Java八股文(二)

操作系统

操作系统（三）

1. 死锁的基本理论

• 死锁的产生：竞争资源、进程的调度顺序不当

等待请求的资源被释放；自身占用的资源又不释放

死锁的四个必要条件：互斥条件、请求保持条件、不可剥夺条件、环路等待条件

预防死锁的方法：

解决死锁的算法：

2. 线程-进程同步

• 同步问题三大经典案例

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不同进程之间的读写操作（蓝色一个进程、红色一个进程）

3. 乐观锁、悲观锁、可重入锁

• 乐观锁-悲观锁 （都是关于线程同步）
• 悲观锁会给临界资源加锁；乐观锁不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据

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自旋 不会放弃CPU

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写线程只能获取排他锁；

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4. 互斥锁与自旋锁的区别——线程间通信

• 互斥锁、读写锁、自旋锁、条件变量
• 自旋锁 （自旋锁的实现原理与互斥锁实现原理不同）
• 读写锁（适合临界资源 多读少写的情况）
• 条件变量

5. 进程间有哪些同步的方式——进程间通信

• 进程间通信的方法（管道、消息队列、共享内存、信号、套接字）
• 管道（匿名管道和命名管道）
• 消息队列（生产者消费者属于不同进程，相比管道消息队列可以对数据继续序列化）
• 消息队列可以 单机进程间通信，跨机进程间通信(kafka、rabbitMQ)
• 共享内存
• 信号（仅仅起一个通知的作用，进程之间没有数据交流）
• 网络套接字
• 网络套接字 可以单机进程间，也可以跨机进程间（eg传输层 通过IP地址+端口 形成套接字）

总结：仅消息队列、套接字 可以跨机间进程通信

6. 无锁数据结构的原理——CAS原理与无锁技术

• 无锁技术的基石是CAS技术 （通过给旧值版本号的概念，避免CAS与ABA问题）

7. 分布式锁的实现方式

• 常见分布式锁的实现方法（三种：redis、zookeeper、基于MySQL） Redis单节点 通过k-v键值对的方式 实现分布式锁

数据库

数据库（一）

1. 关系数据库与其他数据库

• 关系数据库： 把复杂的数据结构归结为简单的二元关系
• 非关系数据库（k-v、文档、列存储数据库、图数据库）

2. 数据库的设计、创建与维护

• 现在版本的数据库 DataBase和Schema(模式) 两者同义 create database xxx;
• CHARACTER SET = utf8mb4

3. 数据表的设计、创建与维护

• 主键 外键 索引

PRIMARY KEY (FCourseld),
FOREIGN KEY(FTeacherld) REFERENCES teacher(Fld)
KEY(列名)

• table options
• partition options

4. char、varchar和text有什么区别——表字段属性

• 数字类型
• 日期类型
• 字符串类型
• JSON类型

5. 数据库的ACID属性

• ACID 原子性、一致性、隔离性、持久性

6. 脏读、幻不可重复读、幻读的概念 与 隔离性

• 隔离级别：未提交读、提交读、可重复读、串行化

注意：我们讨论隔离级别的场景，主要是在多个事务并发的情况下，因此，接下来的讲解都围绕事务并发。 

• Read uncommitted 读未提交

1. 公司发工资了，领导把5000元打到singo的账号上，但是该事务并未提交，而singo正好去查看账户，发现工资已经到账，是5000元整，非常高兴。可是不幸的是，领导发现发给singo的工资金额不对，是2000元，于是迅速回滚了事务，修改金额后，将事务提交，最后singo实际的工资只有2000元，singo空欢喜一场。
2. 出现上述情况，即我们所说的脏读，两个并发的事务，“事务A：领导给singo发工资”、“事务B：singo查询工资账户”，事务B读取了事务A尚未提交的数据。
3. 当隔离级别设置为Read uncommitted时，就可能出现脏读，如何避免脏读，请看下一个隔离级别。

• Read committed 读提交

1. singo拿着工资卡去消费，系统读取到卡里确实有2000元，而此时她的老婆也正好在网上转账，把singo工资卡的2000元转到另一账户，并在singo之前提交了事务，当singo扣款时，系统检查到singo的工资卡已经没有钱，扣款失败，singo十分纳闷，明明卡里有钱，为何......
2. 出现上述情况，即我们所说的不可重复读，两个并发的事务，“事务A：singo消费”、“事务B：singo的老婆网上转账”，事务A事先读取了数据，事务B紧接了更新了数据，并提交了事务，而事务A再次读取该数据时，数据已经发生了改变。
3. 当隔离级别设置为Read committed时，避免了脏读，但是可能会造成不可重复读。
4. 大多数数据库的默认级别就是Read committed，比如Sql Server , Oracle。如何解决不可重复读这一问题，请看下一个隔离级别。

• Repeatable read 重复读

1. 当隔离级别设置为Repeatable read时，可以避免不可重复读。当singo拿着工资卡去消费时，一旦系统开始读取工资卡信息（即事务开始），singo的老婆就不可能对该记录进行修改，也就是singo的老婆不能在此时转账。
2. 虽然Repeatable read避免了不可重复读，但还有可能出现幻读。
3. singo的老婆工作在银行部门，她时常通过银行内部系统查看singo的信用卡消费记录。有一天，她正在查询到singo当月信用卡的总消费金额（select sum(amount) from transaction where month = 本月）为80元，而singo此时正好在外面胡吃海塞后在收银台买单，消费1000元，即新增了一条1000元的消费记录（insert transaction ... ），并提交了事务，随后singo的老婆将singo当月信用卡消费的明细打印到A4纸上，却发现消费总额为1080元，singo的老婆很诧异，以为出现了幻觉，幻读就这样产生了。

注：MySQL的默认隔离级别就是Repeatable read。

• Serializable 序列化(串行读)

Serializable是最高的事务隔离级别，同时代价也花费最高，性能很低，一般很少使用，在该级别下，事务顺序执行，不仅可以避免脏读、不可重复读，还避免了幻像读。

数据库（二）

1. MySQL索引

• 索引数据结构 对比

改进：二叉树可以通过仅在叶子节点保存数据，叶子节点使用双向链表的方法，实现快速范围查询

二叉树 树高问题 ---> B+树

2. 聚簇索引——聚簇索引与非聚簇索

• 聚簇索引
• 非聚簇索引

总结：

• 一个数据表只有一个聚簇索引
• 一个数据表可以有多个非聚簇索引
• 非聚餐索引被称为二级索引：
• 聚簇索引优点：

3. 联合索引（多个字段组成）

• 五个具体案例
• 1️⃣ 使用联合索引
• 2️⃣ 使用联合索引
• 3️⃣ 使用联合索引找f_x 但是找f_z时不使用联合索引
• 4️⃣ 不使用联合索引，因为没有联合索引第一个字段
• 5️⃣ 使用联合索引

4. MVCC的原理

• MVCC实现的关键是 三个隐藏列

5. MySQL常见的日志类型——数据库备份与恢复

• 二进制日志、重做日志、回滚日志、慢查询日志、中继日志
• 重做日志 为了事务提交一定会完成所设置
• 回滚日志 为了方便事务回滚所设置

6. MySQL权限维护

• 权限粒度：全局层级、数据库层级、数据库对象层级、列层级

程序设计之面向对象编程

1. 面向对象开发的核心思想和概念

2. 接口的基本设计

• 接口是系统对外提供的所有服务的抽象，类的所有能够被外部使用者访问的方法构成一个类的接口。

3. 类的实现与继承

• 方法重载 和 方法覆盖(重写)

4. 继承的使用原则

• 继承树的最上层应该为抽象层