据是否准备就绪,等内核把数据准备好了,用户线程再发起 read 调用。read 调用的过程(数据从内核空间->用户空间)还是阻塞的。 + +> 目前支持 IO 多路复用的系统调用,有 select,epoll 等等。select 系统调用,是目前几乎在所有的操作系统上都有支持 +> +> - **select 调用** :内核提供的系统调用,它支持一次查询多个系统调用的可用状态。几乎所有的操作系统都支持。 +> - **epoll 调用** :linux 2.6 内核,属于 select 调用的增强版本,优化了 IO 的执行效率。 + +**IO 多路复用模型,通过减少无效的系统调用,减少了对 CPU 资源的消耗。** + +Java 中的 NIO ,有一个非常重要的**选择器 ( Selector )** 的概念,也可以被称为 **多路复用器**。通过它,只需要一个线程便可以管理多个客户端连接。当客户端数据到了之后,才会为其服务。 + +![](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/0f483f2437ce4ecdb180134270a00144~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image) + +### AIO (Asynchronous I/O) + +AIO 也就是 NIO 2。Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步 IO 模型。 + +异步 IO 是基于事件和回调机制实现的,也就是应用操作之后会直接返回,不会堵塞在那里,当后台处理完成,操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。 + +![](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/3077e72a1af049559e81d18205b56fd7~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image) + +目前来说 AIO 的应用还不是很广泛。Netty 之前也尝试使用过 AIO,不过又放弃了。这是因为,Netty 使用了 AIO 之后,在 Linux 系统上的性能并没有多少提升。 + +最后,来一张图,简单总结一下 Java 中的 BIO、NIO、AIO。 + +![](https://images.xiaozhuanlan.com/photo/2020/33b193457c928ae02217480f994814b6.png) + +## 参考 + +- 《深入拆解 Tomcat & Jetty》 +- 如何完成一次 IO:[https://llc687.top/post/如何完成一次-io/](https://llc687.top/post/如何完成一次-io/) +- 程序员应该这样理解 IO:[https://www.jianshu.com/p/fa7bdc4f3de7](https://www.jianshu.com/p/fa7bdc4f3de7) +- 10 分钟看懂, Java NIO 底层原理:https://www.cnblogs.com/crazymakercircle/p/10225159.html +- IO 模型知多少 | 理论篇:https://www.cnblogs.com/sheng-jie/p/how-much-you-know-about-io-models.html +- 《UNIX 网络编程 卷 1;套接字联网 API 》6.2 节 IO 模型 diff --git a/docs/java/basis/Java基础知识.md b/docs/java/basis/Java基础知识.md new file mode 100644 index 00000000..7c03a111 --- /dev/null +++ b/docs/java/basis/Java基础知识.md @@ -0,0 +1,1434 @@ + + + + +- [基础概念与常识](#基础概念与常识) + - [Java 语言有哪些特点?](#java-语言有哪些特点) + - [JVM vs JDK vs JRE](#jvm-vs-jdk-vs-jre) + - [JVM](#jvm) + - [JDK 和 JRE](#jdk-和-jre) + - [为什么说 Java 语言“编译与解释并存”?](#为什么说-java-语言编译与解释并存) + - [Oracle JDK 和 OpenJDK 的对比](#oracle-jdk-和-openjdk-的对比) + - [Java 和 C++的区别?](#java-和-c的区别) + - [import java 和 javax 有什么区别?](#import-java-和-javax-有什么区别) +- [基本语法](#基本语法) + - [字符型常量和字符串常量的区别?](#字符型常量和字符串常量的区别) + - [注释](#注释) + - [标识符和关键字的区别是什么?](#标识符和关键字的区别是什么) + - [Java 中有哪些常见的关键字?](#java-中有哪些常见的关键字) + - [自增自减运算符](#自增自减运算符) + - [continue、break、和 return 的区别是什么?](#continue-break-和-return-的区别是什么) + - [Java 泛型了解么?什么是类型擦除?介绍一下常用的通配符?](#java-泛型了解么什么是类型擦除介绍一下常用的通配符) + - [==和 equals 的区别](#和-equals-的区别) + - [hashCode()与 equals()](#hashcode与-equals) +- [基本数据类型](#基本数据类型) + - [Java 中的几种基本数据类型是什么?对应的包装类型是什么?各自占用多少字节呢?](#java-中的几种基本数据类型是什么对应的包装类型是什么各自占用多少字节呢) + - [自动装箱与拆箱](#自动装箱与拆箱) + - [8 种基本类型的包装类和常量池](#8-种基本类型的包装类和常量池) +- [方法(函数)](#方法函数) + - [什么是方法的返回值?](#什么是方法的返回值) + - [方法有哪几种类型?](#方法有哪几种类型) + - [在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的?](#在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的) + - [静态方法和实例方法有何不同?](#静态方法和实例方法有何不同) + - [为什么 Java 中只有值传递?](#为什么-java-中只有值传递) + - [重载和重写的区别](#重载和重写的区别) + - [重载](#重载) + - [重写](#重写) + - [深拷贝 vs 浅拷贝](#深拷贝-vs-浅拷贝) +- [Java 面向对象](#java-面向对象) + - [面向对象和面向过程的区别](#面向对象和面向过程的区别) + - [成员变量与局部变量的区别有哪些?](#成员变量与局部变量的区别有哪些) + - [创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同?](#创建一个对象用什么运算符对象实体与对象引用有何不同) + - [对象的相等与指向他们的引用相等,两者有什么不同?](#对象的相等与指向他们的引用相等两者有什么不同) + - [一个类的构造方法的作用是什么? 若一个类没有声明构造方法,该程序能正确执行吗? 为什么?](#一个类的构造方法的作用是什么-若一个类没有声明构造方法该程序能正确执行吗-为什么) + - [构造方法有哪些特点?是否可被 override?](#构造方法有哪些特点是否可被-override) + - [面向对象三大特征](#面向对象三大特征) + - [封装](#封装) + - [继承](#继承) + - [多态](#多态) + - [String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?](#string-stringbuffer-和-stringbuilder-的区别是什么-string-为什么是不可变的) + - [Object 类的常见方法总结](#object-类的常见方法总结) +- [反射](#反射) + - [何为反射?](#何为反射) + - [反射机制优缺点](#反射机制优缺点) + - [反射的应用场景](#反射的应用场景) +- [异常](#异常) + - [Java 异常类层次结构图](#java-异常类层次结构图) + - [Throwable 类常用方法](#throwable-类常用方法) + - [try-catch-finally](#try-catch-finally) + - [使用 `try-with-resources` 来代替`try-catch-finally`](#使用-try-with-resources-来代替try-catch-finally) +- [I\O 流](#io-流) + - [什么是序列化?什么是反序列化?](#什么是序列化什么是反序列化) + - [Java 序列化中如果有些字段不想进行序列化,怎么办?](#java-序列化中如果有些字段不想进行序列化怎么办) + - [获取用键盘输入常用的两种方法](#获取用键盘输入常用的两种方法) + - [Java 中 IO 流分为几种?](#java-中-io-流分为几种) + - [既然有了字节流,为什么还要有字符流?](#既然有了字节流为什么还要有字符流) +- [4. 参考](#4-参考) + + + +## 基础概念与常识 + +### Java 语言有哪些特点? + +1. 简单易学; +2. 面向对象(封装,继承,多态); +3. 平台无关性( Java 虚拟机实现平台无关性); +4. 支持多线程( C++ 语言没有内置的多线程机制,因此必须调用操作系统的多线程功能来进行多线程程序设计,而 Java 语言却提供了多线程支持); +5. 可靠性; +6. 安全性; +7. 支持网络编程并且很方便( Java 语言诞生本身就是为简化网络编程设计的,因此 Java 语言不仅支持网络编程而且很方便); +8. 编译与解释并存; + +> **🐛 修正(参见: [issue#544](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/544))** :C++11 开始(2011 年的时候),C++就引入了多线程库,在 windows、linux、macos 都可以使用`std::thread`和`std::async`来创建线程。参考链接:http://www.cplusplus.com/reference/thread/thread/?kw=thread + +### JVM vs JDK vs JRE + +#### JVM + +Java 虚拟机(JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。 + +**什么是字节码?采用字节码的好处是什么?** + +> 在 Java 中,JVM 可以理解的代码就叫做`字节码`(即扩展名为 `.class` 的文件),它不面向任何特定的处理器,只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式,在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题,同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以 Java 程序运行时比较高效,而且,由于字节码并不针对一种特定的机器,因此,Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。 + +**Java 程序从源代码到运行一般有下面 3 步:** + +![Java程序运行过程](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Java%20%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E8%BF%90%E8%A1%8C%E8%BF%87%E7%A8%8B.png) + +我们需要格外注意的是 .class->机器码 这一步。在这一步 JVM 类加载器首先加载字节码文件,然后通过解释器逐行解释执行,这种方式的执行速度会相对比较慢。而且,有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码),所以后面引进了 JIT 编译器,而 JIT 属于运行时编译。当 JIT 编译器完成第一次编译后,其会将字节码对应的机器码保存下来,下次可以直接使用。而我们知道,机器码的运行效率肯定是高于 Java 解释器的。这也解释了我们为什么经常会说 Java 是编译与解释共存的语言。 + +> HotSpot 采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法,根据二八定律,消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码(热点代码),而这也就是 JIT 所需要编译的部分。JVM 会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化,因此执行的次数越多,它的速度就越快。JDK 9 引入了一种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation),它是直接将字节码编译成机器码,这样就避免了 JIT 预热等各方面的开销。JDK 支持分层编译和 AOT 协作使用。但是 ,AOT 编译器的编译质量是肯定比不上 JIT 编译器的。 + +**总结:** + +Java 虚拟机(JVM)是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译,随处可以运行”的关键所在。 + +#### JDK 和 JRE + +JDK 是 Java Development Kit 缩写,它是功能齐全的 Java SDK。它拥有 JRE 所拥有的一切,还有编译器(javac)和工具(如 javadoc 和 jdb)。它能够创建和编译程序。 + +JRE 是 Java 运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合,包括 Java 虚拟机(JVM),Java 类库,java 命令和其他的一些基础构件。但是,它不能用于创建新程序。 + +如果你只是为了运行一下 Java 程序的话,那么你只需要安装 JRE 就可以了。如果你需要进行一些 Java 编程方面的工作,那么你就需要安装 JDK 了。但是,这不是绝对的。有时,即使您不打算在计算机上进行任何 Java 开发,仍然需要安装 JDK。例如,如果要使用 JSP 部署 Web 应用程序,那么从技术上讲,您只是在应用程序服务器中运行 Java 程序。那你为什么需要 JDK 呢?因为应用程序服务器会将 JSP 转换为 Java servlet,并且需要使用 JDK 来编译 servlet。 + +### 为什么说 Java 语言“编译与解释并存”? + +高级编程语言按照程序的执行方式分为编译型和解释型两种。简单来说,编译型语言是指编译器针对特定的操作系统将源代码一次性翻译成可被该平台执行的机器码;解释型语言是指解释器对源程序逐行解释成特定平台的机器码并立即执行。比如,你想阅读一本英文名著,你可以找一个英文翻译人员帮助你阅读, +有两种选择方式,你可以先等翻译人员将全本的英文名著(也就是源码)都翻译成汉语,再去阅读,也可以让翻译人员翻译一段,你在旁边阅读一段,慢慢把书读完。 + +Java 语言既具有编译型语言的特征,也具有解释型语言的特征,因为 Java 程序要经过先编译,后解释两个步骤,由 Java 编写的程序需要先经过编译步骤,生成字节码(`\*.class` 文件),这种字节码必须由 Java 解释器来解释执行。因此,我们可以认为 Java 语言编译与解释并存。 + +### Oracle JDK 和 OpenJDK 的对比 + +可能在看这个问题之前很多人和我一样并没有接触和使用过 OpenJDK 。那么 Oracle 和 OpenJDK 之间是否存在重大差异?下面我通过收集到的一些资料,为你解答这个被很多人忽视的问题。 + +对于 Java 7,没什么关键的地方。OpenJDK 项目主要基于 Sun 捐赠的 HotSpot 源代码。此外,OpenJDK 被选为 Java 7 的参考实现,由 Oracle 工程师维护。关于 JVM,JDK,JRE 和 OpenJDK 之间的区别,Oracle 博客帖子在 2012 年有一个更详细的答案: + +> 问:OpenJDK 存储库中的源代码与用于构建 Oracle JDK 的代码之间有什么区别? +> +> 答:非常接近 - 我们的 Oracle JDK 版本构建过程基于 OpenJDK 7 构建,只添加了几个部分,例如部署代码,其中包括 Oracle 的 Java 插件和 Java WebStart 的实现,以及一些封闭的源代码派对组件,如图形光栅化器,一些开源的第三方组件,如 Rhino,以及一些零碎的东西,如附加文档或第三方字体。展望未来,我们的目的是开源 Oracle JDK 的所有部分,除了我们考虑商业功能的部分。 + +**总结:** + +1. Oracle JDK 大概每 6 个月发一次主要版本,而 OpenJDK 版本大概每三个月发布一次。但这不是固定的,我觉得了解这个没啥用处。详情参见:[https://blogs.oracle.com/java-platform-group/update-and-faq-on-the-java-se-release-cadence](https://blogs.oracle.com/java-platform-group/update-and-faq-on-the-java-se-release-cadence) 。 +2. OpenJDK 是一个参考模型并且是完全开源的,而 Oracle JDK 是 OpenJDK 的一个实现,并不是完全开源的; +3. Oracle JDK 比 OpenJDK 更稳定。OpenJDK 和 Oracle JDK 的代码几乎相同,但 Oracle JDK 有更多的类和一些错误修复。因此,如果您想开发企业/商业软件,我建议您选择 Oracle JDK,因为它经过了彻底的测试和稳定。某些情况下,有些人提到在使用 OpenJDK 可能会遇到了许多应用程序崩溃的问题,但是,只需切换到 Oracle JDK 就可以解决问题; +4. 在响应性和 JVM 性能方面,Oracle JDK 与 OpenJDK 相比提供了更好的性能; +5. Oracle JDK 不会为即将发布的版本提供长期支持,用户每次都必须通过更新到最新版本获得支持来获取最新版本; +6. Oracle JDK 使用 BCL/OTN 协议获得许可,而 OpenJDK 根据 GPL v2 许可获得许可。 + +🌈 拓展一下: + +- BCL 协议(Oracle Binary Code License Agreement): 可以使用JDK(支持商用),但是不能进行修改。 +- OTN 协议(Oracle Technology Network License Agreement): 11 及之后新发布的JDK用的都是这个协议,可以自己私下用,但是商用需要付费。 + +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/java-guide-blog/20210425151835918.png) + +相关阅读👍:[《Differences Between Oracle JDK and OpenJDK》](https://www.baeldung.com/oracle-jdk-vs-openjdk) + +### Java 和 C++的区别? + +我知道很多人没学过 C++,但是面试官就是没事喜欢拿咱们 Java 和 C++ 比呀!没办法!!!就算没学过 C++,也要记下来! + +- 都是面向对象的语言,都支持封装、继承和多态 +- Java 不提供指针来直接访问内存,程序内存更加安全 +- Java 的类是单继承的,C++ 支持多重继承;虽然 Java 的类不可以多继承,但是接口可以多继承。 +- Java 有自动内存管理垃圾回收机制(GC),不需要程序员手动释放无用内存。 +- C ++同时支持方法重载和操作符重载,但是 Java 只支持方法重载(操作符重载增加了复杂性,这与 Java 最初的设计思想不符)。 +- ...... + +### import java 和 javax 有什么区别? + +刚开始的时候 JavaAPI 所必需的包是 java 开头的包,javax 当时只是扩展 API 包来使用。然而随着时间的推移,javax 逐渐地扩展成为 Java API 的组成部分。但是,将扩展从 javax 包移动到 java 包确实太麻烦了,最终会破坏一堆现有的代码。因此,最终决定 javax 包将成为标准 API 的一部分。 + +所以,实际上 java 和 javax 没有区别。这都是一个名字。 + +## 基本语法 + +### 字符型常量和字符串常量的区别? + +1. **形式** : 字符常量是单引号引起的一个字符,字符串常量是双引号引起的 0 个或若干个字符 +2. **含义** : 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置) +3. **占内存大小** : 字符常量只占 2 个字节; 字符串常量占若干个字节 (**注意: char 在 Java 中占两个字节**), + + > 字符封装类 `Character` 有一个成员常量 `Character.SIZE` 值为 16,单位是`bits`,该值除以 8(`1byte=8bits`)后就可以得到 2 个字节 + +> java 编程思想第四版:2.2.2 节 +> ![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-15/86735519.jpg) + +### 注释 + +Java 中的注释有三种: + +1. 单行注释 + +2. 多行注释 + +3. 文档注释。 + +在我们编写代码的时候,如果代码量比较少,我们自己或者团队其他成员还可以很轻易地看懂代码,但是当项目结构一旦复杂起来,我们就需要用到注释了。注释并不会执行(编译器在编译代码之前会把代码中的所有注释抹掉,字节码中不保留注释),是我们程序员写给自己看的,注释是你的代码说明书,能够帮助看代码的人快速地理清代码之间的逻辑关系。因此,在写程序的时候随手加上注释是一个非常好的习惯。 + +《Clean Code》这本书明确指出: + +> **代码的注释不是越详细越好。实际上好的代码本身就是注释,我们要尽量规范和美化自己的代码来减少不必要的注释。** +> +> **若编程语言足够有表达力,就不需要注释,尽量通过代码来阐述。** +> +> 举个例子: +> +> 去掉下面复杂的注释,只需要创建一个与注释所言同一事物的函数即可 +> +> ```java +> // check to see if the employee is eligible for full benefits +> if ((employee.flags & HOURLY_FLAG) && (employee.age > 65)) +> ``` +> +> 应替换为 +> +> ```java +> if (employee.isEligibleForFullBenefits()) +> ``` + +### 标识符和关键字的区别是什么? + +在我们编写程序的时候,需要大量地为程序、类、变量、方法等取名字,于是就有了标识符,简单来说,标识符就是一个名字。但是有一些标识符,Java 语言已经赋予了其特殊的含义,只能用于特定的地方,这种特殊的标识符就是关键字。因此,关键字是被赋予特殊含义的标识符。比如,在我们的日常生活中 ,“警察局”这个名字已经被赋予了特殊的含义,所以如果你开一家店,店的名字不能叫“警察局”,“警察局”就是我们日常生活中的关键字。 + +### Java 中有哪些常见的关键字? + +| 访问控制 | private | protected | public | | | | | +| -------------------- | -------- | ---------- | -------- | ------------ | ---------- | --------- | ------ | +| 类,方法和变量修饰符 | abstract | class | extends | final | implements | interface | native | +| | new | static | strictfp | synchronized | transient | volatile | | +| 程序控制 | break | continue | return | do | while | if | else | +| | for | instanceof | switch | case | default | | | +| 错误处理 | try | catch | throw | throws | finally | | | +| 包相关 | import | package | | | | | | +| 基本类型 | boolean | byte | char | double | float | int | long | +| | short | null | true | false | | | | +| 变量引用 | super | this | void | | | | | +| 保留字 | goto | const | | | | | | + +### 自增自减运算符 + +在写代码的过程中,常见的一种情况是需要某个整数类型变量增加 1 或减少 1,Java 提供了一种特殊的运算符,用于这种表达式,叫做自增运算符(++)和自减运算符(--)。 + +++和--运算符可以放在变量之前,也可以放在变量之后,当运算符放在变量之前时(前缀),先自增/减,再赋值;当运算符放在变量之后时(后缀),先赋值,再自增/减。例如,当 `b = ++a` 时,先自增(自己增加 1),再赋值(赋值给 b);当 `b = a++` 时,先赋值(赋值给 b),再自增(自己增加 1)。也就是,++a 输出的是 a+1 的值,a++输出的是 a 值。用一句口诀就是:“符号在前就先加/减,符号在后就后加/减”。 + +### continue、break、和 return 的区别是什么? + +在循环结构中,当循环条件不满足或者循环次数达到要求时,循环会正常结束。但是,有时候可能需要在循环的过程中,当发生了某种条件之后 ,提前终止循环,这就需要用到下面几个关键词: + +1. continue :指跳出当前的这一次循环,继续下一次循环。 +2. break :指跳出整个循环体,继续执行循环下面的语句。 + +return 用于跳出所在方法,结束该方法的运行。return 一般有两种用法: + +1. `return;` :直接使用 return 结束方法执行,用于没有返回值函数的方法 +2. `return value;` :return 一个特定值,用于有返回值函数的方法 + +### Java 泛型了解么?什么是类型擦除?介绍一下常用的通配符? + +Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制,该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。 + +Java 的泛型是伪泛型,这是因为 Java 在编译期间,所有的泛型信息都会被擦掉,这也就是通常所说类型擦除 。 + +```java +List list = new ArrayList<>(); + +list.add(12); +//这里直接添加会报错 +list.add("a"); +Class clazz = list.getClass(); +Method add = clazz.getDeclaredMethod("add", Object.class); +//但是通过反射添加,是可以的 +add.invoke(list, "kl"); + +System.out.println(list); +``` + +泛型一般有三种使用方式:泛型类、泛型接口、泛型方法。 + +**1.泛型类**: + +```java +//此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型 +//在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型 +public class Generic { + + private T key; + + public Generic(T key) { + this.key = key; + } + + public T getKey() { + return key; + } +} +``` + +如何实例化泛型类: + +```java +Generic genericInteger = new Generic(123456); +``` + +**2.泛型接口** : + +```java +public interface Generator { + public T method(); +} +``` + +实现泛型接口,不指定类型: + +```java +class GeneratorImpl implements Generator{ + @Override + public T method() { + return null; + } +} +``` + +实现泛型接口,指定类型: + +```java +class GeneratorImpl implements Generator{ + @Override + public String method() { + return "hello"; + } +} +``` + +**3.泛型方法** : + +```java +public static void printArray(E[] inputArray) { + for (E element : inputArray) { + System.out.printf("%s ", element); + } + System.out.println(); +} +``` + +使用: + +```java +// 创建不同类型数组: Integer, Double 和 Character +Integer[] intArray = { 1, 2, 3 }; +String[] stringArray = { "Hello", "World" }; +printArray(intArray); +printArray(stringArray); +``` + +**常用的通配符为: T,E,K,V,?** + +- ? 表示不确定的 java 类型 +- T (type) 表示具体的一个 java 类型 +- K V (key value) 分别代表 java 键值中的 Key Value +- E (element) 代表 Element + +### ==和 equals 的区别 + +对于基本数据类型来说,==比较的是值。对于引用数据类型来说,==比较的是对象的内存地址。 + +> 因为 Java 只有值传递,所以,对于 == 来说,不管是比较基本数据类型,还是引用数据类型的变量,其本质比较的都是值,只是引用类型变量存的值是对象的地址。 + +**`equals()`** 作用不能用于判断基本数据类型的变量,只能用来判断两个对象是否相等。`equals()`方法存在于`Object`类中,而`Object`类是所有类的直接或间接父类。 + +`Object` 类 `equals()` 方法: + +```java +public boolean equals(Object obj) { + return (this == obj); +} +``` + +`equals()` 方法存在两种使用情况: + +- **类没有覆盖 `equals()`方法** :通过`equals()`比较该类的两个对象时,等价于通过“==”比较这两个对象,使用的默认是 `Object`类`equals()`方法。 +- **类覆盖了 `equals()`方法** :一般我们都覆盖 `equals()`方法来比较两个对象中的属性是否相等;若它们的属性相等,则返回 true(即,认为这两个对象相等)。 + +**举个例子:** + +```java +public class test1 { + public static void main(String[] args) { + String a = new String("ab"); // a 为一个引用 + String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样 + String aa = "ab"; // 放在常量池中 + String bb = "ab"; // 从常量池中查找 + if (aa == bb) // true + System.out.println("aa==bb"); + if (a == b) // false,非同一对象 + System.out.println("a==b"); + if (a.equals(b)) // true + System.out.println("aEQb"); + if (42 == 42.0) { // true + System.out.println("true"); + } + } +} +``` + +**说明:** + +- `String` 中的 `equals` 方法是被重写过的,因为 `Object` 的 `equals` 方法是比较的对象的内存地址,而 `String` 的 `equals` 方法比较的是对象的值。 +- 当创建 `String` 类型的对象时,虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象,如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个 `String` 对象。 + +`String`类`equals()`方法: + +```java +public boolean equals(Object anObject) { + if (this == anObject) { + return true; + } + if (anObject instanceof String) { + String anotherString = (String)anObject; + int n = value.length; + if (n == anotherString.value.length) { + char v1[] = value; + char v2[] = anotherString.value; + int i = 0; + while (n-- != 0) { + if (v1[i] != v2[i]) + return false; + i++; + } + return true; + } + } + return false; +} +``` + +### hashCode()与 equals() + +面试官可能会问你:“你重写过 `hashcode` 和 `equals`么,为什么重写 `equals` 时必须重写 `hashCode` 方法?” + +**1)hashCode()介绍:** + +`hashCode()` 的作用是获取哈希码,也称为散列码;它实际上是返回一个 int 整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。`hashCode()`定义在 JDK 的 `Object` 类中,这就意味着 Java 中的任何类都包含有 `hashCode()` 函数。另外需要注意的是: `Object` 的 hashcode 方法是本地方法,也就是用 c 语言或 c++ 实现的,该方法通常用来将对象的 内存地址 转换为整数之后返回。 + +```java +public native int hashCode(); +``` + +散列表存储的是键值对(key-value),它的特点是:能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码!(可以快速找到所需要的对象) + +**2)为什么要有 hashCode?** + +我们以“`HashSet` 如何检查重复”为例子来说明为什么要有 hashCode? + +当你把对象加入 `HashSet` 时,`HashSet` 会先计算对象的 hashcode 值来判断对象加入的位置,同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较,如果没有相符的 hashcode,`HashSet` 会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashcode 值的对象,这时会调用 `equals()` 方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同,`HashSet` 就不会让其加入操作成功。如果不同的话,就会重新散列到其他位置。(摘自我的 Java 启蒙书《Head First Java》第二版)。这样我们就大大减少了 equals 的次数,相应就大大提高了执行速度。 + +**3)为什么重写 `equals` 时必须重写 `hashCode` 方法?** + +如果两个对象相等,则 hashcode 一定也是相同的。两个对象相等,对两个对象分别调用 equals 方法都返回 true。但是,两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的 。**因此,equals 方法被覆盖过,则 `hashCode` 方法也必须被覆盖。** + +> `hashCode()`的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 `hashCode()`,则该 class 的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据) + +**4)为什么两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的?** + +在这里解释一位小伙伴的问题。以下内容摘自《Head Fisrt Java》。 + +因为 `hashCode()` 所使用的哈希算法也许刚好会让多个对象传回相同的哈希值。越糟糕的哈希算法越容易碰撞,但这也与数据值域分布的特性有关(所谓碰撞也就是指的是不同的对象得到相同的 `hashCode`。 + +我们刚刚也提到了 `HashSet`,如果 `HashSet` 在对比的时候,同样的 hashcode 有多个对象,它会使用 `equals()` 来判断是否真的相同。也就是说 `hashcode` 只是用来缩小查找成本。 + +更多关于 `hashcode()` 和 `equals()` 的内容可以查看:[Java hashCode() 和 equals()的若干问题解答](https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3324958.html) + +## 基本数据类型 + +### Java 中的几种基本数据类型是什么?对应的包装类型是什么?各自占用多少字节呢? + +Java 中有 8 种基本数据类型,分别为: + +1. 6 种数字类型 :`byte`、`short`、`int`、`long`、`float`、`double` +2. 1 种字符类型:`char` +3. 1 种布尔型:`boolean`。 + +这 8 种基本数据类型的默认值以及所占空间的大小如下: + +| 基本类型 | 位数 | 字节 | 默认值 | +| :-------- | :--- | :--- | :------ | +| `int` | 32 | 4 | 0 | +| `short` | 16 | 2 | 0 | +| `long` | 64 | 8 | 0L | +| `byte` | 8 | 1 | 0 | +| `char` | 16 | 2 | 'u0000' | +| `float` | 32 | 4 | 0f | +| `double` | 64 | 8 | 0d | +| `boolean` | 1 | | false | + +另外,对于 `boolean`,官方文档未明确定义,它依赖于 JVM 厂商的具体实现。逻辑上理解是占用 1 位,但是实际中会考虑计算机高效存储因素。 + +**注意:** + +1. Java 里使用 `long` 类型的数据一定要在数值后面加上 **L**,否则将作为整型解析。 +2. `char a = 'h'`char :单引号,`String a = "hello"` :双引号。 + +这八种基本类型都有对应的包装类分别为:`Byte`、`Short`、`Integer`、`Long`、`Float`、`Double`、`Character`、`Boolean` 。 + +包装类型不赋值就是 `Null` ,而基本类型有默认值且不是 `Null`。 + +另外,这个问题建议还可以先从 JVM 层面来分析。 + +基本数据类型直接存放在 Java 虚拟机栈中的局部变量表中,而包装类型属于对象类型,我们知道对象实例都存在于堆中。相比于对象类型, 基本数据类型占用的空间非常小。 + +> 《深入理解 Java 虚拟机》 :局部变量表主要存放了编译期可知的基本数据类型**(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)**、**对象引用**(reference 类型,它不同于对象本身,可能是一个指向对象起始地址的引用指针,也可能是指向一个代表对象的句柄或其他与此对象相关的位置)。 + +### 自动装箱与拆箱 + +- **装箱**:将基本类型用它们对应的引用类型包装起来; +- **拆箱**:将包装类型转换为基本数据类型; + +举例: + +```java +Integer i = 10; //装箱 +int n = i; //拆箱 +``` + +上面这两行代码对应的字节码为: + +```java + L1 + + LINENUMBER 8 L1 + + ALOAD 0 + + BIPUSH 10 + + INVOKESTATIC java/lang/Integer.valueOf (I)Ljava/lang/Integer; + + PUTFIELD AutoBoxTest.i : Ljava/lang/Integer; + + L2 + + LINENUMBER 9 L2 + + ALOAD 0 + + ALOAD 0 + + GETFIELD AutoBoxTest.i : Ljava/lang/Integer; + + INVOKEVIRTUAL java/lang/Integer.intValue ()I + + PUTFIELD AutoBoxTest.n : I + + RETURN +``` + +从字节码中,我们发现装箱其实就是调用了 包装类的`valueOf()`方法,拆箱其实就是调用了 `xxxValue()`方法。 + +因此, + +- `Integer i = 10` 等价于 `Integer i = Integer.valueOf(10)` +- `int n = i` 等价于 `int n = i.intValue()`; + +### 8 种基本类型的包装类和常量池 + +Java 基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术。`Byte`,`Short`,`Integer`,`Long` 这 4 种包装类默认创建了数值 **[-128,127]** 的相应类型的缓存数据,`Character` 创建了数值在[0,127]范围的缓存数据,`Boolean` 直接返回 `True` Or `False`。 + +**Integer 缓存源码:** + +```java +/** + +*此方法将始终缓存-128 到 127(包括端点)范围内的值,并可以缓存此范围之外的其他值。 + +*/ + +public static Integer valueOf(int i) { + + if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) + + return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; + + return new Integer(i); + +} + +private static class IntegerCache { + + static final int low = -128; + + static final int high; + + static final Integer cache[]; + +} +``` + +**`Character` 缓存源码:** + +```java +public static Character valueOf(char c) { + + if (c <= 127) { // must cache + + return CharacterCache.cache[(int)c]; + + } + + return new Character(c); + +} + + + +private static class CharacterCache { + + private CharacterCache(){} + + + + static final Character cache[] = new Character[127 + 1]; + + static { + + for (int i = 0; i < cache.length; i++) + + cache[i] = new Character((char)i); + + } + +} +``` + +**`Boolean` 缓存源码:** + +```java +public static Boolean valueOf(boolean b) { + + return (b ? TRUE : FALSE); + +} +``` + +如果超出对应范围仍然会去创建新的对象,缓存的范围区间的大小只是在性能和资源之间的权衡。 + +两种浮点数类型的包装类 `Float`,`Double` 并没有实现常量池技术。 + +```java +Integer i1 = 33; + +Integer i2 = 33; + +System.out.println(i1 == i2);// 输出 true + +Float i11 = 333f; + +Float i22 = 333f; + +System.out.println(i11 == i22);// 输出 false + +Double i3 = 1.2; + +Double i4 = 1.2; + +System.out.println(i3 == i4);// 输出 false +``` + +下面我们来看一下问题。下面的代码的输出结果是 `true` 还是 `flase` 呢? + +```java +Integer i1 = 40; + +Integer i2 = new Integer(40); + +System.out.println(i1==i2); +``` + +`Integer i1=40` 这一行代码会发生装箱,也就是说这行代码等价于 `Integer i1=Integer.valueOf(40)` 。因此,`i1` 直接使用的是常量池中的对象。而`Integer i1 = new Integer(40)` 会直接创建新的对象。 + +因此,答案是 `false` 。你答对了吗? + +记住:**所有整型包装类对象之间值的比较,全部使用 equals 方法比较**。 + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210422164544846.png) + +## 方法(函数) + +### 什么是方法的返回值? + +方法的返回值是指我们获取到的某个方法体中的代码执行后产生的结果!(前提是该方法可能产生结果)。返回值的作用是接收出结果,使得它可以用于其他的操作! + +### 方法有哪几种类型? + +**1.无参数无返回值的方法** + +```java +// 无参数无返回值的方法(如果方法没有返回值,不能不写,必须写void,表示没有返回值) +public void f1() { + System.out.println("无参数无返回值的方法"); +} +``` + +**2.有参数无返回值的方法** + +```java +/** +* 有参数无返回值的方法 +* 参数列表由零组到多组“参数类型+形参名”组合而成,多组参数之间以英文逗号(,)隔开,形参类型和形参名之间以英文空格隔开 +*/ +public void f2(int a, String b, int c) { + System.out.println(a + "-->" + b + "-->" + c); +} +``` + +**3.有返回值无参数的方法** + +```java +// 有返回值无参数的方法(返回值可以是任意的类型,在函数里面必须有return关键字返回对应的类型) +public int f3() { + System.out.println("有返回值无参数的方法"); + return 2; +} +``` + +**4.有返回值有参数的方法** + +```java +// 有返回值有参数的方法 +public int f4(int a, int b) { + return a * b; +} +``` + +**5.return 在无返回值方法的特殊使用** + +```java +// return在无返回值方法的特殊使用 +public void f5(int a) { + if (a > 10) { + return;//表示结束所在方法 (f5方法)的执行,下方的输出语句不会执行 + } + System.out.println(a); +} +``` + +### 在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的? + +这个需要结合 JVM 的相关知识,静态方法是属于类的,在类加载的时候就会分配内存,可以通过类名直接访问。而非静态成员属于实例对象,只有在对象实例化之后才存在,然后通过类的实例对象去访问。在类的非静态成员不存在的时候静态成员就已经存在了,此时调用在内存中还不存在的非静态成员,属于非法操作。 + +### 静态方法和实例方法有何不同? + +**1、调用方式** + +在外部调用静态方法时,可以使用 `类名.方法名` 的方式,也可以使用 `对象.方法名` 的方式,而实例方法只有后面这种方式。也就是说,**调用静态方法可以无需创建对象** 。 + +不过,需要注意的是一般不建议使用 `对象.方法名` 的方式来调用静态方法。这种方式非常容易造成混淆,静态方法不属于类的某个对象而是属于这个类。 + +因此,一般建议使用 `类名.方法名` 的方式来调用静态方法。 + +```java + +public class Person { + public void method() { + //...... + } + + public static void staicMethod(){ + //...... + } + public static void main(String[] args) { + Person person = new Person(); + // 调用实例方法 + person.method(); + // 调用静态方法 + Person.staicMethod() + } +} +``` + +**2、访问类成员是否存在限制** + +静态方法在访问本类的成员时,只允许访问静态成员(即静态成员变量和静态方法),不允许访问实例成员(即实例成员变量和实例方法),而实例方法不存在这个限制。 + +### 为什么 Java 中只有值传递? + +首先,我们回顾一下在程序设计语言中有关将参数传递给方法(或函数)的一些专业术语。 + +**按值调用(call by value)** 表示方法接收的是调用者提供的值,**按引用调用(call by reference)** 表示方法接收的是调用者提供的变量地址。一个方法可以修改传递引用所对应的变量值,而不能修改传递值调用所对应的变量值。它用来描述各种程序设计语言(不只是 Java)中方法参数传递方式。 + +**Java 程序设计语言总是采用按值调用。也就是说,方法得到的是所有参数值的一个拷贝,也就是说,方法不能修改传递给它的任何参数变量的内容。** + +**下面通过 3 个例子来给大家说明** + +> **example 1** + +```java +public static void main(String[] args) { + int num1 = 10; + int num2 = 20; + + swap(num1, num2); + + System.out.println("num1 = " + num1); + System.out.println("num2 = " + num2); +} + +public static void swap(int a, int b) { + int temp = a; + a = b; + b = temp; + + System.out.println("a = " + a); + System.out.println("b = " + b); +} +``` + +**结果:** + +``` +a = 20 +b = 10 +num1 = 10 +num2 = 20 +``` + +**解析:** + +![example 1 ](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-27/22191348.jpg) + +在 swap 方法中,a、b 的值进行交换,并不会影响到 num1、num2。因为,a、b 中的值,只是从 num1、num2 的复制过来的。也就是说,a、b 相当于 num1、num2 的副本,副本的内容无论怎么修改,都不会影响到原件本身。 + +**通过上面例子,我们已经知道了一个方法不能修改一个基本数据类型的参数,而对象引用作为参数就不一样,请看 example2.** + +> **example 2** + +```java + public static void main(String[] args) { + int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 }; + System.out.println(arr[0]); + change(arr); + System.out.println(arr[0]); + } + + public static void change(int[] array) { + // 将数组的第一个元素变为0 + array[0] = 0; + } +``` + +**结果:** + +``` +1 +0 +``` + +**解析:** + +![example 2](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-27/3825204.jpg) + +array 被初始化 arr 的拷贝也就是一个对象的引用,也就是说 array 和 arr 指向的是同一个数组对象。 因此,外部对引用对象的改变会反映到所对应的对象上。 + +**通过 example2 我们已经看到,实现一个改变对象参数状态的方法并不是一件难事。理由很简单,方法得到的是对象引用的拷贝,对象引用及其他的拷贝同时引用同一个对象。** + +**很多程序设计语言(特别是,C++和 Pascal)提供了两种参数传递的方式:值调用和引用调用。有些程序员(甚至本书的作者)认为 Java 程序设计语言对对象采用的是引用调用,实际上,这种理解是不对的。由于这种误解具有一定的普遍性,所以下面给出一个反例来详细地阐述一下这个问题。** + +> **example 3** + +```java +public class Test { + + public static void main(String[] args) { + // TODO Auto-generated method stub + Student s1 = new Student("小张"); + Student s2 = new Student("小李"); + Test.swap(s1, s2); + System.out.println("s1:" + s1.getName()); + System.out.println("s2:" + s2.getName()); + } + + public static void swap(Student x, Student y) { + Student temp = x; + x = y; + y = temp; + System.out.println("x:" + x.getName()); + System.out.println("y:" + y.getName()); + } +} +``` + +**结果:** + +``` +x:小李 +y:小张 +s1:小张 +s2:小李 +``` + +**解析:** + +交换之前: + +![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-27/88729818.jpg) + +交换之后: + +![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-27/34384414.jpg) + +通过上面两张图可以很清晰的看出: **方法并没有改变存储在变量 s1 和 s2 中的对象引用。swap 方法的参数 x 和 y 被初始化为两个对象引用的拷贝,这个方法交换的是这两个拷贝** + +> **总结** + +Java 程序设计语言对对象采用的不是引用调用,实际上,对象引用是按 +值传递的。 + +下面再总结一下 Java 中方法参数的使用情况: + +- 一个方法不能修改一个基本数据类型的参数(即数值型或布尔型)。 +- 一个方法可以改变一个对象参数的状态。 +- 一个方法不能让对象参数引用一个新的对象。 + +**参考:** + +《Java 核心技术卷 Ⅰ》基础知识第十版第四章 4.5 小节 + +### 重载和重写的区别 + +> 重载就是同样的一个方法能够根据输入数据的不同,做出不同的处理 +> +> 重写就是当子类继承自父类的相同方法,输入数据一样,但要做出有别于父类的响应时,你就要覆盖父类方法 + +#### 重载 + +发生在同一个类中(或者父类和子类之间),方法名必须相同,参数类型不同、个数不同、顺序不同,方法返回值和访问修饰符可以不同。 + +下面是《Java 核心技术》对重载这个概念的介绍: + +![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/bg/desktopjava核心技术-重载.jpg) + +综上:重载就是同一个类中多个同名方法根据不同的传参来执行不同的逻辑处理。 + +#### 重写 + +重写发生在运行期,是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写。 + +1. 返回值类型、方法名、参数列表必须相同,抛出的异常范围小于等于父类,访问修饰符范围大于等于父类。 +2. 如果父类方法访问修饰符为 `private/final/static` 则子类就不能重写该方法,但是被 static 修饰的方法能够被再次声明。 +3. 构造方法无法被重写 + +综上:重写就是子类对父类方法的重新改造,外部样子不能改变,内部逻辑可以改变 + +暖心的 Guide 哥最后再来个图表总结一下! + +| 区别点 | 重载方法 | 重写方法 | +| :--------- | :------- | :----------------------------------------------------------- | +| 发生范围 | 同一个类 | 子类 | +| 参数列表 | 必须修改 | 一定不能修改 | +| 返回类型 | 可修改 | 子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等 | +| 异常 | 可修改 | 子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等; | +| 访问修饰符 | 可修改 | 一定不能做更严格的限制(可以降低限制) | +| 发生阶段 | 编译期 | 运行期 | + +**方法的重写要遵循“两同两小一大”**(以下内容摘录自《疯狂 Java 讲义》,[issue#892](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/892) ): + +- “两同”即方法名相同、形参列表相同; +- “两小”指的是子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等,子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等; +- “一大”指的是子类方法的访问权限应比父类方法的访问权限更大或相等。 + +⭐️ 关于 **重写的返回值类**型 这里需要额外多说明一下,上面的表述不太清晰准确:如果方法的返回类型是 void 和基本数据类型,则返回值重写时不可修改。但是如果方法的返回值是引用类型,重写时是可以返回该引用类型的子类的。 + +```java +public class Hero { + public String name() { + return "超级英雄"; + } +} +public class SuperMan extends Hero{ + @Override + public String name() { + return "超人"; + } + public Hero hero() { + return new Hero(); + } +} + +public class SuperSuperMan extends SuperMan { + public String name() { + return "超级超级英雄"; + } + + @Override + public SuperMan hero() { + return new SuperMan(); + } +} +``` + +### 深拷贝 vs 浅拷贝 + +1. **浅拷贝**:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型进行引用传递般的拷贝,此为浅拷贝。 +2. **深拷贝**:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型,创建一个新的对象,并复制其内容,此为深拷贝。 + +![deep and shallow copy](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-7/java-deep-and-shallow-copy.jpg) + +## Java 面向对象 + +### 面向对象和面向过程的区别 + +- **面向过程** :**面向过程性能比面向对象高。** 因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源,所以当性能是最重要的考量因素的时候,比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix 等一般采用面向过程开发。但是,**面向过程没有面向对象易维护、易复用、易扩展。** +- **面向对象** :**面向对象易维护、易复用、易扩展。** 因为面向对象有封装、继承、多态性的特性,所以可以设计出低耦合的系统,使系统更加灵活、更加易于维护。但是,**面向对象性能比面向过程低**。 + +参见 issue : [面向过程 :面向过程性能比面向对象高??](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/431) + +> 这个并不是根本原因,面向过程也需要分配内存,计算内存偏移量,Java 性能差的主要原因并不是因为它是面向对象语言,而是 Java 是半编译语言,最终的执行代码并不是可以直接被 CPU 执行的二进制机械码。 +> +> 而面向过程语言大多都是直接编译成机械码在电脑上执行,并且其它一些面向过程的脚本语言性能也并不一定比 Java 好。 + +### 成员变量与局部变量的区别有哪些? + +1. 从语法形式上看,成员变量是属于类的,而局部变量是在代码块或方法中定义的变量或是方法的参数;成员变量可以被 `public`,`private`,`static` 等修饰符所修饰,而局部变量不能被访问控制修饰符及 `static` 所修饰;但是,成员变量和局部变量都能被 `final` 所修饰。 +2. 从变量在内存中的存储方式来看,如果成员变量是使用 `static` 修饰的,那么这个成员变量是属于类的,如果没有使用 `static` 修饰,这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存,局部变量则存在于栈内存。 +3. 从变量在内存中的生存时间上看,成员变量是对象的一部分,它随着对象的创建而存在,而局部变量随着方法的调用而自动消失。 +4. 从变量是否有默认值来看,成员变量如果没有被赋初,则会自动以类型的默认值而赋值(一种情况例外:被 `final` 修饰的成员变量也必须显式地赋值),而局部变量则不会自动赋值。 + +### 创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同? + +new 运算符,new 创建对象实例(对象实例在堆内存中),对象引用指向对象实例(对象引用存放在栈内存中)。 + +一个对象引用可以指向 0 个或 1 个对象(一根绳子可以不系气球,也可以系一个气球);一个对象可以有 n 个引用指向它(可以用 n 条绳子系住一个气球)。 + +### 对象的相等与指向他们的引用相等,两者有什么不同? + +对象的相等,比的是内存中存放的内容是否相等。而引用相等,比较的是他们指向的内存地址是否相等。 + +### 一个类的构造方法的作用是什么? 若一个类没有声明构造方法,该程序能正确执行吗? 为什么? + +构造方法主要作用是完成对类对象的初始化工作。 + +如果一个类没有声明构造方法,也可以执行!因为一个类即使没有声明构造方法也会有默认的不带参数的构造方法。如果我们自己添加了类的构造方法(无论是否有参),Java 就不会再添加默认的无参数的构造方法了,这时候,就不能直接 new 一个对象而不传递参数了,所以我们一直在不知不觉地使用构造方法,这也是为什么我们在创建对象的时候后面要加一个括号(因为要调用无参的构造方法)。如果我们重载了有参的构造方法,记得都要把无参的构造方法也写出来(无论是否用到),因为这可以帮助我们在创建对象的时候少踩坑。 + +### 构造方法有哪些特点?是否可被 override? + +特点: + +1. 名字与类名相同。 +2. 没有返回值,但不能用 void 声明构造函数。 +3. 生成类的对象时自动执行,无需调用。 + +构造方法不能被 override(重写),但是可以 overload(重载),所以你可以看到一个类中有多个构造函数的情况。 + +### 面向对象三大特征 + +#### 封装 + +封装是指把一个对象的状态信息(也就是属性)隐藏在对象内部,不允许外部对象直接访问对象的内部信息。但是可以提供一些可以被外界访问的方法来操作属性。就好像我们看不到挂在墙上的空调的内部的零件信息(也就是属性),但是可以通过遥控器(方法)来控制空调。如果属性不想被外界访问,我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没有提供给外界访问的方法,那么这个类也没有什么意义了。就好像如果没有空调遥控器,那么我们就无法操控空凋制冷,空调本身就没有意义了(当然现在还有很多其他方法 ,这里只是为了举例子)。 + +```java +public class Student { + private int id;//id属性私有化 + private String name;//name属性私有化 + + //获取id的方法 + public int getId() { + return id; + } + + //设置id的方法 + public void setId(int id) { + this.id = id; + } + + //获取name的方法 + public String getName() { + return name; + } + + //设置name的方法 + public void setName(String name) { + this.name = name; + } +} +``` + +#### 继承 + +不同类型的对象,相互之间经常有一定数量的共同点。例如,小明同学、小红同学、小李同学,都共享学生的特性(班级、学号等)。同时,每一个对象还定义了额外的特性使得他们与众不同。例如小明的数学比较好,小红的性格惹人喜爱;小李的力气比较大。继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术,新类的定义可以增加新的数据或新的功能,也可以用父类的功能,但不能选择性地继承父类。通过使用继承,可以快速地创建新的类,可以提高代码的重用,程序的可维护性,节省大量创建新类的时间 ,提高我们的开发效率。 + +**关于继承如下 3 点请记住:** + +1. 子类拥有父类对象所有的属性和方法(包括私有属性和私有方法),但是父类中的私有属性和方法子类是无法访问,**只是拥有**。 +2. 子类可以拥有自己属性和方法,即子类可以对父类进行扩展。 +3. 子类可以用自己的方式实现父类的方法。(以后介绍)。 + +#### 多态 + +多态,顾名思义,表示一个对象具有多种的状态。具体表现为父类的引用指向子类的实例。 + +**多态的特点:** + +- 对象类型和引用类型之间具有继承(类)/实现(接口)的关系; +- 引用类型变量发出的方法调用的到底是哪个类中的方法,必须在程序运行期间才能确定; +- 多态不能调用“只在子类存在但在父类不存在”的方法; +- 如果子类重写了父类的方法,真正执行的是子类覆盖的方法,如果子类没有覆盖父类的方法,执行的是父类的方法。 + +### String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的? + +**可变性** + +简单的来说:`String` 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串,`private final char value[]`,所以`String` 对象是不可变的。 + +> 补充(来自[issue 675](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/675)):在 Java 9 之后,String 、`StringBuilder` 与 `StringBuffer` 的实现改用 byte 数组存储字符串 `private final byte[] value` + +而 `StringBuilder` 与 `StringBuffer` 都继承自 `AbstractStringBuilder` 类,在 `AbstractStringBuilder` 中也是使用字符数组保存字符串`char[]value` 但是没有用 `final` 关键字修饰,所以这两种对象都是可变的。 + +`StringBuilder` 与 `StringBuffer` 的构造方法都是调用父类构造方法也就是`AbstractStringBuilder` 实现的,大家可以自行查阅源码。 + +`AbstractStringBuilder.java` + +```java +abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence { + /** + * The value is used for character storage. + */ + char[] value; + + /** + * The count is the number of characters used. + */ + int count; + + AbstractStringBuilder(int capacity) { + value = new char[capacity]; + }} +``` + +**线程安全性** + +`String` 中的对象是不可变的,也就可以理解为常量,线程安全。`AbstractStringBuilder` 是 `StringBuilder` 与 `StringBuffer` 的公共父类,定义了一些字符串的基本操作,如 `expandCapacity`、`append`、`insert`、`indexOf` 等公共方法。`StringBuffer` 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的。`StringBuilder` 并没有对方法进行加同步锁,所以是非线程安全的。 + +**性能** + +每次对 `String` 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 `String` 对象,然后将指针指向新的 `String` 对象。`StringBuffer` 每次都会对 `StringBuffer` 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 `StringBuilder` 相比使用 `StringBuffer` 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。 + +**对于三者使用的总结:** + +1. 操作少量的数据: 适用 `String` +2. 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 `StringBuilder` +3. 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 `StringBuffer` + +### Object 类的常见方法总结 + +Object 类是一个特殊的类,是所有类的父类。它主要提供了以下 11 个方法: + +```java +public final native Class getClass()//native方法,用于返回当前运行时对象的Class对象,使用了final关键字修饰,故不允许子类重写。 + +public native int hashCode() //native方法,用于返回对象的哈希码,主要使用在哈希表中,比如JDK中的HashMap。 +public boolean equals(Object obj)//用于比较2个对象的内存地址是否相等,String类对该方法进行了重写用户比较字符串的值是否相等。 + +protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException//naitive方法,用于创建并返回当前对象的一份拷贝。一般情况下,对于任何对象 x,表达式 x.clone() != x 为true,x.clone().getClass() == x.getClass() 为true。Object本身没有实现Cloneable接口,所以不重写clone方法并且进行调用的话会发生CloneNotSupportedException异常。 + +public String toString()//返回类的名字@实例的哈希码的16进制的字符串。建议Object所有的子类都重写这个方法。 + +public final native void notify()//native方法,并且不能重写。唤醒一个在此对象监视器上等待的线程(监视器相当于就是锁的概念)。如果有多个线程在等待只会任意唤醒一个。 + +public final native void notifyAll()//native方法,并且不能重写。跟notify一样,唯一的区别就是会唤醒在此对象监视器上等待的所有线程,而不是一个线程。 + +public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException//native方法,并且不能重写。暂停线程的执行。注意:sleep方法没有释放锁,而wait方法释放了锁 。timeout是等待时间。 + +public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException//多了nanos参数,这个参数表示额外时间(以毫微秒为单位,范围是 0-999999)。 所以超时的时间还需要加上nanos毫秒。 + +public final void wait() throws InterruptedException//跟之前的2个wait方法一样,只不过该方法一直等待,没有超时时间这个概念 + +protected void finalize() throws Throwable { }//实例被垃圾回收器回收的时候触发的操作 +``` + + +## 反射 + +### 何为反射? + +如果说大家研究过框架的底层原理或者咱们自己写过框架的话,一定对反射这个概念不陌生。 + +反射之所以被称为框架的灵魂,主要是因为它赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力。 + +通过反射你可以获取任意一个类的所有属性和方法,你还可以调用这些方法和属性。 + +### 反射机制优缺点 + +- **优点** : 可以让咱们的代码更加灵活、为各种框架提供开箱即用的功能提供了便利 +- **缺点** :让我们在运行时有了分析操作类的能力,这同样也增加了安全问题。比如可以无视泛型参数的安全检查(泛型参数的安全检查发生在编译时)。另外,反射的性能也要稍差点,不过,对于框架来说实际是影响不大的。[Java Reflection: Why is it so slow?](https://stackoverflow.com/questions/1392351/java-reflection-why-is-it-so-slow) + +### 反射的应用场景 + +像咱们平时大部分时候都是在写业务代码,很少会接触到直接使用反射机制的场景。 + +但是,这并不代表反射没有用。相反,正是因为反射,你才能这么轻松地使用各种框架。像 Spring/Spring Boot、MyBatis 等等框架中都大量使用了反射机制。 + +**这些框架中也大量使用了动态代理,而动态代理的实现也依赖反射。** + +比如下面是通过 JDK 实现动态代理的示例代码,其中就使用了反射类 `Method` 来调用指定的方法。 + +```java +public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler { + /** + * 代理类中的真实对象 + */ + private final Object target; + + public DebugInvocationHandler(Object target) { + this.target = target; + } + + + public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException { + System.out.println("before method " + method.getName()); + Object result = method.invoke(target, args); + System.out.println("after method " + method.getName()); + return result; + } +} + +``` + +另外,像 Java 中的一大利器 **注解** 的实现也用到了反射。 + +为什么你使用 Spring 的时候 ,一个`@Component`注解就声明了一个类为 Spring Bean 呢?为什么你通过一个 `@Value`注解就读取到配置文件中的值呢?究竟是怎么起作用的呢? + +这些都是因为你可以基于反射分析类,然后获取到类/属性/方法/方法的参数上的注解。你获取到注解之后,就可以做进一步的处理。 + +## 异常 + +### Java 异常类层次结构图 + +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/2020-12/Java%E5%BC%82%E5%B8%B8%E7%B1%BB%E5%B1%82%E6%AC%A1%E7%BB%93%E6%9E%84%E5%9B%BE.png) + +

