蚂蚁金服电话面试

今天把项目上线了，终于有一天早下班，在地铁上就接到蚂蚁金服的面试电话，猝不及防，在地铁上不方便，我就让他在十分钟后打电话给我。
十分钟后匆匆忙忙稍微找了个比较安静，其实也不安静的地方，面试官打电话给我了。
首先他自我介绍了一下，然后开始问问题了。

1、object里面有什么方法？

2、wait和sleep和await的区别？

wait和sleep的区别

• 参考
• （来源）这两个方法来自不同的类分别是Thread和Object
• （是否释放锁）最主要是sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁，使得其他线程可以使用同步控制块或者方法(锁代码块和方法锁)
• （使用范围）wait，notify和notifyAll只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而sleep可以在任何地方使用(使用范围)
• （异常）sleep必须捕获异常，而wait，notify和notifyAll不需要捕获异常
• （功能）sleep方法属于Thread类中方法，表示让一个线程进入睡眠状态，等待一定的时间之后，自动醒来进入到可运行状态，不会马上进入运行状态，因为线程调度机制恢复线程的运行也需要时间，一个线程对象调用了sleep方法之后，并不会释放他所持有的所有对象锁，所以也就不会影响其他进程对象的运行。但在sleep的过程中过程中有可能被其他对象调用它的interrupt(),产生InterruptedException异常，如果你的程序不捕获这个异常，线程就会异常终止，进入TERMINATED状态，如果你的程序捕获了这个异常，那么程序就会继续执行catch语句块(可能还有finally语句块)以及以后的代码。
• 注意sleep()方法是一个静态方法，也就是说他只对当前对象有效，通过t.sleep()让t对象进入sleep，这样的做法是错误的，它只会是使当前线程被sleep 而不是t线程
• （如何唤醒）wait属于Object的成员方法，一旦一个对象调用了wait方法，必须要采用notify()和notifyAll()方法唤醒该进程;如果线程拥有某个或某些对象的同步锁，那么在调用了wait()后，这个线程就会释放它持有的所有同步资源，而不限于这个被调用了wait()方法的对象。wait()方法也同样会在wait的过程中有可能被其他对象调用interrupt()方法而产生 InterruptedException异常.
• 如果线程A希望立即结束线程B，则可以对线程B对应的Thread实例调用interrupt方法。如果此刻线程B正在wait/sleep/join，则线程B会立刻抛出InterruptedException，在catch() {} 中直接return即可安全地结束线程。
• 需要注意的是，InterruptedException是线程自己从内部抛出的，并不是interrupt()方法抛出的。对某一线程调用interrupt()时，如果该线程正在执行普通的代码，那么该线程根本就不会抛出InterruptedException。但是，一旦该线程进入到wait()/sleep()/join()后，就会立刻抛出InterruptedException。
• （使用范围）wait()和notify()因为会对对象的“锁标志”进行操作，所以它们必须在synchronized函数或synchronized block中进行调用。如果在non-synchronized函数或non-synchronizedblock中进行调用，虽然能编译通过，但在运行时会发生illegalMonitorStateException的异常。
  • yield方法 暂停当前正在执行的线程对象。
    yield()方法是停止当前线程，让同等优先权的线程或更高优先级的线程有执行的机会。如果没有的话，那么yield()方法将不会起作用，并且由可执行状态后马上又被执行。 join方法是用于在某一个线程的执行过程中调用另一个线程执行，等到被调用的线程执行结束后，再继续执行当前线程。如：t.join();//主要用于等待t线程运行结束，若无此句，main则会执行完毕，导致结果不可预测。

wait和await的区别

在使用Lock之前，我们都使用Object 的wait和notify实现同步的。举例来说，一个producer和consumer，consumer发现没有东西了，等待，produer生成东西了，唤醒。

线程consumer	线程producer
synchronize(obj){ //没东西了，等待 obj.wait(); }	synchronize(obj){ //有东西了，唤醒 bj.notify(); }

有了lock后，世道变了，现在是：

线程consumer	线程producer
lock.lock(); condition.await(); lock.unlock();	lock.lock(); condition.signal(); lock.unlock();

为了突出区别，省略了若干细节。区别有三点：

1. lock不再用synchronize把同步代码包装起来；
2. 阻塞需要另外一个对象condition；
3. 同步和唤醒的对象是condition而不是lock，对应的方法是await和signal，而不是wait和notify
   为什么需要使用condition呢？简单一句话，lock更灵活。以前的方式只能有一个等待队列，在实际应用时可能需要多个，比如读和写。为了这个灵活性，lock将同步互斥控制和等待队列分离开来，互斥保证在某个时刻只有一个线程访问临界区（lock自己完成），等待队列负责保存被阻塞的线程（condition完成）。

