JAVA的冪等性面試題有哪些

這篇文章主要介紹“JAVA的冪等性面試題有哪些”，在日常操作中，相信很多人在JAVA的冪等性面試題有哪些問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”JAVA的冪等性面試題有哪些”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

兩個對象相互引用會不會被GC？

仍然會被GC。因為JVM按照對象在以GC root為根節(jié)點的圖中的可達性來決定對象是否被GC。相互引用的兩個對象，引用數(shù)雖然不為0，但如果跟外界其他對象都沒有引用關(guān)系，即是一個孤島，仍然會被GC。

java中可作為GC Root的對象有

1. 虛擬機棧中引用的對象（本地變量表）

2. 方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對象

3. 方法區(qū)中常量引用的對象

4. 本地方法棧中引用的對象（Native對象）

樂觀鎖與悲觀鎖

悲觀鎖

悲觀鎖（Pessimistic Lock），顧名思義，就是很悲觀，每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認為別人會修改，所以每次在拿數(shù)據(jù)的時候都會上鎖，這樣別人想拿這個數(shù)據(jù)就會block直到它拿到鎖。 悲觀鎖：假定會發(fā)生并發(fā)沖突，屏蔽一切可能違反數(shù)據(jù)完整性的操作。 Java synchronized 就屬于悲觀鎖的一種實現(xiàn)，每次線程要修改數(shù)據(jù)時都先獲得鎖，保證同一時刻只有一個線程能操作數(shù)據(jù)，其他線程則會被block。

樂觀鎖

樂觀鎖（Optimistic Lock），顧名思義，就是很樂觀，每次去拿數(shù)據(jù)的時候都認為別人不會修改，所以不會上鎖，但是在提交更新的時候會判斷一下在此期間別人有沒有去更新這個數(shù)據(jù)。樂觀鎖適用于讀多寫少的應(yīng)用場景，這樣可以提高吞吐量。 樂觀鎖：假設(shè)不會發(fā)生并發(fā)沖突，只在提交操作時檢查是否違反數(shù)據(jù)完整性。

樂觀鎖一般來說有以下2種方式：

使用數(shù)據(jù)版本（Version）記錄機制實現(xiàn)，這是樂觀鎖最常用的一種實現(xiàn)方式。何謂數(shù)據(jù)版本？即為數(shù)據(jù)增加一個版本標(biāo)識，一般是通過為數(shù)據(jù)庫表增加一個數(shù)字類型的 “version” 字段來實現(xiàn)。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時，將version字段的值一同讀出，數(shù)據(jù)每更新一次，對此version值加一。當(dāng)我們提交更新的時候，判斷數(shù)據(jù)庫表對應(yīng)記錄的當(dāng)前版本信息與第一次取出來的version值進行比對，如果數(shù)據(jù)庫表當(dāng)前版本號與第一次取出來的version值相等，則予以更新，否則認為是過期數(shù)據(jù)。 使用時間戳（timestamp）。

樂觀鎖定的第二種實現(xiàn)方式和第一種差不多，同樣是在需要樂觀鎖控制的table中增加一個字段，名稱無所謂，字段類型使用時間戳（timestamp）, 和上面的version類似，也是在更新提交的時候檢查當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的時間戳和自己更新前取到的時間戳進行對比，如果一致則OK，否則就是版本沖突。 Java JUC中的atomic包就是樂觀鎖的一種實現(xiàn)，AtomicInteger 通過CAS（Compare And Set）操作實現(xiàn)線程安全的自增。

ThreadLocal內(nèi)存泄漏問題，如何防止

ThreadLocal的實現(xiàn)是這樣的：每個Thread 維護一個 ThreadLocalMap 映射表，這個映射表的 key 是 ThreadLocal 實例本身，value 是真正需要存儲的 Object。

也就是說 ThreadLocal 本身并不存儲值，它只是作為一個 key 來讓線程從 ThreadLocalMap 獲取 value。值得注意的是圖中的虛線，表示 ThreadLocalMap 是使用 ThreadLocal 的弱引用作為 Key 的，弱引用的對象在 GC 時會被回收。

ThreadLocal內(nèi)存泄漏的根源是：由于ThreadLocalMap的生命周期跟Thread一樣長，如果沒有手動刪除對應(yīng)key就會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，而不是因為弱引用。 綜合上面的分析，我們可以理解ThreadLocal內(nèi)存泄漏的前因后果，那么怎么避免內(nèi)存泄漏呢？