图片来自:https://simplesnippets.tech/exception-handling-in-java-part-1/

+ +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/2020-12/Java%E5%BC%82%E5%B8%B8%E7%B1%BB%E5%B1%82%E6%AC%A1%E7%BB%93%E6%9E%84%E5%9B%BE2.png) + +

图片来自:https://chercher.tech/java-programming/exceptions-java

+ +在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 `java.lang` 包中的 `Throwable` 类。`Throwable` 类有两个重要的子类 `Exception`(异常)和 `Error`(错误)。`Exception` 能被程序本身处理(`try-catch`), `Error` 是无法处理的(只能尽量避免)。 + +`Exception` 和 `Error` 二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。 + +- **`Exception`** :程序本身可以处理的异常,可以通过 `catch` 来进行捕获。`Exception` 又可以分为 受检查异常(必须处理) 和 不受检查异常(可以不处理)。 +- **`Error`** :`Error` 属于程序无法处理的错误 ,我们没办法通过 `catch` 来进行捕获 。例如,Java 虚拟机运行错误(`Virtual MachineError`)、虚拟机内存不够错误(`OutOfMemoryError`)、类定义错误(`NoClassDefFoundError`)等 。这些异常发生时,Java 虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。 + +**受检查异常** + +Java 代码在编译过程中,如果受检查异常没有被 `catch`/`throw` 处理的话,就没办法通过编译 。比如下面这段 IO 操作的代码。 + +![check-exception](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/2020-12/check-exception.png) + +除了`RuntimeException`及其子类以外,其他的`Exception`类及其子类都属于受检查异常 。常见的受检查异常有: IO 相关的异常、`ClassNotFoundException` 、`SQLException`...。 + +**不受检查异常** + +Java 代码在编译过程中 ,我们即使不处理不受检查异常也可以正常通过编译。 + +`RuntimeException` 及其子类都统称为非受检查异常,例如:`NullPointerException`、`NumberFormatException`(字符串转换为数字)、`ArrayIndexOutOfBoundsException`(数组越界)、`ClassCastException`(类型转换错误)、`ArithmeticException`(算术错误)等。 + +### Throwable 类常用方法 + +- **`public string getMessage()`**:返回异常发生时的简要描述 +- **`public string toString()`**:返回异常发生时的详细信息 +- **`public string getLocalizedMessage()`**:返回异常对象的本地化信息。使用 `Throwable` 的子类覆盖这个方法,可以生成本地化信息。如果子类没有覆盖该方法,则该方法返回的信息与 `getMessage()`返回的结果相同 +- **`public void printStackTrace()`**:在控制台上打印 `Throwable` 对象封装的异常信息 + +### try-catch-finally + +- **`try`块:** 用于捕获异常。其后可接零个或多个 `catch` 块,如果没有 `catch` 块,则必须跟一个 `finally` 块。 +- **`catch`块:** 用于处理 try 捕获到的异常。 +- **`finally` 块:** 无论是否捕获或处理异常,`finally` 块里的语句都会被执行。当在 `try` 块或 `catch` 块中遇到 `return` 语句时,`finally` 语句块将在方法返回之前被执行。 + +**在以下 3 种特殊情况下,`finally` 块不会被执行:** + +2. 在 `try` 或 `finally`块中用了 `System.exit(int)`退出程序。但是,如果 `System.exit(int)` 在异常语句之后,`finally` 还是会被执行 +3. 程序所在的线程死亡。 +4. 关闭 CPU。 + +下面这部分内容来自 issue:。 + +**注意:** 当 try 语句和 finally 语句中都有 return 语句时,在方法返回之前,finally 语句的内容将被执行,并且 finally 语句的返回值将会覆盖原始的返回值。如下: + +```java +public class Test { + public static int f(int value) { + try { + return value * value; + } finally { + if (value == 2) { + return 0; + } + } + } +} +``` + +如果调用 `f(2)`,返回值将是 0,因为 finally 语句的返回值覆盖了 try 语句块的返回值。 + +### 使用 `try-with-resources` 来代替`try-catch-finally` + +1. **适用范围(资源的定义):** 任何实现 `java.lang.AutoCloseable`或者 `java.io.Closeable` 的对象 +2. **关闭资源和 finally 块的执行顺序:** 在 `try-with-resources` 语句中,任何 catch 或 finally 块在声明的资源关闭后运行 + +《Effecitve Java》中明确指出: + +> 面对必须要关闭的资源,我们总是应该优先使用 `try-with-resources` 而不是`try-finally`。随之产生的代码更简短,更清晰,产生的异常对我们也更有用。`try-with-resources`语句让我们更容易编写必须要关闭的资源的代码,若采用`try-finally`则几乎做不到这点。 + +Java 中类似于`InputStream`、`OutputStream` 、`Scanner` 、`PrintWriter`等的资源都需要我们调用`close()`方法来手动关闭,一般情况下我们都是通过`try-catch-finally`语句来实现这个需求,如下: + +```java + //读取文本文件的内容 + Scanner scanner = null; + try { + scanner = new Scanner(new File("D://read.txt")); + while (scanner.hasNext()) { + System.out.println(scanner.nextLine()); + } + } catch (FileNotFoundException e) { + e.printStackTrace(); + } finally { + if (scanner != null) { + scanner.close(); + } + } +``` + +使用 Java 7 之后的 `try-with-resources` 语句改造上面的代码: + +```java +try (Scanner scanner = new Scanner(new File("test.txt"))) { + while (scanner.hasNext()) { + System.out.println(scanner.nextLine()); + } +} catch (FileNotFoundException fnfe) { + fnfe.printStackTrace(); +} +``` + +当然多个资源需要关闭的时候,使用 `try-with-resources` 实现起来也非常简单,如果你还是用`try-catch-finally`可能会带来很多问题。 + +通过使用分号分隔,可以在`try-with-resources`块中声明多个资源。 + +```java +try (BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("test.txt"))); + BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("out.txt")))) { + int b; + while ((b = bin.read()) != -1) { + bout.write(b); + } + } + catch (IOException e) { + e.printStackTrace(); + } +``` + +## I/O 流 + +### 什么是序列化?什么是反序列化? + +如果我们需要持久化 Java 对象比如将 Java 对象保存在文件中,或者在网络传输 Java 对象,这些场景都需要用到序列化。 + +简单来说: + +- **序列化**: 将数据结构或对象转换成二进制字节流的过程 +- **反序列化**:将在序列化过程中所生成的二进制字节流的过程转换成数据结构或者对象的过程 + +对于 Java 这种面向对象编程语言来说,我们序列化的都是对象(Object)也就是实例化后的类(Class),但是在 C++这种半面向对象的语言中,struct(结构体)定义的是数据结构类型,而 class 对应的是对象类型。 + +维基百科是如是介绍序列化的: + +> **序列化**(serialization)在计算机科学的数据处理中,是指将数据结构或对象状态转换成可取用格式(例如存成文件,存于缓冲,或经由网络中发送),以留待后续在相同或另一台计算机环境中,能恢复原先状态的过程。依照序列化格式重新获取字节的结果时,可以利用它来产生与原始对象相同语义的副本。对于许多对象,像是使用大量引用的复杂对象,这种序列化重建的过程并不容易。面向对象中的对象序列化,并不概括之前原始对象所关系的函数。这种过程也称为对象编组(marshalling)。从一系列字节提取数据结构的反向操作,是反序列化(也称为解编组、deserialization、unmarshalling)。 + +综上:**序列化的主要目的是通过网络传输对象或者说是将对象存储到文件系统、数据库、内存中。** + +![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2020-8/a478c74d-2c48-40ae-9374-87aacf05188c.png) + +

