手撕：HashMap

自我介绍

负载均衡

1.常见负载均衡算法（这题可以微服务、SpringCloud、Net等等角度切入考察）

简单轮询：将请求按顺序分发给后端服务器，不关心服务器当前状态（性能、当前负载等）
加权轮询：将请求按顺序和权重（根据性能设置权重）分发给后端服务器，让高性能机器处理更多请求
简单随机：将请求随机分发给后端服务器，请求越多，各个服务器收到的请求越平均
加权随机：将请求按权重（根据性能设置权重）随机分发给后端服务器
一致性哈希：根据请求的客户端IP、或请求参数通过哈希算法得到一个数值，利用该数值取模映射出对应的后端服务器，保证同一个客户端或相同参数的请求每次都使用同一台服务器
最小活跃数：将请求分发给请求活跃数最少（统计每台服务器当前正在处理的请求数目）的后台服务器

系统设计角度的负载均衡：

硬件负载均衡：使用专用的硬件设备来分配流量。优点是，性能强大，支持高并发；缺点是太贵，一个就百万。
软件负载均衡：软件应用程序，比如Nginx。优点，灵活便宜，易于修改和拓展；缺点，性能不如硬件方案，但其实够用。
DNS负载均衡：通过DNS服务器将流量分配到多个服务器上，不同客户端请求可能获得不同的IP地址。优点，简单易用，无需额外硬件或软件；缺点，无法感知服务器的实时状态，缓存问题可能导致不均匀负载。
内容分发网络（CDN）：CDN是一种分布式的网络结构，可以将内容分发到距离用户最近的节点上。优点，低延迟高体验；缺点，适用于静态内容，动态请求仍需要其他形式的负载均衡。

Nginx（位于7层模型中的应用层）支持的负载均衡策略（算法）

轮询：将请求......，最简单，但无法处理某个节点变慢或者客户端操作有连续性的情况
加权轮询：将请求......，可以提高高性能服务器的利用率
最短响应时间：将请求优先分发给响应时间短的服务器，可以将请求发送到响应时间快的服务器，应对某个节点变慢的情况
IP哈希：根据客户端IP地址的哈希值来确定分配请求的后端服务器，应对客户端操作有连续性的情况，如会话保持
URL哈希：按访问的URL的哈希结果来分配请求，使每个URL定向到一台后端服务器，进一步提高后端缓存服务器的效率，同样可以应对客户端有连续性操作的情况

传输对象、多线程通信

2.常见序列化方式
先了解序列化是干嘛的

和反序列化成对出现，作用是把一个对象从一个JVM 转移到另外一个JVM，过程是：先序列化为字节流，发送到另一个JVM，然后反序列化恢复对象。JAVA提供ObjectOutputStream和ObjectInputStream来实现

能实现相同作用（对象在不同JVM之间传输）的还有

1.消息传递机制：利用消息队列（RabbitMQ、Kafka）或者网络套接字进行通信，将对象从一个JVM发送到另外一个。需要自定义协议来序列化对象并在另外一个JVM中反序列化。
2.使用远程方法调用（RPC）框架，如gRPC，可以在分布式系统中调用远程JVM上的对象的方法。
3.将对象存储在共享数据库（MySQL、PostgreSQL）或共享缓存（Redis），不同JVM可以访问共享数据，适用于需要共享数据，但不需要直接传输对象的场景。

介绍各种序列化方式：

1.Java默认的序列化和反序列化，虽然方便，但存在不跨语言、安全漏洞以及性能差等缺陷

• 不跨语言：目前只适用于基于Java语言实现的框架，其他语言大部分都没有使用Java的序列化框架，也就没有实现Java序列化这套协议，所以无法实现跨语言的对象传输。
• 安全漏洞：Java的对象通过在ObjectInputStream上调用readObject（）方法进行反序列化。这个方法可以将类路径上几乎所有实现了Serializable接口的对象都实例化，这意味着在反序列化字节流的过程中，这个方法可以执行任意类型的代码
• 性能差：序列化后的二进制流大小可以体现序列化的性能。序列化后端二进制数组越大，所占用的存储空间就越大，存储硬件的成本就越高。如果进行网络传输，则占用的带宽越多，影响到系统的吞吐量。

2.FastJson框架

3.Protobuf框架

• 高性能：因为压缩存储数据的效果好、编码解码也很高效。编码解码的过程中结合.proto文件格式，加上Protocol Buffer独特的的编码格式，只需要简单的数据运算以及位移等操作就可以完成编码与解码。

3.各种序列化方式的优缺点

多线程安全

4.hashmap的线程安全
hashmap不是线程安全的，hashmap在多线程会存在下面的问题：

JDK 1.7 HashMap 采用数组 + 链表的数据结构，多线程背景下，在数组扩容的时候，存在 Entry 链死循环和数据丢失问题。
JDK 1.8 HashMap 采用数组 + 链表 + 红黑二叉树的数据结构，解决了 Entry 链死循环和数据丢失问题。但是多线程背景下，put 方法存在数据覆盖的问题。

