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目录

1. Java中的锁有哪些？

2. 怎么保证 MySQL 中的原子性？

3. 缓存数据的一致性

4. HashMap 的底层，扩容机制，线程安全吗？

5. Spring Boot 自动装配原理是什么？

6. 商品库存扣减怎么保证数据正确？

7. 线程池的线程工厂有了解吗？

8. Java中乐观锁和悲观锁的原理与区别

1. Java中的锁有哪些？

回答思路：从不同维度分类，展现系统性理解。

按实现方式分：

• JVM内置锁：synchronized（可修饰方法、代码块，锁升级机制偏向锁→轻量级锁→重量级锁）。

• JUC显式锁：ReentrantLock（可重入，公平/非公平可选，支持条件变量 Condition）、ReentrantReadWriteLock（读共享，写独占）。

按特性分：

• 乐观锁：先操作，再检查冲突。如 CAS（AtomicInteger）、版本号机制（数据库 version 字段）。

• 悲观锁：假定冲突，先加锁。如synchronized、ReentrantLock、数据库SELECT ... FOR UPDATE。

• 可重入锁：synchronized、ReentrantLock，同一线程可多次获取。

• 读写锁：ReentrantReadWriteLock，适合读多写少。

• 自旋锁：CAS 循环重试，避免线程阻塞切换开销（synchronized重量级锁前就会自旋）。

• 公平/非公平锁：ReentrantLock构造函数可指定。

• 分布式锁：基于 Redis（Redisson）、Zookeeper、数据库实现。

💬 面试答法："Java 中的锁可以从多个维度分类。从实现上分内置锁 synchronized 和 JUC 下的显式锁如 ReentrantLock；从思想上分乐观锁和悲观锁；从功能上还有读写锁、可重入锁等。实际项目中，本地锁如 ReentrantLock 适用于单服务，跨服务场景则用 Redisson 分布式锁加 Lua 脚本保证原子性。"

2. 怎么保证 MySQL 中的原子性？

核心机制：undo log（回滚日志）+ 事务机制。

• 原子性定义：事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚，中途出错不能留下部分结果。

• 实现原理：

  1. 事务开始后，每次对数据的修改，InnoDB 都会先将旧数据写入 undo log。

  2. 如果事务执行中发生错误，或用户主动ROLLBACK，MySQL 会通过 undo log 中记录的旧值，将数据逐条回滚到事务开始前的状态。

  3. 如果COMMIT，undo log 会被标记为可清除。

• 辅助机制：redo log 配合保证事务提交后数据的持久性（D），与原子性配合构成 AID。

💬 面试答法："MySQL 的原子性主要依靠 undo log 实现。事务修改数据前先记录旧值到 undo log，如果事务回滚，就用 undo log 里的旧值恢复数据。redo log 更多是保证持久性，两者共同保证 ACID 中的 A 和 D。"

3. 缓存数据的一致性

见前文第 4 题详细解答。核心要点：

• 标准方案：Cache Aside（旁路缓存）—— 先更新数据库，再删除缓存。

• 极端情况兜底：延迟双删（写完 DB，删一次缓存，延时几百毫秒再删一次）。

• 最终一致性方案：Canal 监听 binlog，投递 MQ，异步更新缓存。

• 确保底线：缓存设置合理过期时间，作为最终兜底。

4. HashMap 的底层，扩容机制，线程安全吗？

底层结构：

• JDK 1.8 之前：数组 + 单向链表。

• JDK 1.8 及以后：数组 + 链表 +红黑树。当链表长度 ≥ 8 且数组长度 ≥ 64 时，链表转为红黑树，提升查询效率（O(n) → O(log n)）。

扩容机制（resize()）：

1. 触发条件：当元素个数超过容量 × 负载因子（默认0.75）时。

2. 扩容动作：创建一个原数组长度 2 倍的新数组。

3. 数据迁移：遍历原数组每个位置（桶），重新计算每个元素在新数组中的位置。

   • 普通节点：通过hash & oldCap判断，0 留原位，1 去原位置 + 原数组长度。

   • 链表：拆分为高低位两条链，分别迁移。

   • 红黑树：拆分为高低位两棵树，若拆分后树节点数 ≤ 6，退化为链表。

4. 非原子性风险：扩容过程未加锁，多线程并发可能导致数据丢失或形成环形链表（CPU 100%）。

线程安全吗？

• HashMap 是非线程安全的。

• 替代方案：

  • ConcurrentHashMap：JDK 1.8 使用CAS + synchronized锁住桶的首节点，只锁冲突桶，并发度高。不锁整个表，不允许存 null。