https://www.corejavaguru.com/java/serialization/interview-questions-1

+ +### Java 序列化中如果有些字段不想进行序列化,怎么办? + +对于不想进行序列化的变量,使用 `transient` 关键字修饰。 + +`transient` 关键字的作用是:阻止实例中那些用此关键字修饰的的变量序列化;当对象被反序列化时,被 `transient` 修饰的变量值不会被持久化和恢复。 + +关于 `transient` 还有几点注意: +- `transient` 只能修饰变量,不能修饰类和方法。 +- `transient` 修饰的变量,在反序列化后变量值将会被置成类型的默认值。例如,如果是修饰 `int` 类型,那么反序列后结果就是 `0`。 +- `static` 变量因为不属于任何对象(Object),所以无论有没有 `transient` 关键字修饰,均不会被序列化。 + +### 获取用键盘输入常用的两种方法 + +方法 1:通过 `Scanner` + +```java +Scanner input = new Scanner(System.in); +String s = input.nextLine(); +input.close(); +``` + +方法 2:通过 `BufferedReader` + +```java +BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); +String s = input.readLine(); +``` + +### Java 中 IO 流分为几种? + +- 按照流的流向分,可以分为输入流和输出流; +- 按照操作单元划分,可以划分为字节流和字符流; +- 按照流的角色划分为节点流和处理流。 + +Java Io 流共涉及 40 多个类,这些类看上去很杂乱,但实际上很有规则,而且彼此之间存在非常紧密的联系, Java I0 流的 40 多个类都是从如下 4 个抽象类基类中派生出来的。 + +- InputStream/Reader: 所有的输入流的基类,前者是字节输入流,后者是字符输入流。 +- OutputStream/Writer: 所有输出流的基类,前者是字节输出流,后者是字符输出流。 + +按操作方式分类结构图: + +![IO-操作方式分类](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/IO-操作方式分类.png) + +按操作对象分类结构图: + +![IO-操作对象分类](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/IO-操作对象分类.png) + +### 既然有了字节流,为什么还要有字符流? + +问题本质想问:**不管是文件读写还是网络发送接收,信息的最小存储单元都是字节,那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢?** + +回答:字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的,问题就出在这个过程还算是非常耗时,并且,如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以, I/O 流就干脆提供了一个直接操作字符的接口,方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好,如果涉及到字符的话使用字符流比较好。 + +## 4. 参考 + +- https://stackoverflow.com/questions/1906445/what-is-the-difference-between-jdk-and-jre +- https://www.educba.com/oracle-vs-openjdk/ +- https://stackoverflow.com/questions/22358071/differences-between-oracle-jdk-and-openjdk 基础概念与常识 diff --git a/docs/java/Java疑难点.md b/docs/java/basis/Java基础知识疑难点.md similarity index 84% rename from docs/java/Java疑难点.md rename to docs/java/basis/Java基础知识疑难点.md index 1a10e958..eb5c17b2 100644 --- a/docs/java/Java疑难点.md +++ b/docs/java/basis/Java基础知识疑难点.md @@ -10,7 +10,7 @@ - [1.3.4. BigDecimal 的使用注意事项](#134-bigdecimal-的使用注意事项) - [1.3.5. 总结](#135-总结) - [1.4. 基本数据类型与包装数据类型的使用标准](#14-基本数据类型与包装数据类型的使用标准) -- [2. 集合](#2-集合) +- [2. 集合](#_2-集合) - [2.1. Arrays.asList()使用指南](#21-arraysaslist使用指南) - [2.1.1. 简介](#211-简介) - [2.1.2. 《阿里巴巴Java 开发手册》对其的描述](#212-阿里巴巴java-开发手册对其的描述) @@ -52,9 +52,9 @@ Objects.equals(null,"SnailClimb");// false 我们看一下`java.util.Objects#equals`的源码就知道原因了。 ```java public static boolean equals(Object a, Object b) { - // 可以避免空指针异常。如果a==null的话此时a.equals(b)就不会得到执行,避免出现空指针异常。 - return (a == b) || (a != null && a.equals(b)); - } + // 可以避免空指针异常。如果a==null的话此时a.equals(b)就不会得到执行,避免出现空指针异常。 + return (a == b) || (a != null && a.equals(b)); +} ``` **注意:** @@ -72,18 +72,18 @@ Reference:[Java中equals方法造成空指针异常的原因及解决方案](htt 先看下面这个例子: ```java -Integer x = 3; -Integer y = 3; -System.out.println(x == y);// true -Integer a = new Integer(3); -Integer b = new Integer(3); -System.out.println(a == b);//false -System.out.println(a.equals(b));//true +Integer i1 = 40; +Integer i2 = new Integer(40); +System.out.println(i1==i2);//false ``` -当使用自动装箱方式创建一个Integer对象时,当数值在-128 ~127时,会将创建的 Integer 对象缓存起来,当下次再出现该数值时,直接从缓存中取出对应的Integer对象。所以上述代码中,x和y引用的是相同的Integer对象。 +`Integer i1=40` 这一行代码会发生装箱,也就是说这行代码等价于 `Integer i1=Integer.valueOf(40)` 。因此,`i1` 直接使用的是常量池中的对象。而`Integer i1 = new Integer(40)` 会直接创建新的对象。因此,输出 false 。 -**注意:**如果你的IDE(IDEA/Eclipse)上安装了阿里巴巴的p3c插件,这个插件如果检测到你用 ==的话会报错提示,推荐安装一个这个插件,很不错。 +记住:**所有整型包装类对象之间值的比较,全部使用 `equals()` 方法比较**。 + +![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210313164740893.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM0MzM3Mjcy,size_16,color_FFFFFF,t_70) + +**注意:** 如果你的IDE(IDEA/Eclipse)上安装了阿里巴巴的p3c插件,这个插件如果检测到你用 ==的话会报错提示,推荐安装一个这个插件,很不错。 ## 1.3. BigDecimal @@ -98,20 +98,24 @@ System.out.println(a);// 0.100000024 System.out.println(b);// 0.099999964 System.out.println(a == b);// false ``` -具有基本数学知识的我们很清楚的知道输出并不是我们想要的结果(**精度丢失**),我们如何解决这个问题呢?一种很常用的方法是:**使用使用 BigDecimal 来定义浮点数的值,再进行浮点数的运算操作。** +具有基本数学知识的我们很清楚的知道输出并不是我们想要的结果(**精度丢失**),我们如何解决这个问题呢?一种很常用的方法是:**使用 BigDecimal 来定义浮点数的值,再进行浮点数的运算操作。** ```java BigDecimal a = new BigDecimal("1.0"); BigDecimal b = new BigDecimal("0.9"); BigDecimal c = new BigDecimal("0.8"); -BigDecimal x = a.subtract(b);// 0.1 -BigDecimal y = b.subtract(c);// 0.1 -System.out.println(x.equals(y));// true + +BigDecimal x = a.subtract(b); +BigDecimal y = b.subtract(c); + +System.out.println(x); /* 0.1 */ +System.out.println(y); /* 0.1 */ +System.out.println(Objects.equals(x, y)); /* true */ ``` ### 1.3.2. BigDecimal 的大小比较 -`a.compareTo(b)` : 返回 -1 表示小于,0 表示 等于, 1表示 大于。 +`a.compareTo(b)` : 返回 -1 表示 `a` 小于 `b`,0 表示 `a` 等于 `b` , 1表示 `a` 大于 `b`。 ```java BigDecimal a = new BigDecimal("1.0"); @@ -167,7 +171,7 @@ Reference:《阿里巴巴Java开发手册》 `Arrays.asList()`在平时开发中还是比较常见的,我们可以使用它将一个数组转换为一个List集合。 ```java -String[] myArray = { "Apple", "Banana", "Orange" }; +String[] myArray = {"Apple", "Banana", "Orange"}; List myList = Arrays.asList(myArray); //上面两个语句等价于下面一条语句 List myList = Arrays.asList("Apple","Banana", "Orange"); @@ -177,8 +181,9 @@ JDK 源码对于这个方法的说明: ```java /** - *返回由指定数组支持的固定大小的列表。此方法作为基于数组和基于集合的API之间的桥梁,与 Collection.toArray()结合使用。返回的List是可序列化并实现RandomAccess接口。 - */ + *返回由指定数组支持的固定大小的列表。此方法作为基于数组和基于集合的API之间的桥梁, + * 与 Collection.toArray()结合使用。返回的List是可序列化并实现RandomAccess接口。 + */ public static List asList(T... a) { return new ArrayList<>(a); } @@ -197,12 +202,12 @@ public static List asList(T... a) { `Arrays.asList()`是泛型方法,传入的对象必须是对象数组。 ```java -int[] myArray = { 1, 2, 3 }; +int[] myArray = {1, 2, 3}; List myList = Arrays.asList(myArray); System.out.println(myList.size());//1 System.out.println(myList.get(0));//数组地址值 System.out.println(myList.get(1));//报错:ArrayIndexOutOfBoundsException -int [] array=(int[]) myList.get(0); +int[] array = (int[]) myList.get(0); System.out.println(array[0]);//1 ``` 当传入一个原生数据类型数组时,`Arrays.asList()` 的真正得到的参数就不是数组中的元素,而是数组对象本身!此时List 的唯一元素就是这个数组,这也就解释了上面的代码。 @@ -210,7 +215,7 @@ System.out.println(array[0]);//1 我们使用包装类型数组就可以解决这个问题。 ```java -Integer[] myArray = { 1, 2, 3 }; +Integer[] myArray = {1, 2, 3}; ``` **使用集合的修改方法:`add()`、`remove()`、`clear()`会抛出异常。** @@ -296,7 +301,7 @@ static List arrayToList(final T[] array) { for (final T s : array) { l.add(s); } - return (l); + return l; } ``` @@ -344,6 +349,14 @@ List list = new ArrayList(); CollectionUtils.addAll(list, str); ``` +**6. 使用 Java9 的 `List.of()`方法** +``` java +Integer[] array = {1, 2, 3}; +List list = List.of(array); +System.out.println(list); /* [1, 2, 3] */ +/* 不支持基本数据类型 */ +``` + ## 2.2. Collection.toArray()方法使用的坑&如何反转数组 该方法是一个泛型方法:` T[] toArray(T[] a);` 如果`toArray`方法中没有传递任何参数的话返回的是`Object`类型数组。 @@ -363,7 +376,17 @@ s=list.toArray(new String[0]);//没有指定类型的话会报错 如果要进行`remove`操作,可以调用迭代器的 `remove `方法而不是集合类的 remove 方法。因为如果列表在任何时间从结构上修改创建迭代器之后,以任何方式除非通过迭代器自身`remove/add`方法,迭代器都将抛出一个`ConcurrentModificationException`,这就是单线程状态下产生的 **fail-fast 机制**。 -> **fail-fast 机制** :多个线程对 fail-fast 集合进行修改的时,可能会抛出ConcurrentModificationException,单线程下也会出现这种情况,上面已经提到过。 +> **fail-fast 机制** :多个线程对 fail-fast 集合进行修改的时候,可能会抛出ConcurrentModificationException,单线程下也会出现这种情况,上面已经提到过。 + +Java8开始,可以使用`Collection#removeIf()`方法删除满足特定条件的元素,如 +``` java +List list = new ArrayList<>(); +for (int i = 1; i <= 10; ++i) { + list.add(i); +} +list.removeIf(filter -> filter % 2 == 0); /* 删除list中的所有偶数 */ +System.out.println(list); /* [1, 3, 5, 7, 9] */ +``` `java.util`包下面的所有的集合类都是fail-fast的,而`java.util.concurrent`包下面的所有的类都是fail-safe的。 diff --git a/docs/java/basis/Java常见关键字总结.md b/docs/java/basis/Java常见关键字总结.md new file mode 100644 index 00000000..5958debc --- /dev/null +++ b/docs/java/basis/Java常见关键字总结.md @@ -0,0 +1,352 @@ + + +- [final,static,this,super 关键字总结](#finalstaticthissuper-关键字总结) + - [final 关键字](#final-关键字) + - [static 关键字](#static-关键字) + - [this 关键字](#this-关键字) + - [super 关键字](#super-关键字) + - [参考](#参考) +- [static 关键字详解](#static-关键字详解) + - [static 关键字主要有以下四种使用场景](#static-关键字主要有以下四种使用场景) + - [修饰成员变量和成员方法\(常用\)](#修饰成员变量和成员方法常用) + - [静态代码块](#静态代码块) + - [静态内部类](#静态内部类) + - [静态导包](#静态导包) + - [补充内容](#补充内容) + - [静态方法与非静态方法](#静态方法与非静态方法) + - [static{}静态代码块与{}非静态代码块\(构造代码块\)](#static静态代码块与非静态代码块构造代码块) + - [参考](#参考-1) + + + +# final,static,this,super 关键字总结 + +## final 关键字 + +**final 关键字,意思是最终的、不可修改的,最见不得变化 ,用来修饰类、方法和变量,具有以下特点:** + +1. **final 修饰的类不能被继承,final 类中的所有成员方法都会被隐式的指定为 final 方法;** + +2. **final 修饰的方法不能被重写;** + +3. **final 修饰的变量是常量,如果是基本数据类型的变量,则其数值一旦在初始化之后便不能更改;如果是引用类型的变量,则在对其初始化之后便不能让其指向另一个对象。** + +说明:使用 final 方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定,以防任何继承类修改它的含义;第二个原因是效率。在早期的 Java 实现版本中,会将 final 方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大,可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升(现在的 Java 版本已经不需要使用 final 方法进行这些优化了)。类中所有的 private 方法都隐式地指定为 final。 + +## static 关键字 + +**static 关键字主要有以下四种使用场景:** + +1. **修饰成员变量和成员方法:** 被 static 修饰的成员属于类,不属于单个这个类的某个对象,被类中所有对象共享,可以并且建议通过类名调用。被 static 声明的成员变量属于静态成员变量,静态变量 存放在 Java 内存区域的方法区。调用格式:`类名.静态变量名` `类名.静态方法名()` +2. **静态代码块:** 静态代码块定义在类中方法外, 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—>非静态代码块—>构造方法)。 该类不管创建多少对象,静态代码块只执行一次. +3. **静态内部类(static 修饰类的话只能修饰内部类):** 静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别: 非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用,该引用是指向创建它的外围类,但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着:1. 它的创建是不需要依赖外围类的创建。2. 它不能使用任何外围类的非 static 成员变量和方法。 +4. **静态导包(用来导入类中的静态资源,1.5 之后的新特性):** 格式为:`import static` 这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源,并且不需要使用类名调用类中静态成员,可以直接使用类中静态成员变量和成员方法。 + +## this 关键字 + +this 关键字用于引用类的当前实例。 例如: + +```java +class Manager { + Employees[] employees; + + void manageEmployees() { + int totalEmp = this.employees.length; + System.out.println("Total employees: " + totalEmp); + this.report(); + } + + void report() { } +} +``` + +在上面的示例中,this 关键字用于两个地方: + +- this.employees.length:访问类 Manager 的当前实例的变量。 +- this.report():调用类 Manager 的当前实例的方法。 + +此关键字是可选的,这意味着如果上面的示例在不使用此关键字的情况下表现相同。 但是,使用此关键字可能会使代码更易读或易懂。 + +## super 关键字 + +super 关键字用于从子类访问父类的变量和方法。 例如: + +```java +public class Super { + protected int number; + + protected showNumber() { + System.out.println("number = " + number); + } +} + +public class Sub extends Super { + void bar() { + super.number = 10; + super.showNumber(); + } +} +``` + +在上面的例子中,Sub 类访问父类成员变量 number 并调用其父类 Super 的 `showNumber()` 方法。 + +**使用 this 和 super 要注意的问题:** + +- 在构造器中使用 `super()` 调用父类中的其他构造方法时,该语句必须处于构造器的首行,否则编译器会报错。另外,this 调用本类中的其他构造方法时,也要放在首行。 +- this、super 不能用在 static 方法中。 + +**简单解释一下:** + +被 static 修饰的成员属于类,不属于单个这个类的某个对象,被类中所有对象共享。而 this 代表对本类对象的引用,指向本类对象;而 super 代表对父类对象的引用,指向父类对象;所以, **this 和 super 是属于对象范畴的东西,而静态方法是属于类范畴的东西**。 + +## 参考 + +- https://www.codejava.net/java-core/the-java-language/java-keywords +- https://blog.csdn.net/u013393958/article/details/79881037 + +# static 关键字详解 + +## static 关键字主要有以下四种使用场景 + +1. 修饰成员变量和成员方法 +2. 静态代码块 +3. 修饰类(只能修饰内部类) +4. 静态导包(用来导入类中的静态资源,1.5 之后的新特性) + +### 修饰成员变量和成员方法(常用) + +被 static 修饰的成员属于类,不属于单个这个类的某个对象,被类中所有对象共享,可以并且建议通过类名调用。被 static 声明的成员变量属于静态成员变量,静态变量 存放在 Java 内存区域的方法区。 + +方法区与 Java 堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然 Java 虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫做 Non-Heap(非堆),目的应该是与 Java 堆区分开来。 + +HotSpot 虚拟机中方法区也常被称为 “永久代”,本质上两者并不等价。仅仅是因为 HotSpot 虚拟机设计团队用永久代来实现方法区而已,这样 HotSpot 虚拟机的垃圾收集器就可以像管理 Java 堆一样管理这部分内存了。但是这并不是一个好主意,因为这样更容易遇到内存溢出问题。 + +调用格式: + +- `类名.静态变量名` +- `类名.静态方法名()` + +如果变量或者方法被 private 则代表该属性或者该方法只能在类的内部被访问而不能在类的外部被访问。 + +测试方法: + +```java +public class StaticBean { + + String name; + //静态变量 + static int age; + + public StaticBean(String name) { + this.name = name; + } + //静态方法 + static void sayHello() { + System.out.println("Hello i am java"); + } + @Override + public String toString() { + return "StaticBean{"+ + "name=" + name + ",age=" + age + + "}"; + } +} +``` + +```java +public class StaticDemo { + + public static void main(String[] args) { + StaticBean staticBean = new StaticBean("1"); + StaticBean staticBean2 = new StaticBean("2"); + StaticBean staticBean3 = new StaticBean("3"); + StaticBean staticBean4 = new StaticBean("4"); + StaticBean.age = 33; + System.out.println(staticBean + " " + staticBean2 + " " + staticBean3 + " " + staticBean4); + //StaticBean{name=1,age=33} StaticBean{name=2,age=33} StaticBean{name=3,age=33} StaticBean{name=4,age=33} + StaticBean.sayHello();//Hello i am java + } + +} +``` + +### 静态代码块 + +静态代码块定义在类中方法外, 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块 —> 非静态代码块 —> 构造方法)。 该类不管创建多少对象,静态代码块只执行一次. + +静态代码块的格式是 + +``` +static { +语句体; +} +``` + +一个类中的静态代码块可以有多个,位置可以随便放,它不在任何的方法体内,JVM 加载类时会执行这些静态的代码块,如果静态代码块有多个,JVM 将按照它们在类中出现的先后顺序依次执行它们,每个代码块只会被执行一次。 + +![](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-9-14/88531075.jpg) + +静态代码块对于定义在它之后的静态变量,可以赋值,但是不能访问. + +### 静态内部类 + +静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别,我们知道非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用,该引用是指向创建它的外围类,但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着: + +1. 它的创建是不需要依赖外围类的创建。 +2. 它不能使用任何外围类的非 static 成员变量和方法。 + +Example(静态内部类实现单例模式) + +```java +public class Singleton { + + //声明为 private 避免调用默认构造方法创建对象 + private Singleton() { + } + + // 声明为 private 表明静态内部该类只能在该 Singleton 类中被访问 + private static class SingletonHolder { + private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); + } + + public static Singleton getUniqueInstance() { + return SingletonHolder.INSTANCE; + } +} +``` + +当 Singleton 类加载时,静态内部类 SingletonHolder 没有被加载进内存。只有当调用 `getUniqueInstance()`方法从而触发 `SingletonHolder.INSTANCE` 时 SingletonHolder 才会被加载,此时初始化 INSTANCE 实例,并且 JVM 能确保 INSTANCE 只被实例化一次。 + +这种方式不仅具有延迟初始化的好处,而且由 JVM 提供了对线程安全的支持。 + +### 静态导包 + +格式为:import static + +这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源,并且不需要使用类名调用类中静态成员,可以直接使用类中静态成员变量和成员方法 + +```java + + + //将Math中的所有静态资源导入,这时候可以直接使用里面的静态方法,而不用通过类名进行调用 + //如果只想导入单一某个静态方法,只需要将*换成对应的方法名即可 + +import static java.lang.Math.*;//换成import static java.lang.Math.max;具有一样的效果 + +public class Demo { + public static void main(String[] args) { + + int max = max(1,2); + System.out.println(max); + } +} + +``` + +## 补充内容 + +### 静态方法与非静态方法 + +静态方法属于类本身,非静态方法属于从该类生成的每个对象。 如果您的方法执行的操作不依赖于其类的各个变量和方法,请将其设置为静态(这将使程序的占用空间更小)。 否则,它应该是非静态的。 + +Example + +```java +class Foo { + int i; + public Foo(int i) { + this.i = i; + } + + public static String method1() { + return "An example string that doesn't depend on i (an instance variable)"; + + } + + public int method2() { + return this.i + 1; //Depends on i + } + +} +``` + +你可以像这样调用静态方法:`Foo.method1()`。 如果您尝试使用这种方法调用 method2 将失败。 但这样可行 + +```java +Foo bar = new Foo(1); +bar.method2(); +``` + +总结: + +- 在外部调用静态方法时,可以使用”类名.方法名”的方式,也可以使用”对象名.方法名”的方式。而实例方法只有后面这种方式。也就是说,调用静态方法可以无需创建对象。 +- 静态方法在访问本类的成员时,只允许访问静态成员(即静态成员变量和静态方法),而不允许访问实例成员变量和实例方法;实例方法则无此限制 + +### `static{}`静态代码块与`{}`非静态代码块(构造代码块) + +相同点: 都是在 JVM 加载类时且在构造方法执行之前执行,在类中都可以定义多个,定义多个时按定义的顺序执行,一般在代码块中对一些 static 变量进行赋值。 + +不同点: 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块 -> 非静态代码块 -> 构造方法)。静态代码块只在第一次 new 执行一次,之后不再执行,而非静态代码块在每 new 一次就执行一次。 非静态代码块可在普通方法中定义(不过作用不大);而静态代码块不行。 + +> **🐛 修正(参见: [issue #677](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/677))** :静态代码块可能在第一次 new 对象的时候执行,但不一定只在第一次 new 的时候执行。比如通过 `Class.forName("ClassDemo")`创建 Class 对象的时候也会执行,即 new 或者 `Class.forName("ClassDemo")` 都会执行静态代码块。 + +一般情况下,如果有些代码比如一些项目最常用的变量或对象必须在项目启动的时候就执行的时候,需要使用静态代码块,这种代码是主动执行的。如果我们想要设计不需要创建对象就可以调用类中的方法,例如:`Arrays` 类,`Character` 类,`String` 类等,就需要使用静态方法, 两者的区别是 静态代码块是自动执行的而静态方法是被调用的时候才执行的. + +Example: + +```java +public class Test { + public Test() { + System.out.print("默认构造方法!--"); + } + + //非静态代码块 + { + System.out.print("非静态代码块!--"); + } + + //静态代码块 + static { + System.out.print("静态代码块!--"); + } + + private static void test() { + System.out.print("静态方法中的内容! --"); + { + System.out.print("静态方法中的代码块!--"); + } + + } + + public static void main(String[] args) { + Test test = new Test(); + Test.test();//静态代码块!--静态方法中的内容! --静态方法中的代码块!-- + } +} +``` + +上述代码输出: + +``` +静态代码块!--非静态代码块!--默认构造方法!--静态方法中的内容! --静态方法中的代码块!-- +``` + +当只执行 `Test.test();` 时输出: + +``` +静态代码块!--静态方法中的内容! --静态方法中的代码块!-- +``` + +当只执行 `Test test = new Test();` 时输出: + +``` +静态代码块!--非静态代码块!--默认构造方法!-- +``` + +非静态代码块与构造函数的区别是: 非静态代码块是给所有对象进行统一初始化,而构造函数是给对应的对象初始化,因为构造函数是可以多个的,运行哪个构造函数就会建立什么样的对象,但无论建立哪个对象,都会先执行相同的构造代码块。也就是说,构造代码块中定义的是不同对象共性的初始化内容。 + +### 参考 + +- https://blog.csdn.net/chen13579867831/article/details/78995480 +- https://www.cnblogs.com/chenssy/p/3388487.html +- https://www.cnblogs.com/Qian123/p/5713440.html diff --git a/docs/java/basis/代理模式详解.md b/docs/java/basis/代理模式详解.md new file mode 100644 index 00000000..8323cedc --- /dev/null +++ b/docs/java/basis/代理模式详解.md @@ -0,0 +1,420 @@ +> 本文首更于[《从零开始手把手教你实现一个简单的RPC框架》](https://t.zsxq.com/iIUv7Mn) 。 + + + + + +- [1. 代理模式](#1-代理模式) +- [2. 静态代理](#2-静态代理) +- [3. 动态代理](#3-动态代理) + - [3.1. JDK 动态代理机制](#31-jdk-动态代理机制) + - [3.1.1. 介绍](#311-介绍) + - [3.1.2. JDK 动态代理类使用步骤](#312-jdk-动态代理类使用步骤) + - [3.1.3. 代码示例](#313-代码示例) + - [3.2. CGLIB 动态代理机制](#32-cglib-动态代理机制) + - [3.2.1. 介绍](#321-介绍) + - [3.2.2. CGLIB 动态代理类使用步骤](#322-cglib-动态代理类使用步骤) + - [3.2.3. 代码示例](#323-代码示例) + - [3.3. JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理对比](#33-jdk-动态代理和-cglib-动态代理对比) +- [4. 静态代理和动态代理的对比](#4-静态代理和动态代理的对比) +- [5. 总结](#5-总结) + + + + +## 1. 代理模式 + +代理模式是一种比较好理解的设计模式。简单来说就是 **我们使用代理对象来代替对真实对象(real object)的访问,这样就可以在不修改原目标对象的前提下,提供额外的功能操作,扩展目标对象的功能。** + +**代理模式的主要作用是扩展目标对象的功能,比如说在目标对象的某个方法执行前后你可以增加一些自定义的操作。** + +举个例子:你找了小红来帮你问话,小红就可以看作是代理你的代理对象,代理的行为(方法)是问话。 + +![Understanding the Proxy Design Pattern | by Mithun Sasidharan | Medium](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/2020-8/1*DjWCgTFm-xqbhbNQVsaWQw.png) + +

https://medium.com/@mithunsasidharan/understanding-the-proxy-design-pattern-5e63fe38052a

