今年后端爆了？？？
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2024-04-29 14:04
大家好，我是二哥呀。
每次登錄牛客，看到最多的就是各種 Java 后端崗位的喜訊，美團(tuán) OC了、快手 OC 了、就連騰訊 OC 的都是 Java 崗，我懷疑牛客是不是給我打了“只報(bào)喜不報(bào)憂”的標(biāo)簽？
星球里也有不少球友給我發(fā)來(lái)喜訊，難道說(shuō)每年都在涼涼的 Java 后端又承擔(dān)起了就業(yè)的重任？！
不可能，絕對(duì)不可能，這一切都是假象！反正我敢肯定，還有不少同學(xué)在嗷嗷叫，尤其是 24 屆春招還沒(méi)上岸的，25 屆沒(méi)找到暑期實(shí)習(xí)的（??）。
我只能說(shuō)拿到 offer 的，這個(gè)假期就放肆幾天吧；沒(méi)拿到的要不就茍一茍，繼續(xù)背背八股，優(yōu)化優(yōu)化簡(jiǎn)歷？也許好運(yùn)就要降臨到你頭上了。
這次我們就以《Java 面試指南——攜程面經(jīng)》為例，繼續(xù)來(lái)看看攜程這家不錯(cuò)的互聯(lián)網(wǎng)中廠面試官都喜歡問(wèn)哪些問(wèn)題，好做到知彼知己百戰(zhàn)不殆，我會(huì)用通俗易懂+手繪圖的方式，讓天下所有的面渣都能逆襲 ??
內(nèi)容較長(zhǎng)，建議正在沖刺 24 屆春招和 25 屆暑期實(shí)習(xí)、秋招的同學(xué)先收藏起來(lái)，面試的時(shí)候大概率會(huì)碰到，
1、二哥的 Linux 速查備忘手冊(cè).pdf 下載 2、三分惡面渣逆襲在線版：https://javabetter.cn/sidebar/sanfene/nixi.html
攜程面經(jīng)（詳細(xì)）
對(duì)象創(chuàng)建到銷毀，內(nèi)存如何分配的，（類加載和對(duì)象創(chuàng)建過(guò)程，CMS，G1內(nèi)存清理和分配）
當(dāng)我們使用 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，JVM 首先會(huì)檢查 new 指令的參數(shù)是否能在常量池中定位到一個(gè)類的符號(hào)引用，然后檢查這個(gè)符號(hào)引用代表的類是否已被加載、解析和初始化過(guò)。如果沒(méi)有，就先執(zhí)行相應(yīng)的類加載過(guò)程。
如果已經(jīng)加載，JVM 會(huì)為新生對(duì)象分配內(nèi)存，內(nèi)存分配完成之后，JVM 將分配到的內(nèi)存空間初始化為零值（成員變量，數(shù)值類型是 0，布爾類型是 false，對(duì)象類型是 null），接下來(lái)設(shè)置對(duì)象頭，對(duì)象頭里包含了對(duì)象是哪個(gè)類的實(shí)例、對(duì)象的哈希碼、對(duì)象的 GC 分代年齡等信息。
最后，JVM 會(huì)執(zhí)行構(gòu)造方法（<init>），將成員變量賦值為預(yù)期的值，這樣一個(gè)對(duì)象就創(chuàng)建完成了。
對(duì)象的銷毀過(guò)程了解嗎？
對(duì)象創(chuàng)建完成后，就可以通過(guò)引用來(lái)訪問(wèn)對(duì)象的方法和屬性，當(dāng)對(duì)象不再被任何引用指向時(shí)，對(duì)象就會(huì)變成垃圾。
垃圾收集器會(huì)通過(guò)可達(dá)性分析算法判斷對(duì)象是否存活，如果對(duì)象不可達(dá)，就會(huì)被回收。
垃圾收集器會(huì)通過(guò)標(biāo)記清除、標(biāo)記復(fù)制、標(biāo)記整理等算法來(lái)回收內(nèi)存，將對(duì)象占用的內(nèi)存空間釋放出來(lái)。
常用的垃圾收集器有 CMS、G1、ZGC 等，它們的回收策略和效率不同，可以根據(jù)具體的場(chǎng)景選擇合適的垃圾收集器。
內(nèi)存如何分配的？
在堆內(nèi)存分配對(duì)象時(shí)，主要使用兩種策略：指針碰撞和空閑列表。
①、指針碰撞（Bump the Pointer）
假設(shè)堆內(nèi)存是一個(gè)連續(xù)的空間，分為兩個(gè)部分，一部分是已經(jīng)被使用的內(nèi)存，另一部分是未被使用的內(nèi)存。
在分配內(nèi)存時(shí)，Java 虛擬機(jī)維護(hù)一個(gè)指針，指向下一個(gè)可用的內(nèi)存地址，每次分配內(nèi)存時(shí)，只需要將指針向后移動(dòng)（碰撞）一段距離，然后將這段內(nèi)存分配給對(duì)象實(shí)例即可。
