一、Redis
1. Redis 是什麼？都有哪些使用場景？
Redis 是一個使用 C 語言開發的高速緩存數據庫。
Redis 使用場景：
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記錄帖子點贊數、點擊數、評論數；
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緩存近期熱帖；
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緩存文章詳情信息；
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記錄用戶會話信息。
2. Redis 有哪些功能？
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數據緩存功能
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分佈式鎖的功能
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支持數據持久化
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支持事務
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支持消息隊列
3. Redis 和 memcache 有什麼區別？
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存儲方式不同：memcache 把數據全部存在內存之中，斷電後會掛掉，數據不能超過內存大小；Redis 有部份存在硬盤上，這樣能保證數據的持久性。
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數據支持類型：memcache 對數據類型支持相對簡單；Redis 有複雜的數據類型。
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使用底層模型不同：它們之間底層實現方式，以及與客戶端之間通信的應用協議不一樣，Redis 自己構建了 vm 機制，因爲一般的系統調用系統函數的話，會浪費一定的時間去移動和請求。
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value 值大小不同：Redis 最大可以達到 1gb；memcache 只有 1mb。
4. Redis 爲什麼是單線程的？
因爲 cpu 不是 Redis 的瓶頸，Redis 的瓶頸最有可能是機器內存或者網絡帶寬。既然單線程容易實現，而且 cpu 又不會成爲瓶頸，那就順理成章地採用單線程的方案了。
關於 Redis 的性能，官方網站也有，普通筆記本輕鬆處理每秒幾十萬的請求。
而且單線程並不代表就慢 nginx 和 nodejs 也都是高性能單線程的代表。
5. 什麼是緩存穿透？怎麼解決？
緩存穿透：指查詢一個一定不存在的數據，由於緩存是不命中時需要從數據庫查詢，查不到數據則不寫入緩存，這將導致這個不存在的數據每次請求都要到數據庫去查詢，造成緩存穿透。
解決方案：最簡單粗暴的方法如果一個查詢返回的數據爲空（不管是數據不存在，還是系統故障），我們就把這個空結果進行緩存，但它的過期時間會很短，最長不超過五分鐘。
6. Redis 支持的數據類型有哪些？
Redis 支持的數據類型：string（字符串）、list（列表）、hash（字典）、set（集合）、zset（有序集合）。
7. Redis 支持的 Java 客戶端都有哪些？
支持的 Java 客戶端有 Redisson、jedis、lettuce 等。
8. jedis 和 Redisson 有哪些區別？
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jedis：提供了比較全面的 Redis 命令的支持。
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Redisson：實現了分佈式和可擴展的 Java 數據結構，與 jedis 相比 Redisson 的功能相對簡單，不支持排序、事務、管道、分區等 Redis 特性。
9. 怎麼保證緩存和數據庫數據的一致性？
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合理設置緩存的過期時間。
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新增、更改、刪除數據庫操作時同步更新 Redis，可以使用事物機制來保證數據的一致性。
10. Redis 持久化有幾種方式？
Redis 的持久化有兩種方式，或者說有兩種策略：
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RDB（Redis Database）：指定的時間間隔能對你的數據進行快照存儲。
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AOF（Append Only File）：每一個收到的寫命令都通過write函數追加到文件中。
11. Redis 怎麼實現分佈式鎖？
Redis 分佈式鎖其實就是在系統裏面佔一個“坑”，其他程序也要佔“坑”的時候，佔用成功了就可以繼續執行，失敗了就只能放棄或稍後重試。
佔坑一般使用 setnx(set if not exists)指令，只允許被一個程序佔有，使用完調用 del 釋放鎖。
12. Redis 分佈式鎖有什麼缺陷？
Redis 分佈式鎖不能解決超時的問題，分佈式鎖有一個超時時間，程序的執行如果超出了鎖的超時時間就會出現問題。
13. Redis 如何做內存優化？
儘量使用 Redis 的散列表，把相關的信息放到散列表裏面存儲，而不是把每個字段單獨存儲，這樣可以有效的減少內存使用。比如將 Web 系統的用戶對象，應該放到散列表裏面再整體存儲到 Redis，而不是把用戶的姓名、年齡、密碼、郵箱等字段分別設置 key 進行存儲。