通过查看ReentrantLock的源代码发现，condition其实是等待队列的一个管理者，condition确保阻塞的对象按顺序被唤醒。

1.object.wait()

使用方法:

线程A:

synchronized(obj){

obj.wait(); //此时当前线程释放obj锁，进入[等待状态]，等待其他线程执行obj.notify()时才有可能执行（有可能执行的意思可能有多个线程执行了wait）

A do something

}

线程C:

synchronized(obj){

obj.wait(); //此时当前线程释放obj锁，进入[等待状态]，等待其他线程执行obj.notify()时才有可能执行（有可能执行的意思可能有多个线程执行了wait）

C do something

}

线程B:

synchronized(obj){

obj.notify(); //此时当前线程释放obj锁，随机唤醒一个处于等待状态的线程，继续执行wait后面的程序。

}

假设三个线程执行顺序

线程A–>线程C–>线程B //没毛病，因为wait后是释放了锁的

所以问题来了：等待的线程中有A和C, B notify后，只会唤醒其中一个执行(notifyAll同样只有一个执行)；假如我们的需求是想让A线程执行，那么这种object的方式是无法控制的

2.所以condition来了

使用方法：注意condition是依赖ReentrantLock

ReentrantLock lock = new ReentrantLock(true);

Condition aCondition = reentrantLock.newCondition();

Condition cCondition = reentrantLock.newCondition();

线程A:

{

lock.lock();

aCondition.await(); //此时当前线程释放lock锁，进入[等待状态]，等待其他线程执行aCondition.signal()时才有可能执行

A do something

lock.unlock();

}

线程C:

{

lock.lock();

cCondition.await();

do something

lock.unlock();

}

线程B:

{

lock.lock();

aCondition.signal(); //此时当前线程释放lock锁，随机唤醒一个处于等待状态等待aCondition的线程，继续执行await后面的程序。

//cCondition.signal(); ////此时当前线程释放lock锁，随机唤醒一个处于等待状态等待cCondition的线程，继续执行await后面的程序。

lock.unlock();

}

所以通过condition与object进行线程通信的区别已经很明显了，condition更加灵活。

个人理解，本质上来讲：

多线程环境的下，线程直接的互斥[执行]依靠的应该是锁Lock，线程的之间的[通信]依靠的应该是条件Condition/信号，一般情况下lock确实可以同时满足做这两个事情，所以在Object的方式满足了这个一般情况，但是肯定会有复杂的场景比如刚才例子中，需要让满足一定条件的线程执行，仅仅依靠锁是不能完美解决的。所以condition实际上分离了执行和通信。

3、join和yield的区别？

yield()方法是停止当前线程，让同等优先权的线程或更高优先级的线程有执行的机会。如果没有的话，那么yield()方法将不会起作用，并且由可执行状态后马上又被执行。 join方法是用于在某一个线程的执行过程中调用另一个线程执行，等到被调用的线程执行结束后，再继续执行当前线程。如：t.join();//主要用于等待t线程运行结束，若无此句，main则会执行完毕，导致结果不可预测。

4、什么时候用synchronized什么时候用lock

synchronized原语和ReentrantLock在一般情况下没有什么区别，但是在非常复杂的同步应用中，请考虑使用ReentrantLock，特别是遇到下面2种需求的时候。
1.(响应中断)某个线程在等待一个锁的控制权的这段时间需要中断
2.（多线程交互）需要分开处理一些wait-notify，ReentrantLock里面的Condition应用，能够控制notify哪个线程
3.（公平锁和非公平锁（效率高））具有公平锁功能，每个到来的线程都将排队等候
https://blog.csdn.net/weixin_44578690/article/details/86624002#synchronizedlock_27

