Java 基础

主要特性

跨平台： java语言时跨平台的，但是jvm是平台相关的，正是因为jvm的平台相关性，才有了java语言跨平台的基础。先由前端编译器例如（javac）将.java翻译为.class，再由后端编译器（jvm）翻译为对应平台的机器语言，实现一次编译到处运行。
面向对象：继承、封装、多态三大基本特征。单一职责、依赖倒置、开放封闭、接口隔离、里氏替换五大基本原则。
自动垃圾回收：标记-清除，标记-复制，标记-整理

堆和栈

堆是线程共享的，栈是线程私有的
堆空间不足报 OutofMemoryError, 超过栈的最大深度报 StackOverflowError
在一个方法中的局部变量，对于基本类型栈上存放的值，对于封装类型栈上存放的对象的引用（即: 在堆中的内存地址）, 如下示例所示：
变量 age 是存放在栈内存中，变量 name 在栈内存中存放的是 "lgfei" 这个字符串在堆内存或者字符串常量池的内存地址。
```
class A {
  void hello(){
    String name = "lgfei";
    System.out.println(name);
    int age = 18;
    System.out.println(age);
  }
}
```

对象分配内存的过程

TLAB: Thread Local Allocation Buffer, 是 JVM 为每个线程在堆内存（特别是新生代 Eden 区）预留的一小块内存区域, 避免多线程分配对象时频繁加锁，提升对象分配效率。

多线程

synchronized与volatile

synchronize是一把锁，可以用在方法或者代码块，它能阻止多个线程同时进入被锁住的那段代码，以此来保证线程安全。
volatile像是一个人拿着手机在直播，一般用在成员变量，它能把变量实时的值对所有线程可见，以确保每次都能拿到最新的值。同时也可以防止恶意剪辑，颠倒事情发生的顺序（专业术语叫：防止CPU为提高性能造成的指令重排）
最经典的示例代码是单例模式：
```
class Singleton{
private volatile static Singleton sigleton;
private Singleton(){}
public static newInstance(){
  if(singleton == null){
    synchronize(Singleton.class){
      if(singleton == null){
        singleton = new Singleton();
      }
    }
  }
  return singleton;
}
}
```
如上代码，如果 singleton 不用 volatile 修饰，那么在多个线程同时调用 Singleton.newInstance() 的时候有可能出现 NPE。原因是 singleton = new Sigleton() 不是一个原子操作，它大致可以分为三个步骤：1、分配内存块，2、在内存块上进行数据初始化，3、将内存块的地址指向 singleton 变量。因为CPU指令重排的影响，这三个动作的顺序有可能变成 1->3->2，所有有可能在没有初始化完成的时候 singleton == null 已经返回 false 了，但是实际还没初始化完成，此时就有可能发生 NPE。

CompletableFuture

CompletableFuture 是 java 8 引入的新特性，它使得异步编程和多任务组合编排变得更容易。

get 和 join 的区别
相同点
1. 都会阻塞线程等待 future 返回结果
2. 如果计算被取消抛出异常：CancellationException
不同点
1. get 需要显示的处理异常
2. get(long timeout, TimeUnit unit) 方法可设置任务阻塞超时时间
allOf 和 anyOf
- allOf：所有任务都完成后才返回，因为每个任务返回结果的类型可能不同，所以只能用 CompletableFuture
  接收。
  那如何获取所有任务的返回值呢？
```
CompletableFuture<Void> allFuture = CompletableFuture.allOf(futures.toArray(new CompletableFuture[futures.size()]));
CompletableFuture<List<Object>> resultFutures = allFuture.thenApply(v -> {
  return futures.stream().map(f -> f.join()).collect(Colletors.toList());
});
```
- anyOf：任意一个任务完成后即返回（一般是执行最快的那个），其他则丢弃，并返回 CompletableFuture

序列化、反序列化

Serializable 接口作用

Serializable 接口用于标识一个类的对象可以被序列化和反序列化。序列化是将对象转换为字节流，以便在网络上传输或保存到文件中。反序列化是将字节流恢复为对象。序列化的类中所有的属性也必须是可序列化的，或者可以使用 transient 关键字来标识某个字段不参与序列化。

serialVersionUID 作用

serialVersionUID 是 Java 中用于标识类版本的一个唯一标识符，用在序列化和反序列化过程中。它的主要作用是确保序列化对象在反序列化时与类定义匹配，以防止反序列化过程中发生 InvalidClassException 异常。
如果不显示指定 serialVersionUID ，会自动生成一个值，无论改动了什么，重新编译后会生成一个新的值，此时会导致反序列化失败。
例如：

public class Person {

    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // Getters and Setters
}

此时我序列化Person对象，并保存到文件中，然后修改Person类

public class Person {

    private String name;
    private int age;
    private String address;

    public Person(String name, int age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }

    // Getters and Setters
}

添加 address 字段，再将原来保存的文件反序列化，就会报 InvalidClassException 异常，因为反序列化时，Person类的serialVersionUID与序列化时生成的值不一致。所以为了能兼容这种情况，我们必须手动指定 serialVersionUID。

import java.io.Serializable;

public class Person implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String name;
    private int age;
    private String address;

    public Person(String name, int age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }

    // Getters and Setters
}

为什么在 SpringBoot 中不实现 Serializable 接口也不会报错？

因为 Spring 默认使用的是 JSON 序列化 (Jackson)，而不依赖 Serializable 接口实现序列化和反序列化。而像 RMI 远程调用则需要实现 Serializable 接口。

为什么 Dubbo 默认不是 java 原生序列化方式，也需要实现 Serializable 接口？

Dubbo 默认的序列化方式不是 Java 原生的序列化方式，而是使用 Hessian 序列化方式。在 Hessian 序列化方式中，对象必须实现 Serializable 接口，否则会抛出异常。

cause: org.apache.dubbo.common.serialize.SerializationException: com.alibaba.fastjson2.JSONException: not support none serializable xxx

原因是 dubbo 默认开启了 Serializable 接口检查机制，可以通过 dubbo.application.check-serializable=false 属性关闭。

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