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  • 内存映射修改大文件

    2019-07-05 01:46:47
    本文介绍利用内存映射文件修改大文件:在大文件内存前加入一段数据,若要使用内存映射文件,必须执行下列操作步骤: 创建或打开一个文件内核对象,该对象用于标识磁盘上你想用作内存映射文件的文件; 创建一个文件...

    概述

    本文介绍利用内存映射文件修改大文件:在大文件内存前加入一段数据,若要使用内存映射文件,必须执行下列操作步骤:

    1. 创建或打开一个文件内核对象,该对象用于标识磁盘上你想用作内存映射文件的文件;
    2. 创建一个文件映射内核对象,告诉系统该文件的大小和你打算如何访问该文件;
    3. 让系统将文件映射对象的全部或一部分映射到你的进程地址空间中;

    当完成对内存映射文件的使用时,必须执行下面这些步骤将它清除:

    1. 告诉系统从你的进程的地址空间中撤消文件映射内核对象的映像;
    2. 关闭文件映射内核对象;
    3. 关闭文件内核对象;

    下面将用一个实例详细介绍这些操作步骤,(本实例的目的就是将一个文件A其内容前面加入一些内容存入文件B,我想大家在程序开发当中会遇到这种情况的)。

    打开关于A文件内核对象,并创建一个关于B文件的内核对象

    若要创建或打开一个文件内核对象,总是要调用CreateFile函数:

    HANDLE CreateFile(
    PCSTR pszFileName,
    DWORD dwDesiredAccess,
    DWORD dwShareMode,
    PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
    DWORD dwCreationDisposition,
    DWORD dwFlagsAndAttributes,
    HANDLE hTemplateFile);

    CreateFile函数拥有好几个参数,这里只重点介绍前3个参数,即pszFileName,dwDesiredAccess和dwShareMode。你可能会猜到,第一个参数pszFileName用于指明要创建或打开的文件的名字(包括一个选项路径),第二个参数dwDesiredAccess用于设定如何访问该文件的内容,可以设定下表所列的4个值中的一个。

    含义
    0不能读取或写入文件的内容,当只想获得文件的属性时,请设定0
    GENERIC_READ可以从文件中读取数据
    GENERIC_WRITE可以将数据写入文件
    GENERIC_READ|GENERIC_WRITE可以从文件中读取数据,也可以将数据写入文件

    当创建或打开一个文件,将它作为一个内存映射文件来使用时,请选定最有意义的一个或多个访问标志,以说明你打算如何访问文件的数据,对内存映射文件来 说,必须打开用于只读访问或读写访问的文件,因此,可以分别设定GENERIC_READ或GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,第三个参数dwShareMode告诉系统你想如何共享该文件,可以为dwShareMode设定下表所列的4个值之一:

    含义
    0打开文件的任何尝试均将失败
    FILE_SHARE_READ使用GENERIC_WRITE打开文件的其他尝试将会失败
    FILE_SHARE_WRITE使用GENERIC_READ打开文件的其他尝试将会失败
    FILE_SHARE_READFILE_SHARE_WRITE打开文件的其他尝试将会取得成功

    如果CreateFile函数成功地创建或打开指定的文件,便返回一个文件内核对象的句柄,否则返回INVALID_HANDLE_VALUE,注意能够返回句柄的大多数Windows函数如果运行失败,那么就会返回NULL,但是,CreateFile函数将返回INVALID_HANDLE_VALUE,它定义为((HANDLE)-1)

    HANDLEhFile=CreateFile(".\\first.txt",GENERIC_READ,FILE_SHARE_READ,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN,NULL);
    HANDLEhmyfile=CreateFile("E:\\my.txt",GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_ALWAYS,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,NULL);

    我们要分别创建两个文件映射内核对象

    调用CreateFile函数,就可以将文件映像的物理存储器的位置告诉操作系统,你传递的路径名用于指明支持文件映像的物理存储器在磁盘(或网络或光 盘)上的确切位置,这时,必须告诉系统,文件映射对象需要多少物理存储器,若要进行这项操作,可以调用CreateFileMapping函数:

    HANDLE CreateFileMapping(
    HANDLE hFile,
    PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
    DWORD fdwProtect,
    DWORD dwMaximumSizeHigh,
    DWORD dwMaximumSizeLow,
    PCTSTR pszName);

    第一个参数hFile用于标识你想要映射到进程地址空间中的文件句柄,该句柄由前面调用的CreateFile函数返回,psa参数是指向文件映射内核对象 的SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针,通常传递的值是NULL(它提供默认的安全特性,返回的句柄是不能继承的)。

    本章开头讲过,创建内存映射文件就像保留一个地址空间区域然后将物理存储器提交给该区域一样,因为内存映射文件的物理存储器来自磁盘上的一个文件,而 不是来自从系统的页文件中分配的空间,当创建一个文件映射对象时,系统并不为它保留地址空间区域,也不将文件的存储器映射到该区域(下一节将介绍如何进行 这项操作),但是,当系统将存储器映射到进程的地址空间中去时,系统必须知道应该将什么保护属性赋予物理存储器的页 面,CreateFileMapping函数的fdwProtect参数使你能够设定这些保护属性,大多数情况下,可以设定下表中列出的3个保护属性之一。使用fdwProtect参数设定的部分保护属性

    保护属性含义
    PAGE_READONLY当文件映射对象被映射时,可以读取文件的数据,必须已经将GENERIC_READ传递给CreateFile函数。
    PAGE_READWRITE当文件映射对象被映射时,可以读取和写入文件的数据,必须已经将GENERIC_READ|GENERIC_WRITE传递给CreateFile。
    PAGE_WRITECOPY当文件映射对象被映射时,可以读取和写入文件的数据,如果写入数据,会导致页面的私有拷贝得以创建,必须已经将GENERIC_READ或GENERIC_WRITE传递给CreateFile。

    在Windows98下,可以将PAGE_WRITECOPY标志传递给CreateFileMapping,这将告诉系统从页文件中提交存储器,该页 文件存储器是为数据文件的数据拷贝保留的,只有修改过的页面才被写入页文件,你对该文件的数据所作的任何修改都不会重新填入原始数据文件,其最终结果 是,PAGE_WRITECOPY标志的作用在Windows2000和Windows98上是相同的。

    除了上面的页面保护属性外,还有4个节保护属性,你可以用OR将它们连接起来放入CreateFileMapping函数的fdwProtect参数中,节只是用于内存映射的另一个术语。

    节的第一个保护属性是SEC_NOCACHE,它告诉系统,没有将文件的任何内存映射页面放入高速缓存,因此,当将数据写入该文件时,系统将更加经常 地更新磁盘上的文件数据,这个标志与PAGE_NOCACHE保护属性标志一样,是供设备驱动程序开发人员使用的,应用程序通常不使用,Windows98将忽略SEC_NOCACHE标志。

    节的第二个保护属性是SEC_IMAGE,它告诉系统,你映射的文件是个可移植的可执行(PE)文件映像,当系统将该文件映射到你的进程的地址空间中 时,系统要查看文件的内容,以确定将哪些保护属性赋予文件映像的各个页面,例如,PE文件的代码节(.text)通常用 PAGE_EXECUTE_READ属性进行映射,而PE文件的数据节(.data)则通常用PAGE_READWRITE属性进行映射,如果设定的属性 是SEC_IMAGE,则告诉系统进行文件映像的映射,并设置相应的页面保护属性,Windows98将忽略SEC_IMAGE标志。

    最后两个保护属性是SEC_RESERVE和SEC_COMMIT,它们是两个互斥属性,当使用内存映射数据文件时,它们不能使用,这两个标志将在本章 后面介绍,当创建内存映射数据文件时,不应该设定这些标志中的任何一个标志,CreateFileMapping将忽略这些标志。

    CreateFileMapping的另外两个参数是dwMaximumSizeHigh和dwMaximumSizeLow,它们是两个最重要的参 数,CreateFileMapping函数的主要作用是保证文件映射对象能够得到足够的物理存储器,这两个参数将告诉系统该文件的最大字节数,它需要两 个32位的值,因为Windows支持的文件大小可以用64位的值来表示,dwMaximumSizeHigh参数用于设定较高的32位,而 dwMaximumSizeLow参数则用于设定较低的32位值,对于4GB或小于4GB的文件来说,dwMaximumSizeHigh的值将始终是 0。

    使用64位的值,意味着Windows能够处理最大为16EB(1018字节)的文件,如果想要创建一个文件映射对象,使它能够反映文件当前的大小, 那么可以为上面两个参数传递0,如果只打算读取该文件或者访问文件而不改变它的大小,那么为这两个参数传递0,如果打算将数据附加给该文件,可以选择最大 的文件大小,以便为你留出一些富裕的空间,如果当前磁盘上的文件包含0字节,那么可以给CreateFileMapping函数的 dwMaximumSizeHigh和dwMaximumSizeLow传递两个0,这样做就可以告诉系统,你要的文件映射对象里面的存储器为0字节,这 是个错误,CreateFileMapping将返回NULL。

    如果你对我们讲述的内容一直非常关注,你一定认为这里存在严重的问题,Windows支持最大为16EB的文件和文件映射对象,这当然很好,但是,怎 样将这样大的文件映射到32位进程的地址空间(32位地址空间是4GB文件的上限)中去呢,下一节介绍解决这个问题的办法,当然,64位进程拥有16EB 的地址空间,因此可以进行更大的文件的映射操作,但是,如果文件是个超大规模的文件,仍然会遇到类似的问题。

    若要真正理解CreateFile和CreateFileMapping两个函数是如何运行的,建议你做一个下面的实验,建立下面的代码,对它进行编 译,然后在一个调试程序中运行它,当你一步步执行每个语句时,你会跳到一个命令解释程序,并执行C:\目录上的“dir”命令,当执行调试程序中的每个语 句时,请注意目录中出现的变化。

    int WINAPI _tWinMain(HINSTANCE hinstExe, HINSTANCE,
       PTSTR pszCmdLine, int nCmdShow)
    {
       //Before executing the line below, C:\ does not have
       //a file called "MMFTest.Dat."
       HANDLE hfile = CreateFile("C:\\MMFTest.dat", 
          GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,
          FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, CREATE_ALWAYS,
          FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
    
       //Before executing the line below, the MMFTest.Dat
       //file does exist but has a file size of 0 bytes.
       HANDLE hfilemap = CreateFileMapping(hfile, NULL, PAGE_READWRITE,
          0, 100, NULL);
    
       //After executing the line above, the MMFTest.Dat
       //file has a size of 100 bytes.
    
       //Cleanup
       CloseHandle(hfilemap);
       CloseHandle(hfile);
    
       //When the process terminates, MMFTest.Dat remains
       //on the disk with a size of 100 bytes.
       return(0);
    }
    

    如果调用CreateFileMapping函数,传递PAGE_READWRITE标志,那么系统将设法确保磁盘上的相关数据文件的大小至少与 dwMaximumSizeHigh和dwMaximumSizeLow参数中设定的大小相同,如果该文件小于设定的大 小,CreateFileMapping函数将扩展该文件的大小,使磁盘上的文件变大,这种扩展是必要的,这样,当以后将该文件作为内存映射文件使用时, 物理存储器就已经存在了,如果正在用PAGE_READONLY或PAGE_WRITECOPY标志创建该文件映射对象,那么 CreateFileMapping特定的文件大小不得大于磁盘文件的物理大小,这是因为你无法将任何数据附加给该文件。

    CreateFileMapping函数的最后一个参数是pszName,它是个以0结尾的字符串,用于给该文件映射对象赋予一个名字,该名字用于与 其他进程共享文件映射对象(本章后面展示了它的一个例子,第3章详细介绍了内核对象的共享操作),内存映射数据文件通常并不需要被共享,因此这个参数通常 是NULL。

    系统创建文件映射对象,并将用于标识该对象的句柄返回该调用线程,如果系统无法创建文件映射对象,便返回一个NULL句柄值,记住,当 CreateFile运行失败时,它将返回INVALID_HANDLE_VALUE(定义为-1),当CreateFileMapping运行失败时, 它返回NULL,请不要混淆这些错误值。

    在本实例中创建文件映射内核对象代码如下:

    HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping(hFile, NULL, 
          PAGE_READONLY, 0, 0, NULL);
       DWORD dwFileSizeHigh;
       __int64 qwFileSize = GetFileSize(hFile, &dwFileSizeHigh);
       qwFileSize += (((__int64) dwFileSizeHigh) << 32);
       char AddMsg[]="Girl,you love me?, I love you very much!";              //加入的文件内容
    
       __int64 myFilesize=qwFileSize+sinf.dwAllocationGranularity;            //合并后的文件大小
      HANDLE hmyfilemap = CreateFileMapping(hmyfile, NULL, PAGE_READWRITE,   //合并文件大小的内存映射对象
          (DWORD)(myFilesize>>32), (DWORD)(myFilesize& 0xFFFFFFFF), NULL);
    

    将文件数据映射到地址空间

    当创建了一个文件映射对象后,仍然必须让系统为文件的数据保留一个地址空间区域,并将文件的数据作为映射到该区域的物理存储器进行提交,可以通过调用MapViewOfFile函数来进行这项操作:

    PVOID MapViewOfFile(
    HANDLE hFileMappingObject,
    DWORD dwDesiredAccess,
    DWORD dwFileOffsetHigh,
    DWORD dwFileOffsetLow,
    SIZE_T dwNumberOfBytesToMap);

    参数hFileMappingObject用于标识文件映射对象的句柄,该句柄是前面调用CreateFileMapping或 OpenFileMapping(本章后面介绍)函数返回的,参数dwDesiredAccess用于标识如何访问该数据,不错,必须再次设定如何访问文 件的数据,可以设定下表所列的4个值中的一个。下面是值及其含义

    含义
    FILE_MAP_WRITE可以读取和写入文件数据,CreateFileMapping函数必须通过传递PAGE_READWRITE标志来调用
    FILE_MAP_READ可以读取文件数据,CreateFileMapping函数可以通过传递下列任何一个保护属性来调用:PAGE_READONLY,PAGE_READWRITE或PAGE_WRITECOPY。
    FILE_MAP_ALL_ACCESS与FILE_MAP_WRITE相同
    FILE_MAP_COPY可 以读取和写入文件数据,如果写入文件数据,可以创建一个页面的私有拷贝,在Windows2000中,CreateFileMapping函数可以用 PAGE_READONLY,PAGE_READWRITE或PAGE_WRITECOPY等保护属性中的任何一个来调用,在Windows98 中,CreateFileMapping必须用PAGE_WRITECOPY来调用。

    Windows要求所有这些保护属性一次又一次地重复设置,这当然有些奇怪和烦人,我认为这样做可以使应用程序更多地对数据保护属性进行控制,剩下的3个参数与保留地址空间区域及将物理存储器映射到该区域有关,当你将一个文件映射到你的进程的地址空间中时,你不必一次性地映射整个文件,相 反,可以只将文件的一小部分映射到地址空间,被映射到进程的地址空间的这部分文件称为一个视图,这可以说明MapViewOfFile是如何而得名的,当将一个文件视图映射到进程的地址空间中时,必须规定两件事情,首先,必须告诉系统,数据文件中的哪个字节应该作为视图中的第一个字节来映射,你可以 使用dwFileOffsetHigh和dwFileOffsetLow参数来进行这项操作,由于Windows支持的文件最大可达16EB,因此必须用 一个64位的值来设定这个字节的位移值,这个64位值中,较高的32位传递给参数dwFileOffsetHigh,较低的32位传递给参数 dwFileOffsetLow,注意,文件中的这个位移值必须是系统的分配粒度的倍数(迄今为止,Windows的所有实现代码的分配粒度均为 64KB),第14章介绍了如何获取某个系统的分配粒度。

    第二,必须告诉系统,数据文件有多少字节要映射到地址空间,这与设定要保留多大的地址空间区域的情况是相同的,可以使用 dwNumberOfBytesToMap参数来设定这个值,如果设定的值是0,那么系统将设法把从文件中的指定位移开始到整个文件的结尾的视图映射到地 址空间。

    在Windows98中,如果MapViewOfFile无法找到足够大的区域来存放整个文件映射对象,那么无论需要的视图是多大,MapViewOfFile均将返回NULL。在Windows2000中,MapViewOfFile只需要为必要的视图找到足够大的一个区域,而不管整个文件映射对象是多大。

    如果在调用MapViewOfFile函数时设定了FILE_MAP_COPY标志,系统就会从系统的页文件中提交物理存储器,提交的地址空间数量由 dwNumberOfBytesToMap参数决定,只要你不进行其他操作,只是从文件的映像视图中读取数据,那么系统将决不会使用页文件中的这些提交的 页面,但是,如果进程中的任何线程将数据写入文件的映像视图中的任何内存地址,那么系统将从页文件中抓取已提交页面中的一个页面,将原始数据页面拷贝到该 页交换文件中,然后将该拷贝的页面映射到你的进程的地址空间,从这时起,你的进程中的线程就要访问数据的本地拷贝,不能读取或修改原始数据。

    当系统制作原始页面的拷贝时,系统将把页面的保护属性从PAGE_WRITECOPY改为PAGE_READWRITE,下面这个代码段就说明了这个情况:

    // Open the file that we want to map.
    HANDLE hFile = CreateFile(pszFileName, GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL,
       OPEN_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
    
    // Create a file-mapping object for the file.
    HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping(hFile, NULL, PAGE_WRITECOPY,
       0, 0, NULL);
    
    // Map a copy-on-write view of the file; the system will commit
    // enough physical storage from the paging file to accommodate
    // the entire file. All pages in the view will initially have
    // PAGE_WRITECOPY access.
    
    PBYTE pbFile = (PBYTE) MapViewOfFile(hFileMapping, FILE_MAP_COPY,
       0, 0, 0);
    
    // Read a byte from the mapped view.
    BYTE bSomeByte = pbFile[0];
    
    // When reading, the system does not touch the committed pages in
    // the paging file. The page keeps its PAGE_WRITECOPY attribute.
    
    // Write a byte to the mapped view.
    pbFile[0] = 0;
    
    // When writing for the first time, the system grabs a committed
    // page from the paging file, copies the original contents of the
    // page at the accessed memory address, and maps the new page
    // (the copy) into the process's address space. The new page has
    // an attribute of PAGE_READWRITE.
    
    // Write another byte to the mapped view.
    pbFile[1] = 0;
    
    // Because this byte is now in a PAGE_READWRITE page, the system
    // simply writes the byte to the page (backed by the paging file).
    
    // When finished using the file's mapped view, unmap it.
    // UnmapViewOfFile is discussed in the next section.
    UnmapViewOfFile(pbFile);
    
    // The system decommits the physical storage from the paging file.
    // Any writes to the pages are lost.
    
