记一次面试 | South Wind

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线程池的原理

Java 线程池（ThreadPoolExecutor）的实现原理基于一个核心思想：基于池化思想 复用线程 来避免频繁的线程创建和销毁的开销，提高系统的响应速度和资源利用率。

线程池在内部实际上构建了一个生产者消费者模型，将线程和任务两者解耦，并不直接关联，从而良好的缓冲任务，复用线程。

核心组件

核心线程数（corePoolSize）：线程池在保持的最小线程数量，即使线程处于空闲状态也不会被回收。

最大线程数（maximumPoolSize）：线程池可以容纳的最大线程数，超出这个数量的线程将被拒绝。

任务队列（BlockingQueue）：用于存放等待执行的任务。当所有核心线程都在工作时，新的任务会被放入队列中等待。

线程工厂（ThreadFactory）：用于创建新线程的工厂，允许为每个线程设置名字、优先级等属性。

拒绝策略（RejectedExecutionHandler）：当任务无法被执行（例如任务队列满了且线程数已经达到最大）时的处理方式。

存活时间（keepAliveTime）：当线程池中的线程数量超过核心线程数时，多余的空闲线程等待新任务的时间，超时后将被终止。

线程池优势

提高性能：通过减少线程创建和销毁的开销来提高性能。

更好的资源管理：通过控制最大线程数和任务队列来有效管理系统资源。

任务调度：支持任务的定时执行和周期执行。

线程数如何估算

合理设置线程池大小的主要目标是最大化利用系统资源（特别是 CPU 和内存），减少任务执行的延迟，并避免系统过载。

CPU 密集型任务

设置原则：对于 CPU 密集型任务，线程数的设置应尽量接近 CPU 的核心数，因为过多的线程会导致线程频繁上下文切换，增加开销，反而降低系统的性能。

解释：

CPU 核心数 是线程池中能够同时执行的线程的上限，因为 CPU 资源是有限的，过多的线程无法并发执行。

+1 是为了应对意外的任务阻塞或线程上下文切换开销，使得系统可以继续高效运行。

I/O 密集型任务

设置原则：对于 I/O 密集型任务，可以创建比 CPU 核心数更多的线程，因为大多数线程在等待 I/O 操作时，CPU 实际上是空闲的。

解释：(线程等待时间 + 线程 CPU 时间) / 线程 CPU 时间 是任务的等待与计算时间的比率。这个比率越高，说明任务在等待的时间越长，意味着更多的线程可以有效利用 CPU。

美团的线程池文章

Java线程池实现原理及其在美团业务中的实践

本文开篇简述线程池概念和用途，接着结合线程池的源码，帮助读者领略线程池的设计思路，最后回归实践，通过案例讲述使用线程池遇到的问题，并给出了一种动态化线程池解决方案。

https://tech.meituan.com/2020/04/02/java-pooling-pratice-in-meituan.html

说出 MySQL 中 InnoDB 的设计原理

MySQL5.5 版本后，默认使用 InnoDB 存储引擎，它擅长事务处理，具有崩溃恢复性特性！

InnoDB引擎底层原理 - wdadwa - 博客园

一，逻辑存储结构逻辑存储结构图表空间表空间文件在Linux下存放在 /var/lib/mysql文件中的 xxx.ibd 文件就是表空间文件，表空间文件用来存储，记录，索引等数据。段段分为，数据段(Leaf node segment) ，索引段(Non-leaf node segment)

https://www.cnblogs.com/wdadwa/articles/18320045/Mysql_advance_08#!comments

Redis 的使用场景，在项目中和登录功能结合起到了什么作用

Redis 在登录功能中的使用场景：

Session 管理

Spring Boot 项目中的登录功能需要跟踪用户的会话（Session）。通常，用户的 Session 存储在服务器内存中，但如果服务器出现故障，Session 数据可能丢失。

Redis 提供了一种分布式 Session 解决方案。通过将 Session 存储在 Redis 中，多个服务器节点可以共享 Session 数据，实现集群环境下的 Session 统一管理，保证了高可用性和持久性。

Token 管理

在基于 Token 的身份验证中（如 JWT 或 OAuth2），Redis 可以用来存储已生成的 Token 信息。通过缓存 Token 和用户信息，减少频繁的数据库查询。

当用户登出时，系统可以将 Token 置于 Redis 的黑名单中，防止已注销的 Token 再次使用。

登录限制和防暴力破解

Redis 可用于限制用户的登录尝试次数，防止暴力破解攻击。例如，用户登录失败后，记录该用户的 IP 地址或用户名，并将登录失败次数存入 Redis。如果失败次数超出设定值，可以暂时禁止该用户进行进一步的登录尝试。

Redis 具有 TTL（过期时间）机制，适合这种短时间内频繁请求的场景。

单点登录（SSO）

在多个系统之间实现单点登录时，Redis 可以用于存储和共享用户的登录状态。每次用户访问不同系统时，都可以通过 Redis 查询用户的登录状态，避免重复登录。

验证码校验

登录时的图形验证码或短信验证码可以存储在 Redis 中，设置短期有效期（TTL），并通过 Redis 校验用户提交的验证码是否正确。

在项目中结合登录的具体作用：

性能优化

Redis 作为内存型数据库，读取和写入速度非常快。将用户的登录状态、Session、Token、验证码等信息放入 Redis，避免每次都访问数据库，从而提高了系统性能和响应速度。

高可用性与扩展性

Redis 支持集群，具备高可用和可扩展的特性。在分布式系统中，登录状态和会话信息可以通过 Redis 实现多节点共享，确保登录功能的稳定性和一致性。

降低数据库压力

对于频繁查询的登录相关数据（如 Token、用户 Session、验证码等），Redis 可以充当缓存层，减少对后端数据库的访问压力，尤其在高并发场景下，提升系统的整体性能。