java面试题
今天整理了下面试中会经常出现的一些问题。
1.线程的几种状态和相互的转换？
回答要点：
1）线程有5中状态，分别是: 创建 就绪 运行 阻塞 死亡
2)就绪，运行，阻塞之间的转换
线程在就绪状态以后，由cpu调度到该线程后，线程就进入运行状态；
线程在运行状态时，进入就绪状态只有1种情况，线程调用yield()方法，则进入就绪状态，进入就绪状态的线程可直接再次进入运行状态；
进入阻塞状态则有3种情况：join()或者sleep()进入其他阻塞；wait()进入等待阻塞；获取同步锁synchronized失败进入同步阻塞；进入阻塞状态的线程不能再直接进入运行态，需要进入到就绪态以后再从就绪态再次进入运行态；
参考资料：https://www.cnblogs.com/hAPPy-coder/p/6587092.html
2.java种HashMap的底层实现原理
回答要点：
1)HashMap的底层实现原理是采用的数组链表，每个节点都是一个Entity对象,里面存放key,value和链表的下一个节点的地址；
2）对于未修改hashcode()和equals()的情况，put("1",'a')(对象A),put('1',b)(对象B)后，最后会get('1')会得到b,就是相同的key值会出现后面的value值覆盖前面的value值的情况，就是因为在存放对象B的时候，B.key的h值和A.key的h值是一样的，所以出现冲突，HashMap采用链地址法，将B对象插入到A对象所在链表的最前面，即B对象和A对象在同一条链Chain上，且B在A的前面。在get('1')读取key的时候，先计算h值定位到Chain上，再遍历链表，查找与key值本身相等的节点(判断相等由equals()方法决定)，则会先查找到B对象，查找到满足条件的B对象后直接返回，所以得到的是B对象的value值。这就是相同key会出现覆盖的原因。
3)在key为对象的情况下，用HashMap操作键值对时一般需要修改equals()方法，来自定义两个key相同的判断规则，修改了equals()方法之后还要注意要配合修改hashcode()方法。因为HashMap查找元素的步骤是先根据h值定位数组位置，再根据key值遍历数据元素开始的链表。修改equals()可以确保遍历链表的时候能够查找到该元素，但是如果h值错误定位到错误的数组位置，就是key值是相等的，也无法查找到对应的value值。
重写equals(）方法时，需要同时重写hashCode(）方法；
参考资料：
https://blog.csdn.net/QXJQQQ/article/details/78317385
https://blog.csdn.net/vip_wangsai/article/details/77505517
3、两个对象值相同(x.equals(y) == true)，但却可有不同的hash code，这句话对不对？
答：不对，如果两个对象x和y满足x.equals(y) == true，它们的哈希码（hash code）应当相同。Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的：(1)如果两个对象相同（equals方法返回true），那么它们的hashCode值一定要相同；(2)如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同。当然，你未必要按照要求去做，但是如果你违背了上述原则就会发现在使用容器时，相同的对象可以出现在Set集合中，同时增加新元素的效率会大大下降（对于使用哈希存储的系统，如果哈希码频繁的冲突将会造成存取性能急剧下降）。
4、抽象类（abstract class）和接口（interface）有什么异同？
答：一个类可以集成多个接口，但只能集成一个抽象类；（继承角度）
接口比抽象类更加抽象，因为抽象类中可以定义构造器，可以有抽象方法和具体方法，而接口中不能定义构造器而且其中的方法全部都是抽象方法。(方法角度)
抽象类中的成员可以是private、默认、protected、public的，而接口中的成员全都是public的。(属性角度)