    // Clean up after ourselves.
    CloseHandle(hFileMapping);
    CloseHandle(hFile);
    

    Windows98前面讲过,Windows98必须预先为内存映射文件提交页文件中的存储器,然而,它只有在必要时才将修改后的页面写入页文件

    从进程的地址空间撤消文件数据的映射

    当不再需要保留映射到你的进程地址空间区域中的文件数据时,可以通过调用下面的函数将它释放:

    BOOLUnmapViewOfFile(PVOIDpvBaseAddress);

    该函数的唯一的参数pvBaseAddress用于设定返回区域的基地址,该值必须与调用MapViewOfFile函数返回的值相同,必须记住要调用 UnmapViewOfFile函数,如果没有调用这个函数,那么在你的进程终止运行前,保留的区域就不会被释放,每当你调用MapViewOfFile 时,系统总是在你的进程地址空间中保留一个新区域,而以前保留的所有区域将不被释放。

    为了提高速度,系统将文件的数据页面进行高速缓存,并且在对文件的映射视图进行操作时不立即更新文件的磁盘映像,如果需要确保你的更新被写入磁盘,可以强制系统将修改过的数据的一部分或全部重新写入磁盘映像中,方法是调用FlushViewOfFile函数:

    BOOLFlushViewOfFile(
    PVOIDpvAddress,
    SIZE_TdwNumberOfBytesToFlush);

    第一个参数是包含在内存映射文件中的视图的一个字节的地址,该函数将你在这里传递的地址圆整为一个页面边界值,第二个参数用于指明你想要刷新的字节 数,系统将把这个数字向上圆整,使得字节总数是页面的整数,如果你调用FlushViewOfFile函数并且不修改任何数据,那么该函数只是返回,而不 将任何信息写入磁盘。

    对于存储器是在网络上的内存映射文件来说,FlushViewOfFile能够保证文件的数据已经从工作站写入存储器,但是 FlushViewOfFile不能保证正在共享文件的服务器已经将数据写入远程磁盘,因为服务器也许对文件的数据进行了高速缓存,若要保证服务器写入文 件的数据,每当你为文件创建一个文件映射对象并且映射该文件映射对象的视图时,应该将FILE_FLAG_WRITE_THROUGH标志传递给 CreateFile函数,如果你使用该标志打开该文件,那么只有当文件的全部数据已经存放在服务器的磁盘驱动器中的时 候,FlushViewOfFile函数才返回。

    记住UnmapViewOfFile函数的一个特殊的特性,如果原先使用FILE_MAP_COPY标志来映射视图,那么你对文件的数据所作的任何修 改,实际上是对存放在系统的页文件中的文件数据的拷贝所作的修改,在这种情况下,如果调用UnmapViewOfFile函数,该函数在磁盘文件上就没有 什么可以更新,而只会释放页文件中的页面,从而导致数据丢失。

    如果想保留修改后的数据,必须采用别的措施,例如,你可以用同一个文件创建另一个文件映射对象(使用PAGE_READWRITE),然后使用 FILE_MAP_WRITE标志将这个新文件映射对象映射到进程的地址空间,之后,你可以扫描第一个视图,寻找带有PAGE_READWRITE保护属 性的页面,每当你找到一个带有该属性的页面时,可以查看它的内容,并且确定是否将修改了的数据写入该文件,如果不想用新数据更新该文件,那么继续对视图中 的剩余页面进行扫描,直到视图的结尾,但是,如果你确实想要保存修改了的数据页面,那么只需要调用MoveMemory函数,将数据页面从第一个视图拷贝 到第二个视图,由于第二个视图是用PAGE_READWRITE保护属性映射的,因此MoveMemory函数将更新磁盘上的实际文件内容,可以使用这种 方法来确定文件的变更并保存你的文件的数据。

    Windows98不支持copy-on-write(写入时拷贝)保护属性,因此,当扫描内存映射文件的第一个视图时,无法测试用PAGE_READWRITE标志做上标记的页面,你必须设计一种方法来确定第一个视图中的哪些页面已经做了修改。

    关闭文件映射对象和文件对象

    不用说,你总是要关闭你打开了的内核对象,如果忘记关闭,在你的进程继续运行时会出现资源泄漏的问题,当然,当你的进程终止运行时,系统会自动关闭你 的进程已经打开但是忘记关闭的任何对象,但是如果你的进程暂时没有终止运行,你将会积累许多资源句柄,因此你始终都应该编写清楚而又“正确的”代码,以便 关闭你已经打开的任何对象,若要关闭文件映射对象和文件对象,只需要两次调用CloseHandle函数,每个句柄调用一次:

    让我们更加仔细地观察一下这个进程,下面的伪代码显示了一个内存映射文件的例子:

    HANDLEhFile=CreateFile(...);
    HANDLEhFileMapping=CreateFileMapping(hFile,...);
    PVOIDpvFile=MapViewOfFile(hFileMapping,...);
    
    //Usethememory-mappedfile.
    
    UnmapViewOfFile(pvFile);
    CloseHandle(hFileMapping);
    CloseHandle(hFile);

    上面的代码显示了对内存映射文件进行操作所用的“预期”方法,但是,它没有显示,当你调用MapViewOfFile时系统对文件对象和文件映射对象的使用计数的递增情况,这个副作用是很大的,因为它意味着我们可以将上面的代码段重新编写成下面的样子:

    HANDLEhFile=CreateFile(...);
    HANDLEhFileMapping=CreateFileMapping(hFile,...);
    CloseHandle(hFile);
    PVOIDpvFile=MapViewOfFile(hFileMapping,...);
    CloseHandle(hFileMapping);
    
    //Usethememory-mappedfile.
    
    UnmapViewOfFile(pvFile);

    当对内存映射文件进行操作时,通常要打开文件,创建文件映射对象,然后使用文件映射对象将文件的数据视图映射到进程的地址空间,由于系统递增了文件对象和文件映射对象的内部使用计数,因此可以在你的代码开始运行时关闭这些对象,以消除资源泄漏的可能性,如果用同一个文件来创建更多的文件映射对象,或者映射同一个文件映射对象的多个视图,那么就不能较早地调用CloseHandle函数——以后你可能还需要使用它们的句柄,以便分别对CreateFileMapping和MapViewOfFile函数进行更多的调用。本实例中第三到第六步代码如下:

    CloseHandle(hFile);//Wenolongerneedaccesstothefileobject'shandle.
    CloseHandle(hmyfile);
    
    PBYTEpbmyFile=(PBYTE)MapViewOfFile(hmyfilemap,FILE_MAP_WRITE,//内存映射视图
    0,//Startingbyte
    0,//infile
    sizeof(AddMsg));
    memcpy(pbmyFile,AddMsg,sizeof(AddMsg));//加入内容
    UnmapViewOfFile(pbmyFile);
    
    __int64qwFileOffset=0;//A文件视图的偏移量
    __int64qwmyFileOffset=sinf.dwAllocationGranularity;//合并文件视图的遍移量
    
    while(qwFileSize>0)
    {
    //Determinethenumberofbytestobemappedinthisview
    DWORDdwBytesInBlock=sinf.dwAllocationGranularity;
    
    if(qwFileSize<sinf.dwAllocationGranularity)//文件小于系统分配粒度
    dwBytesInBlock=(DWORD)qwFileSize;//偏移量为文件大小
    
    PBYTEpbFile=(PBYTE)MapViewOfFile(hFileMapping,FILE_MAP_READ,
    (DWORD)(qwFileOffset>>32),//Startingbyte
    (DWORD)(qwFileOffset&0xFFFFFFFF),//infile
    dwBytesInBlock);//#ofbytestomap
    
    PBYTEpbmyFile=(PBYTE)MapViewOfFile(hmyfilemap,FILE_MAP_WRITE,
    (DWORD)(qwmyFileOffset>>32),//Startingbyte
    (DWORD)(qwmyFileOffset&0xFFFFFFFF),//infile
    dwBytesInBlock);
    
    memcpy(pbmyFile,pbFile,dwBytesInBlock);
    
    
    //Unmaptheview;wedon'twantmultipleviews
    //inouraddressspace.
    UnmapViewOfFile(pbFile);
    UnmapViewOfFile(pbmyFile);
    
    //Skiptothenextsetofbytesinthefile.
    qwmyFileOffset+=dwBytesInBlock;
    qwFileOffset+=dwBytesInBlock;
    qwFileSize-=dwBytesInBlock;
    }
    
    CloseHandle(hFileMapping);
    CloseHandle(hmyfilemap);

    转载于:https://www.cnblogs.com/rogee/archive/2011/03/31/2000475.html

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  • 内存映射技术(共享内存

    千次阅读 2019-11-02 17:42:42
    内存映射 : 内存映射文件不同于文件I/O操作,内存映射实际用到了Windows的核心编程技术–内存管理。 使用内存映射文件的一般方法:  首先要通过CreateFile()函数来创建或打开一个文件内核对象,这个对象标识了磁盘...

    内存映射 :

    内存映射文件不同于文件I/O操作,内存映射实际用到了Windows的核心编程技术–内存管理。
    使用内存映射文件的一般方法:
      首先要通过CreateFile()函数来创建或打开一个文件内核对象,这个对象标识了磁盘上将要用作内存映射文件的文件。
    在用CreateFile()将文件映像在物理存储器的位置通告给操作系统后,只指定了映像文件的路径,映像的长度还没有指定。
    为了指定文件映射对象需要多大的物理存储空间还需要通过CreateFileMapping()函数来创建一个文件映射内核对象以告诉
    系统文件的尺寸以及访问文件的方式。
    在创建了文件映射对象后,还必须为文件数据保留一个地址空间区域,并把文件数据作为映射到该区域的物理存储器进行提交。
    由MapViewOfFile()函数负责通过系统的管理而将文件映射对象的全部或部分映射到进程地址空间。此时,对内存映射文件的使用
    和处理同通常加载到内存中的文件数据的处理方式基本一样,在完成了对内存映射文件的使用时,还要通过一系列的操作完成对其
    清除和使用过资源的释放,可以通过UnmapViewOfFile()完成从进程的地址空间撤消文件数据的映像、
    通过CloseHandle()关闭前面创建的文件映射对象和文件对象。

    内存映射API函数详解:

    一:
    CreateFileMapping---创建有名或无名的共享内存:
    HANDLE CreateFileMapping(
    
      HANDLE hFile,                       //物理文件句柄,设为0xFFFFFFFF以创建一个进程间共享的对象
      LPSECURITY_ATTRIBUTES lpAttributes, //安全设置
      DWORD flProtect,                    //保护方式
      DWORD dwMaximumSizeHigh,            //高位文件大小
      DWORD dwMaximumSizeLow,             //低位文件大小
      LPCTSTR lpName                      //共享内存名称
    );
    

    参数:
    1.物理文件句柄:
    1)需要创建一个物理文件无关的内存映射, 将它设置为 0xFFFFFFFF(INVALID_HANDLE_VALUE).
    2)需要和物理文件关联, 要确保物理文件创建时访问模式和"保护方式"匹配,
    如: 物理文件只读, 内存映射需要读写就会发生错误. 推荐物理文件使用独占方式创建.

    3)使用 INVALID_HANDLE_VALUE, 则需要设置申请内存空间的大小, 无论物理文件句柄参数是否有效,
    都可以创建一个和物理文件大小无关的内存空间, 甚至超过实际文件大小。
    如果物理文件有效, 而大小参数为0, 则返回的是一个和物理文件大小
    一样的内存空间地址范围. 返回的文件映射地址空间是可以通过复制, 集成或者命名得到, 初始内容为0.
    注意:
    hFile:文件打开模式必须与flProtect参数指定相一致;如果这个参数值为0xFFFFFFFF,那么必须在dwMaximumSizeHigh和
    dwMaximumSizeLow参数中指定映射对象的大小。并且将在操作系统虚拟内存页面替换文件中创建文件映射对象,而不是使用磁盘文件,同时必须给
    出这个映射对象的大小。文件映射对象通过副本,遗传或名字来共享。

    2.安全设置(安全描述符指针):
    决定返回句柄是否能被子进程继承,如果是NULL,那么子进程不能继承。
    WinNt中,如果是NULL,那么文件映射对象得到一个默认的安全描述符。
    所以:一般设置NULL(默认)即可.

    3.保护方式:
    在win2k下如果需要进行限制, 这是针对那些将内存文件映射共享给整个网络上面的应用进程使用时, 可以考虑进行限制.
    如果多进程都对同一共享内存进行写访问,则需要考虑同步。

    PAGE_READONLY :只读属性,并且hFile对应的文件必须以GENERIC_READ形式打开。
    PAGE_READWRITE:可读可写属性,并且hFile对应的文件必须以GENERIC_READ 和 GENERIC_WRITE形式打开。
    PAGE_WRITECOPY:对可写区域复制后操作,并且hFile对应的文件必须以GENERIC_READ 和 GENERIC_WRITE形式打开。
    		        指定为PAGE_WRITECOPY,可以保证其原始数据不会遭到破坏,同时允许其他进程在必要时对数据进行拷贝。
    

    4.位文件大小:dwMaximumSizeHigh
    32位机器,不可能得到超过32位进程所能寻址的私有32位地址空间, 一般设置0.

    5.位文件大小:dwMaximumSizeLow
    为了让其他共享用户知道申请的文件映射的相关信息, 使用时在获得的地址空间头部添加一个结构化描述信息,记录内存映射的大小, 名称等,
    这样实际申请的空间就比输入的增加了一个头信息结构大小, 类似于BSTR的方式.

    注意:如果dwMaximumSizeHigh,dwMaximumSizeLow 这两个参数为0,则文件映射对象的最大长度等于hFile指定的文件长度。

    6.共享内存名称:lpName
    为了对内存进行互斥访问, 设置了一个互斥句柄, 而当名称选择和命名共享内存同名时, 因为他们使用共同的namespace导致了错误.
    如果这个名字已存在,则按照flProtect指定的来处理映射对象。
    如果此参数为空,则创建一个无名字的文件映射对象。
    如果此参数的名字与系统事件的名字相同,则函数执行失败,GetLastError返回 ERROR_INVALID_HANDLE;

    用CreateFileMapping时使用GetLastError可以获得对应错误:
    ERROR_FILE_INVALID 企图创建一个零长度的文件映射
    ERROR_INVALID_HANDLE 发现命名内存空间和现有的内存映射, 互斥量, 信号量, 临界区同名
    ERROR_ALREADY_EXISTS 表示内存空间命名已经存在

    7.返回值:HANDLE
    函数调用成功返回文件映射对象的句柄,
    如果文件映射对象已经存在则返回原有映射对象的句柄,GetLastError返回ERROR_ALREADY_EXISTS。
    函数执行失败返回Null。

    简述CreateFileMapping():
    该函数创建一个文件映射内核对象,通过参数hFile指定待映射到进程地址空间的文件句柄(该句柄由CreateFile()函数
    的返回值获取)。由于内存映射文件的物理存储器实际是存储于磁盘上的一个文件,而不是从系统的页文件中分配的内存,所以系统不会
    主动为其保留地址空间区域,也不会自动将文件的存储空间映射到该区域,为了让系统能够确定对页面采取何种保护属性,需要通过参数
    flProtect来设定,保护属性PAGE_READONLY、PAGE_READWRITE和PAGE_WRITECOPY分别表示文件映射对象被映射后,可以读取、读写文件数据。
    在使用PAGE_READONLY时,必须确保CreateFile()采用的是GENERIC_READ参数;
    PAGE_READWRITE则要求CreateFile()采用的是GENERIC_READ|GENERIC_WRITE参数;
    至于属性PAGE_WRITECOPY则只需要确保CreateFile()采用了GENERIC_READ和GENERIC_WRITE其中之一即可。
    DWORD型的参数dwMaximumSizeHigh和dwMaximumSizeLow也是相当重要的,指定了文件的最大字节数,由于这两个参数共64位,因此所支持
    的最大文件长度为16EB,几乎可以满足任何大数据量文件处理场合的要求。

    二:MapViewOfFile—创建文件视图(共享内存对象:在调用进程的地址空间映射一个文件视图)
    创建文件映射对象后,要将文件中的数据映射到进程的虚拟内存中,必须创建一个文件的视图。
    调用MapViewOfFile函数映射到本进程的地址空间内。

      LPVOID WINAPI MapViewOfFile(
    						HANDLE   hFileMappingObject,   
    					    DWORD   dwDesiredAccess,   
    						DWORD   dwFileOffsetHigh,   
    						DWORD   dwFileOffsetLow,   
    						DWORD   dwNumberOfBytesToMap);
    						);
    
    参数:
    	hFileMappingObject: 由CreateFileMapping 或 OpenFileMapping 返回的文件映射对象句柄。
    	 dwDesiredAccess:映射视图的访问模式,与创建文件映射对象的保护模式flProtect有关:
    			 FILE_MAP_WRITE:一个可读写属性的文件视图被创建,保护模式为PAGE_READWRITE 
    			 FILE_MAP_READ :一个只读属性的文件视图被创建,保护模式为PAGE_READWRITE 或 PAGE_READONLY 
    			 FILE_MAP_ALL_ACCESS:与FILE_MAP_WRITE模式相同
    			 FILE_MAP_COPY:保护模式为PAGE_WRITECOPY时,得到一个视图文件,当你对视图文件写操作时,页面自动交换,并且你所做的修改不会损坏原始数据资料。
    	 dwNumberOfBytesToMap:映射文件部分的大小,如果为0,则映射整个文件。 
    返回值:
    	如果成功返回返回映射视图的起始地址,如果失败返回NULL。
    
    MapViewOfFile和MapViewOfFileEx函数使用CreateFileMapping返回的文件映射对象句柄来在进程的虚拟地址空间里建立文件的视图,
    或者文件的某个部分。如果这些函数指定的权限标志和CreateFileMapping中的权限标志不一致,则会执行失败。
    1)MapViewOfFile函数返回一个指向文件视图的指针。利用MapViewOfFile中声明的地址指针,可以从文件中读或向文件中写入数据。
    向文件视图中写入数据会导致文件映射对象改变。真正将数据写入到磁盘上的文件,由系统负责处理。数据并不是马上就被写到磁盘上,
    很多文件的输入输出都被缓存起来,以改善系统的性能。程序可以调用FlushViewOfFile函数来越过这个方式,强迫系统马上将数据写入到
    磁盘中去。
    2)MapViewOfFileEx函数和MapViewOfFile函数的工作是一样的,只不过可以利用MapViewOfFileEx函数的lpvBase参数,来指定文件视图
    	在进程虚拟地址空间中的基础地址。如果在指定的地址处没有足够的空间,则调用失败。
    	lpvBase参数必须是系统内存最小单位的整数倍,否则调用会失败。
    要得到系统内存的最小单位,使用GetSystemInfo函数,将信息写到SYSTEM_INFO结构的成员中。
    3)程序可以从同一个文件映射对象中创建多个文件视图。文件视图可以是不同的大小,但他们必须小于文件映射对象。
    注意:MapViewOfFile函数的dwOffsetHigh和dwOffsetLow参数必须是系统内存最小单位的整数倍。
    

    内存映射文件的读写和一般的文件读写不同, 是直接面对申请的地址空间, 为此需要使用MapViewOfFile得到相关的地址LPVOID类型的指针。
    如果需要进行文件写入, 可以通过类型转换直接对于内存地址进行赋值,
    如:
    memcpy( lpAddress, lpBuf, …)
    但要注意:防止内存溢出的情况。

    简述MapViewOfFile:
    函数负责把文件数据映射到进程的地址空间,参数hFileMappingObject为CreateFileMapping()返回的文件映像对象句柄。
    参数dwDesiredAccess则再次指定了对文件数据的访问方式,而且同样要与CreateFileMapping()函数所设置的保护属性相匹配。虽然这里
    一再对保护属性进行重复设置看似多余,但却可以使应用程序能更多的对数据的保护属性实行有效控制。MapViewOfFile()函数允许全部或
    部分映射文件,在映射时,需要指定数据文件的偏移地址以及待映射的长度。其中,文件的偏移地址由DWORD型的
    参数dwFileOffsetHigh和dwFileOffsetLow组成的64位值来指定,而且必须是操作系统的分配粒度的整数倍,对于Windows操作系统,分配
    粒度固定为64KB。当然,也可以通过如下代码来动态获取当前操作系统的分配粒度:

      SYSTEM_INFO   sinf;   
      GetSystemInfo(&sinf);   
      DWORD   dwAllocationGranularity   =   sinf.dwAllocationGranularity;     
    

