【刷题Day30】Python/JAVA - 04（浅）

Python

请解释 Python 代码的执行过程？

Python代码的执行过程主要可以分为以下几个步骤：编译、解释、运行

• 编译（Compilation）

  当我们运行Python程序时，Python解释器会首先将源代码（.py文件中的代码）转换为字节码。这个字节码是一个中间代码，与平台无关，Python在这里的“编译”不同于传统的编译语言，如C或Java。对于Python来说，这个过程是隐藏的，直接在后台处理。

• 解释（Interpretation）

  字节码生成后，将由Python虚拟机（PVM，Python Virtual Machine）逐行读取并解释执行。注意，这个过程在CPython中是通过内置的解释器完成的，因此我们也称其为解释执行。

• 运行（Execution）

  经过解释器逐行解释，最终执行实际的机器指令，处理计算、I/O操作等。

简单来说就是：

源代码 --> 字节码 --> 解释器执行 --> 最终结果

Python 中深拷贝和浅拷贝有什么区别？

• 深拷贝（deep copy）：创建一个新的对象，同时递归地复制所有嵌套的对象。这样即使内部嵌套对象被修改，原对象和复制对象也不会相互影响。
• 浅拷贝（shallow copy）：创建一个新的对象，但不复制内部嵌套的对象。新对象只复制了原对象的引用，因此对任一对象中的改动会影响到另一个对象。

浅拷贝可以通过copy模块的copy()函数或者对象的copy()方法实现，如copy.copy(obj)。深拷贝可以通过copy模块的deepcopy()函数实现，如copy.deepcopy(obj)。

你知道哪些 Python 魔术方法？

在Python中，魔术方法（Magic Methods），也称为双下划线方法（Dunder Methods），是一些以双下划线开头和结尾的方法。这些方法让用户可以定义对象的行为，并在特定的情况下被自动调用。常见的魔术方法包括：

• __init__：构造函数，在创建对象时调用。
• __del__：析构函数，在对象被删除时调用。
• __str__：定义对象的字符串表示，用于print()或str()
• __repr__：定义对象的官方字符串表示，用于repr()函数
• __eq__：定义对象相等性比较，处理==运算符
• __lt__：定义对象小于比较，处理<运算符
• __add__：定义对象的加法操作，处理+运算符
• __call__：使对象可以像函数一样被调用
• __getitem__：定义获取元素的方法，允许使用索引访问。
• __setitem__：定义设置元素的方法，允许使用索引赋值。

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Java

说说 AQS 吧？

AbstractQueuedSynchronizer

简单来说AQS就是起到了一个抽象、封装的作用，将一些排队、入队、加锁、中断等方法提供出来，便于其他相关JUC锁的使用，具体加锁时机、入队时机等都需要实现类自己控制。

它主要通过维护一个共享状态（state）和一个先进先出（FIFO）的等待队列，来管理线程对共享资源的访问。

state用volatile修饰，表示当前资源的状态。例如，在独占锁中，state为0表示未被占用，为1表示已被占用。

当线程尝试获取资源失败时，会被加入到AQS的等待对列中。这个队列是一个变体的CLH队列，采用双向链表结构，节点包含线程的引用、等待状态以及前驱和后继节点的指针。

AQS常见的实现类有ReentrantLock、CountDownLatch、Semaphore等等。

Synchronized 和 ReentrantLock 有什么区别？

Synchronized是Java内置的关键字，实现基本的同步机制，不支持超时，非公平，不可中断，不支持多条件。

ReentrantLock是JUC类库提供的，由JDK1.5引入，支持设置超时时间，可以避免死锁，比较灵活，并且支持公平锁，可中断，支持多条件判断。

ReentrantLock需要手动解锁，而Synchronized不需要，它们都是可重入锁。

一般情况下用Synchronized足矣，比较简单，而ReentrantLock比较灵活，支持的功能比较多，所以复杂的情况用ReentrantLock

性能上，很多年以前Synchronized不如ReentrantLock，现在基本一致

Java 中 volatile 关键字的作用是什么？

主要作用是保证变量的可见性和禁止指令重排优化。

• 可见性（Visibility）：

  volatile关键字确保变量的可见性。当一个线程修改了volatile变量的值，新值会立即被刷新到主内存中，其他线程在读取该变量时可以立即获得最新的值。这样可以避免线程间由于缓存一致性问题导致的“看见”旧值的现象。

• 禁止指令重排序（Ordering）：

  volatile还通过内存屏障来禁止特定情况下的指令重排序，从而保证程序的执行顺序符合预期。对volatile变量的写操作会在其前面插入一个StoreStore屏障，而对volatile变量的读操作则会在其后插入一个LoadLoad屏障。这确保了在多线程环境下，某些代码块执行顺序的可预测性。