算法刷题day36-CFANZ编程社区

Java 创建对象有几种方式

在Java中，有以下几种常见的方式来创建对象：

使用new关键字：这是最常见的创建对象的方式。通过调用类的构造函数，使用new关键字可以在内存中分配一个新的对象。
使用反射：Java的反射机制允许在运行时动态地创建对象。通过获取类的Class对象，并调用其构造函数，可以实现对象的创建。
使用newInstance()方法：某些类提供了newInstance()方法来创建对象，这种方式只适用于具有默认无参构造函数的类。
使用clone()方法：如果类实现了Cloneable接口，就可以使用clone()方法创建对象的副本。
使用对象的反序列化：通过将对象序列化到一个字节流中，然后再进行反序列化，可以创建对象的副本。

其中，使用new关键字是最常见和推荐的创建对象的方式。其他方式通常在特定场景下使用，如需要动态创建对象或创建对象的副本等情况。

HashMap和Hashtable有什么区别

HashMap和Hashtable都是Java集合框架中Map接口的实现类，它们有以下几个区别：

线程安全性：Hashtable是线程安全的，而HashMap是非线程安全的。Hashtable通过在每个方法前加上synchronized关键字来保证线程安全性，而HashMap则没有实现这种机制。
null值：Hashtable不允许键或值为null，否则会抛出NullPointerException异常。而HashMap可以存储key和value为null的元素。
继承和接口实现：Hashtable继承自Dictionary类，而HashMap则继承自AbstractMap类并实现了Map接口。
初始容量和扩容机制：Hashtable在创建时必须指定容量大小，且默认大小为11。而HashMap可以在创建时不指定容量大小，系统会自动分配初始容量，并采用2倍扩容机制。
迭代器：迭代器 Iterator 对 Hashtable 是安全的，而 Iterator 对 HashMap 不是安全的，因为迭代器被设计为工作于一个快照上，如果在迭代过程中其他线程修改了 HashMap，则会抛出并发修改异常。

说说你对泛型的理解

泛型是Java中的一个特性，它允许我们在定义类、接口或方法时使用类型参数，以实现代码的通用性和安全性。泛型的目的是在编译时进行类型检查，并提供编译期间的类型安全。

泛型的理解包括以下几个方面：

首先，泛型提供了代码重用和通用性。通过使用泛型，我们可以编写可重用的代码，可以在不同的数据类型上执行相同的操作。这样，我们可以避免重复编写类似的代码，提高了开发效率。

其次，泛型强调类型安全。编译器可以在编译时进行类型检查，阻止不符合类型约束的操作。这样可以避免在运行时出现类型错误的可能，增加了程序的稳定性和可靠性。

另外，使用泛型可以避免大量的类型转换和强制类型转换操作。在使用泛型集合类时，不需要进行强制类型转换，可以直接获取正确的数据类型，提高了代码的可读性和维护性。

此外，泛型还可以在编译时进行类型检查，提前发现潜在的类型错误。这种类型检查是在编译时进行的，避免了一些常见的运行时类型异常，减少了错误的可能性。

最后，泛型可以增加代码的可读性和可维护性。通过使用泛型，我们可以明确指定数据类型，并在代码中表达清晰，使得其他开发人员更容易理解代码的意图和功能。

notify()和 notifyAll()有什么区别

在Java中，notify()和notifyAll()都属于Object类的方法，用于实现线程间的通信。

notify()方法用于唤醒在当前对象上等待的单个线程。如果有多个线程同时在某个对象上等待（通过调用该对象的wait()方法），则只会唤醒其中一个线程，并使其从等待状态变为可运行状态。具体是哪个线程被唤醒是不确定的，取决于线程调度器的实现。

notifyAll()方法用于唤醒在当前对象上等待的所有线程。如果有多个线程在某个对象上等待，调用notifyAll()方法后，所有等待的线程都会被唤醒并竞争该对象的锁。其中一个线程获得锁后继续执行，其他线程则继续等待。

需要注意的是，notify()和notifyAll()方法只能在同步代码块或同步方法内部调用，并且必须拥有与该对象关联的锁。否则会抛出IllegalMonitorStateException异常。

反射中，Class.forName和ClassLoader的区别

Class.forName和ClassLoader是Java反射中用于加载类的两种不同方式。

Class.forName是一个静态方法，通过提供类的完全限定名，在运行时加载类。此方法还会执行类的静态初始化块。如果类名不存在或无法访问，将抛出ClassNotFoundException异常。

ClassLoader是一个抽象类，用于加载类的工具。每个Java类都有关联的ClassLoader对象，负责将类文件加载到Java虚拟机中。ClassLoader可以动态加载类，从不同来源加载类文件，如本地文件系统、网络等。

两者区别如下：

Class.forName方法由java.lang.Class类调用，负责根据类名加载类，并执行静态初始化。
ClassLoader是抽象类，提供了更灵活的类加载机制，可以自定义类加载过程，从不同来源加载类文件。

一般情况下，推荐使用ClassLoader来加载和使用类，因为它更灵活，并避免执行静态初始化的副作用。Class.forName主要用于特定场景，如加载数据库驱动程序。

JDK动态代理与CGLIB实现的区别

JDK动态代理和CGLIB是Java中常用的两种代理技术，它们在实现原理和使用方式上有一些区别。

JDK动态代理是基于接口的代理技术，要求目标类必须实现一个或多个接口。它使用java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口来生成代理类和处理代理方法的调用。在运行时，JDK动态代理会动态生成一个代理类，该代理类实现了目标接口，并在方法调用前后插入额外的代码（即代理逻辑）。然而，JDK动态代理只能代理接口，无法代理普通的类。
CGLIB是基于继承的代理技术，可以代理普通的类，不需要目标类实现接口。它使用字节码生成库，在运行时通过生成目标类的子类来实现代理。CGLIB通过继承目标类创建一个子类，并重写目标方法，以在方法调用前后插入额外的代码（即代理逻辑）。但是，由于继承关系，CGLIB无法代理被标记为final的方法。

总的来说，JDK动态代理适用于基于接口的代理需求，而CGLIB适用于代理普通类的需求。选择使用哪种代理方式取决于具体的需求。如果目标类已经实现了接口且需要基于接口进行代理，可以选择JDK动态代理。而如果目标类没有实现接口，或者需要代理普通类的方法，可以选择CGLIB。

