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JAVA面试练习题刷题记录

目录

一、请你说说线程和进程的区别

二、请你说说MySQL索引,以及它们的好处和坏处

三、请你说说多线程

四、说说怎么保证线程安全

五、请你说说进程间的通信方式

 总结

我几乎每天都会刷题训练来使自己对各种算法随时保持一个清晰的状态。要知道眼过千遍不如手过一遍，想成为一名合格的开发工程师，更要逼迫自己养成动手的好习惯。

我们都知道，算法的训练对程序员来说及其重要，语言和开发平台不断变化，但是万变不离其宗的是那些算法和理论，刷算法最最最直白的原因就是找一个好的工作，那刷题一定是必不可少的。

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一、请你说说线程和进程的区别

参考解题思路：

1.线程是进程的子集，一个进程中可以包含多个线程，每条线程执行不同的任务；

2.不同的进程使用不同的内存空间，而所有的线程共享一片相同的内存空间；

3.每个线程拥有单独的栈内存用来存储本地数据。

进程是程序运行和资源分配的基本单位，一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。进程在执行过程中拥有独立的内存单元，，而多个线程共享内存资源，减少切换次数，从而提高效率。线程是进程的一个实体，是cpu调度和分派的基本单位，是比程序小的能独立运行的基本单位。同一个进程中的多个线程之间可以并发执行

二、请你说说MySQL索引,以及它们的好处和坏处

参考解题思路：

索引就像指向表行的指针,是一种允许查询操作快速确定哪些行符合WHERE子句中的条件,并检索到这些行的其他列值的数据结构；

索引主要有普通索引、唯一索引、主键索引、外键索引、全文索引、复合索引几种；

在大数据量的查询中,合理使用索引的优点非常明显,不仅能大幅提高匹配where条件的检索效率,还能用于排序和分组操作的加速。

当时索引如果使用不当也有比较大的坏处：比如索引必定会增加存储资源的消耗；同时也增大了插入、更新和删除操作的维护成本,因为每个增删改操作后相应列的索引都必须被更新。

三、请你说说多线程

线程是操作系统调度的最小单元,它可以让一个进程并发地处理多个任务,也叫轻量级进程。所以,在一个进程里可以创建多个线程,这些线程都拥有各自的计数器、堆栈、局部变量,并且能够共享进程内的资源。由于共享资源,处理器便可以在这些线程之间快速切换,从而让使用者感觉这些线程在同时执行。 总的来说,操作系统可以同时执行多个任务,每个任务就是一个进程。进程可以同时执行多个任务,每个任务就是一个线程。一个程序运行之后至少有一个进程,而一个进程可以包含多个线程,但至少要包含一个线程。

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使用多线程会给开发人员带来显著的好处,而使用多线程的原因主要有以下几点：

 1. 更多的CPU核心 现代计算机处理器性能的提升方式,已经从追求更高的主频向追求更多的核心发展,所以处理器的核心数量会越来越多,充分地利用处理器的核心则会显著地提高程序的性能。而程序使用多线程技术,就可以将计算逻辑分配到多个处理器核心上,显著减少程序的处理时间,从而随着更多处理器核心的加入而变得更有效率。

 2. 更快的响应时间 我们经常要针对复杂的业务编写出复杂的代码,如果使用多线程技术,就可以将数据一致性不强的操作派发给其他线程处理（也可以是消息队列）,如上传图片、发送邮件、生成订单等。这样响应用户请求的线程就能够尽快地完成处理,大大地缩短了响应时间,从而提升了用户体验。

3. 更好的编程模型 Java为多线程编程提供了良好且一致的编程模型,使开发人员能够更加专注于问题的解决,开发者只需为此问题建立合适的业务模型,而无需绞尽脑汁地考虑如何实现多线程。一旦开发人员建立好了业务模型,稍作修改就可以将其方便地映射到Java提供的多线程编程模型上。

四、说说怎么保证线程安全

Java保证线程安全的方式有很多,其中较为常用的有三种,按照资源占用情况由轻到重排列,这三种保证线程安全的方式分别是原子类、volatile、锁。

JDK从1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包,这个包中的原子操作类提供了一种用法简单、性能高效、线程安全地更新一个变量的方式。