要保证线程安全，可以通过以下方法来保证

1.多线程环境可以使用Collections.synchronizedMap同步加锁的方式，还可以使用HashTable，但是同步的方式显然性能不达标，而ConurrentHashMap更适合高并发场景使用。
2.ConcurrentHashmap在JDK1.7，使用Segment+HashEntry分段锁的方式实现
3.ConcurrentHashmap在JDK1.8，抛弃了Segment，改为使用CAS+synchronized+Node实现，同样也加入了红黑树，避免链表过长导致性能的问题。

5.如果有一个long类型变量，一个线程要修改，另一个线程要读，这个时候需要加锁吗
两种情况都可以
不加锁：如果是简单修改，直接使用volatile关键字即可，可以实现一旦修改立即刷新到主内存，确保所有线程看到该变量的最新值。
加锁：如果是复合修改操作（自增），则使用synchronized关键字加锁。

6.还有什么其他方式来保证这个long类型变量多线程的安全问题

这里抽象一下问题，考察的点是怎么去保证多线程安全
对于代码块和方法：

synchronized关键字:加锁，确保同一时刻只有一个线程可以访问这些代码。通过synchronized关键字锁定对象的监视器（monitor）实现对象锁。

对于变量：

volatile关键字：一旦修改立即刷新到主内存，确保所有线程看到的是该变量的最新值，而不是可能存储在本地寄存器中的副本。
原子类：Java并发库（java.util.concurrent.atomic）提供了原子类，如AtomicInteger、AtomicLong等，这些类提供了原子操作，可以用于更新基本类型的变量而无需额外的同步。
线程局部变量：ThreadLocal类可以为每个线程提供独立的变量副本，每个线程都拥有自己的变量，消除了竞争条件。

通用的方法

Lock接口和ReentrantLock类:java.util.concurrent.locks.Lock接口提供了比synchronized更强大的锁定机制，ReentrantLock是一个实现该接口的例子，提供了更灵活的锁管理和更高的性能。
并发集合:使用java.util.concurrent包中的线程安全集合，如ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等，这些集合内部已经实现了线程安全的逻辑。
JUC工具类:使用java.util.concurrent包中的一些工具类可以用于控制线程间的同步和协作。例如：Semaphore和CyclicBarrier等。

内存泄露

7.什么情况下会有内存泄露

内存泄露是什么、有什么影响、产生的原因、如何避免
是什么：

指程序在运行过程中不再使用的对象仍然被引用，而无法被垃圾收集器回收，从而导致可用内存逐渐减少。

影响

如果有对象仍被不再使用的引用持有，垃圾收集器无法回收这些内存，导致程序的内存使用不断增加

产生的原因

静态集合：使用静态数据结构（如HashMap或ArrayList）存储对象，且未清理。
事件监听：未取消对事件源的监听，导致对象持续被引用。
线程：未停止的线程可能持有对象引用，无法被回收。

如何避免
针对大量使用静态属性(static)导致内存泄露

1.减少静态变量
2.如果使用单例，尽量采用懒加载。

针对未关闭的资源导致内存泄露

1.始终记得在finally中进行资源的关闭
2.关闭连接的自身代码不能发生异常
3.Java7以上版本可使用try-with-resources代码方式进行资源关闭

针对ThreadLocal导致的内存泄露：具体情况是，如果线程一直不结束，且有用到ThreadLocal。每个Thread维护一个ThreadLocalMap映射表，key是ThreadLocal实例本身，value是真正需要存储的Object；ThreadLocalMap使用ThreadLocal的弱引用作为key，如果一个ThreadLocal没有外部强引用来引用它，那么系统GC时，这个ThreadLocal就会被回收，ThreadLocalMap的key就会变成null，就没有办法访问对应的value了。而value存在一条强引用链：Thread Ref ->Thread -> ThreaLocalMap -> Entry -> value永远无法回收，造成内存泄漏

1.使用ThreadLocal提供的remove方法，可对当前线程中的value值进行移除；
2.不要使用ThreadLocal.set(null) 的方式清除value，它实际上并没有清除值，而是查找与当前线程关联的Map并将键值对分别设置为当前线程和null。
3.最好将ThreadLocal视为需要在finally块中关闭的资源，以确保即使在发生异常的情况下也始终关闭该资源。

垃圾回收

8.介绍下可达性分析（垃圾回收知识点）
和引用计数器法一样，都是判断对象是否为垃圾的算法。

引用计数器法：

• 原理：为每个对象分配一个引用计数器。计数器加1，表示又有一个地方引用它；计数器减1，有一个地方的引用失效；计数器为0，表示对象不再被任何变量引用，可以被回收。
• 缺点：不能解决循环引用，即两个对象相互引用，但不再被其他任何对象引用，导致引用计数器不会为0，导致对象无法被回收。

