备忘录

一面（70min）
1.HashMap扩容条件是什么?为什么容量是2的幂次?
2.ConcurrentHashMap在JDK1.8中如何保证线程安全?
3.快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)的区别?
4.Synchronized和ReentrantLock的区别?
5.SpringAOP的实现原理及动态代理方式?
6.Redis持久化方式RDB和AOF的区别?
7.MySQL索引最左匹配原则的原理?
8.如何设计一个秒杀系统?
9.Spring Bean的作用域及线程安全问题?
10.Zookeeper的ZAB协议流程?

1. HashMap扩容条件是什么？为什么容量是2的幂次？

   • 扩容条件：当HashMap中元素数量（size）超过阈值（threshold = 容量 × 负载因子）时，触发扩容。默认负载因子为0.75，容量初始为16，因此默认阈值为12。
   • 容量为2的幂次原因：通过位运算（hash & (容量-1)）快速计算元素存储位置，提升效率。2的幂次减1的二进制为全1，能保证哈希值低位充分参与运算，减少哈希冲突。

2. ConcurrentHashMap在JDK1.8中如何保证线程安全？

   • 摒弃JDK1.7的分段锁（Segment），采用CAS + synchronized实现线程安全。
   • 对链表头节点或红黑树的根节点使用synchronized加锁，仅锁定当前操作的桶，减小锁粒度。
   • 插入元素时，通过CAS操作保证节点更新的原子性，避免加锁开销。

3. 快速失败（fail-fast）和安全失败（fail-safe）的区别？

   • 快速失败：迭代集合时，若其他线程修改集合结构（如增删元素），会立即抛出ConcurrentModificationException。原理是通过modCount（修改次数）检测并发修改，常见于ArrayList、HashMap等。
   • 安全失败：迭代时操作的是集合的副本，因此不会抛出异常，但可能读取到旧数据。原理是基于集合快照迭代，常见于CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap等。

4. Synchronized和ReentrantLock的区别？

   特性	Synchronized	ReentrantLock
   锁实现	JVM层面隐式锁	JDK层面显式锁（API实现）
   灵活性	自动释放，无法中断	可手动释放，支持中断、超时获取、公平锁
   条件变量	不支持	支持多个Condition，实现更精细的等待/唤醒
   性能	JDK1.6后优化（偏向锁、轻量级锁），性能接近	高并发下性能更优

5. Spring AOP的实现原理及动态代理方式？

   • 原理：基于动态代理，在目标方法执行前后插入增强逻辑（如日志、事务），实现无侵入式功能扩展。
   • 动态代理方式：
     • JDK动态代理：基于接口，通过Proxy类生成代理对象，目标类必须实现接口。
     • CGLIB动态代理：基于继承，通过生成目标类的子类实现代理，无需接口，但不能代理final类/方法。
     • Spring默认策略：目标类有接口则用JDK代理，否则用CGLIB（可配置强制使用CGLIB）。

6. Redis持久化方式RDB和AOF的区别？

   特性	RDB	AOF
   原理	定期生成内存数据的二进制快照	记录每一条写命令到日志文件
   持久化频率	低（如每小时一次），可能丢失数据	高（如每秒同步或每写一条同步），数据更安全
   文件大小	小，恢复快	大，恢复慢
   恢复速度	快	慢（需重新执行所有命令）
   适用场景	数据备份、容忍部分数据丢失	对数据安全性要求高（如金融场景）

7. MySQL索引最左匹配原则的原理？

   • 对于联合索引（如(a, b, c)），MySQL会优先匹配最左前缀（即先匹配a，再a+b，再a+b+c）。
   • 原理：联合索引按左到右的顺序构建B+树，查询条件中若跳过最左列（如仅用b或b+c），则无法使用索引，需全表扫描。
   • 示例：where a=1 and b=2可命中索引，where b=2 and c=3无法命中。

8. 如何设计一个秒杀系统？

   • 前端限流：按钮置灰、验证码、排队机制，减少无效请求。
   • 接口限流：使用Redis+Lua脚本或令牌桶算法，限制每秒请求数。
   • 削峰填谷：引入消息队列（如RabbitMQ），异步处理订单，避免瞬时流量压垮数据库。
   • 库存控制：Redis预存库存，原子操作（如decr）判断库存是否充足，避免超卖。
   • 数据库优化：分库分表、读写分离，订单表按用户ID哈希分片。
   • 缓存策略：热点商品信息缓存，减少数据库访问。

9. Spring Bean的作用域及线程安全问题？

   • 作用域：
     • singleton（默认）：全局单例，整个容器中只有一个实例。
     • prototype：每次获取创建新实例。
     • request/session/application：Web环境下，分别对应请求、会话、应用生命周期。
   • 线程安全：
     • singleton bean若存在可修改的成员变量，多线程并发访问可能不安全（需加锁或使用ThreadLocal）。
     • prototype bean每次创建新实例，无线程安全问题，但创建成本高。

10. Zookeeper的ZAB协议流程？
    ZAB（ZooKeeper Atomic Broadcast）是ZooKeeper保证数据一致性的核心协议，分为三个阶段：

    1. 选举阶段：集群启动或Leader故障时，所有节点参与选举，选出新Leader（票数过半的节点）。
    2. 同步阶段：新Leader与Follower同步数据，确保所有节点数据一致（Follower更新到Leader的最新状态）。
    3. 广播阶段：正常运行时，Leader接收客户端写请求，通过两阶段提交（提议-确认）将数据同步到所有Follower，保证数据原子性。