②、空閑列表（Free List）
JVM 維護(hù)一個(gè)列表，記錄堆中所有未占用的內(nèi)存塊，每個(gè)空間塊都記錄了大小和地址信息。
當(dāng)有新的對(duì)象請(qǐng)求內(nèi)存時(shí)，JVM 會(huì)遍歷空閑列表，尋找足夠大的空間來(lái)存放新對(duì)象。
分配后，如果選中的空閑塊未被完全利用，剩余的部分會(huì)作為一個(gè)新的空閑塊加入到空閑列表中。
指針碰撞適用于管理簡(jiǎn)單、碎片化較少的內(nèi)存區(qū)域（如年輕代），而空閑列表適用于內(nèi)存碎片化較嚴(yán)重或?qū)ο蟠笮〔町愝^大的場(chǎng)景（如老年代）。
能詳細(xì)說(shuō)一下 CMS 收集器的垃圾收集過(guò)程嗎？
CMS（Concurrent Mark Sweep）分 4 大步進(jìn)行垃圾收集：
-
初始標(biāo)記（Initial Mark）：標(biāo)記所有從 GC Roots 直接可達(dá)的對(duì)象，這個(gè)階段需要 STW，但速度很快。 -
并發(fā)標(biāo)記（Concurrent Mark）：從初始標(biāo)記的對(duì)象出發(fā)，遍歷所有對(duì)象，標(biāo)記所有可達(dá)的對(duì)象。這個(gè)階段是并發(fā)進(jìn)行的，STW。 -
重新標(biāo)記（Remark）：完成剩余的標(biāo)記工作，包括處理并發(fā)階段遺留下來(lái)的少量變動(dòng)，這個(gè)階段通常需要短暫的 STW 停頓。 -
并發(fā)清除（Concurrent Sweep）：清除未被標(biāo)記的對(duì)象，回收它們占用的內(nèi)存空間。
G1 垃圾收集器了解嗎？
G1 收集器的運(yùn)行過(guò)程大致可劃分為這幾個(gè)步驟：
①、并發(fā)標(biāo)記，G1 通過(guò)并發(fā)標(biāo)記的方式找出堆中的垃圾對(duì)象。并發(fā)標(biāo)記階段與應(yīng)用線程同時(shí)執(zhí)行，不會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用線程暫停。
②、混合收集，在并發(fā)標(biāo)記完成后，G1 會(huì)計(jì)算出哪些區(qū)域的回收價(jià)值最高（也就是包含最多垃圾的區(qū)域），然后優(yōu)先回收這些區(qū)域。這種回收方式包括了部分新生代區(qū)域和老年代區(qū)域。
選擇回收成本低而收益高的區(qū)域進(jìn)行回收，可以提高回收效率和減少停頓時(shí)間。
③、可預(yù)測(cè)的停頓，G1 在垃圾回收期間仍然需要「Stop the World」。不過(guò)，G1 在停頓時(shí)間上添加了預(yù)測(cè)機(jī)制，用戶可以 JVM 啟動(dòng)時(shí)指定期望停頓時(shí)間，G1 會(huì)盡可能地在這個(gè)時(shí)間內(nèi)完成垃圾回收。
ThreadLocal，（作用，演進(jìn)，軟指針，刪除過(guò)程）
ThreadLocal 是 Java 中提供的一種用于實(shí)現(xiàn)線程局部變量的工具類。它允許每個(gè)線程都擁有自己的獨(dú)立副本，從而實(shí)現(xiàn)線程隔離，用于解決多線程中共享對(duì)象的線程安全問(wèn)題。
ThreadLocal 本身并不存儲(chǔ)任何值，它只是作為一個(gè)映射，來(lái)映射線程的局部變量。當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用 ThreadLocal 的 set 或 get 方法時(shí)，實(shí)際上是訪問(wèn)線程自己的 ThreadLocal.ThreadLocalMap。
ThreadLocalMap 是 ThreadLocal 的靜態(tài)內(nèi)部類，它內(nèi)部維護(hù)了一個(gè) Entry 數(shù)組，key 是 ThreadLocal 對(duì)象，value 是線程的局部變量本身。
早期的 ThreadLocal 不是這樣的，它的 ThreadLocalMap 中使用 Thread 作為 key，這也是最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式。
優(yōu)化后的方案有兩個(gè)好處，一個(gè)是 Map 中存儲(chǔ)的鍵值對(duì)變少了；另一個(gè)是 ThreadLocalMap 的生命周期和線程一樣長(zhǎng)，線程銷毀的時(shí)候，ThreadLocalMap 也會(huì)被銷毀。