    参数dwNumberOfBytesToMap指定了数据文件的映射长度,
    特别指出:对于Windows9x操作系统,如果MapViewOfFile()无法找到足够大的区域来存放整个文件映射对象,将返回空值(NULL);
    但在Windows2000下,MapViewOfFile()只需要为必要的视图找到足够大的一个区域即可,而无须考虑整个文件映射对象的大小。

    在完成对映射到进程地址空间区域的文件处理后,需要通过函数UnmapViewOfFile()完成对文件数据映像的释放,该函数原型声明如下:

    BOOL UnmapViewOfFile(LPCVOID lpBaseAddress);

    参数lpBaseAddress指定了返回区域的基地址,必须将其设定为MapViewOfFile()的返回值。在使用了函数MapViewOfFile()之后,必须要
    有对应的UnmapViewOfFile()调用,否则在进程终止之前,保留的区域将无法释放。除此之外,前面还曾由CreateFile()和CreateFileMapping()
    函数创建过文件内核对象和文件映射内核对象,在进程终止之前有必要通过CloseHandle()将其释放,否则将会出现资源泄漏的问题。

    三:OpenFileMapping—打开命名共享内存(打开一个已命名的文件映射对象)

    HANDLE OpenFileMapping(
       		 DWORD dwDesiredAccess,  // 访问模式
       		 BOOL bInheritHandle,    // 继承标志
       	  	 LPCTSTR lpName          // 文件映射对象名指针
       		);
    

    注意:
    dwDesiredAccess:访问模式与MapViewOfFile中的访问模式相同。
    bInheritHandle:继承标志,是否可以被一个新的进程继承使用,如果为TRUE,可以继承。
    返回值:
    成功返回一个已命名的文件映射对象,失败返回NULL。

    四:关闭内存映射文件: CloseHandle

    
    内存映射文件相关函数除了上面列出的主要API函数,还有:   
        
      HANDLE   CreateFile(
    					LPCTSTR   lpFileName,   
    					DWORD   dwDesiredAccess,   
    					DWORD   dwShareMode,   
    					LPSECURITY_ATTRIBUTES   lpSecurityAttributes,   
    					DWORD   dwCreationDisposition,   
    					DWORD   dwFlagsAndAttributes,     
    					HANDLE   hTemplateFile
    					);       
    

    函数CreateFile()即使是在普通的文件操作时也经常用来创建、打开文件,在处理内存映射文件时,该函数来创建/打开一个文件内核对象,
    并将其句柄返回,在调用该函数时需要根据是否需要数据读写和文件的共享方式来设置参数dwDesiredAccess和dwShareMode,错误的参数
    设置将会导致相应操作时的失败。

    MapViewOfFileEx 在调用进程的地址空间映射一个文件视图,并且允许调用进程为映射视图指定特殊的内存地址

    LPVOID MapViewOfFileEx(
    
     HANDLE hFileMappingObject,  // 文件映射对象的句柄
     DWORD dwDesiredAccess,      // 访问模式
     DWORD dwFileOffsetHigh,     // 文件偏移的高32位
     DWORD dwFileOffsetLow,      // 文件偏移的低32位
     DWORD dwNumberOfBytesToMap, // 映射视图的大小
     LPVOID lpBaseAddress        // 指定映射视图的其实内存地址
    );
    

    注意:
    与MapViewOfFile用法相同,但是如果指定的内存地址空间大小不够,则函数执行失败。

    将内存复制到所映射的物理文件上:
    FlushMapViewOfFile:将内存里面的内容DUMP到物理磁盘上面
    FlushViewOfFile :把文件映射视图中的修改的内容或全部写回到磁盘文件中

    BOOL FlushViewOfFile
    					(
    						LPCVOID lpBaseAddress,       // 修改内容的起始地址
    						DWORD dwNumberOfBytesToFlush // 修改的字节数目
    					);
    函数执行成功返回非零。
    
    卸载内存映射文件地址指针
    	UnmapViewOffFile 卸载
    	UnmapViewOfFile  删除文件的映射视图
    BOOL UnmapViewOfFile
    					(
    						LPCVOID lpBaseAddress   // 映射视图起始地址,由 MapViewOfFile 函数 MapViewOfFileEx产生。
    					);
     
    返回值:
    如果调用成功返回非零,并且所有指定地址内的脏页面会被写入硬盘。调用失败返回零。
    
    

    例子:通过MFC3个按钮分别实现内存共享的创建,映射,打开和关闭功能

    1.新建MFC工程,添加3个按钮,并为每个按钮添加如下代码:
    在这里插入图片描述
    2.创建按钮:

    HANDLE m_hFileMapping;
    void CMappingDlg::OnBtnCreate() 
    {
    	  LPCTSTR lpFileMappingName = _T("LaserShare");
          m_hFileMapping = CreateFileMapping(
    									      INVALID_HANDLE_VALUE, 
    										  NULL,
    										  PAGE_READWRITE,
    										  0,
    										  4 * 1024,
    			                              lpFileMappingName
    		                                 );
          DWORD dwErr = GetLastError();
      
          if (NULL == m_hFileMapping )
         {  
             AfxMessageBox(_T("无法创建该内存映射文件")); 
             return; 
         }
          if (dwErr == ERROR_ALREADY_EXISTS)
    	  {
             AfxMessageBox(_T("存在同名内存映射文件"));
             CloseHandle(m_hFileMapping);
             return;
         }
     
         PVOID pMapOfView = MapViewOfFile(m_hFileMapping, FILE_MAP_READ | FILE_MAP_WRITE, 0, 0, 0 /*4 * 1024*/);
         if (NULL == pMapOfView)
         {
             AfxMessageBox(_T("映射该文件错误")); 
             CloseHandle(m_hFileMapping);
             return;
         }
     
         ZeroMemory(pMapOfView, 4 * 1024);
     
         CString strText;
         GetDlgItemText(IDC_EDIT_DATA, strText);
     
    	 memcpy(pMapOfView, strText.GetBuffer(sizeof(strText)),(strText.GetLength() + 1) * sizeof(TCHAR));
         UnmapViewOfFile(pMapOfView);
         //CloseHandle(m_hFileMapping);  //此处不能关闭,否则其他进程不能打开该内存映射文件
    	
    }
    

    3.打开按钮:

    void CMappingDlg::OnBtnOpen()  
    {
    	LPCTSTR lpFileMappingName = _T("LaserShare"); 
    
      
        //HANDLE hFileMapping = OpenFileMapping(PAGE_READWRITE, FALSE, lpFileMappingName);//error
    				//OpenFileMapping的第一个参数一定不能是PAGE_*, 区别于CreateFileMapping
        HANDLE hFileMapping = OpenFileMapping(FILE_MAP_READ | FILE_MAP_WRITE, FALSE, lpFileMappingName);
    
        if (NULL == hFileMapping)
        {
            AfxMessageBox(_T("打不开该内存映射文件"));
    		SetDlgItemText(IDC_EDIT_DATA, _T(""));//置空
            return;
        }
    
        PVOID pMapOfFile = MapViewOfFile(hFileMapping, FILE_MAP_READ | FILE_MAP_WRITE, 0, 0, 0 /*4 * 1024 */);
        if (NULL == pMapOfFile)
        {           
            AfxMessageBox(_T("映射该文件错误"));
            CloseHandle(hFileMapping);
            return;
        } 
    
        TCHAR tchArr[256];
        ZeroMemory(tchArr, sizeof(tchArr));
        memcpy(tchArr,  pMapOfFile, sizeof(tchArr));
        SetDlgItemText(IDC_EDIT_DATA, tchArr);
    
        UnmapViewOfFile(pMapOfFile);
        CloseHandle(hFileMapping);
    	
    }
    

    4.关闭按钮:

    void CMappingDlg::OnBtnClose() 
    { 
    	CloseHandle(m_hFileMapping);
    }
    
    

    运行:
    运行2次,打开2个实例程序,
    在编辑框里输入内容后点击创建,在另一个程序里点击打开,即可看到在前一个共享的内容:

    在这里插入图片描述

    ------------------------------------------END------------------------------------------

    展开全文
  • Java面试题大全(2020版)

    万次阅读 多人点赞 2019-11-26 11:59:06
    final 修饰的变量叫常量,常量必须初始化,初始化之后值就不能被修改。 5. java 中的 Math.round(-1.5) 等于多少? 等于 -1,因为在数轴上取值时,中间值(0.5)向右取整,所以正 0.5 是往上取整,负 0.5 是直接...

    发现网上很多Java面试题都没有答案,所以花了很长时间搜集整理出来了这套Java面试题大全,希望对大家有帮助哈~

    本套Java面试题大全,全的不能再全,哈哈~

    博主已将以下这些面试题整理成了一个Java面试手册,是PDF版的。

    关注博主的微信公众号:Java团长,然后回复“面试手册”即可获取~

    一、Java 基础

    1. JDK 和 JRE 有什么区别?

    • JDK:Java Development Kit 的简称,java 开发工具包,提供了 java 的开发环境和运行环境。
    • JRE:Java Runtime Environment 的简称,java 运行环境,为 java 的运行提供了所需环境。

    具体来说 JDK 其实包含了 JRE,同时还包含了编译 java 源码的编译器 javac,还包含了很多 java 程序调试和分析的工具。简单来说:如果你需要运行 java 程序,只需安装 JRE 就可以了,如果你需要编写 java 程序,需要安装 JDK。

    2. == 和 equals 的区别是什么?

    == 解读

    对于基本类型和引用类型 == 的作用效果是不同的,如下所示:

    • 基本类型:比较的是值是否相同;
    • 引用类型:比较的是引用是否相同;

    代码示例:

    String x = "string";
    String y = "string";
    String z = new String("string");
    System.out.println(x==y); // true
    System.out.println(x==z); // false
    System.out.println(x.equals(y)); // true
    System.out.println(x.equals(z)); // true

    代码解读:因为 x 和 y 指向的是同一个引用,所以 == 也是 true,而 new String()方法则重写开辟了内存空间,所以 == 结果为 false,而 equals 比较的一直是值,所以结果都为 true。

    equals 解读

    equals 本质上就是 ==,只不过 String 和 Integer 等重写了 equals 方法,把它变成了值比较。看下面的代码就明白了。

    首先来看默认情况下 equals 比较一个有相同值的对象,代码如下:

    class Cat {
        public Cat(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        private String name;
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    }
    
    Cat c1 = new Cat("王磊");
    Cat c2 = new Cat("王磊");
    System.out.println(c1.equals(c2)); // false

    输出结果出乎我们的意料,竟然是 false?这是怎么回事,看了 equals 源码就知道了,源码如下:

    public boolean equals(Object obj) {
        return (this == obj);
    }

    原来 equals 本质上就是 ==。

    那问题来了,两个相同值的 String 对象,为什么返回的是 true?代码如下:

    String s1 = new String("老王");
    String s2 = new String("老王");
    System.out.println(s1.equals(s2)); // true

    同样的,当我们进入 String 的 equals 方法,找到了答案,代码如下:

    public boolean equals(Object anObject) {
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    原来是 String 重写了 Object 的 equals 方法,把引用比较改成了值比较。

    总结 :== 对于基本类型来说是值比较,对于引用类型来说是比较的是引用;而 equals 默认情况下是引用比较,只是很多类重新了 equals 方法,比如 String、Integer 等把它变成了值比较,所以一般情况下 equals 比较的是值是否相等。

    3. 两个对象的 hashCode()相同,则 equals()也一定为 true,对吗?

    不对,两个对象的 hashCode()相同,equals()不一定 true。

    代码示例:

    String str1 = "通话";
    String str2 = "重地";
    System.out.println(String.format("str1:%d | str2:%d",  str1.hashCode(),str2.hashCode()));
    System.out.println(str1.equals(str2));

    执行的结果:

    str1:1179395 | str2:1179395

    false

    代码解读:很显然“通话”和“重地”的 hashCode() 相同,然而 equals() 则为 false,因为在散列表中,hashCode()相等即两个键值对的哈希值相等,然而哈希值相等,并不一定能得出键值对相等。

    4. final 在 java 中有什么作用?

    • final 修饰的类叫最终类,该类不能被继承。
    • final 修饰的方法不能被重写。
    • final 修饰的变量叫常量,常量必须初始化,初始化之后值就不能被修改。

    5. java 中的 Math.round(-1.5) 等于多少?

    等于 -1,因为在数轴上取值时,中间值(0.5)向右取整,所以正 0.5 是往上取整,负 0.5 是直接舍弃。

    6. String 属于基础的数据类型吗?

    String 不属于基础类型,基础类型有 8 种:byte、boolean、char、short、int、float、long、double,而 String 属于对象。

    7. java 中操作字符串都有哪些类?它们之间有什么区别?

    操作字符串的类有:String、StringBuffer、StringBuilder。

    String 和 StringBuffer、StringBuilder 的区别在于 String 声明的是不可变的对象,每次操作都会生成新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象,而 StringBuffer、StringBuilder 可以在原有对象的基础上进行操作,所以在经常改变字符串内容的情况下最好不要使用 String。

    StringBuffer 和 StringBuilder 最大的区别在于,StringBuffer 是线程安全的,而 StringBuilder 是非线程安全的,但 StringBuilder 的性能却高于 StringBuffer,所以在单线程环境下推荐使用 StringBuilder,多线程环境下推荐使用 StringBuffer。

    8. String str="i"与 String str=new String("i")一样吗?

    不一样,因为内存的分配方式不一样。String str="i"的方式,java 虚拟机会将其分配到常量池中;而 String str=new String("i") 则会被分到堆内存中。

    9. 如何将字符串反转?

    使用 StringBuilder 或者 stringBuffer 的 reverse() 方法。

    示例代码:

    // StringBuffer reverse
    StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
    stringBuffer.append("abcdefg");
    System.out.println(stringBuffer.reverse()); // gfedcba
    // StringBuilder reverse
    StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
    stringBuilder.append("abcdefg");
    System.out.println(stringBuilder.reverse()); // gfedcba

    10. String 类的常用方法都有那些?

    • indexOf():返回指定字符的索引。
    • charAt():返回指定索引处的字符。
    • replace():字符串替换。
    • trim():去除字符串两端空白。
    • split():分割字符串,返回一个分割后的字符串数组。
    • getBytes():返回字符串的 byte 类型数组。
    • length():返回字符串长度。
    • toLowerCase():将字符串转成小写字母。
    • toUpperCase():将字符串转成大写字符。
    • substring():截取字符串。
    • equals():字符串比较。

    11. 抽象类必须要有抽象方法吗?

    不需要,抽象类不一定非要有抽象方法。

    示例代码:

    abstract class Cat {
        public static void sayHi() {
            System.out.println("hi~");
        }
    }

    上面代码,抽象类并没有抽象方法但完全可以正常运行。

    12. 普通类和抽象类有哪些区别?

    • 普通类不能包含抽象方法,抽象类可以包含抽象方法。
    • 抽象类不能直接实例化,普通类可以直接实例化。

    13. 抽象类能使用 final 修饰吗?

    不能,定义抽象类就是让其他类继承的,如果定义为 final 该类就不能被继承,这样彼此就会产生矛盾,所以 final 不能修饰抽象类,如下图所示,编辑器也会提示错误信息:

    14. 接口和抽象类有什么区别?

    • 实现:抽象类的子类使用 extends 来继承;接口必须使用 implements 来实现接口。
    • 构造函数:抽象类可以有构造函数;接口不能有。
    • main 方法:抽象类可以有 main 方法,并且我们能运行它;接口不能有 main 方法。
    • 实现数量:类可以实现很多个接口;但是只能继承一个抽象类。
    • 访问修饰符:接口中的方法默认使用 public 修饰;抽象类中的方法可以是任意访问修饰符。

    15. java 中 IO 流分为几种?

    按功能来分:输入流(input)、输出流(output)。

    按类型来分:字节流和字符流。

    字节流和字符流的区别是:字节流按 8 位传输以字节为单位输入输出数据,字符流按 16 位传输以字符为单位输入输出数据。

    16. BIO、NIO、AIO 有什么区别?

    • BIO:Block IO 同步阻塞式 IO,就是我们平常使用的传统 IO,它的特点是模式简单使用方便,并发处理能力低。
    • NIO:New IO 同步非阻塞 IO,是传统 IO 的升级,客户端和服务器端通过 Channel(通道)通讯,实现了多路复用。
    • AIO:Asynchronous IO 是 NIO 的升级,也叫 NIO2,实现了异步非堵塞 IO ,异步 IO 的操作基于事件和回调机制。

    17. Files的常用方法都有哪些?

    • Files.exists():检测文件路径是否存在。
    • Files.createFile():创建文件。
    • Files.createDirectory():创建文件夹。
    • Files.delete():删除一个文件或目录。
    • Files.copy():复制文件。
    • Files.move():移动文件。
    • Files.size():查看文件个数。
    • Files.read():读取文件。
    • Files.write():写入文件。

    二、容器

    18. java 容器都有哪些?

    常用容器的图录:

    19. Collection 和 Collections 有什么区别?

    • java.util.Collection 是一个集合接口(集合类的一个顶级接口)。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。Collection接口在Java 类库中有很多具体的实现。Collection接口的意义是为各种具体的集合提供了最大化的统一操作方式,其直接继承接口有List与Set。
    • Collections则是集合类的一个工具类/帮助类,其中提供了一系列静态方法,用于对集合中元素进行排序、搜索以及线程安全等各种操作。

    20. List、Set、Map 之间的区别是什么?

    21. HashMap 和 Hashtable 有什么区别?

    • hashMap去掉了HashTable 的contains方法,但是加上了containsValue()和containsKey()方法。
    • hashTable同步的,而HashMap是非同步的,效率上逼hashTable要高。
    • hashMap允许空键值,而hashTable不允许。

    22. 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap?

    对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作,HashMap是最好的选择。然而,假如你需要对一个有序的key集合进行遍历,TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小,也许向HashMap中添加元素会更快,将map换为TreeMap进行有序key的遍历。

    23. 说一下 HashMap 的实现原理?

    HashMap概述: HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。 

    HashMap的数据结构: 在java编程语言中,最基本的结构就是两种,一个是数组,另外一个是模拟指针(引用),所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构,即数组和链表的结合体。

    当我们往Hashmap中put元素时,首先根据key的hashcode重新计算hash值,根绝hash值得到这个元素在数组中的位置(下标),如果该数组在该位置上已经存放了其他元素,那么在这个位置上的元素将以链表的形式存放,新加入的放在链头,最先加入的放入链尾.如果数组中该位置没有元素,就直接将该元素放到数组的该位置上。

    需要注意Jdk 1.8中对HashMap的实现做了优化,当链表中的节点数据超过八个之后,该链表会转为红黑树来提高查询效率,从原来的O(n)到O(logn)

    24. 说一下 HashSet 的实现原理?

    • HashSet底层由HashMap实现
    • HashSet的值存放于HashMap的key上
    • HashMap的value统一为PRESENT

    25. ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么?

    最明显的区别是 ArrrayList底层的数据结构是数组,支持随机访问,而 LinkedList 的底层数据结构是双向循环链表,不支持随机访问。使用下标访问一个元素,ArrayList 的时间复杂度是 O(1),而 LinkedList 是 O(n)。

    26. 如何实现数组和 List 之间的转换?

    • List转换成为数组:调用ArrayList的toArray方法。
    • 数组转换成为List:调用Arrays的asList方法。

    27. ArrayList 和 Vector 的区别是什么?

    • Vector是同步的,而ArrayList不是。然而,如果你寻求在迭代的时候对列表进行改变,你应该使用CopyOnWriteArrayList。 
    • ArrayList比Vector快,它因为有同步,不会过载。 
    • ArrayList更加通用,因为我们可以使用Collections工具类轻易地获取同步列表和只读列表。

    28. Array 和 ArrayList 有何区别?

    • Array可以容纳基本类型和对象,而ArrayList只能容纳对象。 
    • Array是指定大小的,而ArrayList大小是固定的。 
    • Array没有提供ArrayList那么多功能,比如addAll、removeAll和iterator等。

    29. 在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别?

    poll() 和 remove() 都是从队列中取出一个元素,但是 poll() 在获取元素失败的时候会返回空,但是 remove() 失败的时候会抛出异常。

    30. 哪些集合类是线程安全的?

