雲析面試講解公開課（如何提高offer命中率）2018-12-23

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集合相關

1. 集合相關異常，以及使用各集合間的優缺點？

• 臨時解決方案：百度、諮詢同事、快速界解決問題，避免影響項目進度；
• 解決後的問題反思：
  ArrayList是單線程，非線程安全，須要手動加鎖實現同步lock或sychornized；由於代碼不方便重用，CopyOnWriteArrayList，它底層是：寫加鎖，ReentrantLock，讀不加鎖；ReentrantLock，基於AQS同步,它的公平鎖和非公平鎖，AQS的基礎又是CAS。區別ReentrantLock和sychornized，和jdk關鍵字優化有關。
  CopyOnWriteArrayList底層數組由volatile修飾，保證內存可見性，這裏涉及到重排序，happen-before，CAS，內存屏障。注意原子類型，底層就是volatile修飾的。CAS相似數據庫中的樂觀鎖。
  CopyOnWriteArrayList的使用場景：讀多寫少的場景，避免大量臨時數組產生（由於每次寫的時候，須要兩個數組，寫操做併發高，致使新生代產生大量臨時數組，須要大量GC）、黑/白名單（利用分佈式Nginx實現ip黑名單，限流，負載均衡，反爬蟲），同包下還有ConcurrentHashMap，7與8的Hashmap和ConcurrentHashMap區別。

保證思路連續性

• 一些常見問題：ArrayList的坑、集合優缺點、集合中常見異常、ArrayList能不能在多線程中使用
  ConcurrentModificationException併發修改異常，產生於iterator迭代遍歷ArrayList，刪除一個元素，產生異常，for/foreach也是，expectedModCount表示修改次數指望值，初始值與modCount相等，可是修改集合成員時，modCount會變化，當二者不相等是，拋出這個異常，因此須要移除時不能使用list.remove(xxx)，而是使用iterator.remove()，由於這個方法會設置那兩個參數相等。

說出在什麼場景下出現異常（發現問題能力）、說出異常緣由（分析問題能力）、說出解決方案（解決問題能力）、對一個小問題的擴展和延伸（總結問題能力）
示例：發現問題——ArrayList遍歷出現異常、分析問題——找到源碼緣由、解決問題——使用迭代器remove方法能夠避免、總結問題——多線程場景下迭代器remove方法產生問題引出併發容器
引出CopyOnWriteArrayList，在查看mysql驅動程序類的時候Driver中發現的

• 項目中的例子：
  

2. CopyOnWriteArrayList原理

• java.util.concurrent包、字面意思write寫操做須要copy、任何可變操做(add，set，remove等操做)伴隨複製動做
• 源碼淺析
  添加元素——add(E e)

lock.lock();  //加鎖，保證線程安全
Arrays.copyOf();  //拷貝出新數組 private volatile transient Object[] array;
lock.unlock();  //finally中解鎖，防止出現異常致使鎖不釋放
/** * 大體流程都是 先lock一下保證線程安全，拷貝出新數組，操做，修改原數組引用指向新數組，unlock解鎖 * 高併發讀請求，走的是舊數組。 */

3. CopyOnWriteArrayList面試關鍵點

• 寫時複製機制
• 寫操做加鎖/解鎖
• 讀操做不須要幾所
• 體現讀寫分離的思想
• 體現最終一致性思想
• 在JDBC驅動程序源碼中普遍使用
• 使用場景：讀多寫少場景——黑名單、白名單、商品類目

4. 延伸至 volatile關鍵字
   volatile是保證線程內存可見性 ，區別於加鎖。
   volatile經過JVM底層一些指令，例如：happen-before規則，內存屏障等技術，保證cpu0放入到memory內存中，執行jvm中指令，強制硬件層面上，其餘cpu的cache緩存爲無效狀態，強制從memory中獲取新值，放到各自的緩存中進行計算。"大體是清其餘cpu緩存，再從新拿緩存"

5. 延伸至 CAS原子類型操做
   CAS(Compare and Swap)
   原子類型：保證操做都是線程安全的。
   例如：AtomicInteger 底層有一個 private volatile int value; //實際就是int + volatile修飾

• CAS有三個操做數
  內存值V、舊的預期值A、要修改的新值B
當且僅當預期值A和內存值V相同時，將內存值V修改成B，不然什麼都不作。

6. 延伸至 樂觀鎖
7. 延伸至 鎖
   Synchronized是依賴於JVM實現的(操做系統實現)、ReentrantLock是JDK實現的(開發者實現)、二者性能至關

• 常見的ReentrantLock 重入鎖：同一時間，只有一個線程可使用臨界資源；公平鎖是如果同一線程競爭資源，是能夠加上鎖的，先來後到；非公平鎖，後續線程沒有按照隊列形式來拿到鎖。
  

在多線程高併發環境下，多線程競爭鎖，有一個競爭成功加上鎖，成功的線程直接執行方法邏輯；
加鎖失敗，生成阻塞隊列，存放全部等待線程，等待獲取釋放鎖後的使用權；當前一個使用者釋放鎖， 隊列會喚醒一個線程去競爭資源加鎖，以達到線程安全的效果；成功就加鎖，失敗就再回到阻塞隊列。

8. sychornized 和 volatile關鍵字

volatile是輕量級的synchronized。鎖提供了兩種特性，互斥和可見性。所以在保證多線程讀寫時數據的一致性，可使用同步即synchronized關鍵字和可見性即volatile。

1.volatile

可見性的意思即當一個線程修改了共享變量時，另外一個線程也能讀取到這個最新的數值。

對於volatile修飾的變量在進行寫操做時，處理器不會直接和內存通訊，會先寫入到緩存中。在這個寫入緩存的過程當中，用到緩存一致性確保修改的原子性。當緩存回寫到內存中時會致使其餘處理器對此變量的緩存無效，會從新讀取此變量的值。

2.synchronized和volatile的區別

1）volatile本質是在告訴jvm當前變量在寄存器中的值是不肯定的,須要從主存中讀取,synchronized則是鎖定當前變量,只有當前線程能夠訪問該變量,其餘線程被阻塞住.
2）volatile僅能使用在變量級別,synchronized則可使用在變量,方法.
3）volatile僅能實現變量的修改可見性,而synchronized則能夠保證變量的修改可見性和原子性.
4）volatile不會形成線程的阻塞,而synchronized可能會形成線程的阻塞.

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