+ +代理模式有静态代理和动态代理两种实现方式,我们 先来看一下静态代理模式的实现。 + +## 2. 静态代理 + +**静态代理中,我们对目标对象的每个方法的增强都是手动完成的(_后面会具体演示代码_),非常不灵活(_比如接口一旦新增加方法,目标对象和代理对象都要进行修改_)且麻烦(_需要对每个目标类都单独写一个代理类_)。** 实际应用场景非常非常少,日常开发几乎看不到使用静态代理的场景。 + +上面我们是从实现和应用角度来说的静态代理,从 JVM 层面来说, **静态代理在编译时就将接口、实现类、代理类这些都变成了一个个实际的 class 文件。** + +静态代理实现步骤: + +1. 定义一个接口及其实现类; +2. 创建一个代理类同样实现这个接口 +3. 将目标对象注入进代理类,然后在代理类的对应方法调用目标类中的对应方法。这样的话,我们就可以通过代理类屏蔽对目标对象的访问,并且可以在目标方法执行前后做一些自己想做的事情。 + +下面通过代码展示! + +**1.定义发送短信的接口** + +```java +public interface SmsService { + String send(String message); +} +``` + +**2.实现发送短信的接口** + +```java +public class SmsServiceImpl implements SmsService { + public String send(String message) { + System.out.println("send message:" + message); + return message; + } +} +``` + +**3.创建代理类并同样实现发送短信的接口** + +```java +public class SmsProxy implements SmsService { + + private final SmsService smsService; + + public SmsProxy(SmsService smsService) { + this.smsService = smsService; + } + + @Override + public String send(String message) { + //调用方法之前,我们可以添加自己的操作 + System.out.println("before method send()"); + smsService.send(message); + //调用方法之后,我们同样可以添加自己的操作 + System.out.println("after method send()"); + return null; + } +} +``` + +**4.实际使用** + +```java +public class Main { + public static void main(String[] args) { + SmsService smsService = new SmsServiceImpl(); + SmsProxy smsProxy = new SmsProxy(smsService); + smsProxy.send("java"); + } +} +``` + +运行上述代码之后,控制台打印出: + +```bash +before method send() +send message:java +after method send() +``` + +可以输出结果看出,我们已经增加了 `SmsServiceImpl` 的`send()`方法。 + +## 3. 动态代理 + +相比于静态代理来说,动态代理更加灵活。我们不需要针对每个目标类都单独创建一个代理类,并且也不需要我们必须实现接口,我们可以直接代理实现类( _CGLIB 动态代理机制_)。 + +**从 JVM 角度来说,动态代理是在运行时动态生成类字节码,并加载到 JVM 中的。** + +说到动态代理,Spring AOP、RPC 框架应该是两个不得不的提的,它们的实现都依赖了动态代理。 + +**动态代理在我们日常开发中使用的相对较小,但是在框架中的几乎是必用的一门技术。学会了动态代理之后,对于我们理解和学习各种框架的原理也非常有帮助。** + +就 Java 来说,动态代理的实现方式有很多种,比如 **JDK 动态代理**、**CGLIB 动态代理**等等。 + +[guide-rpc-framework](https://github.com/Snailclimb/guide-rpc-framework) 使用的是 JDK 动态代理,我们先来看看 JDK 动态代理的使用。 + +另外,虽然 [guide-rpc-framework](https://github.com/Snailclimb/guide-rpc-framework) 没有用到 **CGLIB 动态代理 ,我们这里还是简单介绍一下其使用以及和**JDK 动态代理的对比。 + +### 3.1. JDK 动态代理机制 + +#### 3.1.1. 介绍 + +**在 Java 动态代理机制中 `InvocationHandler` 接口和 `Proxy` 类是核心。** + +`Proxy` 类中使用频率最高的方法是:`newProxyInstance()` ,这个方法主要用来生成一个代理对象。 + +```java + public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, + Class[] interfaces, + InvocationHandler h) + throws IllegalArgumentException + { + ...... + } +``` + +这个方法一共有 3 个参数: + +1. **loader** :类加载器,用于加载代理对象。 +2. **interfaces** : 被代理类实现的一些接口; +3. **h** : 实现了 `InvocationHandler` 接口的对象; + +要实现动态代理的话,还必须需要实现`InvocationHandler` 来自定义处理逻辑。 当我们的动态代理对象调用一个方法时候,这个方法的调用就会被转发到实现`InvocationHandler` 接口类的 `invoke` 方法来调用。 + +```java +public interface InvocationHandler { + + /** + * 当你使用代理对象调用方法的时候实际会调用到这个方法 + */ + public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) + throws Throwable; +} +``` + +`invoke()` 方法有下面三个参数: + +1. **proxy** :动态生成的代理类 +2. **method** : 与代理类对象调用的方法相对应 +3. **args** : 当前 method 方法的参数 + +也就是说:**你通过`Proxy` 类的 `newProxyInstance()` 创建的代理对象在调用方法的时候,实际会调用到实现`InvocationHandler` 接口的类的 `invoke()`方法。** 你可以在 `invoke()` 方法中自定义处理逻辑,比如在方法执行前后做什么事情。 + +#### 3.1.2. JDK 动态代理类使用步骤 + +1. 定义一个接口及其实现类; +2. 自定义 `InvocationHandler` 并重写`invoke`方法,在 `invoke` 方法中我们会调用原生方法(被代理类的方法)并自定义一些处理逻辑; +3. 通过 `Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler h)` 方法创建代理对象; + +#### 3.1.3. 代码示例 + +这样说可能会有点空洞和难以理解,我上个例子,大家感受一下吧! + +**1.定义发送短信的接口** + +```java +public interface SmsService { + String send(String message); +} +``` + +**2.实现发送短信的接口** + +```java +public class SmsServiceImpl implements SmsService { + public String send(String message) { + System.out.println("send message:" + message); + return message; + } +} +``` + +**3.定义一个 JDK 动态代理类** + +```java +import java.lang.reflect.InvocationHandler; +import java.lang.reflect.InvocationTargetException; +import java.lang.reflect.Method; + +/** + * @author shuang.kou + * @createTime 2020年05月11日 11:23:00 + */ +public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler { + /** + * 代理类中的真实对象 + */ + private final Object target; + + public DebugInvocationHandler(Object target) { + this.target = target; + } + + + public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException { + //调用方法之前,我们可以添加自己的操作 + System.out.println("before method " + method.getName()); + Object result = method.invoke(target, args); + //调用方法之后,我们同样可以添加自己的操作 + System.out.println("after method " + method.getName()); + return result; + } +} + +``` + +`invoke()` 方法: 当我们的动态代理对象调用原生方法的时候,最终实际上调用到的是 `invoke()` 方法,然后 `invoke()` 方法代替我们去调用了被代理对象的原生方法。 + +**4.获取代理对象的工厂类** + +```java +public class JdkProxyFactory { + public static Object getProxy(Object target) { + return Proxy.newProxyInstance( + target.getClass().getClassLoader(), // 目标类的类加载 + target.getClass().getInterfaces(), // 代理需要实现的接口,可指定多个 + new DebugInvocationHandler(target) // 代理对象对应的自定义 InvocationHandler + ); + } +} +``` + +`getProxy()` :主要通过`Proxy.newProxyInstance()`方法获取某个类的代理对象 + +**5.实际使用** + +```java +SmsService smsService = (SmsService) JdkProxyFactory.getProxy(new SmsServiceImpl()); +smsService.send("java"); +``` + +运行上述代码之后,控制台打印出: + +``` +before method send +send message:java +after method send +``` + +### 3.2. CGLIB 动态代理机制 + +#### 3.2.1. 介绍 + +**JDK 动态代理有一个最致命的问题是其只能代理实现了接口的类。** + +**为了解决这个问题,我们可以用 CGLIB 动态代理机制来避免。** + +[CGLIB](https://github.com/cglib/cglib)(_Code Generation Library_)是一个基于[ASM](http://www.baeldung.com/java-asm)的字节码生成库,它允许我们在运行时对字节码进行修改和动态生成。CGLIB 通过继承方式实现代理。很多知名的开源框架都使用到了[CGLIB](https://github.com/cglib/cglib), 例如 Spring 中的 AOP 模块中:如果目标对象实现了接口,则默认采用 JDK 动态代理,否则采用 CGLIB 动态代理。 + +**在 CGLIB 动态代理机制中 `MethodInterceptor` 接口和 `Enhancer` 类是核心。** + +你需要自定义 `MethodInterceptor` 并重写 `intercept` 方法,`intercept` 用于拦截增强被代理类的方法。 + +```java +public interface MethodInterceptor +extends Callback{ + // 拦截被代理类中的方法 + public Object intercept(Object obj, java.lang.reflect.Method method, Object[] args, + MethodProxy proxy) throws Throwable; +} + +``` + +1. **obj** :被代理的对象(需要增强的对象) +2. **method** :被拦截的方法(需要增强的方法) +3. **args** :方法入参 +4. **methodProxy** :用于调用原始方法 + +你可以通过 `Enhancer`类来动态获取被代理类,当代理类调用方法的时候,实际调用的是 `MethodInterceptor` 中的 `intercept` 方法。 + +#### 3.2.2. CGLIB 动态代理类使用步骤 + +1. 定义一个类; +2. 自定义 `MethodInterceptor` 并重写 `intercept` 方法,`intercept` 用于拦截增强被代理类的方法,和 JDK 动态代理中的 `invoke` 方法类似; +3. 通过 `Enhancer` 类的 `create()`创建代理类; + +#### 3.2.3. 代码示例 + +不同于 JDK 动态代理不需要额外的依赖。[CGLIB](https://github.com/cglib/cglib)(_Code Generation Library_) 实际是属于一个开源项目,如果你要使用它的话,需要手动添加相关依赖。 + +```xml + + cglib + cglib + 3.3.0 + +``` + +**1.实现一个使用阿里云发送短信的类** + +```java +package github.javaguide.dynamicProxy.cglibDynamicProxy; + +public class AliSmsService { + public String send(String message) { + System.out.println("send message:" + message); + return message; + } +} +``` + +**2.自定义 `MethodInterceptor`(方法拦截器)** + +```java +import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; +import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; + +import java.lang.reflect.Method; + +/** + * 自定义MethodInterceptor + */ +public class DebugMethodInterceptor implements MethodInterceptor { + + + /** + * @param o 被代理的对象(需要增强的对象) + * @param method 被拦截的方法(需要增强的方法) + * @param args 方法入参 + * @param methodProxy 用于调用原始方法 + */ + @Override + public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable { + //调用方法之前,我们可以添加自己的操作 + System.out.println("before method " + method.getName()); + Object object = methodProxy.invokeSuper(o, args); + //调用方法之后,我们同样可以添加自己的操作 + System.out.println("after method " + method.getName()); + return object; + } + +} +``` + +**3.获取代理类** + +```java +import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; + +public class CglibProxyFactory { + + public static Object getProxy(Class clazz) { + // 创建动态代理增强类 + Enhancer enhancer = new Enhancer(); + // 设置类加载器 + enhancer.setClassLoader(clazz.getClassLoader()); + // 设置被代理类 + enhancer.setSuperclass(clazz); + // 设置方法拦截器 + enhancer.setCallback(new DebugMethodInterceptor()); + // 创建代理类 + return enhancer.create(); + } +} +``` + +**4.实际使用** + +```java +AliSmsService aliSmsService = (AliSmsService) CglibProxyFactory.getProxy(AliSmsService.class); +aliSmsService.send("java"); +``` + +运行上述代码之后,控制台打印出: + +```bash +before method send +send message:java +after method send +``` + +### 3.3. JDK 动态代理和 CGLIB 动态代理对比 + +1. **JDK 动态代理只能只能代理实现了接口的类或者直接代理接口,而 CGLIB 可以代理未实现任何接口的类。** 另外, CGLIB 动态代理是通过生成一个被代理类的子类来拦截被代理类的方法调用,因此不能代理声明为 final 类型的类和方法。 +2. 就二者的效率来说,大部分情况都是 JDK 动态代理更优秀,随着 JDK 版本的升级,这个优势更加明显。 + +## 4. 静态代理和动态代理的对比 + +1. **灵活性** :动态代理更加灵活,不需要必须实现接口,可以直接代理实现类,并且可以不需要针对每个目标类都创建一个代理类。另外,静态代理中,接口一旦新增加方法,目标对象和代理对象都要进行修改,这是非常麻烦的! +2. **JVM 层面** :静态代理在编译时就将接口、实现类、代理类这些都变成了一个个实际的 class 文件。而动态代理是在运行时动态生成类字节码,并加载到 JVM 中的。 + +## 5. 总结 + +这篇文章中主要介绍了代理模式的两种实现:静态代理以及动态代理。涵盖了静态代理和动态代理实战、静态代理和动态代理的区别、JDK 动态代理和 Cglib 动态代理区别等内容。 + +文中涉及到的所有源码,你可以在这里找到:[https://github.com/Snailclimb/guide-rpc-framework-learning/tree/master/src/main/java/github/javaguide/proxy](https://github.com/Snailclimb/guide-rpc-framework-learning/tree/master/src/main/java/github/javaguide/proxy) 。 diff --git a/docs/java/basis/反射机制.md b/docs/java/basis/反射机制.md new file mode 100644 index 00000000..d6fe4263 --- /dev/null +++ b/docs/java/basis/反射机制.md @@ -0,0 +1,176 @@ +## 何为反射? + +如果说大家研究过框架的底层原理或者咱们自己写过框架的话,一定对反射这个概念不陌生。 + +反射之所以被称为框架的灵魂,主要是因为它赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力。 + +通过反射你可以获取任意一个类的所有属性和方法,你还可以调用这些方法和属性。 + +## 反射的应用场景了解么? + +像咱们平时大部分时候都是在写业务代码,很少会接触到直接使用反射机制的场景。 + +但是,这并不代表反射没有用。相反,正是因为反射,你才能这么轻松地使用各种框架。像 Spring/Spring Boot、MyBatis 等等框架中都大量使用了反射机制。 + +**这些框架中也大量使用了动态代理,而动态代理的实现也依赖反射。** + +比如下面是通过 JDK 实现动态代理的示例代码,其中就使用了反射类 `Method` 来调用指定的方法。 + +```java +public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler { + /** + * 代理类中的真实对象 + */ + private final Object target; + + public DebugInvocationHandler(Object target) { + this.target = target; + } + + + public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException { + System.out.println("before method " + method.getName()); + Object result = method.invoke(target, args); + System.out.println("after method " + method.getName()); + return result; + } +} + +``` + +另外,像 Java 中的一大利器 **注解** 的实现也用到了反射。 + +为什么你使用 Spring 的时候 ,一个`@Component`注解就声明了一个类为 Spring Bean 呢?为什么你通过一个 `@Value`注解就读取到配置文件中的值呢?究竟是怎么起作用的呢? + +这些都是因为你可以基于反射分析类,然后获取到类/属性/方法/方法的参数上的注解。你获取到注解之后,就可以做进一步的处理。 + +## 谈谈反射机制的优缺点 + +**优点** : 可以让咱们的代码更加灵活、为各种框架提供开箱即用的功能提供了便利 + +**缺点** :让我们在运行时有了分析操作类的能力,这同样也增加了安全问题。比如可以无视泛型参数的安全检查(泛型参数的安全检查发生在编译时)。另外,反射的性能也要稍差点,不过,对于框架来说实际是影响不大的。相关阅读:[Java Reflection: Why is it so slow?](https://stackoverflow.com/questions/1392351/java-reflection-why-is-it-so-slow) + +## 反射实战 + +### 获取 Class 对象的四种方式 + +如果我们动态获取到这些信息,我们需要依靠 Class 对象。Class 类对象将一个类的方法、变量等信息告诉运行的程序。Java 提供了四种方式获取 Class 对象: + +**1.知道具体类的情况下可以使用:** + +```java +Class alunbarClass = TargetObject.class; +``` + +但是我们一般是不知道具体类的,基本都是通过遍历包下面的类来获取 Class 对象,通过此方式获取 Class 对象不会进行初始化 + +**2.通过 `Class.forName()`传入类的路径获取:** + +```java +Class alunbarClass1 = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject"); +``` + +**3.通过对象实例`instance.getClass()`获取:** + +```java +TargetObject o = new TargetObject(); +Class alunbarClass2 = o.getClass(); +``` + +**4.通过类加载器`xxxClassLoader.loadClass()`传入类路径获取:** + +```java +Class clazz = ClassLoader.loadClass("cn.javaguide.TargetObject"); +``` + +通过类加载器获取 Class 对象不会进行初始化,意味着不进行包括初始化等一些列步骤,静态块和静态对象不会得到执行 + +### 反射的一些基本操作 + +**简单用代码演示一下反射的一些操作!** + +1.创建一个我们要使用反射操作的类 `TargetObject`。 + +```java +package cn.javaguide; + +public class TargetObject { + private String value; + + public TargetObject() { + value = "JavaGuide"; + } + + public void publicMethod(String s) { + System.out.println("I love " + s); + } + + private void privateMethod() { + System.out.println("value is " + value); + } +} +``` + +2.使用反射操作这个类的方法以及参数 + +```java +package cn.javaguide; + +import java.lang.reflect.Field; +import java.lang.reflect.InvocationTargetException; +import java.lang.reflect.Method; + +public class Main { + public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException { + /** + * 获取TargetObject类的Class对象并且创建TargetObject类实例 + */ + Class tagetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject"); + TargetObject targetObject = (TargetObject) tagetClass.newInstance(); + /** + * 获取所有类中所有定义的方法 + */ + Method[] methods = tagetClass.getDeclaredMethods(); + for (Method method : methods) { + System.out.println(method.getName()); + } + /** + * 获取指定方法并调用 + */ + Method publicMethod = tagetClass.getDeclaredMethod("publicMethod", + String.class); + + publicMethod.invoke(targetObject, "JavaGuide"); + /** + * 获取指定参数并对参数进行修改 + */ + Field field = tagetClass.getDeclaredField("value"); + //为了对类中的参数进行修改我们取消安全检查 + field.setAccessible(true); + field.set(targetObject, "JavaGuide"); + /** + * 调用 private 方法 + */ + Method privateMethod = tagetClass.getDeclaredMethod("privateMethod"); + //为了调用private方法我们取消安全检查 + privateMethod.setAccessible(true); + privateMethod.invoke(targetObject); + } +} + +``` + +输出内容: + +``` +publicMethod +privateMethod +I love JavaGuide +value is JavaGuide +``` + +**注意** : 有读者提到上面代码运行会抛出 `ClassNotFoundException` 异常,具体原因是你没有下面把这段代码的包名替换成自己创建的 `TargetObject` 所在的包 。 + +```java +Class tagetClass = Class.forName("cn.javaguide.TargetObject"); +``` diff --git a/docs/java/basis/用好Java中的枚举真的没有那么简单.md b/docs/java/basis/用好Java中的枚举真的没有那么简单.md new file mode 100644 index 00000000..23e47ef6 --- /dev/null +++ b/docs/java/basis/用好Java中的枚举真的没有那么简单.md @@ -0,0 +1,557 @@ +> 最近重看 Java 枚举,看到这篇觉得还不错的文章,于是简单翻译和完善了一些内容,分享给大家,希望你们也能有所收获。另外,不要忘了文末还有补充哦! +> +> ps: 这里发一篇枚举的文章,也是因为后面要发一篇非常实用的关于 SpringBoot 全局异常处理的比较好的实践,里面就用到了枚举。 +> +> 这篇文章由 JavaGuide 翻译,公众号: JavaGuide,原文地址:https://www.baeldung.com/a-guide-to-java-enums 。 +> +> 转载请注明上面这段文字。 + +## 1.概览 + +在本文中,我们将看到什么是 Java 枚举,它们解决了哪些问题以及如何在实践中使用 Java 枚举实现一些设计模式。 + +enum关键字在 java5 中引入,表示一种特殊类型的类,其总是继承java.lang.Enum类,更多内容可以自行查看其[官方文档](https://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/lang/Enum.html)。 + +枚举在很多时候会和常量拿来对比,可能因为本身我们大量实际使用枚举的地方就是为了替代常量。那么这种方式由什么优势呢? + +**以这种方式定义的常量使代码更具可读性,允许进行编译时检查,预先记录可接受值的列表,并避免由于传入无效值而引起的意外行为。** + +下面示例定义一个简单的枚举类型 pizza 订单的状态,共有三种 ORDERED, READY, DELIVERED状态: + +```java +package shuang.kou.enumdemo.enumtest; + +public enum PizzaStatus { + ORDERED, + READY, + DELIVERED; +} +``` + +**简单来说,我们通过上面的代码避免了定义常量,我们将所有和 pizza 订单的状态的常量都统一放到了一个枚举类型里面。** + +```java +System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name());//ORDERED +System.out.println(PizzaStatus.ORDERED);//ORDERED +System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name().getClass());//class java.lang.String +System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.getClass());//class shuang.kou.enumdemo.enumtest.PizzaStatus +``` + +## 2.自定义枚举方法 + +现在我们对枚举是什么以及如何使用它们有了基本的了解,让我们通过在枚举上定义一些额外的API方法,将上一个示例提升到一个新的水平: + +```java +public class Pizza { + private PizzaStatus status; + public enum PizzaStatus { + ORDERED, + READY, + DELIVERED; + } + + public boolean isDeliverable() { + return getStatus() == PizzaStatus.READY; + } + + // Methods that set and get the status variable. +} +``` + +## 3.使用 == 比较枚举类型 + +由于枚举类型确保JVM中仅存在一个常量实例,因此我们可以安全地使用 `==` 运算符比较两个变量,如上例所示;此外,`==` 运算符可提供编译时和运行时的安全性。 + +首先,让我们看一下以下代码段中的运行时安全性,其中 `==` 运算符用于比较状态,并且如果两个值均为null 都不会引发 NullPointerException。相反,如果使用equals方法,将抛出 NullPointerException: + +```java +Pizza.PizzaStatus pizza = null; +System.out.println(pizza.equals(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED));//空指针异常 +System.out.println(pizza == Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);//正常运行 +``` + +对于编译时安全性,我们看另一个示例,两个不同枚举类型进行比较: + +```java +if (Pizza.PizzaStatus.DELIVERED.equals(TestColor.GREEN)); // 编译正常 +if (Pizza.PizzaStatus.DELIVERED == TestColor.GREEN); // 编译失败,类型不匹配 +``` + +## 4.在 switch 语句中使用枚举类型 + +```java +public int getDeliveryTimeInDays() { + switch (status) { + case ORDERED: + return 5; + case READY: + return 2; + case DELIVERED: + return 0; + } + return 0; +} +``` + +## 5.枚举类型的属性,方法和构造函数 + +> 文末有我(JavaGuide)的补充。 + +你可以通过在枚举类型中定义属性,方法和构造函数让它变得更加强大。 + +下面,让我们扩展上面的示例,实现从比萨的一个阶段到另一个阶段的过渡,并了解如何摆脱之前使用的if语句和switch语句: + +```java +public class Pizza { + + private PizzaStatus status; + public enum PizzaStatus { + ORDERED (5){ + @Override + public boolean isOrdered() { + return true; + } + }, + READY (2){ + @Override + public boolean isReady() { + return true; + } + }, + DELIVERED (0){ + @Override + public boolean isDelivered() { + return true; + } + }; + + private int timeToDelivery; + + public boolean isOrdered() {return false;} + + public boolean isReady() {return false;} + + public boolean isDelivered(){return false;} + + public int getTimeToDelivery() { + return timeToDelivery; + } + + PizzaStatus (int timeToDelivery) { + this.timeToDelivery = timeToDelivery; + } + } + + public boolean isDeliverable() { + return this.status.isReady(); + } + + public void printTimeToDeliver() { + System.out.println("Time to delivery is " + + this.getStatus().getTimeToDelivery()); + } + + // Methods that set and get the status variable. +} +``` + +下面这段代码展示它是如何 work 的: + +```java +@Test +public void givenPizaOrder_whenReady_thenDeliverable() { + Pizza testPz = new Pizza(); + testPz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); + assertTrue(testPz.isDeliverable()); +} +``` + +## 6.EnumSet and EnumMap + +### 6.1. EnumSet + +`EnumSet` 是一种专门为枚举类型所设计的 `Set` 类型。 + +与`HashSet`相比,由于使用了内部位向量表示,因此它是特定 `Enum` 常量集的非常有效且紧凑的表示形式。 + +它提供了类型安全的替代方法,以替代传统的基于int的“位标志”,使我们能够编写更易读和易于维护的简洁代码。 + +`EnumSet` 是抽象类,其有两个实现:`RegularEnumSet` 、`JumboEnumSet`,选择哪一个取决于实例化时枚举中常量的数量。 + +在很多场景中的枚举常量集合操作(如:取子集、增加、删除、`containsAll`和`removeAll`批操作)使用`EnumSet`非常合适;如果需要迭代所有可能的常量则使用`Enum.values()`。 + +```java +public class Pizza { + + private static EnumSet undeliveredPizzaStatuses = + EnumSet.of(PizzaStatus.ORDERED, PizzaStatus.READY); + + private PizzaStatus status; + + public enum PizzaStatus { + ... + } + + public boolean isDeliverable() { + return this.status.isReady(); + } + + public void printTimeToDeliver() { + System.out.println("Time to delivery is " + + this.getStatus().getTimeToDelivery() + " days"); + } + + public static List getAllUndeliveredPizzas(List input) { + return input.stream().filter( + (s) -> undeliveredPizzaStatuses.contains(s.getStatus())) + .collect(Collectors.toList()); + } + + public void deliver() { + if (isDeliverable()) { + PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy() + .deliver(this); + this.setStatus(PizzaStatus.DELIVERED); + } + } + + // Methods that set and get the status variable. +} +``` + + 下面的测试演示了展示了 `EnumSet` 在某些场景下的强大功能: + +```java +@Test +public void givenPizaOrders_whenRetrievingUnDeliveredPzs_thenCorrectlyRetrieved() { + List pzList = new ArrayList<>(); + Pizza pz1 = new Pizza(); + pz1.setStatus(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED); + + Pizza pz2 = new Pizza(); + pz2.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED); + + Pizza pz3 = new Pizza(); + pz3.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED); + + Pizza pz4 = new Pizza(); + pz4.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); + + pzList.add(pz1); + pzList.add(pz2); + pzList.add(pz3); + pzList.add(pz4); + + List undeliveredPzs = Pizza.getAllUndeliveredPizzas(pzList); + assertTrue(undeliveredPzs.size() == 3); +} +``` + +### 6.2. EnumMap + +`EnumMap`是一个专门化的映射实现,用于将枚举常量用作键。与对应的 `HashMap` 相比,它是一个高效紧凑的实现,并且在内部表示为一个数组: + +```java +EnumMap map; +``` + +让我们快速看一个真实的示例,该示例演示如何在实践中使用它: + +```java +Iterator iterator = pizzaList.iterator(); +while (iterator.hasNext()) { + Pizza pz = iterator.next(); + PizzaStatus status = pz.getStatus(); + if (pzByStatus.containsKey(status)) { + pzByStatus.get(status).add(pz); + } else { + List newPzList = new ArrayList<>(); + newPzList.add(pz); + pzByStatus.put(status, newPzList); + } +} +``` + + 下面的测试演示了展示了 `EnumMap` 在某些场景下的强大功能: + +```java +@Test +public void givenPizaOrders_whenGroupByStatusCalled_thenCorrectlyGrouped() { + List pzList = new ArrayList<>(); + Pizza pz1 = new Pizza(); + pz1.setStatus(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED); + + Pizza pz2 = new Pizza(); + pz2.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED); + + Pizza pz3 = new Pizza(); + pz3.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED); + + Pizza pz4 = new Pizza(); + pz4.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); + + pzList.add(pz1); + pzList.add(pz2); + pzList.add(pz3); + pzList.add(pz4); + + EnumMap> map = Pizza.groupPizzaByStatus(pzList); + assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED).size() == 1); + assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.ORDERED).size() == 2); + assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.READY).size() == 1); +} +``` + +## 7. 通过枚举实现一些设计模式 + +### 7.1 单例模式 + +通常,使用类实现 Singleton 模式并非易事,枚举提供了一种实现单例的简便方法。 + +《Effective Java 》和《Java与模式》都非常推荐这种方式,使用这种方式方式实现枚举可以有什么好处呢? + +《Effective Java》 + +> 这种方法在功能上与公有域方法相近,但是它更加简洁,无偿提供了序列化机制,绝对防止多次实例化,即使是在面对复杂序列化或者反射攻击的时候。虽然这种方法还没有广泛采用,但是单元素的枚举类型已经成为实现 Singleton的最佳方法。 —-《Effective Java 中文版 第二版》 + +《Java与模式》 + +> 《Java与模式》中,作者这样写道,使用枚举来实现单实例控制会更加简洁,而且无偿地提供了序列化机制,并由JVM从根本上提供保障,绝对防止多次实例化,是更简洁、高效、安全的实现单例的方式。 + +下面的代码段显示了如何使用枚举实现单例模式: + +```java +public enum PizzaDeliverySystemConfiguration { + INSTANCE; + PizzaDeliverySystemConfiguration() { + // Initialization configuration which involves + // overriding defaults like delivery strategy + } + + private PizzaDeliveryStrategy deliveryStrategy = PizzaDeliveryStrategy.NORMAL; + + public static PizzaDeliverySystemConfiguration getInstance() { + return INSTANCE; + } + + public PizzaDeliveryStrategy getDeliveryStrategy() { + return deliveryStrategy; + } +} +``` + +如何使用呢?请看下面的代码: + +```java +PizzaDeliveryStrategy deliveryStrategy = PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy(); +``` + +通过 `PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance()` 获取的就是单例的 `PizzaDeliverySystemConfiguration` + +### 7.2 策略模式 + +通常,策略模式由不同类实现同一个接口来实现的。 + + 这也就意味着添加新策略意味着添加新的实现类。使用枚举,可以轻松完成此任务,添加新的实现意味着只定义具有某个实现的另一个实例。 + +下面的代码段显示了如何使用枚举实现策略模式: + +```java +public enum PizzaDeliveryStrategy { + EXPRESS { + @Override + public void deliver(Pizza pz) { + System.out.println("Pizza will be delivered in express mode"); + } + }, + NORMAL { + @Override + public void deliver(Pizza pz) { + System.out.println("Pizza will be delivered in normal mode"); + } + }; + + public abstract void deliver(Pizza pz); +} +``` + +给 `Pizza `增加下面的方法: + +```java +public void deliver() { + if (isDeliverable()) { + PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy() + .deliver(this); + this.setStatus(PizzaStatus.DELIVERED); + } +} +``` + +如何使用呢?请看下面的代码: + +```java +@Test +public void givenPizaOrder_whenDelivered_thenPizzaGetsDeliveredAndStatusChanges() { + Pizza pz = new Pizza(); + pz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); + pz.deliver(); + assertTrue(pz.getStatus() == Pizza.PizzaStatus.DELIVERED); +} +``` + +## 8. Java 8 与枚举 + +Pizza 类可以用Java 8重写,您可以看到方法 lambda 和Stream API如何使 `getAllUndeliveredPizzas()`和`groupPizzaByStatus()`方法变得如此简洁: + +`getAllUndeliveredPizzas()`: + +```java +public static List getAllUndeliveredPizzas(List input) { + return input.stream().filter( + (s) -> !deliveredPizzaStatuses.contains(s.getStatus())) + .collect(Collectors.toList()); +} +``` + +`groupPizzaByStatus()` : + +```java +public static EnumMap> + groupPizzaByStatus(List pzList) { + EnumMap> map = pzList.stream().collect( + Collectors.groupingBy(Pizza::getStatus, + () -> new EnumMap<>(PizzaStatus.class), Collectors.toList())); + return map; +} +``` + +## 9. Enum 类型的 JSON 表现形式 + +使用Jackson库,可以将枚举类型的JSON表示为POJO。下面的代码段显示了可以用于同一目的的Jackson批注: + +```java +@JsonFormat(shape = JsonFormat.Shape.OBJECT) +public enum PizzaStatus { + ORDERED (5){ + @Override + public boolean isOrdered() { + return true; + } + }, + READY (2){ + @Override + public boolean isReady() { + return true; + } + }, + DELIVERED (0){ + @Override + public boolean isDelivered() { + return true; + } + }; + + private int timeToDelivery; + + public boolean isOrdered() {return false;} + + public boolean isReady() {return false;} + + public boolean isDelivered(){return false;} + + @JsonProperty("timeToDelivery") + public int getTimeToDelivery() { + return timeToDelivery; + } + + private PizzaStatus (int timeToDelivery) { + this.timeToDelivery = timeToDelivery; + } +} +``` + +我们可以按如下方式使用 `Pizza` 和 `PizzaStatus`: + +```java +Pizza pz = new Pizza(); +pz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); +System.out.println(Pizza.getJsonString(pz)); +``` + +生成 Pizza 状态以以下JSON展示: + +```json +{ + "status" : { + "timeToDelivery" : 2, + "ready" : true, + "ordered" : false, + "delivered" : false + }, + "deliverable" : true +} +``` + +有关枚举类型的JSON序列化/反序列化(包括自定义)的更多信息,请参阅[Jackson-将枚举序列化为JSON对象。](https://www.baeldung.com/jackson-serialize-enums) + +## 10.总结 + +本文我们讨论了Java枚举类型,从基础知识到高级应用以及实际应用场景,让我们感受到枚举的强大功能。 + +## 11. 补充 + +我们在上面讲到了,我们可以通过在枚举类型中定义属性,方法和构造函数让它变得更加强大。 + +下面我通过一个实际的例子展示一下,当我们调用短信验证码的时候可能有几种不同的用途,我们在下面这样定义: + +```java + +public enum PinType { + + REGISTER(100000, "注册使用"), + FORGET_PASSWORD(100001, "忘记密码使用"), + UPDATE_PHONE_NUMBER(100002, "更新手机号码使用"); + + private final int code; + private final String message; + + PinType(int code, String message) { + this.code = code; + this.message = message; + } + + public int getCode() { + return code; + } + + public String getMessage() { + return message; + } + + @Override + public String toString() { + return "PinType{" + + "code=" + code + + ", message='" + message + '\'' + + '}'; + } +} +``` + +实际使用: + + ```java +System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.getCode()); +System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.getMessage()); +System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.toString()); + ``` + +Output: + +```java +100001 +忘记密码使用 +PinType{code=100001, message='忘记密码使用'} +``` + +这样的话,在实际使用起来就会非常灵活方便! \ No newline at end of file diff --git a/docs/java/collection/ArrayList-Grow.md b/docs/java/collection/ArrayList-Grow.md deleted file mode 100644 index 06fa5388..00000000 --- a/docs/java/collection/ArrayList-Grow.md +++ /dev/null @@ -1,343 +0,0 @@ - -## 一 先从 ArrayList 的构造函数说起 - -**ArrayList有三种方式来初始化,构造方法源码如下:** - -```java - /** - * 默认初始容量大小 - */ - private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; - - - private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; - - /** - *默认构造函数,使用初始容量10构造一个空列表(无参数构造) - */ - public ArrayList() { - this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; - } - - /** - * 带初始容量参数的构造函数。(用户自己指定容量) - */ - public ArrayList(int initialCapacity) { - if (initialCapacity > 0) {//初始容量大于0 - //创建initialCapacity大小的数组 - this.elementData = new Object[initialCapacity]; - } else if (initialCapacity == 0) {//初始容量等于0 - //创建空数组 - this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; - } else {//初始容量小于0,抛出异常 - throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ - initialCapacity); - } - } - - - /** - *构造包含指定collection元素的列表,这些元素利用该集合的迭代器按顺序返回 - *如果指定的集合为null,throws NullPointerException。 - */ - public ArrayList(Collection c) { - elementData = c.toArray(); - if ((size = elementData.length) != 0) { - // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) - if (elementData.getClass() != Object[].class) - elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); - } else { - // replace with empty array. - this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; - } - } - -``` - -细心的同学一定会发现 :**以无参数构造方法创建 ArrayList 时,实际上初始化赋值的是一个空数组。当真正对数组进行添加元素操作时,才真正分配容量。即向数组中添加第一个元素时,数组容量扩为10。** 下面在我们分析 ArrayList 扩容时会讲到这一点内容! - -## 二 一步一步分析 ArrayList 扩容机制 - -这里以无参构造函数创建的 ArrayList 为例分析 - -### 1. 先来看 `add` 方法 - -```java - /** - * 将指定的元素追加到此列表的末尾。 - */ - public boolean add(E e) { - //添加元素之前,先调用ensureCapacityInternal方法 - ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! - //这里看到ArrayList添加元素的实质就相当于为数组赋值 - elementData[size++] = e; - return true; - } -``` -### 2. 再来看看 `ensureCapacityInternal()` 方法 - -可以看到 `add` 方法 首先调用了`ensureCapacityInternal(size + 1)` - -```java - //得到最小扩容量 - private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { - if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { - // 获取默认的容量和传入参数的较大值 - minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); - } - - ensureExplicitCapacity(minCapacity); - } -``` -**当 要 add 进第1个元素时,minCapacity为1,在Math.max()方法比较后,minCapacity 为10。** - -### 3. `ensureExplicitCapacity()` 方法 - -如果调用 `ensureCapacityInternal()` 方法就一定会进过(执行)这个方法,下面我们来研究一下这个方法的源码! - -```java - //判断是否需要扩容 - private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { - modCount++; - - // overflow-conscious code - if (minCapacity - elementData.length > 0) - //调用grow方法进行扩容,调用此方法代表已经开始扩容了 - grow(minCapacity); - } - -``` - -我们来仔细分析一下: - -- 当我们要 add 进第1个元素到 ArrayList 时,elementData.length 为0 (因为还是一个空的 list),因为执行了 `ensureCapacityInternal()` 方法 ,所以 minCapacity 此时为10。此时,`minCapacity - elementData.length > 0 `成立,所以会进入 `grow(minCapacity)` 方法。 -- 当add第2个元素时,minCapacity 为2,此时e lementData.length(容量)在添加第一个元素后扩容成 10 了。此时,`minCapacity - elementData.length > 0 ` 不成立,所以不会进入 (执行)`grow(minCapacity)` 方法。 -- 添加第3、4···到第10个元素时,依然不会执行grow方法,数组容量都为10。 - -直到添加第11个元素,minCapacity(为11)比elementData.length(为10)要大。进入grow方法进行扩容。 - -### 4. `grow()` 方法 - -```java - /** - * 要分配的最大数组大小 - */ - private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; - - /** - * ArrayList扩容的核心方法。 - */ - private void grow(int minCapacity) { - // oldCapacity为旧容量,newCapacity为新容量 - int oldCapacity = elementData.length; - //将oldCapacity 右移一位,其效果相当于oldCapacity /2, - //我们知道位运算的速度远远快于整除运算,整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍, - int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); - //然后检查新容量是否大于最小需要容量,若还是小于最小需要容量,那么就把最小需要容量当作数组的新容量, - if (newCapacity - minCapacity < 0) - newCapacity = minCapacity; - // 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapacity()` 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE, - //如果minCapacity大于最大容量,则新容量则为`Integer.MAX_VALUE`,否则,新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 `Integer.MAX_VALUE - 8`。 - if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) - newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); - // minCapacity is usually close to size, so this is a win: - elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); - } -``` - -**int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),所以 ArrayList 每次扩容之后容量都会变为原来的 1.5 倍!(JDK1.6版本以后)** JDk1.6版本时,扩容之后容量为 1.5 倍+1!详情请参考源码 - -> ">>"(移位运算符):>>1 右移一位相当于除2,右移n位相当于除以 2 的 n 次方。这里 oldCapacity 明显右移了1位所以相当于oldCapacity /2。对于大数据的2进制运算,位移运算符比那些普通运算符的运算要快很多,因为程序仅仅移动一下而已,不去计算,这样提高了效率,节省了资源   - -**我们再来通过例子探究一下`grow()` 方法 :** - -- 当add第1个元素时,oldCapacity 为0,经比较后第一个if判断成立,newCapacity = minCapacity(为10)。但是第二个if判断不会成立,即newCapacity 不比 MAX_ARRAY_SIZE大,则不会进入 `hugeCapacity` 方法。数组容量为10,add方法中 return true,size增为1。 -- 当add第11个元素进入grow方法时,newCapacity为15,比minCapacity(为11)大,第一个if判断不成立。新容量没有大于数组最大size,不会进入hugeCapacity方法。数组容量扩为15,add方法中return true,size增为11。 -- 以此类推······ - -**这里补充一点比较重要,但是容易被忽视掉的知识点:** - -- java 中的 `length `属性是针对数组说的,比如说你声明了一个数组,想知道这个数组的长度则用到了 length 这个属性. -- java 中的 `length()` 方法是针对字符串说的,如果想看这个字符串的长度则用到 `length()` 这个方法. -- java 中的 `size()` 方法是针对泛型集合说的,如果想看这个泛型有多少个元素,就调用此方法来查看! - -### 5. `hugeCapacity()` 方法。 - -从上面 `grow()` 方法源码我们知道: 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapacity()` 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE,如果minCapacity大于最大容量,则新容量则为`Integer.MAX_VALUE`,否则,新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 `Integer.MAX_VALUE - 8`。 - - -```java - private static int hugeCapacity(int minCapacity) { - if (minCapacity < 0) // overflow - throw new OutOfMemoryError(); - //对minCapacity和MAX_ARRAY_SIZE进行比较 - //若minCapacity大,将Integer.MAX_VALUE作为新数组的大小 - //若MAX_ARRAY_SIZE大,将MAX_ARRAY_SIZE作为新数组的大小 - //MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; - return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? - Integer.MAX_VALUE : - MAX_ARRAY_SIZE; - } -``` - - - -## 三 `System.arraycopy()` 和 `Arrays.copyOf()`方法 - - -阅读源码的话,我们就会发现 ArrayList 中大量调用了这两个方法。