    • vector:就比arraylist多了个同步化机制(线程安全),因为效率较低,现在已经不太建议使用。在web应用中,特别是前台页面,往往效率(页面响应速度)是优先考虑的。
    • statck:堆栈类,先进后出。
    • hashtable:就比hashmap多了个线程安全。
    • enumeration:枚举,相当于迭代器。

    31. 迭代器 Iterator 是什么?

    迭代器是一种设计模式,它是一个对象,它可以遍历并选择序列中的对象,而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象,因为创建它的代价小。

    32. Iterator 怎么使用?有什么特点?

    Java中的Iterator功能比较简单,并且只能单向移动:

    (1) 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时,它返回序列的第一个元素。注意:iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。

    (2) 使用next()获得序列中的下一个元素。

    (3) 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。

    (4) 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。

    Iterator是Java迭代器最简单的实现,为List设计的ListIterator具有更多的功能,它可以从两个方向遍历List,也可以从List中插入和删除元素。

    33. Iterator 和 ListIterator 有什么区别?

    • Iterator可用来遍历Set和List集合,但是ListIterator只能用来遍历List。 
    • Iterator对集合只能是前向遍历,ListIterator既可以前向也可以后向。 
    • ListIterator实现了Iterator接口,并包含其他的功能,比如:增加元素,替换元素,获取前一个和后一个元素的索引,等等。

     三、多线程

    35. 并行和并发有什么区别?

    • 并行是指两个或者多个事件在同一时刻发生;而并发是指两个或多个事件在同一时间间隔发生。
    • 并行是在不同实体上的多个事件,并发是在同一实体上的多个事件。
    • 在一台处理器上“同时”处理多个任务,在多台处理器上同时处理多个任务。如hadoop分布式集群。

    所以并发编程的目标是充分的利用处理器的每一个核,以达到最高的处理性能。

    36. 线程和进程的区别?

    简而言之,进程是程序运行和资源分配的基本单位,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程。进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存资源,减少切换次数,从而效率更高。线程是进程的一个实体,是cpu调度和分派的基本单位,是比程序更小的能独立运行的基本单位。同一进程中的多个线程之间可以并发执行。

    37. 守护线程是什么?

    守护线程(即daemon thread),是个服务线程,准确地来说就是服务其他的线程。

    38. 创建线程有哪几种方式?

    ①. 继承Thread类创建线程类

    • 定义Thread类的子类,并重写该类的run方法,该run方法的方法体就代表了线程要完成的任务。因此把run()方法称为执行体。
    • 创建Thread子类的实例,即创建了线程对象。
    • 调用线程对象的start()方法来启动该线程。

    ②. 通过Runnable接口创建线程类

    • 定义runnable接口的实现类,并重写该接口的run()方法,该run()方法的方法体同样是该线程的线程执行体。
    • 创建 Runnable实现类的实例,并依此实例作为Thread的target来创建Thread对象,该Thread对象才是真正的线程对象。
    • 调用线程对象的start()方法来启动该线程。

    ③. 通过Callable和Future创建线程

    • 创建Callable接口的实现类,并实现call()方法,该call()方法将作为线程执行体,并且有返回值。
    • 创建Callable实现类的实例,使用FutureTask类来包装Callable对象,该FutureTask对象封装了该Callable对象的call()方法的返回值。
    • 使用FutureTask对象作为Thread对象的target创建并启动新线程。
    • 调用FutureTask对象的get()方法来获得子线程执行结束后的返回值。

    39. 说一下 runnable 和 callable 有什么区别?

    有点深的问题了,也看出一个Java程序员学习知识的广度。

    • Runnable接口中的run()方法的返回值是void,它做的事情只是纯粹地去执行run()方法中的代码而已;
    • Callable接口中的call()方法是有返回值的,是一个泛型,和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果。

    40. 线程有哪些状态?

    线程通常都有五种状态,创建、就绪、运行、阻塞和死亡。

    • 创建状态。在生成线程对象,并没有调用该对象的start方法,这是线程处于创建状态。
    • 就绪状态。当调用了线程对象的start方法之后,该线程就进入了就绪状态,但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程,此时处于就绪状态。在线程运行之后,从等待或者睡眠中回来之后,也会处于就绪状态。
    • 运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程,此时线程就进入了运行状态,开始运行run函数当中的代码。
    • 阻塞状态。线程正在运行的时候,被暂停,通常是为了等待某个时间的发生(比如说某项资源就绪)之后再继续运行。sleep,suspend,wait等方法都可以导致线程阻塞。
    • 死亡状态。如果一个线程的run方法执行结束或者调用stop方法后,该线程就会死亡。对于已经死亡的线程,无法再使用start方法令其进入就绪   

    41. sleep() 和 wait() 有什么区别?

    sleep():方法是线程类(Thread)的静态方法,让调用线程进入睡眠状态,让出执行机会给其他线程,等到休眠时间结束后,线程进入就绪状态和其他线程一起竞争cpu的执行时间。因为sleep() 是static静态的方法,他不能改变对象的机锁,当一个synchronized块中调用了sleep() 方法,线程虽然进入休眠,但是对象的机锁没有被释放,其他线程依然无法访问这个对象。

    wait():wait()是Object类的方法,当一个线程执行到wait方法时,它就进入到一个和该对象相关的等待池,同时释放对象的机锁,使得其他线程能够访问,可以通过notify,notifyAll方法来唤醒等待的线程。

    42. notify()和 notifyAll()有什么区别?

    • 如果线程调用了对象的 wait()方法,那么线程便会处于该对象的等待池中,等待池中的线程不会去竞争该对象的锁。
    • 当有线程调用了对象的 notifyAll()方法(唤醒所有 wait 线程)或 notify()方法(只随机唤醒一个 wait 线程),被唤醒的的线程便会进入该对象的锁池中,锁池中的线程会去竞争该对象锁。也就是说,调用了notify后只要一个线程会由等待池进入锁池,而notifyAll会将该对象等待池内的所有线程移动到锁池中,等待锁竞争。
    • 优先级高的线程竞争到对象锁的概率大,假若某线程没有竞争到该对象锁,它还会留在锁池中,唯有线程再次调用 wait()方法,它才会重新回到等待池中。而竞争到对象锁的线程则继续往下执行,直到执行完了 synchronized 代码块,它会释放掉该对象锁,这时锁池中的线程会继续竞争该对象锁。

    43. 线程的 run()和 start()有什么区别?

    每个线程都是通过某个特定Thread对象所对应的方法run()来完成其操作的,方法run()称为线程体。通过调用Thread类的start()方法来启动一个线程。

    start()方法来启动一个线程,真正实现了多线程运行。这时无需等待run方法体代码执行完毕,可以直接继续执行下面的代码; 这时此线程是处于就绪状态, 并没有运行。 然后通过此Thread类调用方法run()来完成其运行状态, 这里方法run()称为线程体,它包含了要执行的这个线程的内容, Run方法运行结束, 此线程终止。然后CPU再调度其它线程。

    run()方法是在本线程里的,只是线程里的一个函数,而不是多线程的。 如果直接调用run(),其实就相当于是调用了一个普通函数而已,直接待用run()方法必须等待run()方法执行完毕才能执行下面的代码,所以执行路径还是只有一条,根本就没有线程的特征,所以在多线程执行时要使用start()方法而不是run()方法。

    44. 创建线程池有哪几种方式?

    ①. newFixedThreadPool(int nThreads)

    创建一个固定长度的线程池,每当提交一个任务就创建一个线程,直到达到线程池的最大数量,这时线程规模将不再变化,当线程发生未预期的错误而结束时,线程池会补充一个新的线程。

    ②. newCachedThreadPool()

    创建一个可缓存的线程池,如果线程池的规模超过了处理需求,将自动回收空闲线程,而当需求增加时,则可以自动添加新线程,线程池的规模不存在任何限制。

    ③. newSingleThreadExecutor()

    这是一个单线程的Executor,它创建单个工作线程来执行任务,如果这个线程异常结束,会创建一个新的来替代它;它的特点是能确保依照任务在队列中的顺序来串行执行。

    ④. newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

    创建了一个固定长度的线程池,而且以延迟或定时的方式来执行任务,类似于Timer。

    45. 线程池都有哪些状态?

    线程池有5种状态:Running、ShutDown、Stop、Tidying、Terminated。

    线程池各个状态切换框架图:

    46. 线程池中 submit()和 execute()方法有什么区别?

    • 接收的参数不一样
    • submit有返回值,而execute没有
    • submit方便Exception处理

    47. 在 java 程序中怎么保证多线程的运行安全?

    线程安全在三个方面体现:

    • 原子性:提供互斥访问,同一时刻只能有一个线程对数据进行操作,(atomic,synchronized);
    • 可见性:一个线程对主内存的修改可以及时地被其他线程看到,(synchronized,volatile);
    • 有序性:一个线程观察其他线程中的指令执行顺序,由于指令重排序,该观察结果一般杂乱无序,(happens-before原则)。

    48. 多线程锁的升级原理是什么?

    在Java中,锁共有4种状态,级别从低到高依次为:无状态锁,偏向锁,轻量级锁和重量级锁状态,这几个状态会随着竞争情况逐渐升级。锁可以升级但不能降级。

    锁升级的图示过程: 

    49. 什么是死锁?

    死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。是操作系统层面的一个错误,是进程死锁的简称,最早在 1965 年由 Dijkstra 在研究银行家算法时提出的,它是计算机操作系统乃至整个并发程序设计领域最难处理的问题之一。

    50. 怎么防止死锁?

    死锁的四个必要条件:

    • 互斥条件:进程对所分配到的资源不允许其他进程进行访问,若其他进程访问该资源,只能等待,直至占有该资源的进程使用完成后释放该资源
    • 请求和保持条件:进程获得一定的资源之后,又对其他资源发出请求,但是该资源可能被其他进程占有,此事请求阻塞,但又对自己获得的资源保持不放
    • 不可剥夺条件:是指进程已获得的资源,在未完成使用之前,不可被剥夺,只能在使用完后自己释放
    • 环路等待条件:是指进程发生死锁后,若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

    这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之 一不满足,就不会发生死锁。

    理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和 解除死锁。

    所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确 定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。

    此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。因此,对资源的分配要给予合理的规划。

    51. ThreadLocal 是什么?有哪些使用场景?

    线程局部变量是局限于线程内部的变量,属于线程自身所有,不在多个线程间共享。Java提供ThreadLocal类来支持线程局部变量,是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下(如 web 服务器)使用线程局部变量的时候要特别小心,在这种情况下,工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放,Java 应用就存在内存泄露的风险。

    52.说一下 synchronized 底层实现原理?

    synchronized可以保证方法或者代码块在运行时,同一时刻只有一个方法可以进入到临界区,同时它还可以保证共享变量的内存可见性。

    Java中每一个对象都可以作为锁,这是synchronized实现同步的基础:

    • 普通同步方法,锁是当前实例对象
    • 静态同步方法,锁是当前类的class对象
    • 同步方法块,锁是括号里面的对象

    53. synchronized 和 volatile 的区别是什么?

    • volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器(工作内存)中的值是不确定的,需要从主存中读取; synchronized则是锁定当前变量,只有当前线程可以访问该变量,其他线程被阻塞住。
    • volatile仅能使用在变量级别;synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。
    • volatile仅能实现变量的修改可见性,不能保证原子性;而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性。
    • volatile不会造成线程的阻塞;synchronized可能会造成线程的阻塞。
    • volatile标记的变量不会被编译器优化;synchronized标记的变量可以被编译器优化。

    54. synchronized 和 Lock 有什么区别?

    • 首先synchronized是java内置关键字,在jvm层面,Lock是个java类;
    • synchronized无法判断是否获取锁的状态,Lock可以判断是否获取到锁;
    • synchronized会自动释放锁(a 线程执行完同步代码会释放锁 ;b 线程执行过程中发生异常会释放锁),Lock需在finally中手工释放锁(unlock()方法释放锁),否则容易造成线程死锁;
    • 用synchronized关键字的两个线程1和线程2,如果当前线程1获得锁,线程2线程等待。如果线程1阻塞,线程2则会一直等待下去,而Lock锁就不一定会等待下去,如果尝试获取不到锁,线程可以不用一直等待就结束了;
    • synchronized的锁可重入、不可中断、非公平,而Lock锁可重入、可判断、可公平(两者皆可);
    • Lock锁适合大量同步的代码的同步问题,synchronized锁适合代码少量的同步问题。

    55. synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么?

    synchronized是和if、else、for、while一样的关键字,ReentrantLock是类,这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类,那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性,可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量,ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上: 

    • ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置,这样就避免了死锁 
    • ReentrantLock可以获取各种锁的信息
    • ReentrantLock可以灵活地实现多路通知 

    另外,二者的锁机制其实也是不一样的:ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁,synchronized操作的应该是对象头中mark word。

    56. 说一下 atomic 的原理?

    Atomic包中的类基本的特性就是在多线程环境下,当有多个线程同时对单个(包括基本类型及引用类型)变量进行操作时,具有排他性,即当多个线程同时对该变量的值进行更新时,仅有一个线程能成功,而未成功的线程可以向自旋锁一样,继续尝试,一直等到执行成功。

    Atomic系列的类中的核心方法都会调用unsafe类中的几个本地方法。我们需要先知道一个东西就是Unsafe类,全名为:sun.misc.Unsafe,这个类包含了大量的对C代码的操作,包括很多直接内存分配以及原子操作的调用,而它之所以标记为非安全的,是告诉你这个里面大量的方法调用都会存在安全隐患,需要小心使用,否则会导致严重的后果,例如在通过unsafe分配内存的时候,如果自己指定某些区域可能会导致一些类似C++一样的指针越界到其他进程的问题。


    四、反射

    57. 什么是反射?

    反射主要是指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力

    Java反射:

    在Java运行时环境中,对于任意一个类,能否知道这个类有哪些属性和方法?对于任意一个对象,能否调用它的任意一个方法

    Java反射机制主要提供了以下功能:

    • 在运行时判断任意一个对象所属的类。
    • 在运行时构造任意一个类的对象。
    • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
    • 在运行时调用任意一个对象的方法。 

    58. 什么是 java 序列化?什么情况下需要序列化?

    简单说就是为了保存在内存中的各种对象的状态(也就是实例变量,不是方法),并且可以把保存的对象状态再读出来。虽然你可以用你自己的各种各样的方法来保存object states,但是Java给你提供一种应该比你自己好的保存对象状态的机制,那就是序列化。

    什么情况下需要序列化:

    a)当你想把的内存中的对象状态保存到一个文件中或者数据库中时候;
    b)当你想用套接字在网络上传送对象的时候;
    c)当你想通过RMI传输对象的时候;

    59. 动态代理是什么?有哪些应用?

    动态代理:

    当想要给实现了某个接口的类中的方法,加一些额外的处理。比如说加日志,加事务等。可以给这个类创建一个代理,故名思议就是创建一个新的类,这个类不仅包含原来类方法的功能,而且还在原来的基础上添加了额外处理的新类。这个代理类并不是定义好的,是动态生成的。具有解耦意义,灵活,扩展性强。

    动态代理的应用:

    • Spring的AOP
    • 加事务
    • 加权限
    • 加日志

    60. 怎么实现动态代理?

    首先必须定义一个接口,还要有一个InvocationHandler(将实现接口的类的对象传递给它)处理类。再有一个工具类Proxy(习惯性将其称为代理类,因为调用他的newInstance()可以产生代理对象,其实他只是一个产生代理对象的工具类)。利用到InvocationHandler,拼接代理类源码,将其编译生成代理类的二进制码,利用加载器加载,并将其实例化产生代理对象,最后返回。


    五、对象拷贝

    61. 为什么要使用克隆?

    想对一个对象进行处理,又想保留原有的数据进行接下来的操作,就需要克隆了,Java语言中克隆针对的是类的实例。

    62. 如何实现对象克隆?

    有两种方式:

    1). 实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法;

    2). 实现Serializable接口,通过对象的序列化和反序列化实现克隆,可以实现真正的深度克隆,代码如下:

    
    import java.io.ByteArrayInputStream;
    import java.io.ByteArrayOutputStream;
    import java.io.ObjectInputStream;
    import java.io.ObjectOutputStream;
    import java.io.Serializable;
    
    public class MyUtil {
    
        private MyUtil() {
            throw new AssertionError();
        }
    
        @SuppressWarnings("unchecked")
        public static <T extends Serializable> T clone(T obj) throws Exception {
            ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bout);
            oos.writeObject(obj);
    
            ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bin);
            return (T) ois.readObject();
    
            // 说明:调用ByteArrayInputStream或ByteArrayOutputStream对象的close方法没有任何意义
            // 这两个基于内存的流只要垃圾回收器清理对象就能够释放资源,这一点不同于对外部资源(如文件流)的释放
        }
    }

    下面是测试代码:

    
    import java.io.Serializable;
    
    /**
     * 人类
     * @author nnngu
     *
     */
    class Person implements Serializable {
        private static final long serialVersionUID = -9102017020286042305L;
    
        private String name;    // 姓名
        private int age;        // 年龄
        private Car car;        // 座驾
    
        public Person(String name, int age, Car car) {
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.car = car;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public int getAge() {
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
    
        public Car getCar() {
            return car;
        }
    
        public void setCar(Car car) {
            this.car = car;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", car=" + car + "]";
        }
    
    }
    
    /**
     * 小汽车类
     * @author nnngu
     *
     */
    class Car implements Serializable {
        private static final long serialVersionUID = -5713945027627603702L;
    
        private String brand;       // 品牌
        private int maxSpeed;       // 最高时速
    
        public Car(String brand, int maxSpeed) {
            this.brand = brand;
            this.maxSpeed = maxSpeed;
        }
    
        public String getBrand() {
            return brand;
        }
    
        public void setBrand(String brand) {
            this.brand = brand;
        }
    
        public int getMaxSpeed() {
            return maxSpeed;
        }
    
        public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
            this.maxSpeed = maxSpeed;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Car [brand=" + brand + ", maxSpeed=" + maxSpeed + "]";
        }
    
    }
    class CloneTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            try {
                Person p1 = new Person("郭靖", 33, new Car("Benz", 300));
                Person p2 = MyUtil.clone(p1);   // 深度克隆
                p2.getCar().setBrand("BYD");
                // 修改克隆的Person对象p2关联的汽车对象的品牌属性
                // 原来的Person对象p1关联的汽车不会受到任何影响
                // 因为在克隆Person对象时其关联的汽车对象也被克隆了
                System.out.println(p1);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    注意:基于序列化和反序列化实现的克隆不仅仅是深度克隆,更重要的是通过泛型限定,可以检查出要克隆的对象是否支持序列化,这项检查是编译器完成的,不是在运行时抛出异常,这种是方案明显优于使用Object类的clone方法克隆对象。让问题在编译的时候暴露出来总是好过把问题留到运行时。

    63. 深拷贝和浅拷贝区别是什么?

    • 浅拷贝只是复制了对象的引用地址,两个对象指向同一个内存地址,所以修改其中任意的值,另一个值都会随之变化,这就是浅拷贝(例:assign())
    • 深拷贝是将对象及值复制过来,两个对象修改其中任意的值另一个值不会改变,这就是深拷贝(例:JSON.parse()和JSON.stringify(),但是此方法无法复制函数类型)

    六、Java Web

    64. jsp 和 servlet 有什么区别?

