Java面试题（一）——MySQL索引、JVM内存模型、JDBC

1、mysql使用innodb引擎，请简述mysql索引的最左前缀如何优化 order by 语句？

1.1、核心回答

  1. 首先要对sql进行分析检查必要的查询字段，过滤字段，排序字段是否按顺序创建好了索引

  2. 如果查询字段不在索引中可能会产生回表操作会导致filesort，降低性能

  3. 一定要有过滤字段不然不能使用索引

  4. 排序字段和索引顺序不一致会导致filesort，降低性能

  5. 多个字段排序时如果方向不一致也会导致filesort，降低性能

  6. 使用explain观察查询类型和索引利用情况

  7. 尽可能减少不必要的filesort

1.2、数据准备

向表中插入50W条数据

在做优化之前，要准备大量数据。接下来创建两张表，并往员工表里插入50W数据，部门表中插入1W条数据。

怎么快速插入50w条数据呢？ 存储过程

怎么保证插入的数据不重复？函数

部门表：

  • id：自增长

  • deptName：随机字符串，允许重复

  • address：随机字符串，允许重复

  • CEO：1-50w之间的任意数字

员工表：

  • id：自增长

  • empno：可以使用随机数字，或者从1开始的自增数字，不允许重复

  • name：随机生成，允许姓名重复

  • age：区间随机数

  • deptId：1-1w之间随机数

总结：需要产生随机字符串和区间随机数的函数。

创建表

CREATE TABLE `dept` (
	`id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
	`deptName` VARCHAR(30) DEFAULT NULL,
	`address` VARCHAR(40) DEFAULT NULL,
	ceo INT NULL ,
	PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1;

CREATE TABLE `emp` (
	`id` INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
	`empno` INT NOT NULL ,
	`name` VARCHAR(20) DEFAULT NULL,
	`age` INT(3) DEFAULT NULL,
	`deptId` INT(11) DEFAULT NULL,
	PRIMARY KEY (`id`)
	#CONSTRAINT `fk_dept_id` FOREIGN KEY (`deptId`) REFERENCES `t_dept` (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1;

创建函数

-- 查看mysql是否允许创建函数：
SHOW VARIABLES LIKE 'log_bin_trust_function_creators';
-- 命令开启：允许创建函数设置：（global-所有session都生效）
SET GLOBAL log_bin_trust_function_creators=1; 
-- 随机产生字符串
DELIMITER $$
CREATE FUNCTION rand_string(n INT) RETURNS VARCHAR(255)
BEGIN    
	DECLARE chars_str VARCHAR(100) DEFAULT 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFJHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';
	DECLARE return_str VARCHAR(255) DEFAULT '';
	DECLARE i INT DEFAULT 0;
	WHILE i < n DO  
		SET return_str =CONCAT(return_str,SUBSTRING(chars_str,FLOOR(1+RAND()*52),1));  
		SET i = i + 1;
	END WHILE;
	RETURN return_str;
END $$

-- 假如要删除
-- drop function rand_string;
-- 用于随机产生区间数字
DELIMITER $$
CREATE FUNCTION rand_num (from_num INT ,to_num INT) RETURNS INT(11)
BEGIN   
 DECLARE i INT DEFAULT 0;  
 SET i = FLOOR(from_num +RAND()*(to_num -from_num+1));
RETURN i;  
END$$

-- 假如要删除
-- drop function rand_num;

 创建存储过程

-- 插入员工数据
DELIMITER $$
CREATE PROCEDURE  insert_emp(START INT, max_num INT)
BEGIN  
	DECLARE i INT DEFAULT 0;   
	#set autocommit =0 把autocommit设置成0  
	SET autocommit = 0;    
	REPEAT  
		SET i = i + 1;  
		INSERT INTO emp (empno, NAME, age, deptid ) VALUES ((START+i) ,rand_string(6), rand_num(30,50), rand_num(1,10000));  
		UNTIL i = max_num  
	END REPEAT;  
	COMMIT;  
END$$
 
-- 删除
-- DELIMITER ;
-- drop PROCEDURE insert_emp;
-- 插入部门数据
DELIMITER $$
CREATE PROCEDURE insert_dept(max_num INT)
BEGIN  
	DECLARE i INT DEFAULT 0;   
	SET autocommit = 0;    
	REPEAT  
		SET i = i + 1;  
		INSERT INTO dept ( deptname,address,ceo ) VALUES (rand_string(8),rand_string(10),rand_num(1,500000));  
		UNTIL i = max_num  
	END REPEAT;  
	COMMIT;  
END$$
 
