JAVA基础学习思维导图模板_ProcessOn思维导图、流程图

限流算法

窗口算法

滑动窗口算法

漏桶算法

令牌桶算法

RateLimiter的实现原理

分布式

分布式锁的实现原理

redisson原理

设计模式

单例模式

代理模式

MySQL

mysql索引原理

B+树

树节点存储索引，单节点可存储更多索引

叶子结点存放数据

叶子结点用链表连接，有序

数据库引擎

MyIsam

查询效率高

不支持事务

支持表锁

非聚集索引

.frm

创建表的语句

.myi

表里面的索引文件（myisam index）

.myd

表里面的数据文件（myisam data）

叶子结点存储数据的物理地址

InnoDB

查询较Myisam低，增删改效率高

支持事务

表锁

行锁

聚集索引

.frm

创建表的语句

.idb

表里面的数据+索引文件

主键B+树叶子结点存储数据，其他索引B+树叶子结点存储主键Key

为什么不建议在sql中加order by

如果最终的结果集是以order by字段为条件筛选的，将order by字段加入索引，并放在索引中正确的位置，会有明显的性能提升

order by字段需要是非空的属性，否则会无效。

对于 a=1 or b=2 or c<3 类似的where 语句如何优化

使用union？？

https://www.runoob.com/mysql/mysql-union-operation.html

事务

ACID

原子性（Atomicity，或称不可分割性）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation，又称独立性）、持久性（Durability）

事务控制语句

BEGIN 或 START TRANSACTION 显式地开启一个事务；

COMMIT 也可以使用 COMMIT WORK，不过二者是等价的。COMMIT 会提交事务，并使已对数据库进行的所有修改成为永久性的；

ROLLBACK 也可以使用 ROLLBACK WORK，不过二者是等价的。回滚会结束用户的事务，并撤销正在进行的所有未提交的修改；

SAVEPOINT identifier，SAVEPOINT 允许在事务中创建一个保存点，一个事务中可以有多个 SAVEPOINT；

RELEASE SAVEPOINT identifier 删除一个事务的保存点，当没有指定的保存点时，执行该语句会抛出一个异常；

ROLLBACK TO identifier 把事务回滚到标记点；

SET TRANSACTION 用来设置事务的隔离级别。InnoDB 存储引擎提供事务的隔离级别有READ UNCOMMITTED、READ COMMITTED、REPEATABLE READ 和 SERIALIZABLE。

隔离级别

表锁

表共享读锁（Table Read Lock）

表独占写锁（Table Write Lock）

行锁（InnoDB）

共享锁（S）：允许一个事务去读一行，阻止其他事务获得相同数据集的排他锁。

SELECT * FROM table_name WHERE ... LOCK IN SHARE MODE

排他锁（X)：允许获得排他锁的事务更新数据，阻止其他事务取得相同数据集的共享读锁和排他写锁。另外，为了允许行锁和表锁共存，实现多粒度锁机制，InnoDB还有两种内部使用的意向锁（Intention Locks），这两种意向锁都是表锁。

