随笔-2

redis缓存问题

• 缓存穿透——使用不存在的key进行大量高并发的查询，导致无法命中缓存从而穿透查询数据库，使数据库压力过大，可能导致数据库宕机。一般因为恶意攻击或bug导致。解决方法，缓存空值并设置较短的过期时间、使用布隆过滤器(BloomFilter)或者压缩filter提前拦截不合法参数等
• 缓存并发——高并发场景下，热点key过期，导致同一时间大量请求查询进入数据库，并写回缓存，导致数据库负载过大。解决方式：本地锁、分布式锁、软过期
• 缓存雪崩——服务器重启或者大量缓存集中在某一个时间内失效。解决方案：设置随机的过期时间。如果是redis挂了，可以通过——1.事发前：实现Redis的高可用(主从架构+Sentinel 或者Redis Cluster) 2.事发中：设置本地缓存(ehcache)+限流(hystrix)，避免数据库挂掉 3.事发后：redis持久化，重启后自动从磁盘上加载数据，快速恢复缓存数据。

设计模式

23种，分类：

• 1.创建型模式，是对对象创建过程的各种问题和解决方案的总结，这其中包括 工厂模式，单例模式，构建器模式，原型模式。

• 2.结构型模式，是针对软件设计结构的总结，它关注于类，对象继承，组合方式的实践经验。常见的结构型模式有 桥接模式，适配器模式，装饰器模式，代理模式，组合模式，外观模式，享元模式等。

• 3.行为型模式，是从类或者对象之间的交互，职责划分等角度总结的模式。比较常见的行为型模式有 策略模式，解释器模式，命令模式，观察者模式，迭代器模式，模板方法模式，访问者模式。

spring中设计模式的典型用例：

• BeanFactory 和 ApplicationContext 应用了工厂模式；

• 在 Bean 的创建中，Spring 为不同的 scope 定义的对象，提供了单例和原型等模式的实现；

• AOP 模块则是使用了 代理模式， 装饰器模式，适配器模式等；

• 各种事件监听器，则是使用了观察者模式；

• Spring JdbcTemplte 等则是应用了模板模式。

synchronized

synchronized 的底层是由一对 monitorenter/monitorexit 指令实现的，Monitor 对象是同步的基本实现单元。

Java6之前，Monitor的实现完全依靠操作系统内部的互斥锁实现，需要进行用户态到内核态的切换，属于无差别的重量级锁。之后的jdk版本对此做了优化，引入了偏斜锁、轻量级锁、重量级锁等。所谓锁的升级，降级，实际上是 JVM 对 synchronized 优化的一种策略，JVM 会检测不同的竞争状态，然后自动切换到合适的锁实现，这种切换就是锁的升级，降级。默认使用偏斜锁。

扩展：

• 用户态(User Mode) : 用户态运行的进程可以直接读取用户程序的数据，拥有较低的权限。当应用程序需要执行某些需要特殊权限的操作，例如读写磁盘、网络通信等，就需要向操作系统发起系统调用请求，进入内核态。
• 内核态(Kernel Mode) ：内核态运行的进程几乎可以访问计算机的任何资源，包括系统的内存空间、设备、驱动程序等，不受限制，拥有非常高的权限。当操作系统接收到进程的系统调用请求时，就会从用户态切换到内核态，执行相应的系统调用，并将结果返回给进程，最后再从内核态切换回用户态。
• 自旋锁：竞争锁失败的线程，并不会真实的在操作系统层面被挂起，JVM 会让线程做几个空循环（基于预测在短时间内能够获取到锁），经过若干次循环后，如果可以获取到锁，那么会进入到临界区，如果还不能获取到锁，才会真实在操作系统层面被挂起。自旋锁适用于锁竞争不是很激烈，且占用锁时间非常短的代码，会带来性能的提升，因为自旋的消耗会小于线程被挂起带来的消耗。

Mysql索引

B 树也称 B-树,全称为 多路平衡查找树 ，B+ 树是 B 树的一种变体。B 树和 B+树中的 B 是 Balanced （平衡）的意思。mysql就是采用B+Tree 作为索引结构。

