一、八股文

1.一次es查询发生的事情

答：master接收到查询请求，根据负载均衡策略，并结合路由字段将查询请求转发到指定分片上，如果未指定路由字段则转发到所有索引分片（主分片和副本分片择一转发），分片上执行查询语句，从倒排索引上找到相应的document id， 然后所有分片将查询结果返回到master节点上做合并操作，拿到最终结果，最后根据文档id“回表”获取到全部文档。
注意：倒排索引上可以设置是否包含该字段值，类似于覆盖索引，这时候要判断是从倒排索引上取值更快，还是回表查询更快，这个地方涉及到一个考点：I/O次数，回表查询是一次I/O，从多个索引上取值也是多次I/O，哪种方案更快取决于I/O的次数，I/O次数少的方案更快。

2.tair如何实现的分布式锁，中间有哪些问题？

2.1 实现逻辑：

答：

实现方式：利用SETNX原子指令，利用可以唯一确定一条记录的业务key组装成唯一key，利用SETNX向唯一key上赋值，如果能赋值成功则认为获取锁成功。

2.2 如果获取到锁的线程宕掉了，没释放掉锁怎么办？

答：对tair缓存的唯一key设置超时时间，比如10秒，如果超过10秒线程还未释放锁，则自动释放。

2.3 设置超时时间，如果线程执行慢了，超过了超时时间怎么办？

答：利用看门狗机制，额外创建一个观察线程，如果执行线程快到超时时间仍未执行完毕，则主动延长超时时间。

2.4 如何释放锁？

答：tair.del(key),删除缓存的key。 

 2.5 目前有A、B两个线程，如何防止B线程误释放掉A线程加的锁？

答：SETNX给唯一key赋值时，value设置为当前线程id，释放锁时检验当前value是否为当前线程id，如果不是则抛异常，如果是则删除key。check和删除这两个操作需要保证在一个事务内，实现事务可以使用lua脚本的方式，将check和删除操作写入同一个lua脚本中， tair执行lua脚本是原子性的，从而保证事务。

2.6 tair是否会有单点故障？

答：会有单点问题，要解决单点问题可以使用REDLOCK或者REDISSION这种基于redis的分布式锁实现框架，他们利用集群的方式解决单点问题，但上面两个框架依然没办法完全保证锁的互斥性，极端情况下还是会出现不一致问题（Redlock在主从切换的瞬间获取到节点的锁），如果要求绝对一致性可以选择zookeeper或者数据库事务来保证。

2.7 除了自己实现分布式锁， 现在外界有现成的分布式锁框架吗？

答：有的，如上面提到的redlock和redission

2.8 分布式锁唤醒等待线程会造成羊群效应，如何解决？

答：维护一个有序队列，每次只唤醒队列的前3个线程。

3. redis用过吗？

3.1 redis有哪些数据结构？

答：redis有五种基本的数据结构：string、list、hash、set、zset。

3.2 zset底层是用什么数据结构实现的，插入和查询的时间复杂度是多少？

答：跳表和散列表，散列表底层是数组。插入和查找的时间复杂度都是o(logn)。

3.3 redis里的string底层是怎么实现的？

答：SDS数组结构，底层为数据加一些基本属性：

struct sdshdr{ 
  int len;//记录buf数组中已使用字节的数量 
  int free; //记录 buf 数组中未使用字节的数量 
  char buf[];//字符数组，用于保存字符串
}

3.4 redis为什么快呢？

答:

• redis是基于内存的，支持随机读写，读写复杂度为O(1)，
• redis是单线程的，没有多线程之间的切换和资源的同步、锁的竞争等耗时场景。
• redis支持的数据结构简洁，专门定制的高效的数据结构，例如压缩列表。
• 基于I/O多路复用，同步非阻塞I/O。
• 底层定制VM，零拷贝技术（MMap）减少操作系统内核态与用户态的转换。

