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java背诵笔记

1，计算机网络部分

基本概念

网络地址：网络地址（Network address）由ip和子网掩码按位与得出，只有网络地址相同的ip才在同一子网内
网络地址是子网中最小的地址
计算方式：网络地址 = IP & 子网掩码
广播地址：广播地址（Broadcast Address）是专门用于同时向网络中所有工作站进行发送的一个地址

广播地址是该子网主机地址全1的地址，即子网中最大的地址

计算方式：广播地址 = (~子网掩码) | 网络地址

子网掩码

子网掩码 （Subnet mask）是一个32位的2进制数 ，它必须结合IP地址一起使用。

子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成“网络地址”和“主机地址”两部分。

缩写

有时候我们会看到192.168.1.123/24这样的表示方法，其中/24就是子网掩码255.255.255.0的缩写

计算方式：二进制子网掩码中1的个数

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子网容量计算
子网数

根据子网掩码可划分的最大子网数

计算方式：子网数 = 2^(实际子网掩码缩写 - 相应网络类型默认子网掩码缩写)

最大主机数

计算方式：最大主机数 = 2^(主机地址的位数)

可用主机数

计算方式：可用主机数 = 最大主机数 - 2

因为一个子网中主机号全为0的是网络地址，全为1的是广播地址，所以要 -2

1，Q:cookie，session与token的区别

A: Cookies是由服务器产生的,当浏览器第一次访问服务端为标记用户所设置独特的身份标识数据。格式为key=value，根据cookie中的值识别用户身份并传值
Session机制是一种服务端的机制 ，服务器使用一种类似散列表的结构来保存信息。server 会为用户生成一个 session，为其分配唯一的 sessionId，通过 cookie 传给浏览器。
区别：
cookie 和session的区别

        1、cookie数据存放在客户的浏览器上，session数据放在服务器上。
        
        2、cookie不是很安全，别人可以分析存放在本地的cookie并进行cookie欺骗
        
           考虑到安全应当使用session。
        
        3、session会在一定时间内保存在服务器上。当访问增多，会比较占用你服务器的性能
        
           考虑到减轻服务器性能方面，应当使用cookie。
        
        4、单个cookie保存的数据不能超过4K，很多浏览器都限制一个站点最多保存20个cookie。

Token是在服务端将用户信息经过Base64Url编码过后传给在客户端，每次用户请求的时候都会带上这一段信息，因此服务端拿到此信息进行解密后就知道此用户是谁了，这个方法叫做JWT(JSON Web Token)。 Token类似一个令牌，无状态的，服务端所需的信息被Base64编码后放到Token中，服务器可以直接解码出其中的数据。
Token相比较于Session的优点在于，当后端系统有多台时，由于是客户端访问时直接带着数据，因此无需做共享数据的操作。

2，Q：网络的七层架构,tcp/ip在那一层

A:  计算机网络常见网络结构

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其中传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW 端口 80 等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与 TCP 特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如 QQ 聊天数据就是通过这种方式传输的）。 主要是将从下层接收的数据进行分段进行传输，到达目的地址后在进行重组。常常把这一层数据叫做段。

Q: TCP与UDP的区别

A:

1） TCP是面向连接的，可靠性高；UDP是基于非连接的，可靠性低
2） 由于TCP是连接的通信，需要有三次握手、重新确认等连接过程，会有延时，实时性差，同时过程复杂，也使其易于攻击；UDP没有建立连接的过程，因而实时性较强，也稍安全
3） 在传输相同大小的数据时，TCP首部开销20字节；UDP首部开销8字节，TCP报头比UDP复杂，故实际包含的用户数据较少。TCP在IP协议的基础上添加了序号机制、确认机制、超时重传机制等，保证了传输的可靠性，不会出现丢包或乱序，而UDP有丢包，故TCP开销大，UDP开销较小
4） 每条TCP连接只能时点到点的；UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信