抽象类中可以定义成员变量，而接口中定义的成员变量实际上都是常量。
5、GC是什么？为什么要有GC？
答：GC是垃圾收集的意思，内存处理是编程人员容易出现问题的地方，忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃，Java提供的GC功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的，Java语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。Java程序员不用担心内存管理，因为垃圾收集器会自动进行管理。要请求垃圾收集，可以调用下面的方法之一：System.gc() 或runtime.getRuntime().gc() ，但JVM可以屏蔽掉显示的垃圾回收调用。
垃圾回收可以有效的防止内存泄露，有效的使用可以使用的内存。垃圾回收器通常是作为一个单独的低优先级的线程运行，不可预知的情况下对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清除和回收，程序员不能实时的调用垃圾回收器对某个对象或所有对象进行垃圾回收。在Java诞生初期，垃圾回收是Java最大的亮点之一，因为服务器端的编程需要有效的防止内存泄露问题，然而时过境迁，如今Java的垃圾回收机制已经成为被诟病的东西。移动智能终端用户通常觉得iOS的系统比Android系统有更好的用户体验，其中一个深层次的原因就在于Android系统中垃圾回收的不可预知性。
6、运行时异常与受检异常有何异同？
答：异常表示程序运行过程中可能出现的非正常状态，运行时异常表示虚拟机的通常操作中可能遇到的异常，是一种常见运行错误，只要程序设计得没有问题通常就不会发生。受检异常跟程序运行的上下文环境有关，即使程序设计无误，仍然可能因使用的问题而引发。java编译器要求方法必须声明抛出可能发生的受检异常，但是并不要求必须声明抛出未被捕获的运行时异常。常见的运行时异常有
- ArithmeticException（算术异常）
- classcastexception （类转换异常）
- illegalargumentException （非法参数异常）
- IndexOutOfBoundsException （下标越界异常）
- NullPointerException （空指针异常）
常见的检查时异常有：
7、转发（forward）和重定向（redirect）的区别？
答：forward是容器中控制权的转向，是服务器请求资源，服务器直接访问目标地址的URL，把那个URL 的响应内容读取过来，然后把这些内容再发给浏览器，浏览器根本不知道服务器发送的内容是从哪儿来的，所以它的地址栏中还是原来的地址。redirect就是服务器端根据逻辑，发送一个状态码，告诉浏览器重新去请求那个地址，因此从浏览器的地址栏中可以看到跳转后的链接地址，很明显redirect无法访问到服务器保护起来资源，但是可以从一个网站redirect到其他网站。forward更加高效，所以在满足需要时尽量使用forward（通过调用requestDispatcher对象的forward()方法，该对象可以通过ServletRequest对象的getRequestDispatcher()方法获得），并且这样也有助于隐藏实际的链接；在有些情况下，比如需要访问一个其它服务器上的资源，则必须使用重定向（通过HttpServletresponse对象调用其sendRedirect()方法实现）
8、get和post请求的区别？
答：①get请求用来从服务器上获得资源，而post是用来向服务器提交数据；
②get将表单中数据按照name=value的形式，添加到action 所指向的URL 后面，并且两者使用"?"连接，而各个变量之间使用"&"连接；post是将表单中的数据放在HTTP协议的请求头或消息体中，传递到action所指向URL；
③get传输的数据要受到URL长度限制（1024字节）；而post可以传输大量的数据，上传文件通常要使用post方式；
④使用get时参数会显示在地址栏上，如果这些数据不是敏感数据，那么可以使用get；对于敏感数据还是应用使用post；