Entry 繼承了 WeakReference，它限定了 key 是一個(gè)弱引用，弱引用的好處是當(dāng)內(nèi)存不足時(shí)，JVM 會(huì)回收 ThreadLocal 對(duì)象，并且將其對(duì)應(yīng)的 Entry 的 value 設(shè)置為 null，這樣在很大程度上可以避免內(nèi)存泄漏。
使用完 ThreadLocal 后，及時(shí)調(diào)用 remove() 方法釋放內(nèi)存空間。
try {
threadLocal.set(value);
// 執(zhí)行業(yè)務(wù)操作
} finally {
threadLocal.remove(); // 確保能夠執(zhí)行清理
}
remove() 方法會(huì)將當(dāng)前線程的 ThreadLocalMap 中的所有 key 為 null 的 Entry 全部清除。
private void remove(ThreadLocal<?> key) {
Entry[] tab = table;
int len = tab.length;
int i = key.threadLocalHashCode & (len-1);
for (Entry e = tab[i];
e != null;
e = tab[i = nextIndex(i, len)]) {
if (e.get() == key) {
e.clear();
expungeStaleEntry(i);
return;
}
}
}
public void clear() {
this.referent = null;
}
線程上下文切換（我答的內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)切換時(shí)機(jī)，和切換需要加載哪些內(nèi)容）
使用多線程的目的是為了充分利用 CPU，但是我們知道，并發(fā)其實(shí)是一個(gè) CPU 來(lái)應(yīng)付多個(gè)線程。
為了讓用戶感覺(jué)多個(gè)線程是在同時(shí)執(zhí)行的， CPU 資源的分配采用了時(shí)間片輪轉(zhuǎn)也就是給每個(gè)線程分配一個(gè)時(shí)間片，線程在時(shí)間片內(nèi)占用 CPU 執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)線程使用完時(shí)間片后，就會(huì)處于就緒狀態(tài)并讓出 CPU 讓其他線程占用，這就是上下文切換。
cas和aba（原子操作+時(shí)間戳）
CAS（Compare-and-Swap）是一種樂(lè)觀鎖的實(shí)現(xiàn)方式，全稱為“比較并交換”，是一種無(wú)鎖的原子操作。
在 Java 中，我們可以使用 synchronized關(guān)鍵字和 CAS 來(lái)實(shí)現(xiàn)加鎖效果。
synchronized 是悲觀鎖，盡管隨著 JDK 版本的升級(jí)，synchronized 關(guān)鍵字已經(jīng)“輕量級(jí)”了很多，但依然是悲觀鎖，線程開(kāi)始執(zhí)行第一步就要獲取鎖，一旦獲得鎖，其他的線程進(jìn)入后就會(huì)阻塞并等待鎖。
CAS 是樂(lè)觀鎖，線程執(zhí)行的時(shí)候不會(huì)加鎖，它會(huì)假設(shè)此時(shí)沒(méi)有沖突，然后完成某項(xiàng)操作；如果因?yàn)闆_突失敗了就重試，直到成功為止。
在 CAS 中，有這樣三個(gè)值：
-
V：要更新的變量(var) -
E：預(yù)期值(expected) -
N：新值(new)
比較并交換的過(guò)程如下：
判斷 V 是否等于 E，如果等于，將 V 的值設(shè)置為 N；如果不等，說(shuō)明已經(jīng)有其它線程更新了 V，于是當(dāng)前線程放棄更新，什么都不做。
這里的預(yù)期值 E 本質(zhì)上指的是“舊值”。
這個(gè)比較和替換的操作是原子的，即不可中斷，確保了數(shù)據(jù)的一致性。
什么是 ABA 問(wèn)題？如何解決？
如果一個(gè)位置的值原來(lái)是 A，后來(lái)被改為 B，再后來(lái)又被改回 A，那么進(jìn)行 CAS 操作的線程將無(wú)法知曉該位置的值在此期間已經(jīng)被修改過(guò)。
可以使用版本號(hào)/時(shí)間戳的方式來(lái)解決 ABA 問(wèn)題。
比如說(shuō)，每次變量更新時(shí)，不僅更新變量的值，還更新一個(gè)版本號(hào)。CAS 操作時(shí)不僅要求值匹配，還要求版本號(hào)匹配。
