Java高级开发面试题库解析

Java高级开发面试题库解析五、分布式与微服务架构1.分布式事务解决方案：TCC与Saga的对比问题场景：“在跨服务的事务场景中，TCC和Saga各有什么优缺点？”方案解析：TCC（Try-Confirm-Cancel）：Try：尝试预留资源（如冻结账户余额）；Confirm：确认资源使用（如扣减余额）；Cancel：释放预留资源（如解冻余额）。优点：强一致性（预留阶段锁定资源）；缺点：侵入性强（需改造业务代码）、补偿逻辑复杂（Cancel需处理各种异常）。Saga：基于“事件驱动”的长事务，将大事务拆分为多个本地事务，通过正向操作+逆向补偿实现最终一致。例如：订单创建→库存扣减→物流下单，若物流下单失败，执行“物流取消→库存回补→订单取消”。优点：低侵入性（无需锁定资源）、支持高并发；缺点：最终一致性（可能存在中间状态）、补偿逻辑需幂等。2.微服务网关设计：高可用与限流熔断问题场景：“设计一个支撑百万级QPS的微服务网关，需要考虑哪些核心点？”设计思路：负载均衡：采用`Nginx+Keepalived`或`SpringCloudGateway`的`LoadBalancer`，分散流量到后端服务。限流熔断：限流：基于`令牌桶算法`（允许突发流量）或`漏桶算法`（平滑流量），结合Redis实现分布式限流；熔断：集成`Sentinel`或`Hystrix`，对异常服务快速降级（返回默认响应或走缓存）。动态路由：通过配置中心（如Nacos）实时更新路由规则，支持灰度发布、A/B测试。安全认证：集成OAuth2.0或JWT，对请求进行身份校验、权限拦截。六、性能优化与调优实践1.慢接口优化：从代码到数据库的全链路分析问题场景：“一个接口响应时间超过500ms，如何定位并优化？”优化思路：1.代码层面：检查是否存在重复计算（如循环中调用耗时方法）、大对象频繁创建（如String拼接用`StringBuilder`）；排查锁竞争（如synchronized修饰大方法，改为细粒度锁）；引入缓存（如Redis缓存热点数据，减少DB查询）。2.数据库层面：分析SQL执行计划（`EXPLAIN`），检查是否走索引（避免全表扫描）；优化SQL（如拆分大查询、避免`SELECT*`）；分库分表（对千万级以上表，按业务维度拆分）。3.网络与异步：压缩传输数据（如Gzip），减少网络IO耗时。2.JVM调优实战：从监控到参数调整问题场景：“JVM调优的一般步骤是什么？如何确定堆内存参数？”调优步骤：1.监控分析：通过`jstat-gc<pid>`查看GC次数、时间，`jvisualvm`分析堆内存分布（老年代、新生代占比）。2.问题定位：若`FullGC`频繁（如每分钟多次），需增大老年代内存（调整`-Xmx`、`-Xms`、`-XX:NewRatio`）；若`YoungGC`耗时久，需调整新生代大小（`-Xmn`）或更换垃圾收集器（如G1）。3.参数调整：堆内存：`-Xmx4g-Xms4g`（固定堆大小，减少GC时的内存波动）；垃圾收集器：高并发场景用`G1`（`-XX:+UseG1GC`），低延迟场景用`ZGC`（JDK11+，`-XX:+UseZGC`）；元空间：`-XX:MetaspaceSize=256m-XX:MaxMetaspaceSize=512m`（避免元空间溢出）。七、架构设计与系统设计1.秒杀系统设计：高并发下的库存与限流问题场景：“设计一个支持10万QPS的秒杀系统，如何防止超卖、保证高可用？”核心设计点：分层限流：前端：按钮置灰、验证码（过滤无效请求）；网关：Nginx层限流（`limit_req`模块）；服务层：Redis预减库存（`decr`原子操作），失败直接返回。异步处理：订单创建入消息队列（如RocketMQ），异步落库，降低DB压力。库存扣减：乐观锁：DB更新时加版本号（`UPDATEstockSETnum=num-1WHEREid=?ANDnum>0ANDversion=?`）；Redis缓存：秒杀前将库存加载到Redis，预减后异步同步DB。降级熔断：对非核心服务（如积分、日志）降级，保证秒杀核心流程可用。2.分布式ID生成：雪花算法与Leaf方案问题场景：“分布式系统中，如何生成全局唯一ID？对比主流方案的优缺点。”方案对比：UUID：优点：本地生成，无网络依赖；缺点：无序（不利于数据库索引）、长度长（128位）、无业务含义。雪花算法（Snowflake）：结构：`符号位（1）+时间戳（41）+机器ID（10）+序列号（12）`，可生成64位Long型ID。优点：有序（时间戳递增）、性能高；缺点：依赖机器时钟，时钟回拨会导致ID重复。Leaf（美团）：基于“号段模式”，从DB批量获取ID段（如____），本地缓存生成。优点：高可用（DB宕机后仍可使用缓存的号段）、无时钟依赖；缺点：需维护DB表。结语Jav