SELECT * FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE

意向共享锁（IS）：事务打算给数据行加行共享锁，事务在给一个数据行加共享锁前必须先取得该表的IS锁。

意向排他锁（IX）：事务打算给数据行加行排他锁，事务在给一个数据行加排他锁前必须先取得该表的IX锁。

Redis

redis数据结构

集群高可用如何保证

宕机的服务器恢复后还能继续作为leader吗

哨兵机制

击穿雪崩

JAVA基础

集合

常见的集合类

实现关系

List

ArrayList

数组

有序

LinkedList

有序

链表

Vector

有序

数组

线程安全，synchronized 实现

Set

HashSet

无序

使用Hash表

LinkedHashSet

有序

hash表和链表结构

HashSet+LinkedHashMap

TreeSet

有序

通过TreeMap实现

底层结构为红黑树

Map

HashMap

无序

数组+链表+红黑树

Java8以前是数组 + 链表

当链表长度大于8时，转为红黑树

ConcurrentHashMap

无序

线程安全

java7 分段锁（Segment）

继承ReentrantLock（可重入锁）

ReentrantLock+Segment+HashEntry

java8 cas

使用volatile修饰 value 和 next

synchronized+CAS+HashEntry+红黑树

HashTable

线程安全

synchronized实现

效率较ConcurrentHashMap低

key和value不能为null

TreeMap

有序，可重写排序

LinkedHashMap

继承HashMap

哪些是线程安全的

Vector

HashTable

ConcurrentHashMap

Stack

继承Vector

数组链表的差别

hashTable和ConcurrentHashMap

如何保证线程安全的

HashTable使用 synchronized锁

ConcurentHashMap CAS

实现和区别是什么

hashMap的实现原理

hashmap为什么o（1）查询

hashcode数组

插入操作

多线程

线程

继承Thread

实现Runable

实现Callable

有返回值Future

线程的生命周期

New 新建状态

Runable 就绪

调用start（）方法后，JVM会创建方法调用栈和程序计数器，等待调度运行

Running 运行

获得CPU，开始执行run()方法

Blocked 阻塞

wait

释放锁

lock

sleep

不释放锁

join

Dead 死亡

终止线程的几种方式

程序正常结束

interrupt

stop

线程池

线程池的种类

newCachedThreadPool

创建一个可根据需要创建新线程的线程池，但是在以前构造的线程可用时将重用它们。对于执行

很多短期异步任务的程序而言，这些线程池通常可提高程序性能。调用 execute 将重用以前构造

的线程（如果线程可用）。如果现有线程没有可用的，则创建一个新线程并添加到池中。终止并

从缓存中移除那些已有 60 秒钟未被使用的线程。因此，长时间保持空闲的线程池不会使用任何资

源。

newFixedThreadPool

创建一个可重用固定线程数的线程池，以共享的无界队列方式来运行这些线程。在任意点，在大

多数 nThreads 线程会处于处理任务的活动状态。如果在所有线程处于活动状态时提交附加任务，

则在有可用线程之前，附加任务将在队列中等待。如果在关闭前的执行期间由于失败而导致任何

线程终止，那么一个新线程将代替它执行后续的任务（如果需要）。在某个线程被显式地关闭之

前，池中的线程将一直存在。

newScheduledThreadPool

创建一个线程池，它可安排在给定延迟后运行命令或者定期地执行。

newSingleThreadExecutor

Executors.newSingleThreadExecutor()返回一个线程池（这个线程池只有一个线程）,这个线程

池可以在线程死后（或发生异常时）重新启动一个线程来替代原来的线程继续执行下去！

线程池的核心参数

CorePoolSize

核心线程数

核心线程会一直存活，及时没有任务需要执行

当线程数小于核心线程数时，即使有线程空闲，线程池也会优先创建新线程处理

设置allowCoreThreadTimeout=true（默认false）时，核心线程会超时关闭

queueCapacity

任务队列容量（阻塞队列）

当核心线程数达到最大时，新任务会放在队列中排队等待执行

maxPoolSize

最大线程数

当线程数>=corePoolSize，且任务队列已满时。线程池会创建新线程来处理任务

当线程数=maxPoolSize，且任务队列已满时，线程池会拒绝处理任务而抛出异常(默认）

keepAliveTime

线程存活时间

当线程空闲时间达到keepAliveTime时，线程会退出，直到线程数量=corePoolSize

如果allowCoreThreadTimeout=true，则会直到线程数量=0

allowCoreThreadTimeout

允许核心线程超时

rejectedExecutionHandler

两种情况会拒绝处理任务：

当线程数已经达到maxPoolSize，切队列已满，会拒绝新任务

当线程池被调用shutdown()后，会等待线程池里的任务执行完毕，再shutdown。如果在调用shutdown()和线程池真正shutdown之间提交任务，会拒绝新任务

线程池会调用rejectedExecutionHandler来处理这个任务。如果没有设置默认是AbortPolicy，会抛出异常

ThreadPoolExecutor类有几个内部实现类来处理这类情况：

AbortPolicy 丢弃任务，抛运行时异常

CallerRunsPolicy 执行任务

DiscardPolicy 忽视，什么都不会发生

DiscardOldestPolicy 从队列中踢出最先进入队列（最后一个执行）的任务

实现RejectedExecutionHandler接口，可自定义处理器

如何设置

需要根据几个值来决定

tasks ：每秒的任务数，假设为500~1000

taskcost：每个任务花费时间，假设为0.1s

responsetime：系统允许容忍的最大响应时间，假设为1s

做几个计算

corePoolSize = 每秒需要多少个线程处理？

threadcount = tasks/(1/taskcost) =tasks*taskcout = (500~1000)*0.1 = 50~100 个线程。corePoolSize设置应该大于50

根据8020原则，如果80%的每秒任务数小于800，那么corePoolSize设置为80即可

queueCapacity = (coreSizePool/taskcost)*responsetime

计算可得 queueCapacity = 80/0.1*1 = 800。意思是队列里的线程可以等待1s，超过了的需要新开线程来执行

切记不能设置为Integer.MAX_VALUE，这样队列会很大，线程数只会保持在corePoolSize大小，当任务陡增时，不能新开线程来执行，响应时间会随之陡增。

maxPoolSize = (max(tasks)- queueCapacity)/(1/taskcost)