每次使用完ThreadLocal，都調(diào)用它的remove()方法，清除數(shù)據(jù)。 在使用線程池的情況下，沒有及時清理ThreadLocal，不僅是內(nèi)存泄漏的問題，更嚴(yán)重的是可能導(dǎo)致業(yè)務(wù)邏輯出現(xiàn)問題。所以，使用ThreadLocal就跟加鎖完要解鎖一樣，用完就清理。

開閉原則

定義：一個軟件實體如類、模塊和函數(shù)應(yīng)該對擴展開放，對修改關(guān)閉。 問題由來：在軟件的生命周期內(nèi)，因為變化、升級和維護等原因需要對軟件原有代碼進行修改時，可能會給舊代碼中引入錯誤，也可能會使我們不得不對整個功能進行重構(gòu)，并且需要原有代碼經(jīng)過重新測試。

解決方案：當(dāng)軟件需要變化時，盡量通過擴展軟件實體的行為來實現(xiàn)變化，而不是通過修改已有的代碼來實現(xiàn)變化。

開閉原則是面向?qū)ο笤O(shè)計中最基礎(chǔ)的設(shè)計原則，它指導(dǎo)我們?nèi)绾谓⒎€(wěn)定靈活的系統(tǒng)。開閉原則可能是設(shè)計模式六項原則中定義最模糊的一個了，它只告訴我們對擴展開放，對修改關(guān)閉，可是到底如何才能做到對擴展開放，對修改關(guān)閉，并沒有明確的告訴我們。以前，如果有人告訴我“你進行設(shè)計的時候一定要遵守開閉原則”，我會覺的他什么都沒說，但貌似又什么都說了。因為開閉原則真的太虛了。

在仔細思考以及仔細閱讀很多設(shè)計模式的文章后，終于對開閉原則有了一點認識。其實，我們遵循設(shè)計模式前面5大原則，以及使用23種設(shè)計模式的目的就是遵循開閉原則。也就是說，只要我們對前面5項原則遵守的好了，設(shè)計出的軟件自然是符合開閉原則的，這個開閉原則更像是前面五項原則遵守程度的“平均得分”，前面5項原則遵守的好，平均分自然就高，說明軟件設(shè)計開閉原則遵守的好；如果前面5項原則遵守的不好，則說明開閉原則遵守的不好。

其實，開閉原則無非就是想表達這樣一層意思：用抽象構(gòu)建框架，用實現(xiàn)擴展細節(jié)。因為抽象靈活性好，適應(yīng)性廣，只要抽象的合理，可以基本保持軟件架構(gòu)的穩(wěn)定。而軟件中易變的細節(jié)，我們用從抽象派生的實現(xiàn)類來進行擴展，當(dāng)軟件需要發(fā)生變化時，我們只需要根據(jù)需求重新派生一個實現(xiàn)類來擴展就可以了。當(dāng)然前提是我們的抽象要合理，要對需求的變更有前瞻性和預(yù)見性才行。

說到這里，再回想一下前面說的5項原則，恰恰是告訴我們用抽象構(gòu)建框架，用實現(xiàn)擴展細節(jié)的注意事項而已：單一職責(zé)原則告訴我們實現(xiàn)類要職責(zé)單一；里氏替換原則告訴我們不要破壞繼承體系；依賴倒置原則告訴我們要面向接口編程；接口隔離原則告訴我們在設(shè)計接口的時候要精簡單一；迪米特法則告訴我們要降低耦合。而開閉原則是總綱，他告訴我們要對擴展開放，對修改關(guān)閉。

冪等設(shè)計

高并發(fā)的核心技術(shù)-冪等的實現(xiàn)方案

一、背景 我們實際系統(tǒng)中有很多操作，是不管做多少次，都應(yīng)該產(chǎn)生一樣的效果或返回一樣的結(jié)果。 例如：

1. 前端重復(fù)提交選中的數(shù)據(jù)，應(yīng)該后臺只產(chǎn)生對應(yīng)這個數(shù)據(jù)的一個反應(yīng)結(jié)果。