深拷贝和浅拷贝区别

深拷贝和浅拷贝是在进行对象的复制时常用的两种方式，它们有以下区别：

拷贝的程度：

- 浅拷贝只拷贝对象的引用，不创建新的对象实例。拷贝后的对象与原始对象共享同一份数据，对其中一个对象的修改会影响到另一个对象。
- 深拷贝创建一个全新的对象实例，并将原始对象的所有属性值复制到新对象中。拷贝后的对象与原始对象是独立的，对任一对象的修改不会影响另一个对象。

对象引用：

- 浅拷贝只复制对象引用，新旧对象仍然指向同一块内存空间，修改其中一个对象的属性会影响另一个对象。
- 深拷贝会复制对象本身以及对象引用指向的其他对象，所有对象的引用都将指向全新的内存空间。

性能开销：

- 浅拷贝的性能开销较小，因为仅复制对象的引用。
- 深拷贝的性能开销较大，因为需要创建新的对象实例并复制所有属性。

通常情况下，当我们需要复制一个对象并希望新对象与原始对象互不影响时，应使用深拷贝。而浅拷贝更适用于那些对象结构较简单、不包含引用类型成员变量或不需要独立修改的情况。

说说你对设计模式的理解

设计模式是一套经过验证的、被广泛应用于软件开发中的解决特定问题的重复利用的方案集合。它们是在软件开发领域诸多经验的基础上总结出来的，是具有普适性、可重用性和可扩展性的解决方案。

设计模式通过抽象、封装、继承、多态等特性帮助我们设计出高质量、易扩展、易重构的代码，遵循面向对象的设计原则，如单一职责、开闭原则、依赖倒置、里氏替换等，从而提高代码的可维护性、可测试性和可读性。

设计模式的优点在于它们已经被广泛验证，可以避免一些常见的软件开发问题，同时也提供了一种标准化的方案来解决这些问题。使用设计模式可以提高代码的复用性，减少代码的重复编写，增加代码的灵活性和可扩展性。设计模式还能降低项目的风险，提高系统的稳定性。

不过，设计模式不是万能的，对于简单的问题，可能会使代码变得过于复杂，甚至导致反效果。

在使用设计模式时，需要根据具体的问题需求和实际情况来选择合适的模式，避免滥用模式，并保持代码的简洁、清晰和可读性。

设计模式是如何分类的

根据应用目标，设计模式可以分为创建型、结构型和行为型。

创建型模式是关于对象创建过程的总结，包括单例、工厂、抽象工厂、建造者和原型模式。
结构型模式是针对软件设计结构的总结，包括桥接、适配器、装饰者、代理、组合、外观和享元模式。
行为型模式是从类或对象之间交互、职责划分等角度总结的模式，包括策略、解释器、命令、观察者、迭代器、模板方法和访问者模式。

这些模式各自解决特定问题，并在软件开发中得到广泛应用。比如单例模式确保一个类只有一个实例，适配器模式将一个类的接口转换为客户端所期望的另一个接口。装饰者模式动态地给对象添加额外的职责，命令模式将请求封装成一个对象，从而使得可以用不同的请求对客户进行参数化。观察者模式定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时，其依赖者会收到通知并自动更新。

这些设计模式各自具有明确的应用场景和优缺点，在软件开发中的应用可以提高代码的可维护性和复用性，同时也可以减少出错的可能性并提高软件开发效率。

如何实现对象克隆

在Java中，实现对象的克隆有两种方式: 浅拷贝和深拷贝。

浅拷贝：通过创建一个新对象，并将原对象的非静态字段值复制给新对象实现。新对象和原对象共享引用数据。在Java中，可以使用clone()方法实现浅拷贝。要实现一个类的克隆操作，需要满足以下条件：

- 实现Cloneable接口。
- 重写Object类的clone()方法，声明为public访问权限。
- 在clone()方法中调用super.clone()，并处理引用类型字段。

深拷贝：通过创建一个新对象，并将原对象的所有字段值复制给新对象，包括引用类型数据。新对象和原对象拥有独立的引用数据。实现深拷贝有以下方式：

- 使用序列化和反序列化实现深拷贝，要求对象及其引用类型字段实现Serializable接口。
- 自定义拷贝方法，递归拷贝引用类型字段。

说说你对懒汉模式和饿汉模式的理解

懒汉模式和饿汉模式都是单例模式的实现方式，用于确保一个类只有一个实例存在。

懒汉模式：在首次使用时才进行对象的初始化，延迟加载实例。它可以避免不必要的资源消耗，但在多线程环境下需要考虑线程安全和同步开销。
饿汉模式：在类加载时就进行对象的初始化，无论是否需要。它通过类加载机制保证线程安全性，而且获取实例的性能开销较小。但它没有延迟加载的特性，可能浪费一些资源。

synchronized的实现原理

synchronized是Java语言中最基本的线程同步机制，它通过互斥锁来控制线程对共享变量的访问。

具体实现原理如下：

synchronized的实现基础是对象内部的锁（也称为监视器锁或管程），每个锁关联着一个对象实例。
当synchronized作用于某个对象时，它就会尝试获取这个对象的锁，如果锁没有被其他线程占用，则当前线程获取到锁，并可以执行同步代码块；如果锁已经被其他线程占用，那么当前线程就会阻塞在同步块之外，直到获取到锁才能进入同步块。
synchronized还支持作用于类上，此时它锁住的是整个类，而不是类的某个实例。在这种情况下，由于只有一个锁存在，所以所有使用该类的线程都需要等待锁的释放。
在JVM内部，每个Java对象都有头信息，其中包含了对象的一些元信息和状态标志。synchronized通过修改头信息的状态标志来实现锁的获取和释放。
synchronized还支持可重入性，即在同一个线程中可以多次获取同一个锁，这样可以避免死锁问题。
Java虚拟机会通过锁升级的方式来提升synchronized的效率，比如偏向锁、轻量级锁和重量级锁等机制，使得在竞争不激烈的情况下，synchronized的性能可以达到与非同步代码相当的水平。

如何优雅的删除HashMap元素

1.使用增强 for 循环删除

2、使用 removeIf 删除（推荐使用）

什么是 CAP 定理？

CAP 定理是一个分布式系统设计的基本原则。它指出，在一个分布式系统中，无法同时满足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partition tolerance）三个特性。