9、实现会话跟踪的技术有哪些？
答：由于http协议本身是无状态的，服务器为了区分不同的用户，就需要对用户会话进行跟踪，简单的说就是为用户进行登记，为用户分配唯一的ID，下一次用户在请求中包含此ID，服务器据此判断到底是哪一个用户。
①URL 重写：在URL中添加用户会话的信息作为请求的参数，或者将唯一的会话ID添加到URL结尾以标识一个会话。
②设置表单隐藏域：将和会话跟踪相关的字段添加到隐式表单域中，这些信息不会在浏览器中显示但是提交表单时会提交给服务器。
这两种方式很难处理跨越多个页面的信息传递，因为如果每次都要修改URL或在页面中添加隐式表单域来存储用户会话相关信息，事情将变得非常麻烦。
③cookie：cookie有两种，一种是基于窗口的，浏览器窗口关闭后，cookie就没有了；另一种是将信息存储在一个临时文件中，并设置存在的时间。当用户通过浏览器和服务器建立一次会话后，会话ID就会随响应信息返回存储在基于窗口的cookie中，那就意味着只要浏览器没有关闭，会话没有超时，下一次请求时这个会话ID又会提交给服务器让服务器识别用户身份。会话中可以为用户保存信息。会话对象是在服务器内存中的，而基于窗口的cookie是在客户端内存中的。如果浏览器禁用了cookie，那么就需要通过下面两种方式进行会话跟踪。当然，在使用cookie时要注意几点：首先不要在cookie中存放敏感信息；其次cookie存储的数据量有限（4k），不能将过多的内容存储cookie中；再者浏览器通常只允许一个站点最多存放20个cookie。当然，和用户会话相关的其他信息（除了会话ID）也可以存在cookie方便进行会话跟踪。
④Httpsession：在所有会话跟踪技术中，HttpSession对象是最强大也是功能最多的。当一个用户第一次访问某个网站时会自动创建HttpSession，每个用户可以访问他自己的HttpSession。可以通过HttpServletRequest对象的getSession方法获得HttpSession，通过HttpSession的setAttribute方法可以将一个值放在HttpSession中，通过调用HttpSession对象的getAttribute方法，同时传入属性名就可以获取保存在HttpSession中的对象。与上面三种方式不同的是，HttpSession放在服务器的内存中，因此不要将过大的对象放在里面，即使目前的Servlet容器可以在内存将满时将HttpSession中的对象移到其他存储设备中，但是这样势必影响性能。添加到HttpSession中的值可以是任意Java对象，这个对象最好实现了serializable接口，这样Servlet容器在必要的时候可以将其序列化到文件中，否则在序列化时就会出现异常。
答：Spring MVC的工作原理如下图所示：
① 客户端的所有请求都交给前端控制器DispatcherServlet来处理，它会负责调用系统的其他模块来真正处理用户的请求。
② DispatcherServlet收到请求后，将根据请求的信息（包括URL、HTTP协议方法、请求头、请求参数、Cookie等）以及handlerMapping的配置找到处理该请求的Handler（任何一个对象都可以作为请求的Handler）。
③在这个地方Spring会通过HandlerAdapter对该处理器进行封装。
④ HandlerAdapter是一个适配器，它用统一的接口对各种Handler中的方法进行调用。
⑤ Handler完成对用户请求的处理后，会返回一个modelandview对象给DispatcherServlet，ModelAndView顾名思义，包含了数据模型以及相应的视图的信息。
⑥ ModelAndView的视图是逻辑视图，DispatcherServlet还要借助Viewresolver完成从逻辑视图到真实视图对象的解析工作。
⑦ 当得到真正的视图对象后，DispatcherServlet会利用视图对象对模型数据进行渲染。
⑧ 客户端得到响应，可能是一个普通的HTML页面，也可以是XML或JSON字符串，还可以是一张图片或者一个pdf文件。