    1. jsp经编译后就变成了Servlet.(JSP的本质就是Servlet,JVM只能识别java的类,不能识别JSP的代码,Web容器将JSP的代码编译成JVM能够识别的java类)
    2. jsp更擅长表现于页面显示,servlet更擅长于逻辑控制。
    3. Servlet中没有内置对象,Jsp中的内置对象都是必须通过HttpServletRequest对象,HttpServletResponse对象以及HttpServlet对象得到。
    4. Jsp是Servlet的一种简化,使用Jsp只需要完成程序员需要输出到客户端的内容,Jsp中的Java脚本如何镶嵌到一个类中,由Jsp容器完成。而Servlet则是个完整的Java类,这个类的Service方法用于生成对客户端的响应。

    65. jsp 有哪些内置对象?作用分别是什么?

    JSP有9个内置对象:

    • request:封装客户端的请求,其中包含来自GET或POST请求的参数;
    • response:封装服务器对客户端的响应;
    • pageContext:通过该对象可以获取其他对象;
    • session:封装用户会话的对象;
    • application:封装服务器运行环境的对象;
    • out:输出服务器响应的输出流对象;
    • config:Web应用的配置对象;
    • page:JSP页面本身(相当于Java程序中的this);
    • exception:封装页面抛出异常的对象。

    66. 说一下 jsp 的 4 种作用域?

    JSP中的四种作用域包括page、request、session和application,具体来说:

    • page代表与一个页面相关的对象和属性。
    • request代表与Web客户机发出的一个请求相关的对象和属性。一个请求可能跨越多个页面,涉及多个Web组件;需要在页面显示的临时数据可以置于此作用域。
    • session代表与某个用户与服务器建立的一次会话相关的对象和属性。跟某个用户相关的数据应该放在用户自己的session中。
    • application代表与整个Web应用程序相关的对象和属性,它实质上是跨越整个Web应用程序,包括多个页面、请求和会话的一个全局作用域。

    67. session 和 cookie 有什么区别?

    • 由于HTTP协议是无状态的协议,所以服务端需要记录用户的状态时,就需要用某种机制来识具体的用户,这个机制就是Session.典型的场景比如购物车,当你点击下单按钮时,由于HTTP协议无状态,所以并不知道是哪个用户操作的,所以服务端要为特定的用户创建了特定的Session,用用于标识这个用户,并且跟踪用户,这样才知道购物车里面有几本书。这个Session是保存在服务端的,有一个唯一标识。在服务端保存Session的方法很多,内存、数据库、文件都有。集群的时候也要考虑Session的转移,在大型的网站,一般会有专门的Session服务器集群,用来保存用户会话,这个时候 Session 信息都是放在内存的,使用一些缓存服务比如Memcached之类的来放 Session。
    • 思考一下服务端如何识别特定的客户?这个时候Cookie就登场了。每次HTTP请求的时候,客户端都会发送相应的Cookie信息到服务端。实际上大多数的应用都是用 Cookie 来实现Session跟踪的,第一次创建Session的时候,服务端会在HTTP协议中告诉客户端,需要在 Cookie 里面记录一个Session ID,以后每次请求把这个会话ID发送到服务器,我就知道你是谁了。有人问,如果客户端的浏览器禁用了 Cookie 怎么办?一般这种情况下,会使用一种叫做URL重写的技术来进行会话跟踪,即每次HTTP交互,URL后面都会被附加上一个诸如 sid=xxxxx 这样的参数,服务端据此来识别用户。
    • Cookie其实还可以用在一些方便用户的场景下,设想你某次登陆过一个网站,下次登录的时候不想再次输入账号了,怎么办?这个信息可以写到Cookie里面,访问网站的时候,网站页面的脚本可以读取这个信息,就自动帮你把用户名给填了,能够方便一下用户。这也是Cookie名称的由来,给用户的一点甜头。所以,总结一下:Session是在服务端保存的一个数据结构,用来跟踪用户的状态,这个数据可以保存在集群、数据库、文件中;Cookie是客户端保存用户信息的一种机制,用来记录用户的一些信息,也是实现Session的一种方式。

    68. 说一下 session 的工作原理?

    其实session是一个存在服务器上的类似于一个散列表格的文件。里面存有我们需要的信息,在我们需要用的时候可以从里面取出来。类似于一个大号的map吧,里面的键存储的是用户的sessionid,用户向服务器发送请求的时候会带上这个sessionid。这时就可以从中取出对应的值了。

    69. 如果客户端禁止 cookie 能实现 session 还能用吗?

    Cookie与 Session,一般认为是两个独立的东西,Session采用的是在服务器端保持状态的方案,而Cookie采用的是在客户端保持状态的方案。但为什么禁用Cookie就不能得到Session呢?因为Session是用Session ID来确定当前对话所对应的服务器Session,而Session ID是通过Cookie来传递的,禁用Cookie相当于失去了Session ID,也就得不到Session了。

    假定用户关闭Cookie的情况下使用Session,其实现途径有以下几种:

    1. 设置php.ini配置文件中的“session.use_trans_sid = 1”,或者编译时打开打开了“--enable-trans-sid”选项,让PHP自动跨页传递Session ID。
    2. 手动通过URL传值、隐藏表单传递Session ID。
    3. 用文件、数据库等形式保存Session ID,在跨页过程中手动调用。

    70. spring mvc 和 struts 的区别是什么?

    • 拦截机制的不同

    Struts2是类级别的拦截,每次请求就会创建一个Action,和Spring整合时Struts2的ActionBean注入作用域是原型模式prototype,然后通过setter,getter吧request数据注入到属性。Struts2中,一个Action对应一个request,response上下文,在接收参数时,可以通过属性接收,这说明属性参数是让多个方法共享的。Struts2中Action的一个方法可以对应一个url,而其类属性却被所有方法共享,这也就无法用注解或其他方式标识其所属方法了,只能设计为多例。

    SpringMVC是方法级别的拦截,一个方法对应一个Request上下文,所以方法直接基本上是独立的,独享request,response数据。而每个方法同时又何一个url对应,参数的传递是直接注入到方法中的,是方法所独有的。处理结果通过ModeMap返回给框架。在Spring整合时,SpringMVC的Controller Bean默认单例模式Singleton,所以默认对所有的请求,只会创建一个Controller,有应为没有共享的属性,所以是线程安全的,如果要改变默认的作用域,需要添加@Scope注解修改。

    Struts2有自己的拦截Interceptor机制,SpringMVC这是用的是独立的Aop方式,这样导致Struts2的配置文件量还是比SpringMVC大。

    • 底层框架的不同

    Struts2采用Filter(StrutsPrepareAndExecuteFilter)实现,SpringMVC(DispatcherServlet)则采用Servlet实现。Filter在容器启动之后即初始化;服务停止以后坠毁,晚于Servlet。Servlet在是在调用时初始化,先于Filter调用,服务停止后销毁。

    • 性能方面

    Struts2是类级别的拦截,每次请求对应实例一个新的Action,需要加载所有的属性值注入,SpringMVC实现了零配置,由于SpringMVC基于方法的拦截,有加载一次单例模式bean注入。所以,SpringMVC开发效率和性能高于Struts2。

    • 配置方面

    spring MVC和Spring是无缝的。从这个项目的管理和安全上也比Struts2高。

    71. 如何避免 sql 注入?

    1. PreparedStatement(简单又有效的方法)
    2. 使用正则表达式过滤传入的参数
    3. 字符串过滤
    4. JSP中调用该函数检查是否包函非法字符
    5. JSP页面判断代码

    72. 什么是 XSS 攻击,如何避免?

    XSS攻击又称CSS,全称Cross Site Script  (跨站脚本攻击),其原理是攻击者向有XSS漏洞的网站中输入恶意的 HTML 代码,当用户浏览该网站时,这段 HTML 代码会自动执行,从而达到攻击的目的。XSS 攻击类似于 SQL 注入攻击,SQL注入攻击中以SQL语句作为用户输入,从而达到查询/修改/删除数据的目的,而在xss攻击中,通过插入恶意脚本,实现对用户游览器的控制,获取用户的一些信息。 XSS是 Web 程序中常见的漏洞,XSS 属于被动式且用于客户端的攻击方式。

    XSS防范的总体思路是:对输入(和URL参数)进行过滤,对输出进行编码。

    73. 什么是 CSRF 攻击,如何避免?

    CSRF(Cross-site request forgery)也被称为 one-click attack或者 session riding,中文全称是叫跨站请求伪造。一般来说,攻击者通过伪造用户的浏览器的请求,向访问一个用户自己曾经认证访问过的网站发送出去,使目标网站接收并误以为是用户的真实操作而去执行命令。常用于盗取账号、转账、发送虚假消息等。攻击者利用网站对请求的验证漏洞而实现这样的攻击行为,网站能够确认请求来源于用户的浏览器,却不能验证请求是否源于用户的真实意愿下的操作行为。

    如何避免:

    1. 验证 HTTP Referer 字段

    HTTP头中的Referer字段记录了该 HTTP 请求的来源地址。在通常情况下,访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站,而如果黑客要对其实施 CSRF
    攻击,他一般只能在他自己的网站构造请求。因此,可以通过验证Referer值来防御CSRF 攻击。

    2. 使用验证码

    关键操作页面加上验证码,后台收到请求后通过判断验证码可以防御CSRF。但这种方法对用户不太友好。

    3. 在请求地址中添加token并验证

    CSRF 攻击之所以能够成功,是因为黑客可以完全伪造用户的请求,该请求中所有的用户验证信息都是存在于cookie中,因此黑客可以在不知道这些验证信息的情况下直接利用用户自己的cookie 来通过安全验证。要抵御 CSRF,关键在于在请求中放入黑客所不能伪造的信息,并且该信息不存在于 cookie 之中。可以在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token,并在服务器端建立一个拦截器来验证这个 token,如果请求中没有token或者 token 内容不正确,则认为可能是 CSRF 攻击而拒绝该请求。这种方法要比检查 Referer 要安全一些,token 可以在用户登陆后产生并放于session之中,然后在每次请求时把token 从 session 中拿出,与请求中的 token 进行比对,但这种方法的难点在于如何把 token 以参数的形式加入请求。
    对于 GET 请求,token 将附在请求地址之后,这样 URL 就变成 http://url?csrftoken=tokenvalue。
    而对于 POST 请求来说,要在 form 的最后加上 <input type="hidden" name="csrftoken" value="tokenvalue"/>,这样就把token以参数的形式加入请求了。

    4. 在HTTP 头中自定义属性并验证

    这种方法也是使用 token 并进行验证,和上一种方法不同的是,这里并不是把 token 以参数的形式置于 HTTP 请求之中,而是把它放到 HTTP 头中自定义的属性里。通过 XMLHttpRequest 这个类,可以一次性给所有该类请求加上 csrftoken 这个 HTTP 头属性,并把 token 值放入其中。这样解决了上种方法在请求中加入 token 的不便,同时,通过 XMLHttpRequest 请求的地址不会被记录到浏览器的地址栏,也不用担心 token 会透过 Referer 泄露到其他网站中去。


    七、异常

    74. throw 和 throws 的区别?

    throws是用来声明一个方法可能抛出的所有异常信息,throws是将异常声明但是不处理,而是将异常往上传,谁调用我就交给谁处理。而throw则是指抛出的一个具体的异常类型。

    75. final、finally、finalize 有什么区别?

    • final可以修饰类、变量、方法,修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。
    • finally一般作用在try-catch代码块中,在处理异常的时候,通常我们将一定要执行的代码方法finally代码块中,表示不管是否出现异常,该代码块都会执行,一般用来存放一些关闭资源的代码。
    • finalize是一个方法,属于Object类的一个方法,而Object类是所有类的父类,该方法一般由垃圾回收器来调用,当我们调用System的gc()方法的时候,由垃圾回收器调用finalize(),回收垃圾。 

    76. try-catch-finally 中哪个部分可以省略?

    答:catch 可以省略

    原因:

    更为严格的说法其实是:try只适合处理运行时异常,try+catch适合处理运行时异常+普通异常。也就是说,如果你只用try去处理普通异常却不加以catch处理,编译是通不过的,因为编译器硬性规定,普通异常如果选择捕获,则必须用catch显示声明以便进一步处理。而运行时异常在编译时没有如此规定,所以catch可以省略,你加上catch编译器也觉得无可厚非。

    理论上,编译器看任何代码都不顺眼,都觉得可能有潜在的问题,所以你即使对所有代码加上try,代码在运行期时也只不过是在正常运行的基础上加一层皮。但是你一旦对一段代码加上try,就等于显示地承诺编译器,对这段代码可能抛出的异常进行捕获而非向上抛出处理。如果是普通异常,编译器要求必须用catch捕获以便进一步处理;如果运行时异常,捕获然后丢弃并且+finally扫尾处理,或者加上catch捕获以便进一步处理。

    至于加上finally,则是在不管有没捕获异常,都要进行的“扫尾”处理。

    77. try-catch-finally 中,如果 catch 中 return 了,finally 还会执行吗?

    答:会执行,在 return 前执行。

    代码示例1:

    
    /*
     * java面试题--如果catch里面有return语句,finally里面的代码还会执行吗?
     */
    public class FinallyDemo2 {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(getInt());
        }
    
        public static int getInt() {
            int a = 10;
            try {
                System.out.println(a / 0);
                a = 20;
            } catch (ArithmeticException e) {
                a = 30;
                return a;
                /*
                 * return a 在程序执行到这一步的时候,这里不是return a 而是 return 30;这个返回路径就形成了
                 * 但是呢,它发现后面还有finally,所以继续执行finally的内容,a=40
                 * 再次回到以前的路径,继续走return 30,形成返回路径之后,这里的a就不是a变量了,而是常量30
                 */
            } finally {
                a = 40;
            }
    
    //      return a;
        }
    }

    执行结果:30

    代码示例2:

    
    package com.java_02;
    
    /*
     * java面试题--如果catch里面有return语句,finally里面的代码还会执行吗?
     */
    public class FinallyDemo2 {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(getInt());
        }
    
        public static int getInt() {
            int a = 10;
            try {
                System.out.println(a / 0);
                a = 20;
            } catch (ArithmeticException e) {
                a = 30;
                return a;
                /*
                 * return a 在程序执行到这一步的时候,这里不是return a 而是 return 30;这个返回路径就形成了
                 * 但是呢,它发现后面还有finally,所以继续执行finally的内容,a=40
                 * 再次回到以前的路径,继续走return 30,形成返回路径之后,这里的a就不是a变量了,而是常量30
                 */
            } finally {
                a = 40;
                return a; //如果这样,就又重新形成了一条返回路径,由于只能通过1个return返回,所以这里直接返回40
            }
    
    //      return a;
        }
    }

    执行结果:40

    78. 常见的异常类有哪些?

    • NullPointerException:当应用程序试图访问空对象时,则抛出该异常。
    • SQLException:提供关于数据库访问错误或其他错误信息的异常。
    • IndexOutOfBoundsException:指示某排序索引(例如对数组、字符串或向量的排序)超出范围时抛出。 
    • NumberFormatException:当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型,但该字符串不能转换为适当格式时,抛出该异常。
    • FileNotFoundException:当试图打开指定路径名表示的文件失败时,抛出此异常。
    • IOException:当发生某种I/O异常时,抛出此异常。此类是失败或中断的I/O操作生成的异常的通用类。
    • ClassCastException:当试图将对象强制转换为不是实例的子类时,抛出该异常。
    • ArrayStoreException:试图将错误类型的对象存储到一个对象数组时抛出的异常。
    • IllegalArgumentException:抛出的异常表明向方法传递了一个不合法或不正确的参数。
    • ArithmeticException:当出现异常的运算条件时,抛出此异常。例如,一个整数“除以零”时,抛出此类的一个实例。 
    • NegativeArraySizeException:如果应用程序试图创建大小为负的数组,则抛出该异常。
    • NoSuchMethodException:无法找到某一特定方法时,抛出该异常。
    • SecurityException:由安全管理器抛出的异常,指示存在安全侵犯。
    • UnsupportedOperationException:当不支持请求的操作时,抛出该异常。
    • RuntimeExceptionRuntimeException:是那些可能在Java虚拟机正常运行期间抛出的异常的超类。

    八、网络

    79. http 响应码 301 和 302 代表的是什么?有什么区别?

    答:301,302 都是HTTP状态的编码,都代表着某个URL发生了转移。

    区别: 

    • 301 redirect: 301 代表永久性转移(Permanently Moved)。
    • 302 redirect: 302 代表暂时性转移(Temporarily Moved )。 

    80. forward 和 redirect 的区别?

    Forward和Redirect代表了两种请求转发方式:直接转发和间接转发。

    直接转发方式(Forward),客户端和浏览器只发出一次请求,Servlet、HTML、JSP或其它信息资源,由第二个信息资源响应该请求,在请求对象request中,保存的对象对于每个信息资源是共享的。

    间接转发方式(Redirect)实际是两次HTTP请求,服务器端在响应第一次请求的时候,让浏览器再向另外一个URL发出请求,从而达到转发的目的。

    举个通俗的例子:

    直接转发就相当于:“A找B借钱,B说没有,B去找C借,借到借不到都会把消息传递给A”;

    间接转发就相当于:"A找B借钱,B说没有,让A去找C借"。

    81. 简述 tcp 和 udp的区别?

    • TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接);UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接。
    • TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达;UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付。
    • Tcp通过校验和,重传控制,序号标识,滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。
    • UDP具有较好的实时性,工作效率比TCP高,适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
    • 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信。
    • TCP对系统资源要求较多,UDP对系统资源要求较少。

    82. tcp 为什么要三次握手,两次不行吗?为什么?

    为了实现可靠数据传输, TCP 协议的通信双方, 都必须维护一个序列号, 以标识发送出去的数据包中, 哪些是已经被对方收到的。 三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值, 并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。

    如果只是两次握手, 至多只有连接发起方的起始序列号能被确认, 另一方选择的序列号则得不到确认。

    83. 说一下 tcp 粘包是怎么产生的?

    ①. 发送方产生粘包

    采用TCP协议传输数据的客户端与服务器经常是保持一个长连接的状态(一次连接发一次数据不存在粘包),双方在连接不断开的情况下,可以一直传输数据;但当发送的数据包过于的小时,那么TCP协议默认的会启用Nagle算法,将这些较小的数据包进行合并发送(缓冲区数据发送是一个堆压的过程);这个合并过程就是在发送缓冲区中进行的,也就是说数据发送出来它已经是粘包的状态了。

    ②. 接收方产生粘包

    接收方采用TCP协议接收数据时的过程是这样的:数据到底接收方,从网络模型的下方传递至传输层,传输层的TCP协议处理是将其放置接收缓冲区,然后由应用层来主动获取(C语言用recv、read等函数);这时会出现一个问题,就是我们在程序中调用的读取数据函数不能及时的把缓冲区中的数据拿出来,而下一个数据又到来并有一部分放入的缓冲区末尾,等我们读取数据时就是一个粘包。(放数据的速度 > 应用层拿数据速度) 

    84. OSI 的七层模型都有哪些?

    1. 应用层:网络服务与最终用户的一个接口。
    2. 表示层:数据的表示、安全、压缩。
    3. 会话层:建立、管理、终止会话。
    4. 传输层:定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验。
    5. 网络层:进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择。
    6. 数据链路层:建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。
    7. 物理层:建立、维护、断开物理连接。

    85. get 和 post 请求有哪些区别?