比如:我们上面讲的扩容操作以及`add(int index, E element)`、`toArray()` 等方法中都用到了该方法! - - -### 3.1 `System.arraycopy()` 方法 - -```java - /** - * 在此列表中的指定位置插入指定的元素。 - *先调用 rangeCheckForAdd 对index进行界限检查;然后调用 ensureCapacityInternal 方法保证capacity足够大; - *再将从index开始之后的所有成员后移一个位置;将element插入index位置;最后size加1。 - */ - public void add(int index, E element) { - rangeCheckForAdd(index); - - ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! - //arraycopy()方法实现数组自己复制自己 - //elementData:源数组;index:源数组中的起始位置;elementData:目标数组;index + 1:目标数组中的起始位置; size - index:要复制的数组元素的数量; - System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, size - index); - elementData[index] = element; - size++; - } -``` - -我们写一个简单的方法测试以下: - -```java -public class ArraycopyTest { - - public static void main(String[] args) { - // TODO Auto-generated method stub - int[] a = new int[10]; - a[0] = 0; - a[1] = 1; - a[2] = 2; - a[3] = 3; - System.arraycopy(a, 2, a, 3, 3); - a[2]=99; - for (int i = 0; i < a.length; i++) { - System.out.println(a[i]); - } - } - -} -``` - -结果: - -``` -0 1 99 2 3 0 0 0 0 0 -``` - -### 3.2 `Arrays.copyOf()`方法 - -```java - /** - 以正确的顺序返回一个包含此列表中所有元素的数组(从第一个到最后一个元素); 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。 - */ - public Object[] toArray() { - //elementData:要复制的数组;size:要复制的长度 - return Arrays.copyOf(elementData, size); - } -``` - -个人觉得使用 `Arrays.copyOf()`方法主要是为了给原有数组扩容,测试代码如下: - -```java -public class ArrayscopyOfTest { - - public static void main(String[] args) { - int[] a = new int[3]; - a[0] = 0; - a[1] = 1; - a[2] = 2; - int[] b = Arrays.copyOf(a, 10); - System.out.println("b.length"+b.length); - } -} -``` - -结果: - -``` -10 -``` - -### 3.3 两者联系和区别 - -**联系:** - -看两者源代码可以发现 copyOf() 内部实际调用了 `System.arraycopy()` 方法 - -**区别:** - -`arraycopy()` 需要目标数组,将原数组拷贝到你自己定义的数组里或者原数组,而且可以选择拷贝的起点和长度以及放入新数组中的位置 `copyOf()` 是系统自动在内部新建一个数组,并返回该数组。 - -## 四 `ensureCapacity`方法 - -ArrayList 源码中有一个 `ensureCapacity` 方法不知道大家注意到没有,这个方法 ArrayList 内部没有被调用过,所以很显然是提供给用户调用的,那么这个方法有什么作用呢? - -```java - /** - 如有必要,增加此 ArrayList 实例的容量,以确保它至少可以容纳由minimum capacity参数指定的元素数。 - * - * @param minCapacity 所需的最小容量 - */ - public void ensureCapacity(int minCapacity) { - int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) - // any size if not default element table - ? 0 - // larger than default for default empty table. It's already - // supposed to be at default size. - : DEFAULT_CAPACITY; - - if (minCapacity > minExpand) { - ensureExplicitCapacity(minCapacity); - } - } - -``` - -**最好在 add 大量元素之前用 `ensureCapacity` 方法,以减少增量重新分配的次数** - -我们通过下面的代码实际测试以下这个方法的效果: - -```java -public class EnsureCapacityTest { - public static void main(String[] args) { - ArrayList list = new ArrayList(); - final int N = 10000000; - long startTime = System.currentTimeMillis(); - for (int i = 0; i < N; i++) { - list.add(i); - } - long endTime = System.currentTimeMillis(); - System.out.println("使用ensureCapacity方法前:"+(endTime - startTime)); - - list = new ArrayList(); - long startTime1 = System.currentTimeMillis(); - list.ensureCapacity(N); - for (int i = 0; i < N; i++) { - list.add(i); - } - long endTime1 = System.currentTimeMillis(); - System.out.println("使用ensureCapacity方法后:"+(endTime1 - startTime1)); - } -} -``` - -运行结果: - -``` -使用ensureCapacity方法前:4637 -使用ensureCapacity方法后:241 -``` - -通过运行结果,我们可以很明显的看出向 ArrayList 添加大量元素之前最好先使用`ensureCapacity` 方法,以减少增量重新分配的次数 diff --git a/docs/java/collection/ArrayList.md b/docs/java/collection/ArrayList源码+扩容机制分析.md similarity index 53% rename from docs/java/collection/ArrayList.md rename to docs/java/collection/ArrayList源码+扩容机制分析.md index f6578a7a..79ae722c 100644 --- a/docs/java/collection/ArrayList.md +++ b/docs/java/collection/ArrayList源码+扩容机制分析.md @@ -1,34 +1,35 @@ - +## 1. ArrayList 简介 -- [ArrayList简介](#arraylist简介) -- [ArrayList核心源码](#arraylist核心源码) -- [ArrayList源码分析](#arraylist源码分析) - - [System.arraycopy\(\)和Arrays.copyOf\(\)方法](#systemarraycopy和arrayscopyof方法) - - [两者联系与区别](#两者联系与区别) - - [ArrayList核心扩容技术](#arraylist核心扩容技术) - - [内部类](#内部类) -- [ArrayList经典Demo](#arraylist经典demo) +`ArrayList` 的底层是数组队列,相当于动态数组。与 Java 中的数组相比,它的容量能动态增长。在添加大量元素前,应用程序可以使用`ensureCapacity`操作来增加 `ArrayList` 实例的容量。这可以减少递增式再分配的数量。 - +`ArrayList`继承于 **`AbstractList`** ,实现了 **`List`**, **`RandomAccess`**, **`Cloneable`**, **`java.io.Serializable`** 这些接口。 +```java -### ArrayList简介 -  ArrayList 的底层是数组队列,相当于动态数组。与 Java 中的数组相比,它的容量能动态增长。在添加大量元素前,应用程序可以使用`ensureCapacity`操作来增加 ArrayList 实例的容量。这可以减少递增式再分配的数量。 - - 它继承于 **AbstractList**,实现了 **List**, **RandomAccess**, **Cloneable**, **java.io.Serializable** 这些接口。 - - 在我们学数据结构的时候就知道了线性表的顺序存储,插入删除元素的时间复杂度为**O(n)**,求表长以及增加元素,取第 i 元素的时间复杂度为**O(1)** +public class ArrayList extends AbstractList + implements List, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{ -  ArrayList 继承了AbstractList,实现了List。它是一个数组队列,提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能。 + } +``` -  ArrayList 实现了**RandomAccess 接口**, RandomAccess 是一个标志接口,表明实现这个这个接口的 List 集合是支持**快速随机访问**的。在 ArrayList 中,我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象,这就是快速随机访问。 +- `RandomAccess` 是一个标志接口,表明实现这个这个接口的 List 集合是支持**快速随机访问**的。在 `ArrayList` 中,我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象,这就是快速随机访问。 +- `ArrayList` 实现了 **`Cloneable` 接口** ,即覆盖了函数`clone()`,能被克隆。 +- `ArrayList` 实现了 `java.io.Serializable`接口,这意味着`ArrayList`支持序列化,能通过序列化去传输。 -  ArrayList 实现了**Cloneable 接口**,即覆盖了函数 clone(),**能被克隆**。 +### 1.1. Arraylist 和 Vector 的区别? -  ArrayList 实现**java.io.Serializable 接口**,这意味着ArrayList**支持序列化**,**能通过序列化去传输**。 +1. `ArrayList` 是 `List` 的主要实现类,底层使用 `Object[ ]`存储,适用于频繁的查找工作,线程不安全 ; +2. `Vector` 是 `List` 的古老实现类,底层使用 `Object[ ]`存储,线程安全的。 -  和 Vector 不同,**ArrayList 中的操作不是线程安全的**!所以,建议在单线程中才使用 ArrayList,而在多线程中可以选择 Vector 或者 CopyOnWriteArrayList。 -### ArrayList核心源码 +### 1.2. Arraylist 与 LinkedList 区别? + +1. **是否保证线程安全:** `ArrayList` 和 `LinkedList` 都是不同步的,也就是不保证线程安全; +2. **底层数据结构:** `Arraylist` 底层使用的是 **`Object` 数组**;`LinkedList` 底层使用的是 **双向链表** 数据结构(JDK1.6 之前为循环链表,JDK1.7 取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别,下面有介绍到!) +3. **插入和删除是否受元素位置的影响:** ① **`ArrayList` 采用数组存储,所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。** 比如:执行`add(E e)`方法的时候, `ArrayList` 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾,这种情况时间复杂度就是 O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话(`add(int index, E element)`)时间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。 ② **`LinkedList` 采用链表存储,所以对于`add(E e)`方法的插入,删除元素时间复杂度不受元素位置的影响,近似 O(1),如果是要在指定位置`i`插入和删除元素的话(`(add(int index, E element)`) 时间复杂度近似为`o(n))`因为需要先移动到指定位置再插入。** +4. **是否支持快速随机访问:** `LinkedList` 不支持高效的随机元素访问,而 `ArrayList` 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于`get(int index)`方法)。 +5. **内存空间占用:** `ArrayList` 的空 间浪费主要体现在在 list 列表的结尾会预留一定的容量空间,而 `LinkedList` 的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比 `ArrayList` 更多的空间(因为要存放直接后继和直接前驱以及数据)。 + +## 2. ArrayList 核心源码解读 ```java package java.util; @@ -68,23 +69,25 @@ public class ArrayList extends AbstractList private int size; /** - * 带初始容量参数的构造函数。(用户自己指定容量) + * 带初始容量参数的构造函数(用户可以在创建ArrayList对象时自己指定集合的初始大小) */ public ArrayList(int initialCapacity) { if (initialCapacity > 0) { - //创建initialCapacity大小的数组 + //如果传入的参数大于0,创建initialCapacity大小的数组 this.elementData = new Object[initialCapacity]; } else if (initialCapacity == 0) { - //创建空数组 + //如果传入的参数等于0,创建空数组 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } else { + //其他情况,抛出异常 throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ initialCapacity); } } /** - *默认构造函数,DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 为0.初始化为10,也就是说初始其实是空数组 当添加第一个元素的时候数组容量才变成10 + *默认无参构造函数 + *DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA 为0.初始化为10,也就是说初始其实是空数组 当添加第一个元素的时候数组容量才变成10 */ public ArrayList() { this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; @@ -94,22 +97,22 @@ public class ArrayList extends AbstractList * 构造一个包含指定集合的元素的列表,按照它们由集合的迭代器返回的顺序。 */ public ArrayList(Collection c) { - // + //将指定集合转换为数组 elementData = c.toArray(); - //如果指定集合元素个数不为0 + //如果elementData数组的长度不为0 if ((size = elementData.length) != 0) { - // c.toArray 可能返回的不是Object类型的数组所以加上下面的语句用于判断, - //这里用到了反射里面的getClass()方法 + // 如果elementData不是Object类型数据(c.toArray可能返回的不是Object类型的数组所以加上下面的语句用于判断) if (elementData.getClass() != Object[].class) + //将原来不是Object类型的elementData数组的内容,赋值给新的Object类型的elementData数组 elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); } else { - // 用空数组代替 + // 其他情况,用空数组代替 this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; } } /** - * 修改这个ArrayList实例的容量是列表的当前大小。 应用程序可以使用此操作来最小化ArrayList实例的存储。 + * 修改这个ArrayList实例的容量是列表的当前大小。 应用程序可以使用此操作来最小化ArrayList实例的存储。 */ public void trimToSize() { modCount++; @@ -127,13 +130,14 @@ public class ArrayList extends AbstractList * @param minCapacity 所需的最小容量 */ public void ensureCapacity(int minCapacity) { + //如果是true,minExpand的值为0,如果是false,minExpand的值为10 int minExpand = (elementData != DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) // any size if not default element table ? 0 // larger than default for default empty table. It's already // supposed to be at default size. : DEFAULT_CAPACITY; - + //如果最小容量大于已有的最大容量 if (minCapacity > minExpand) { ensureExplicitCapacity(minCapacity); } @@ -141,7 +145,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList //得到最小扩容量 private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { - // 获取默认的容量和传入参数的较大值 + // 获取“默认的容量”和“传入参数”两者之间的最大值 minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); } @@ -192,7 +196,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - *返回此列表中的元素数。 + *返回此列表中的元素数。 */ public int size() { return size; @@ -210,12 +214,12 @@ public class ArrayList extends AbstractList * 如果此列表包含指定的元素,则返回true 。 */ public boolean contains(Object o) { - //indexOf()方法:返回此列表中指定元素的首次出现的索引,如果此列表不包含此元素,则为-1 + //indexOf()方法:返回此列表中指定元素的首次出现的索引,如果此列表不包含此元素,则为-1 return indexOf(o) >= 0; } /** - *返回此列表中指定元素的首次出现的索引,如果此列表不包含此元素,则为-1 + *返回此列表中指定元素的首次出现的索引,如果此列表不包含此元素,则为-1 */ public int indexOf(Object o) { if (o == null) { @@ -248,7 +252,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - * 返回此ArrayList实例的浅拷贝。 (元素本身不被复制。) + * 返回此ArrayList实例的浅拷贝。 (元素本身不被复制。) */ public Object clone() { try { @@ -264,7 +268,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - *以正确的顺序(从第一个到最后一个元素)返回一个包含此列表中所有元素的数组。 + *以正确的顺序(从第一个到最后一个元素)返回一个包含此列表中所有元素的数组。 *返回的数组将是“安全的”,因为该列表不保留对它的引用。 (换句话说,这个方法必须分配一个新的数组)。 *因此,调用者可以自由地修改返回的数组。 此方法充当基于阵列和基于集合的API之间的桥梁。 */ @@ -273,11 +277,11 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - * 以正确的顺序返回一个包含此列表中所有元素的数组(从第一个到最后一个元素); - *返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。 如果列表适合指定的数组,则返回其中。 - *否则,将为指定数组的运行时类型和此列表的大小分配一个新数组。 + * 以正确的顺序返回一个包含此列表中所有元素的数组(从第一个到最后一个元素); + *返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。 如果列表适合指定的数组,则返回其中。 + *否则,将为指定数组的运行时类型和此列表的大小分配一个新数组。 *如果列表适用于指定的数组,其余空间(即数组的列表数量多于此元素),则紧跟在集合结束后的数组中的元素设置为null 。 - *(这仅在调用者知道列表不包含任何空元素的情况下才能确定列表的长度。) + *(这仅在调用者知道列表不包含任何空元素的情况下才能确定列表的长度。) */ @SuppressWarnings("unchecked") public T[] toArray(T[] a) { @@ -308,7 +312,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - * 用指定的元素替换此列表中指定位置的元素。 + * 用指定的元素替换此列表中指定位置的元素。 */ public E set(int index, E element) { //对index进行界限检查 @@ -321,7 +325,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - * 将指定的元素追加到此列表的末尾。 + * 将指定的元素追加到此列表的末尾。 */ public boolean add(E e) { ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! @@ -331,7 +335,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - * 在此列表中的指定位置插入指定的元素。 + * 在此列表中的指定位置插入指定的元素。 *先调用 rangeCheckForAdd 对index进行界限检查;然后调用 ensureCapacityInternal 方法保证capacity足够大; *再将从index开始之后的所有成员后移一个位置;将element插入index位置;最后size加1。 */ @@ -347,7 +351,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - * 删除该列表中指定位置的元素。 将任何后续元素移动到左侧(从其索引中减去一个元素)。 + * 删除该列表中指定位置的元素。 将任何后续元素移动到左侧(从其索引中减去一个元素)。 */ public E remove(int index) { rangeCheck(index); @@ -360,7 +364,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index, numMoved); elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work - //从列表中删除的元素 + //从列表中删除的元素 return oldValue; } @@ -399,7 +403,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - * 从列表中删除所有元素。 + * 从列表中删除所有元素。 */ public void clear() { modCount++; @@ -485,7 +489,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - * 从此列表中删除指定集合中包含的所有元素。 + * 从此列表中删除指定集合中包含的所有元素。 */ public boolean removeAll(Collection c) { Objects.requireNonNull(c); @@ -495,7 +499,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList /** * 仅保留此列表中包含在指定集合中的元素。 - *换句话说,从此列表中删除其中不包含在指定集合中的所有元素。 + *换句话说,从此列表中删除其中不包含在指定集合中的所有元素。 */ public boolean retainAll(Collection c) { Objects.requireNonNull(c); @@ -505,8 +509,8 @@ public class ArrayList extends AbstractList /** * 从列表中的指定位置开始,返回列表中的元素(按正确顺序)的列表迭代器。 - *指定的索引表示初始调用将返回的第一个元素为next 。 初始调用previous将返回指定索引减1的元素。 - *返回的列表迭代器是fail-fast 。 + *指定的索引表示初始调用将返回的第一个元素为next 。 初始调用previous将返回指定索引减1的元素。 + *返回的列表迭代器是fail-fast 。 */ public ListIterator listIterator(int index) { if (index < 0 || index > size) @@ -515,7 +519,7 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - *返回列表中的列表迭代器(按适当的顺序)。 + *返回列表中的列表迭代器(按适当的顺序)。 *返回的列表迭代器是fail-fast 。 */ public ListIterator listIterator() { @@ -523,21 +527,234 @@ public class ArrayList extends AbstractList } /** - *以正确的顺序返回该列表中的元素的迭代器。 - *返回的迭代器是fail-fast 。 + *以正确的顺序返回该列表中的元素的迭代器。 + *返回的迭代器是fail-fast 。 */ public Iterator iterator() { return new Itr(); } - + ``` -### ArrayList源码分析 -#### System.arraycopy()和Arrays.copyOf()方法 -  通过上面源码我们发现这两个实现数组复制的方法被广泛使用而且很多地方都特别巧妙。比如下面add(int index, E element)方法就很巧妙的用到了arraycopy()方法让数组自己复制自己实现让index开始之后的所有成员后移一个位置: -```java + +## 3. ArrayList 扩容机制分析 + +### 3.1. 先从 ArrayList 的构造函数说起 + +**(JDK8)ArrayList 有三种方式来初始化,构造方法源码如下:** + +```java + /** + * 默认初始容量大小 + */ + private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10; + + + private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {}; + /** - * 在此列表中的指定位置插入指定的元素。 + *默认构造函数,使用初始容量10构造一个空列表(无参数构造) + */ + public ArrayList() { + this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA; + } + + /** + * 带初始容量参数的构造函数。(用户自己指定容量) + */ + public ArrayList(int initialCapacity) { + if (initialCapacity > 0) {//初始容量大于0 + //创建initialCapacity大小的数组 + this.elementData = new Object[initialCapacity]; + } else if (initialCapacity == 0) {//初始容量等于0 + //创建空数组 + this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; + } else {//初始容量小于0,抛出异常 + throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+ + initialCapacity); + } + } + + + /** + *构造包含指定collection元素的列表,这些元素利用该集合的迭代器按顺序返回 + *如果指定的集合为null,throws NullPointerException。 + */ + public ArrayList(Collection c) { + elementData = c.toArray(); + if ((size = elementData.length) != 0) { + // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) + if (elementData.getClass() != Object[].class) + elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class); + } else { + // replace with empty array. + this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA; + } + } + +``` + +细心的同学一定会发现 :**以无参数构造方法创建 `ArrayList` 时,实际上初始化赋值的是一个空数组。当真正对数组进行添加元素操作时,才真正分配容量。即向数组中添加第一个元素时,数组容量扩为 10。** 下面在我们分析 ArrayList 扩容时会讲到这一点内容! + +> 补充:JDK6 new 无参构造的 `ArrayList` 对象时,直接创建了长度是 10 的 `Object[]` 数组 elementData 。 + +### 3.2. 一步一步分析 ArrayList 扩容机制 + +这里以无参构造函数创建的 ArrayList 为例分析 + +#### 3.2.1. 先来看 `add` 方法 + +```java + /** + * 将指定的元素追加到此列表的末尾。 + */ + public boolean add(E e) { + //添加元素之前,先调用ensureCapacityInternal方法 + ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!! + //这里看到ArrayList添加元素的实质就相当于为数组赋值 + elementData[size++] = e; + return true; + } +``` + +> **注意** :JDK11 移除了 `ensureCapacityInternal()` 和 `ensureExplicitCapacity()` 方法 + +#### 3.2.2. 再来看看 `ensureCapacityInternal()` 方法 + +(JDK7)可以看到 `add` 方法 首先调用了`ensureCapacityInternal(size + 1)` + +```java + //得到最小扩容量 + private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { + if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { + // 获取默认的容量和传入参数的较大值 + minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); + } + + ensureExplicitCapacity(minCapacity); + } +``` + +**当 要 add 进第 1 个元素时,minCapacity 为 1,在 Math.max()方法比较后,minCapacity 为 10。** + +> 此处和后续 JDK8 代码格式化略有不同,核心代码基本一样。 + +#### 3.2.3. `ensureExplicitCapacity()` 方法 + +如果调用 `ensureCapacityInternal()` 方法就一定会进入(执行)这个方法,下面我们来研究一下这个方法的源码! + +```java + //判断是否需要扩容 + private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { + modCount++; + + // overflow-conscious code + if (minCapacity - elementData.length > 0) + //调用grow方法进行扩容,调用此方法代表已经开始扩容了 + grow(minCapacity); + } + +``` + +我们来仔细分析一下: + +- 当我们要 add 进第 1 个元素到 ArrayList 时,elementData.length 为 0 (因为还是一个空的 list),因为执行了 `ensureCapacityInternal()` 方法 ,所以 minCapacity 此时为 10。此时,`minCapacity - elementData.length > 0`成立,所以会进入 `grow(minCapacity)` 方法。 +- 当 add 第 2 个元素时,minCapacity 为 2,此时 e lementData.length(容量)在添加第一个元素后扩容成 10 了。此时,`minCapacity - elementData.length > 0` 不成立,所以不会进入 (执行)`grow(minCapacity)` 方法。 +- 添加第 3、4···到第 10 个元素时,依然不会执行 grow 方法,数组容量都为 10。 + +直到添加第 11 个元素,minCapacity(为 11)比 elementData.length(为 10)要大。进入 grow 方法进行扩容。 + +#### 3.2.4. `grow()` 方法 + +```java + /** + * 要分配的最大数组大小 + */ + private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; + + /** + * ArrayList扩容的核心方法。 + */ + private void grow(int minCapacity) { + // oldCapacity为旧容量,newCapacity为新容量 + int oldCapacity = elementData.length; + //将oldCapacity 右移一位,其效果相当于oldCapacity /2, + //我们知道位运算的速度远远快于整除运算,整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍, + int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); + //然后检查新容量是否大于最小需要容量,若还是小于最小需要容量,那么就把最小需要容量当作数组的新容量, + if (newCapacity - minCapacity < 0) + newCapacity = minCapacity; + // 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapacity()` 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE, + //如果minCapacity大于最大容量,则新容量则为`Integer.MAX_VALUE`,否则,新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 `Integer.MAX_VALUE - 8`。 + if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) + newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); + // minCapacity is usually close to size, so this is a win: + elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); + } +``` + +**int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1),所以 ArrayList 每次扩容之后容量都会变为原来的 1.5 倍左右(oldCapacity 为偶数就是 1.5 倍,否则是 1.5 倍左右)!** 奇偶不同,比如 :10+10/2 = 15, 33+33/2=49。如果是奇数的话会丢掉小数. + +> ">>"(移位运算符):>>1 右移一位相当于除 2,右移 n 位相当于除以 2 的 n 次方。这里 oldCapacity 明显右移了 1 位所以相当于 oldCapacity /2。对于大数据的 2 进制运算,位移运算符比那些普通运算符的运算要快很多,因为程序仅仅移动一下而已,不去计算,这样提高了效率,节省了资源 + +**我们再来通过例子探究一下`grow()` 方法 :** + +- 当 add 第 1 个元素时,oldCapacity 为 0,经比较后第一个 if 判断成立,newCapacity = minCapacity(为 10)。但是第二个 if 判断不会成立,即 newCapacity 不比 MAX_ARRAY_SIZE 大,则不会进入 `hugeCapacity` 方法。数组容量为 10,add 方法中 return true,size 增为 1。 +- 当 add 第 11 个元素进入 grow 方法时,newCapacity 为 15,比 minCapacity(为 11)大,第一个 if 判断不成立。新容量没有大于数组最大 size,不会进入 hugeCapacity 方法。数组容量扩为 15,add 方法中 return true,size 增为 11。 +- 以此类推······ + +**这里补充一点比较重要,但是容易被忽视掉的知识点:** + +- java 中的 `length`属性是针对数组说的,比如说你声明了一个数组,想知道这个数组的长度则用到了 length 这个属性. +- java 中的 `length()` 方法是针对字符串说的,如果想看这个字符串的长度则用到 `length()` 这个方法. +- java 中的 `size()` 方法是针对泛型集合说的,如果想看这个泛型有多少个元素,就调用此方法来查看! + +#### 3.2.5. `hugeCapacity()` 方法。 + +从上面 `grow()` 方法源码我们知道: 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapacity()` 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE,如果 minCapacity 大于最大容量,则新容量则为`Integer.MAX_VALUE`,否则,新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 `Integer.MAX_VALUE - 8`。 + +```java + private static int hugeCapacity(int minCapacity) { + if (minCapacity < 0) // overflow + throw new OutOfMemoryError(); + //对minCapacity和MAX_ARRAY_SIZE进行比较 + //若minCapacity大,将Integer.MAX_VALUE作为新数组的大小 + //若MAX_ARRAY_SIZE大,将MAX_ARRAY_SIZE作为新数组的大小 + //MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8; + return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? + Integer.MAX_VALUE : + MAX_ARRAY_SIZE; + } +``` + +### 3.3. `System.arraycopy()` 和 `Arrays.copyOf()`方法 + +阅读源码的话,我们就会发现 ArrayList 中大量调用了这两个方法。比如:我们上面讲的扩容操作以及`add(int index, E element)`、`toArray()` 等方法中都用到了该方法! + +#### 3.3.1. `System.arraycopy()` 方法 + +源码: + +```java + // 我们发现 arraycopy 是一个 native 方法,接下来我们解释一下各个参数的具体意义 + /** + * 复制数组 + * @param src 源数组 + * @param srcPos 源数组中的起始位置 + * @param dest 目标数组 + * @param destPos 目标数组中的起始位置 + * @param length 要复制的数组元素的数量 + */ + public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, + Object dest, int destPos, + int length); +``` + +场景: + +```java + /** + * 在此列表中的指定位置插入指定的元素。 *先调用 rangeCheckForAdd 对index进行界限检查;然后调用 ensureCapacityInternal 方法保证capacity足够大; *再将从index开始之后的所有成员后移一个位置;将element插入index位置;最后size加1。 */ @@ -552,32 +769,102 @@ public class ArrayList extends AbstractList size++; } ``` -又如toArray()方法中用到了copyOf()方法 -```java - /** - *以正确的顺序(从第一个到最后一个元素)返回一个包含此列表中所有元素的数组。 - *返回的数组将是“安全的”,因为该列表不保留对它的引用。 (换句话说,这个方法必须分配一个新的数组)。 - *因此,调用者可以自由地修改返回的数组。 此方法充当基于阵列和基于集合的API之间的桥梁。 +我们写一个简单的方法测试以下: + +```java +public class ArraycopyTest { + + public static void main(String[] args) { + // TODO Auto-generated method stub + int[] a = new int[10]; + a[0] = 0; + a[1] = 1; + a[2] = 2; + a[3] = 3; + System.arraycopy(a, 2, a, 3, 3); + a[2]=99; + for (int i = 0; i < a.length; i++) { + System.out.print(a[i] + " "); + } + } + +} +``` + +结果: + +``` +0 1 99 2 3 0 0 0 0 0 +``` + +#### 3.3.2. `Arrays.copyOf()`方法 + +源码: + +```java + public static int[] copyOf(int[] original, int newLength) { + // 申请一个新的数组 + int[] copy = new int[newLength]; + // 调用System.arraycopy,将源数组中的数据进行拷贝,并返回新的数组 + System.arraycopy(original, 0, copy, 0, + Math.min(original.length, newLength)); + return copy; + } +``` + +场景: + +```java + /** + 以正确的顺序返回一个包含此列表中所有元素的数组(从第一个到最后一个元素); 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。 */ public Object[] toArray() { //elementData:要复制的数组;size:要复制的长度 return Arrays.copyOf(elementData, size); } ``` -##### 两者联系与区别 -**联系:** -看两者源代码可以发现`copyOf()`内部调用了`System.arraycopy()`方法 -**区别:** -1. arraycopy()需要目标数组,将原数组拷贝到你自己定义的数组里,而且可以选择拷贝的起点和长度以及放入新数组中的位置 -2. copyOf()是系统自动在内部新建一个数组,并返回该数组。 -#### ArrayList 核心扩容技术 + +个人觉得使用 `Arrays.copyOf()`方法主要是为了给原有数组扩容,测试代码如下: + +```java +public class ArrayscopyOfTest { + + public static void main(String[] args) { + int[] a = new int[3]; + a[0] = 0; + a[1] = 1; + a[2] = 2; + int[] b = Arrays.copyOf(a, 10); + System.out.println("b.length"+b.length); + } +} +``` + +结果: + +``` +10 +``` + +#### 3.3.3. 两者联系和区别 + +**联系:** + +看两者源代码可以发现 `copyOf()`内部实际调用了 `System.arraycopy()` 方法 + +**区别:** + +`arraycopy()` 需要目标数组,将原数组拷贝到你自己定义的数组里或者原数组,而且可以选择拷贝的起点和长度以及放入新数组中的位置 `copyOf()` 是系统自动在内部新建一个数组,并返回该数组。 + +### 3.4. `ensureCapacity`方法 + +ArrayList 源码中有一个 `ensureCapacity` 方法不知道大家注意到没有,这个方法 ArrayList 内部没有被调用过,所以很显然是提供给用户调用的,那么这个方法有什么作用呢? + ```java -//下面是ArrayList的扩容机制 -//ArrayList的扩容机制提高了性能,如果每次只扩充一个, -//那么频繁的插入会导致频繁的拷贝,降低性能,而ArrayList的扩容机制避免了这种情况。 /** - * 如有必要,增加此ArrayList实例的容量,以确保它至少能容纳元素的数量 + 如有必要,增加此 ArrayList 实例的容量,以确保它至少可以容纳由minimum capacity参数指定的元素数。 + * * @param minCapacity 所需的最小容量 */ public void ensureCapacity(int minCapacity) { @@ -592,146 +879,56 @@ public class ArrayList extends AbstractList ensureExplicitCapacity(minCapacity); } } - //得到最小扩容量 - private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) { - if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) { - // 获取默认的容量和传入参数的较大值 - minCapacity = Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity); + +``` + +**最好在 add 大量元素之前用 `ensureCapacity` 方法,以减少增量重新分配的次数** + +我们通过下面的代码实际测试以下这个方法的效果: + +```java +public class EnsureCapacityTest { + public static void main(String[] args) { + ArrayList list = new ArrayList(); + final int N = 10000000; + long startTime = System.currentTimeMillis(); + for (int i = 0; i < N; i++) { + list.add(i); + } + long endTime = System.currentTimeMillis(); + System.out.println("使用ensureCapacity方法前:"+(endTime - startTime)); + + } +} +``` + +运行结果: + +``` +使用ensureCapacity方法前:2158 +``` + +```java +public class EnsureCapacityTest { + public static void main(String[] args) { + ArrayList list = new ArrayList(); + final int N = 10000000; + list = new ArrayList(); + long startTime1 = System.currentTimeMillis(); + list.ensureCapacity(N); + for (int i = 0; i < N; i++) { + list.add(i); } - - ensureExplicitCapacity(minCapacity); - } - //判断是否需要扩容,上面两个方法都要调用 - private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) { - modCount++; - - // 如果说minCapacity也就是所需的最小容量大于保存ArrayList数据的数组的长度的话,就需要调用grow(minCapacity)方法扩容。 - //这个minCapacity到底为多少呢?举个例子在添加元素(add)方法中这个minCapacity的大小就为现在数组的长度加1 - if (minCapacity - elementData.length > 0) - //调用grow方法进行扩容,调用此方法代表已经开始扩容了 - grow(minCapacity); - } - -``` -```java - /** - * ArrayList扩容的核心方法。 - */ - private void grow(int minCapacity) { - //elementData为保存ArrayList数据的数组 - ///elementData.length求数组长度elementData.size是求数组中的元素个数 - // oldCapacity为旧容量,newCapacity为新容量 - int oldCapacity = elementData.length; - //将oldCapacity 右移一位,其效果相当于oldCapacity /2, - //我们知道位运算的速度远远快于整除运算,整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍, - int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); - //然后检查新容量是否大于最小需要容量,若还是小于最小需要容量,那么就把最小需要容量当作数组的新容量, - if (newCapacity - minCapacity < 0) - newCapacity = minCapacity; - //再检查新容量是否超出了ArrayList所定义的最大容量, - //若超出了,则调用hugeCapacity()来比较minCapacity和 MAX_ARRAY_SIZE, - //如果minCapacity大于MAX_ARRAY_SIZE,则新容量则为Interger.MAX_VALUE,否则,新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE。 - if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0) - newCapacity = hugeCapacity(minCapacity); - // minCapacity is usually close to size, so this is a win: - elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity); - } - -``` -  扩容机制代码已经做了详细的解释。另外值得注意的是大家很容易忽略的一个运算符:**移位运算符** -  **简介**:移位运算符就是在二进制的基础上对数字进行平移。按照平移的方向和填充数字的规则分为三种:<<(左移)>>(带符号右移)>>>(无符号右移)。 -  **作用**:**对于大数据的2进制运算,位移运算符比那些普通运算符的运算要快很多,因为程序仅仅移动一下而已,不去计算,这样提高了效率,节省了资源** -  比如这里:int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); -右移一位相当于除2,右移n位相当于除以 2 的 n 次方。这里 oldCapacity 明显右移了1位所以相当于oldCapacity /2。 - -**另外需要注意的是:** - -1. java 中的**length 属性**是针对数组说的,比如说你声明了一个数组,想知道这个数组的长度则用到了 length 这个属性. - -2. java 中的**length()方法**是针对字 符串String说的,如果想看这个字符串的长度则用到 length()这个方法. - -3. .java 中的**size()方法**是针对泛型集合说的,如果想看这个泛型有多少个元素,就调用此方法来查看! - - -#### 内部类 -```java - (1)private class Itr implements Iterator - (2)private class ListItr extends Itr implements ListIterator - (3)private class SubList extends AbstractList implements RandomAccess - (4)static final class ArrayListSpliterator implements Spliterator -``` -  ArrayList有四个内部类,其中的**Itr是实现了Iterator接口**,同时重写了里面的**hasNext()**, **next()**, **remove()** 等方法;其中的**ListItr** 继承 **Itr**,实现了**ListIterator接口**,同时重写了**hasPrevious()**, **nextIndex()**, **previousIndex()**, **previous()**, **set(E e)**, **add(E e)** 等方法,所以这也可以看出了 **Iterator和ListIterator的区别:** ListIterator在Iterator的基础上增加了添加对象,修改对象,逆向遍历等方法,这些是Iterator不能实现的。 -### ArrayList经典Demo - -```java -package list; -import java.util.ArrayList; -import java.util.Iterator; - -public class ArrayListDemo { - - public static void main(String[] srgs){ - ArrayList arrayList = new ArrayList(); - - System.out.printf("Before add:arrayList.size() = %d\n",arrayList.size()); - - arrayList.add(1); - arrayList.add(3); - arrayList.add(5); - arrayList.add(7); - arrayList.add(9); - System.out.printf("After add:arrayList.size() = %d\n",arrayList.size()); - - System.out.println("Printing elements of arrayList"); - // 三种遍历方式打印元素 - // 第一种:通过迭代器遍历 - System.out.print("通过迭代器遍历:"); - Iterator it = arrayList.iterator(); - while(it.hasNext()){ - System.out.print(it.next() + " "); - } - System.out.println(); - - // 第二种:通过索引值遍历 - System.out.print("通过索引值遍历:"); - for(int i = 0; i < arrayList.size(); i++){ - System.out.print(arrayList.get(i) + " "); - } - System.out.println(); - - // 第三种:for循环遍历 - System.out.print("for循环遍历:"); - for(Integer number : arrayList){ - System.out.print(number + " "); - } - - // toArray用法 - // 第一种方式(最常用) - Integer[] integer = arrayList.toArray(new Integer[0]); - - // 第二种方式(容易理解) - Integer[] integer1 = new Integer[arrayList.size()]; - arrayList.toArray(integer1); - - // 抛出异常,java不支持向下转型 - //Integer[] integer2 = new Integer[arrayList.size()]; - //integer2 = arrayList.toArray(); - System.out.println(); - - // 在指定位置添加元素 - arrayList.add(2,2); - // 删除指定位置上的元素 - arrayList.remove(2); - // 删除指定元素 - arrayList.remove((Object)3); - // 判断arrayList是否包含5 - System.out.println("ArrayList contains 5 is: " + arrayList.contains(5)); - - // 清空ArrayList - arrayList.clear(); - // 判断ArrayList是否为空 - System.out.println("ArrayList is empty: " + arrayList.isEmpty()); + long endTime1 = System.currentTimeMillis(); + System.out.println("使用ensureCapacity方法后:"+(endTime1 - startTime1)); } } ``` +运行结果: + +``` +使用ensureCapacity方法后:1773 +``` + +通过运行结果,我们可以看出向 ArrayList 添加大量元素之前最好先使用`ensureCapacity` 方法,以减少增量重新分配的次数。 diff --git a/docs/java/collection/ConcurrentHashMap源码+底层数据结构分析.md b/docs/java/collection/ConcurrentHashMap源码+底层数据结构分析.md new file mode 100644 index 00000000..cb5ce818 --- /dev/null +++ b/docs/java/collection/ConcurrentHashMap源码+底层数据结构分析.md @@ -0,0 +1,584 @@ +> 本文来自公众号:末读代码的投稿,原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/AHWzboztt53ZfFZmsSnMSw 。 + +上一篇文章介绍了 HashMap 源码,反响不错,也有很多同学发表了自己的观点,这次又来了,这次是 `ConcurrentHashMap ` 了,作为线程安全的HashMap ,它的使用频率也是很高。那么它的存储结构和实现原理是怎么样的呢? + +## 1. ConcurrentHashMap 1.7 + +### 1. 存储结构 + +![Java 7 ConcurrentHashMap 存储结构](./images/image-20200405151029416.png) + +Java 7 中 ConcurrentHashMap 的存储结构如上图,ConcurrnetHashMap 由很多个 Segment 组合,而每一个 Segment 是一个类似于 HashMap 的结构,所以每一个 HashMap 的内部可以进行扩容。但是 Segment 的个数一旦**初始化就不能改变**,默认 Segment 的个数是 16 个,你也可以认为 ConcurrentHashMap 默认支持最多 16 个线程并发。 + +### 2. 初始化 + +通过 ConcurrentHashMap 的无参构造探寻 ConcurrentHashMap 的初始化流程。 + +```java + /** + * Creates a new, empty map with a default initial capacity (16), + * load factor (0.75) and concurrencyLevel (16). + */ + public ConcurrentHashMap() { + this(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_LOAD_FACTOR, DEFAULT_CONCURRENCY_LEVEL); + } +``` + +无参构造中调用了有参构造,传入了三个参数的默认值,他们的值是。 + +```java + /** + * 默认初始化容量 + */ + static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16; + + /** + * 默认负载因子 + */ + static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; + + /** + * 默认并发级别 + */ + static final int DEFAULT_CONCURRENCY_LEVEL = 16; +``` + +接着看下这个有参构造函数的内部实现逻辑。 + +```java +@SuppressWarnings("unchecked") +public ConcurrentHashMap(int initialCapacity,float loadFactor, int concurrencyLevel) { + // 参数校验 + if (!(loadFactor > 0) || initialCapacity < 0 || concurrencyLevel <= 0) + throw new IllegalArgumentException(); + // 校验并发级别大小,大于 1<<16,重置为 65536 + if (concurrencyLevel > MAX_SEGMENTS) + concurrencyLevel = MAX_SEGMENTS; + // Find power-of-two sizes best matching arguments + // 2的多少次方 + int sshift = 0; + int ssize = 1; + // 这个循环可以找到 concurrencyLevel 之上最近的 2的次方值 + while (ssize < concurrencyLevel) { + ++sshift; + ssize <<= 1; + } + // 记录段偏移量 + this.segmentShift = 32 - sshift; + // 记录段掩码 + this.segmentMask = ssize - 1; + // 设置容量 + if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) + initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; + // c = 容量 / ssize ,默认 16 / 16 = 1,这里是计算每个 Segment 中的类似于 HashMap 的容量 + int c = initialCapacity / ssize; + if (c * ssize < initialCapacity) + ++c; + int cap = MIN_SEGMENT_TABLE_CAPACITY; + //Segment 中的类似于 HashMap 的容量至少是2或者2的倍数 + while (cap < c) + cap <<= 1; + // create segments and segments[0] + // 创建 Segment 数组,设置 segments[0] + Segment s0 = new Segment(loadFactor, (int)(cap * loadFactor), + (HashEntry[])new HashEntry[cap]); + Segment[] ss = (Segment[])new Segment[ssize]; + UNSAFE.putOrderedObject(ss, SBASE, s0); // ordered write of segments[0] + this.segments = ss; +} +``` + +总结一下在 Java 7 中 ConcurrnetHashMap 的初始化逻辑。 + +1. 必要参数校验。 +2. 校验并发级别 concurrencyLevel 大小,如果大于最大值,重置为最大值。无参构造**默认值是 16.** +3. 寻找并发级别 concurrencyLevel 之上最近的 **2 的幂次方**值,作为初始化容量大小,**默认是 16**。 +4. 记录 segmentShift 偏移量,这个值为【容量 = 2 的N次方】中的 N,在后面 Put 时计算位置时会用到。**默认是 32 - sshift = 28**. +5. 记录 segmentMask,默认是 ssize - 1 = 16 -1 = 15. +6. **初始化 segments[0]**,**默认大小为 2**,**负载因子 0.75**,**扩容阀值是 2*0.75=1.5**,插入第二个值时才会进行扩容。 + +### 3. put + +接着上面的初始化参数继续查看 put 方法源码。 + +```java +/** + * Maps the specified key to the specified value in this table. + * Neither the key nor the value can be null. + * + *