2. 我們發(fā)起一筆付款請求，應(yīng)該只扣用戶賬戶一次錢，當(dāng)遇到網(wǎng)絡(luò)重發(fā)或系統(tǒng)bug重發(fā)，也應(yīng)該只扣一次錢；

3. 發(fā)送消息，也應(yīng)該只發(fā)一次，同樣的短信發(fā)給用戶，用戶會哭的；

4. 創(chuàng)建業(yè)務(wù)訂單，一次業(yè)務(wù)請求只能創(chuàng)建一個，創(chuàng)建多個就會出大問題。

等等很多重要的情況，這些邏輯都需要冪等的特性來支持。

二、冪等性概念 冪等（idempotent、idempotence）是一個數(shù)學(xué)與計算機學(xué)概念，常見于抽象代數(shù)中。

在編程中.一個冪等操作的特點是其任意多次執(zhí)行所產(chǎn)生的影響均與一次執(zhí)行的影響相同。冪等函數(shù)，或冪等方法，是指可以使用相同參數(shù)重復(fù)執(zhí)行，并能獲得相同結(jié)果的函數(shù)。這些函數(shù)不會影響系統(tǒng)狀態(tài)，也不用擔(dān)心重復(fù)執(zhí)行會對系統(tǒng)造成改變。例如，“getUsername()和setTrue()”函數(shù)就是一個冪等函數(shù).

更復(fù)雜的操作冪等保證是利用唯一交易號(流水號)實現(xiàn).

我的理解：冪等就是一個操作，不論執(zhí)行多少次，產(chǎn)生的效果和返回的結(jié)果都是一樣的

三、技術(shù)方案

1. 查詢操作

查詢一次和查詢多次，在數(shù)據(jù)不變的情況下，查詢結(jié)果是一樣的。select是天然的冪等操作

2. 刪除操作

刪除操作也是冪等的，刪除一次和多次刪除都是把數(shù)據(jù)刪除。(注意可能返回結(jié)果不一樣，刪除的數(shù)據(jù)不存在，返回0，刪除的數(shù)據(jù)多條，返回結(jié)果多個)

3. 唯一索引，

防止新增臟數(shù)據(jù) 比如：支付寶的資金賬戶，支付寶也有用戶賬戶，每個用戶只能有一個資金賬戶，怎么防止給用戶創(chuàng)建資金賬戶多個，那么給資金賬戶表中的用戶ID加唯一索引，所以一個用戶新增成功一個資金賬戶記錄

要點： 唯一索引或唯一組合索引來防止新增數(shù)據(jù)存在臟數(shù)據(jù) （當(dāng)表存在唯一索引，并發(fā)時新增報錯時，再查詢一次就可以了，數(shù)據(jù)應(yīng)該已經(jīng)存在了，返回結(jié)果即可）

4. token機制，

防止頁面重復(fù)提交 業(yè)務(wù)要求： 頁面的數(shù)據(jù)只能被點擊提交一次 發(fā)生原因： 由于重復(fù)點擊或者網(wǎng)絡(luò)重發(fā)，或者nginx重發(fā)等情況會導(dǎo)致數(shù)據(jù)被重復(fù)提交 解決辦法： 集群環(huán)境：采用token加redis（redis單線程的，處理需要排隊） 單JVM環(huán)境：采用token加redis或token加jvm內(nèi)存 處理流程：

1. 數(shù)據(jù)提交前要向服務(wù)的申請token，token放到redis或jvm內(nèi)存，token有效時間

2. 提交后后臺校驗token，同時刪除token，生成新的token返回 token特點： 要申請，一次有效性，可以限流

注意：redis要用刪除操作來判斷token，刪除成功代表token校驗通過，如果用select+delete來校驗token，存在并發(fā)問題，不建議使用

5. 悲觀鎖

獲取數(shù)據(jù)的時候加鎖獲取 select * from table_xxx where id='xxx' for update; 注意：id字段一定是主鍵或者唯一索引，不然是鎖表，會死人的 悲觀鎖使用時一般伴隨事務(wù)一起使用，數(shù)據(jù)鎖定時間可能會很長，根據(jù)實際情況選用

6. 樂觀鎖

樂觀鎖只是在更新數(shù)據(jù)那一刻鎖表，其他時間不鎖表，所以相對于悲觀鎖，效率更高。

樂觀鎖的實現(xiàn)方式多種多樣可以通過version或者其他狀態(tài)條件：

1. 通過版本號實現(xiàn) update table_xxx set name=#name#,version=version+1 where version=#version# 如下圖(來自網(wǎng)上)：