Q: TCP 三次握手/四次挥手

A: TCP 在传输之前会进行三次沟通，一般称为“三次握手”，传完数据断开的时候要进行四次沟通，一般称为“四次挥手”。

三次握手：

第一次握手：主机 A 发送位码为 syn＝1,随机产生 seq number=1234567 的数据包到服务器，主机 B由 SYN=1 知道，A 要求建立联机；
第二次握手：主机 B 收到请求后要确认联机信息，向 A 发 送 ack number=( 主 机 A 的seq+1),syn=1,ack=1,随机产生 seq=7654321 的包
第三次握手：主机 A 收到后检查 ack number 是否正确，即第一次发送的 seq number+1,以及位码ack 是否为 1，若正确，主机 A 会再发送 ack number=(主机 B 的 seq+1),ack=1，主机 B 收到后确认eq 值与 ack=1 则连接建立成功。

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四次挥手：TCP 建立连接要进行三次握手，而断开连接要进行四次。这是由于 TCP 的半关闭造成的。因为 TCP 连接是全双工的(即数据可在两个方向上同时传递)所以进行关闭时每个方向上都要单独进行关闭。这个单方向的关闭就叫半关闭。当一方完成它的数据发送任务，就发送一个 FIN 来向另一方通告将要终止这个方向的连接。

1） 关闭客户端到服务器的连接：首先客户端 A 发送一个 FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送，
然后等待服务器的确认。其中终止标志位 FIN=1，序列号 seq=u
2） 服务器收到这个 FIN，它发回一个 ACK，确认号 ack 为收到的序号加 1。
3） 关闭服务器到客户端的连接：也是发送一个 FIN 给客户端。
4） 客户段收到 FIN 后，并发回一个 ACK 报文确认，并将确认序号 seq 设置为收到序号加 1。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。

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Q: 从浏览器地址栏输入 url 到显示主页的过程

A: 1696918979714

2，JAVA基础部分

Q: HashMap和Hashtable的区别

A: HashMap是基于哈希表实现的，每一个元素是一个key-value对，其内部通过单链表解决冲突问题，容量不足（超过了阀值）时，同样会自动增长。

  • HashMap线程不安全，没有synchronized；HashTable线程安全

  • Hashtable 中的方法是同步的，而HashMap中的方法在缺省情况下是非同步的。在多线程并发的环境下，可以直接使用Hashtable，但是要使用HashMap的话就要自己增加同步处理了。

  • HashMap允许key和value为null，HashTable不允许

  • HashMap继承自AbstractMap类。但二者都实现了Map接口。Hashtable继承自Dictionary类，Dictionary类是一个已经被废弃的类（见其源码中的注释）。父类都被废弃，自然而然也没人用它的子类Hashtable了。

  • 遍历方式： Hashtable、HashMap都使用了 Iterator。而由于历史原因，Hashtable还使用了Enumeration的方式 。 Enumeration接口的功能和Iterator接口的功能是重复的，主要区别其实就是Iterator可以删除元素，但是Enumration却不能

  • .HashMap不能保证元素的顺序，而LinkedHashMap可以保持数据的插入顺序，TreeMap可以按照键值进行排序（可自定比较器）

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Q: Hashmap 是怎样实现的？为什么要用红黑树，而不用平衡二叉树？为什么在 1.8 中链表大于 8 时会转红黑树？HashMap 是线性安全的嘛？如何保证安全？

A: JDK1.8 Hashmap 的底层数据结构是数组+链表+红黑树

为什么不用二叉树？
红黑树是一种平衡的二叉树，其插入、删除、查找的最坏时间复杂度都为
O(logn)，避免了二叉树最坏情况下的 O(n)时间复杂度。

为什么不用平衡二叉树？
平衡二叉树是比红黑树更严格的平衡树，为了保持保持平衡，需要旋转的次数
更多，也就是说平衡二叉树保持平衡的效率更低，所以平衡二叉树插入和删除
的效率比红黑树要低。

Q:深拷贝和浅拷贝区别?

