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一线大厂Java面试题解析+核心总结学习笔记+最新讲解视频+实战项目源码
《一线大厂Java面试题解析+核心总结学习笔记+最新讲解视频+实战项目源码》
JVM
Java内存管理是Java开发中的核心知识。了解Java内存分配机制，能够帮助开发者更好地优化程序性能并避免内存泄漏。
Java内存分配
Java内存由堆、方法区、虚拟机栈和程序计数器组成。内存分配主要通过堆来完成，其他区域的分配则相对固定。
Java堆结构
堆是Java中的垃圾回收核心区域。堆分为新生代和老年代，新生代又分为Eden、Survivor区。垃圾回收主要通过标记-清除、复制算法或标记-整理来进行。
###Permanent Gen space（永久代） 永久代主要存储类信息、静态变量、字符串常量池等。随着JDK版本更新，永久代的大小通常由系统参数决定。
各区域作用
- 堆：存放对象实例，负责动态内存分配。
- 方法区（Perm Gen space）：存储类信息、常量、静态变量。
- 虚拟机栈（VM Stack）：存放方法调用的栈帧和局部变量。
- 程序计数器（PC Register）：存放当前线程执行位置。
Java内存泄漏
内存泄漏是指内存中存活的对象超过了应用程序的预期。常见原因包括不正确使用外部对象、不释放资源等。可以通过监控工具及时发现内存泄漏问题。
Java类加载过程
类加载机制是Java的核心功能之一。类加载器根据类文件的信息生成对应的Class对象，并存储在方法区中。
JVM加载Class文件
JVM通过类加载器动态加载Class文件。双亲委派机制确保类加载的安全性和一致性。
类加载器类型
Bootstrap ClassLoader（系统类加载器）：负责加载核心Java类。 Delegating ClassLoader：负责应用程序中自定义类的加载。 ClassLoader：常见的自定义类加载器。 Tomcat类加载机制
Tomcat服务器使用自己的类加载器来确保类的加载安全。它结合了标准的双亲委派机制，防止恶意类的加载。
双亲委派模型
双亲委派机制确保类加载器在加载类时，总能找到一个可以信任的父类加载器。这种机制防止了类的动态替换和恶意攻击。
GC与垃圾回收机制
垃圾回收是释放不再使用的对象内存的过程。GARBAGE COLLECTION（GC）机制通过标记无效对象并清除其内存来实现。
Java垃圾回收机制
标记-清除：标记无效对象，清除内存。 复制算法：将存活对象复制到新区，清理旧区。 标记-整理：标记无效对象，整理存活对象。 内存泄漏检测
使用工具如JVM内置的垃圾回收器、第三方工具（如VisualVM）来监控内存使用情况，及时发现内存泄漏。
深拷贝与浅拷贝
- 浅拷贝：复制对象引用，不复制对象内部数据。
- 深拷贝：复制对象内部数据，包括对象的所有属性。
System.gc()与Runtime.gc()
System.gc()和Runtime.gc()是JVM提供的API，用于触发垃圾回收过程。两者都属于不安全的方法，可能会影响性能。
分布式垃圾回收
分布式垃圾回收针对分布式系统中的对象生命周期管理，确保资源的高效利用。
垃圾回收器类型
- 串行收集器：单线程回收，适合小规模垃圾回收。
- 吞吐量收集器：多线程回收，提升性能。
Java对象存活条件
对象存活依赖于引用类型和回收器策略。强引用会阻止对象回收，弱引用则会触发回收。
Minor GC与Major GC
- Minor GC：频繁进行的垃圾回收，处理新生代的对象回收。
- Major GC：定期执行的垃圾回收，处理老年代的对象回收。
Java垃圾收集方法
性能优化指标
- CPU使用率：监控线程使用情况。
- 内存使用率：监控堆和方法区使用情况。
- 垃圾回收时间：优化回收策略。
分布式缓存与一致性哈希
分布式缓存用于存储和检索大量数据，常用一致性哈希技术确保数据分配的高效性和一致性。
同步与异步
- 同步：保证操作的原子性和一致性。
- 异步：允许操作的延迟，提高系统吞吐量。
阻塞与非阻塞
- 阻塞：等待资源或服务，可能导致线程等待。
- 非阻塞：允许线程继续执行，提高并发性能。
GC调优
通过调整垃圾回收算法和参数，优化GC性能，减少垃圾回收的开销。
异步手段
- 线程池：将任务提交到线程池处理。
- ** Deferred Result**：将结果异步返回。
Spring
Spring是流行的依赖注入框架，简化了Java应用程序的配置和资源管理。
代理模式
代理模式通过引入代理对象，控制目标对象的访问，实现了对目标对象的透明化操作。
静态代理模式
静态代理模式通过类loading技术实现动态代理，代理类和被代理类关系静态确定。
接口代理模式
接口代理模式通过生成代理类实现对接口的动态代理，支持增强。
Java反射实现动态代理
通过反射机制动态生成代理类和代理方法，实现动态代理。
Cglib动态代理
Cglib通过类增强技术实现动态代理，增强目标类，生成动态代理类。
面向切面编程
切面编程通过动态代理实现横切关注点的统一处理，如日志、事务等。
OOP与AOP对比
- OOP：关注对象本身，强调数据和方法。
- AOP：关注过程，强调关注点和流程。
JDK动态代理与Cglib代理
- JDK代理：基于接口实现动态代理，代理方法在接口中定义。
- Cglib代理：基于类实现动态代理，增强目标类本身。
Spring AOP实现原理
Spring AOP基于动态代理实现，通过JDK代理或Cglib代理，支持事务、日志等功能。
Spring事务管理
Spring通过AOP实现事务管理，通过切面类（如@Transaction）定义事务，支持本地和远程事务。