2. 通過條件限制 update table_xxx set avai_amount=avai_amount-#subAmount# where avai_amount-#subAmount# >= 0 要求：quality-#subQuality# >= ，這個情景適合不用版本號，只更新是做數(shù)據(jù)安全校驗，適合庫存模型，扣份額和回滾份額，性能更高

注意：樂觀鎖的更新操作，最好用主鍵或者唯一索引來更新,這樣是行鎖，否則更新時會鎖表，上面兩個sql改成下面的兩個更好 update table_xxx set name=#name#,version=version+1 where id=#id# and version=#version# update table_xxx set avai_amount=avai_amount-#subAmount# where id=#id# and avai_amount-#subAmount# >= 0

7. 分布式鎖

還是拿插入數(shù)據(jù)的例子，如果是分布是系統(tǒng)，構(gòu)建全局唯一索引比較困難，例如唯一性的字段沒法確定，這時候可以引入分布式鎖，通過第三方的系統(tǒng)(redis或zookeeper)，在業(yè)務(wù)系統(tǒng)插入數(shù)據(jù)或者更新數(shù)據(jù)，獲取分布式鎖，然后做操作，之后釋放鎖，這樣其實是把多線程并發(fā)的鎖的思路，引入多多個系統(tǒng)，也就是分布式系統(tǒng)中得解決思路。

要點：某個長流程處理過程要求不能并發(fā)執(zhí)行，可以在流程執(zhí)行之前根據(jù)某個標(biāo)志(用戶ID+后綴等)獲取分布式鎖，其他流程執(zhí)行時獲取鎖就會失敗，也就是同一時間該流程只能有一個能執(zhí)行成功，執(zhí)行完成后，釋放分布式鎖(分布式鎖要第三方系統(tǒng)提供)

8. select + insert 并發(fā)不高的后臺系統(tǒng)，或者一些任務(wù)JOB，為了支持冪等，支持重復(fù)執(zhí)行，簡單的處理方法是，先查詢下一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，判斷是否已經(jīng)執(zhí)行過，在進行業(yè)務(wù)處理，就可以了 注意：核心高并發(fā)流程不要用這種方法

9. 狀態(tài)機冪等 在設(shè)計單據(jù)相關(guān)的業(yè)務(wù)，或者是任務(wù)相關(guān)的業(yè)務(wù)，肯定會涉及到狀態(tài)機(狀態(tài)變更圖)，就是業(yè)務(wù)單據(jù)上面有個狀態(tài)，狀態(tài)在不同的情況下會發(fā)生變更，一般情況下存在有限狀態(tài)機，這時候，如果狀態(tài)機已經(jīng)處于下一個狀態(tài)，這時候來了一個上一個狀態(tài)的變更，理論上是不能夠變更的，這樣的話，保證了有限狀態(tài)機的冪等。

注意：訂單等單據(jù)類業(yè)務(wù)，存在很長的狀態(tài)流轉(zhuǎn)，一定要深刻理解狀態(tài)機，對業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計能力提高有很大幫助

10. 對外提供接口的api如何保證冪等 如銀聯(lián)提供的付款接口：需要接入商戶提交付款請求時附帶：source來源，seq序列號 source+seq在數(shù)據(jù)庫里面做唯一索引，防止多次付款，(并發(fā)時，只能處理一個請求)

重點： 對外提供接口為了支持冪等調(diào)用，接口有兩個字段必須傳，一個是來源source，一個是來源方序列號seq，這個兩個字段在提供方系統(tǒng)里面做聯(lián)合唯一索引，這樣當(dāng)?shù)谌秸{(diào)用時，先在本方系統(tǒng)里面查詢一下，是否已經(jīng)處理過，返回相應(yīng)處理結(jié)果；沒有處理過，進行相應(yīng)處理，返回結(jié)果。注意，為了冪等友好，一定要先查詢一下，是否處理過該筆業(yè)務(wù)，不查詢直接插入業(yè)務(wù)系統(tǒng)，會報錯，但實際已經(jīng)處理了。

到此，關(guān)于“JAVA的冪等性面試題有哪些”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>