Java模仿

1、请解释HashMap和ConcurrentHashMap的主要区别，并说明为什么在多线程环境下推荐使用ConcurrentHashMap？

1. 1、线程安全性：
2.         HashMap线程不安全，ConcurrentHashMap线程安全
3.         HashMap没有锁机制，ConcurrentHashMap有锁机制有锁机制（CAS操作+synchronized桶级锁）
4. 2.null支持：
5.         HashMap支持，
6.         ConcurrentHashMap不支持，禁止了null避免并发场景下的二义性问题
7. 3.性能：
8.         ConcurrentHashMap有内置的安全机制，在高并发的场景下并发性能更高
10. ##为什么推荐 ConcurrentHashMap？
11.         因为它线程安全，能有效提高并发性能，避免锁竞争，适合在多线程场景下使用

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2、请解释synchronized和ReentrantLock的区别，以及各自实用的场景。

1. 1、锁机制
2.         synchronized是JVM层实现的，支持自动释放锁（即使异常也会释放）
3.         ReentrantLock是JDK层实现的，需要手动lock() 和 unlock()，必须在finally块确保释放锁，否则可能导致死锁
4. 2、可中断性和超时
5.         synchronized不可中断，等待锁时除非获得锁或者自身中断，否则会一直阻塞
6.         ReentrantLock提供lockInterruptibly() 方法，允许等待锁时响应中断，避免一直阻塞
7.         ReentrantLock支持tryLock(timeout,unit)，获取锁时可配置等待时间，超时响应中断，避免死锁风险。
8. 3、公平性
9.         synchronized不支持
10.         ReentrantLock支持，构造函数new ReentrantLock(true)，但公平性会降低吞吐量
12. ##适用场景
13.         synchronized简单的同步场景
14.         ReentrantLock复杂的同步场景，需要细粒度控制的场景，要用到tryLock,可中断，公平锁，

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3、请解释 JVM 内存模型中 堆（Heap） 和 栈（Stack） 的区别，以及它们各自存储哪些数据？

1. ##堆
2. 存储内容：存储对象实例和数组，字符串常量池
3. 生命周期：整个程序运行期间都可能存在，直到被GC回收（当没有任何引用指向该对象时会被GC回收）
4. 大小：大小可通过JVM启动参数（如 -Xms 和 -Xmx）进行配置。
5. 线程共享：所有线程共享堆内存，需通过同步机制保证线程安全（如 synchronized）。
6. ## 栈
7. 存储内容：栈帧（方法引用、操作数栈、局部变量、返回地址）
8. 生命周期：栈帧随着方法调用创建，方法结束（正常返回或异常）时销毁。
9. 大小：栈的大小通常较小，并且每个线程有独立的栈空间。可以通过 JVM 启动参数（如 -Xss）配置。
10. 线程隔离：每个线程有独立的栈空间，无需同步。
13. 堆：用于存储对象和数组，由多个线程共享，生命周期较长，管理复杂。
14. 栈：用于存储局部变量和方法调用信息，每个线程有独立的栈空间，生命周期较短。

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4、请解释数据库事务的 ACID 特性，并说明在MySQL中如何保证这些特性？

1. ##原子性
2. 事务为一个整体，要么全部成功，要不全部失败。如果失败事务将回滚到初始状态。
3. 如何保证：MySQL 使用 Undo Log（回滚日志）来实现原子性。
5. ##一致性
6. 提交事务前后，数据库必须保持一致性状态。
7. 如何保证：由数据库的约束和程序共同保证
9. ##隔离性
10. 多个事务并发执行时，每个事务之间互相隔离，防止互相干扰。
11. 如何保证：MySQL通过锁机制和MVCC来实现隔离性。
12. (锁机制：行级锁，表级锁等;MVCC:InnoDB存储引擎使用MVCC来实现非阻塞的读操作。)
14. ##持久性
15. 持久性一旦事务提交，其对数据库的修改就是永久性的，即使系统崩溃也不会丢失。
16. 如何保证：MySQL 使用 Redo Log（重做日志）来实现。当事务提交时，所有的修改操作会先写入 Redo Log，然后再写入磁盘。即使系统崩溃，MySQL 也可以通过 Redo Log 恢复未写入磁盘的数据。
18. ## 总结
19. 原子性：通过 Undo Log 实现回滚操作。
20. 一致性：通过数据库约束和应用程序逻辑保证。
21. 隔离性：通过锁机制和 MVCC 实现并发控制。
22. 持久性：通过 Redo Log 确保数据在崩溃后可以恢复。

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5、请解释 Spring 中 Bean 的生命周期，并说明如何通过 BeanPostProcessor 干预 Bean 的初始化过程？如果多个 BeanPostProcessor 同时存在，它们的执行顺序是如何确定的？如何自定义顺序？

1. #生命周期
2. 实例化，属性赋值，初始化，使用，销毁
3. #BeanPostProcessor干预 Bean 的初始化过程
4. 使用BeanPostProcessor接口，实现前置方法和后缀方法，切断入点在Bean初始化前后
5. #执行顺序是如何确定的
6. 默认由spring容器加载顺序决定，但可以通过@Order() 自定义指定优先级，值越小优先级越高。

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6、请解释单例模式的实现方式，并说明在 Spring 中如何保证单例 Bean 的线程安全？

1. ##单例模式
2. 确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
3. ##Spring 单例 Bean
4. 默认情况下，Spring 容器中的单例 Bean 是线程安全的，前提是 Bean 是无状态的。
5. 对于有状态 Bean，可以通过同步机制、ThreadLocal 或并发集合来保证线程安全。

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7、请解释 CAP 理论，并说明在分布式系统中如何权衡一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partition Tolerance）？

1. 一致性，可用性，分区容错无法同时满足，最多满足其他的两个。
3. 在分布式系统中，需要确保分区容错，所以P是要有的。更新系统实际业务和需求在一致性和可用性中选择。
4. 比如：读多写少的新闻系统选择AP。对数据一致性要求高的选择CP。
5. 策略有：读写分离，最终一致性，分布式事务

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