3.5 零拷贝技术有哪些实现呢？

答：

• DMA+文件句柄拷贝（kafka）
• MMAP

3.6 redis实现一个滑动窗口可以使用什么样的数据结构？

答：

zset，利用score排序，score递增来实现窗口的滑动。

 3.7 redis set结构是如何扩容的？

答：渐进式rehash，新增数据在新数组，删改查在老数组，然后根据服务器空闲状态，批量的进行数据迁移。

4.数据库知识

４.１MySQL数据库锁有哪些呢？

答：

有乐观锁和悲观锁两大类:乐观锁有mvcc，悲观锁有全局锁、表锁、行锁、间隙锁、意向锁等。另外还有排他锁和共享锁这种概念上的分类。

4.2 数据库事务有哪些特性？MySQL是通过什么方式来实现这些特性的呢？

答：事务有四大特性：原子性、隔离性、持久性、一致性。MySQL利用undo log 实现原子性，利用redo log实现持久性和一致性，利用mvcc实现隔离性。

4.3 数据库事务有哪些隔离级别？

答：有四个隔离级别，读未提交、读已提交、可重复读、串行。读未提交会有脏读问题，读已提交不能重复读，可重复读级别有幻读问题。

4.4 mvcc能完全解决幻读吗? 

答：只靠mvcc是不能完全解决幻读的，还必须配合数据库的记录锁和间隙锁，才能完全实现可重复度。

如何加间隙锁？ SELECT FOR UPDATE

如何加记录锁（共享锁模式）？ SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE

4.5 mvcc是怎么实现的呢？

答：在记录上增加两个版本号字段，查找记录时利用版本号来筛选记录，从而实现快照读， 具体实现细节是：在聚簇索引上增加隐藏字段：当前事务id、指向undo log的指针，在undo log中记录版本链，利用自己事务id到版本链中查找符合自己版本要求的数据，从而实现读视图。

看一遍就理解：MVCC原理详解 - 知乎

4.6 MySQL行锁是如何实现的呢？

通过给索引上的索引项加锁来实现的

4.7 什么时候会出现表锁，什么时候出现行锁？

答：更新数据时未使用索引筛选数据，或者表小，更新的数据占表大部分这时候会用到表锁。如果更新的是特定的记录，比如id = 5，这个时候会用到行锁。

4.8 上面提到undo log，MySQL是如何保证undo log和bin log的一致性？

答：通过分布式事务来保证的，因为undo log是存储引擎层记录的日志，bin log是数据库服务层记录的日志，这两种日志分别属于不同的功能模块，要保证不能功能模块之间数据的一致性只能通过分布式事务，MySQL利用两段式提交的方式来实现分布式事务，利用一个协调节点向存储引擎和服务层发送信号，获取两个模块是否已就绪，如果全部就绪协调节点则发送提交信号，两个模块完成数据变更的提交动作，如果有模块未就绪，则协调节点发送回滚信号，两个模块完成数据回滚操作。

4.9 MySQL常用的存储引擎有哪些？

答：有innodb、myisam、memory、CSV等

4.10 innodb底层的数据结构是什么？

答：是B+ 树，B+ 树是一种多路查找树，同一层节点有序，兄弟叶子节点之间有双向链表，支持范围查找。非叶子存储的索引数据不存储实际数据，叶子节点存储实际数据地址。B+ 树和B树的区别是:B+树所有查询必须走到叶子节点，B树走到非叶子就能返回，B+树利用兄弟节点的双向链表支持高效的范围查询，B+树非叶子不存储数据所以一页内存可以放更多节点，减少磁盘IO。

4.11 什么是聚簇索引？

答：在同一个结构中保存索引值和数据行，并且相邻键值紧凑的存储在一起的索引结构。

4.12 MySQL写入一条数据的过程

Mysql专栏（二）Innodb数据写入过程_lvqinglou的博客-CSDN博客_mysql数据写入流程

答：

• 首先，在数据要被写入或者修改时，一定要先查找到该数据所位于的page（Mysql操控数据的最小单位），如果page没有位于buffer pool，会发生缺页中断，加载磁盘上的page到buffer pool中。
• 查找到page以后，先要保存当前数据到undo log日志中（为了事务回滚后，数据也能回滚）。
• 直接修改page上的数据（buffer pool中的脏页达到一定比例时，会进行刷盘操作），并记录
• 在redo log buffer中记录redo log日志（用于事务的持久化）。
• 如果数据库同时开启了binlog，也会触发一个rego log和binlog的二阶段提交过程。