    • GET在浏览器回退时是无害的,而POST会再次提交请求。
    • GET产生的URL地址可以被Bookmark,而POST不可以。
    • GET请求会被浏览器主动cache,而POST不会,除非手动设置。
    • GET请求只能进行url编码,而POST支持多种编码方式。
    • GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里,而POST中的参数不会被保留。
    • GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的,而POST么有。
    • 对参数的数据类型,GET只接受ASCII字符,而POST没有限制。
    • GET比POST更不安全,因为参数直接暴露在URL上,所以不能用来传递敏感信息。
    • GET参数通过URL传递,POST放在Request body中。

    86. 如何实现跨域?

    方式一:图片ping或script标签跨域

    图片ping常用于跟踪用户点击页面或动态广告曝光次数。 
    script标签可以得到从其他来源数据,这也是JSONP依赖的根据。 

    方式二:JSONP跨域

    JSONP(JSON with Padding)是数据格式JSON的一种“使用模式”,可以让网页从别的网域要数据。根据 XmlHttpRequest 对象受到同源策略的影响,而利用 <script>元素的这个开放策略,网页可以得到从其他来源动态产生的JSON数据,而这种使用模式就是所谓的 JSONP。用JSONP抓到的数据并不是JSON,而是任意的JavaScript,用 JavaScript解释器运行而不是用JSON解析器解析。所有,通过Chrome查看所有JSONP发送的Get请求都是js类型,而非XHR。 

    缺点:

    • 只能使用Get请求
    • 不能注册success、error等事件监听函数,不能很容易的确定JSONP请求是否失败
    • JSONP是从其他域中加载代码执行,容易受到跨站请求伪造的攻击,其安全性无法确保

    方式三:CORS

    Cross-Origin Resource Sharing(CORS)跨域资源共享是一份浏览器技术的规范,提供了 Web 服务从不同域传来沙盒脚本的方法,以避开浏览器的同源策略,确保安全的跨域数据传输。现代浏览器使用CORS在API容器如XMLHttpRequest来减少HTTP请求的风险来源。与 JSONP 不同,CORS 除了 GET 要求方法以外也支持其他的 HTTP 要求。服务器一般需要增加如下响应头的一种或几种:

    Access-Control-Allow-Origin: *
    Access-Control-Allow-Methods: POST, GET, OPTIONS
    Access-Control-Allow-Headers: X-PINGOTHER, Content-Type
    Access-Control-Max-Age: 86400

    跨域请求默认不会携带Cookie信息,如果需要携带,请配置下述参数:

    "Access-Control-Allow-Credentials": true
    // Ajax设置
    "withCredentials": true

    方式四:window.name+iframe

    window.name通过在iframe(一般动态创建i)中加载跨域HTML文件来起作用。然后,HTML文件将传递给请求者的字符串内容赋值给window.name。然后,请求者可以检索window.name值作为响应。

    • iframe标签的跨域能力;
    • window.name属性值在文档刷新后依旧存在的能力(且最大允许2M左右)。

    每个iframe都有包裹它的window,而这个window是top window的子窗口。contentWindow属性返回<iframe>元素的Window对象。你可以使用这个Window对象来访问iframe的文档及其内部DOM。

    <!-- 
     下述用端口 
     10000表示:domainA
     10001表示:domainB
    -->
    
    <!-- localhost:10000 -->
    <script>
      var iframe = document.createElement('iframe');
      iframe.style.display = 'none'; // 隐藏
    
      var state = 0; // 防止页面无限刷新
      iframe.onload = function() {
          if(state === 1) {
              console.log(JSON.parse(iframe.contentWindow.name));
              // 清除创建的iframe
              iframe.contentWindow.document.write('');
              iframe.contentWindow.close();
              document.body.removeChild(iframe);
          } else if(state === 0) {
              state = 1;
              // 加载完成,指向当前域,防止错误(proxy.html为空白页面)
              // Blocked a frame with origin "http://localhost:10000" from accessing a cross-origin frame.
              iframe.contentWindow.location = 'http://localhost:10000/proxy.html';
          }
      };
    
      iframe.src = 'http://localhost:10001';
      document.body.appendChild(iframe);
    </script>
    
    <!-- localhost:10001 -->
    <!DOCTYPE html>
    ...
    <script>
      window.name = JSON.stringify({a: 1, b: 2});
    </script>
    </html>
    

    方式五:window.postMessage()

    HTML5新特性,可以用来向其他所有的 window 对象发送消息。需要注意的是我们必须要保证所有的脚本执行完才发送 MessageEvent,如果在函数执行的过程中调用了它,就会让后面的函数超时无法执行。

    下述代码实现了跨域存储localStorage

    <!-- 
     下述用端口 
     10000表示:domainA
     10001表示:domainB
    -->
    
    <!-- localhost:10000 -->
    <iframe src="http://localhost:10001/msg.html" name="myPostMessage" style="display:none;">
    </iframe>
    
    <script>
      function main() {
          LSsetItem('test', 'Test: ' + new Date());
          LSgetItem('test', function(value) {
              console.log('value: ' + value);
          });
          LSremoveItem('test');
      }
    
      var callbacks = {};
      window.addEventListener('message', function(event) {
          if (event.source === frames['myPostMessage']) {
              console.log(event)
              var data = /^#localStorage#(\d+)(null)?#([\S\s]*)/.exec(event.data);
              if (data) {
                  if (callbacks[data[1]]) {
                      callbacks[data[1]](data[2] === 'null' ? null : data[3]);
                  }
                  delete callbacks[data[1]];
              }
          }
      }, false);
    
      var domain = '*';
      // 增加
      function LSsetItem(key, value) {
          var obj = {
              setItem: key,
              value: value
          };
          frames['myPostMessage'].postMessage(JSON.stringify(obj), domain);
      }
      // 获取
      function LSgetItem(key, callback) {
          var identifier = new Date().getTime();
          var obj = {
              identifier: identifier,
              getItem: key
          };
          callbacks[identifier] = callback;
          frames['myPostMessage'].postMessage(JSON.stringify(obj), domain);
      }
      // 删除
      function LSremoveItem(key) {
          var obj = {
              removeItem: key
          };
          frames['myPostMessage'].postMessage(JSON.stringify(obj), domain);
      }
    </script>
    
    <!-- localhost:10001 -->
    <script>
      window.addEventListener('message', function(event) {
        console.log('Receiver debugging', event);
        if (event.origin == 'http://localhost:10000') {
          var data = JSON.parse(event.data);
          if ('setItem' in data) {
            localStorage.setItem(data.setItem, data.value);
          } else if ('getItem' in data) {
            var gotItem = localStorage.getItem(data.getItem);
            event.source.postMessage(
              '#localStorage#' + data.identifier +
              (gotItem === null ? 'null#' : '#' + gotItem),
              event.origin
            );
          } else if ('removeItem' in data) {
            localStorage.removeItem(data.removeItem);
          }
        }
      }, false);
    </script>

    注意Safari一下,会报错:

    Blocked a frame with origin “http://localhost:10001” from accessing a frame with origin “http://localhost:10000“. Protocols, domains, and ports must match.

    避免该错误,可以在Safari浏览器中勾选开发菜单==>停用跨域限制。或者只能使用服务器端转存的方式实现,因为Safari浏览器默认只支持CORS跨域请求。

    方式六:修改document.domain跨子域

    前提条件:这两个域名必须属于同一个基础域名!而且所用的协议,端口都要一致,否则无法利用document.domain进行跨域,所以只能跨子域

    在根域范围内,允许把domain属性的值设置为它的上一级域。例如,在”aaa.xxx.com”域内,可以把domain设置为 “xxx.com” 但不能设置为 “xxx.org” 或者”com”。

    现在存在两个域名aaa.xxx.com和bbb.xxx.com。在aaa下嵌入bbb的页面,由于其document.name不一致,无法在aaa下操作bbb的js。可以在aaa和bbb下通过js将document.name = 'xxx.com';设置一致,来达到互相访问的作用。

    方式七:WebSocket

    WebSocket protocol 是HTML5一种新的协议。它实现了浏览器与服务器全双工通信,同时允许跨域通讯,是server push技术的一种很棒的实现。相关文章,请查看:WebSocket、WebSocket-SockJS

    需要注意:WebSocket对象不支持DOM 2级事件侦听器,必须使用DOM 0级语法分别定义各个事件。

    方式八:代理

    同源策略是针对浏览器端进行的限制,可以通过服务器端来解决该问题

    DomainA客户端(浏览器) ==> DomainA服务器 ==> DomainB服务器 ==> DomainA客户端(浏览器)

    来源:blog.csdn.net/ligang2585116/article/details/73072868

    87.说一下 JSONP 实现原理?

    jsonp 即 json+padding,动态创建script标签,利用script标签的src属性可以获取任何域下的js脚本,通过这个特性(也可以说漏洞),服务器端不在返货json格式,而是返回一段调用某个函数的js代码,在src中进行了调用,这样实现了跨域。


    九、设计模式

    88. 说一下你熟悉的设计模式?

    参考:常用的设计模式汇总,超详细!

    89. 简单工厂和抽象工厂有什么区别?

    简单工厂模式

    这个模式本身很简单而且使用在业务较简单的情况下。一般用于小项目或者具体产品很少扩展的情况(这样工厂类才不用经常更改)。

    它由三种角色组成:

    • 工厂类角色:这是本模式的核心,含有一定的商业逻辑和判断逻辑,根据逻辑不同,产生具体的工厂产品。如例子中的Driver类。
    • 抽象产品角色:它一般是具体产品继承的父类或者实现的接口。由接口或者抽象类来实现。如例中的Car接口。
    • 具体产品角色:工厂类所创建的对象就是此角色的实例。在java中由一个具体类实现,如例子中的Benz、Bmw类。

    来用类图来清晰的表示下的它们之间的关系:

    抽象工厂模式:

    先来认识下什么是产品族: 位于不同产品等级结构中,功能相关联的产品组成的家族。

    图中的BmwCar和BenzCar就是两个产品树(产品层次结构);而如图所示的BenzSportsCar和BmwSportsCar就是一个产品族。他们都可以放到跑车家族中,因此功能有所关联。同理BmwBussinessCar和BenzBusinessCar也是一个产品族。

    可以这么说,它和工厂方法模式的区别就在于需要创建对象的复杂程度上。而且抽象工厂模式是三个里面最为抽象、最具一般性的。抽象工厂模式的用意为:给客户端提供一个接口,可以创建多个产品族中的产品对象。

    而且使用抽象工厂模式还要满足一下条件:

    1. 系统中有多个产品族,而系统一次只可能消费其中一族产品
    2. 同属于同一个产品族的产品以其使用。

    来看看抽象工厂模式的各个角色(和工厂方法的如出一辙):

    • 抽象工厂角色: 这是工厂方法模式的核心,它与应用程序无关。是具体工厂角色必须实现的接口或者必须继承的父类。在java中它由抽象类或者接口来实现。
    • 具体工厂角色:它含有和具体业务逻辑有关的代码。由应用程序调用以创建对应的具体产品的对象。在java中它由具体的类来实现。
    • 抽象产品角色:它是具体产品继承的父类或者是实现的接口。在java中一般有抽象类或者接口来实现。
    • 具体产品角色:具体工厂角色所创建的对象就是此角色的实例。在java中由具体的类来实现。

    十、Spring / Spring MVC

    90. 为什么要使用 spring?

    1.简介

    • 目的:解决企业应用开发的复杂性
    • 功能:使用基本的JavaBean代替EJB,并提供了更多的企业应用功能
    • 范围:任何Java应用

    简单来说,Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架。

    2.轻量 

    从大小与开销两方面而言Spring都是轻量的。完整的Spring框架可以在一个大小只有1MB多的JAR文件里发布。并且Spring所需的处理开销也是微不足道的。此外,Spring是非侵入式的:典型地,Spring应用中的对象不依赖于Spring的特定类。

    3.控制反转  

    Spring通过一种称作控制反转(IoC)的技术促进了松耦合。当应用了IoC,一个对象依赖的其它对象会通过被动的方式传递进来,而不是这个对象自己创建或者查找依赖对象。你可以认为IoC与JNDI相反——不是对象从容器中查找依赖,而是容器在对象初始化时不等对象请求就主动将依赖传递给它。

    4.面向切面  

    Spring提供了面向切面编程的丰富支持,允许通过分离应用的业务逻辑与系统级服务(例如审计(auditing)和事务(transaction)管理)进行内聚性的开发。应用对象只实现它们应该做的——完成业务逻辑——仅此而已。它们并不负责(甚至是意识)其它的系统级关注点,例如日志或事务支持。

    5.容器

    Spring包含并管理应用对象的配置和生命周期,在这个意义上它是一种容器,你可以配置你的每个bean如何被创建——基于一个可配置原型(prototype),你的bean可以创建一个单独的实例或者每次需要时都生成一个新的实例——以及它们是如何相互关联的。然而,Spring不应该被混同于传统的重量级的EJB容器,它们经常是庞大与笨重的,难以使用。

    6.框架

    Spring可以将简单的组件配置、组合成为复杂的应用。在Spring中,应用对象被声明式地组合,典型地是在一个XML文件里。Spring也提供了很多基础功能(事务管理、持久化框架集成等等),将应用逻辑的开发留给了你。

    所有Spring的这些特征使你能够编写更干净、更可管理、并且更易于测试的代码。它们也为Spring中的各种模块提供了基础支持。

    91. 解释一下什么是 aop?

    AOP(Aspect-Oriented Programming,面向方面编程),可以说是OOP(Object-Oriented Programing,面向对象编程)的补充和完善。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构,用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候,OOP则显得无能为力。也就是说,OOP允许你定义从上到下的关系,但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中,而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。对于其他类型的代码,如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切(cross-cutting)代码,在OOP设计中,它导致了大量代码的重复,而不利于各个模块的重用。

    而AOP技术则恰恰相反,它利用一种称为“横切”的技术,剖解开封装的对象内部,并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块,并将其名为“Aspect”,即方面。所谓“方面”,简单地说,就是将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系,如果说“对象”是一个空心的圆柱体,其中封装的是对象的属性和行为;那么面向方面编程的方法,就仿佛一把利刃,将这些空心圆柱体剖开,以获得其内部的消息。而剖开的切面,也就是所谓的“方面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原,不留痕迹。

    使用“横切”技术,AOP把软件系统分为两个部分:核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点,与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是,他们经常发生在核心关注点的多处,而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。Aop 的作用在于分离系统中的各种关注点,将核心关注点和横切关注点分离开来。正如Avanade公司的高级方案构架师Adam Magee所说,AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。”

    92. 解释一下什么是 ioc?

    IOC是Inversion of Control的缩写,多数书籍翻译成“控制反转”。

    1996年,Michael Mattson在一篇有关探讨面向对象框架的文章中,首先提出了IOC 这个概念。对于面向对象设计及编程的基本思想,前面我们已经讲了很多了,不再赘述,简单来说就是把复杂系统分解成相互合作的对象,这些对象类通过封装以后,内部实现对外部是透明的,从而降低了解决问题的复杂度,而且可以灵活地被重用和扩展。

    IOC理论提出的观点大体是这样的:借助于“第三方”实现具有依赖关系的对象之间的解耦。如下图:

    大家看到了吧,由于引进了中间位置的“第三方”,也就是IOC容器,使得A、B、C、D这4个对象没有了耦合关系,齿轮之间的传动全部依靠“第三方”了,全部对象的控制权全部上缴给“第三方”IOC容器,所以,IOC容器成了整个系统的关键核心,它起到了一种类似“粘合剂”的作用,把系统中的所有对象粘合在一起发挥作用,如果没有这个“粘合剂”,对象与对象之间会彼此失去联系,这就是有人把IOC容器比喻成“粘合剂”的由来。

    我们再来做个试验:把上图中间的IOC容器拿掉,然后再来看看这套系统:

    我们现在看到的画面,就是我们要实现整个系统所需要完成的全部内容。这时候,A、B、C、D这4个对象之间已经没有了耦合关系,彼此毫无联系,这样的话,当你在实现A的时候,根本无须再去考虑B、C和D了,对象之间的依赖关系已经降低到了最低程度。所以,如果真能实现IOC容器,对于系统开发而言,这将是一件多么美好的事情,参与开发的每一成员只要实现自己的类就可以了,跟别人没有任何关系!

    我们再来看看,控制反转(IOC)到底为什么要起这么个名字?我们来对比一下:

    软件系统在没有引入IOC容器之前,如图1所示,对象A依赖于对象B,那么对象A在初始化或者运行到某一点的时候,自己必须主动去创建对象B或者使用已经创建的对象B。无论是创建还是使用对象B,控制权都在自己手上。

    软件系统在引入IOC容器之后,这种情形就完全改变了,如图3所示,由于IOC容器的加入,对象A与对象B之间失去了直接联系,所以,当对象A运行到需要对象B的时候,IOC容器会主动创建一个对象B注入到对象A需要的地方。

    通过前后的对比,我们不难看出来:对象A获得依赖对象B的过程,由主动行为变为了被动行为,控制权颠倒过来了,这就是“控制反转”这个名称的由来。

    93. spring 有哪些主要模块?

    Spring框架至今已集成了20多个模块。这些模块主要被分如下图所示的核心容器、数据访问/集成,、Web、AOP(面向切面编程)、工具、消息和测试模块。

    更多信息:howtodoinjava.com/java-spring-framework-tutorials/

    94. spring 常用的注入方式有哪些?

    Spring通过DI(依赖注入)实现IOC(控制反转),常用的注入方式主要有三种:

    1. 构造方法注入
    2. setter注入
    3. 基于注解的注入

    95. spring 中的 bean 是线程安全的吗?

    Spring容器中的Bean是否线程安全,容器本身并没有提供Bean的线程安全策略,因此可以说spring容器中的Bean本身不具备线程安全的特性,但是具体还是要结合具体scope的Bean去研究。

    96. spring 支持几种 bean 的作用域?

    当通过spring容器创建一个Bean实例时,不仅可以完成Bean实例的实例化,还可以为Bean指定特定的作用域。Spring支持如下5种作用域:

    • singleton:单例模式,在整个Spring IoC容器中,使用singleton定义的Bean将只有一个实例
    • prototype:原型模式,每次通过容器的getBean方法获取prototype定义的Bean时,都将产生一个新的Bean实例
    • request:对于每次HTTP请求,使用request定义的Bean都将产生一个新实例,即每次HTTP请求将会产生不同的Bean实例。只有在Web应用中使用Spring时,该作用域才有效
    • session:对于每次HTTP Session,使用session定义的Bean豆浆产生一个新实例。同样只有在Web应用中使用Spring时,该作用域才有效
    • globalsession:每个全局的HTTP Session,使用session定义的Bean都将产生一个新实例。典型情况下,仅在使用portlet context的时候有效。同样只有在Web应用中使用Spring时,该作用域才有效

    其中比较常用的是singleton和prototype两种作用域。对于singleton作用域的Bean,每次请求该Bean都将获得相同的实例。容器负责跟踪Bean实例的状态,负责维护Bean实例的生命周期行为;如果一个Bean被设置成prototype作用域,程序每次请求该id的Bean,Spring都会新建一个Bean实例,然后返回给程序。在这种情况下,Spring容器仅仅使用new 关键字创建Bean实例,一旦创建成功,容器不在跟踪实例,也不会维护Bean实例的状态。

    如果不指定Bean的作用域,Spring默认使用singleton作用域。Java在创建Java实例时,需要进行内存申请;销毁实例时,需要完成垃圾回收,这些工作都会导致系统开销的增加。因此,prototype作用域Bean的创建、销毁代价比较大。而singleton作用域的Bean实例一旦创建成功,可以重复使用。因此,除非必要,否则尽量避免将Bean被设置成prototype作用域。

    97. spring 自动装配 bean 有哪些方式?