14. Redis 淘汰策略有哪些？
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volatile-lru：從已設置過期時間的數據集（server. db[i]. expires）中挑選最近最少使用的數據淘汰。
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volatile-ttl：從已設置過期時間的數據集（server. db[i]. expires）中挑選將要過期的數據淘汰。
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volatile-random：從已設置過期時間的數據集（server. db[i]. expires）中任意選擇數據淘汰。
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allkeys-lru：從數據集（server. db[i]. dict）中挑選最近最少使用的數據淘汰。
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allkeys-random：從數據集（server. db[i]. dict）中任意選擇數據淘汰。
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no-enviction（驅逐）：禁止驅逐數據。
15. Redis 常見的性能問題有哪些？該如何解決？
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主服務器寫內存快照，會阻塞主線程的工作，當快照比較大時對性能影響是非常大的，會間斷性暫停服務，所以主服務器最好不要寫內存快照。
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Redis 主從複製的性能問題，爲了主從複製的速度和連接的穩定性，主從庫最好在同一個局域網內。
二、JVM
1. 說一下 JVM 的主要組成部分？及其作用？
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類加載器（ClassLoader）
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運行時數據區（Runtime Data Area）
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執行引擎（Execution Engine）
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本地庫接口（Native Interface）
組件的作用： 首先通過類加載器（ClassLoader）會把 Java 代碼轉換成字節碼，運行時數據區（Runtime Data Area）再把字節碼加載到內存中，而字節碼文件只是 JVM 的一套指令集規範，並不能直接交個底層操作系統去執行，因此需要特定的命令解析器執行引擎（Execution Engine），將字節碼翻譯成底層系統指令，再交由 CPU 去執行，而這個過程中需要調用其他語言的本地庫接口（Native Interface）來實現整個程序的功能。
2. 說一下 JVM 運行時數據區？
不同虛擬機的運行時數據區可能略微有所不同，但都會遵從 Java 虛擬機規範， Java 虛擬機規範規定的區域分爲以下 5 個部分：
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程序計數器（Program Counter Register）：當前線程所執行的字節碼的行號指示器，字節碼解析器的工作是通過改變這個計數器的值，來選取下一條需要執行的字節碼指令，分支、循環、跳轉、異常處理、線程恢復等基礎功能，都需要依賴這個計數器來完成；
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Java 虛擬機棧（Java Virtual Machine Stacks）：用於存儲局部變量表、操作數棧、動態鏈接、方法出口等信息；
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本地方法棧（Native Method Stack）：與虛擬機棧的作用是一樣的，只不過虛擬機棧是服務 Java 方法的，而本地方法棧是爲虛擬機調用 Native 方法服務的；
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Java 堆（Java Heap）：Java 虛擬機中內存最大的一塊，是被所有線程共享的，幾乎所有的對象實例都在這裏分配內存；
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方法區（Methed Area）：用於存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態變量、即時編譯後的代碼等數據。
3. 說一下堆棧的區別？
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功能方面：堆是用來存放對象的，棧是用來執行程序的。
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共享性：堆是線程共享的，棧是線程私有的。
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空間大小：堆大小遠遠大於棧。
4. 隊列和棧是什麼？有什麼區別？
隊列和棧都是被用來預存儲數據的。
隊列允許先進先出檢索元素，但也有例外的情況，Deque 接口允許從兩端檢索元素。
棧和隊列很相似，但它運行對元素進行後進先出進行檢索。
5. 什麼是雙親委派模型？
在介紹雙親委派模型之前先說下類加載器。對於任意一個類，都需要由加載它的類加載器和這個類本身一同確立在 JVM 中的唯一性，每一個類加載器，都有一個獨立的類名稱空間。類加載器就是根據指定全限定名稱將 class 文件加載到 JVM 內存，然後再轉化爲 class 對象。