说说进程和线程的区别

当一个程序在计算机上运行时，通常会创建至少一个进程。进程被认为是操作系统分配资源的最小单元，每个进程都拥有独立的内存空间和系统资源，包括文件句柄和网络连接等。操作系统通常使用进程来表示独立的应用程序实例。比如，你的计算机上可能同时运行着浏览器、文本编辑器、音乐播放器等多个进程。

每个进程至少包含一个线程，通常被称为主线程。线程被视为操作系统调度的最小单元，它们共享相同的进程内存空间和系统资源。在一个进程内，多个线程可以协同工作，执行不同的任务，共享数据。这种多线程的使用方式有助于提高程序的并发性和性能。例如，一个文字处理软件的进程可能包括一个主线程，用于处理用户界面响应，同时还有一个后台线程，负责自动保存文件。

Java线程之间是如何通信的

当我们处理线程通信时，通常有两种主要的实现方式，每种方式都有其独特的机制和优势：

共享内存： 这是一种常见的方式，多个线程可以访问同一个共享内存区域，通过读取和写入共享内存中的数据来进行通信和同步。在Java中，我们可以使用共享变量或共享数据结构来实现共享内存通信。例如，可以使用 volatile 关键字来确保共享变量的可见性，以及使用等待和通知机制，即 wait() 和 notify() 方法，来实现线程之间的协作。这种方式适用于需要高效共享数据的场景，但需要谨慎处理数据竞争和同步问题。

消息传递： 另一种方式是消息传递，多个线程之间通过消息队列、管道、信号量等机制来传递信息和同步状态。这种方式通常涉及线程之间的显式消息发送和接收操作，使线程能够协调它们的工作。例如，我们可以使用信号量机制，通过获取和释放许可证来控制线程的访问。又或者使用栅栏机制，通过等待所有线程达到栅栏点来同步它们的执行。此外，锁机制也是一种重要的消息传递方式，通过获取和释放锁来实现线程之间的互斥和同步。消息传递的优点在于可以实现更松散的耦合，线程之间不需要直接共享内存，从而减少了潜在的竞争条件。

说说synchronized与ReentrantLock的区别

用法不同：synchronized 可以用于修饰普通方法、静态方法以及代码块，而 ReentrantLock 仅适用于代码块。
获取锁和释放锁方式不同：Synchronized 是隐式锁，可以自动加锁和释放锁，当进入 synchronized 修饰的代码块之后会自动加锁，当离开 synchronized 的代码段之后会自动释放锁。ReentrantLock 是显式锁，需要手动加锁和释放锁，在使用之前需要先创建 ReentrantLock 对象，然后使用 lock 方法进行加锁，使用完之后再调用 unlock 方法释放锁。
锁类型：默认情况下，synchronized 是非公平锁，而 ReentrantLock 也是非公平锁，但可以手动将 ReentrantLock 配置为公平锁，允许线程按照它们请求锁的顺序获取锁。
中断响应： synchronized 无法直接响应中断，可能导致线程在锁上无限期地等待。ReentrantLock 具有响应中断的能力，可以在等待锁的过程中响应线程的中断请求，从而避免潜在的死锁情况。
底层实现：synchronized 是一个关键字，是在JVM层面通过监视器实现的，而 ReentrantLock 是基于AQS实现的。

有三个线程T1,T2,T3,如何保证顺序执行

使用 join() 方法：可以在每个线程内部使用 join() 方法来等待前一个线程执行完成。具体操作是在线程 T2 的 run() 方法中调用 T1.join()，在线程 T3 的 run() 方法中调用 T2.join()。这样可以确保 T1 在 T2 之前执行，T2 在 T3 之前执行。

线程池中核心线程数量大小怎么设置

CPU密集型任务：比如像加解密，压缩、计算等一系列需要大量耗费 CPU 资源的任务，大部分场景下都是纯 CPU 计算。尽量使用较小的线程池，一般为CPU核心数+1。因为CPU密集型任务使得CPU使用率很高，若开过多的线程数，会造成CPU过度切换。

IO密集型任务：比如像 MySQL 数据库、文件的读写、网络通信等任务，这类任务不会特别消耗 CPU 资源，但是 IO 操作比较耗时，会占用比较多时间。可以使用稍大的线程池，一般为2*CPU核心数。IO密集型任务CPU使用率并不高，因此可以让CPU在等待IO的时候有其他线程去处理别的任务，充分利用CPU时间。

另外：线程的平均工作时间所占比例越高，就需要越少的线程；线程的平均等待时间所占比例越高，就需要越多的线程；

以上只是理论值，实际项目中建议在本地或者测试环境进行多次调优，找到相对理想的值大小。

如何确保线程安全

确保线程安全可以通过多种方法和技术来实现。以下是一些常用的方法：

使用synchronized关键字：synchronized关键字可以确保同一时刻只有一个线程可以执行某个代码块，从而避免了多个线程同时访问和修改共享资源的问题。
使用Atomic类：Java提供了多个原子类，如AtomicInteger、AtomicLong等，它们可以保证对基本数据类型的原子性操作，避免了使用synchronized关键字和volatile关键字的限制。
使用ReentrantLock类：ReentrantLock类是Java提供的一种可重入锁，与synchronized关键字类似，但它提供了更多的灵活性和功能。
使用线程安全的数据结构：Java提供了多种线程安全的数据结构，如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等，这些数据结构内部已经实现了线程安全，可以直接使用。
使用线程池：线程池可以避免创建和销毁线程的开销，并且可以有效地控制并发量，保证线程安全。
避免共享状态：如果可能，尽量避免多个线程共享状态。将数据封装在线程内部，减少共享数据的需求。
使用线程安全的设计模式：了解并应用线程安全的设计模式，如单例模式中的双重检查锁定等。

在实现线程安全时，还需要考虑其他问题，如避免死锁、合理地控制并发量等。同时，应该避免使用非线程安全的数据结构和方法，避免使用可能会引起竞态条件和数据不一致的操作。

说说你对JMM内存模型的理解

在JMM中，内存主要划分为两种类型：主内存和工作内存。主内存存储了所有的对象实例和静态变量，而工作内存存储了每个线程的局部变量、栈中的部分区域以及寄存器的内容。

JMM定义了一系列规则来规范线程之间的内存访问。其中最重要的规则是：当一个线程想要访问一个共享变量的值时，它必须先将其本地内存中的值更新到主内存中，然后再从主内存中读取该变量的值。这个过程被称为“主内存的一致性”。