    Spring容器负责创建应用程序中的bean同时通过ID来协调这些对象之间的关系。作为开发人员,我们需要告诉Spring要创建哪些bean并且如何将其装配到一起。

    spring中bean装配有两种方式:

    • 隐式的bean发现机制和自动装配
    • 在java代码或者XML中进行显示配置

    当然这些方式也可以配合使用。

    98. spring 事务实现方式有哪些?

    1. 编程式事务管理对基于 POJO 的应用来说是唯一选择。我们需要在代码中调用beginTransaction()、commit()、rollback()等事务管理相关的方法,这就是编程式事务管理。
    2. 基于 TransactionProxyFactoryBean 的声明式事务管理
    3. 基于 @Transactional 的声明式事务管理
    4. 基于 Aspectj AOP 配置事务

    99. 说一下 spring 的事务隔离?

    事务隔离级别指的是一个事务对数据的修改与另一个并行的事务的隔离程度,当多个事务同时访问相同数据时,如果没有采取必要的隔离机制,就可能发生以下问题:

    • 脏读:一个事务读到另一个事务未提交的更新数据。
    • 幻读:例如第一个事务对一个表中的数据进行了修改,比如这种修改涉及到表中的“全部数据行”。同时,第二个事务也修改这个表中的数据,这种修改是向表中插入“一行新数据”。那么,以后就会发生操作第一个事务的用户发现表中还存在没有修改的数据行,就好象发生了幻觉一样。
    • 不可重复读:比方说在同一个事务中先后执行两条一模一样的select语句,期间在此次事务中没有执行过任何DDL语句,但先后得到的结果不一致,这就是不可重复读。

    100. 说一下 spring mvc 运行流程?

    Spring MVC运行流程图:

    Spring运行流程描述:

    1. 用户向服务器发送请求,请求被Spring 前端控制Servelt DispatcherServlet捕获;

    2. DispatcherServlet对请求URL进行解析,得到请求资源标识符(URI)。然后根据该URI,调用HandlerMapping获得该Handler配置的所有相关的对象(包括Handler对象以及Handler对象对应的拦截器),最后以HandlerExecutionChain对象的形式返回;

    3. DispatcherServlet 根据获得的Handler,选择一个合适的HandlerAdapter;(附注:如果成功获得HandlerAdapter后,此时将开始执行拦截器的preHandler(...)方法)

    4.  提取Request中的模型数据,填充Handler入参,开始执行Handler(Controller)。 在填充Handler的入参过程中,根据你的配置,Spring将帮你做一些额外的工作:

    • HttpMessageConveter: 将请求消息(如Json、xml等数据)转换成一个对象,将对象转换为指定的响应信息
    • 数据转换:对请求消息进行数据转换。如String转换成Integer、Double等
    • 数据根式化:对请求消息进行数据格式化。 如将字符串转换成格式化数字或格式化日期等
    • 数据验证: 验证数据的有效性(长度、格式等),验证结果存储到BindingResult或Error中

    5.  Handler执行完成后,向DispatcherServlet 返回一个ModelAndView对象;

    6.  根据返回的ModelAndView,选择一个适合的ViewResolver(必须是已经注册到Spring容器中的ViewResolver)返回给DispatcherServlet ;

    7. ViewResolver 结合Model和View,来渲染视图;

    8. 将渲染结果返回给客户端。

    101. spring mvc 有哪些组件?

    Spring MVC的核心组件:

    1. DispatcherServlet:中央控制器,把请求给转发到具体的控制类
    2. Controller:具体处理请求的控制器
    3. HandlerMapping:映射处理器,负责映射中央处理器转发给controller时的映射策略
    4. ModelAndView:服务层返回的数据和视图层的封装类
    5. ViewResolver:视图解析器,解析具体的视图
    6. Interceptors :拦截器,负责拦截我们定义的请求然后做处理工作

    102. @RequestMapping 的作用是什么?

    RequestMapping是一个用来处理请求地址映射的注解,可用于类或方法上。用于类上,表示类中的所有响应请求的方法都是以该地址作为父路径。

    RequestMapping注解有六个属性,下面我们把她分成三类进行说明。

    value, method:

    • value:指定请求的实际地址,指定的地址可以是URI Template 模式(后面将会说明);
    • method:指定请求的method类型, GET、POST、PUT、DELETE等;

    consumes,produces

    • consumes:指定处理请求的提交内容类型(Content-Type),例如application/json, text/html;
    • produces:指定返回的内容类型,仅当request请求头中的(Accept)类型中包含该指定类型才返回;

    params,headers

    • params: 指定request中必须包含某些参数值是,才让该方法处理。
    • headers:指定request中必须包含某些指定的header值,才能让该方法处理请求。

    103. @Autowired 的作用是什么?

    《@Autowired用法详解》


    未完待续......


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    展开全文
  • MyBatis面试题(2020最新版)

    万次阅读 多人点赞 2019-09-24 16:40:33
    MyBatis 是一款优秀的持久层框架,它支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射。MyBatis 避免了几乎所有的 JDBC 代码和手动设置参数以及获取结果集。MyBatis 可以使用简单的 XML 或注解来配置和映射原生类型、接口和 ...

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    MyBatis简介

    MyBatis是什么?

    MyBatis 是一款优秀的持久层框架,一个半 ORM(对象关系映射)框架,它支持定制化 SQL、存储过程以及高级映射。MyBatis 避免了几乎所有的 JDBC 代码和手动设置参数以及获取结果集。MyBatis 可以使用简单的 XML 或注解来配置和映射原生类型、接口和 Java 的 POJO(Plain Old Java Objects,普通老式 Java 对象)为数据库中的记录。

    ORM是什么

    ORM(Object Relational Mapping),对象关系映射,是一种为了解决关系型数据库数据与简单Java对象(POJO)的映射关系的技术。简单的说,ORM是通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据,将程序中的对象自动持久化到关系型数据库中。

    为什么说Mybatis是半自动ORM映射工具?它与全自动的区别在哪里?

    Hibernate属于全自动ORM映射工具,使用Hibernate查询关联对象或者关联集合对象时,可以根据对象关系模型直接获取,所以它是全自动的。

    而Mybatis在查询关联对象或关联集合对象时,需要手动编写sql来完成,所以,称之为半自动ORM映射工具。

    传统JDBC开发存在的问题

    • 频繁创建数据库连接对象、释放,容易造成系统资源浪费,影响系统性能。可以使用连接池解决这个问题。但是使用jdbc需要自己实现连接池。
    • sql语句定义、参数设置、结果集处理存在硬编码。实际项目中sql语句变化的可能性较大,一旦发生变化,需要修改java代码,系统需要重新编译,重新发布。不好维护。
    • 使用preparedStatement向占有位符号传参数存在硬编码,因为sql语句的where条件不一定,可能多也可能少,修改sql还要修改代码,系统不易维护。
    • 结果集处理存在重复代码,处理麻烦。如果可以映射成Java对象会比较方便。

    JDBC编程有哪些不足之处,MyBatis是如何解决这些问题的?

    1、数据库链接创建、释放频繁造成系统资源浪费从而影响系统性能,如果使用数据库连接池可解决此问题。

    解决:在mybatis-config.xml中配置数据链接池,使用连接池管理数据库连接。

    2、Sql语句写在代码中造成代码不易维护,实际应用sql变化的可能较大,sql变动需要改变java代码。

    解决:将Sql语句配置在XXXXmapper.xml文件中与java代码分离。

    3、向sql语句传参数麻烦,因为sql语句的where条件不一定,可能多也可能少,占位符需要和参数一一对应。

    解决: Mybatis自动将java对象映射至sql语句。

    4、对结果集解析麻烦,sql变化导致解析代码变化,且解析前需要遍历,如果能将数据库记录封装成pojo对象解析比较方便。

    解决:Mybatis自动将sql执行结果映射至java对象。

    Mybatis优缺点

    优点

    与传统的数据库访问技术相比,ORM有以下优点:

    • 基于SQL语句编程,相当灵活,不会对应用程序或者数据库的现有设计造成任何影响,SQL写在XML里,解除sql与程序代码的耦合,便于统一管理;提供XML标签,支持编写动态SQL语句,并可重用
    • 与JDBC相比,减少了50%以上的代码量,消除了JDBC大量冗余的代码,不需要手动开关连接
    • 很好的与各种数据库兼容(因为MyBatis使用JDBC来连接数据库,所以只要JDBC支持的数据库MyBatis都支持)
    • 提供映射标签,支持对象与数据库的ORM字段关系映射;提供对象关系映射标签,支持对象关系组件维护
    • 能够与Spring很好的集成

    缺点

    • SQL语句的编写工作量较大,尤其当字段多、关联表多时,对开发人员编写SQL语句的功底有一定要求
    • SQL语句依赖于数据库,导致数据库移植性差,不能随意更换数据库

    MyBatis框架适用场景

    • MyBatis专注于SQL本身,是一个足够灵活的DAO层解决方案。
    • 对性能的要求很高,或者需求变化较多的项目,如互联网项目,MyBatis将是不错的选择。

    Hibernate 和 MyBatis 的区别

    相同点

    都是对jdbc的封装,都是持久层的框架,都用于dao层的开发。

    不同点

    映射关系

    • MyBatis 是一个半自动映射的框架,配置Java对象与sql语句执行结果的对应关系,多表关联关系配置简单
    • Hibernate 是一个全表映射的框架,配置Java对象与数据库表的对应关系,多表关联关系配置复杂

    SQL优化和移植性

    • Hibernate 对SQL语句封装,提供了日志、缓存、级联(级联比 MyBatis 强大)等特性,此外还提供 HQL(Hibernate Query Language)操作数据库,数据库无关性支持好,但会多消耗性能。如果项目需要支持多种数据库,代码开发量少,但SQL语句优化困难。
    • MyBatis 需要手动编写 SQL,支持动态 SQL、处理列表、动态生成表名、支持存储过程。开发工作量相对大些。直接使用SQL语句操作数据库,不支持数据库无关性,但sql语句优化容易。

    开发难易程度和学习成本

    • Hibernate 是重量级框架,学习使用门槛高,适合于需求相对稳定,中小型的项目,比如:办公自动化系统

    • MyBatis 是轻量级框架,学习使用门槛低,适合于需求变化频繁,大型的项目,比如:互联网电子商务系统

    总结

    MyBatis 是一个小巧、方便、高效、简单、直接、半自动化的持久层框架,

    Hibernate 是一个强大、方便、高效、复杂、间接、全自动化的持久层框架。

    MyBatis的解析和运行原理

    MyBatis编程步骤是什么样的?

    1、 创建SqlSessionFactory

    2、 通过SqlSessionFactory创建SqlSession

    3、 通过sqlsession执行数据库操作

    4、 调用session.commit()提交事务

    5、 调用session.close()关闭会话

    请说说MyBatis的工作原理

    在学习 MyBatis 程序之前,需要了解一下 MyBatis 工作原理,以便于理解程序。MyBatis 的工作原理如下图

    MyBatis工作原理

    1)读取 MyBatis 配置文件:mybatis-config.xml 为 MyBatis 的全局配置文件,配置了 MyBatis 的运行环境等信息,例如数据库连接信息。

    2)加载映射文件。映射文件即 SQL 映射文件,该文件中配置了操作数据库的 SQL 语句,需要在 MyBatis 配置文件 mybatis-config.xml 中加载。mybatis-config.xml 文件可以加载多个映射文件,每个文件对应数据库中的一张表。

    3)构造会话工厂:通过 MyBatis 的环境等配置信息构建会话工厂 SqlSessionFactory。

    4)创建会话对象:由会话工厂创建 SqlSession 对象,该对象中包含了执行 SQL 语句的所有方法。

    5)Executor 执行器:MyBatis 底层定义了一个 Executor 接口来操作数据库,它将根据 SqlSession 传递的参数动态地生成需要执行的 SQL 语句,同时负责查询缓存的维护。

    6)MappedStatement 对象:在 Executor 接口的执行方法中有一个 MappedStatement 类型的参数,该参数是对映射信息的封装,用于存储要映射的 SQL 语句的 id、参数等信息。

    7)输入参数映射:输入参数类型可以是 Map、List 等集合类型,也可以是基本数据类型和 POJO 类型。输入参数映射过程类似于 JDBC 对 preparedStatement 对象设置参数的过程。

    8)输出结果映射:输出结果类型可以是 Map、 List 等集合类型,也可以是基本数据类型和 POJO 类型。输出结果映射过程类似于 JDBC 对结果集的解析过程。

    MyBatis的功能架构是怎样的

    Mybatis功能框架
    我们把Mybatis的功能架构分为三层:

    • API接口层:提供给外部使用的接口API,开发人员通过这些本地API来操纵数据库。接口层一接收到调用请求就会调用数据处理层来完成具体的数据处理。
    • 数据处理层:负责具体的SQL查找、SQL解析、SQL执行和执行结果映射处理等。它主要的目的是根据调用的请求完成一次数据库操作。
    • 基础支撑层:负责最基础的功能支撑,包括连接管理、事务管理、配置加载和缓存处理,这些都是共用的东西,将他们抽取出来作为最基础的组件。为上层的数据处理层提供最基础的支撑。

    MyBatis的框架架构设计是怎么样的

    Mybatis框架架构

    这张图从上往下看。MyBatis的初始化,会从mybatis-config.xml配置文件,解析构造成Configuration这个类,就是图中的红框。

    (1)加载配置:配置来源于两个地方,一处是配置文件,一处是Java代码的注解,将SQL的配置信息加载成为一个个MappedStatement对象(包括了传入参数映射配置、执行的SQL语句、结果映射配置),存储在内存中。

    (2)SQL解析:当API接口层接收到调用请求时,会接收到传入SQL的ID和传入对象(可以是Map、JavaBean或者基本数据类型),Mybatis会根据SQL的ID找到对应的MappedStatement,然后根据传入参数对象对MappedStatement进行解析,解析后可以得到最终要执行的SQL语句和参数。

    (3)SQL执行:将最终得到的SQL和参数拿到数据库进行执行,得到操作数据库的结果。

    (4)结果映射:将操作数据库的结果按照映射的配置进行转换,可以转换成HashMap、JavaBean或者基本数据类型,并将最终结果返回。

    为什么需要预编译

    1. 定义:
      SQL 预编译指的是数据库驱动在发送 SQL 语句和参数给 DBMS 之前对 SQL 语句进行编译,这样 DBMS 执行 SQL 时,就不需要重新编译。

    2. 为什么需要预编译
      JDBC 中使用对象 PreparedStatement 来抽象预编译语句,使用预编译。预编译阶段可以优化 SQL 的执行。预编译之后的 SQL 多数情况下可以直接执行,DBMS 不需要再次编译,越复杂的SQL,编译的复杂度将越大,预编译阶段可以合并多次操作为一个操作。同时预编译语句对象可以重复利用。把一个 SQL 预编译后产生的 PreparedStatement 对象缓存下来,下次对于同一个SQL,可以直接使用这个缓存的 PreparedState 对象。Mybatis默认情况下,将对所有的 SQL 进行预编译。

    Mybatis都有哪些Executor执行器?它们之间的区别是什么?

    Mybatis有三种基本的Executor执行器,SimpleExecutor、ReuseExecutor、BatchExecutor。

    SimpleExecutor:每执行一次update或select,就开启一个Statement对象,用完立刻关闭Statement对象。

    ReuseExecutor:执行update或select,以sql作为key查找Statement对象,存在就使用,不存在就创建,用完后,不关闭Statement对象,而是放置于Map<String, Statement>内,供下一次使用。简言之,就是重复使用Statement对象。

    BatchExecutor:执行update(没有select,JDBC批处理不支持select),将所有sql都添加到批处理中(addBatch()),等待统一执行(executeBatch()),它缓存了多个Statement对象,每个Statement对象都是addBatch()完毕后,等待逐一执行executeBatch()批处理。与JDBC批处理相同。

    作用范围:Executor的这些特点,都严格限制在SqlSession生命周期范围内。

    Mybatis中如何指定使用哪一种Executor执行器?

    在Mybatis配置文件中,在设置(settings)可以指定默认的ExecutorType执行器类型,也可以手动给DefaultSqlSessionFactory的创建SqlSession的方法传递ExecutorType类型参数,如SqlSession openSession(ExecutorType execType)。

    配置默认的执行器。SIMPLE 就是普通的执行器;REUSE 执行器会重用预处理语句(prepared statements); BATCH 执行器将重用语句并执行批量更新。

    Mybatis是否支持延迟加载?如果支持,它的实现原理是什么?

    Mybatis仅支持association关联对象和collection关联集合对象的延迟加载,association指的就是一对一,collection指的就是一对多查询。在Mybatis配置文件中,可以配置是否启用延迟加载lazyLoadingEnabled=true|false。

    它的原理是,使用CGLIB创建目标对象的代理对象,当调用目标方法时,进入拦截器方法,比如调用a.getB().getName(),拦截器invoke()方法发现a.getB()是null值,那么就会单独发送事先保存好的查询关联B对象的sql,把B查询上来,然后调用a.setB(b),于是a的对象b属性就有值了,接着完成a.getB().getName()方法的调用。这就是延迟加载的基本原理。

    当然了,不光是Mybatis,几乎所有的包括Hibernate,支持延迟加载的原理都是一样的。

    映射器

    #{}和${}的区别

    • #{}是占位符,预编译处理;${}是拼接符,字符串替换,没有预编译处理。

    • Mybatis在处理#{}时,#{}传入参数是以字符串传入,会将SQL中的#{}替换为?号,调用PreparedStatement的set方法来赋值。

    • Mybatis在处理 时 , 是 原 值 传 入 , 就 是 把 {}时,是原值传入,就是把 {}替换成变量的值,相当于JDBC中的Statement编译

    • 变量替换后,#{} 对应的变量自动加上单引号 ‘’;变量替换后,${} 对应的变量不会加上单引号 ‘’

    • #{} 可以有效的防止SQL注入,提高系统安全性;${} 不能防止SQL 注入

    • #{} 的变量替换是在DBMS 中;${} 的变量替换是在 DBMS 外

    模糊查询like语句该怎么写

    (1)’%${question}%’ 可能引起SQL注入,不推荐

    (2)"%"#{question}"%" 注意:因为#{…}解析成sql语句时候,会在变量外侧自动加单引号’ ',所以这里 % 需要使用双引号" ",不能使用单引号 ’ ',不然会查不到任何结果。

    (3)CONCAT(’%’,#{question},’%’) 使用CONCAT()函数,推荐

    (4)使用bind标签

    <select id="listUserLikeUsername" resultType="com.jourwon.pojo.User">
      <bind name="pattern" value="'%' + username + '%'" />
      select id,sex,age,username,password from person where username LIKE #{pattern}
    </select>
    

    在mapper中如何传递多个参数

    方法1:顺序传参法

    public User selectUser(String name, int deptId);
    
    <select id="selectUser" resultMap="UserResultMap">
        select * from user
        where user_name = #{0} and dept_id = #{1}
    </select>
    

    #{}里面的数字代表传入参数的顺序。

    这种方法不建议使用,sql层表达不直观,且一旦顺序调整容易出错。

    方法2:@Param注解传参法

    public User selectUser(@Param("userName") String name, int @Param("deptId") deptId);
    
    <select id="selectUser" resultMap="UserResultMap">
        select * from user
        where user_name = #{userName} and dept_id = #{deptId}
    </select>
    

    #{}里面的名称对应的是注解@Param括号里面修饰的名称。

    这种方法在参数不多的情况还是比较直观的,推荐使用。

    方法3:Map传参法

    public User selectUser(Map<String, Object> params);
    
    <select id="selectUser" parameterType="java.util.Map" resultMap="UserResultMap">
        select * from user
        where user_name = #{userName} and dept_id = #{deptId}
    </select>
    