控制反转设计思想
通过容器管理对象创建和注入，减少直接访问单件实例，提升系统维护性。
Spring IOC容器
IOC容器负责管理Bean的创建、注入和销毁，通过配置文件或注解实现依赖管理。
Spring依赖注入
通过@Autowired注解注入依赖对象，或者通过 setter方法注入。
Spring单例模式
Spring容器默认管理Bean的单例实例，避免多个Bean实例。
Spring高级特性
- 延迟初始化：通过@Lazy注解延迟初始化Bean。
- 初始化销毁钩：通过@PreDestroy和@PostConstruct注解管理Bean生命周期。
BeanFactory与FactoryBean
- BeanFactory：轻量级的Bean管理容器。
- FactoryBean：生成Bean的工厂Bean。
ApplicationContext与BeanFactory
- ApplicationContext：功能更强大，支持国际化、资源加载等。
- BeanFactory：基础容器，提供基本的Bean管理功能。
Spring循环依赖解决方案
通过循环依赖监测器和处理器，检测并处理循环依赖问题。
SpringBean创建模式
- 单例模式：默认单例创建。
- prototype模式：每次获取新实例。
数据库
数据库是应用程序存储和处理数据的核心。
MySQL存储引擎
- InnoDB：支持事务、并发读写，适合高并发场景。
- MyISAM：适合只读或小量数据的场景。
数据类型对比
- Float：存储浮点数，精度有限。
- Decimal：存储精确金额。
- Timestamp：存储时间戳。
数据库索引
- B+树索引：支持范围查询和排序操作。
- Hash索引：适合全文检索和高并发读写。
MySQL索引管理
- 索引优化：选择合适的索引类型和结构。
- 索引维护：定期优化和删除过时索引。
Explain参数
Explain是用于分析SQL查询性能的工具，帮助优化数据库性能。
索引优化原则
- 选择性：索引应覆盖查询字段。
- 长度：索引长度应与查询字段一致。
- 选择性：避免过多索引。
聚簇索引
聚簇索引将索引和记录存储在同一块存储中，提高查询性能。
数据库事务
数据库事务保证操作的原子性、一致性、隔离性和持久性。
MySQL隔离级别
- 读未锁：多个读操作可以看到未提交的写操作。
- 不可重复用：事务只能读未提交的数据。
- 可重复用：允许多个事务读未提交的数据。
- 串行化：事务按顺序执行，保证数据一致性。
###幻读与Innodb Innodb通过行锁和事务管理机制，解决幻读问题。
行锁与表锁
- 行锁：锁定一行数据，粒度更细。
- 表锁：锁定整个表，容易出现死锁。
死锁监控
通过监控工具及时发现死锁问题，优化数据库连接池配置。
高并发场景优化
使用分库分表、读写分离，优化数据库连接池设置。
缓存
缓存是提升应用程序性能的重要手段，常用Redis作为缓存解决方案。
Redis数据结构
- String：存储键值对。
- List：存储队列。
- Hash：存储键值对，适合用户数据存储。
- Set：存储唯一键值。
缓存穿透与雪崩
- 缓存穿透：查询不存在的数据，导致缓存资源浪费。
- 缓存雪崩：大量缓存同时失效，导致系统性能下降。
Redis分布式锁
通过Redis的RedLock算法实现分布式锁，避免多个节点同时修改同一数据。
Redis并发竞争问题
通过RedLock算法和分布式锁，解决并发竞争问题，确保数据一致性。
Redis持久化
Redis持久化将内存数据写入磁盘，支持RDB和AOF方式。
Redis缓存失效策略
通过设置过期时间和随机失效，优化缓存失效策略。
Redis集群
Redis集群实现高可用，通过主从复制和哨兵机制保证数据一致性。
Redis分布式
Redis分布式可以通过集群实现，支持数据分片和高并发访问。
网络编程
网络编程是实现系统间通信的基础，TCP和HTTP协议是网络编程的核心。
TCP连接建立与断开
- 三次握手：客户端发送SYN，服务器响应SYN-ACK，客户端发送ACK。
- 四次握手：断开连接，双方发送FIN包，等待对方确认。
HTTP协议
HTTP协议是基于TCP协议的 Stateless通信协议，支持GET、POST、HEAD等方法。
SSL/TLS
SSL协议基于TLS协议，通过加密和认证机制确保数据安全传输。
TCP滑动窗口
滑动窗口机制优化TCP传输效率，减少数据包重传。
Netty线程模型
Netty使用OIO模型，结合零拷贝技术，提升网络读写性能。
DNS解析
DNS解析过程包括递归查询和迭代查询，CDN等技术优化域名解析速度。
分布式系统
分布式系统面临CAP和BASE理论挑战，需要设计高效的数据传输和一致性机制。
CAP定理
- 一致性：多个节点见同一数据。
- 可用性：系统可用，允许部分故障。
- 分区容忍性：允许部分网络分区。
BASE理论
- 最终一致性：允许存在不一致性，但最终达到一致。
- 可扩展性：系统能够在规模增加时保持性能。
- 安全性：系统能够在故障中保持安全。
一致性Hash
一致性哈希通过计算节点间的距离，实现数据分配和负载均衡。
分布式事务
分布式事务通过两阶段提交实现，确保数据一致性。
分布式锁
通过分布式协议实现锁，解决共享资源竞争问题。
分布式Session
通过Redis或数据库实现Session存储，确保Session的高效管理。
最后
以上内容是对Java面试题的详细解析和总结，涵盖了JVM、Spring、数据库、缓存、网络编程和分布式系统等核心知识点。希望这些内容能帮助准备面试，为技术学习提供参考。
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