计算可得 maxPoolSize = (1000-800)/10 = 2000

（最大任务数-队列容量）/每个线程每秒处理能力 = 最大线程数

rejectedExecutionHandler

根据具体情况来决定，任务不重要可丢弃，任务重要则要利用一些缓冲机制来处理

keepAliveTime和allowCoreThreadTimeout采用默认通常能满足

线程池的工作流程

分支主题

常见的池化技术和优点

线程池

内存池

优点

减少内存碎片

提高内存使用频率

缺点

造成内存浪费

数据库连接池

HttpClient连接池

JVM

jvm分区

分支主题

子主题 2

类加载机制，类只能从Class文件加载吗

启动类加载器

扩展类加载器

系统类加载器

自定义加载器，继承ClassLoader

JVM内存调优

-Xms 初始堆大小，默认物理内存的1/64 -Xms512M

-Xmx 最大堆大小，默认物理内存的1/4 -Xms2G

-Xmn 新生代内存大小，官方推荐为整个堆的3/8 -Xmn512M

-Xss 线程堆栈大小，jdk1.5及之后默认1M，之前默认256k -Xss512k

-XX:NewRatio=n 设置新生代和年老代的比值。如:为3，表示年轻代与年老代比值为1：3，年轻代占整个年轻代年老代和的1/4 -XX:NewRatio=3

-XX:SurvivorRatio=n 年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如:8，表示Eden：Survivor=6:1:1，一个Survivor区占整个年轻代的1/8 -XX:SurvivorRatio=8

-XX:PermSize=n 永久代初始值，默认为物理内存的1/64 -XX:PermSize=128M

-XX:MaxPermSize=n 永久代最大值，默认为物理内存的1/4 -XX:MaxPermSize=256M

-verbose:class 在控制台打印类加载信息

-verbose:gc 在控制台打印垃圾回收日志

-XX:+PrintGC 打印GC日志，内容简单

-XX:+PrintGCDetails 打印GC日志，内容详细

-XX:+PrintGCDateStamps 在GC日志中添加时间戳

-Xloggc:filename 指定gc日志路径 -Xloggc:/data/jvm/gc.log

-XX:+UseSerialGC 年轻代设置串行收集器Serial

-XX:+UseParallelGC 年轻代设置并行收集器Parallel Scavenge

-XX:ParallelGCThreads=n 设置Parallel Scavenge收集时使用的CPU数。并行收集线程数。 -XX:ParallelGCThreads=4

-XX:MaxGCPauseMillis=n 设置Parallel Scavenge回收的最大时间(毫秒) -XX:MaxGCPauseMillis=100

-XX:GCTimeRatio=n 设置Parallel Scavenge垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n) -XX:GCTimeRatio=19

-XX:+UseParallelOldGC 设置老年代为并行收集器ParallelOld收集器

-XX:+UseConcMarkSweepGC 设置老年代并发收集器CMS

-XX:+CMSIncrementalMode 设置CMS收集器为增量模式，适用于单CPU情况。

GC

怎么判断对象死亡

计数法

存在循环依赖的问题

根搜索算法

通过一系列的“GC roots” 对象作为起点搜索。如果在“GC roots”和一个对象之间没有可达路径，则称该对象是不可达的。要注意的是，不可达对象不等价于可回收对象，不可达对象变为可回收对象至少要经过两次标记过程。两次标记后仍然是可回收对象，则将面临回收。

垃圾收集算法

标记清除

复制

标记整理

JMM

Java Memory Model
java内存模型

JavaWeb

网络

Http和Https的区别

　　1、https协议需要到ca申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。

　　2、http是超文本传输协议，信息是明文传输，https则是具有安全性的ssl加密传输协议。

　　3、http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。

　　4、http的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全。

Https是如何保证安全的

工作原理

　　（1）客户使用https的URL访问Web服务器，要求与Web服务器建立SSL连接。

　　（2）Web服务器收到客户端请求后，会将网站的证书信息（证书中包含公钥）传送一份给客户端。

　　（3）客户端的浏览器与Web服务器开始协商SSL连接的安全等级，也就是信息加密的等级。

　　（4）客户端的浏览器根据双方同意的安全等级，建立会话密钥，然后利用网站的公钥将会话密钥加密，并传送给网站。

　　（5）Web服务器利用自己的私钥解密出会话密钥。

　　（6）Web服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信。

优点

　　（1）使用HTTPS协议可认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器；

　　（2）HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比http协议安全，可防止数据在传输过程中不被窃取、改变，确保数据的完整性。