類加載器分類：
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啓動類加載器（Bootstrap ClassLoader），是虛擬機自身的一部分，用來加載Java_HOME/lib/目錄中的，或者被 -Xbootclasspath 參數所指定的路徑中並且被虛擬機識別的類庫；
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其他類加載器：
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擴展類加載器（Extension ClassLoader）：負責加載\lib\ext目錄或Java. ext. dirs系統變量指定的路徑中的所有類庫；
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應用程序類加載器（Application ClassLoader）。負責加載用戶類路徑（classpath）上的指定類庫，我們可以直接使用這個類加載器。一般情況，如果我們沒有自定義類加載器默認就是用這個加載器。
雙親委派模型：如果一個類加載器收到了類加載的請求，它首先不會自己去加載這個類，而是把這個請求委派給父類加載器去完成，每一層的類加載器都是如此，這樣所有的加載請求都會被傳送到頂層的啓動類加載器中，只有當父加載無法完成加載請求（它的搜索範圍中沒找到所需的類）時，子加載器纔會嘗試去加載類。
6. 說一下類裝載的執行過程？
類裝載分爲以下 5 個步驟：
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加載：根據查找路徑找到相應的 class 文件然後導入；
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檢查：檢查加載的 class 文件的正確性；
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準備：給類中的靜態變量分配內存空間；
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解析：虛擬機將常量池中的符號引用替換成直接引用的過程。符號引用就理解爲一個標示，而在直接引用直接指向內存中的地址；
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初始化：對靜態變量和靜態代碼塊執行初始化工作。
7. 怎麼判斷對象是否可以被回收？
一般有兩種方法來判斷：
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引用計數器：爲每個對象創建一個引用計數，有對象引用時計數器 +1，引用被釋放時計數 -1，當計數器爲 0 時就可以被回收。它有一個缺點不能解決循環引用的問題；
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可達性分析：從 GC Roots 開始向下搜索，搜索所走過的路徑稱爲引用鏈。當一個對象到 GC Roots 沒有任何引用鏈相連時，則證明此對象是可以被回收的。
8. Java 中都有哪些引用類型？
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強引用：發生 gc 的時候不會被回收。
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軟引用：有用但不是必須的對象，在發生內存溢出之前會被回收。
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弱引用：有用但不是必須的對象，在下一次GC時會被回收。
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虛引用（幽靈引用/幻影引用）：無法通過虛引用獲得對象，用 PhantomReference 實現虛引用，虛引用的用途是在 gc 時返回一個通知。
9. 說一下 JVM 有哪些垃圾回收算法？
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標記-清除算法：標記無用對象，然後進行清除回收。缺點：效率不高，無法清除垃圾碎片。
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標記-整理算法：標記無用對象，讓所有存活的對象都向一端移動，然後直接清除掉端邊界以外的內存。
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複製算法：按照容量劃分二個大小相等的內存區域，當一塊用完的時候將活着的對象複製到另一塊上，然後再把已使用的內存空間一次清理掉。缺點：內存使用率不高，只有原來的一半。
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分代算法：根據對象存活週期的不同將內存劃分爲幾塊，一般是新生代和老年代，新生代基本採用複製算法，老年代採用標記整理算法。
10. 說一下 JVM 有哪些垃圾回收器？
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Serial：最早的單線程串行垃圾回收器。
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Serial Old：Serial 垃圾回收器的老年版本，同樣也是單線程的，可以作爲 CMS 垃圾回收器的備選預案。
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ParNew：是 Serial 的多線程版本。
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Parallel 和 ParNew 收集器類似是多線程的，但 Parallel 是吞吐量優先的收集器，可以犧牲等待時間換取系統的吞吐量。