    #{}里面的名称对应的是Map里面的key名称。

    这种方法适合传递多个参数,且参数易变能灵活传递的情况。

    方法4:Java Bean传参法

    public User selectUser(User user);
    
    <select id="selectUser" parameterType="com.jourwon.pojo.User" resultMap="UserResultMap">
        select * from user
        where user_name = #{userName} and dept_id = #{deptId}
    </select>
    

    #{}里面的名称对应的是User类里面的成员属性。

    这种方法直观,需要建一个实体类,扩展不容易,需要加属性,但代码可读性强,业务逻辑处理方便,推荐使用。

    Mybatis如何执行批量操作

    使用foreach标签

    foreach的主要用在构建in条件中,它可以在SQL语句中进行迭代一个集合。foreach标签的属性主要有item,index,collection,open,separator,close。

    • item  表示集合中每一个元素进行迭代时的别名,随便起的变量名;
    • index  指定一个名字,用于表示在迭代过程中,每次迭代到的位置,不常用;
    • open  表示该语句以什么开始,常用“(”;
    • separator表示在每次进行迭代之间以什么符号作为分隔符,常用“,”;
    • close  表示以什么结束,常用“)”。

    在使用foreach的时候最关键的也是最容易出错的就是collection属性,该属性是必须指定的,但是在不同情况下,该属性的值是不一样的,主要有一下3种情况:

    1. 如果传入的是单参数且参数类型是一个List的时候,collection属性值为list
    2. 如果传入的是单参数且参数类型是一个array数组的时候,collection的属性值为array
    3. 如果传入的参数是多个的时候,我们就需要把它们封装成一个Map了,当然单参数也可以封装成map,实际上如果你在传入参数的时候,在MyBatis里面也是会把它封装成一个Map的,
      map的key就是参数名,所以这个时候collection属性值就是传入的List或array对象在自己封装的map里面的key

    具体用法如下:

    <!-- 批量保存(foreach插入多条数据两种方法)
           int addEmpsBatch(@Param("emps") List<Employee> emps); -->
    <!-- MySQL下批量保存,可以foreach遍历 mysql支持values(),(),()语法 --> //推荐使用
    <insert id="addEmpsBatch">
        INSERT INTO emp(ename,gender,email,did)
        VALUES
        <foreach collection="emps" item="emp" separator=",">
            (#{emp.eName},#{emp.gender},#{emp.email},#{emp.dept.id})
        </foreach>
    </insert>
    
    <!-- 这种方式需要数据库连接属性allowMutiQueries=true的支持
     如jdbc.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mybatis?allowMultiQueries=true -->  
    <insert id="addEmpsBatch">
        <foreach collection="emps" item="emp" separator=";">                                 
            INSERT INTO emp(ename,gender,email,did)
            VALUES(#{emp.eName},#{emp.gender},#{emp.email},#{emp.dept.id})
        </foreach>
    </insert>
    

    使用ExecutorType.BATCH

    Mybatis内置的ExecutorType有3种,默认为simple,该模式下它为每个语句的执行创建一个新的预处理语句,单条提交sql;而batch模式重复使用已经预处理的语句,并且批量执行所有更新语句,显然batch性能将更优; 但batch模式也有自己的问题,比如在Insert操作时,在事务没有提交之前,是没有办法获取到自增的id,这在某型情形下是不符合业务要求的

    具体用法如下

    //批量保存方法测试
    @Test  
    public void testBatch() throws IOException{
        SqlSessionFactory sqlSessionFactory = getSqlSessionFactory();
        //可以执行批量操作的sqlSession
        SqlSession openSession = sqlSessionFactory.openSession(ExecutorType.BATCH);
    
        //批量保存执行前时间
        long start = System.currentTimeMillis();
        try {
            EmployeeMapper mapper = openSession.getMapper(EmployeeMapper.class);
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                mapper.addEmp(new Employee(UUID.randomUUID().toString().substring(0, 5), "b", "1"));
            }
    
            openSession.commit();
            long end = System.currentTimeMillis();
            //批量保存执行后的时间
            System.out.println("执行时长" + (end - start));
            //批量 预编译sql一次==》设置参数==》10000次==》执行1次   677
            //非批量  (预编译=设置参数=执行 )==》10000次   1121
    
        } finally {
            openSession.close();
        }
    }
    

    mapper和mapper.xml如下

    public interface EmployeeMapper {   
        //批量保存员工
        Long addEmp(Employee employee);
    }
    
    <mapper namespace="com.jourwon.mapper.EmployeeMapper"
         <!--批量保存员工 -->
        <insert id="addEmp">
            insert into employee(lastName,email,gender)
            values(#{lastName},#{email},#{gender})
        </insert>
    </mapper>
    

    如何获取生成的主键

    对于支持主键自增的数据库(MySQL)

    <insert id="insertUser" useGeneratedKeys="true" keyProperty="userId" >
        insert into user( 
        user_name, user_password, create_time) 
        values(#{userName}, #{userPassword} , #{createTime, jdbcType= TIMESTAMP})
    </insert>
    

    parameterType 可以不写,Mybatis可以推断出传入的数据类型。如果想要访问主键,那么应当parameterType 应当是java实体或者Map。这样数据在插入之后 可以通过ava实体或者Map 来获取主键值。通过 getUserId获取主键

    不支持主键自增的数据库(Oracle)

    对于像Oracle这样的数据,没有提供主键自增的功能,而是使用序列的方式获取自增主键。
    可以使用<selectKey>标签来获取主键的值,这种方式不仅适用于不提供主键自增功能的数据库,也适用于提供主键自增功能的数据库
    <selectKey>一般的用法

    <selectKey keyColumn="id" resultType="long" keyProperty="id" order="BEFORE">
    </selectKey> 
    
    属性描述
    keyPropertyselectKey 语句结果应该被设置的目标属性。如果希望得到多个生成的列,也可以是逗号分隔的属性名称列表。
    keyColumn匹配属性的返回结果集中的列名称。如果希望得到多个生成的列,也可以是逗号分隔的属性名称列表。
    resultType结果的类型,MyBatis 通常可以推算出来。MyBatis 允许任何简单类型用作主键的类型,包括字符串。如果希望作用于多个生成的列,则可以使用一个包含期望属性的 Object 或一个 Map。
    order值可为BEFORE 或 AFTER。如果是 BEFORE,那么它会先执行selectKey设置 keyProperty 然后执行插入语句。如果为AFTER则相反。
    statementType使用何种语句类型,默认PREPARED。 有STATEMENT,PREPARED 和 CALLABLE 语句的映射类型。
    <insert id="insertUser" >
    	<selectKey keyColumn="id" resultType="long" keyProperty="userId" order="BEFORE">
    		SELECT USER_ID.nextval as id from dual 
    	</selectKey> 
    	insert into user( 
    	user_id,user_name, user_password, create_time) 
    	values(#{userId},#{userName}, #{userPassword} , #{createTime, jdbcType= TIMESTAMP})
    </insert>
    

    此时会将Oracle生成的主键值赋予userId变量。这个userId 就是USER对象的属性,这样就可以将生成的主键值返回了。如果仅仅是在insert语句中使用但是不返回,此时keyProperty=“任意自定义变量名”,resultType 可以不写。
    Oracle 数据库中的值要设置为 BEFORE ,这是因为 Oracle中需要先从序列获取值,然后将值作为主键插入到数据库中。

    扩展
    如果Mysql 使用selectKey的方式获取主键,需要注意下面两点:

    order : AFTER
    获取递增主键值 :SELECT LAST_INSERT_ID()

    当实体类中的属性名和表中的字段名不一样 ,怎么办

    第1种: 通过在查询的SQL语句中定义字段名的别名,让字段名的别名和实体类的属性名一致。

    <select id="getOrder" parameterType="int" resultType="com.jourwon.pojo.Order">
           select order_id id, order_no orderno ,order_price price form orders where order_id=#{id};
    </select>
    

    第2种: 通过<resultMap>来映射字段名和实体类属性名的一一对应的关系。

    <select id="getOrder" parameterType="int" resultMap="orderResultMap">
    	select * from orders where order_id=#{id}
    </select>
    
    <resultMap type="com.jourwon.pojo.Order" id="orderResultMap">
        <!–用id属性来映射主键字段–>
        <id property="id" column="order_id">
    
        <!–用result属性来映射非主键字段,property为实体类属性名,column为数据库表中的属性–>
        <result property ="orderno" column ="order_no"/>
        <result property="price" column="order_price" />
    </reslutMap>
    

    Mapper 编写有哪几种方式?

    第一种:接口实现类继承 SqlSessionDaoSupport:使用此种方法需要编写mapper 接口,mapper 接口实现类、mapper.xml 文件。

    (1)在 sqlMapConfig.xml 中配置 mapper.xml 的位置

    <mappers>
        <mapper resource="mapper.xml 文件的地址" />
        <mapper resource="mapper.xml 文件的地址" />
    </mappers>
    

    (2)定义 mapper 接口

    (3)实现类集成 SqlSessionDaoSupport

    mapper 方法中可以 this.getSqlSession()进行数据增删改查。

    (4)spring 配置

    <bean id=" " class="mapper 接口的实现">
        <property name="sqlSessionFactory"
        ref="sqlSessionFactory"></property>
    </bean>
    

    第二种:使用 org.mybatis.spring.mapper.MapperFactoryBean:

    (1)在 sqlMapConfig.xml 中配置 mapper.xml 的位置,如果 mapper.xml 和mappre 接口的名称相同且在同一个目录,这里可以不用配置

    <mappers>
        <mapper resource="mapper.xml 文件的地址" />
        <mapper resource="mapper.xml 文件的地址" />
    </mappers>
    

    (2)定义 mapper 接口:

    (3)mapper.xml 中的 namespace 为 mapper 接口的地址

    (4)mapper 接口中的方法名和 mapper.xml 中的定义的 statement 的 id 保持一致

    (5)Spring 中定义

    <bean id="" class="org.mybatis.spring.mapper.MapperFactoryBean">
        <property name="mapperInterface" value="mapper 接口地址" />
        <property name="sqlSessionFactory" ref="sqlSessionFactory" />
    </bean>
    

    第三种:使用 mapper 扫描器:

    (1)mapper.xml 文件编写:

    mapper.xml 中的 namespace 为 mapper 接口的地址;

    mapper 接口中的方法名和 mapper.xml 中的定义的 statement 的 id 保持一致;

    如果将 mapper.xml 和 mapper 接口的名称保持一致则不用在 sqlMapConfig.xml中进行配置。

    (2)定义 mapper 接口:

    注意 mapper.xml 的文件名和 mapper 的接口名称保持一致,且放在同一个目录

    (3)配置 mapper 扫描器:

    <bean class="org.mybatis.spring.mapper.MapperScannerConfigurer">
        <property name="basePackage" value="mapper 接口包地址
        "></property>
        <property name="sqlSessionFactoryBeanName"
        value="sqlSessionFactory"/>
    </bean>
    

    (4)使用扫描器后从 spring 容器中获取 mapper 的实现对象。

    什么是MyBatis的接口绑定?有哪些实现方式?

    接口绑定,就是在MyBatis中任意定义接口,然后把接口里面的方法和SQL语句绑定,我们直接调用接口方法就可以,这样比起原来了SqlSession提供的方法我们可以有更加灵活的选择和设置。

    接口绑定有两种实现方式

    通过注解绑定,就是在接口的方法上面加上 @Select、@Update等注解,里面包含Sql语句来绑定;

    通过xml里面写SQL来绑定, 在这种情况下,要指定xml映射文件里面的namespace必须为接口的全路径名。当Sql语句比较简单时候,用注解绑定, 当SQL语句比较复杂时候,用xml绑定,一般用xml绑定的比较多。

    使用MyBatis的mapper接口调用时有哪些要求?

    1、Mapper接口方法名和mapper.xml中定义的每个sql的id相同。

    2、Mapper接口方法的输入参数类型和mapper.xml中定义的每个sql 的parameterType的类型相同。

    3、Mapper接口方法的输出参数类型和mapper.xml中定义的每个sql的resultType的类型相同。

    4、Mapper.xml文件中的namespace即是mapper接口的类路径。

    最佳实践中,通常一个Xml映射文件,都会写一个Dao接口与之对应,请问,这个Dao接口的工作原理是什么?Dao接口里的方法,参数不同时,方法能重载吗

    Dao接口,就是人们常说的Mapper接口,接口的全限名,就是映射文件中的namespace的值,接口的方法名,就是映射文件中MappedStatement的id值,接口方法内的参数,就是传递给sql的参数。Mapper接口是没有实现类的,当调用接口方法时,接口全限名+方法名拼接字符串作为key值,可唯一定位一个MappedStatement,举例:com.mybatis3.mappers.StudentDao.findStudentById,可以唯一找到namespace为com.mybatis3.mappers.StudentDao下面id = findStudentById的MappedStatement。在Mybatis中,每一个<select><insert><update><delete>标签,都会被解析为一个MappedStatement对象。

    Dao接口里的方法,是不能重载的,因为是全限名+方法名的保存和寻找策略。

    Dao接口的工作原理是JDK动态代理,Mybatis运行时会使用JDK动态代理为Dao接口生成代理proxy对象,代理对象proxy会拦截接口方法,转而执行MappedStatement所代表的sql,然后将sql执行结果返回。

    Mybatis的Xml映射文件中,不同的Xml映射文件,id是否可以重复?

    不同的Xml映射文件,如果配置了namespace,那么id可以重复;如果没有配置namespace,那么id不能重复;毕竟namespace不是必须的,只是最佳实践而已。

    原因就是namespace+id是作为Map<String, MappedStatement>的key使用的,如果没有namespace,就剩下id,那么,id重复会导致数据互相覆盖。有了namespace,自然id就可以重复,namespace不同,namespace+id自然也就不同。

    简述Mybatis的Xml映射文件和Mybatis内部数据结构之间的映射关系?

    答:Mybatis将所有Xml配置信息都封装到All-In-One重量级对象Configuration内部。在Xml映射文件中,<parameterMap>标签会被解析为ParameterMap对象,其每个子元素会被解析为ParameterMapping对象。<resultMap>标签会被解析为ResultMap对象,其每个子元素会被解析为ResultMapping对象。每一个<select><insert><update><delete>标签均会被解析为MappedStatement对象,标签内的sql会被解析为BoundSql对象。

    Mybatis是如何将sql执行结果封装为目标对象并返回的?都有哪些映射形式?

    第一种是使用<resultMap>标签,逐一定义列名和对象属性名之间的映射关系。

    第二种是使用sql列的别名功能,将列别名书写为对象属性名,比如T_NAME AS NAME,对象属性名一般是name,小写,但是列名不区分大小写,Mybatis会忽略列名大小写,智能找到与之对应对象属性名,你甚至可以写成T_NAME AS NaMe,Mybatis一样可以正常工作。

    有了列名与属性名的映射关系后,Mybatis通过反射创建对象,同时使用反射给对象的属性逐一赋值并返回,那些找不到映射关系的属性,是无法完成赋值的。

    Xml映射文件中,除了常见的select|insert|updae|delete标签之外,还有哪些标签?

    还有很多其他的标签,<resultMap><parameterMap><sql><include><selectKey>,加上动态sql的9个标签,trim|where|set|foreach|if|choose|when|otherwise|bind等,其中<sql>为sql片段标签,通过<include>标签引入sql片段,<selectKey>为不支持自增的主键生成策略标签。

    Mybatis映射文件中,如果A标签通过include引用了B标签的内容,请问,B标签能否定义在A标签的后面,还是说必须定义在A标签的前面?

    虽然Mybatis解析Xml映射文件是按照顺序解析的,但是,被引用的B标签依然可以定义在任何地方,Mybatis都可以正确识别。

    原理是,Mybatis解析A标签,发现A标签引用了B标签,但是B标签尚未解析到,尚不存在,此时,Mybatis会将A标签标记为未解析状态,然后继续解析余下的标签,包含B标签,待所有标签解析完毕,Mybatis会重新解析那些被标记为未解析的标签,此时再解析A标签时,B标签已经存在,A标签也就可以正常解析完成了。

    高级查询

    MyBatis实现一对一,一对多有几种方式,怎么操作的?

    有联合查询和嵌套查询。联合查询是几个表联合查询,只查询一次,通过在resultMap里面的association,collection节点配置一对一,一对多的类就可以完成

    嵌套查询是先查一个表,根据这个表里面的结果的外键id,去再另外一个表里面查询数据,也是通过配置association,collection,但另外一个表的查询通过select节点配置。

    Mybatis是否可以映射Enum枚举类?

    Mybatis可以映射枚举类,不单可以映射枚举类,Mybatis可以映射任何对象到表的一列上。映射方式为自定义一个TypeHandler,实现TypeHandler的setParameter()和getResult()接口方法。

    TypeHandler有两个作用,一是完成从javaType至jdbcType的转换,二是完成jdbcType至javaType的转换,体现为setParameter()和getResult()两个方法,分别代表设置sql问号占位符参数和获取列查询结果。

    动态SQL

    Mybatis动态sql是做什么的?都有哪些动态sql?能简述一下动态sql的执行原理不?

    Mybatis动态sql可以让我们在Xml映射文件内,以标签的形式编写动态sql,完成逻辑判断和动态拼接sql的功能,Mybatis提供了9种动态sql标签trim|where|set|foreach|if|choose|when|otherwise|bind。

    其执行原理为,使用OGNL从sql参数对象中计算表达式的值,根据表达式的值动态拼接sql,以此来完成动态sql的功能。

    插件模块

    Mybatis是如何进行分页的?分页插件的原理是什么?

    Mybatis使用RowBounds对象进行分页,它是针对ResultSet结果集执行的内存分页,而非物理分页,可以在sql内直接书写带有物理分页的参数来完成物理分页功能,也可以使用分页插件来完成物理分页。

    分页插件的基本原理是使用Mybatis提供的插件接口,实现自定义插件,在插件的拦截方法内拦截待执行的sql,然后重写sql,根据dialect方言,添加对应的物理分页语句和物理分页参数。

    举例:select * from student,拦截sql后重写为:select t.* from (select * from student) t limit 0, 10

    简述Mybatis的插件运行原理,以及如何编写一个插件。

    Mybatis仅可以编写针对ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler、Executor这4种接口的插件,Mybatis使用JDK的动态代理,为需要拦截的接口生成代理对象以实现接口方法拦截功能,每当执行这4种接口对象的方法时,就会进入拦截方法,具体就是InvocationHandler的invoke()方法,当然,只会拦截那些你指定需要拦截的方法。

    实现Mybatis的Interceptor接口并复写intercept()方法,然后在给插件编写注解,指定要拦截哪一个接口的哪些方法即可,记住,别忘了在配置文件中配置你编写的插件。

    缓存

    Mybatis的一级、二级缓存

    1)一级缓存: 基于 PerpetualCache 的 HashMap 本地缓存,其存储作用域为 Session,当 Session flush 或 close 之后,该 Session 中的所有 Cache 就将清空,默认打开一级缓存。

    2)二级缓存与一级缓存其机制相同,默认也是采用 PerpetualCache,HashMap 存储,不同在于其存储作用域为 Mapper(Namespace),并且可自定义存储源,如 Ehcache。默认不打开二级缓存,要开启二级缓存,使用二级缓存属性类需要实现Serializable序列化接口(可用来保存对象的状态),可在它的映射文件中配置<cache/>

    3)对于缓存数据更新机制,当某一个作用域(一级缓存 Session/二级缓存Namespaces)的进行了C/U/D 操作后,默认该作用域下所有 select 中的缓存将被 clear。

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修改映射内存map属性