 4.13 UUID适合做MySQL的主键id吗？为什么

答：UUID不适合做主键id，因为：

• UUID要占128位，占用太多存储空间，相比于long型字段，一页内存只能放下50%的数据，这就导致两倍的磁盘I/O，查询性能低。
• UUID是无序的，这数据写入时需要随机寻址，随机寻址对于磁盘来说是性能最低的，另外无序也会导致索引树的结构剧烈变动，不断的调整节点位置，也会导致多次I/O从而降低性能。
• 信息不安全：基于MAC地址生成UUID的算法可能会造成MAC地址泄露。

4.14 MySQL如何开启死锁检测？ 底层实现原理是什么？线上如何排查死锁？

MySQL 死锁检测 - 知乎

答： innodb_deadlock_detect=on 这个语句可以开启死锁检测，死锁检测的原理是构建一个资源的等待图，然后深度优先搜索该图，如果图中存在环则任务存在死锁。线上排查死锁的方法：select * from information_schema.innodb_trx lock waits和 show innodb status语句可以打印出当前事务的执行状态，通过分析这些信息可以得出死锁卡在哪一点上。

4.15 MySQL SELECT语句使用的两个字段都有索引，存储引擎如何选择使用哪一个呢？

MySQL多索引查询选择 - 走看看

答：查询优化器根据需要扫描的行数，是否使用临时表，是否排序等因素来选择具体使用的索引。优化器统计扫描行数的方法，统计索引基数，利用采样查几个页然后用平均值推算出总体数据量，选择扫描行数少的索引。如果order by 后的字段是索引，那么会选择这个索引，因为查询出的数据直接是有序的，不需要额外排序了。另外就是查询过程是否使用到临时表等场景。

4.16 MySQL 深翻页对性能有什么影响？如何解决？

答：深翻页会降低数据库性能，因为数据库会把前面所有的数据拉出来，然后再丢弃前n- 1页数据，最终返回第n页的数据，这个过程涉及到多次索引页的I/O，所以性能低。解决深翻页有多种方式：

• 每次查询记录上一次查询结果的最大id，然后利用这个id来筛选数据，减少页数。
• 单独建一张表，这种表里存储数据页跟id的关系，分页查询时先查关系表拿到id范围，然后再查数据

• 延迟关联inner join，利用覆盖索引来缩小数据范围。

5. Java基础知识 

5.1 解释下什么是双亲委托模型？

答：类在加载时，系统会判断当前类是否已加载，如果已加载则直接返回，如果未加载则尝试加载，在加载时，当前系统会把类加载任务委托给其父类loadClass方法进行处理，整个过程是一个递归处理的过程，最终都会交给顶层BootstrapClassLoader 加载器来加载类，之前父类无法加载相应类时才交给下一层子类来加载。

 5.2 为什么要用这种方式来加载类呢？

答：利用这种方式保证Java核心类正确加载，防止用户私自篡改Java核心类。

 5.3 有办法打破这种委托加载模型吗？

答：有的，

• 自己定义一个类加载器，重写里面的loadClass()方法。
• 在用户线程里面调用java.lang.Thread类的setContext-ClassLoader()方法，利用线程上下文类加载器来加载类。
• OSGi自定义了类加载器，当需要动态地更换一个模块的时候，就把模块连通这个模块的类加载器一起替换，从而实现了热替换

5.4 Java反射是什么含义？有哪些应用场景？

答：在运行时，任何一个类都能知道自身所有的属性和方法，将相应的字节码映射为可执行的方法和可访问的属性。应用场景有：开发通用框架、动态代理、自定义注解。

5.5 currenthashmap底层实现

答：JDK 1.7版本currenthashmap是通过分段的数组+链表实现的，整个数组分为16个段，段继承自Retrantlock，实现多线程之间修改的互斥，利用分段锁提高并发度。JDK1.8 修改了currenthashmap的底层实现，使用node数组+链表，并结合Synchronized 和CAS来保证线程安全。

5.6 CAS是什么？

答：CAS是 compare and set的缩写，是一种无锁算法，可以在不加锁的情况下实现线程间同步，不会使线程阻塞。CAS涉及到三个操作，需要操作的内存V，要比较的值A，要设置的值B，当且仅当V处的值等于A时，才将V处设置为新值B，失败后通过自旋来重试。

5.7 CAS有什么问题呢？

答：

• ABA问题。
• 自旋消耗CPU资源。
• 只能保证单个变量操作的原子性，无法保证多个变量操作的原子性。

5.8 CAS底层是如何实现的？ 

答：有两种方式：锁总线和锁内存