A:浅拷贝:复制了对象的引用地址，两个对象指向同一个内存地址，所以修改其中任意的值，另一个值都会随之变化。

深拷贝: 将对象及值复制过来，两个对象修改其中任意的值另一个值不会改变

Q: 线程生命周期

A：当线程被创建并启动以后，它既不是一启动就进入了执行状态，也不是一直处于执行状态。在线程的生命周期中，它要经过新建(New)、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞(Blocked)和死亡(Dead)5 种状态。尤其是当线程启动以后，它不可能一直”霸占”着 CPU 独自运行，所以 CPU 需要在多条线程之间切换，于是线程状态也会多次在运行、阻塞之间切换。

yield方法使得线程自动放弃当前分得的CPU时间，等待下一轮CPU时间的分配。相当于说：我执行足够长了，该轮到你执行一会了。

suspend与resume方法对应使用，suspend让线程阻塞，等待resume方法调用，线程才能解除阻塞状态。

Q: 创建多线程的方法

A:

  • 继承Thread类 重写run方法，因为是继承的，不能再继承其他 多个线程不能共享资源

  • 实现Runnable接口

  • 实现Callable接口通过FutureTask包装器来创建Thread线程

    与使用Runnable相比， Callable功能更强大些

    1 相比run()方法，可以有返回值

    2 方法可以抛出异常

    3 支持泛型的返回值

  • 使用ExecutorService、Callable、Future实现有返回结果的多线程。

Q：start 与 run 区别

A：

  1. start（）方法来启动线程，真正实现了多线程运行。这时无需等待 run 方法体代码执行完毕，可以直接继续执行下面的代码。

  2. 通过调用 Thread 类的 start()方法来启动一个线程， 这时此线程是处于就绪状态， 并没有运行。

  3. 方法 run()称为线程体，它包含了要执行的这个线程的内容，线程就进入了运行状态，开始运行 run 函数当中的代码。 Run 方法运行结束， 此线程终止。然后 CPU 再调度其它线程。

Q: JAVA锁

乐观锁: 乐观锁是一种乐观思想，即认为读多写少，遇到并发写的可能性低，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，采取在写时先读出当前版本号，然后加锁操作（比较跟上一次的版本号，如果一样则更新），如果失败则要重复读-比较-写的操作。

悲观锁: 悲观锁是就是悲观思想，即认为写多，遇到并发写的可能性高，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在读写数据的时候都会上锁，这样别人想读写这个数据就会 block 直到拿到锁。java中的悲观锁就是Synchronized,AQS框架下的锁则是先尝试cas乐观锁去获取锁，获取不到，才会转换为悲观锁，如 RetreenLock。

同步锁：当多个线程同时访问同一个数据时，很容易出现问题。为了避免这种情况出现，我们要保证线程同步互斥，就是指并发执行的多个线程，在同一时间内只允许一个线程访问共享数据。 Java 中可以使用 synchronized 关键字来取得一个对象的同步锁。

死锁： 何为死锁，就是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。

Q:如何在两个线程之间共享数据

A:Java 里面进行多线程通信的主要方式就是共享内存的方式，共享内存主要的关注点有两个：可见性和有序性原子性。Java 内存模型（JMM）解决了可见性和有序性的问题，而锁解决了原子性的问题，理想情况下我们希望做到“同步”和“互斥”。有以下常规实现方法:

  • 将数据抽象成一个类，并将数据的操作作为这个类的方法
  • Runnable 对象作为一个类的内部类

Q:栈与队列 栈的应用

栈的经典应用:括号匹配、表达式求值和递归函数的递归栈

队列的经典应用:二叉树的层次遍历中

3，Spring 原理部分

Q: Spring Bean 生命周期

A: 简答版，更详细的查看另外的一个比较文件

实例化 Instantiation
属性赋值 Populate
初始化 Initialization
销毁 Destruction

Q: Spring Boot 是怎样启动的？

A:（标准版）

  1. 运行 SpringApplication.run() 方法。
  2. 确定应用程序类型。
  3. 加载所有的初始化器。
  4. 加载所有的监听器。
  5. 设置程序运行的主类。
  6. 开启计时器。
  7. 将java.awt.headless设置为true。
  8. 获取并启用监听器
  9. 设置应用程序参数
  10. 准备环境变量
  11. 忽略bean信息
  12. 打印 banner 信息
  13. 创建应用程序的上下文
  14. 实例化异常报告器
  15. 准备上下文环境
  16. 刷新上下文
  17. 刷新上下文后置处理
  18. 结束计时器
  19. 发布上下文准备就绪事件
  20. 执行自定义的run方法