-- 删除
-- DELIMITER ;
-- drop PROCEDURE insert_dept;

 调用存储过程

-- 执行存储过程，往dept表添加1万条数据
CALL insert_dept(10000); 

-- 执行存储过程，往emp表添加50万条数据，编号从100000开始
CALL insert_emp(100000,500000);

批量删除表索引 

-- 批量删除某个表上的所有索引
DELIMITER $$
CREATE PROCEDURE `proc_drop_index`(dbname VARCHAR(200),tablename VARCHAR(200))
BEGIN
	DECLARE done INT DEFAULT 0;
	DECLARE ct INT DEFAULT 0;
	DECLARE _index VARCHAR(200) DEFAULT '';
	DECLARE _cur CURSOR FOR SELECT index_name FROM information_schema.STATISTICS WHERE table_schema=dbname AND table_name=tablename AND seq_in_index=1 AND index_name <>'PRIMARY'  ;
	DECLARE CONTINUE HANDLER FOR NOT FOUND set done=2 ;      
	OPEN _cur;
		FETCH _cur INTO _index;
		WHILE  _index<>'' DO 
			SET @str = CONCAT("drop index ",_index," on ",tablename ); 
			PREPARE sql_str FROM @str ;
			EXECUTE sql_str;
			DEALLOCATE PREPARE sql_str;
			SET _index=''; 
			FETCH _cur INTO _index; 
		END WHILE;
	CLOSE _cur;
END$$

1.3、最左前缀法则示例 

假设index(a,b,c)

Where语句索引是否被使用
where a = 3Y,使用到a
where a = 3 and b = 5Y,使用到a，b
where a = 3 and b = 5 and c = 4Y,使用到a,b,c
where b = 3 或者 where b = 3 and c = 4 或者 where c = 4N
where a = 3 and c = 5使用到a， 但是c不可以，b中间断了
where a = 3 and b > 4 and c = 5使用到a和b， c不能用在范围之后，b断了
where a is null and b is not nullis null 支持索引 但是is not null 不支持,所以 a 可以使用索引,但是 b不一定能用上索引（8.0）
where a <> 3不能使用索引
where abs(a) =3不能使用 索引
where a = 3 and b like 'kk%' and c = 4Y,使用到a,b,c
where a = 3 and b like '%kk' and c = 4Y,只用到a
where a = 3 and b like '%kk%' and c = 4Y,只用到a
where a = 3 and b like 'k%kk%' and c = 4Y,使用到a,b,c

一般建议：

Ø 对于单键索引，尽量选择过滤性更好的索引（例如：手机号，邮件，身份证）

Ø 在选择组合索引的时候，过滤性最好的字段在索引字段顺序中，位置越靠前越好。

Ø 选择组合索引时，尽量包含where中更多字段的索引

Ø 组合索引出现范围查询时，尽量把这个字段放在索引次序的最后面

Ø 尽量避免造成索引失效的情况

1.4、实验测试

-- 创建索引
CREATE INDEX idx_age_deptid_name ON emp (age,deptid,NAME);

1.4.1、无过滤不索引

EXPLAIN SELECT * FROM emp ORDER BY age,deptid; 
EXPLAIN SELECT * FROM emp ORDER BY age,deptid LIMIT 10; 

-- 增加过滤条件，使用上索引了。
EXPLAIN SELECT age FROM emp where age>1000 ORDER BY age,deptid,name;

1.4.2、查询条件和筛选条件 

-- const查询排序后回表操作，不会filesort
EXPLAIN SELECT * FROM emp WHERE age=45 ORDER BY age,deptid,NAME; 

-- range查询，Using index condition 没有完全使用索引
EXPLAIN SELECT * FROM emp WHERE age>45 ORDER BY age,deptid,NAME;
-- range查询，Using where; Using index 完全使用索引
EXPLAIN SELECT age FROM emp WHERE age>45 ORDER BY age,deptid,NAME;

1.4.3、顺序错 filesort 

-- 正常情况
EXPLAIN SELECT age FROM emp WHERE age>45 ORDER BY age,deptid,NAME;
-- order by顺序变化会导致filesort
EXPLAIN SELECT age FROM emp WHERE age>45 ORDER BY deptid,age,NAME;

1.4.4、order by非最左 filesort  

EXPLAIN SELECT age FROM emp WHERE age>45 ORDER BY deptid,NAME;

1.4.5、 方向反 必排序

-- 8.0为Backward index scan 倒序索引
EXPLAIN SELECT age FROM emp WHERE age>45 ORDER BY age desc,deptid desc,NAME desc

-- 方向反 产生filesort
EXPLAIN SELECT age FROM emp WHERE age>45 ORDER BY age desc,deptid desc,NAME asc;

2、JVM 内存模型中，为什么要区分新生代和年老代，对于新生代，为什么又要区分eden 区survial区?