Java 的 AtomicStampedReference 類就實(shí)現(xiàn)了這種機(jī)制，它會(huì)同時(shí)檢查引用值和 stamp 是否都相等。
volatile如何保證可見(jiàn)性（cup緩存和主緩存）
當(dāng)一個(gè)變量被聲明為 volatile 時(shí)，Java 內(nèi)存模型會(huì)確保所有線程看到該變量時(shí)的值是一致的。
也就是說(shuō)，當(dāng)線程對(duì) volatile 變量進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，JMM 會(huì)在寫(xiě)入這個(gè)變量之后插入一個(gè) Store-Barrier（寫(xiě)屏障）指令，這個(gè)指令會(huì)強(qiáng)制將本地內(nèi)存中的變量值刷新到主內(nèi)存中。
當(dāng)線程對(duì) volatile 變量進(jìn)行讀操作時(shí)，JMM 會(huì)插入一個(gè) Load-Barrier（讀屏障）指令，這個(gè)指令會(huì)強(qiáng)制讓本地內(nèi)存中的變量值失效，從而重新從主內(nèi)存中讀取最新的值。
例如，我們聲明一個(gè) volatile 變量 x：
volatile int x = 0
線程 A 對(duì) x 寫(xiě)入后會(huì)將其最新的值刷新到主內(nèi)存中，線程 B 讀取 x 時(shí)由于本地內(nèi)存中的 x 失效了，就會(huì)從主內(nèi)存中讀取最新的值，內(nèi)存可見(jiàn)性達(dá)成！
HashMap為什么用紅黑樹(shù)，鏈表轉(zhuǎn)數(shù)條件，紅黑樹(shù)插入刪除規(guī)則
HashMap 的核心是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組（Node[] table），用于存儲(chǔ)鍵值對(duì)。這個(gè)數(shù)組的每個(gè)元素稱為一個(gè)“桶”（Bucket），每個(gè)桶的索引是通過(guò)對(duì)鍵的哈希值進(jìn)行哈希函數(shù)處理得到的。
當(dāng)多個(gè)鍵經(jīng)哈希處理后得到相同的索引時(shí)，會(huì)發(fā)生哈希沖突。HashMap 通過(guò)鏈表來(lái)解決哈希沖突——即將具有相同索引的鍵值對(duì)通過(guò)鏈表連接起來(lái)。
不過(guò)，鏈表過(guò)長(zhǎng)時(shí)，查詢效率會(huì)比較低，于是當(dāng)鏈表的長(zhǎng)度超過(guò) 8 時(shí)（且數(shù)組的長(zhǎng)度大于 64），鏈表就會(huì)轉(zhuǎn)換為紅黑樹(shù)。紅黑樹(shù)的查詢效率是 O(logn)，比鏈表的 O(n) 要快。數(shù)組的查詢效率是 O(1)。
紅黑樹(shù)怎么保持平衡的？
紅黑樹(shù)有兩種方式保持平衡：旋轉(zhuǎn)和染色。
①、旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)分為兩種，左旋和右旋
②、染?：
參考鏈接
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三分惡的面渣逆襲：https://javabetter.cn/sidebar/sanfene/nixi.html -
二哥的 Java 進(jìn)階之路：https://javabetter.cn
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一個(gè)人可以走得很快，但一群人才能走得更遠(yuǎn)。二哥的編程星球已經(jīng)有 5100 多名球友加入了，如果你也需要一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，戳鏈接 ?? 加入我們吧。這是一個(gè)編程學(xué)習(xí)指南 + Java 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn) + LeetCode 刷題的私密圈子，你可以閱讀星球?qū)凇⑾蚨缣釂?wèn)、幫你制定學(xué)習(xí)計(jì)劃、和球友一起打卡成長(zhǎng)。
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最后，把二哥的座右銘送給大家：沒(méi)有什么使我停留——除了目的，縱然岸旁有玫瑰、有綠蔭、有寧?kù)o的港灣，我是不系之舟。共勉 ??。