5、synchronized的原理

https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/72828483#synchronized底层语义原理
同步代码块是使用monitorenter和monitorexit指令实现的，同步方法（在这看不出来需要看JVM底层实现）依靠的是方法修饰符上的ACC_SYNCHRONIZED实现
同步语句块的实现使用的是monitorenter 和 monitorexit 指令，其中monitorenter指令指向同步代码块的开始位置，monitorexit指令则指明同步代码块的结束位置，当执行monitorenter指令时，当前线程将试图获取 objectref(即对象锁) 所对应的 monitor 的持有权，当 objectref 的 monitor 的进入计数器为 0，那线程可以成功取得 monitor，并将计数器值设置为 1，取锁成功。如果当前线程已经拥有 objectref 的 monitor 的持有权，那它可以重入这个 monitor (关于重入性稍后会分析)，重入时计数器的值也会加 1。倘若其他线程已经拥有 objectref 的 monitor 的所有权，那当前线程将被阻塞，直到正在执行线程执行完毕，即monitorexit指令被执行，执行线程将释放 monitor(锁)并设置计数器值为0 ，其他线程将有机会持有 monitor 。值得注意的是编译器将会确保无论方法通过何种方式完成，方法中调用过的每条 monitorenter 指令都有执行其对应 monitorexit 指令，而无论这个方法是正常结束还是异常结束。为了保证在方法异常完成时 monitorenter 和 monitorexit 指令依然可以正确配对执行，编译器会自动产生一个异常处理器，这个异常处理器声明可处理所有的异常，它的目的就是用来执行 monitorexit 指令。从字节码中也可以看出多了一个monitorexit指令，它就是异常结束时被执行的释放monitor 的指令。
方法级的同步是隐式，即无需通过字节码指令来控制的，它实现在方法调用和返回操作之中。JVM可以从方法常量池中的方法表结构(method_info Structure) 中的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志区分一个方法是否同步方法。当方法调用时，调用指令将会 检查方法的 ACC_SYNCHRONIZED 访问标志是否被设置，如果设置了，执行线程将先持有monitor（虚拟机规范中用的是管程一词）， 然后再执行方法，最后再方法完成(无论是正常完成还是非正常完成)时释放monitor。在方法执行期间，执行线程持有了monitor，其他任何线程都无法再获得同一个monitor。如果一个同步方法执行期间抛 出了异常，并且在方法内部无法处理此异常，那这个同步方法所持有的monitor将在异常抛到同步方法之外时自动释放。
这便是synchronized锁在同步代码块和同步方法上实现的基本原理。同时我们还必须注意到的是在Java早期版本中，synchronized属于重量级锁，效率低下，因为监视器锁（monitor）是依赖于底层的操作系统的Mutex Lock来实现的，而操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到核心态，这个状态之间的转换需要相对比较长的时间，时间成本相对较高，这也是为什么早期的synchronized效率低的原因。庆幸的是在Java 6之后Java官方对从JVM层面对synchronized较大优化，所以现在的synchronized锁效率也优化得很不错了，Java 6之后，为了减少获得锁和释放锁所带来的性能消耗，引入了轻量级锁和偏向锁，接下来我们将简单了解一下Java官方在JVM层面对synchronized锁的优化。
Java虚拟机对synchronized的优化
锁的状态总共有四种，无锁状态、偏向锁、轻量级锁和重量级锁。随着锁的竞争，锁可以从偏向锁升级到轻量级锁，再升级的重量级锁，但是锁的升级是单向的，也就是说只能从低到高升级，不会出现锁的降级，关于重量级锁，前面我们已详细分析过，下面我们将介绍偏向锁和轻量级锁以及JVM的其他优化手段，这里并不打算深入到每个锁的实现和转换过程更多地是阐述Java虚拟机所提供的每个锁的核心优化思想，毕竟涉及到具体过程比较繁琐，如需了解详细过程可以查阅《深入理解Java虚拟机原理》。

• 偏向锁
  偏向锁是Java 6之后加入的新锁，它是一种针对加锁操作的优化手段，经过研究发现，在大多数情况下，锁不仅不存在多线程竞争，而且总是由同一线程多次获得，因此为了减少同一线程获取锁(会涉及到一些CAS操作,耗时)的代价而引入偏向锁。偏向锁的核心思想是，如果一个线程获得了锁，那么锁就进入偏向模式，此时Mark Word 的结构也变为偏向锁结构，当这个线程再次请求锁时，无需再做任何同步操作，即获取锁的过程，这样就省去了大量有关锁申请的操作，从而也就提供程序的性能。所以，对于没有锁竞争的场合，偏向锁有很好的优化效果，毕竟极有可能连续多次是同一个线程申请相同的锁。但是对于锁竞争比较激烈的场合，偏向锁就失效了，因为这样场合极有可能每次申请锁的线程都是不相同的，因此这种场合下不应该使用偏向锁，否则会得不偿失，需要注意的是，偏向锁失败后，并不会立即膨胀为重量级锁，而是先升级为轻量级锁。下面我们接着了解轻量级锁。