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Parallel Old 是 Parallel 老生代版本，Parallel 使用的是複製的內存回收算法，Parallel Old 使用的是標記-整理的內存回收算法。
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CMS：一種以獲得最短停頓時間爲目標的收集器，非常適用 B/S 系統。
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G1：一種兼顧吞吐量和停頓時間的 GC 實現，是 JDK 9 以後的默認 GC 選項。
11. 詳細介紹一下 CMS 垃圾回收器？
CMS 是英文 Concurrent Mark-Sweep 的簡稱，是以犧牲吞吐量爲代價來獲得最短回收停頓時間的垃圾回收器。對於要求服務器響應速度的應用上，這種垃圾回收器非常適合。在啓動 JVM 的參數加上“-XX:+UseConcMarkSweepGC”來指定使用 CMS 垃圾回收器。
CMS 使用的是標記-清除的算法實現的，所以在 gc 的時候回產生大量的內存碎片，當剩餘內存不能滿足程序運行要求時，系統將會出現 Concurrent Mode Failure，臨時 CMS 會採用 Serial Old 回收器進行垃圾清除，此時的性能將會被降低。
12. 新生代垃圾回收器和老生代垃圾回收器都有哪些？有什麼區別？
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新生代回收器：Serial、ParNew、Parallel Scavenge
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老年代回收器：Serial Old、Parallel Old、CMS
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整堆回收器：G1
新生代垃圾回收器一般採用的是複製算法，複製算法的優點是效率高，缺點是內存利用率低；老年代回收器一般採用的是標記-整理的算法進行垃圾回收。
13. 簡述分代垃圾回收器是怎麼工作的？
分代回收器有兩個分區：老生代和新生代，新生代默認的空間佔比總空間的 1/3，老生代的默認佔比是 2/3。
新生代使用的是複製算法，新生代裏有 3 個分區：Eden、To Survivor、From Survivor，它們的默認佔比是 8:1:1，它的執行流程如下：
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把 Eden + From Survivor 存活的對象放入 To Survivor 區；
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清空 Eden 和 From Survivor 分區；
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From Survivor 和 To Survivor 分區交換，From Survivor 變 To Survivor，To Survivor 變 From Survivor。
每次在 From Survivor 到 To Survivor 移動時都存活的對象，年齡就 +1，當年齡到達 15（默認配置是 15）時，升級爲老生代。大對象也會直接進入老生代。
老生代當空間佔用到達某個值之後就會觸發全局垃圾收回，一般使用標記整理的執行算法。以上這些循環往復就構成了整個分代垃圾回收的整體執行流程。
14. 說一下 JVM 調優的工具？
JDK 自帶了很多監控工具，都位於 JDK 的 bin 目錄下，其中最常用的是 jconsole 和 jvisualvm 這兩款視圖監控工具。
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jconsole：用於對 JVM 中的內存、線程和類等進行監控；
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jvisualvm：JDK 自帶的全能分析工具，可以分析：內存快照、線程快照、程序死鎖、監控內存的變化、gc 變化等。
15. 常用的 JVM 調優的參數都有哪些？
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-Xms2g：初始化推大小爲 2g；
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-Xmx2g：堆最大內存爲 2g；
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-XX:NewRatio=4：設置年輕的和老年代的內存比例爲 1:4；
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-XX:SurvivorRatio=8：設置新生代 Eden 和 Survivor 比例爲 8:2；
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–XX:+UseParNewGC：指定使用 ParNew + Serial Old 垃圾回收器組合；
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-XX:+UseParallelOldGC：指定使用 ParNew + ParNew Old 垃圾回收器組合；
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-XX:+UseConcMarkSweepGC：指定使用 CMS + Serial Old 垃圾回收器組合；
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-XX:+PrintGC：開啓打印 gc 信息；
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-XX:+PrintGCDetails：打印 gc 詳細信息。