JMM的作用主要是屏蔽底层硬件和操作系统的内存访问差异，实现平台一致性，使得Java程序在不同平台下能达到一致的内存访问结果。同时，JMM也规范了JVM如何与计算机内存进行交互，从而保证并发程序的正确性和可靠性。

在实践中，为了更好地利用JMM，程序员需要了解一些内存访问的规则和约束。例如，JMM允许编译器对指令进行重排序，但这种重排序必须符合原子性、可见性和有序性等规则。此外，程序员还需要注意避免出现数据竞争和死锁等问题，这些问题可能会导致程序的正确性受到影响。

说下对AQS的理解

AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是Java并发编程中的一个重要组件，它是一个抽象类，提供了线程同步的底层实现机制。AQS的作用是实现线程的同步和互斥操作，它提供了两种主要的锁机制，分别是排他锁和共享锁。

排他锁也称为独占锁，在多个线程竞争同一共享资源时，同一时刻只允许一个线程访问该共享资源，即多个线程中只有一个线程获得锁资源。在AQS中，排他锁是通过内置的同步状态来实现的。当同步状态为0时，表示锁是未被获取的；当同步状态大于0时，表示锁已经被获取且被占用；当同步状态小于0时，表示锁已经被获取但是处于等待状态。

共享锁允许多个线程同时获得锁资源，但是在同一时刻只有一个线程可以获取到锁的拥有权，其他线程需要等待该线程释放锁。在AQS中，共享锁的实现与排他锁类似，也是通过内置的同步状态来实现的。

AQS通过一个内置的FIFO（先进先出）等待队列来实现线程的排队和调度。当线程需要获取锁资源时，如果锁已经被其他线程获取，则该线程会被加入到等待队列中等待。当锁被释放时，等待队列中的第一个线程会获得锁资源并继续执行。

在实现AQS时，需要继承自AQS类并实现其抽象方法。其中比较重要的方法包括：tryAcquire()和tryRelease()方法，用于实现锁的获取和释放；acquire()和release()方法，用于实现阻塞和唤醒操作；isHeldExclusively()方法，用于判断是否是排他锁。

总之，AQS是Java并发编程中的重要组件之一，它提供了线程同步的底层实现机制。在使用AQS时，需要根据具体的应用场景选择合适的锁机制来实现线程的同步和互斥操作。

说下CAS的原理

CAS（Compare And Swap）是一种乐观的并发控制机制，它的核心原理是基于硬件层面的原子性保证。CAS操作包含三个操作数——内存位置（V）、预期原值（A）和新值（B）。它的工作原理是：

在将新值写入内存之前，CAS操作会先比较内存位置的值是否与预期原值相匹配。
如果内存位置的值与预期原值相匹配，那么处理器会自动将该位置的值更新为新值。
如果内存位置的值与预期原值不匹配，则CAS操作失败，不会修改内存值。

CAS的优势在于它没有阻塞状态，不会引起线程上下文的切换和调度问题。然而，CAS也存在一些缺点，例如ABA问题和开销问题。ABA问题是指一个值原来是A，变成了B，又变成了A，那么使用CAS进行检查时会发现它的值没有发生变化，但是实际上却变化了。开销问题则是因为CAS自旋操作需要不断轮询内存位置，直到成功为止，这会消耗大量的CPU资源。

如何停止一个正在运行的线程

使用标志位： 在线程的执行体中使用一个标志位，当该标志位为true时，线程会自行退出执行。这是一种比较安全和可控的方式。例如：

2、使用Thread.stop方法（不推荐使用）：Thread.stop方法可以强制停止一个线程，但不建议使用它，因为它可能导致线程的状态不一致和资源泄漏等问题，容易引发不可预测的错误。

ReentrantLock中的公平锁和非公平锁的底层实现

ReentrantLock是Java中提供的一种可重入锁，它支持两种锁的模式：公平锁和非公平锁。这两种锁模式的底层实现略有不同：

公平锁（Fair Lock）： 公平锁的特点是按照请求锁的顺序来分配锁，即先到先得。在ReentrantLock中，通过构造函数可以选择创建一个公平锁。公平锁的底层实现使用了一个FIFO队列（First-In-First-Out），即等待队列。当一个线程请求锁时，如果锁已经被其他线程持有，请求线程会被放入等待队列的末尾，按照请求的顺序等待锁的释放。当锁被释放时，等待队列中的第一个线程会被唤醒并获得锁。
非公平锁（Non-Fair Lock）： 非公平锁不考虑请求锁的顺序，它允许新的请求线程插队并尝试立即获取锁，而不管其他线程是否在等待。在ReentrantLock中，默认情况下创建的是非公平锁。非公平锁的底层实现中，有一个等待队列，但它不会严格按照请求的顺序来分配锁，而是根据线程竞争锁的情况来判断是否立即分配给新的请求线程。

底层实现中，无论是公平锁还是非公平锁，都使用了类似的同步器（Sync）来管理锁的状态和线程的竞争。不同之处在于如何处理等待队列中的线程，以及是否按照请求的顺序来分配锁。

需要注意的是，公平锁虽然遵循公平性原则，但在高并发情况下可能会引入较大的性能开销，因为每次都要维护一个有序的等待队列。而非公平锁则更加灵活，但可能导致某些线程一直获取不到锁。

说下你对volatile的理解

volatile是Java虚拟机提供的轻量级的同步机制，具有以下特点：

保证可见性：volatile保证了多个线程对共享变量的操作是可见的。当一个线程修改了共享变量的值，其他线程会立即看到这个改变。
禁止指令重排：volatile通过禁止指令重排来保证顺序性。在多线程环境下，为了提高程序执行效率，编译器和处理器可能会对指令进行重新排序。但是，如果一个变量被volatile修饰，就禁止了指令重排，确保每个线程都能看到正确的操作顺序。

总的来说，volatile可以确保多个线程对共享变量的操作一致，避免了数据不一致的问题。但是它不能保证原子性，因此对于需要保证原子性的操作，还需要使用其他同步机制，如synchronized关键字或java.util.concurrent.atomic包中的原子类。

