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1.Tomcat的总体结构及其工作原理

https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-tomcat1/

Tomcat 的总体结构

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Tomcat 的心脏是两个组件：Connector [kə'nektə(r)] 和 Container [kən'teɪnə]，Connector 主要负责对外交流，可以有多个。Container 主要处理 Connector 接受的请求，主要是处理内部事务，只有一个。 Service将Connector 和 Container连接起来，用Lifecycle 接口来控制下面组件的生命周期，
最外层的Server 提供一个接口让其它程序能够访问到这个 Service 集合、同时要维护它所包含的所有 Service 的生命周期，包括如何初始化、如何结束服务、如何找到别人要访问的 Service。

二、Tomcat目录

tomcat
|---bin Tomcat：存放启动和关闭tomcat脚本；
|---confTomcat：存放不同的配置文件（server.xml和web.xml）；
|---doc：存放Tomcat文档；
|---lib/japser/common：存放Tomcat运行需要的库文件（JARS）；
|---logs：存放Tomcat执行时的LOG文件；
|---src：存放Tomcat的源代码；
|---webapps：Tomcat的主要Web发布目录（包括应用程序示例）；
|---work：存放jsp编译后产生的class文件；

三、server.xml配置简介：

下面讲述这个文件中的基本配置信息，更具体的配置信息请参考tomcat的文档：
server: 1、port 指定一个端口，这个端口负责监听关闭tomcat的请求
2、shutdown 指定向端口发送的命令字符串
service: 1、name 指定service的名字
Connector (表示客户端和service之间的连接)：
1、port 指定服务器端要创建的端口号，并在这个断口监听来自客户端的请求
2、minProcessors 服务器启动时创建的处理请求的线程数
3、maxProcessors 最大可以创建的处理请求的线程数
4、enableLookups 如果为true，则可以通过调用request.getRemoteHost()进行DNS查
询来得到远程客户端的实际主机名，若为false则不进行DNS查询，而是返回其ip地址
5、redirectPort 指定服务器正在处理http请求时收到了一个SSL传输请求后重定向的端口号
6、acceptCount 指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可以放到处理
队列中的请求数，超过这个数的请求将不予处理
7、connectionTimeout 指定超时的时间数(以毫秒为单位)
Engine(表示指定service中的请求处理机，接收和处理来自Connector的请求)：
1、defaultHost 指定缺省的处理请求的主机名，它至少与其中的一个host元素的name属性值是一样的
Context (表示一个web应用程序)：
1、docBase 应用程序的路径或者是WAR文件存放的路径
2、path 表示此web应用程序的url的前缀，这样请求的url为http://localhost:8080/path/****
3、reloadable 这个属性非常重要，如果为true，则tomcat会自动检测应用程序的/WEB-INF/lib 和/WEB-INF/classes目录的变化，自动装载新的应用程序，我们可以在不重起tomcat的情况下改变应用程序
host (表示一个虚拟主机)：
1、name 指定主机名
2、appBase 应用程序基本目录，即存放应用程序的目录
3、unpackWARs 如果为true，则tomcat会自动将WAR文件解压，否则不解压，直接
从WAR文件中运行应用程序
Logger (表示日志，调试和错误信息)：
1、className 指定logger使用的类名，此类必须实现org.apache.catalina.Logger 接口
2、prefix 指定log文件的前缀
3、suffix 指定log文件的后缀
4、timestamp 如果为true，则log文件名中要加入时间，如下例:localhost_log.2001-10-04.txt
Realm (表示存放用户名，密码及role的数据库)：
1、className 指定Realm使用的类名，此类必须实现org.apache.catalina.Realm接口
Valve (功能与Logger差不多，其prefix和suffix属性解释和Logger 中的一样)：
1、className 指定Valve使用的类名，如用org.apache.catalina.valves.AccessLogValve类可以记录应用程序的访问信息
directory（指定log文件存放的位置）：
1、pattern 有两个值，common方式记录远程主机名或ip地址，用户名，日期，第一行请求的字符串，HTTP响应代码，发送的字节数。combined方式比common方式记录的值更多

