云析面试讲解公开课（如何提高offer命中率）2018-12-23

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集合相关

1. 集合相关异常，以及使用各集合间的优缺点？

• 临时解决方案：百度、咨询同事、快速界解决问题，避免影响项目进度；
• 解决后的问题反思：
  ArrayList是单线程，非线程安全，须要手动加锁实现同步lock或sychornized；由于代码不方便重用，CopyOnWriteArrayList，它底层是：写加锁，ReentrantLock，读不加锁；ReentrantLock，基于AQS同步,它的公平锁和非公平锁，AQS的基础又是CAS。区别ReentrantLock和sychornized，和jdk关键字优化有关。
  CopyOnWriteArrayList底层数组由volatile修饰，保证内存可见性，这里涉及到重排序，happen-before，CAS，内存屏障。注意原子类型，底层就是volatile修饰的。CAS相似数据库中的乐观锁。
  CopyOnWriteArrayList的使用场景：读多写少的场景，避免大量临时数组产生（由于每次写的时候，须要两个数组，写操做并发高，致使新生代产生大量临时数组，须要大量GC）、黑/白名单（利用分布式Nginx实现ip黑名单，限流，负载均衡，反爬虫），同包下还有ConcurrentHashMap，7与8的Hashmap和ConcurrentHashMap区别。

保证思路连续性

• 一些常见问题：ArrayList的坑、集合优缺点、集合中常见异常、ArrayList能不能在多线程中使用
  ConcurrentModificationException并发修改异常，产生于iterator迭代遍历ArrayList，删除一个元素，产生异常，for/foreach也是，expectedModCount表示修改次数指望值，初始值与modCount相等，可是修改集合成员时，modCount会变化，当二者不相等是，抛出这个异常，因此须要移除时不能使用list.remove(xxx)，而是使用iterator.remove()，由于这个方法会设置那两个参数相等。

说出在什么场景下出现异常（发现问题能力）、说出异常缘由（分析问题能力）、说出解决方案（解决问题能力）、对一个小问题的扩展和延伸（总结问题能力）
示例：发现问题——ArrayList遍历出现异常、分析问题——找到源码缘由、解决问题——使用迭代器remove方法能够避免、总结问题——多线程场景下迭代器remove方法产生问题引出并发容器
引出CopyOnWriteArrayList，在查看mysql驱动程序类的时候Driver中发现的

• 项目中的例子：
  

2. CopyOnWriteArrayList原理

• java.util.concurrent包、字面意思write写操做须要copy、任何可变操做(add，set，remove等操做)伴随复制动做
• 源码浅析
  添加元素——add(E e)

lock.lock();  //加锁，保证线程安全
Arrays.copyOf();  //拷贝出新数组 private volatile transient Object[] array;
lock.unlock();  //finally中解锁，防止出现异常致使锁不释放
/** * 大体流程都是 先lock一下保证线程安全，拷贝出新数组，操做，修改原数组引用指向新数组，unlock解锁 * 高并发读请求，走的是旧数组。 */

3. CopyOnWriteArrayList面试关键点

• 写时复制机制
• 写操做加锁/解锁
• 读操做不须要几所
• 体现读写分离的思想
• 体现最终一致性思想
• 在JDBC驱动程序源码中普遍使用
• 使用场景：读多写少场景——黑名单、白名单、商品类目

4. 延伸至 volatile关键字
   volatile是保证线程内存可见性 ，区别于加锁。
   volatile经过JVM底层一些指令，例如：happen-before规则，内存屏障等技术，保证cpu0放入到memory内存中，执行jvm中指令，强制硬件层面上，其余cpu的cache缓存为无效状态，强制从memory中获取新值，放到各自的缓存中进行计算。"大体是清其余cpu缓存，再从新拿缓存"

5. 延伸至 CAS原子类型操做
   CAS(Compare and Swap)
   原子类型：保证操做都是线程安全的。
   例如：AtomicInteger 底层有一个 private volatile int value; //实际就是int + volatile修饰

• CAS有三个操做数
  内存值V、旧的预期值A、要修改的新值B
当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改成B，不然什么都不作。

6. 延伸至 乐观锁
7. 延伸至 锁
   Synchronized是依赖于JVM实现的(操做系统实现)、ReentrantLock是JDK实现的(开发者实现)、二者性能至关

• 常见的ReentrantLock 重入锁：同一时间，只有一个线程可使用临界资源；公平锁是如果同一线程竞争资源，是能够加上锁的，先来后到；非公平锁，后续线程没有按照队列形式来拿到锁。
  

在多线程高并发环境下，多线程竞争锁，有一个竞争成功加上锁，成功的线程直接执行方法逻辑；
加锁失败，生成阻塞队列，存放全部等待线程，等待获取释放锁后的使用权；当前一个使用者释放锁， 队列会唤醒一个线程去竞争资源加锁，以达到线程安全的效果；成功就加锁，失败就再回到阻塞队列。

8. sychornized 和 volatile关键字

volatile是轻量级的synchronized。锁提供了两种特性，互斥和可见性。所以在保证多线程读写时数据的一致性，可使用同步即synchronized关键字和可见性即volatile。

1.volatile

可见性的意思即当一个线程修改了共享变量时，另外一个线程也能读取到这个最新的数值。

对于volatile修饰的变量在进行写操做时，处理器不会直接和内存通讯，会先写入到缓存中。在这个写入缓存的过程当中，用到缓存一致性确保修改的原子性。当缓存回写到内存中时会致使其余处理器对此变量的缓存无效，会从新读取此变量的值。

2.synchronized和volatile的区别

1）volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器中的值是不肯定的,须要从主存中读取,synchronized则是锁定当前变量,只有当前线程能够访问该变量,其余线程被阻塞住.
2）volatile仅能使用在变量级别,synchronized则可使用在变量,方法.
3）volatile仅能实现变量的修改可见性,而synchronized则能够保证变量的修改可见性和原子性.
4）volatile不会形成线程的阻塞,而synchronized可能会形成线程的阻塞.

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