The value can be retrieved by calling the get method + * with a key that is equal to the original key. + * + * @param key key with which the specified value is to be associated + * @param value value to be associated with the specified key + * @return the previous value associated with key, or + * null if there was no mapping for key + * @throws NullPointerException if the specified key or value is null + */ +public V put(K key, V value) { + Segment s; + if (value == null) + throw new NullPointerException(); + int hash = hash(key); + // hash 值无符号右移 28位(初始化时获得),然后与 segmentMask=15 做与运算 + // 其实也就是把高4位与segmentMask(1111)做与运算 + int j = (hash >>> segmentShift) & segmentMask; + if ((s = (Segment)UNSAFE.getObject // nonvolatile; recheck + (segments, (j << SSHIFT) + SBASE)) == null) // in ensureSegment + // 如果查找到的 Segment 为空,初始化 + s = ensureSegment(j); + return s.put(key, hash, value, false); +} + +/** + * Returns the segment for the given index, creating it and + * recording in segment table (via CAS) if not already present. + * + * @param k the index + * @return the segment + */ +@SuppressWarnings("unchecked") +private Segment ensureSegment(int k) { + final Segment[] ss = this.segments; + long u = (k << SSHIFT) + SBASE; // raw offset + Segment seg; + // 判断 u 位置的 Segment 是否为null + if ((seg = (Segment)UNSAFE.getObjectVolatile(ss, u)) == null) { + Segment proto = ss[0]; // use segment 0 as prototype + // 获取0号 segment 里的 HashEntry 初始化长度 + int cap = proto.table.length; + // 获取0号 segment 里的 hash 表里的扩容负载因子,所有的 segment 的 loadFactor 是相同的 + float lf = proto.loadFactor; + // 计算扩容阀值 + int threshold = (int)(cap * lf); + // 创建一个 cap 容量的 HashEntry 数组 + HashEntry[] tab = (HashEntry[])new HashEntry[cap]; + if ((seg = (Segment)UNSAFE.getObjectVolatile(ss, u)) == null) { // recheck + // 再次检查 u 位置的 Segment 是否为null,因为这时可能有其他线程进行了操作 + Segment s = new Segment(lf, threshold, tab); + // 自旋检查 u 位置的 Segment 是否为null + while ((seg = (Segment)UNSAFE.getObjectVolatile(ss, u)) + == null) { + // 使用CAS 赋值,只会成功一次 + if (UNSAFE.compareAndSwapObject(ss, u, null, seg = s)) + break; + } + } + } + return seg; +} +``` + +上面的源码分析了 ConcurrentHashMap 在 put 一个数据时的处理流程,下面梳理下具体流程。 + +1. 计算要 put 的 key 的位置,获取指定位置的 Segment。 + +2. 如果指定位置的 Segment 为空,则初始化这个 Segment. + + **初始化 Segment 流程:** + + 1. 检查计算得到的位置的 Segment 是否为null. + 2. 为 null 继续初始化,使用 Segment[0] 的容量和负载因子创建一个 HashEntry 数组。 + 3. 再次检查计算得到的指定位置的 Segment 是否为null. + 4. 使用创建的 HashEntry 数组初始化这个 Segment. + 5. 自旋判断计算得到的指定位置的 Segment 是否为null,使用 CAS 在这个位置赋值为 Segment. + +3. Segment.put 插入 key,value 值。 + +上面探究了获取 Segment 段和初始化 Segment 段的操作。最后一行的 Segment 的 put 方法还没有查看,继续分析。 + +```java +final V put(K key, int hash, V value, boolean onlyIfAbsent) { + // 获取 ReentrantLock 独占锁,获取不到,scanAndLockForPut 获取。 + HashEntry node = tryLock() ? null : scanAndLockForPut(key, hash, value); + V oldValue; + try { + HashEntry[] tab = table; + // 计算要put的数据位置 + int index = (tab.length - 1) & hash; + // CAS 获取 index 坐标的值 + HashEntry first = entryAt(tab, index); + for (HashEntry e = first;;) { + if (e != null) { + // 检查是否 key 已经存在,如果存在,则遍历链表寻找位置,找到后替换 value + K k; + if ((k = e.key) == key || + (e.hash == hash && key.equals(k))) { + oldValue = e.value; + if (!onlyIfAbsent) { + e.value = value; + ++modCount; + } + break; + } + e = e.next; + } + else { + // first 有值没说明 index 位置已经有值了,有冲突,链表头插法。 + if (node != null) + node.setNext(first); + else + node = new HashEntry(hash, key, value, first); + int c = count + 1; + // 容量大于扩容阀值,小于最大容量,进行扩容 + if (c > threshold && tab.length < MAXIMUM_CAPACITY) + rehash(node); + else + // index 位置赋值 node,node 可能是一个元素,也可能是一个链表的表头 + setEntryAt(tab, index, node); + ++modCount; + count = c; + oldValue = null; + break; + } + } + } finally { + unlock(); + } + return oldValue; +} +``` + +由于 Segment 继承了 ReentrantLock,所以 Segment 内部可以很方便的获取锁,put 流程就用到了这个功能。 + +1. tryLock() 获取锁,获取不到使用 **`scanAndLockForPut`** 方法继续获取。 + +2. 计算 put 的数据要放入的 index 位置,然后获取这个位置上的 HashEntry 。 + +3. 遍历 put 新元素,为什么要遍历?因为这里获取的 HashEntry 可能是一个空元素,也可能是链表已存在,所以要区别对待。 + + 如果这个位置上的 **HashEntry 不存在**: + + 1. 如果当前容量大于扩容阀值,小于最大容量,**进行扩容**。 + 2. 直接头插法插入。 + + 如果这个位置上的 **HashEntry 存在**: + + 1. 判断链表当前元素 Key 和 hash 值是否和要 put 的 key 和 hash 值一致。一致则替换值 + 2. 不一致,获取链表下一个节点,直到发现相同进行值替换,或者链表表里完毕没有相同的。 + 1. 如果当前容量大于扩容阀值,小于最大容量,**进行扩容**。 + 2. 直接链表头插法插入。 + +4. 如果要插入的位置之前已经存在,替换后返回旧值,否则返回 null. + +这里面的第一步中的 scanAndLockForPut 操作这里没有介绍,这个方法做的操作就是不断的自旋 `tryLock()` 获取锁。当自旋次数大于指定次数时,使用 `lock()` 阻塞获取锁。在自旋时顺表获取下 hash 位置的 HashEntry。 + +```java +private HashEntry scanAndLockForPut(K key, int hash, V value) { + HashEntry first = entryForHash(this, hash); + HashEntry e = first; + HashEntry node = null; + int retries = -1; // negative while locating node + // 自旋获取锁 + while (!tryLock()) { + HashEntry f; // to recheck first below + if (retries < 0) { + if (e == null) { + if (node == null) // speculatively create node + node = new HashEntry(hash, key, value, null); + retries = 0; + } + else if (key.equals(e.key)) + retries = 0; + else + e = e.next; + } + else if (++retries > MAX_SCAN_RETRIES) { + // 自旋达到指定次数后,阻塞等到只到获取到锁 + lock(); + break; + } + else if ((retries & 1) == 0 && + (f = entryForHash(this, hash)) != first) { + e = first = f; // re-traverse if entry changed + retries = -1; + } + } + return node; +} + +``` + +### 4. 扩容 rehash + +ConcurrentHashMap 的扩容只会扩容到原来的两倍。老数组里的数据移动到新的数组时,位置要么不变,要么变为 index+ oldSize,参数里的 node 会在扩容之后使用链表**头插法**插入到指定位置。 + +```java +private void rehash(HashEntry node) { + HashEntry[] oldTable = table; + // 老容量 + int oldCapacity = oldTable.length; + // 新容量,扩大两倍 + int newCapacity = oldCapacity << 1; + // 新的扩容阀值 + threshold = (int)(newCapacity * loadFactor); + // 创建新的数组 + HashEntry[] newTable = (HashEntry[]) new HashEntry[newCapacity]; + // 新的掩码,默认2扩容后是4,-1是3,二进制就是11。 + int sizeMask = newCapacity - 1; + for (int i = 0; i < oldCapacity ; i++) { + // 遍历老数组 + HashEntry e = oldTable[i]; + if (e != null) { + HashEntry next = e.next; + // 计算新的位置,新的位置只可能是不便或者是老的位置+老的容量。 + int idx = e.hash & sizeMask; + if (next == null) // Single node on list + // 如果当前位置还不是链表,只是一个元素,直接赋值 + newTable[idx] = e; + else { // Reuse consecutive sequence at same slot + // 如果是链表了 + HashEntry lastRun = e; + int lastIdx = idx; + // 新的位置只可能是不便或者是老的位置+老的容量。 + // 遍历结束后,lastRun 后面的元素位置都是相同的 + for (HashEntry last = next; last != null; last = last.next) { + int k = last.hash & sizeMask; + if (k != lastIdx) { + lastIdx = k; + lastRun = last; + } + } + // ,lastRun 后面的元素位置都是相同的,直接作为链表赋值到新位置。 + newTable[lastIdx] = lastRun; + // Clone remaining nodes + for (HashEntry p = e; p != lastRun; p = p.next) { + // 遍历剩余元素,头插法到指定 k 位置。 + V v = p.value; + int h = p.hash; + int k = h & sizeMask; + HashEntry n = newTable[k]; + newTable[k] = new HashEntry(h, p.key, v, n); + } + } + } + } + // 头插法插入新的节点 + int nodeIndex = node.hash & sizeMask; // add the new node + node.setNext(newTable[nodeIndex]); + newTable[nodeIndex] = node; + table = newTable; +} +``` + +有些同学可能会对最后的两个 for 循环有疑惑,这里第一个 for 是为了寻找这样一个节点,这个节点后面的所有 next 节点的新位置都是相同的。然后把这个作为一个链表赋值到新位置。第二个 for 循环是为了把剩余的元素通过头插法插入到指定位置链表。这样实现的原因可能是基于概率统计,有深入研究的同学可以发表下意见。 + +### 5. get + +到这里就很简单了,get 方法只需要两步即可。 + +1. 计算得到 key 的存放位置。 +2. 遍历指定位置查找相同 key 的 value 值。 + +```java +public V get(Object key) { + Segment s; // manually integrate access methods to reduce overhead + HashEntry[] tab; + int h = hash(key); + long u = (((h >>> segmentShift) & segmentMask) << SSHIFT) + SBASE; + // 计算得到 key 的存放位置 + if ((s = (Segment)UNSAFE.getObjectVolatile(segments, u)) != null && + (tab = s.table) != null) { + for (HashEntry e = (HashEntry) UNSAFE.getObjectVolatile + (tab, ((long)(((tab.length - 1) & h)) << TSHIFT) + TBASE); + e != null; e = e.next) { + // 如果是链表,遍历查找到相同 key 的 value。 + K k; + if ((k = e.key) == key || (e.hash == h && key.equals(k))) + return e.value; + } + } + return null; +} +``` + +## 2. ConcurrentHashMap 1.8 + +### 1. 存储结构 + +![Java8 ConcurrentHashMap 存储结构(图片来自 javadoop)](./images/java8_concurrenthashmap.png) + +可以发现 Java8 的 ConcurrentHashMap 相对于 Java7 来说变化比较大,不再是之前的 **Segment 数组 + HashEntry 数组 + 链表**,而是 **Node 数组 + 链表 / 红黑树**。当冲突链表达到一定长度时,链表会转换成红黑树。 + +### 2. 初始化 initTable + +```java +/** + * Initializes table, using the size recorded in sizeCtl. + */ +private final Node[] initTable() { + Node[] tab; int sc; + while ((tab = table) == null || tab.length == 0) { + // 如果 sizeCtl < 0 ,说明另外的线程执行CAS 成功,正在进行初始化。 + if ((sc = sizeCtl) < 0) + // 让出 CPU 使用权 + Thread.yield(); // lost initialization race; just spin + else if (U.compareAndSwapInt(this, SIZECTL, sc, -1)) { + try { + if ((tab = table) == null || tab.length == 0) { + int n = (sc > 0) ? sc : DEFAULT_CAPACITY; + @SuppressWarnings("unchecked") + Node[] nt = (Node[])new Node[n]; + table = tab = nt; + sc = n - (n >>> 2); + } + } finally { + sizeCtl = sc; + } + break; + } + } + return tab; +} +``` + +从源码中可以发现 ConcurrentHashMap 的初始化是通过**自旋和 CAS** 操作完成的。里面需要注意的是变量 `sizeCtl` ,它的值决定着当前的初始化状态。 + +1. -1 说明正在初始化 +2. -N 说明有N-1个线程正在进行扩容 +3. 表示 table 初始化大小,如果 table 没有初始化 +4. 表示 table 容量,如果 table 已经初始化。 + +### 3. put + +直接过一遍 put 源码。 + +```java +public V put(K key, V value) { + return putVal(key, value, false); +} + +/** Implementation for put and putIfAbsent */ +final V putVal(K key, V value, boolean onlyIfAbsent) { + // key 和 value 不能为空 + if (key == null || value == null) throw new NullPointerException(); + int hash = spread(key.hashCode()); + int binCount = 0; + for (Node[] tab = table;;) { + // f = 目标位置元素 + Node f; int n, i, fh;// fh 后面存放目标位置的元素 hash 值 + if (tab == null || (n = tab.length) == 0) + // 数组桶为空,初始化数组桶(自旋+CAS) + tab = initTable(); + else if ((f = tabAt(tab, i = (n - 1) & hash)) == null) { + // 桶内为空,CAS 放入,不加锁,成功了就直接 break 跳出 + if (casTabAt(tab, i, null,new Node(hash, key, value, null))) + break; // no lock when adding to empty bin + } + else if ((fh = f.hash) == MOVED) + tab = helpTransfer(tab, f); + else { + V oldVal = null; + // 使用 synchronized 加锁加入节点 + synchronized (f) { + if (tabAt(tab, i) == f) { + // 说明是链表 + if (fh >= 0) { + binCount = 1; + // 循环加入新的或者覆盖节点 + for (Node e = f;; ++binCount) { + K ek; + if (e.hash == hash && + ((ek = e.key) == key || + (ek != null && key.equals(ek)))) { + oldVal = e.val; + if (!onlyIfAbsent) + e.val = value; + break; + } + Node pred = e; + if ((e = e.next) == null) { + pred.next = new Node(hash, key, + value, null); + break; + } + } + } + else if (f instanceof TreeBin) { + // 红黑树 + Node p; + binCount = 2; + if ((p = ((TreeBin)f).putTreeVal(hash, key, + value)) != null) { + oldVal = p.val; + if (!onlyIfAbsent) + p.val = value; + } + } + } + } + if (binCount != 0) { + if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD) + treeifyBin(tab, i); + if (oldVal != null) + return oldVal; + break; + } + } + } + addCount(1L, binCount); + return null; +} +``` + +1. 根据 key 计算出 hashcode 。 + +2. 判断是否需要进行初始化。 + +3. 即为当前 key 定位出的 Node,如果为空表示当前位置可以写入数据,利用 CAS 尝试写入,失败则自旋保证成功。 + +4. 如果当前位置的 `hashcode == MOVED == -1`,则需要进行扩容。 + +5. 如果都不满足,则利用 synchronized 锁写入数据。 + +6. 如果数量大于 `TREEIFY_THRESHOLD` 则要转换为红黑树。 + +### 4. get + +get 流程比较简单,直接过一遍源码。 + +```java +public V get(Object key) { + Node[] tab; Node e, p; int n, eh; K ek; + // key 所在的 hash 位置 + int h = spread(key.hashCode()); + if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 && + (e = tabAt(tab, (n - 1) & h)) != null) { + // 如果指定位置元素存在,头结点hash值相同 + if ((eh = e.hash) == h) { + if ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek))) + // key hash 值相等,key值相同,直接返回元素 value + return e.val; + } + else if (eh < 0) + // 头结点hash值小于0,说明正在扩容或者是红黑树,find查找 + return (p = e.find(h, key)) != null ? p.val : null; + while ((e = e.next) != null) { + // 是链表,遍历查找 + if (e.hash == h && + ((ek = e.key) == key || (ek != null && key.equals(ek)))) + return e.val; + } + } + return null; +} +``` + +总结一下 get 过程: + +1. 根据 hash 值计算位置。 +2. 查找到指定位置,如果头节点就是要找的,直接返回它的 value. +3. 如果头节点 hash 值小于 0 ,说明正在扩容或者是红黑树,查找之。 +4. 如果是链表,遍历查找之。 + +总结: + +总的来说 ConcurrentHashMap 在 Java8 中相对于 Java7 来说变化还是挺大的, + +## 3. 总结 + +Java7 中 ConcurrentHashMap 使用的分段锁,也就是每一个 Segment 上同时只有一个线程可以操作,每一个 Segment 都是一个类似 HashMap 数组的结构,它可以扩容,它的冲突会转化为链表。但是 Segment 的个数一但初始化就不能改变。 + +Java8 中的 ConcurrentHashMap 使用的 Synchronized 锁加 CAS 的机制。结构也由 Java7 中的 **Segment 数组 + HashEntry 数组 + 链表** 进化成了 **Node 数组 + 链表 / 红黑树**,Node 是类似于一个 HashEntry 的结构。它的冲突再达到一定大小时会转化成红黑树,在冲突小于一定数量时又退回链表。 + +有些同学可能对 Synchronized 的性能存在疑问,其实 Synchronized 锁自从引入锁升级策略后,性能不再是问题,有兴趣的同学可以自己了解下 Synchronized 的**锁升级**。 diff --git a/docs/java/collection/HashMap.md b/docs/java/collection/HashMap(JDK1.8)源码+底层数据结构分析.md similarity index 71% rename from docs/java/collection/HashMap.md rename to docs/java/collection/HashMap(JDK1.8)源码+底层数据结构分析.md index 3c47fe38..e78ba116 100644 --- a/docs/java/collection/HashMap.md +++ b/docs/java/collection/HashMap(JDK1.8)源码+底层数据结构分析.md @@ -1,45 +1,58 @@ - + + + - [HashMap 简介](#hashmap-简介) - [底层数据结构分析](#底层数据结构分析) - - [JDK1.8之前](#jdk18之前) - - [JDK1.8之后](#jdk18之后) -- [HashMap源码分析](#hashmap源码分析) + - [JDK1.8 之前](#jdk18-之前) + - [JDK1.8 之后](#jdk18-之后) +- [HashMap 源码分析](#hashmap-源码分析) - [构造方法](#构造方法) - - [put方法](#put方法) - - [get方法](#get方法) - - [resize方法](#resize方法) -- [HashMap常用方法测试](#hashmap常用方法测试) + - [put 方法](#put-方法) + - [get 方法](#get-方法) + - [resize 方法](#resize-方法) +- [HashMap 常用方法测试](#hashmap-常用方法测试) + + - > 感谢 [changfubai](https://github.com/changfubai) 对本文的改进做出的贡献! ## HashMap 简介 -HashMap 主要用来存放键值对,它基于哈希表的Map接口实现,是常用的Java集合之一。 -JDK1.8 之前 HashMap 由 数组+链表 组成的,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的(“拉链法”解决冲突).JDK1.8 以后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)时,将链表转化为红黑树(将链表转换成红黑树前会判断,如果当前数组的长度小于 64,那么会选择先进行数组扩容,而不是转换为红黑树),以减少搜索时间,具体可以参考 `treeifyBin`方法。 +HashMap 主要用来存放键值对,它基于哈希表的 Map 接口实现,是常用的 Java 集合之一,是非线程安全的。 + + `HashMap` 可以存储 null 的 key 和 value,但 null 作为键只能有一个,null 作为值可以有多个 + +JDK1.8 之前 HashMap 由 数组+链表 组成的,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的(“拉链法”解决冲突)。 JDK1.8 以后的 `HashMap` 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)(将链表转换成红黑树前会判断,如果当前数组的长度小于 64,那么会选择先进行数组扩容,而不是转换为红黑树)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。 + +`HashMap` 默认的初始化大小为 16。之后每次扩充,容量变为原来的 2 倍。并且, `HashMap` 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小。 ## 底层数据结构分析 -### JDK1.8之前 -JDK1.8 之前 HashMap 底层是 **数组和链表** 结合在一起使用也就是 **链表散列**。**HashMap 通过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理过后得到 hash 值,然后通过 `(n - 1) & hash` 判断当前元素存放的位置(这里的 n 指的是数组的长度),如果当前位置存在元素的话,就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,如果相同的话,直接覆盖,不相同就通过拉链法解决冲突。** -**所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。** +### JDK1.8 之前 + +JDK1.8 之前 HashMap 底层是 **数组和链表** 结合在一起使用也就是 **链表散列**。 + +HashMap 通过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理过后得到 hash 值,然后通过 `(n - 1) & hash` 判断当前元素存放的位置(这里的 n 指的是数组的长度),如果当前位置存在元素的话,就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,如果相同的话,直接覆盖,不相同就通过拉链法解决冲突。 + +所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。 **JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源码:** -JDK 1.8 的 hash方法 相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化,但是原理不变。 +JDK 1.8 的 hash 方法 相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化,但是原理不变。 - ```java - static final int hash(Object key) { - int h; - // key.hashCode():返回散列值也就是hashcode - // ^ :按位异或 - // >>>:无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐 - return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); - } - ``` -对比一下 JDK1.7的 HashMap 的 hash 方法源码. +```java + static final int hash(Object key) { + int h; + // key.hashCode():返回散列值也就是hashcode + // ^ :按位异或 + // >>>:无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐 + return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); + } +``` + +对比一下 JDK1.7 的 HashMap 的 hash 方法源码. ```java static int hash(int h) { @@ -58,55 +71,60 @@ static int hash(int h) { ![jdk1.8之前的内部结构](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-7/jdk1.8之前的内部结构.png) -### JDK1.8之后 -相比于之前的版本,jdk1.8在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。 +### JDK1.8 之后 -![JDK1.8之后的HashMap底层数据结构](http://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/18-8-22/67233764.jpg) +相比于之前的版本,JDK1.8 以后在解决哈希冲突时有了较大的变化。 + +当链表长度大于阈值(默认为 8)时,会首先调用 `treeifyBin()`方法。这个方法会根据 HashMap 数组来决定是否转换为红黑树。只有当数组长度大于或者等于 64 的情况下,才会执行转换红黑树操作,以减少搜索时间。否则,就是只是执行 `resize()` 方法对数组扩容。相关源码这里就不贴了,重点关注 `treeifyBin()`方法即可! + +![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-bba283228693dae74e78da1ef7a9a04c684.png) **类的属性:** + ```java public class HashMap extends AbstractMap implements Map, Cloneable, Serializable { // 序列号 - private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; + private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L; // 默认的初始容量是16 - static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; + static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // 最大容量 - static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; + static final int MAXIMUM_CAPACITY = 1 << 30; // 默认的填充因子 static final float DEFAULT_LOAD_FACTOR = 0.75f; // 当桶(bucket)上的结点数大于这个值时会转成红黑树 - static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; + static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8; // 当桶(bucket)上的结点数小于这个值时树转链表 static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; // 桶中结构转化为红黑树对应的table的最小大小 static final int MIN_TREEIFY_CAPACITY = 64; // 存储元素的数组,总是2的幂次倍 - transient Node[] table; + transient Node[] table; // 存放具体元素的集 transient Set> entrySet; // 存放元素的个数,注意这个不等于数组的长度。 transient int size; // 每次扩容和更改map结构的计数器 - transient int modCount; + transient int modCount; // 临界值 当实际大小(容量*填充因子)超过临界值时,会进行扩容 int threshold; // 加载因子 final float loadFactor; } ``` -- **loadFactor加载因子** - loadFactor加载因子是控制数组存放数据的疏密程度,loadFactor越趋近于1,那么 数组中存放的数据(entry)也就越多,也就越密,也就是会让链表的长度增加,loadFactor越小,也就是趋近于0,数组中存放的数据(entry)也就越少,也就越稀疏。 +- **loadFactor 加载因子** - **loadFactor太大导致查找元素效率低,太小导致数组的利用率低,存放的数据会很分散。loadFactor的默认值为0.75f是官方给出的一个比较好的临界值**。 - - 给定的默认容量为 16,负载因子为 0.75。Map 在使用过程中不断的往里面存放数据,当数量达到了 16 * 0.75 = 12 就需要将当前 16 的容量进行扩容,而扩容这个过程涉及到 rehash、复制数据等操作,所以非常消耗性能。 + loadFactor 加载因子是控制数组存放数据的疏密程度,loadFactor 越趋近于 1,那么 数组中存放的数据(entry)也就越多,也就越密,也就是会让链表的长度增加,loadFactor 越小,也就是趋近于 0,数组中存放的数据(entry)也就越少,也就越稀疏。 + + **loadFactor 太大导致查找元素效率低,太小导致数组的利用率低,存放的数据会很分散。loadFactor 的默认值为 0.75f 是官方给出的一个比较好的临界值**。 + + 给定的默认容量为 16,负载因子为 0.75。Map 在使用过程中不断的往里面存放数据,当数量达到了 16 \* 0.75 = 12 就需要将当前 16 的容量进行扩容,而扩容这个过程涉及到 rehash、复制数据等操作,所以非常消耗性能。 - **threshold** - **threshold = capacity * loadFactor**,**当Size>=threshold**的时候,那么就要考虑对数组的扩增了,也就是说,这个的意思就是 **衡量数组是否需要扩增的一个标准**。 + **threshold = capacity \* loadFactor**,**当 Size>=threshold**的时候,那么就要考虑对数组的扩增了,也就是说,这个的意思就是 **衡量数组是否需要扩增的一个标准**。 -**Node节点类源码:** +**Node 节点类源码:** ```java // 继承自 Map.Entry @@ -149,7 +167,9 @@ static class Node implements Map.Entry { } } ``` + **树节点类源码:** + ```java static final class TreeNode extends LinkedHashMap.Entry { TreeNode parent; // 父 @@ -168,7 +188,9 @@ static final class TreeNode extends LinkedHashMap.Entry { r = p; } ``` -## HashMap源码分析 + +## HashMap 源码分析 + ### 构造方法 HashMap 中有四个构造方法,它们分别如下: @@ -178,18 +200,18 @@ HashMap 中有四个构造方法,它们分别如下: public HashMap() { this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; // all other fields defaulted } - + // 包含另一个“Map”的构造函数 public HashMap(Map m) { this.loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR; putMapEntries(m, false);//下面会分析到这个方法 } - + // 指定“容量大小”的构造函数 public HashMap(int initialCapacity) { this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); } - + // 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数 public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { if (initialCapacity < 0) @@ -203,7 +225,7 @@ HashMap 中有四个构造方法,它们分别如下: } ``` -**putMapEntries方法:** +**putMapEntries 方法:** ```java final void putMapEntries(Map m, boolean evict) { @@ -231,15 +253,22 @@ final void putMapEntries(Map m, boolean evict) { } } ``` -### put方法 -HashMap只提供了put用于添加元素,putVal方法只是给put方法调用的一个方法,并没有提供给用户使用。 -**对putVal方法添加元素的分析如下:** +### put 方法 -- ①如果定位到的数组位置没有元素 就直接插入。 -- ②如果定位到的数组位置有元素就和要插入的key比较,如果key相同就直接覆盖,如果key不相同,就判断p是否是一个树节点,如果是就调用`e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value)`将元素添加进入。如果不是就遍历链表插入(插入的是链表尾部)。 +HashMap 只提供了 put 用于添加元素,putVal 方法只是给 put 方法调用的一个方法,并没有提供给用户使用。 -![put方法](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-7/put方法.png) +**对 putVal 方法添加元素的分析如下:** + +1. 如果定位到的数组位置没有元素 就直接插入。 +2. 如果定位到的数组位置有元素就和要插入的 key 比较,如果 key 相同就直接覆盖,如果 key 不相同,就判断 p 是否是一个树节点,如果是就调用`e = ((TreeNode)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value)`将元素添加进入。如果不是就遍历链表插入(插入的是链表尾部)。 + +![ ](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-7/put方法.png) + +说明:上图有两个小问题: + +- 直接覆盖之后应该就会 return,不会有后续操作。参考 JDK8 HashMap.java 658 行([issue#608](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/608))。 +- 当链表长度大于阈值(默认为 8)并且 HashMap 数组长度超过 64 的时候才会执行链表转红黑树的操作,否则就只是对数组扩容。参考 HashMap 的 `treeifyBin()` 方法([issue#1087](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/1087))。 ```java public V put(K key, V value) { @@ -275,7 +304,9 @@ final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, if ((e = p.next) == null) { // 在尾部插入新结点 p.next = newNode(hash, key, value, null); - // 结点数量达到阈值,转化为红黑树 + // 结点数量达到阈值(默认为 8 ),执行 treeifyBin 方法 + // 这个方法会根据 HashMap 数组来决定是否转换为红黑树。 + // 只有当数组长度大于或者等于 64 的情况下,才会执行转换红黑树操作,以减少搜索时间。否则,就是只是对数组扩容。 if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st treeifyBin(tab, hash); // 跳出循环 @@ -291,7 +322,7 @@ final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, } } // 表示在桶中找到key值、hash值与插入元素相等的结点 - if (e != null) { + if (e != null) { // 记录e的value V oldValue = e.value; // onlyIfAbsent为false或者旧值为null @@ -312,21 +343,21 @@ final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, // 插入后回调 afterNodeInsertion(evict); return null; -} +} ``` -**我们再来对比一下 JDK1.7 put方法的代码** +**我们再来对比一下 JDK1.7 put 方法的代码** -**对于put方法的分析如下:** +**对于 put 方法的分析如下:** -- ①如果定位到的数组位置没有元素 就直接插入。 -- ②如果定位到的数组位置有元素,遍历以这个元素为头结点的链表,依次和插入的key比较,如果key相同就直接覆盖,不同就采用头插法插入元素。 +- ① 如果定位到的数组位置没有元素 就直接插入。 +- ② 如果定位到的数组位置有元素,遍历以这个元素为头结点的链表,依次和插入的 key 比较,如果 key 相同就直接覆盖,不同就采用头插法插入元素。 ```java public V put(K key, V value) - if (table == EMPTY_TABLE) { - inflateTable(threshold); -} + if (table == EMPTY_TABLE) { + inflateTable(threshold); +} if (key == null) return putForNullKey(value); int hash = hash(key); @@ -337,7 +368,7 @@ public V put(K key, V value) V oldValue = e.value; e.value = value; e.recordAccess(this); - return oldValue; + return oldValue; } } @@ -347,9 +378,8 @@ public V put(K key, V value) } ``` +### get 方法 - -### get方法 ```java public V get(Object key) { Node e; @@ -380,8 +410,11 @@ final Node getNode(int hash, Object key) { return null; } ``` -### resize方法 -进行扩容,会伴随着一次重新hash分配,并且会遍历hash表中所有的元素,是非常耗时的。在编写程序中,要尽量避免resize。 + +### resize 方法 + +进行扩容,会伴随着一次重新 hash 分配,并且会遍历 hash 表中所有的元素,是非常耗时的。在编写程序中,要尽量避免 resize。 + ```java final Node[] resize() { Node[] oldTab = table; @@ -400,7 +433,7 @@ final Node[] resize() { } else if (oldThr > 0) // initial capacity was placed in threshold newCap = oldThr; - else { + else { // signifies using defaults newCap = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY; newThr = (int)(DEFAULT_LOAD_FACTOR * DEFAULT_INITIAL_CAPACITY); @@ -424,7 +457,7 @@ final Node[] resize() { newTab[e.hash & (newCap - 1)] = e; else if (e instanceof TreeNode) ((TreeNode)e).split(this, newTab, j, oldCap); - else { + else { Node loHead = null, loTail = null; Node hiHead = null, hiTail = null; Node next; @@ -464,7 +497,9 @@ final Node[] resize() { return newTab; } ``` -## HashMap常用方法测试 + +## HashMap 常用方法测试 + ```java package map; @@ -510,7 +545,8 @@ public class HashMapDemo { } /** - * 另外一种不常用的遍历方式 + * 如果既要遍历key又要value,那么建议这种方式,因为如果先获取keySet然后再执行map.get(key),map内部会执行两次遍历。 + * 一次是在获取keySet的时候,一次是在遍历所有key的时候。 */ // 当我调用put(key,value)方法的时候,首先会把key和value封装到 // Entry这个静态内部类对象中,把Entry对象再添加到数组中,所以我们想获取 @@ -520,7 +556,7 @@ public class HashMapDemo { for (java.util.Map.Entry entry : entrys) { System.out.println(entry.getKey() + "--" + entry.getValue()); } - + /** * HashMap其他常用方法 */ @@ -536,5 +572,4 @@ public class HashMapDemo { } } - -``` +``` \ No newline at end of file diff --git a/docs/java/collection/Java集合框架常见面试题.md b/docs/java/collection/Java集合框架常见面试题.md index c5280d53..5c0c5b38 100644 --- a/docs/java/collection/Java集合框架常见面试题.md +++ b/docs/java/collection/Java集合框架常见面试题.md @@ -1,59 +1,138 @@ -点击关注[公众号](#公众号)及时获取笔主最新更新文章,并可免费领取本文档配套的《Java面试突击》以及Java工程师必备学习资源。 - -- [剖析面试最常见问题之Java集合框架](#剖析面试最常见问题之java集合框架) - - [说说List,Set,Map三者的区别?](#说说listsetmap三者的区别) - - [Arraylist 与 LinkedList 区别?](#arraylist-与-linkedlist-区别) - - [补充内容:RandomAccess接口](#补充内容randomaccess接口) - - [补充内容:双向链表和双向循环链表](#补充内容双向链表和双向循环链表) - - [ArrayList 与 Vector 区别呢?为什么要用Arraylist取代Vector呢?](#arraylist-与-vector-区别呢为什么要用arraylist取代vector呢) - - [说一说 ArrayList 的扩容机制吧](#说一说-arraylist-的扩容机制吧) - - [HashMap 和 Hashtable 的区别](#hashmap-和-hashtable-的区别) - - [HashMap 和 HashSet区别](#hashmap-和-hashset区别) - - [HashSet如何检查重复](#hashset如何检查重复) - - [HashMap的底层实现](#hashmap的底层实现) - - [JDK1.8之前](#jdk18之前) - - [JDK1.8之后](#jdk18之后) - - [HashMap 的长度为什么是2的幂次方](#hashmap-的长度为什么是2的幂次方) - - [HashMap 多线程操作导致死循环问题](#hashmap-多线程操作导致死循环问题) - - [ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别](#concurrenthashmap-和-hashtable-的区别) - - [ConcurrentHashMap线程安全的具体实现方式/底层具体实现](#concurrenthashmap线程安全的具体实现方式底层具体实现) - - [JDK1.7(上面有示意图)](#jdk17上面有示意图) - - [JDK1.8 (上面有示意图)](#jdk18-上面有示意图) - - [comparable 和 Comparator的区别](#comparable-和-comparator的区别) - - [Comparator定制排序](#comparator定制排序) - - [重写compareTo方法实现按年龄来排序](#重写compareto方法实现按年龄来排序) - - [集合框架底层数据结构总结](#集合框架底层数据结构总结) - - [Collection](#collection) - - [1. List](#1-list) - - [2. Set](#2-set) - - [Map](#map) - - [如何选用集合?](#如何选用集合) +- [1. 剖析面试最常见问题之 Java 集合框架](#1-剖析面试最常见问题之-java-集合框架) + - [1.1. 集合概述](#11-集合概述) + - [1.1.1. Java 集合概览](#111-java-集合概览) + - [1.1.2. 说说 List,Set,Map 三者的区别?](#112-说说-listsetmap-三者的区别) + - [1.1.3. 集合框架底层数据结构总结](#113-集合框架底层数据结构总结) + - [1.1.3.1. List](#1131-list) + - [1.1.3.2. Set](#1132-set) + - [1.1.3.3. Map](#1133-map) + - [1.1.4. 如何选用集合?](#114-如何选用集合) + - [1.1.5. 为什么要使用集合?](#115-为什么要使用集合) + - [1.2. Collection 子接口之 List](#12-collection-子接口之-list) + - [1.2.1. Arraylist 和 Vector 的区别?](#121-arraylist-和-vector-的区别) + - [1.2.2. Arraylist 与 LinkedList 区别?](#122-arraylist-与-linkedlist-区别) + - [1.2.2.1. 补充内容:双向链表和双向循环链表](#1221-补充内容双向链表和双向循环链表) + - [1.2.2.2. 补充内容:RandomAccess 接口](#1222-补充内容randomaccess-接口) + - [1.2.3. 说一说 ArrayList 的扩容机制吧](#123-说一说-arraylist-的扩容机制吧) + - [1.3. Collection 子接口之 Set](#13-collection-子接口之-set) + - [1.3.1. comparable 和 Comparator 的区别](#131-comparable-和-comparator-的区别) + - [1.3.1.1. Comparator 定制排序](#1311-comparator-定制排序) + - [1.3.1.2. 重写 compareTo 方法实现按年龄来排序](#1312-重写-compareto-方法实现按年龄来排序) + - [1.3.2. 无序性和不可重复性的含义是什么](#132-无序性和不可重复性的含义是什么) + - [1.3.3. 比较 HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 三者的异同](#133-比较-hashsetlinkedhashset-和-treeset-三者的异同) + - [1.4. Map 接口](#14-map-接口) + - [1.4.1. HashMap 和 Hashtable 的区别](#141-hashmap-和-hashtable-的区别) + - [1.4.2. HashMap 和 HashSet 区别](#142-hashmap-和-hashset-区别) + - [1.4.3. HashMap 和 TreeMap 区别](#143-hashmap-和-treemap-区别) + - [1.4.4. HashSet 如何检查重复](#144-hashset-如何检查重复) + - [1.4.5. HashMap 的底层实现](#145-hashmap-的底层实现) + - [1.4.5.1. JDK1.8 之前](#1451-jdk18-之前) + - [1.4.5.2. JDK1.8 之后](#1452-jdk18-之后) + - [1.4.6. HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方](#146-hashmap-的长度为什么是-2-的幂次方) + - [1.4.7. HashMap 多线程操作导致死循环问题](#147-hashmap-多线程操作导致死循环问题) + - [1.4.8. HashMap 有哪几种常见的遍历方式?](#148-hashmap-有哪几种常见的遍历方式) + - [1.4.9. ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别](#149-concurrenthashmap-和-hashtable-的区别) + - [1.4.10. ConcurrentHashMap 线程安全的具体实现方式/底层具体实现](#1410-concurrenthashmap-线程安全的具体实现方式底层具体实现) + - [1.4.10.1. JDK1.7(上面有示意图)](#14101-jdk17上面有示意图) + - [1.4.10.2. JDK1.8 (上面有示意图)](#14102-jdk18-上面有示意图) + - [1.5. Collections 工具类](#15-collections-工具类) + - [1.5.1. 排序操作](#151-排序操作) + - [1.5.2. 查找,替换操作](#152-查找替换操作) + - [1.5.3. 同步控制](#153-同步控制) -# 剖析面试最常见问题之Java集合框架 +# 1. 剖析面试最常见问题之 Java 集合框架 -## 说说List,Set,Map三者的区别? +## 1.1. 集合概述 -- **List(对付顺序的好帮手):** List接口存储一组不唯一(可以有多个元素引用相同的对象),有序的对象 -- **Set(注重独一无二的性质):** 不允许重复的集合。不会有多个元素引用相同的对象。 -- **Map(用Key来搜索的专家):** 使用键值对存储。Map会维护与Key有关联的值。两个Key可以引用相同的对象,但Key不能重复,典型的Key是String类型,但也可以是任何对象。 +### 1.1.1. Java 集合概览 -## Arraylist 与 LinkedList 区别? +从下图可以看出,在 Java 中除了以 `Map` 结尾的类之外, 其他类都实现了 `Collection` 接口。 -- **1. 是否保证线程安全:** `ArrayList` 和 `LinkedList` 都是不同步的,也就是不保证线程安全; +并且,以 `Map` 结尾的类都实现了 `Map` 接口。 -- **2. 底层数据结构:** `Arraylist` 底层使用的是 **`Object` 数组**;`LinkedList` 底层使用的是 **双向链表** 数据结构(JDK1.6之前为循环链表,JDK1.7取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别,下面有介绍到!) +![](https://guide-blog-images.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/source-code/dubbo/java-collection-hierarchy.png) -- **3. 插入和删除是否受元素位置的影响:** ① **`ArrayList` 采用数组存储,所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。** 比如:执行`add(E e) `方法的时候, `ArrayList` 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾,这种情况时间复杂度就是O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话(`add(int index, E element) `)时间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。 ② **`LinkedList` 采用链表存储,所以对于`add(E e)`方法的插入,删除元素时间复杂度不受元素位置的影响,近似 O(1),如果是要在指定位置`i`插入和删除元素的话(`(add(int index, E element)`) 时间复杂度近似为`o(n))`因为需要先移动到指定位置再插入。** +