线程池的底层工作原理

线程池是一种用于管理和重用线程的机制，其底层工作原理涉及线程的创建、调度、执行以及回收等关键过程。线程池的底层工作原理可以分为以下几个关键步骤：

线程池的创建： 在使用线程池之前，需要首先创建一个线程池。通常，线程池会根据配置参数（如核心线程数、最大线程数、队列类型等）来初始化线程池的基本属性。
任务提交： 当有任务需要执行时，将任务提交给线程池。任务可以是Runnable或Callable对象，表示需要在一个独立线程中执行的工作单元。
线程分配： 线程池内部维护了一组工作线程，这些线程会被动态分配来执行任务。线程池首先会尝试将任务分配给核心线程，如果核心线程数没有达到上限，就创建一个新的核心线程来执行任务。如果核心线程已满，任务会被放入任务队列中等待执行。
任务执行： 分配给线程的任务会被执行。每个工作线程会不断地从任务队列中获取任务并执行它们。一旦任务执行完成，线程可以选择等待新任务或被回收，具体取决于线程池的配置和实现方式。
线程回收： 线程池内的线程可能会被回收，这可以是根据一些策略，如闲置时间超过一定阈值或线程数超过最大线程数等。回收的线程会释放资源，如内存和CPU，以便在需要时重新使用。
任务完成和结果返回： 任务执行完成后，可以将执行结果返回给调用者。如果任务是通过Callable提交的，线程池会返回Future对象，通过该对象可以获取任务的执行结果。
异常处理： 线程池通常会处理任务执行过程中抛出的异常，可以将异常信息记录下来或采取适当的措施，以确保线程池的稳定性。

总的来说，线程池的底层工作原理是通过管理一组工作线程、任务队列和任务分配策略来实现任务的调度和执行。这种机制可以提高线程的重用性、提高程序性能，并有效地控制线程的生命周期，使得线程池成为多线程编程中的重要工具。

常用的JVM启动参数有哪些

-Xmx：指定Java堆内存的最大限制。例如，-Xmx512m 表示最大堆内存为512兆字节。
-Xms：指定Java堆内存的初始大小。例如，-Xms256m 表示初始堆内存为256兆字节。
-Xss：指定每个线程的堆栈大小。例如，-Xss256k 表示每个线程的堆栈大小为256千字节。
-XX:MaxPermSize（对于Java 7及之前的版本）或 -XX:MaxMetaspaceSize（对于Java 8及以后的版本）：指定永久代（Java 7及之前）或元空间（Java 8及以后）的最大大小。
-XX:PermSize（对于Java 7及之前的版本）或 -XX:MetaspaceSize（对于Java 8及以后的版本）：指定永久代（Java 7及之前）或元空间（Java 8及以后）的初始大小。
-Xmn：指定年轻代的大小。例如，-Xmn256m 表示年轻代大小为256兆字节。

设置堆内存XMX应该考虑哪些因素

设置Java堆内存大小（-Xmx参数）是一个重要的性能调优决策，需要考虑多个因素，以确保应用程序在合适的内存限制下运行顺畅，避免内存不足或内存浪费的问题。以下是考虑设置-Xmx参数时需要考虑的因素：

应用程序的内存需求：首先要了解应用程序的内存需求。这包括应用程序的数据量、并发用户数、对象创建频率等。不同的应用程序可能需要不同大小的堆内存。
应用程序的性能需求：性能目标对内存大小有很大的影响。如果需要更高的吞吐量和更低的延迟，可能需要分配更多的内存。但要小心不要分配过多，以避免浪费内存。
可用物理内存：要考虑服务器或计算机上的可用物理内存量。将-Xmx参数设置为超过物理内存容量的值可能会导致操作系统频繁地进行内存交换，降低性能。
垃圾回收的开销：堆内存越大，垃圾回收的开销通常也会增加。大堆内存可能需要更长的垃圾回收暂停时间。因此，要权衡内存大小和垃圾回收开销。
堆内存分代结构：Java堆内存通常分为年轻代、老年代和永久代（或元空间，取决于JVM版本）。不同代的分配比例和大小会影响-Xmx的设置。根据应用程序的特性，可以考虑调整不同代的大小。
监控和调整：监控应用程序的内存使用情况，使用工具如JVisualVM、JConsole等来观察堆内存的使用情况。根据监控数据进行动态调整-Xmx参数。
应用程序设计：合理的应用程序设计也可以影响堆内存需求。避免内存泄漏和不必要的对象创建可以降低内存需求。
并发性需求：多线程应用程序通常需要更多的堆内存，因为每个线程都需要一定的内存空间来存储栈帧和局部变量。
JVM版本和垃圾回收器：不同的JVM版本和垃圾回收器可能对内存需求有不同的影响。某些垃圾回收器可能更适合大堆内存，而某些适用于小堆内存。

综合考虑这些因素，需要进行实际的性能测试和监控来确定合适的-Xmx参数值。通常建议开始时设置一个合理的初始值，然后通过性能测试和监控来逐渐调整，以满足应用程序的需求并避免不必要的内存浪费。不同的应用程序可能需要不同的内存配置，因此没有一种大小适合所有情况的通用规则。

CPU百分百问题如何排查

排查CPU百分百问题通常需要一步一步地识别并解决潜在的原因。以下是一些常见的排查步骤：

查看系统负载：首先，使用系统监控工具比如top查看系统的负载情况。
确定是哪个进程导致CPU高占用：查找哪个进程或应用程序的CPU占用率很高。通常，系统监控工具会列出占用CPU较多的进程。注意，有时一个进程的子进程也可能引起CPU高占用。
查看日志文件：检查应用程序的日志文件，查找是否有异常或错误消息。
检查代码：如果是自己开发的应用程序，检查代码以查找是否存在性能问题，例如死循环、低效的算法、内存泄漏等。使用性能分析工具来帮助确定瓶颈。
查看数据库查询：如果应用程序与数据库交互，查询可能导致CPU负载高。通过检查数据库的慢查询日志和优化查询来解决问题。
监控线程：如果是多线程应用程序，检查是否有某些线程占用了大量CPU资源。使用线程分析工具来识别问题线程。
查看网络连接：有时，网络请求和连接问题也可能导致CPU高占用。查看是否有异常的网络连接或请求。
使用性能分析工具：使用专业的性能分析工具来检测瓶颈。例如，Java应用程序可以使用Arthas、VisualVM等工具进行分析。
应用程序优化：根据排查的结果，对应用程序进行优化，修复性能问题。