答：- 分层：分层是处理任何复杂系统最常见的手段之一，将系统横向切分成若干个层面，每个层面只承担单一的职责，然后通过下层为上层提供的基础设施和服务以及上层对下层的调用来形成一个完整的复杂的系统。计算机网络的开放系统互联参考模型（OSI/RM）和Internet的TCP/IP模型都是分层结构，大型网站的软件系统也可以使用分层的理念将其分为持久层（提供数据存储和访问服务）、业务层（处理业务逻辑，系统中最核心的部分）和表示层（系统交互、视图展示）。需要指出的是：（1）分层是逻辑上的划分，在物理上可以位于同一设备上也可以在不同的设备上部署不同的功能模块，这样可以使用更多的计算资源来应对用户的并发访问；（2）层与层之间应当有清晰的边界，这样分层才有意义，才更利于软件的开发和维护。
- 分割：分割是对软件的纵向切分。我们可以将大型网站的不同功能和服务分割开，形成高内聚低耦合的功能模块（单元）。在设计初期可以做一个粗粒度的分割，将网站分割为若干个功能模块，后期还可以进一步对每个模块进行细粒度的分割，这样一方面有助于软件的开发和维护，另一方面有助于分布式的部署，提供网站的并发处理能力和功能的扩展。
- 分布式：除了上面提到的内容，网站的静态资源（JavaScript、CSS、图片等）也可以采用独立分布式部署并采用独立的域名，这样可以减轻应用服务器的负载压力，也使得浏览器对资源的加载更快。数据的存取也应该是分布式的，传统的商业级关系型数据库产品基本上都支持分布式部署，而新生的Nosql产品几乎都是分布式的。当然，网站后台的业务处理也要使用分布式技术，例如查询索引的构建、数据分析等，这些业务计算规模庞大，可以使用Hadoop以及mapreduce分布式计算框架来处理。
- 集群：集群使得有更多的服务器提供相同的服务，可以更好的提供对并发的支持。
- 缓存：所谓缓存就是用空间换取时间的技术，将数据尽可能放在距离计算最近的位置。使用缓存是网站优化的第一定律。我们通常说的cdn、反向代理、热点数据都是对缓存技术的使用。
- 异步：异步是实现软件实体之间解耦合的又一重要手段。异步架构是典型的生产者消费者模式，二者之间没有直接的调用关系，只要保持数据结构不变，彼此功能实现可以随意变化而不互相影响，这对网站的扩展非常有利。使用异步处理还可以提高系统可用性，加快网站的响应速度（用Ajax加载数据就是一种异步技术），同时还可以起到削峰作用（应对瞬时高并发）。"；能推迟处理的都要推迟处理"是网站优化的第二定律，而异步是践行网站优化第二定律的重要手段。
- 冗余：各种服务器都要提供相应的冗余服务器以便在某台或某些服务器宕机时还能保证网站可以正常工作，同时也提供了灾难恢复的可能性。冗余是网站高可用性的重要保证。
12、你使用过的应用服务器优化技术有哪些？
答：① 分布式缓存：缓存的本质就是内存中的哈希表，如果设计一个优质的哈希函数，那么理论上哈希表读写的渐近时间复杂度为O(1)。缓存主要用来存放那些读写比很高、变化很少的数据，这样应用程序读取数据时先到缓存中读取，如果没有或者数据已经失效再去访问数据库或文件系统，并根据拟定的规则将数据写入缓存。对网站数据的访问也符合二八定律（Pareto分布，幂律分布），即80%的访问都集中在20%的数据上，如果能够将这20%的数据缓存起来，那么系统的性能将得到显著的改善。当然，使用缓存需要解决以下几个问题：
- 频繁修改的数据；
- 数据不一致与脏读；
- 缓存雪崩（可以采用分布式缓存服务器集群加以解决，memcached是广泛采用的解决方案）；
- 缓存预热；
- 缓存穿透（恶意持续请求不存在的数据）。
② 异步操作：可以使用消息队列将调用异步化，通过异步处理将短时间高并发产生的事件消息存储在消息队列中，从而起到削峰作用。电商网站在进行促销活动时，可以将用户的订单请求存入消息队列，这样可以抵御大量的并发订单请求对系统和数据库的冲击。目前，绝大多数的电商网站即便不进行促销活动，订单系统都采用了消息队列来处理。
③ 使用集群。
④ 代码优化：
- 多线程：基于Java的Web开发基本上都通过多线程的方式响应用户的并发请求，使用多线程技术在编程上要解决线程安全问题，主要可以考虑以下几个方面：A. 将对象设计为无状态对象（这和面向对象的编程观点是矛盾的，在面向对象的世界中被视为不良设计），这样就不会存在并发访问时对象状态不一致的问题。B. 在方法内部创建对象，这样对象由进入方法的线程创建，不会出现多个线程访问同一对象的问题。使用Threadlocal将对象与线程绑定也是很好的做法，这一点在前面已经探讨过了。C. 对资源进行并发访问时应当使用合理的锁机制。