简答版：

  • 加载并且启动监听器
  • 创建项目运行环境，加载配置
  • 初始化 Spring 容器
  • 执行 Spring 容器前置处理器
  • 刷新 Spring 容器
  • 执行 Spring 后置处理器
  • 发布事件
  • 执行自定义执行器
  • 返回容器

Q: Spring MvC执行流程

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（1）当用户通过浏览器发起一个HTTP请求，请求直接到前端控制器DispatcherServlet；
（2）前端控制器接收到请求以后调用处理器映射器HandlerMapping，处理器映射器根据请求的URL找到具体的Handler，并将它返回给前端控制器；
（3）前端控制器调用处理器适配器HandlerAdapter去适配调用Handler；
（4）处理器适配器会根据Handler去调用真正的处理器去处理请求，并且处理对应的业务逻辑；
（5）当处理器处理完业务之后，会返回一个ModelAndView对象给处理器适配器，HandlerAdapter再将该对象返回给前端控制器；这里的Model是返回的数据对象，View是逻辑上的View。
（6）前端控制器DispatcherServlet将返回的ModelAndView对象传给视图解析器ViewResolver进行解析，解析完成之后就会返回一个具体的视图View给前端控制器。（ViewResolver根据逻辑的View查找具体的View）
（7）前端控制器DispatcherServlet将具体的视图进行渲染，渲染完成之后响应给用户（浏览器显示）。

Q:5 种不同方式的自动装配？

A:Spring 装配包括手动装配和自动装配，手动装配是有基于 xml 装配、构造方法、setter 方法等

自动装配有五种自动装配的方式，可以用来指导 Spring 容器用自动装配方式来进行依赖注入。

  1. no：默认的方式是不进行自动装配，通过显式设置 ref 属性来进行装配。
  2. byName：通过参数名 自动装配，Spring 容器在配置文件中发现 bean 的 autowire 属性被设置成 byname，之后容器试图匹配、装配和该 bean 的属性具有相同名字的 bean。
  3. byType：通过参数类型自动装配，Spring 容器在配置文件中发现 bean 的 autowire 属性被
    设置成 byType，之后容器试图匹配、装配和该 bean 的属性具有相同类型的 bean。如果有多
    个 bean 符合条件，则抛出错误。
  4. constructor：这个方式类似于 byType， 但是要提供给构造器参数，如果没有确定的带参数
    的构造器参数类型，将会抛出异常。
  5. autodetect：首先尝试使用 constructor 来自动装配，如果无法工作，则使用 byType 方式

Q:Spring MVC和Spring Boot有什么区别？

A:

Spring mvc 是web层的框架，通过Controller提供Http接口服务。

Spring Boot 是一种快速搭建的脚手架，通过依赖各种Starter，省略了Spring特别多而繁琐的xml配置。

两者作为Spring生态中的组件，产生时间不同，spring mvc很早就诞生，例如之前最主流的企业开发框架ssm，就用到了Spring mvc。Spring Boot作为后起之秀，通过“约定大于配置”来减少许多配置，大大的提高了生产力。

Q:JAVA过滤器（Filter）与拦截器（Interceptor）区别及关系

1、过滤器是基于函数回调，而拦截器是基于java的反射机制；

2、过滤器是servlet规范规定的，只能用于web程序中，而拦截器是在spring容器中，它不依赖servlet容器

3、过滤器可以拦截几乎所有的请求(包含对静态资源的请求)，而拦截器只拦截action请求(不拦截静态资源请求)