说说你对垃圾收集器的理解

垃圾收集器是Java虚拟机的一部分，负责管理内存中的对象，以确保内存的有效使用和回收不再使用的对象。以下是对垃圾收集器的理解：

内存管理：垃圾收集器负责管理Java应用程序的堆内存。堆内存是用于存储Java对象的区域，而垃圾收集器负责分配、回收和释放这些内存。
自动回收：垃圾收集器自动识别不再被引用的对象，并将其标记为垃圾，然后释放这些垃圾对象占用的内存。这个过程是自动的，程序员无需手动释放内存。
内存泄漏防止：垃圾收集器可以防止内存泄漏，即程序中的对象无法被回收，导致内存消耗不断增加。通过垃圾收集器，不再使用的对象最终会被回收，释放内存。
性能影响：不同的垃圾收集器实现具有不同的性能特性。一些收集器专注于最小化停顿时间（低延迟），而其他收集器则专注于最大化吞吐量。选择合适的垃圾收集器取决于应用程序的性能需求。
分代垃圾收集：垃圾收集器通常使用分代策略，将堆内存分为不同的代（通常是年轻代和老年代），以便根据对象的生命周期采用不同的回收策略。年轻代通常使用快速的回收算法，而老年代则采用更复杂的算法。
垃圾回收算法：不同的垃圾收集器实现使用不同的垃圾回收算法，如标记-清除、复制、标记-整理等。这些算法有不同的优缺点，适用于不同类型的应用程序。

总之，垃圾收集器是Java内存管理的关键组成部分，它负责自动管理对象的内存，防止内存泄漏，并提供不同的实现和配置选项，以满足不同类型的应用程序的性能需求。

说下JVM中一次完整的 GC 流程

JVM中的垃圾回收是自动进行的，它的目标是回收不再使用的对象，释放内存空间，并且保证程序的正常运行。下面是一次完整的GC流程的一般步骤：

标记阶段：GC从根对象开始，通过根对象的引用链，标记所有可达的对象。根对象包括活动线程的栈帧中的局部变量、静态变量、JNI引用等。
垃圾标记：在标记阶段完成后，GC会确定哪些对象是垃圾对象，即不可达对象。这些对象将被标记为垃圾，可以被回收。
垃圾回收：在标记阶段完成后，GC会执行垃圾回收操作，回收被标记为垃圾的对象所占用的内存空间。回收的方式有不同的算法，例如标记-清除、复制、标记-整理等。
内存整理：在垃圾回收完成后，可能会产生内存碎片。为了提高内存的利用率，GC可能会对内存空间进行整理，将存活的对象紧凑地排列在一起，以便更好地分配新的对象。
内存分配：在垃圾回收和内存整理完成后，GC会为新的对象分配内存空间。分配的方式有不同的算法，例如指针碰撞、空闲列表等。
重新分配对象引用：在垃圾回收和内存分配完成后，GC会更新对象之间的引用关系，确保引用指向正确的对象。

以上是一次完整的GC流程的一般步骤。不同的GC算法和实现可能会有所差异，但整体的流程大致相同。GC的目标是回收垃圾对象，释放内存空间，并且尽量减少对应用程序的影响，保证程序的正常运行。

什么是索引？索引有哪些优缺点？

索引是数据库中用于提高数据检索性能的排好序的数据结构。它类似于书籍的目录，通过建立特定的数据结构将列或多个列的值与它们在数据表中对应的行关联起来，以加快查询速度。

索引的优点包括：

提高查询性能：索引可以加快数据库查找数据的速度，通过快速定位到符合查询条件的数据行，减少了数据库进行全表扫描的开销，从而显著提高查询效率。
唯一性约束：通过在索引上设置唯一性约束，可以确保数据的唯一性，防止重复数据的插入。

然而，索引也有一些缺点：

占用存储空间：索引通常需要占用一定的磁盘空间。过多的索引可能会增加存储成本。
索引维护的开销：当对数据表进行插入、更新或删除操作时，索引也需要进行相应的维护操作，这可能导致数据写入的性能下降，更新缓慢。

因此，在设计数据库时，需要根据具体的查询需求、数据特点和系统环境来决定是否以及如何建立索引，以平衡查询性能和维护成本。

MySQL 索引分类?

在MySQL中，索引按照索引列的类型可以分为以下几种：

主键索引：用于唯一标识每一条记录，主键索引的值不允许重复且不能为空，并且一个表只能有一个主键索引。
唯一索引：用于保证索引列的值唯一，允许为空值，但是一个表可以有多个唯一索引。
普通索引：没有唯一性限制，允许重复值和空值，是最基本的索引类型。
组合索引：在多个字段上创建的索引，可以包含多个列。组合索引可以提高多列查询的性能，但查询条件必须符合最左前缀原则，即查询从左到右使用组合索引中的列。

以上就是MySQL常见的四种索引，这些不同类型的索引在数据库中起到了加速数据检索操作的作用，可以根据具体的需求和使用场景选择适当的索引类型。同时，需要注意索引的创建对写操作（如插入、更新、删除）可能会产生额外的开销，因此需要权衡索引的使用与数据操作的平衡。

MyISAM索引与InnoDB索引的区别？

MyISAM和InnoDB是MySQL中两种常见的存储引擎，它们在索引实现上存在以下区别：

存储方式：MyISAM使用非聚簇索引，索引文件和数据文件是分开的；而InnoDB使用聚簇索引，将索引和数据一起存储在同一个文件中。
锁机制：MyISAM采用表级锁定，意味着当对表进行写操作时，整个表都会被锁定，因此可能导致并发写操作的性能较差。而InnoDB采用行级锁定，只锁定需要修改的行，可以提供更好的并发性能和多用户写入的支持。
事务支持：MyISAM不支持事务处理，而InnoDB支持事务和ACID特性（原子性、一致性、隔离性和持久性），可以进行事务管理、回滚和恢复操作。
引用完整性：MyISAM不支持外键约束，而InnoDB支持外键约束，可以设置关联关系来保证数据的完整性。
性能特点：MyISAM在读取频繁、插入和更新较少的场景下性能较好，特别适合于读密集型应用；而InnoDB在并发写入和更新较多的情况下性能较好，适合于写入密集型应用或需要事务支持的场景。