- 非阻塞I/O： 使用单线程和非阻塞I/O是目前公认的比多线程的方式更能充分发挥服务器性能的应用模式，基于Node.js构建的服务器就采用了这样的方式。Java在JDK 1.4中就引入了NIO（Non-blocking I/O）,在Servlet 3规范中又引入了异步Servlet的概念，这些都为在服务器端采用非阻塞I/O提供了必要的基础。
- 资源复用：资源复用主要有两种方式，一是单例，二是对象池，我们使用的数据库连接池、线程池都是对象池化技术，这是典型的用空间换取时间的策略，另一方面也实现对资源的复用，从而避免了不必要的创建和释放资源所带来的开销。
168、什么是XSS攻击？什么是SQL注入攻击？什么是CSRF攻击？
答：
- XSS（Cross Site Script，跨站脚本攻击）是向网页中注入恶意脚本在用户浏览网页时在用户浏览器中执行恶意脚本的攻击方式。跨站脚本攻击分有两种形式：反射型攻击（诱使用户点击一个嵌入恶意脚本的链接以达到攻击的目标，目前有很多攻击者利用论坛、微博发布含有恶意脚本的URL就属于这种方式）和持久型攻击（将恶意脚本提交到被攻击网站的数据库中，用户浏览网页时，恶意脚本从数据库中被加载到页面执行，QQ邮箱的早期版本就曾经被利用作为持久型跨站脚本攻击的平台）。XSS虽然不是什么新鲜玩意，但是攻击的手法却不断翻新，防范XSS主要有两方面：消毒（对危险字符进行转义）和HttpOnly（防范XSS攻击者窃取Cookie数据）。
- SQL注入攻击是注入攻击最常见的形式（此外还有OS注入攻击（Struts 2的高危漏洞就是通过OGNL实施OS注入攻击导致的）），当服务器使用请求参数构造SQL语句时，恶意的SQL被嵌入到SQL中交给数据库执行。SQL注入攻击需要攻击者对数据库结构有所了解才能进行，攻击者想要获得表结构有多种方式：（1）如果使用开源系统搭建网站，数据库结构也是公开的（目前有很多现成的系统可以直接搭建论坛，电商网站，虽然方便快捷但是风险是必须要认真评估的）；（2）错误回显（如果将服务器的错误信息直接显示在页面上，攻击者可以通过非法参数引发页面错误从而通过错误信息了解数据库结构，Web应用应当设置友好的错误页，一方面符合最小惊讶原则，一方面屏蔽掉可能给系统带来危险的错误回显信息）；（3）盲注。防范SQL注入攻击也可以采用消毒的方式，通过正则表达式对请求参数进行验证，此外，参数绑定也是很好的手段，这样恶意的SQL会被当做SQL的参数而不是命令被执行，JDBC中的Preparedstatement就是支持参数绑定的语句对象，从性能和安全性上都明显优于Statement。
- CSRF攻击（Cross Site Request Forgery，跨站请求伪造）是攻击者通过跨站请求，以合法的用户身份进行非法操作（如转账或发帖等）。CSRF的原理是利用浏览器的Cookie或服务器的Session，盗取用户身份，其原理如下图所示。防范CSRF的主要手段是识别请求者的身份，主要有以下几种方式：（1）在表单中添加令牌（token）；（2）验证码；（3）检查请求头中的referer（前面提到防图片盗链接也是用的这种方式）。令牌和验证都具有一次消费性的特征，因此在原理上一致的，但是验证码是一种糟糕的用户体验，不是必要的情况下不要轻易使用验证码，目前很多网站的做法是如果在短时间内多次提交一个表单未获得成功后才要求提供验证码，这样会获得较好的用户体验。
补充：防火墙的架设是Web安全的重要保障，ModSecurity是开源的Web防火墙中的佼佼者。企业级防火墙的架设应当有两级防火墙，Web服务器和部分应用服务器可以架设在两级防火墙之间的DMZ，而数据和资源服务器应当架设在第二级防火墙之后。
参考资料：https://blog.csdn.net/sinat_21843047/article/details/80217130
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