4、过滤器不能访问action上下文及值栈里的对象，而拦截器都是可以的。

5、拦截器可以获取spring容器里的对象，而过滤器是不行的

6、拦截器在action的生命周期内是可以多次调用，而过滤器只在容器初始化时被调用一次。

7、拦截器是被包裹在过滤器之中。

Q: Spring 中的事务

  1. spring事务的实现方式
    spring框架提供了两种事务实现方式：编程式事务、声明式事务
    编程式事务：在代码中进行事务控制。优点：精度高。缺点：代码耦合度高
    声明式事务：通过@Transactional注解实现事务控制
  2. spring事务的底层原理
    事务的操作本来应该由数据库进行控制，但是为了方便用户进行业务逻辑的控制，spring对事务功能进行了扩展实现。一般我们很少使用编程式事务，更多的是使用@Transactional注解实现。当使用了@Transactional注解后事务的自动功能就会关闭，由spring帮助实现事务的控制。
    Spring的事务管理是通过AOP代理实现的，对被代理对象的每个方法进行拦截，在方法执行前启动事务，在方法执行完成后根据是否有异常及异常的类型进行提交或回滚。
    Spring AOP动态代理机制：
    Spring在运行期间会为目标对象生成一个代理对象，并在代理对象中实现对目标对象的增强。
    SpringAOP通过两种动态代理机制，实现对目标对象执行横向植入的。
    代理技术 描述
    JDK 动态代理 Spring AOP 默认的动态代理方式，若目标对象实现了若干接口，Spring 使用 JDK 的 java.lang.reflect.Proxy 类进行代理。
    CGLIB 动态代理 若目标对象没有实现任何接口，Spring 则使用 CGLIB 库生成目标对象的子类，以实现对目标对象的代理。

Q:

4，MySQL部分

Q: SQL语句执行过程（顺序）

  • FROM 子句组装来自不同数据源的数据；

  • WHERE 子句基于指定的条件对记录行进行筛选；

  • GROUP BY 子句将数据划分为多个分组；

  • 使用聚集函数进行计算；

  • 使用 HAVING 子句筛选分组；

  • 计算所有的表达式；

  • SELECT 的字段；

  • 使用 ORDER BY 对结果集进行排序。

Q:索引哪些情况会失效

A:

. 查询条件包含or，可能导致索引失效
. 如何字段类型是字符串，where时一定用引号括起来，否则索引失效
. like通配符可能导致索引失效。
. 联合索引，查询时的条件列不是联合索引中的第一个列，索引失效。
. 在索引列上使用mysql的内置函数，索引失效。
. 对索引列运算（如，+、-、*、/），索引失效。
. 索引字段上使用（！= 或者 < >，not in）时，可能会导致索引失效。
. 索引字段上使用is null， is not null，可能导致索引失效。
. 左连接查询或者右连接查询查询关联的字段编码格式不一样，可能导致索引失效。
. mysql估计使用全表扫描要比使用索引快,则不使用索引。

Q：数据库索引的原理，为什么要用 B+树，为什么不用二叉树

A:从几个维度去看这个问题，查询是否够快，效率是否稳定，存储数据多少，
以及查找磁盘次数，为什么不是二叉树：

为什么不是一般二叉树？

如果二叉树特殊化为一个链表，相当于全表扫描。平衡二叉树相比于二叉查找
树来说，查找效率更稳定，总体的查找速度也更快。

为什么不是平衡二叉树呢？

但是平衡二叉树可是每个节点只存储一个键值和数据的，如果
是B树，可以存储更多的节点数据，树的高度也会降低，因此读取磁盘的次数
就降下来啦，查询效率就快啦。

那为什么不是B树而是B+树呢？

B+树非叶子节点上是不存储数据的，仅存储键值，而B树节点中不仅存储
键值，也会存储数据。innodb中页的默认大小是16KB，如果不存储数据，那
么就会存储更多的键值，相应的树的阶数（节点的子节点树）就会更大，树就
会更矮更胖，如此一来我们查找数据进行磁盘的IO次数有会再次减少，数据查
询的效率也会更快

聚集索引与非聚集索引的区别？

A：

  • 一个表中只能拥有一个聚集索引，而非聚集索引一个表可以存在多个。
  • 聚集索引，索引中键值的逻辑顺序决定了表中相应行的物理顺序；非聚集索引，索引中索引的逻辑顺序与磁盘上行的物理存储顺序不同。
  • 索引是通过二叉树的数据结构来描述的，我们可以这么理解聚簇索引：索引的叶节点就是数据节点。而非聚簇索引的叶节点仍然是索引节点，只不过有一个指针指向对应的数据块。
  • 聚集索引：物理存储按照索引排序；非聚集索引：物理存储不按照索引排序；

Q:SQL优化的一般步骤是什么

A:

  • show status 命令了解各种sql的执行频率
  • 通过慢查询日志定位那些执行效率较低的sql语句
  • explain 分析低效 sql 的执行计划（这点非常重要，日常开发中用它分析Sql，会大大降低Sql导致的线上事故）

昵称coder-xbai

个人简介。