Offer来了：Java面试核心知识点精讲（原理篇）

编辑推荐

　　精讲Java面试必需的JVM原理、Java基础、并发编程、数据结构和算法、网络与负载均衡、数据库与分布式事务、分布式缓存原理及应用、设计模式原理及实现

内容简介

　　本书详细介绍了Java架构师在BAT和移动互联网公司面试中常被问及的核心知识，内容详细而简洁，力求用最简单的语言说透每个知识点的核心问题。本书和市场上类似的书最大的区别在与不拖泥带水，力求精简。对Java基础概念笔者认为作为高级Java研发工程师或者架构师均已了解，因此不做过多的解释，以免分散读者对难点的理解。因为在一般高级职位的面试中要求面试管在2个小时内对面试人员做全面的知识结构的了解，如果面试者回答问题拖泥带水不能直击问题本质，很难在短暂时间内完成作答，最后影响面试结果。
　　本书主要包括JVM原理、Java集合、Java多并发编程、Java基础知识、Spring原理、微服务原理和应用、Netty和RPC、网络架构、日志框架、负载均衡、数据库理论和应用、常用一致性算法、Java常用数据结构、Java常用算法、常用加解密算法、分布式缓存常见问题及解决方案、ZooKeepr、Kafka、Rebbitmq、Storm、HBase、Cassandra、Hadoop、Spark、云计算概念。 对于Java基础知识本书以介绍核心知识为主，常用概念不做过多赘述。对于应用部分，如Spring，ZooKeeper、Kafka等本书以讲解原理为主，因为大部分工程师在项目中都用过，但是对其原理不是很了解，导致面试中被来应该知道的问题不能做到系统的回答。

作者简介

　　本书详细介绍了Java架构师在BAT和移动互联网公司面试中常被问及的核心知识，内容详细而简洁，力求用最简单的语言说透每个知识点的核心问题。本书和市场上类似的书最大的区别在与不拖泥带水，力求精简。对Java基础概念笔者认为作为高级Java研发工程师或者架构师均已了解，因此不做过多的解释，以免分散读者对难点的理解。因为在一般高级职位的面试中要求面试管在2个小时内对面试人员做全面的知识结构的了解，如果面试者回答问题拖泥带水不能直击问题本质，很难在短暂时间内完成作答，最后影响面试结果。
　　本书主要包括JVM原理、Java集合、Java多并发编程、Java基础知识、Spring原理、微服务原理和应用、Netty和RPC、网络架构、日志框架、负载均衡、数据库理论和应用、常用一致性算法、Java常用数据结构、Java常用算法、常用加解密算法、分布式缓存常见问题及解决方案、ZooKeepr、Kafka、Rebbitmq、Storm、HBase、Cassandra、Hadoop、Spark、云计算概念。 对于Java基础知识本书以介绍核心知识为主，常用概念不做过多赘述。对于应用部分，如Spring，ZooKeeper、Kafka等本书以讲解原理为主，因为大部分工程师在项目中都用过，但是对其原理不是很了解，导致面试中被来应该知道的问题不能做到系统的回答。

前言

　　本书是对Java程序员面试必备知识点的总结，详细讲解了JVM原理、多线程、数据结构和算法、分布式缓存、设计模式等内容，希望读者能通过阅读本书对Java的基础原理有更深入、全面的理解。
　　面试官通常会在短短两小时内对面试者的知识结构进行全面了解，面试者在回答问题时如果拖泥带水且不能直击问题的本质，则很难充分表现自己，最终影响面试结果。针对这种情况，本书在讲解知识点时不拖泥带水，力求精简，详细介绍了Java程序员面试时常被问及的核心知识点。
　　章节架构
　　本书共9章，各章所讲内容如下。
　　第1章讲解JVM原理，涉及JVM运行机制、JVM内存模型、常用垃圾回收算法和JVM类加载机制等内容。
　　第2章讲解Java基础知识，涉及集合、异常分类及处理、反射、注解、内部类、泛型和序列化等内容。
　　第3章讲解Java并发编程知识，涉及Java多线程的工作原理及应用、Java线程池的工作原理及应用，以及锁、进程调度算法等内容。
　　第4章讲解数据结构知识，涉及栈、队列、链表、散列表、二叉树、红黑树、图和位图等内容。
　　第5章讲解Java中的常用算法，涉及二分查找、冒泡排序、插入排序、快速排序、希尔排序、归并排序、桶排序、基数排序等算法。
　　第6章讲解网络与负载均衡原理，涉及TCP/IP、HTTP、常用负载均衡算法和LVS原理等内容。
　　第7章讲解数据库及分布式事务原理，涉及数据库存储引擎、数据库并发操作和锁、数据库分布式事务等内容。
　　第8章讲解分布式缓存的原理及应用，涉及分布式缓存介绍、Ehcache原理及应用、Redis原理及应用、分布式缓存设计的核心问题等内容。
　　第9章讲解设计模式，涉及常见的23种经典设计模式。
　　阅读建议
　　本书目录细致，建议读者在阅读本书之后以目录作为参考温故而知新，达到融会贯通的目的。建议读者花3周进行细读，详细理解书中的知识点、代码和架构图；再花两天进行复习，对着目录回忆知识点，对想不起来的部分及时查漏补缺；在面试前再花3小时进行复习，以充分掌握本书知识点。这样，读者就能对书中每个知识点的广度和深度理解更充分，在面试时胸有成竹、百战不殆。
　　致谢
　　感谢电子工业出版社博文视点的张国霞编辑，她的鼓励和引导对本书的写作和出版有很大的帮助；感谢王晓栋，是他关注并向编辑提出了本书的出版价值。
　　写技术书籍是很耗费精力的，笔者常常因为一行代码或者一张图能否准确表达含义而思考再三。出于工作的原因，笔者只能在晚上和周末写作，写作难度很大，所以十分感谢妻子张艳娇女士，没有她的鼓励和支持，本书很难顺利出版；也十分感谢家人和朋友在工作和生活中对笔者的关心和帮助。