 2.1、核心回答

  1. 主流垃圾回收器 cms、g1都使用了分代收集算法

  2. 正常系统运行时会有海量临时对象产生，这些对象短期内大部分就会失效，对于这些对象我们把他们临时放到新生代

  3. 新生代满了之后需要清理垃圾对象，我们会把有效对象复制到老年代，以便后续继续使用

  4. 为了更有效的区分哪些对象应该被复制到老年代，所以在新生代划分出了eden去和s0,s1区域

  5. 细化后的新生代内部被再次划分以便保证高速读写同时内存连续，

    1. 新对象会被保存到eden区（开始是空的所以内存连续），eden区满了会把有效对象复制到s0（s0也是空的所以也是连续空间）

    2. 清空eden区（再次写入时又是连续空间）

    3. s0 和 s1 在命名上互换 原来的s1等待写入（空的）

    4. eden区再次满了，重复上面步骤

  6. eden区通过复制/清除算法保证了读写连续性（因为新生代的对象产生和销毁非常频繁，所以才采用了清空的方式）

3、典型的JDBC程序按什么顺序编写？

3.1、核心回答

  1. 注册 JDBC Driver
  2. 获得与数据库的物理连接
  3. 创建不同类型的 Statement
  4. 执行SQL命令
  5. 如果有结果集处理结果集
  6. 释放资源

4、请编写一个Java类Testjava，求出100以内既能被2 除又能被3 除的数，并输出到控制台上

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {

            if (i % 2 == 0 && i % 3 ==0){

                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}

5、A 系统远程调用 B 系统的接口，A 系统在完成调用之后，需要更新A 系统本地表

5.1、常见的远程调用有哪几种？

核心回答

  1. 自定义协议实现C/S RPC调用（实现复杂，需解决的问题多）

  2. UDP广播类型（常见用于即时通讯类，速度快，但需要二次确认）

  3. 目前主流的基于http协议调用（Restful风格的api，springcloud微服务调用使用的就是http）

  4. dubbo协议（阿里出品，长连接，二进制封装数据，性能较高）

  5. soap协议（古老的webservice系列框架，基于xml实现数据封装，http协议传输）

  6. 异步响应式（WebFlux+Spring Data Reactive）

  7. 服务器推（不主动调用，常见系统通知类） 

关键点：

  1. 网络协议与封装,所有的网络请求都是基于TCP或UDP协议的

  2. 常用框架

  3. 长短连接(复用)

5.2、对于有这些外部衔接的方法需要注意哪些问题?请写出注意问题及伪代码

1、写好接口文档，方便后续维护和团队协作

2、统一化的报文结构

3、标准化的服务状态码

status_code 200;//请求成功

4、统一化请求日志记录,及异常记录

GlobalExceptionHandler...

logger.error("服务异常"，exception);

5、当请求延迟过高，可以快速失败

6、重试机制

// 服务列表
serverList = {ser1,ser2,ser3}
retrycount = 0;
retrymax=10;
maxrequesttime = 200ms；
getxxoo(){

    try{
    // 尝试请求数据
    calldata(serverList)

    }catch (请求失败 500类异常 || 请求超时 calldata的网络请求方法中){

 //   拦截器记录日志
    serverList.remove(刚才请求的服务器)
 //   重试次数过多
    if (retrycount == retrymax)
    return "当前访问不可用稍后再试"
    
    retrycount ++;
    递归调用本方法

    }
}

7、事务问题，可回滚

getData(){
        分布式事务开启

        get1();
        get2();
        get3();
        事务结束
        要么全成功 要么全失败
        修改数据时使用 tryModify() 临时保存数据或通过Seata类似的框架实现
}

8、数据一致性问题

有并发修改数据时，如果需要保证一致性，需要使用分布式锁
修改方法
modifyxx(){
// 尝试加锁
boolean haslock = tryLock(id)

if(haslock){
httppost(url,data)
releaseLock(id)
}
else{

// 提示用户一会再试试
// 尝试再次获取锁
}

}

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