  • Hashtable：全表锁，每次锁整个表，并发低，已过时。

  • Collections.synchronizedMap(new HashMap())：同步包装器，性能也低。

💬 面试答法："HashMap 底层是数组加链表加红黑树，链表过长会树化。扩容会创建一个两倍大小新数组，然后通过高低位拆分迁移数据。它本身不是线程安全的，多线程扩容可能产生死链。并发场景必须用 ConcurrentHashMap，它对每个桶的头节点用 CAS 加 synchronized 实现分段锁。"

5. Spring Boot 自动装配原理是什么？

核心注解：@SpringBootApplication（包含@EnableAutoConfiguration）。

工作原理：

1. 入口：@EnableAutoConfiguration通过@Import(AutoConfigurationImportSelector.class)导入自动配置选择器。

2. 定位候选配置类：AutoConfigurationImportSelector会使用SpringFactoriesLoader，从 classpath 下所有META-INF/spring.factories文件中，加载 key 为org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration的所有类名。

3. 条件过滤：这些候选类（如DataSourceAutoConfiguration）上通常有@ConditionalOnClass（类路径存在指定类）、@ConditionalOnMissingBean（容器中无此 Bean）、@ConditionalOnProperty（配置文件有指定属性）等条件注解。Spring Boot 会逐类评估这些条件。

4. 按需装配：满足条件的类会被装载，并创建其声明的 Bean 注入容器。不满足条件的类被忽略。

5. 自定义覆盖：开发者自己创建的 Bean 会因@ConditionalOnMissingBean而优先于自动配置生效。

💬 面试答法："Spring Boot 通过@EnableAutoConfiguration扫描spring.factories文件中列出的所有自动配置类，再根据@Conditional系列注解按需装配。比如你引入了 MySQL 驱动，它就会自动给你创建DataSourceBean，但如果你自己配置了，它就退让。"

6. 商品库存扣减怎么保证数据正确？

这是你售电/项目经验中的常见场景，回答时要突出数据库层面的强一致性。

方案一：数据库行锁（悲观锁）—— 简单可靠

SELECT stock FROM product WHERE id = 1 FOR UPDATE; -- 加行锁

• 在事务中先用FOR UPDATE锁住该行，再判断stock >= 扣减值，然后UPDATE stock = stock - num。

• 优点：强一致性，不会超卖，实现简单。

• 缺点：高并发下大量请求串行等待，性能瓶颈。

• 优化：可将扣减请求放入队列异步串行处理，前端提示“排队中”。

方案二：乐观锁（版本号/CAS）—— 适合并发不那么极端

UPDATE product SET stock = stock - #{num}, version = version + 1 WHERE id = #{id} AND stock >= #{num} AND version = #{oldVersion};

• 判断受影响行数，0 表示冲突，重试或提示。

• 缺点：并发极高时，大量重试可能压死数据库。

方案三：Redis 分布式锁/原子扣减

• 使用 Redis 的DECRBY原子操作预扣，或 Redisson 加锁后扣减。但需处理缓存和 DB 的一致性问题。

💬 面试答法："核心是防止超卖。单服务下推荐直接用数据库行锁SELECT FOR UPDATE，在事务中检查和扣减，强一致性最高。如果并发更高，可以引入 Redis 预减库存做挡板，但一定要通过异步落库和最终一致性方案保证库存正确。乐观锁重试成本太高，扣减场景不优先推荐。"

7. 线程池的线程工厂有了解吗？

定义：ThreadFactory是一个接口，用来创建线程。Executors.defaultThreadFactory()创建的线程默认优先级为NORM_PRIORITY，非守护线程，且有统一命名（pool-x-thread-y）。

为什么需要自定义？

1. 可识别的线程命名：设成order-pool-thread-1，方便排查堆栈信息、死锁和性能瓶颈。

2. 设置守护线程：主线程结束时希望线程池也关闭，可设setDaemon(true)。

3. 设置异常处理器：通过setUncaughtExceptionHandler捕获线程内未处理异常，做日志记录。

示例：

ThreadFactory namedThreadFactory = new ThreadFactoryBuilder() .setNameFormat("order-handler-%d") // 命名格式 .setDaemon(false) // 非守护 .build();

Guava 的ThreadFactoryBuilder是其常用实现，简洁可靠。

💬 面试答法："自定义线程工厂主要为了给线程起有业务含义的名字，并可以统一设置异常处理器。推荐用 Guava 的ThreadFactoryBuilder，代码简洁。实际开发中如果不用自定义名，排查线上问题看到一堆pool-1-thread-1很难定位。"

8. Java中乐观锁和悲观锁的原理与区别

💬 面试答法："悲观锁假定冲突必然发生，所以先拿锁再操作，比如数据库行锁扣库存；乐观锁假定冲突少，更新时通过版本号或 CAS 检查是否被改过，改了就不覆盖。实际应用看场景：下单扣库存用悲观锁，用户个人资料更新用乐观锁。"