2.ConcurrentHashMap原理分析

通过分析Hashtable（线程安全）就知道，synchronized是针对整张Hash表的，即每次锁住整张表让线程独占，ConcurrentHashMap允许多个修改操作并发进行，其关键在于使用了锁分离技术。它使用了多个锁来控制对hash表的不同部分进行的修改。ConcurrentHashMap内部使用段(Segment) ['segm(ə)nt]来表示这些不同的部分，每个段其实就是一个小的hash table，它们有自己的锁。只要多个修改操作发生在不同的段上，它们就可以并发进行。
有些方法需要跨段，比如size()和containsValue()，它们可能需要锁定整个表而而不仅仅是某个段，这需要按顺序锁定所有段，操作完毕后，又按顺序释放所有段的锁。这里“按顺序”是很重要的，否则极有可能出现死锁，在ConcurrentHashMap内部，段数组是final的，并且其成员变量实际上也是final的，但是，仅仅是将数组声明为final的并不保证数组成员也是final的，这需要实现上的保证。这可以确保不会出现死锁，因为获得锁的顺序是固定的。

3.内存溢出和内存泄漏的区别

内存溢出 out of memory，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现out of memory；比如申请了一个integer,但给它存了long才能存下的数，那就是内存溢出(内存不足)。
内存泄露 memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光（申请到的内存不释放，占据系统内存）。
memory leak会最终会导致out of memory！

4.Java反射机制

Java反射机制是一个反编译的过程.class-->.java。通过反射机制访问java对象的属性，方法，构造方法等；最经典的应用就是jdbc时用过一行代码， Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver.class").newInstance();但是那时候只知道那行代码是生成 驱动对象实例，很多开框架都用到反射机制，hibernate、struts都是用反射机制实现的。

5.在springMVC中，controller是单例的，那么当并发请求的时候，怎么处理？

由于只有一个Controller的instance，当多个线程同时调用它的时候，它里面的instance变量就不是线程安全的了，会发生窜数据的问题。、
1、在控制器中不使用实例变量
2、将控制器的作用域从单例改为原型，即在spring配置文件Controller中声明
scope="prototype"，每次都创建新的controller
3、在Controller中使用ThreadLocal变量

6.线程池的底层实现原理

worker：工作类，一个worker代表启动了一个线程，它启动后会循环执行workQueue里面的所有任务
workQueue：任务队列，用于存放待执行的任务
keepAliveTime：线程活动保持时间，线程池的工作线程空闲后，保持存活的时间。

线程池原理：预先启动一些线程，线程无限循环从任务队列中获取一个任务进行执行，直到线程池被关闭。如果某个线程因为执行某个任务发生异常而终止，那么重新创建一个新的线程而已。如此反复。

7.Java内存机制哪里不会出现内存溢出

五大内存区域，除了程序计数器，其它的都会出现溢出：包括Java虚拟机栈与本地方法栈，方法区内存溢出，堆内存的溢出

8.ArrayList和LinkedList的大致区别

1.ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList基于链表的数据结构。
2.对于随机访问get和set，ArrayList觉得优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。
3.对于新增和删除操作add和remove，LinedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。

9.关于Java的锁分类

公平锁/非公平锁
公平锁是指多个线程按照申请锁的顺序来获取锁。
非公平锁是指多个线程获取锁的顺序并不是按照申请锁的顺序，有可能后申请的线程比先申请的线程优先获取锁。有可能，会造成优先级反转或者饥饿现象。
对于Java ReentrantLock而言，通过构造函数指定该锁是否是公平锁，默认是非公平锁。非公平锁的优点在于吞吐量比公平锁大。
对于Synchronized而言，也是一种非公平锁。由于其并不像ReentrantLock是通过AQS的来实现线程调度，所以并没有任何办法使其变成公平锁。