可达性分析算法：

• 原理：从一组称为GC Roots（垃圾收集根）的对象出发，向下追溯它们引用的对象，以及这些对象引用的其他对象，以此类推。如果一个对象到GC Roots没有任何引用链相连（即从GC Roots到这个对象不可达），）那么这个对象就被认为是不可达的，可以被回收。

9.什么东西可以作为GC roots（垃圾收集根，垃圾回收知识点）

• 1.虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中正在引用的对象
• 2.本地方法栈（Java Native Interface）中正在引用的对象
• 3.方法区静态属性引用的对象
• 4.方法区常量引用的对象
• 5.活跃线程的引用

拓展：
垃圾回收算法 是什么、有什么用、有哪些
垃圾回收器 是什么、有什么用、有哪些

垃圾回收算法是什么、有什么用

一种自动检测和回收不再使用的对象，从而释放它们所占用的内存空间的机制
避免内存泄漏（一些对象被分配了内存却无法被释放，导致内存资源的浪费）
防止内存溢出（即程序需要的内存超过了可用内存的情况）。

垃圾回收算法有哪些

标记-清除算法:两个阶段，标记，通过可达性分析，标记出所有需要回收的对象；清除，统一回收所有被标记的对象。两个缺点，标记和清除的过程效率都不高；清除结束后会造成大量的碎片空间，在申请大块内存的时候如果没有足够的连续空间会再次 GC。
复制算法：为了解决碎片空间的问题而出现。原理，将内存分成A、B两块，先使用A来分配内存，当A内存不够时，将内存块A中所有存活的复制到内存块B上，再整个清除内存块A。新缺点，每次申请内存只能使用一半的内存空间，利用率很低。
标记-整理算法（又叫标记-压缩算法）：改良标记-清除算法，标记之后不会直接清理，而是将所有存活对象都移动到内存的一端，再清理掉剩余部分。两个优点，存活对象多的情况下比复制算法效率高；整理操作减少了碎片空间。
分代回收算法：依据对象的生存周期（经历过的 GC 次数），将内存划分成了新生代和老年代。对象创建时，一般在新生代申请内存。对象每活过一次 GC，年龄 +1。对象活过一定年龄（默认15，可以通过参数 -XX:MaxTenuringThreshold 来设定）后，进入老年代。

垃圾回收器有哪些
复制算法垃圾收集器

Serial收集器: 新生代单线程收集器，标记和清理都是单线程，优点是简单高效；
ParNew收集器 : 新生代收并行集器，实际上是Serial收集器的多线程版本，在多核CPU环境下有着比Serial更好的表现；
Parallel Scavenge收集器: 新生代并行收集器，追求高吞吐量，高效利用 CPU。吞吐量 = 用户线程时间/(用户线程时间+GC线程时间)，高吞吐量可以高效率的利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，适合后台应用等对交互相应要求不高的场景；

标记-清除算法垃圾回收器

CMS(Concurrent Mark Sweep)收集器： 老年代并行收集器，以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，具有高并发、低停顿的特点，追求最短GC回收停顿时间。

标记-整理算法垃圾回收器

Serial Old收集器 : 老年代单线程收集器，Serial收集器的老年代版本；
Parallel Old收集器 ： 老年代并行收集器，吞吐量优先，Parallel Scavenge收集器的老年代版本；
G1(Garbage First)收集器 ： Java堆（包括新生代、老年代）并行收集器，G1收集器是JDK1.7提供的一个新收集器，基于“标记-整理”算法实现，也就是说不会产生内存碎片。重要特点是：G1回收的范围是整个Java堆(包括新生代，老年代)，而前六种收集器回收的范围仅限于新生代或老年代

Java21新特性

10.kotlin了解吗

11.最新Java版本的新特性
最新的LTS（long time support）版本是21
新特性主要分成两块
1.新语言特性

Switch 语句的模式匹配：允许在switch的case标签中使用模式匹配，减少了样板代码和潜在错误，使得操作更灵活和类型安全。例如，对于不同类型的账户类，可以在switch语句中直接根据账户类型的模式来获取响应的余额，如case savingsAccount sa ->result = sa.getSavings();
数组模式：模式匹配拓展到数组中，允许在条件语句中更高效的解构和检查数组内容。例如，if (arr instanceof int[] {1, 2, 3})，可以直接判断数组arr是否匹配指定的模式
字符串模板(预览版)：提供了一种更可读、更易于维护的方式来构建复杂字符串，支持在字符串字面量中直接嵌入表达式。变化如下，"hello " + name + ", welcome to the geeksforgeeks!" ，现在是hello {name}, welcome to the geeksforgeeks!

2.新并发特性

虚拟线程：一种轻量级并发的新选择。通过共享堆栈的方式，大大降低了内存消耗，提高了应用程序的吞吐量和响应速度。可以通过静态构建方法、构建器或ExecutorService来创建和使用虚拟线程。
范围值（Scoped Values）：一种在线程间共享不可变数据的新方式，避免使用传统的线程局部存储，促进了更好的封装性和线程安全。在不通过方法参数传递的情况下，也能传递上下文信息，如用户会话或配置设置。