https://www.javatpoint.com/collections-in-java

-- **4. 是否支持快速随机访问:** `LinkedList` 不支持高效的随机元素访问,而 `ArrayList` 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于`get(int index) `方法)。 +### 1.1.2. 说说 List,Set,Map 三者的区别? -- **5. 内存空间占用:** ArrayList的空 间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间,而LinkedList的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间(因为要存放直接后继和直接前驱以及数据)。 +- `List`(对付顺序的好帮手): 存储的元素是有序的、可重复的。 +- `Set`(注重独一无二的性质): 存储的元素是无序的、不可重复的。 +- `Map`(用 Key 来搜索的专家): 使用键值对(key-value)存储,类似于数学上的函数 y=f(x),“x”代表 key,"y"代表 value,Key 是无序的、不可重复的,value 是无序的、可重复的,每个键最多映射到一个值。 -### **补充内容:RandomAccess接口** +### 1.1.3. 集合框架底层数据结构总结 + +先来看一下 `Collection` 接口下面的集合。 + +#### 1.1.3.1. List + +- `Arraylist`: `Object[]`数组 +- `Vector`:`Object[]`数组 +- `LinkedList`: 双向链表(JDK1.6 之前为循环链表,JDK1.7 取消了循环) + +#### 1.1.3.2. Set + +- `HashSet`(无序,唯一): 基于 `HashMap` 实现的,底层采用 `HashMap` 来保存元素 +- `LinkedHashSet`:`LinkedHashSet` 是 `HashSet` 的子类,并且其内部是通过 `LinkedHashMap` 来实现的。有点类似于我们之前说的 `LinkedHashMap` 其内部是基于 `HashMap` 实现一样,不过还是有一点点区别的 +- `TreeSet`(有序,唯一): 红黑树(自平衡的排序二叉树) + +再来看看 `Map` 接口下面的集合。 + +#### 1.1.3.3. Map + +- `HashMap`: JDK1.8 之前 `HashMap` 由数组+链表组成的,数组是 `HashMap` 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的(“拉链法”解决冲突)。JDK1.8 以后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)(将链表转换成红黑树前会判断,如果当前数组的长度小于 64,那么会选择先进行数组扩容,而不是转换为红黑树)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间 +- `LinkedHashMap`: `LinkedHashMap` 继承自 `HashMap`,所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外,`LinkedHashMap` 在上面结构的基础上,增加了一条双向链表,使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作,实现了访问顺序相关逻辑。详细可以查看:[《LinkedHashMap 源码详细分析(JDK1.8)》](https://www.imooc.com/article/22931) +- `Hashtable`: 数组+链表组成的,数组是 `Hashtable` 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的 +- `TreeMap`: 红黑树(自平衡的排序二叉树) + +### 1.1.4. 如何选用集合? + +主要根据集合的特点来选用,比如我们需要根据键值获取到元素值时就选用 `Map` 接口下的集合,需要排序时选择 `TreeMap`,不需要排序时就选择 `HashMap`,需要保证线程安全就选用 `ConcurrentHashMap`。 + +当我们只需要存放元素值时,就选择实现`Collection` 接口的集合,需要保证元素唯一时选择实现 `Set` 接口的集合比如 `TreeSet` 或 `HashSet`,不需要就选择实现 `List` 接口的比如 `ArrayList` 或 `LinkedList`,然后再根据实现这些接口的集合的特点来选用。 + +### 1.1.5. 为什么要使用集合? + +当我们需要保存一组类型相同的数据的时候,我们应该是用一个容器来保存,这个容器就是数组,但是,使用数组存储对象具有一定的弊端, +因为我们在实际开发中,存储的数据的类型是多种多样的,于是,就出现了“集合”,集合同样也是用来存储多个数据的。 + +数组的缺点是一旦声明之后,长度就不可变了;同时,声明数组时的数据类型也决定了该数组存储的数据的类型;而且,数组存储的数据是有序的、可重复的,特点单一。 +但是集合提高了数据存储的灵活性,Java 集合不仅可以用来存储不同类型不同数量的对象,还可以保存具有映射关系的数据。 + +## 1.2. Collection 子接口之 List + +### 1.2.1. Arraylist 和 Vector 的区别? + +- `ArrayList` 是 `List` 的主要实现类,底层使用 `Object[ ]`存储,适用于频繁的查找工作,线程不安全 ; +- `Vector` 是 `List` 的古老实现类,底层使用`Object[ ]` 存储,线程安全的。 + +### 1.2.2. Arraylist 与 LinkedList 区别? + +1. **是否保证线程安全:** `ArrayList` 和 `LinkedList` 都是不同步的,也就是不保证线程安全; +2. **底层数据结构:** `Arraylist` 底层使用的是 **`Object` 数组**;`LinkedList` 底层使用的是 **双向链表** 数据结构(JDK1.6 之前为循环链表,JDK1.7 取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别,下面有介绍到!) +3. **插入和删除是否受元素位置的影响:** + - `ArrayList` 采用数组存储,所以插入和删除元素的时间复杂度受元素位置的影响。 比如:执行`add(E e)`方法的时候, `ArrayList` 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾,这种情况时间复杂度就是 O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话(`add(int index, E element)`)时间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向前移一位的操作。 + - `LinkedList` 采用链表存储,所以,如果是在头尾插入或者删除元素不受元素位置的影响(`add(E e)`、`addFirst(E e)`、`addLast(E e)`、`removeFirst()` 、 `removeLast()`),近似 O(1),如果是要在指定位置 `i` 插入和删除元素的话(`add(int index, E element)`,`remove(Object o)`) 时间复杂度近似为 O(n) ,因为需要先移动到指定位置再插入。 +4. **是否支持快速随机访问:** `LinkedList` 不支持高效的随机元素访问,而 `ArrayList` 支持。快速随机访问就是通过元素的序号快速获取元素对象(对应于`get(int index)`方法)。 +5. **内存空间占用:** ArrayList 的空 间浪费主要体现在在 list 列表的结尾会预留一定的容量空间,而 LinkedList 的空间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比 ArrayList 更多的空间(因为要存放直接后继和直接前驱以及数据)。 + +#### 1.2.2.1. 补充内容:双向链表和双向循环链表 + +**双向链表:** 包含两个指针,一个 prev 指向前一个节点,一个 next 指向后一个节点。 + +> 另外推荐一篇把双向链表讲清楚的文章:[https://juejin.im/post/5b5d1a9af265da0f47352f14](https://juejin.im/post/5b5d1a9af265da0f47352f14) + +![双向链表](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/双向链表.png) + +**双向循环链表:** 最后一个节点的 next 指向 head,而 head 的 prev 指向最后一个节点,构成一个环。 + +![双向循环链表](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/双向循环链表.png) + +#### 1.2.2.2. 补充内容:RandomAccess 接口 ```java public interface RandomAccess { @@ -62,7 +141,7 @@ public interface RandomAccess { 查看源码我们发现实际上 `RandomAccess` 接口中什么都没有定义。所以,在我看来 `RandomAccess` 接口不过是一个标识罢了。标识什么? 标识实现这个接口的类具有随机访问功能。 -在 `binarySearch(`)方法中,它要判断传入的list 是否 `RamdomAccess` 的实例,如果是,调用`indexedBinarySearch()`方法,如果不是,那么调用`iteratorBinarySearch()`方法 +在 `binarySearch()` 方法中,它要判断传入的 list 是否 `RamdomAccess` 的实例,如果是,调用`indexedBinarySearch()`方法,如果不是,那么调用`iteratorBinarySearch()`方法 ```java public static @@ -74,228 +153,22 @@ public interface RandomAccess { } ``` -`ArrayList` 实现了 `RandomAccess` 接口, 而 `LinkedList` 没有实现。为什么呢?我觉得还是和底层数据结构有关!`ArrayList` 底层是数组,而 `LinkedList` 底层是链表。数组天然支持随机访问,时间复杂度为 O(1),所以称为快速随机访问。链表需要遍历到特定位置才能访问特定位置的元素,时间复杂度为 O(n),所以不支持快速随机访问。,`ArrayList` 实现了 `RandomAccess` 接口,就表明了他具有快速随机访问功能。 `RandomAccess` 接口只是标识,并不是说 `ArrayList` 实现 `RandomAccess` 接口才具有快速随机访问功能的! +`ArrayList` 实现了 `RandomAccess` 接口, 而 `LinkedList` 没有实现。为什么呢?我觉得还是和底层数据结构有关!`ArrayList` 底层是数组,而 `LinkedList` 底层是链表。数组天然支持随机访问,时间复杂度为 O(1),所以称为快速随机访问。链表需要遍历到特定位置才能访问特定位置的元素,时间复杂度为 O(n),所以不支持快速随机访问。,`ArrayList` 实现了 `RandomAccess` 接口,就表明了他具有快速随机访问功能。 `RandomAccess` 接口只是标识,并不是说 `ArrayList` 实现 `RandomAccess` 接口才具有快速随机访问功能的! -**下面再总结一下 list 的遍历方式选择:** +### 1.2.3. 说一说 ArrayList 的扩容机制吧 -- 实现了 `RandomAccess` 接口的list,优先选择普通 for 循环 ,其次 foreach, -- 未实现 `RandomAccess`接口的list,优先选择iterator遍历(foreach遍历底层也是通过iterator实现的,),大size的数据,千万不要使用普通for循环 +详见笔主的这篇文章:[通过源码一步一步分析 ArrayList 扩容机制](https://snailclimb.gitee.io/javaguide/#/docs/java/collection/ArrayList%E6%BA%90%E7%A0%81+%E6%89%A9%E5%AE%B9%E6%9C%BA%E5%88%B6%E5%88%86%E6%9E%90) -### 补充内容:双向链表和双向循环链表 +## 1.3. Collection 子接口之 Set -**双向链表:** 包含两个指针,一个prev指向前一个节点,一个next指向后一个节点。 +### 1.3.1. comparable 和 Comparator 的区别 -![双向链表](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/双向链表.png) +- `comparable` 接口实际上是出自`java.lang`包 它有一个 `compareTo(Object obj)`方法用来排序 +- `comparator`接口实际上是出自 java.util 包它有一个`compare(Object obj1, Object obj2)`方法用来排序 -**双向循环链表:** 最后一个节点的 next 指向head,而 head 的prev指向最后一个节点,构成一个环。 +一般我们需要对一个集合使用自定义排序时,我们就要重写`compareTo()`方法或`compare()`方法,当我们需要对某一个集合实现两种排序方式,比如一个 song 对象中的歌名和歌手名分别采用一种排序方法的话,我们可以重写`compareTo()`方法和使用自制的`Comparator`方法或者以两个 Comparator 来实现歌名排序和歌星名排序,第二种代表我们只能使用两个参数版的 `Collections.sort()`. -![双向循环链表](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/双向循环链表.png) - -## ArrayList 与 Vector 区别呢?为什么要用Arraylist取代Vector呢? - -`Vector`类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector的话代码要在同步操作上耗费大量的时间。 - -`Arraylist`不是同步的,所以在不需要保证线程安全时建议使用Arraylist。 - -## 说一说 ArrayList 的扩容机制吧 - -详见笔主的这篇文章:[通过源码一步一步分析ArrayList 扩容机制](https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/java/collection/ArrayList-Grow.md) - -## HashMap 和 Hashtable 的区别 - -1. **线程是否安全:** HashMap 是非线程安全的,HashTable 是线程安全的;HashTable 内部的方法基本都经过`synchronized` 修饰。(如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧!); -2. **效率:** 因为线程安全的问题,HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外,HashTable 基本被淘汰,不要在代码中使用它; -3. **对Null key 和Null value的支持:** HashMap 中,null 可以作为键,这样的键只有一个,可以有一个或多个键所对应的值为 null。。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null,直接抛出 NullPointerException。 -4. **初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 :** ①创建时如果不指定容量初始值,Hashtable 默认的初始大小为11,之后每次扩充,容量变为原来的2n+1。HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充,容量变为原来的2倍。②创建时如果给定了容量初始值,那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小,而 HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小(HashMap 中的`tableSizeFor()`方法保证,下面给出了源代码)。也就是说 HashMap 总是使用2的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是2的幂次方。 -5. **底层数据结构:** JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。 - -**HashMap 中带有初始容量的构造函数:** - -```java - public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { - if (initialCapacity < 0) - throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + - initialCapacity); - if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) - initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; - if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) - throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + - loadFactor); - this.loadFactor = loadFactor; - this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity); - } - public HashMap(int initialCapacity) { - this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); - } -``` - -下面这个方法保证了 HashMap 总是使用2的幂作为哈希表的大小。 - -```java - /** - * Returns a power of two size for the given target capacity. - */ - static final int tableSizeFor(int cap) { - int n = cap - 1; - n |= n >>> 1; - n |= n >>> 2; - n |= n >>> 4; - n |= n >>> 8; - n |= n >>> 16; - return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1; - } -``` - -## HashMap 和 HashSet区别 - -如果你看过 `HashSet` 源码的话就应该知道:HashSet 底层就是基于 HashMap 实现的。(HashSet 的源码非常非常少,因为除了 `clone() `、`writeObject()`、`readObject()`是 HashSet 自己不得不实现之外,其他方法都是直接调用 HashMap 中的方法。 - -| HashMap | HashSet | -| :------------------------------: | :----------------------------------------------------------: | -| 实现了Map接口 | 实现Set接口 | -| 存储键值对 | 仅存储对象 | -| 调用 `put()`向map中添加元素 | 调用 `add()`方法向Set中添加元素 | -| HashMap使用键(Key)计算Hashcode | HashSet使用成员对象来计算hashcode值,对于两个对象来说hashcode可能相同,所以equals()方法用来判断对象的相等性, | - -## HashSet如何检查重复 - -当你把对象加入`HashSet`时,HashSet会先计算对象的`hashcode`值来判断对象加入的位置,同时也会与其他加入的对象的hashcode值作比较,如果没有相符的hashcode,HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同hashcode值的对象,这时会调用`equals()`方法来检查hashcode相等的对象是否真的相同。如果两者相同,HashSet就不会让加入操作成功。(摘自我的Java启蒙书《Head fist java》第二版) - -**hashCode()与equals()的相关规定:** - -1. 如果两个对象相等,则hashcode一定也是相同的 -2. 两个对象相等,对两个equals方法返回true -3. 两个对象有相同的hashcode值,它们也不一定是相等的 -4. 综上,equals方法被覆盖过,则hashCode方法也必须被覆盖 -5. hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode(),则该class的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据)。 - -**==与equals的区别** - -1. ==是判断两个变量或实例是不是指向同一个内存空间 equals是判断两个变量或实例所指向的内存空间的值是不是相同 -2. ==是指对内存地址进行比较 equals()是对字符串的内容进行比较 -3. ==指引用是否相同 equals()指的是值是否相同 - -## HashMap的底层实现 - -### JDK1.8之前 - -JDK1.8 之前 `HashMap` 底层是 **数组和链表** 结合在一起使用也就是 **链表散列**。**HashMap 通过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理过后得到 hash 值,然后通过 (n - 1) & hash 判断当前元素存放的位置(这里的 n 指的是数组的长度),如果当前位置存在元素的话,就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,如果相同的话,直接覆盖,不相同就通过拉链法解决冲突。** - -**所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。** - -**JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源码:** - -JDK 1.8 的 hash方法 相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化,但是原理不变。 - -```java - static final int hash(Object key) { - int h; - // key.hashCode():返回散列值也就是hashcode - // ^ :按位异或 - // >>>:无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐 - return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); - } -``` - -对比一下 JDK1.7的 HashMap 的 hash 方法源码. - -```java -static int hash(int h) { - // This function ensures that hashCodes that differ only by - // constant multiples at each bit position have a bounded - // number of collisions (approximately 8 at default load factor). - - h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); - return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); -} -``` - -相比于 JDK1.8 的 hash 方法 ,JDK 1.7 的 hash 方法的性能会稍差一点点,因为毕竟扰动了 4 次。 - -所谓 **“拉链法”** 就是:将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组,数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突,则将冲突的值加到链表中即可。 - -![jdk1.8之前的内部结构-HashMap](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/jdk1.8之前的内部结构-HashMap.jpg) - -### JDK1.8之后 - -相比于之前的版本, JDK1.8之后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。 - -![jdk1.8之后的内部结构-HashMap](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/JDK1.8之后的HashMap底层数据结构.jpg) - -> TreeMap、TreeSet以及JDK1.8之后的HashMap底层都用到了红黑树。红黑树就是为了解决二叉查找树的缺陷,因为二叉查找树在某些情况下会退化成一个线性结构。 - -**推荐阅读:** - -- 《Java 8系列之重新认识HashMap》 : - -## HashMap 的长度为什么是2的幂次方 - -为了能让 HashMap 存取高效,尽量较少碰撞,也就是要尽量把数据分配均匀。我们上面也讲到了过了,Hash 值的范围值-2147483648到2147483647,前后加起来大概40亿的映射空间,只要哈希函数映射得比较均匀松散,一般应用是很难出现碰撞的。但问题是一个40亿长度的数组,内存是放不下的。所以这个散列值是不能直接拿来用的。用之前还要先做对数组的长度取模运算,得到的余数才能用来要存放的位置也就是对应的数组下标。这个数组下标的计算方法是“ `(n - 1) & hash`”。(n代表数组长度)。这也就解释了 HashMap 的长度为什么是2的幂次方。 - -**这个算法应该如何设计呢?** - -我们首先可能会想到采用%取余的操作来实现。但是,重点来了:**“取余(%)操作中如果除数是2的幂次则等价于与其除数减一的与(&)操作(也就是说 hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是2的 n 次方;)。”** 并且 **采用二进制位操作 &,相对于%能够提高运算效率,这就解释了 HashMap 的长度为什么是2的幂次方。** - -## HashMap 多线程操作导致死循环问题 - -主要原因在于 并发下的Rehash 会造成元素之间会形成一个循环链表。不过,jdk 1.8 后解决了这个问题,但是还是不建议在多线程下使用 HashMap,因为多线程下使用 HashMap 还是会存在其他问题比如数据丢失。并发环境下推荐使用 ConcurrentHashMap 。 - -详情请查看: - -## ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别 - -ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别主要体现在实现线程安全的方式上不同。 - -- **底层数据结构:** JDK1.7的 ConcurrentHashMap 底层采用 **分段的数组+链表** 实现,JDK1.8 采用的数据结构跟HashMap1.8的结构一样,数组+链表/红黑二叉树。Hashtable 和 JDK1.8 之前的 HashMap 的底层数据结构类似都是采用 **数组+链表** 的形式,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的; -- **实现线程安全的方式(重要):** ① **在JDK1.7的时候,ConcurrentHashMap(分段锁)** 对整个桶数组进行了分割分段(Segment),每一把锁只锁容器其中一部分数据,多线程访问容器里不同数据段的数据,就不会存在锁竞争,提高并发访问率。 **到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了Segment的概念,而是直接用 Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现,并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。(JDK1.6以后 对 synchronized锁做了很多优化)** 整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap,虽然在JDK1.8中还能看到 Segment 的数据结构,但是已经简化了属性,只是为了兼容旧版本;② **Hashtable(同一把锁)** :使用 synchronized 来保证线程安全,效率非常低下。当一个线程访问同步方法时,其他线程也访问同步方法,可能会进入阻塞或轮询状态,如使用 put 添加元素,另一个线程不能使用 put 添加元素,也不能使用 get,竞争会越来越激烈效率越低。 - -**两者的对比图:** - -图片来源: - -**HashTable:** - -![HashTable全表锁](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/HashTable全表锁.png) - -**JDK1.7的ConcurrentHashMap:** - -![JDK1.7的ConcurrentHashMap](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/ConcurrentHashMap分段锁.jpg) - -**JDK1.8的ConcurrentHashMap(TreeBin: 红黑二叉树节点 Node: 链表节点):** - -![JDK1.8的ConcurrentHashMap](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/JDK1.8-ConcurrentHashMap-Structure.jpg) - -## ConcurrentHashMap线程安全的具体实现方式/底层具体实现 - -### JDK1.7(上面有示意图) - -首先将数据分为一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。 - -**ConcurrentHashMap 是由 Segment 数组结构和 HashEntry 数组结构组成**。 - -Segment 实现了 ReentrantLock,所以 Segment 是一种可重入锁,扮演锁的角色。HashEntry 用于存储键值对数据。 - -```java -static class Segment extends ReentrantLock implements Serializable { -} -``` - -一个 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment 数组。Segment 的结构和HashMap类似,是一种数组和链表结构,一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组,每个 HashEntry 是一个链表结构的元素,每个 Segment 守护着一个HashEntry数组里的元素,当对 HashEntry 数组的数据进行修改时,必须首先获得对应的 Segment的锁。 - -### JDK1.8 (上面有示意图) - -ConcurrentHashMap取消了Segment分段锁,采用CAS和synchronized来保证并发安全。数据结构跟HashMap1.8的结构类似,数组+链表/红黑二叉树。Java 8在链表长度超过一定阈值(8)时将链表(寻址时间复杂度为O(N))转换为红黑树(寻址时间复杂度为O(log(N))) - -synchronized只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点,这样只要hash不冲突,就不会产生并发,效率又提升N倍。 - -## comparable 和 Comparator的区别 - -- comparable接口实际上是出自java.lang包 它有一个 `compareTo(Object obj)`方法用来排序 -- comparator接口实际上是出自 java.util 包它有一个`compare(Object obj1, Object obj2)`方法用来排序 - -一般我们需要对一个集合使用自定义排序时,我们就要重写`compareTo()`方法或`compare()`方法,当我们需要对某一个集合实现两种排序方式,比如一个song对象中的歌名和歌手名分别采用一种排序方法的话,我们可以重写`compareTo()`方法和使用自制的Comparator方法或者以两个Comparator来实现歌名排序和歌星名排序,第二种代表我们只能使用两个参数版的 `Collections.sort()`. - -### Comparator定制排序 +#### 1.3.1.1. Comparator 定制排序 ```java ArrayList arrayList = new ArrayList(); @@ -343,13 +216,12 @@ Collections.sort(arrayList): [7, 4, 3, 3, -1, -5, -7, -9] ``` -### 重写compareTo方法实现按年龄来排序 +#### 1.3.1.2. 重写 compareTo 方法实现按年龄来排序 ```java // person对象没有实现Comparable接口,所以必须实现,这样才不会出错,才可以使treemap中的数据按顺序排列 // 前面一个例子的String类已经默认实现了Comparable接口,详细可以查看String类的API文档,另外其他 // 像Integer类等都已经实现了Comparable接口,所以不需要另外实现了 - public class Person implements Comparable { private String name; private int age; @@ -377,17 +249,17 @@ public class Person implements Comparable { } /** - * TODO重写compareTo方法实现按年龄来排序 + * T重写compareTo方法实现按年龄来排序 */ @Override public int compareTo(Person o) { - // TODO Auto-generated method stub if (this.age > o.getAge()) { return 1; - } else if (this.age < o.getAge()) { + } + if (this.age < o.getAge()) { return -1; } - return age; + return 0; } } @@ -418,39 +290,354 @@ Output: 30-张三 ``` -## 集合框架底层数据结构总结 +### 1.3.2. 无序性和不可重复性的含义是什么 -### Collection +1、什么是无序性?无序性不等于随机性 ,无序性是指存储的数据在底层数组中并非按照数组索引的顺序添加 ,而是根据数据的哈希值决定的。 -#### 1. List +2、什么是不可重复性?不可重复性是指添加的元素按照 equals()判断时 ,返回 false,需要同时重写 equals()方法和 HashCode()方法。 -- **Arraylist:** Object数组 -- **Vector:** Object数组 -- **LinkedList:** 双向链表(JDK1.6之前为循环链表,JDK1.7取消了循环) +### 1.3.3. 比较 HashSet、LinkedHashSet 和 TreeSet 三者的异同 -#### 2. Set +`HashSet` 是 `Set` 接口的主要实现类 ,`HashSet` 的底层是 `HashMap`,线程不安全的,可以存储 null 值; -- **HashSet(无序,唯一):** 基于 HashMap 实现的,底层采用 HashMap 来保存元素 -- **LinkedHashSet:** LinkedHashSet 继承于 HashSet,并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基于 HashMap 实现一样,不过还是有一点点区别的 -- **TreeSet(有序,唯一):** 红黑树(自平衡的排序二叉树) +`LinkedHashSet` 是 `HashSet` 的子类,能够按照添加的顺序遍历; -### Map +`TreeSet` 底层使用红黑树,能够按照添加元素的顺序进行遍历,排序的方式有自然排序和定制排序。 -- **HashMap:** JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的,数组是HashMap的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的(“拉链法”解决冲突)。JDK1.8以后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间 -- **LinkedHashMap:** LinkedHashMap 继承自 HashMap,所以它的底层仍然是基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外,LinkedHashMap 在上面结构的基础上,增加了一条双向链表,使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。同时通过对链表进行相应的操作,实现了访问顺序相关逻辑。详细可以查看:[《LinkedHashMap 源码详细分析(JDK1.8)》](https://www.imooc.com/article/22931) -- **Hashtable:** 数组+链表组成的,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的 -- **TreeMap:** 红黑树(自平衡的排序二叉树) +## 1.4. Map 接口 -## 如何选用集合? +### 1.4.1. HashMap 和 Hashtable 的区别 -主要根据集合的特点来选用,比如我们需要根据键值获取到元素值时就选用Map接口下的集合,需要排序时选择TreeMap,不需要排序时就选择HashMap,需要保证线程安全就选用ConcurrentHashMap.当我们只需要存放元素值时,就选择实现Collection接口的集合,需要保证元素唯一时选择实现Set接口的集合比如TreeSet或HashSet,不需要就选择实现List接口的比如ArrayList或LinkedList,然后再根据实现这些接口的集合的特点来选用。 +1. **线程是否安全:** `HashMap` 是非线程安全的,`HashTable` 是线程安全的,因为 `HashTable` 内部的方法基本都经过`synchronized` 修饰。(如果你要保证线程安全的话就使用 `ConcurrentHashMap` 吧!); +2. **效率:** 因为线程安全的问题,`HashMap` 要比 `HashTable` 效率高一点。另外,`HashTable` 基本被淘汰,不要在代码中使用它; +3. **对 Null key 和 Null value 的支持:** `HashMap` 可以存储 null 的 key 和 value,但 null 作为键只能有一个,null 作为值可以有多个;HashTable 不允许有 null 键和 null 值,否则会抛出 `NullPointerException`。 +4. **初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 :** ① 创建时如果不指定容量初始值,`Hashtable` 默认的初始大小为 11,之后每次扩充,容量变为原来的 2n+1。`HashMap` 默认的初始化大小为 16。之后每次扩充,容量变为原来的 2 倍。② 创建时如果给定了容量初始值,那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小,而 `HashMap` 会将其扩充为 2 的幂次方大小(`HashMap` 中的`tableSizeFor()`方法保证,下面给出了源代码)。也就是说 `HashMap` 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是 2 的幂次方。 +5. **底层数据结构:** JDK1.8 以后的 `HashMap` 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)(将链表转换成红黑树前会判断,如果当前数组的长度小于 64,那么会选择先进行数组扩容,而不是转换为红黑树)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。 -## 公众号 +**`HashMap` 中带有初始容量的构造函数:** -如果大家想要实时关注我更新的文章以及分享的干货的话,可以关注我的公众号。 +```java + public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) { + if (initialCapacity < 0) + throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " + + initialCapacity); + if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY) + initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY; + if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor)) + throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " + + loadFactor); + this.loadFactor = loadFactor; + this.threshold = tableSizeFor(initialCapacity); + } + public HashMap(int initialCapacity) { + this(initialCapacity, DEFAULT_LOAD_FACTOR); + } +``` -**《Java面试突击》:** 由本文档衍生的专为面试而生的《Java面试突击》V2.0 PDF 版本[公众号](#公众号)后台回复 **"Java面试突击"** 即可免费领取! +下面这个方法保证了 `HashMap` 总是使用 2 的幂作为哈希表的大小。 -**Java工程师必备学习资源:** 一些Java工程师常用学习资源公众号后台回复关键字 **“1”** 即可免费无套路获取。 +```java + /** + * Returns a power of two size for the given target capacity. + */ + static final int tableSizeFor(int cap) { + int n = cap - 1; + n |= n >>> 1; + n |= n >>> 2; + n |= n >>> 4; + n |= n >>> 8; + n |= n >>> 16; + return (n < 0) ? 1 : (n >= MAXIMUM_CAPACITY) ? MAXIMUM_CAPACITY : n + 1; + } +``` -![我的公众号](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/167598cd2e17b8ec.png) +### 1.4.2. HashMap 和 HashSet 区别 + +如果你看过 `HashSet` 源码的话就应该知道:`HashSet` 底层就是基于 `HashMap` 实现的。(`HashSet` 的源码非常非常少,因为除了 `clone()`、`writeObject()`、`readObject()`是 `HashSet` 自己不得不实现之外,其他方法都是直接调用 `HashMap` 中的方法。 + +| `HashMap` | `HashSet` | +| :------------------------------------: | :----------------------------------------------------------: | +| 实现了 `Map` 接口 | 实现 `Set` 接口 | +| 存储键值对 | 仅存储对象 | +| 调用 `put()`向 map 中添加元素 | 调用 `add()`方法向 `Set` 中添加元素 | +| `HashMap` 使用键(Key)计算 `hashcode` | `HashSet` 使用成员对象来计算 `hashcode` 值,对于两个对象来说 `hashcode` 可能相同,所以`equals()`方法用来判断对象的相等性 | + +### 1.4.3. HashMap 和 TreeMap 区别 + +`TreeMap` 和`HashMap` 都继承自`AbstractMap` ,但是需要注意的是`TreeMap`它还实现了`NavigableMap`接口和`SortedMap` 接口。 + +![](./images/TreeMap继承结构.png) + +实现 `NavigableMap` 接口让 `TreeMap` 有了对集合内元素的搜索的能力。 + +实现`SortMap`接口让 `TreeMap` 有了对集合中的元素根据键排序的能力。默认是按 key 的升序排序,不过我们也可以指定排序的比较器。示例代码如下: + +```java +/** + * @author shuang.kou + * @createTime 2020年06月15日 17:02:00 + */ +public class Person { + private Integer age; + + public Person(Integer age) { + this.age = age; + } + + public Integer getAge() { + return age; + } + + + public static void main(String[] args) { + TreeMap treeMap = new TreeMap<>(new Comparator() { + @Override + public int compare(Person person1, Person person2) { + int num = person1.getAge() - person2.getAge(); + return Integer.compare(num, 0); + } + }); + treeMap.put(new Person(3), "person1"); + treeMap.put(new Person(18), "person2"); + treeMap.put(new Person(35), "person3"); + treeMap.put(new Person(16), "person4"); + treeMap.entrySet().stream().forEach(personStringEntry -> { + System.out.println(personStringEntry.getValue()); + }); + } +} +``` + +输出: + +``` +person1 +person4 +person2 +person3 +``` + +可以看出,`TreeMap` 中的元素已经是按照 `Person` 的 age 字段的升序来排列了。 + +上面,我们是通过传入匿名内部类的方式实现的,你可以将代码替换成 Lambda 表达式实现的方式: + +```java +TreeMap treeMap = new TreeMap<>((person1, person2) -> { + int num = person1.getAge() - person2.getAge(); + return Integer.compare(num, 0); +}); +``` + +**综上,相比于`HashMap`来说 `TreeMap` 主要多了对集合中的元素根据键排序的能力以及对集合内元素的搜索的能力。** + +### 1.4.4. HashSet 如何检查重复 + +以下内容摘自我的 Java 启蒙书《Head first java》第二版: + +当你把对象加入`HashSet`时,`HashSet` 会先计算对象的`hashcode`值来判断对象加入的位置,同时也会与其他加入的对象的 `hashcode` 值作比较,如果没有相符的 `hashcode`,`HashSet` 会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 `hashcode` 值的对象,这时会调用`equals()`方法来检查 `hashcode` 相等的对象是否真的相同。如果两者相同,`HashSet` 就不会让加入操作成功。 + +在openjdk8中,`HashSet`的`add()`方法只是简单的调用了`HashMap`的`put()`方法,并且判断了一下返回值以确保是否有重复元素。直接看一下`HashSet`中的源码: +```java +// Returns: true if this set did not already contain the specified element +// 返回值:当set中没有包含add的元素时返回真 +public boolean add(E e) { + return map.put(e, PRESENT)==null; +} +``` + +而在`HashMap`的`putVal()`方法中也能看到如下说明: +```java +// Returns : previous value, or null if none +// 返回值:如果插入位置没有元素返回null,否则返回上一个元素 +final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, + boolean evict) { +... +} +``` + +也就是说,在openjdk8中,实际上无论`HashSet`中是否已经存在了某元素,`HashSet`都会直接插入,只是会在`add()`方法的返回值处告诉我们插入前是否存在相同元素。 + +**`hashCode()`与 `equals()` 的相关规定:** + +1. 如果两个对象相等,则 `hashcode` 一定也是相同的 +2. 两个对象相等,对两个 `equals()` 方法返回 true +3. 两个对象有相同的 `hashcode` 值,它们也不一定是相等的 +4. 综上,`equals()` 方法被覆盖过,则 `hashCode()` 方法也必须被覆盖 +5. `hashCode()`的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 `hashCode()`,则该 class 的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据)。 + +**==与 equals 的区别** + +对于基本类型来说,== 比较的是值是否相等; + +对于引用类型来说,== 比较的是两个引用是否指向同一个对象地址(两者在内存中存放的地址(堆内存地址)是否指向同一个地方); + +对于引用类型(包括包装类型)来说,equals 如果没有被重写,对比它们的地址是否相等;如果 equals()方法被重写(例如 String),则比较的是地址里的内容。 + +### 1.4.5. HashMap 的底层实现 + +#### 1.4.5.1. JDK1.8 之前 + +JDK1.8 之前 `HashMap` 底层是 **数组和链表** 结合在一起使用也就是 **链表散列**。**HashMap 通过 key 的 hashCode 经过扰动函数处理过后得到 hash 值,然后通过 (n - 1) & hash 判断当前元素存放的位置(这里的 n 指的是数组的长度),如果当前位置存在元素的话,就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同,如果相同的话,直接覆盖,不相同就通过拉链法解决冲突。** + +**所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的 hashCode() 方法 换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。** + +**JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源码:** + +JDK 1.8 的 hash 方法 相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化,但是原理不变。 + +```java + static final int hash(Object key) { + int h; + // key.hashCode():返回散列值也就是hashcode + // ^ :按位异或 + // >>>:无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐 + return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16); + } +``` + +对比一下 JDK1.7 的 HashMap 的 hash 方法源码. + +```java +static int hash(int h) { + // This function ensures that hashCodes that differ only by + // constant multiples at each bit position have a bounded + // number of collisions (approximately 8 at default load factor). + + h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12); + return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4); +} +``` + +相比于 JDK1.8 的 hash 方法 ,JDK 1.7 的 hash 方法的性能会稍差一点点,因为毕竟扰动了 4 次。 + +所谓 **“拉链法”** 就是:将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组,数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突,则将冲突的值加到链表中即可。 + +![jdk1.8之前的内部结构-HashMap](images/jdk1.8之前的内部结构-HashMap.png) + +#### 1.4.5.2. JDK1.8 之后 + +相比于之前的版本, JDK1.8 之后在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为 8)(将链表转换成红黑树前会判断,如果当前数组的长度小于 64,那么会选择先进行数组扩容,而不是转换为红黑树)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。 + +![jdk1.8之后的内部结构-HashMap](images/jdk1.8之后的内部结构-HashMap.png) + +> TreeMap、TreeSet 以及 JDK1.8 之后的 HashMap 底层都用到了红黑树。红黑树就是为了解决二叉查找树的缺陷,因为二叉查找树在某些情况下会退化成一个线性结构。 + +### 1.4.6. HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方 + +为了能让 HashMap 存取高效,尽量较少碰撞,也就是要尽量把数据分配均匀。我们上面也讲到了过了,Hash 值的范围值-2147483648 到 2147483647,前后加起来大概 40 亿的映射空间,只要哈希函数映射得比较均匀松散,一般应用是很难出现碰撞的。但问题是一个 40 亿长度的数组,内存是放不下的。所以这个散列值是不能直接拿来用的。用之前还要先做对数组的长度取模运算,得到的余数才能用来要存放的位置也就是对应的数组下标。这个数组下标的计算方法是“ `(n - 1) & hash`”。(n 代表数组长度)。这也就解释了 HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方。 + +**这个算法应该如何设计呢?** + +我们首先可能会想到采用%取余的操作来实现。但是,重点来了:**“取余(%)操作中如果除数是 2 的幂次则等价于与其除数减一的与(&)操作(也就是说 hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是 2 的 n 次方;)。”** 并且 **采用二进制位操作 &,相对于%能够提高运算效率,这就解释了 HashMap 的长度为什么是 2 的幂次方。** + +### 1.4.7. HashMap 多线程操作导致死循环问题 + +主要原因在于并发下的 Rehash 会造成元素之间会形成一个循环链表。不过,jdk 1.8 后解决了这个问题,但是还是不建议在多线程下使用 HashMap,因为多线程下使用 HashMap 还是会存在其他问题比如数据丢失。并发环境下推荐使用 ConcurrentHashMap 。 + +详情请查看: + +### 1.4.8. HashMap 有哪几种常见的遍历方式? + +[HashMap 的 7 种遍历方式与性能分析!](https://mp.weixin.qq.com/s/zQBN3UvJDhRTKP6SzcZFKw) + +### 1.4.9. ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别 + +`ConcurrentHashMap` 和 `Hashtable` 的区别主要体现在实现线程安全的方式上不同。 + +- **底层数据结构:** JDK1.7 的 `ConcurrentHashMap` 底层采用 **分段的数组+链表** 实现,JDK1.8 采用的数据结构跟 `HashMap1.8` 的结构一样,数组+链表/红黑二叉树。`Hashtable` 和 JDK1.8 之前的 `HashMap` 的底层数据结构类似都是采用 **数组+链表** 的形式,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的; +- **实现线程安全的方式(重要):** ① **在 JDK1.7 的时候,`ConcurrentHashMap`(分段锁)** 对整个桶数组进行了分割分段(`Segment`),每一把锁只锁容器其中一部分数据,多线程访问容器里不同数据段的数据,就不会存在锁竞争,提高并发访问率。 **到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了 `Segment` 的概念,而是直接用 `Node` 数组+链表+红黑树的数据结构来实现,并发控制使用 `synchronized` 和 CAS 来操作。(JDK1.6 以后 对 `synchronized` 锁做了很多优化)** 整个看起来就像是优化过且线程安全的 `HashMap`,虽然在 JDK1.8 中还能看到 `Segment` 的数据结构,但是已经简化了属性,只是为了兼容旧版本;② **`Hashtable`(同一把锁)** :使用 `synchronized` 来保证线程安全,效率非常低下。当一个线程访问同步方法时,其他线程也访问同步方法,可能会进入阻塞或轮询状态,如使用 put 添加元素,另一个线程不能使用 put 添加元素,也不能使用 get,竞争会越来越激烈效率越低。 + +**两者的对比图:** + +**HashTable:** + +![HashTable全表锁](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/HashTable全表锁.png) + +