在atomic包里一共提供了17个类,按功能可以归纳为4种类型的原子更新方式,分别是原子更新基本类型、原子更新引用类型、原子更新属性、原子更新数组。无论原子更新哪种类型,都要遵循“比较和替换”规则,即比较要更新的值是否等于期望值,如果是则更新,如果不是则失败。

volatile是轻量级的synchronized,它在多处理器开发中保证了共享变量的“可见性”,从而可以保证单个变量读写时的线程安全。

可见性问题是由处理器核心的缓存导致的,每个核心均有各自的缓存,而这些缓存均要与内存进行同步。volatile具有如下的内存语义：当写一个volatile变量时,该线程本地内存中的共享变量的值会被立刻刷新到主内存；当读一个volatile变量时,该线程本地内存会被置为无效,迫使线程直接从主内存中读取共享变量。

原子类和volatile只能保证单个共享变量的线程安全,锁则可以保证临界区内的多个共享变量的线程安全,Java中加锁的方式有两种,分别是synchronized关键字和Lock接口。synchronized是比较早期的API,在设计之初没有考虑到超时机制、非阻塞形式,以及多个条件变量。若想通过升级的方式让它支持这些相对复杂的功能,则需要大改它的语法结构,不利于兼容旧代码。

因此,JDK的开发团队在1.5新增了Lock接口,并通过Lock支持了上述的功能,即：支持响应中断、支持超时机制、支持以非阻塞的方式获取锁、支持多个条件变量（阻塞队列）。

五、请你说说进程间的通信方式

进程间通信主要包括：管道、命名管道、信号、消息队列、共享内存、内存映射、信号量、Socket

1. 管道 管道也叫无名（匿名）管道,它是是 UNIX 系统 IPC（进程间通信）的最古老形式,所有的 UNIX 系统都支持这种通信机制。管道本质其实是内核中维护的一块内存缓冲区,Linux 系统中通过 pipe() 函数创建管道,会生成两个文件描述符,分别对应管道的读端和写端。无名管道只能用于具有亲缘关系的进程间的通信。

2. 命名管道 匿名管道,由于没有名字,只能用于亲缘关系的进程间通信。为了克服这个缺点,提出了有名管道（FIFO）,也叫命名管道、FIFO文件。有名管道（FIFO）不同于匿名管道之处在于它提供了一个路径名与之关联,以 FIFO 的文件形式存在于文件系统中,并且其打开方式与打开一个普通文件是一样的,这样即使与 FIFO 的创建进程不存在亲缘关系的进程,只要可以访问该路径,就能够彼此通过 FIFO 相互通信,因此,通过 FIFO 不相关的进程也能交换数据。

3. 信号 信号是 Linux 进程间通信的最古老的方式之一,是事件发生时对进程的通知机制,有时也称之为软件中断,它是在软件层次上对中断机制的一种模拟,是一种异步通信的方式。信号可以导致一个正在运行的进程被另一个正在运行的异步进程中断,转而处理某一个突发事件。

4. 消息队列 消息队列就是一个消息的链表,可以把消息看作一个记录,具有特定的格式以及特定的优先级,对消息队列有写权限的进程可以向消息队列中按照一定的规则添加新消息,对消息队列有读权限的进程则可以从消息队列中读走消息,消息队列是随内核持续的。

5. 共享内存 共享内存允许两个或者多个进程共享物理内存的同一块区域（通常被称为段）。由于一个共享内存段会称为一个进程用户空间的一部分,因此这种 IPC 机制无需内核介入。所有需要做的就是让一个进程将数据复制进共享内存中,并且这部分数据会对其他所有共享同一个段的进程可用。与管道等要求发送进程将数据从用户空间的缓冲区复制进内核内存和接收进程将数据从内核内存复制进用户空间的缓冲区的做法相比,这种 IPC 技术的速度更快。

6. 内存映射 内存映射（Memory-mapped I/O）是将磁盘文件的数据映射到内存,用户通过修改内存就能修改磁盘文件。

7. 信号量 信号量主要用来解决进程和线程间并发执行时的同步问题,进程同步是并发进程为了完成共同任务采用某个条件来协调它们的活动。对信号量的操作分为 P 操作和 V 操作,P 操作是将信号量的值减 1,V 操作是将信号量的值加 1。当信号量的值小于等于 0 之后,再进行 P 操作时,当前进程或线程会被阻塞,直到另一个进程或线程执行了 V 操作将信号量的值增加到大于 0 之时。

8. Socket 套接字（Socket）,就是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。一个套接字就是网络上进程通信的一端,提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。Socket 一般用于网络中不同主机上的进程之间的通信。

 总结

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