• 轻量级锁
  倘若偏向锁失败，虚拟机并不会立即升级为重量级锁，它还会尝试使用一种称为轻量级锁的优化手段(1.6之后加入的)，此时Mark Word 的结构也变为轻量级锁的结构。轻量级锁能够提升程序性能的依据是“对绝大部分的锁，在整个同步周期内都不存在竞争”，注意这是经验数据。需要了解的是，轻量级锁所适应的场景是线程交替执行同步块的场合，如果存在同一时间访问同一锁的场合，就会导致轻量级锁膨胀为重量级锁。

• 自旋锁
  轻量级锁失败后，虚拟机为了避免线程真实地在操作系统层面挂起，还会进行一项称为自旋锁的优化手段。这是基于在大多数情况下，线程持有锁的时间都不会太长，如果直接挂起操作系统层面的线程可能会得不偿失，毕竟操作系统实现线程之间的切换时需要从用户态转换到核心态，这个状态之间的转换需要相对比较长的时间，时间成本相对较高，因此自旋锁会假设在不久将来，当前的线程可以获得锁，因此虚拟机会让当前想要获取锁的线程做几个空循环(这也是称为自旋的原因)，一般不会太久，可能是50个循环或100循环，在经过若干次循环后，如果得到锁，就顺利进入临界区。如果还不能获得锁，那就会将线程在操作系统层面挂起，这就是自旋锁的优化方式，这种方式确实也是可以提升效率的。最后没办法也就只能升级为重量级锁了。

• 锁消除
  消除锁是虚拟机另外一种锁的优化，这种优化更彻底，Java虚拟机在JIT编译时(可以简单理解为当某段代码即将第一次被执行时进行编译，又称即时编译)，通过对运行上下文的扫描，去除不可能存在共享资源竞争的锁，通过这种方式消除没有必要的锁，可以节省毫无意义的请求锁时间，如下StringBuffer的append是一个同步方法，但是在add方法中的StringBuffer属于一个局部变量，并且不会被其他线程所使用，因此StringBuffer不可能存在共享资源竞争的情景，JVM会自动将其锁消除。

/**
 * Created by zejian on 2017/6/4.
 * Blog : http://blog.csdn.net/javazejian [原文地址,请尊重原创]
 * 消除StringBuffer同步锁
 */
public class StringBufferRemoveSync {

    public void add(String str1, String str2) {
        //StringBuffer是线程安全,由于sb只会在append方法中使用,不可能被其他线程引用
        //因此sb属于不可能共享的资源,JVM会自动消除内部的锁
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        sb.append(str1).append(str2);
    }

    public static void main(String[] args) {
        StringBufferRemoveSync rmsync = new StringBufferRemoveSync();
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            rmsync.add("abc", "123");
        }
    }

}

6、线程的几种状态？

NEW、RUNNABLE、（BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING）、TERMINATED

7、线程池的优势？线程池的原理

8、ThreadLocal的原理？ThreadLocal有什么问题？如何解决？

回答完threadLocal的时候，面试官就说抓重点，把东西回答完就可以，不要绕。可能当时太紧张了，也没有准备好，回答的不清晰，不够镇定啊。
接下去就问看过什么源码。我回答hashMap和netty

9、看过什么源码？netty的三层模型？为什么用netty？什么是零拷贝？

10、netty如何使用堆外内存？

11、BIO、NIO、AIO的区别

从一些线程的角度去回答

这些答得不太好，看过很久了，突然想不起来。
面试官又开始说我说得不清晰了，估计就是我对这些印象有点模糊，我就说太久了忘记了，面试官说你没有把东西转换为自己的，然后就很好心的提醒我，以后回答别的面试官，要清晰，阿里的面试官还是很好的。
接下去。

12、平时用什么数据库？mysql设计注意什么？索引讲一下？mysql的引擎选择。

13、索引需要注意什么？为什么联合索引是遵循最左匹配原则？b+ tree

最后还是一样的，提醒我答题一定要思路清晰，遇到别的面试官也要这样，这位面试官真是很好的。
大概想起这些题目，不过还是打了45分钟，肯定是我太啰嗦了，面试官苦口婆心教导我，还要我回去好好准备下那些没有回答好的问题，所以我成为蚂蚁金服面试官的粉丝啦。