B 树& B+树两者有何异同呢？

• B 树的所有节点既存放键(key) 也存放 数据(data)，而 B+树只有叶子节点存放 key 和 data，其他内节点只存放 key。
• B 树的叶子节点都是独立的;B+树的叶子节点有一条引用链指向与它相邻的叶子节点。
• B 树的检索的过程相当于对范围内的每个节点的关键字做二分查找，可能还没有到达叶子节点，检索就结束了。而 B+树的检索效率就很稳定了，任何查找都是从根节点到叶子节点的过程，叶子节点的顺序检索很明显。

MyISAM和InnoDB的索引结构实现方式

MyISAM 引擎中，B+Tree 叶节点的 data 域存放的是数据记录的地址。在索引检索的时候，首先按照 B+Tree 搜索算法搜索索引，如果指定的 Key 存在，则取出其 data 域的值，然后以 data 域的值为地址读取相应的数据记录。这被称为“非聚簇索引（非聚集索引）”。

InnoDB 引擎中，其数据文件本身就是索引文件。相比 MyISAM，索引文件和数据文件是分离的，其表数据文件本身就是按 B+Tree 组织的一个索引结构，树的叶节点 data 域保存了完整的数据记录。这个索引的 key 是数据表的主键，因此 InnoDB 表数据文件本身就是主索引。这被称为“聚簇索引（聚集索引）”，而其余的索引都作为 辅助索引 ，辅助索引的 data 域存储相应记录主键的值而不是地址，这也是和 MyISAM 不同的地方。在根据主索引搜索时，直接找到 key 所在的节点即可取出数据；在根据辅助索引查找时，则需要先取出主键的值，再走一遍主索引。 因此，在设计表的时候，不建议使用过长的字段作为主键，也不建议使用非单调的字段作为主键，这样会造成主索引频繁分裂。

总结：数据查询需要经历几次 IO 是由树的高度来决定的，而树的高度又由磁盘块，数据项的大小决定的。磁盘块越大，数据项越小那么树的高度就越低。这也是为什么索引字段要尽可能小的原因。

java8新特性

• Interface——新 interface 的方法可以用default 或 static修饰，这样就可以有方法体，实现类也不必重写此方法。

• functional interface——函数式接口，有且只有一个抽象方法，但可以有多个非抽象方法的接口。一般使用@FunctionalInterface 注解。

• Lambda 表达式——使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。让 java 也能支持简单的函数式编程。

• Stream流——它的源数据可以是 Collection、Array 等。由于它的方法参数都是函数式接口类型，所以一般和 Lambda 配合使用。分为stream 串行流和parallelStream 并行流（可多线程执行）。

• Optional——建议使用 Optional 解决 NPE（java.lang.NullPointerException）问题，它就是为 NPE 而生的，其中可以包含空值或非空值。

• Date-Time API——LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、ZonedDateTime 

线程并发

基础：继承Thread、实现Runnable，重写run方法，调用start方法启动线程

进阶：线程池——使用ThreadPoolExecutor创建，也可以通过Executors工具类创建，它会持续监听是否有新的任务需要执行，所以需要使用shutdwon()或shutdwonNow()显示的终止它。不过阿里巴巴开发手册规范不推荐使用Executors创建线程池，会有oom风险，因为涉及无界队列等问题。

带返回值：Callable 和 Future——创建线程池，传参callable调用submit()方法，返回Future，通过future.get()方法获取结果，get()方法可以设置超时时间Timeouts。此外，Executors 支持通过invokeAll和invokeAny一次性批量提交多个callable任务，区别是invokeAll等待全部callable执行完成返回结果，而invokeAny会在某个callable第一个执行完成立即返回结果。

任务调度：ScheduledExecutor，支持通过schedule()——延时执行、scheduleAtFixedRate()——固定周期循环执行、scheduleWithFixedDelay——固定延迟循环执行。scheduleWithFixedDelay() 和 scheduleAtFixedRate() 最大的区别就是， scheduleWithFixedDelay()需要等到前一个任务执行完成后才开始计延时，再触发下一个任务。