面试分享-2

面试分享~No.2

题目：

【Java】JVM 内存模型【热】

【Java】JVM启动参数

【Redis】数据持久化的方式

【Redis】单线程速度快的原因【热】

【MySQL】隔离级别

【算法题】反转链表【热】

JVM内存模型

线程私有：JVM栈，本地方法栈，程序计数器

线程共有：堆，方法区

堆

方法区

存放已被虚拟机加载的类型信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码缓存等数据

JVM栈

栈的构成

栈中存放的是栈帧，一个方法就是一个栈帧

栈帧中包含：局部变量表，操作数栈，动态链接，方法返回地址

下面通过几个例子简述局部变量表和操作数栈

例子1：

public static void main(String[] args) {
    int i = 10;
    i = i ++;
    System.out.println(i);	// 打印10
}

使用jclasslib查看函数的字节码

字节码的执行过程

将10压入操作数栈
将操作数栈弹出，写入局部变量表位置为1的变量
将局部变量表位置为1的变量值压入栈
将局部变量表位置为1的变量值加1
将操作数栈弹出，写入局部变量表位置为1的变量

例子2：

public static void main(String[] args) {
    int i = 10;
    i = ++i;
    System.out.println(i);	// 11
}

字节码：

字节码执行过程：

将10入栈（操作数栈的简称）
出栈，写入局部变量表下标1的变量
局部变量表下标为1的变量加1
局部变量表下标为1的变量入栈
出栈，写入局部变量表下标1的变量

例子3：

public int add(int a, int b, int c) {
    int m = a + b;
    return c * m;
}

字节码执行流程：

动态链接：指向常量池中的一个对象

方法返回值：栈帧弹出后，下一个栈帧执行的位置

本地方法栈

存放虚拟机使用到的 Native 方法

程序计数器

记录程序当前执行的字节码的位置

https://blog.csdn.net/m0_71777195/article/details/126247090

JVM常用启动参数

参数	说明
-Xmx3000m	设置JVM堆最大空间为3000M
-Xms3000m	设置JVM堆初始大小为3000M，建议与Xmx值相同
-Xss	设置线程栈大小
-XX:NewSize=1024m	设置年轻代初始值为1024M
-XX:MaxNewSize=1024m	设置年轻代最大值为1024M
-XX:-PrintGC	每次GC打印日志

Ref: https://blog.csdn.net/LC181119/article/details/122972834

Redis 数据持久化方式

RDB (Redis DataBase)

将某一时刻的数据（快照）持久化到磁盘

RDB文件的创建：SAVE，BGSAVE

其中，SAVE会阻塞服务进程，导致服务无法处理任何请求；BGSAVE不会阻塞服务进程，而是fork一个子进程，由子进程创建RDB文件
RDB文件的载入

服务器启动时自动执行
RDB的执行周期

默认配置：save 900 1 900秒内执行一次

由于RDB是周期性的，如果服务突然挂了，最新的数据就会丢失

AOF (Append Only File)

将写命令写到日志中

AOF的实现

命令追加：将命令追加到AOF缓冲区末尾
文件写入：将AOF缓存区内容写入到日志文件缓存区
文件同步：将日志文件缓存区写入磁盘

flushAppendOnlyFile

每个事件执行之后，都会调用flushAppendOnlyFile函数，考虑是否需要将aof_buf内容写入和同步到AOF日志中，flushAppendOnlyFile函数的行为由服务配置的appendfsync选项值来决定：

appendfsync值	flushAppendOnlyFile行为
always	将aof_buf所有内容写入并同步到AOF文件
everysec（默认）	将aof_buf所有内容写入AOF文件，如果上次同步AOF文件的时间距离超过1秒，对AOF文件进行同步
no	将aof_buf所有内容写入AOF文件缓冲区，不对AOF文件磁盘进行同步，何时同步由操作系统来决定

AOF 文件重写

解决AOF文件体积膨胀的问题，将一些冗余指令合并，缩小文件体积

实现方式：

读取、分析AOF文件的效率低，Redis采用的方式为：直接读当前数据，这样存在问题是，操作过程中进来的指令无法写入到新的AOF文件中，如何不阻塞主进程

Redis 将AOF重写的操作放到子进程中执行（为啥不能是线程中，而是fork一个进程）

目的是：

子进程进行 AOF 重写期间，服务器（父进程）可以继续处理命令请求
子进程带有服务器进程的数据副本，使用子进程而不是线程，可以在避免使用锁的情况下，保证数据的安全性（Why）

如何解决AOF重写过程中遗漏的指令

创建子进程后，将指令写入到AOF重写缓冲区
子进程完成AOF重写后，向父进程发送一个信号，父进程收到信号后，不处理请求，执行：
1. 将AOF重写缓冲区的内容写入新的AOF文件
2. 对新的AOF文件重命名，覆盖旧的AOF文件
父进程继续处理请求

上述过程中，第２步会阻塞请求的执行

Ref:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/55236400

https://blog.csdn.net/weixin_44743841/article/details/107915188

Redis 单线程速度快的原因

基于内存，底层采用了高效的数据结构，比如哈希表、跳表
单线程避免了上下文切换
避免共享资源加锁导致的性能损耗
采用多路复用的IO模型（epoll）
非CPU密集型任务，Redis的大部分操作瓶颈在内存和网络带宽

Ref: https://blog.csdn.net/m0_67401134/article/details/123862847

MySQL 事务隔离级别

隔离级别	脏读	不可重复读	幻读
读未提交（Read uncommitted）	√	√	√
读提交（read committed）	×	√	√
可重复读（repeatable read）	×	×	√
串行化（Serializable）	×	×	×

MySQL 语句的默认事务隔离级别：RR 可重复读，通过SELECT @@transaction_isolation;查看

修改隔离级别：SET SESSION transaction_isolation = 'READ-UNCOMMITTED';

引发问题：

如何实现RR隔离级别

使用MVCC来实现可重复读，实现原理为：

依赖于记录中的三个隐藏字段（row_id，trx_id, rollback_ptr），undo log，read view

trx_id：该记录最新修改的事务号

rollback_ptr：上一个版本指针

undo log：回滚日志

read view：可见性

如上图，事务5来读取某一行数据，如那行数据的row_id=24，记录中trx_id > 5，对事务5不可见，通过rollback_ptr在undo log中找上个版本的记录，发现trx_id > 5，再找上个版本的记录，发现trx_id < 5，则该记录是事务5可见的最新版本，读数据

MVCC 下的两种读方式

当前读：从数据表中，不同语句根据隔离级别，使用悲观锁处理冲突，如select ... in share mode，select ... for update

快照读：使用MVCC，从表或undo log中读数据，不需要使用悲观锁，如select ...

RR是通过快照读来实现可重复读

反转链表

要求：空间复杂度O(1)，时间复杂度O(n)

public void reverseLinkedList(Node head) {
    Node pre = null;
    Node cur = head;
    Node next = null;
    while (cur != null) {
        next = cur.next;
        cur.next = pre;
        pre = cur;
        cur = next;
    }
}