https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6842045.html>

+ +**JDK1.7 的 ConcurrentHashMap:** + +![JDK1.7的ConcurrentHashMap](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-6/ConcurrentHashMap分段锁.jpg) + +

https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6842045.html>

+ +**JDK1.8 的 ConcurrentHashMap:** + +![Java8 ConcurrentHashMap 存储结构(图片来自 javadoop)](./images/java8_concurrenthashmap.png) + +JDK1.8 的 `ConcurrentHashMap` 不在是 **Segment 数组 + HashEntry 数组 + 链表**,而是 **Node 数组 + 链表 / 红黑树**。不过,Node 只能用于链表的情况,红黑树的情况需要使用 **`TreeNode`**。当冲突链表达到一定长度时,链表会转换成红黑树。 + +### 1.4.10. ConcurrentHashMap 线程安全的具体实现方式/底层具体实现 + +#### 1.4.10.1. JDK1.7(上面有示意图) + +首先将数据分为一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。 + +**`ConcurrentHashMap` 是由 `Segment` 数组结构和 `HashEntry` 数组结构组成**。 + +Segment 实现了 `ReentrantLock`,所以 `Segment` 是一种可重入锁,扮演锁的角色。`HashEntry` 用于存储键值对数据。 + +```java +static class Segment extends ReentrantLock implements Serializable { +} +``` + +一个 `ConcurrentHashMap` 里包含一个 `Segment` 数组。`Segment` 的结构和 `HashMap` 类似,是一种数组和链表结构,一个 `Segment` 包含一个 `HashEntry` 数组,每个 `HashEntry` 是一个链表结构的元素,每个 `Segment` 守护着一个 `HashEntry` 数组里的元素,当对 `HashEntry` 数组的数据进行修改时,必须首先获得对应的 `Segment` 的锁。 + +#### 1.4.10.2. JDK1.8 (上面有示意图) + +`ConcurrentHashMap` 取消了 `Segment` 分段锁,采用 CAS 和 `synchronized` 来保证并发安全。数据结构跟 HashMap1.8 的结构类似,数组+链表/红黑二叉树。Java 8 在链表长度超过一定阈值(8)时将链表(寻址时间复杂度为 O(N))转换为红黑树(寻址时间复杂度为 O(log(N))) + +`synchronized` 只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点,这样只要 hash 不冲突,就不会产生并发,效率又提升 N 倍。 + +## 1.5. Collections 工具类 + +Collections 工具类常用方法: + +1. 排序 +2. 查找,替换操作 +3. 同步控制(不推荐,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合) + +### 1.5.1. 排序操作 + +```java +void reverse(List list)//反转 +void shuffle(List list)//随机排序 +void sort(List list)//按自然排序的升序排序 +void sort(List list, Comparator c)//定制排序,由Comparator控制排序逻辑 +void swap(List list, int i , int j)//交换两个索引位置的元素 +void rotate(List list, int distance)//旋转。当distance为正数时,将list后distance个元素整体移到前面。当distance为负数时,将 list的前distance个元素整体移到后面 +``` + +### 1.5.2. 查找,替换操作 + +```java +int binarySearch(List list, Object key)//对List进行二分查找,返回索引,注意List必须是有序的 +int max(Collection coll)//根据元素的自然顺序,返回最大的元素。 类比int min(Collection coll) +int max(Collection coll, Comparator c)//根据定制排序,返回最大元素,排序规则由Comparatator类控制。类比int min(Collection coll, Comparator c) +void fill(List list, Object obj)//用指定的元素代替指定list中的所有元素 +int frequency(Collection c, Object o)//统计元素出现次数 +int indexOfSubList(List list, List target)//统计target在list中第一次出现的索引,找不到则返回-1,类比int lastIndexOfSubList(List source, list target) +boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal)//用新元素替换旧元素 +``` + +### 1.5.3. 同步控制 + +`Collections` 提供了多个`synchronizedXxx()`方法·,该方法可以将指定集合包装成线程同步的集合,从而解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。 + +我们知道 `HashSet`,`TreeSet`,`ArrayList`,`LinkedList`,`HashMap`,`TreeMap` 都是线程不安全的。`Collections` 提供了多个静态方法可以把他们包装成线程同步的集合。 + +**最好不要用下面这些方法,效率非常低,需要线程安全的集合类型时请考虑使用 JUC 包下的并发集合。** + +方法如下: + +```java +synchronizedCollection(Collection c) //返回指定 collection 支持的同步(线程安全的)collection。 +synchronizedList(List list)//返回指定列表支持的同步(线程安全的)List。 +synchronizedMap(Map m) //返回由指定映射支持的同步(线程安全的)Map。 +synchronizedSet(Set s) //返回指定 set 支持的同步(线程安全的)set。 +``` + +**《Java 面试突击》:** Java 程序员面试必备的《Java 面试突击》V3.0 PDF 版本扫码关注下面的公众号,在后台回复 **"面试突击"** 即可免费领取! + +![我的公众号](https://my-blog-to-use.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2019-11/format,png.jpeg) diff --git a/docs/java/collection/LinkedList.md b/docs/java/collection/LinkedList源码分析.md similarity index 99% rename from docs/java/collection/LinkedList.md rename to docs/java/collection/LinkedList源码分析.md index d26bc752..a8159a34 100644 --- a/docs/java/collection/LinkedList.md +++ b/docs/java/collection/LinkedList源码分析.md @@ -23,8 +23,10 @@ List list=Collections.synchronizedList(new LinkedList(...)); ``` ## 内部结构分析 **如下图所示:** -![LinkedList内部结构](https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/3/19/1623e363fe0450b0?w=600&h=481&f=jpeg&s=18502) + +![LinkedList内部结构](images/linkedlist/LinkedList内部结构.png) 看完了图之后,我们再看LinkedList类中的一个**内部私有类Node**就很好理解了: + ```java private static class Node { E item;//节点值 diff --git a/docs/java/collection/images/77c95eb733284dbd8ce4e85c9cb6b042.png b/docs/java/collection/images/77c95eb733284dbd8ce4e85c9cb6b042.png new file mode 100644 index 00000000..54180092 Binary files /dev/null and b/docs/java/collection/images/77c95eb733284dbd8ce4e85c9cb6b042.png differ diff --git a/docs/java/collection/images/Java-Collections.jpeg b/docs/java/collection/images/Java-Collections.jpeg new file mode 100644 index 00000000..cf9071ff Binary files /dev/null and b/docs/java/collection/images/Java-Collections.jpeg differ diff --git a/docs/java/collection/images/TreeMap继承结构.png b/docs/java/collection/images/TreeMap继承结构.png new file mode 100644 index 00000000..553e41b8 Binary files /dev/null and b/docs/java/collection/images/TreeMap继承结构.png differ diff --git a/docs/java/collection/images/ad28e3ba-e419-4724-869c-73879e604da1.png b/docs/java/collection/images/ad28e3ba-e419-4724-869c-73879e604da1.png new file mode 100644 index 00000000..1c05ebaa Binary files /dev/null and b/docs/java/collection/images/ad28e3ba-e419-4724-869c-73879e604da1.png differ diff --git a/docs/java/collection/images/image-20200405151029416.png b/docs/java/collection/images/image-20200405151029416.png new file mode 100644 index 00000000..26ea14ca Binary files /dev/null and b/docs/java/collection/images/image-20200405151029416.png differ diff --git a/docs/java/collection/images/java8_concurrenthashmap.png b/docs/java/collection/images/java8_concurrenthashmap.png new file mode 100644 index 00000000..a090c7cc Binary files /dev/null and b/docs/java/collection/images/java8_concurrenthashmap.png differ diff --git a/docs/java/collection/images/jdk1.8之前的内部结构-HashMap.png b/docs/java/collection/images/jdk1.8之前的内部结构-HashMap.png new file mode 100644 index 00000000..54180092 Binary files /dev/null and b/docs/java/collection/images/jdk1.8之前的内部结构-HashMap.png differ diff --git a/docs/java/collection/images/jdk1.8之后的内部结构-HashMap.png b/docs/java/collection/images/jdk1.8之后的内部结构-HashMap.png new file mode 100644 index 00000000..7c95e738 Binary files /dev/null and b/docs/java/collection/images/jdk1.8之后的内部结构-HashMap.png differ diff --git a/docs/java/collection/images/linkedlist/LinkedList内部结构.png b/docs/java/collection/images/linkedlist/LinkedList内部结构.png new file mode 100644 index 00000000..b70a9372 Binary files /dev/null and b/docs/java/collection/images/linkedlist/LinkedList内部结构.png differ diff --git a/docs/java/images/image-20200405151029416.png b/docs/java/images/image-20200405151029416.png new file mode 100644 index 00000000..26ea14ca Binary files /dev/null and b/docs/java/images/image-20200405151029416.png differ diff --git a/docs/java/images/performance-tuning/java-performance1.png b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance1.png new file mode 100644 index 00000000..0975d265 Binary files /dev/null and b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance1.png differ diff --git a/docs/java/images/performance-tuning/java-performance2.png b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance2.png new file mode 100644 index 00000000..76bbc0a8 Binary files /dev/null and b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance2.png differ diff --git a/docs/java/images/performance-tuning/java-performance3.png b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance3.png new file mode 100644 index 00000000..150e5ce5 Binary files /dev/null and b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance3.png differ diff --git a/docs/java/images/performance-tuning/java-performance4.png b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance4.png new file mode 100644 index 00000000..e3bf7450 Binary files /dev/null and b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance4.png differ diff --git a/docs/java/images/performance-tuning/java-performance5.png b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance5.png new file mode 100644 index 00000000..c6b44840 Binary files /dev/null and b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance5.png differ diff --git a/docs/java/images/performance-tuning/java-performance6.png b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance6.png new file mode 100644 index 00000000..b1e182ed Binary files /dev/null and b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance6.png differ diff --git a/docs/java/images/performance-tuning/java-performance7.png b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance7.png new file mode 100644 index 00000000..0796e30d Binary files /dev/null and b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance7.png differ diff --git a/docs/java/images/performance-tuning/java-performance8.png b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance8.png new file mode 100644 index 00000000..75172dfa Binary files /dev/null and b/docs/java/images/performance-tuning/java-performance8.png differ diff --git a/docs/java/jvm/GC调优参数.md b/docs/java/jvm/GC调优参数.md deleted file mode 100644 index b9475b08..00000000 --- a/docs/java/jvm/GC调优参数.md +++ /dev/null @@ -1,58 +0,0 @@ -> 原文地址: https://juejin.im/post/5c94a123f265da610916081f。 - -## JVM 配置常用参数 - -1. 堆参数; -2. 回收器参数; -3. 项目中常用配置; -4. 常用组合; - -### 堆参数 - -![img](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-1130324/975rk4d0wx.jpeg?imageView2/2/w/1620) - -### 回收器参数 - -![img](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-1130324/34nzellt71.jpeg?imageView2/2/w/1620) - -如上表所示,目前**主要有串行、并行和并发三种**,对于大内存的应用而言,串行的性能太低,因此使用到的主要是并行和并发两种。并行和并发 GC 的策略通过 `UseParallelGC `和` UseConcMarkSweepGC` 来指定,还有一些细节的配置参数用来配置策略的执行方式。例如:`XX:ParallelGCThreads`, `XX:CMSInitiatingOccupancyFraction` 等。 通常:Young 区对象回收只可选择并行(耗时间),Old 区选择并发(耗 CPU)。 - -### 项目中常用配置 - -> 备注:在Java8中永久代的参数`-XX:PermSize` 和`-XX:MaxPermSize`已经失效。 - -![img](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-1130324/urw285pczz.jpeg?imageView2/2/w/1620) - -### 常用组合 - -![img](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-1130324/ff8ues5crb.jpeg?imageView2/2/w/1620) - -## 常用 GC 调优策略 - -1. GC 调优原则; -2. GC 调优目的; -3. GC 调优策略; - -### GC 调优原则 - -在调优之前,我们需要记住下面的原则: - -> 多数的 Java 应用不需要在服务器上进行 GC 优化; 多数导致 GC 问题的 Java 应用,都不是因为我们参数设置错误,而是代码问题; 在应用上线之前,先考虑将机器的 JVM 参数设置到最优(最适合); 减少创建对象的数量; 减少使用全局变量和大对象; GC 优化是到最后不得已才采用的手段; 在实际使用中,分析 GC 情况优化代码比优化 GC 参数要多得多。 - -### GC 调优目的 - -将转移到老年代的对象数量降低到最小; 减少 GC 的执行时间。 - -### GC 调优策略 - -**策略 1:**将新对象预留在新生代,由于 Full GC 的成本远高于 Minor GC,因此尽可能将对象分配在新生代是明智的做法,实际项目中根据 GC 日志分析新生代空间大小分配是否合理,适当通过“-Xmn”命令调节新生代大小,最大限度降低新对象直接进入老年代的情况。 - -**策略 2:**大对象进入老年代,虽然大部分情况下,将对象分配在新生代是合理的。但是对于大对象这种做法却值得商榷,大对象如果首次在新生代分配可能会出现空间不足导致很多年龄不够的小对象被分配的老年代,破坏新生代的对象结构,可能会出现频繁的 full gc。因此,对于大对象,可以设置直接进入老年代(当然短命的大对象对于垃圾回收来说简直就是噩梦)。`-XX:PretenureSizeThreshold` 可以设置直接进入老年代的对象大小。 - -**策略 3:**合理设置进入老年代对象的年龄,`-XX:MaxTenuringThreshold` 设置对象进入老年代的年龄大小,减少老年代的内存占用,降低 full gc 发生的频率。 - -**策略 4:**设置稳定的堆大小,堆大小设置有两个参数:`-Xms` 初始化堆大小,`-Xmx` 最大堆大小。 - -**策略5:**注意: 如果满足下面的指标,**则一般不需要进行 GC 优化:** - -> MinorGC 执行时间不到50ms; Minor GC 执行不频繁,约10秒一次; Full GC 执行时间不到1s; Full GC 执行频率不算频繁,不低于10分钟1次。 \ No newline at end of file diff --git a/docs/java/jvm/JDK监控和故障处理工具总结.md b/docs/java/jvm/JDK监控和故障处理工具总结.md index 8a8ec160..c8263de0 100644 --- a/docs/java/jvm/JDK监控和故障处理工具总结.md +++ b/docs/java/jvm/JDK监控和故障处理工具总结.md @@ -1,5 +1,3 @@ -点击关注[公众号](#公众号)及时获取笔主最新更新文章,并可免费领取本文档配套的《Java面试突击》以及Java工程师必备学习资源。 - - [JDK 监控和故障处理工具总结](#jdk-监控和故障处理工具总结) @@ -83,9 +81,9 @@ jstat -