以上就是MyISAM索引与InnoDB索引的五点区别，我们在实际使用时需要根据具体的应用需求和场景来选择适合的存储引擎和索引类型。

MySQL 中有哪几种锁？

在MySQL中，常见的锁包括以下几种：

表级锁（Table-level Locking）：在事务操作中对整个表进行加锁。当一个事务对表进行写入操作时，其他事务无法对该表进行任何读写操作。表级锁通常是针对特定的DDL操作或备份操作。
共享锁（Shared Lock）：也称为读锁（Read Lock），用于允许多个事务同时读取同一资源，但禁止并发写入操作。其他事务可以获取共享锁，但无法获取排他锁。
排他锁（Exclusive Lock）：也称为写锁（Write Lock），用于独占地锁定资源，阻止其他事务的读写操作。其他事务无法获取共享锁或排他锁，直到持有排他锁的事务释放锁。
行级锁（Row-level Locking）：也称为记录锁（Record Locking），在事务操作中对数据行进行加锁。行级锁可以控制并发读写操作，不同事务之间可以并发地访问不同行的数据。MySQL的InnoDB存储引擎默认使用行级锁。
记录锁（Record Lock）：用于行级锁的一种形式，锁定数据库中的一个记录（行）以保证事务的隔离性和完整性。
间隙锁（Gap Lock）：用于行级锁的一种形式，锁定两个记录之间的间隙。它可以防止其他事务在该间隙中插入新记录，从而保证数据的一致性。
临键锁（Next-Key Locks）： 临键锁是记录锁和间隙锁的结合，锁定的是一个范围，并且包括记录本身。

需要注意的是，MySQL的不同存储引擎对锁的支持和实现方式可能有所不同。例如，MyISAM存储引擎使用表级锁来控制并发访问，而InnoDB存储引擎则支持更细粒度的行级锁，提供更好的并发性能和数据一致性。

什么是索引下推？

索引下推（Index Condition Pushdown，简称ICP）是一种数据库查询优化技术，它利用了数据库引擎中的索引和过滤条件，将部分过滤工作下推到存储引擎层面进行处理，从而减少不必要的数据读取和传输。

在传统的查询执行过程中，数据库引擎首先根据索引定位到符合过滤条件的数据行，并将这些行读取到内存中，然后再进行进一步的过滤操作。而索引下推则在这一步骤中尽可能地将过滤操作下推到存储引擎层面，避免将不符合条件的数据行读取到内存中。

具体实现方式可以是通过存储引擎提供的接口或者钩子函数，让存储引擎在读取索引页时就进行额外的过滤操作。

通过索引下推，数据库系统可以在存储引擎层面根据索引和过滤条件提前过滤掉不符合条件的数据，减少了需要传递给查询引擎的数据量和内存消耗。这样可以大大减少磁盘 I/O 和数据传输的开销，提升查询性能和整体系统效率。

需要注意的是，索引下推并不是对所有类型的查询都适用，它更适用于复杂查询条件、多列条件的查询中，能够有效地减少不必要的数据读取和传输。

并发事务带来哪些问题?

并发事务可以带来以下几个问题：

脏读（Dirty Read）：一个事务读取了另一个事务未提交的数据。假设事务A修改了一条数据但未提交，事务B却读取了这个未提交的数据，导致事务B基于不准确的数据做出了错误的决策。
不可重复读（Non-repeatable Read）：一个事务在多次读取同一数据时，得到了不同的结果。假设事务A读取了一条数据，事务B修改或删除了该数据并提交，然后事务A再次读取同一数据，发现与之前的读取结果不一致，造成数据的不一致性。
幻读（Phantom Read）：一个事务在多次查询同一范围的数据时，得到了不同数量的结果。假设事务A根据某个条件查询了一组数据，事务B插入了符合该条件的新数据并提交，然后事务A再次查询同一条件下的数据，发现结果集发生了变化，产生了幻觉般的新增数据。
丢失修改（Lost Update）：两个或多个事务同时修改同一数据，并且最终只有一个事务的修改被保留，其他事务的修改被覆盖或丢失。这种情况可能会导致数据的部分更新丢失，造成数据的不一致性。

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。

CHAR 和 VARCHAR 的区别？

CHAR和VARCHAR的区别可以总结如下：

存储方式：CHAR是固定长度的字符类型，而VARCHAR是可变长度的字符类型。
占用空间：CHAR会以固定的长度存储数据，不论实际存储的字符数目，而VARCHAR则根据实际需要的空间动态分配存储。
尾随空格：CHAR在存储时会用空格填充到指定长度，并在检索时需要删除尾随空格，而VARCHAR没有这个问题。
长度限制：CHAR的长度范围为1到255个字符，而VARCHAR的长度范围也是255个字符，但可以根据需求设定更长的长度。
访问效率：由于CHAR是固定长度的，它在某些情况下可能会比VARCHAR稍微快一些。

综上所述，CHAR适合存储长度固定且固定大小的数据，而VARCHAR适用于长度可变的数据。

count(1)、count(*) 与 count(列名) 的区别？

在SQL查询中，COUNT(1)、COUNT(*)和COUNT(列名)是用于计算行数的聚合函数，但它们在实际应用时有一些区别。

COUNT(1)：这种写法中，1表示一个常量值，它会被用于计算查询结果集的行数。由于1是一个常量，在执行COUNT(1)时，数据库不会去访问或读取任何实际的数据，仅仅是对满足条件的行进行计数，因此执行速度相对较快。
COUNT(*)：这种写法中，*表示选取所有列，它会对满足条件的行进行计数。与COUNT(1)不同的是，执行COUNT(*)时，数据库需要读取每一行的数据，然后进行计数操作，因此它可能会比COUNT(1)稍微慢一些。不过，在大多数数据库中，优化器会对COUNT(*)进行特殊处理，可以通过索引等方式进行优化，使得性能相对较好。
COUNT(列名)：这种写法中，列名表示具体的表列，它会对非空（NULL）值的行进行计数。相比于COUNT(1)和COUNT(*)，COUNT(列名)会跳过值为NULL的行，只统计非空值的行数。这在某些特定的情况下可能更符合实际需求，例如统计某个列的非空值个数。