精彩书摘

　　1.1 JVM的运行机制
　　JVM（Java Virtual Machine）是用于运行Java字节码的虚拟机，包括一套字节码指令集、一组程序寄存器、一个虚拟机栈、一个虚拟机堆、一个方法区和一个垃圾回收器。JVM运行在操作系统之上，不与硬件设备直接交互。
　　Java源文件在通过编译器之后被编译成相应的.Class文件（字节码文件），.Class文件又被JVM中的解释器编译成机器码在不同的操作系统（Windows、Linux、Mac）上运行。每种操作系统的解释器都是不同的，但基于解释器实现的虚拟机是相同的，这也是Java能够跨平台的原因。在一个Java进程开始运行后，虚拟机就开始实例化了，有多个进程启动就会实例化多个虚拟机实例。进程退出或者关闭，则虚拟机实例消亡，在多个虚拟机实例之间不能共享数据。
　　Java程序的具体运行过程如下。
　　（1）Java源文件被编译器编译成字节码文件。
　　（2）JVM将字节码文件编译成相应操作系统的机器码。
　　（3）机器码调用相应操作系统的本地方法库执行相应的方法。
　　Java虚拟机包括一个类加载器子系统（Class Loader SubSystem）、运行时数据区（Runtime Data Area）、执行引擎和本地接口库（Native Interface Library）。本地接口库通过调用本地方法库（Native Method Library）与操作系统交互，如图1-1所示。
　　其中：
　　◎ 类加载器子系统用于将编译好的.Class文件加载到JVM中；
　　◎ 运行时数据区用于存储在JVM运行过程中产生的数据，包括程序计数器、方法区、本地方法区、虚拟机栈和虚拟机堆；
　　◎ 执行引擎包括即时编译器和垃圾回收器，即时编译器用于将Java字节码编译成具体的机器码，垃圾回收器用于回收在运行过程中不再使用的对象；
　　◎ 本地接口库用于调用操作系统的本地方法库完成具体的指令操作。
　　1.2 多线程
　　在多核操作系统上，JVM允许在一个进程内同时并发执行多个线程。JVM中的线程与操作系统中的线程是相互对应的，在JVM线程的本地存储、缓冲区分配、同步对象、栈、程序计数器等准备工作都完成时，JVM会调用操作系统的接口创建一个与之对应的原生线程；在JVM线程运行结束时，原生线程随之被回收。操作系统负责调度所有线程，并为其分配CPU时间片，在原生线程初始化完毕时，就会调用Java线程的run()执行该线程；在线程结束时，会释放原生线程和Java线程所对应的资源。
　　在JVM后台运行的线程主要有以下几个。
　　◎ 虚拟机线程（JVMThread）：虚拟机线程在JVM到达安全点（SafePoint）时出现。
　　◎ 周期性任务线程：通过定时器调度线程来实现周期性操作的执行。
　　◎ GC线程：GC线程支持JVM中不同的垃圾回收活动。
　　◎ 编译器线程：编译器线程在运行时将字节码动态编译成本地平台机器码，是JVM跨平台的具体实现。
　　◎ 信号分发线程：接收发送到JVM的信号并调用JVM方法。

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