大厂Java后端场景面试难题详解(一)

server/2024/11/24 11:18:54/

文章目录

  • 两百万个生产者发送消息,仅一个消费者,如何高效设计锁?
      • 1. 使用无锁数据结构
        • 示例:无锁队列
      • 2. 使用轻量级锁
        • 示例:`ReentrantLock`
      • 3. 使用批量操作
        • 示例:批量生产
      • 4. 使用分段锁
        • 示例:分段锁
      • 5. 使用消息队列中间件
        • 示例:使用Kafka
      • 6. 使用乐观锁
        • 示例:乐观锁
      • 总结
  • 如何在附近 100w 的商户中,快速找到离你最近的5 家商户?
      • 方案一:数据库查询与缓存结合
        • 1. 数据库准备
        • 2. 查询优化
        • 3. 缓存机制
      • 方案二:Redis地理位置功能
        • 1. 存储数据
        • 2. 查询数据
      • 方案三:地理空间距离计算优化
        • 1. 地理空间距离计算原理
        • 2. 优化策略
      • 方案四:GeoHash编码
        • 1. GeoHash编码
        • 2. 查询优化
      • 实现步骤示例
        • 1. 使用Redis GEO实现
        • 2. 使用MySQL实现
      • 结论
  • MySQL 中 如果我 select*from 一个有 1000 万行的表,内存会飙升么?
      • 1. 内存使用情况
        • 1.1 InnoDB Buffer Pool
        • 1.2 查询缓存
        • 1.3 临时表
      • 2. 内存使用量的监控
        • 2.1 使用`SHOW GLOBAL STATUS`
        • 2.2 使用`performance_schema`
      • 3. 内存使用量的优化
        • 3.1 优化查询
        • 3.2 调整配置
      • 4. 实际案例分析
        • 4.1 内存占用过高案例
        • 4.2 解决方案
      • 结论
  • 假设有一个 1G 大的 HashMap,此时用户请求过来刚好触发它的扩容,会怎样?让你改造下 HashMap 的实现该怎样优化?
      • 1. 扩容的影响
        • 1.1 重新哈希计算
        • 1.2 数据迁移
        • 1.3 用户请求阻塞
      • 2. 优化策略
        • 2.1 渐进式rehash
        • 2.2 合理设置初始容量
        • 2.3 并发优化
        • 2.4 异步扩容
        • 2.5 预分配内存
      • 3. 实现示例
        • 3.1 渐进式rehash实现
      • 4. 总结
      • 预设初始容量和负载因子
      • 使用更高效的哈希算法
      • 并发控制
      • 懒加载扩容
      • 分批迁移
      • 异步扩容
  • 如果没有内存限制,如何快速、安全地将 1000 亿条数据插入到 HashMap 中?
      • 1. 预设合适的初始容量和负载因子
      • 2. 使用并发插入
      • 3. 分批插入
      • 4. 内存映射文件
      • 5. 使用外部存储系统
      • 6. 监控和调优
      • 总结
  • 怎么分析 JVM 当前的内存占用情况?OOM 后怎么分析?
      • 正常运行时分析JVM内存占用情况
      • OOM后分析
      • 常见的内存泄漏原因
  • 如果发现 Redis 内存溢出了?你会怎么做?请给出排查思路和解决方案
      • 排查思路
      • 解决方案
      • 排查思路
        • 1. 确认Redis版本和配置
        • 2. 监控内存使用情况
        • 3. 分析内存占用原因
        • 4. 检查慢查询和大命令
      • 解决方案
        • 1. 优化数据结构
        • 2. 调整内存策略
        • 3. 启用持久化
        • 4. 扩展Redis实例
        • 5. 内存碎片整理
        • 6. 增加物理内存
        • 7. 监控和报警
      • 总结
  • 微服务中远程调用的超时时间应该设置为多少合适?
      • 1. 考虑网络状况
      • 2. 考虑服务处理速度
      • 3. 考虑系统负载
      • 4. 设置合理的超时时间
      • 5. 使用熔断和限流机制
      • 6. 动态调整超时时间
      • 7. 示例配置
        • 全局配置
        • 特定服务配置
      • 8. 总结

两百万个生产者发送消息,仅一个消费者,如何高效设计锁?

在面对两百万个生产者发送消息,仅一个消费者的情况下,高效设计锁机制是一个非常具有挑战性的任务。在这种高并发场景下,传统的锁机制(如互斥锁)可能会导致严重的性能瓶颈,因为大量的生产者线程会频繁地竞争同一把锁,导致上下文切换和锁竞争开销增大。为了提高系统的整体性能,可以考虑以下几种优化策略:

1. 使用无锁数据结构

无锁数据结构通过原子操作(如CAS,Compare-and-Swap)来避免使用锁,从而减少锁竞争。常见的无锁数据结构包括无锁队列和无锁栈。

示例:无锁队列
  • Disruptor框架:Disruptor是一个高性能的无锁内存队列,适用于生产者-消费者模式。它使用环形缓冲区(Ring Buffer)和CAS操作来实现高效的无锁机制。
    • 优点:高吞吐量、低延迟。
    • 缺点:实现复杂,需要对并发编程有深入理解。

2. 使用轻量级锁


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