总体来说，COUNT(1)和COUNT(*)的性能较好且结果一致，而COUNT(列名)则对非空值进行计数。在实际使用时，可以根据具体的查询需求和性能要求选择适当的写法。

UNION 与UNION ALL 的区别？

UNION和UNION ALL是在SQL中用于合并查询结果集的操作符，它们之间存在以下区别：

UNION：UNION用于合并两个或多个查询结果集，并去除重复的行。它将多个查询的结果合并为一个结果集，并自动去除重复的行。在执行UNION操作时，数据库会进行额外的去重操作，这可能会带来一定的性能开销。
UNION ALL：UNION ALL同样用于合并查询结果集，但不去除重复的行。它将多个查询的结果简单地合并在一起，包括重复的行。相比于UNION，UNION ALL不进行去重操作，因此执行效率更高。

总结来说：在使用时，可以根据具体的需求来选择合适的操作符。如果需要去除重复的行，可以使用UNION；如果不需要去重，或者对性能要求较高，可以使用UNION ALL。需要注意的是，使用UNION或UNION ALL时，要求被合并的查询结果的列数和列类型保持一致。

如何快速定位慢SQL

要查询慢SQL产生的原因，可以采取以下4个步骤：

启用慢查询日志：在MySQL配置中启用慢查询日志，这样可以记录执行时间超过阈值的查询语句。通过分析慢查询日志，可以找到执行时间较长的SQL语句。
使用EXPLAIN分析执行计划：对于慢查询的SQL语句，使用EXPLAIN命令来查看其执行计划。通过分析执行计划，确定查询是否有效利用了索引以及是否存在性能瓶颈。
检查索引使用情况：确保查询中涉及的列都有适当的索引，并且查询条件能够充分利用索引。可以使用SHOW INDEX命令或查询表的索引信息来检查索引情况。
分析查询语句：仔细分析查询语句本身，检查是否存在冗余的操作、重复的子查询、不必要的排序、大量的JOIN操作等。

通过这些步骤的分析，找出慢查询产生的原因，并针对性地进行优化和调整，来提升查询性能。

慢SQL你是怎么优化的

针对SQL慢查询，可以考虑以下一些优化措施：

优化查询语句结构：检查是否存在冗余的操作、重复的子查询、不必要的排序、大量的JOIN操作等。优化查询语句的结构和逻辑，减少不必要的数据读取和计算。
添加合适的索引：确保查询中涉及的列都有适当的索引，并且查询条件能够充分利用索引。通过使用适当的索引，提高查询的性能。但是要避免过多的索引，因为过多的索引会增加写入操作的开销。
使用覆盖索引：如果查询只需要使用索引列的数据而不需要访问表的其他列，可以考虑使用覆盖索引。覆盖索引避免了访问表的额外IO操作，提高查询性能。
避免全表扫描：尽量避免全表扫描的情况，通过合适的索引或筛选条件来限制查询范围，减少数据读取量。
合理分页查询：对于大数据量的分页查询，可以通过使用LIMIT分页、使用游标、定期同步缓存等方式来提高性能。

以上是一些常见的SQL慢查询优化措施，具体的优化方法还因根据具体问题和应用场景进行调整。

索引失效的情况有哪些

索引失效是指在使用索引进行查询时，索引无法发挥作用，导致查询性能下降。常见的导致索引失效的情况有以下几种：

不满足索引列顺序：如果查询条件中的列顺序与索引列的顺序不一致，索引可能无法被使用。例如，一个联合索引（A, B），如果查询条件只包含了B列而没有A列，那么这个索引就无法被利用。
使用函数或表达式：当查询条件中对索引列应用了函数、数学运算、类型转换等操作时，索引可能无法被使用。因为索引的创建是基于原始列值的，无法直接使用函数计算后的结果进行索引匹配。
字符串比较问题：对于字符串类型的索引列，使用了不符合索引规则的比较方式。
数据类型不匹配：当查询条件的数据类型与索引列的数据类型不匹配时，索引可能无法被使用。尤其是在进行隐式数据类型转换、不同字符集的比较或编码问题时，需要特别留意。
数据量过小：当表中的数据量较小时，MySQL可能会选择全表扫描而非使用索引，因为全表扫描的成本较低。这种情况下，索引可能无法发挥作用。
使用了NOT、<>、OR等非优化的逻辑操作符：这些逻辑操作符在查询条件中的使用会导致索引失效，因为它们无法充分利用索引的特性。

综上所述，我们要解决索引失效的问题，可以通过合理设计索引、优化查询语句以及避免索引失效的情况发生来提升查询性能。

说下你对数据库事务的理解

数据库事务是指一系列数据库操作的逻辑单元，这些操作要么全部成功执行，要么全部回滚。它的目的是确保数据的一致性和完整性。事务具备4大特性，即原子性、一致性、隔离性和持久性：

原子性：事务中的所有操作要么全部执行成功，要么全部回滚到事务开始前的状态。如果在事务执行期间发生错误，系统将回滚所有已执行的操作，以保持数据的一致性。

一致性：事务的执行不会破坏数据库的完整性约束。在事务开始和结束时，数据库必须处于一致的状态。

如小李转账100元给小白，不管操作是否成功，小李和小白的账户总额是不变的。

隔离性：事务的执行是相互隔离的，即每个事务对其他事务是透明的。并发执行的多个事务不会相互干扰，每个事务感知不到其他事务的存在。

持久性：一旦事务提交成功，事务中的所有操作都必须持久化到数据库中。

以上就是我对数据库事务的理解。

事务的隔离级别有哪些

MySQL支持以下四个事务隔离级别：

读未提交：最低的隔离级别。事务可以读取到其他事务尚未提交的数据，可能会出现脏读、不可重复读和幻读问题。
读已提交：事务只能读取到已经提交的数据。但在同一事务中，多次读取同一行的数据结果可能会不一致，可能会出现不可重复读和幻读问题。
可重复读：在同一个事务内，多次读取同一行的数据结果始终保持一致。MySQL的默认隔离级别就是可重复读。通过使用MVCC机制来实现，在读操作期间不会看到其他事务的修改，有效地解决了不可重复读问题。
串行化：最高的隔离级别。事务串行执行，避免了脏读、不可重复读和幻读等问题。但是并发性能较差，可能导致大量的锁竞争和资源争用。