自旋锁
在Java中，自旋锁是指尝试获取锁的线程不会立即阻塞，而是采用循环的方式去尝试获取锁，这样的好处是减少线程上下文切换的消耗，缺点是循环会消耗CPU。

10.BIO和NIO的区别

BIO（Blocking IO）阻塞IO
NIO（Non-Blocking IO）非阻塞IO
共同点：两者都是同步操作。即必须先进行IO操作后才能进行下一步操作。
不同点：BIO多线程对某资源进行IO操作时会出现阻塞，即一个线程进行IO操作完才会通知另外的IO操作线程，必须等待。
NIO多线程对某资源进行IO操作时会把资源先操作至内存缓冲区。然后询问是否IO操作就绪，是则进行IO操作，否则进行下一步操作，然后不断的轮询是否IO操作就绪，直到iIO操作就绪后进行相关操作。

11.JAVA中同步和异步的区别

ArrayList 和HashMap是异步，Vector和HashTable是同步,这里同步是线程安全的，异步不是线程安全的。线程安全的并发时会在程序上加上锁，而其它非线程安全的则不会。

12.缓存一致性

缓存一致性机制整体来说，是当某块CPU对缓存中的数据进行操作了之后，就通知其他CPU放弃储存在它们内部的缓存，或者从主内存中重新读取。
java语言中的volatile关键字就干了一件这样的事。使用volatile修饰的共享变量，当有线程修改了他的值的时候，他会立即强制将修改的值写回到主存，并通知其他使用该共享变量的线程：他们的缓存区中关于此变量的值已经失效。请重新从主存中读取。 但是volatile仅仅保证了可见性，关于i++的操作是原子性的操作，这个volatile保证不了。

13.Java堆的插入和删除的过程

⑴最大堆的插入
由于需要维持完全二叉树的形态，需要先将要插入的结点x放在最底层的最右边，插入后满 足完全二叉树的特点；然后把x依次向上调整到合适位置满足堆的性质, 时间：O(logn)。 “结点上浮”

⑵删除
操作原理是：当删除节点的数值时，原来的位置就会出现一个孔,填充这个孔的方法就是， 把最后的叶子的值赋给该孔并下调到合适位置，最后把该叶子删除。“结点下沉”

14.Java IO 中涉及到的设计模式

装饰者模式：动态地将责任附加到对象上，若要扩展功能，装饰者模提供了比继承更有弹性的替代方案。
通俗的解释：装饰模式就是给一个对象增加一些新的功能，而且是动态的，要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口，装饰对象持有被装饰对象的实例。例如：根据inputstream和outputstream来扩展出很多其它的类。

15.CopyOnWriteArrayList的工作原理

其基本思路是，从一开始大家都在共享同一个内容，当某个人想要修改这个内容的时候，才会真正把内容Copy出去形成一个新的内容然后再改，这是一种延时懒惰策略。CopyOnWriteArrayList对add()操作还是加锁的，适合与读多写少的场合

16.实践中如何实现SQL的优化

① SQL语句及索引的优化
② 数据库表结构的优化
③ 系统配置的优化
④ 硬件的优化
具体优化的内容可以参考自己写的笔记。

17. 什么情况下设置了索引但无法使用

① 以“%”开头的LIKE语句，模糊匹配
② OR语句前后没有同时使用索引
③ 数据类型出现隐式转化（如varchar不加单引号的话可能会自动转换为int型）

18.索引的底层实现原理和优化

B+树，经过优化的B+树
主要是在所有的叶子结点中增加了指向下一个叶子节点的指针，因此InnoDB建议为大部分表使用默认自增的主键作为主索引。

19.如何设计一个高并发的系统

① 数据库的优化，包括合理的事务隔离级别、SQL语句优化、索引的优化
② 使用缓存，尽量减少数据库 IO
③ 分布式数据库、分布式缓存
④ 服务器的负载均衡

20.锁的优化策略

① 读写分离
② 分段加锁
③ 减少锁持有的时间
④ 多个线程尽量以相同的顺序去获取资源