　　（3）HTTPS是现行架构下最安全的解决方案，虽然不是绝对安全，但它大幅增加了中间人攻击的成本。

　　（4）谷歌曾在2014年8月份调整搜索引擎算法，并称“比起同等HTTP网站，采用HTTPS加密的网站在搜索结果中的排名将会更高”。

Mqtt协议相关

http访问网页的具体过程

输入地址

浏览器查找域名的IP

浏览器携带IP地址向Web服务器发起HTTP请求

服务器的永久重定向响应

发出新的请求（重定向）

服务器主机处理

Web应用服务器处理http请求

浏览器处理并显示html文件

dns解析的过程

递归解析

迭代解析

三次握手

非对称加密

请求头？如何设置过期时间

混合加密

是将对称密码和公钥密码的优势相结合的方法，解决了公钥密码速度慢的问题，并通过公钥密码解决了对称密码的密钥配送问题。网络上的密码通信所用的SSL/TLS都运用了混合密码系统。

会话密钥（session key）

加密步骤（发送消息）

首先，消息发送者要拥有消息接收者的公钥

生成会话密钥，作为对称密码的密钥，加密消息

用消息接收者的公钥，加密会话密钥

将前2步生成的加密结果，一并发给消息接收者

发送出去的内容包括

用会话密钥加密的消息（加密方法：对称密码）

用公钥加密的会话密钥（加密方法：公钥密码）

解密步骤（收到消息）

消息接收者用自己的私钥解密出会话密钥

再用第1步解密出来的会话密钥，解密消息

混合加密

对称加密AEC

缺点

无法很好的解决秘钥配送的优缺点

非对称加密RSA

缺点

加密与解密速度比较慢

Session和Cookie

JWT

jwt原理

jwt数据格式

Spirng

一个轻量级的控制反转（IOC）和面向切面（AOP）的企业级容器框架

大小和开销两方面都是轻量级的

通过IO技术达到松耦合

提供了面向切面编程的丰富支持，使得系统服务和业务逻辑进行分离，达到内聚性的开发

包含并管理应用对象（Bean）的配置和生命周期

将简单的组件配置、组合成复杂的应用

BeanFactory 和 ApplicationContext

ApplicationContext

BeanFactory的子接口

继承MessageSource，支持国际化

统一资源文件的访问方式

提供在监听器中注册Bean的事件

同时加载多个配置文件

载入多个（有继承关系）上下文，使得每一个上下文都专注于一个特定的层次，比如应用web层

容器启动时，一次性创建所有bean

可以以声明的方式创建，如使用ContextLoader

BeanFactory

采用延迟加载的方式注入bean，调用getBean()时注入bean

通常以编程的方式被创建

Bean的生命周期

解析类得到BeanDefinition

如果有多个构造方法，则要推断构造方法

确定好构造方法后，进行实例化得到一个对象

对对象中加了@Autowired注解的属性进行填充

回调Aware方法，比如BeanNameAware，BeanFactoryAware

调用BeanPostProccessor的初始化前的方法

调用初始化方法

调用BeanPostProccessor的初始化后方法，在这里进行AOP

如果当前创建的bean是单例的，则放入单例池

使用bean

Spring容器关闭时调用DisposableBean中的destory()方法

Bean的作用域

singletion

默认，每个容器中只有一个bean的实例

由BeanFactory自身来维护

生命周期与Spring IO容器一致

prototype

为每一个bean请求提供一个实例

在每次注入时都会创建一个新的对象

request

bean被定义为在每个http请求中创建一个单例对象

在单个请求中都会复用这一单例对象

请求结束后，实例回收

session

与request范围类似，确保每个session中有一个bean实例，在session过期后，bean会随之消失

application

bean被定义为在SevletContext的生命周期中复用一个单例对象

websocket

bean被定义为在websocket的生命周期中复用一个单例对象

global-session

全局作用域

基本不用

单例Bean是线程安全的吗

不是线程安全的

有状态需要处理线程安全问题

可以使用ThreadLocal

加锁

使用了哪些设计模式

简单工厂

BeanFactory

工厂方法

FactoryBean

单例模式

适配器模式

**HandlerAdapter

装饰器模式

wrapper

decorator

动态代理

观察者模式

listener

事件驱动模型

策略模式

资源访问Resource接口

@Autowired和@Resource

工作原理

Springboot

springboot 自动装配原理