【Interview】Java 高频面试题（一）

时间：2021-05-03 12:58:12 收藏：0 阅读：0

Java 高频面试题（一）

自增变量

如下代码的运算结果：

package java_one;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one
 * @desc 自增变量
 * i = 1
 * i = 2 j = 1
 * i = 4 k = 11
 * i = 4 k = 1 k = 11
 */

public class IncreasingVariable {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        i = i++;
        int j = i++;
        int k = i + ++i * i++;
        System.out.println("i = " + i);
        System.out.println("j = " + j);
        System.out.println("k = " + k);
    }
}

总结：

赋值 = ，最后计算
= 右边的从左到右加载值依次压入操作数栈中
实际先算那个，看运算符优先级
自增、自减操作都是直接修改变量的值，不经过操作数栈
最后的赋值之前，临时结果也存储在操作栈中

单例设计模式

饿汉式1

实现如下：

package java_one;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one
 * @desc 2.单例设计模式
 * 饿汉式 - 直接实例化
 * 在类初始化时直接创建实例对象，不管是否需要这个对象都会创建
 * 1. 构造器私有化
 * 2. 自行创建，并用公有静态变量保存
 * 3. 向外提供这个实例
 */

public class Singleton1 {
    public static final Singleton1 INSTANCE = new Singleton1();

    private Singleton1() { }
}

测试代码：

class Singleton1Test {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton1 s1 = Singleton1.INSTANCE;
        Singleton1 s2 = Singleton1.INSTANCE;
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
    }
}

饿汉式2

实现如下：

package java_one;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one
 * @desc 2.单例设计模式
 * 饿汉式 - 枚举式
 * 枚举类型表示该类型的对象是有限的几个，可以限定为一个，就成了单例
 */

public enum Singleton2 {
    INSTANCE
}

测试代码：

class Singleton2Test {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton2 s1 = Singleton2.INSTANCE;
        Singleton2 s2 = Singleton2.INSTANCE;
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
    }
}

饿汉式3

实现如下：

package java_one;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one
 * @desc 2.单例设计模式
 * 饿汉式 - 静态代码块
 * 这种方式通常适用于复杂的实例化
 */

public class Singleton3 {
    public static final Singleton3 INSTANCE;
    static {
        // ...
        INSTANCE = new Singleton3();
    }
}

测试代码：

class Singleton3Test {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton3 s1 = Singleton3.INSTANCE;
        Singleton3 s2 = Singleton3.INSTANCE;
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
    }
}

懒汉式1

实现如下：

package java_one;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one
 * @desc 2.单例设计模式
 * 懒汉式 - 线程不安全，适用于单线程
 * 延迟创建实例对象
 * 1. 构造器私有化
 * 2. 用一个私有静态变量保存这个唯一的实例
 * 3. 提供一个静态方法，获取这个实例对象
 */

public class Singleton4 {
    private static Singleton4 instance;
    private Singleton4() { }
    public static Singleton4 getInstance() {
        if (instance == null) {
            // ...
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            instance = new Singleton4();
        }
        return instance;
    }
}

测试代码：

class Singleton4Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        Callable<Singleton4> callable = new Callable<Singleton4>() {

            @Override
            public Singleton4 call() throws Exception {
                return Singleton4.getInstance();
            }
        };
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
        Future<Singleton4> future1 = executorService.submit(callable);
        Future<Singleton4> future2 = executorService.submit(callable);
        Singleton4 s1 = future1.get();
        Singleton4 s2 = future2.get();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
        executorService.shutdown();
    }
}

懒汉式2

实现如下：

package java_one;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one
 * @desc 2.单例设计模式
 * 懒汉式 - 线程安全，适用于多线程
 */

public class Singleton5 {
    /** 为了避免初始化操作的指令重排序，给 instance 加上了 volatile */
    private static volatile Singleton5 instance;
    private Singleton5() { }
    public static Singleton5 getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized(Singleton5.class) {
                if (instance == null) {
                    // ...
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    instance = new Singleton5();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

测试代码：

class Singleton5Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        Callable<Singleton5> callable = Singleton5::getInstance;
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
        Future<Singleton5> future1 = executorService.submit(callable);
        Future<Singleton5> future2 = executorService.submit(callable);
        Singleton5 s1 = future1.get();
        Singleton5 s2 = future2.get();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
        executorService.shutdown();
    }
}

懒汉式3

实现如下：

package java_one;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one
 * @desc 2.单例设计模式
 * 懒汉式 - 静态内部类，线程安全，适用于多线程
 * 当内部类被加载和初始化时，才会创建实例对象
 */

public class Singleton6 {
    private Singleton6() {}
    private static class Inner {
        private static final Singleton6 INSTANCE = new Singleton6();
    }
    public static Singleton6 getInstance() {
        return Inner.INSTANCE;
    }
}

测试代码：

class Singleton6Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        Callable<Singleton6> callable = Singleton6::getInstance;
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
        Future<Singleton6> future1 = executorService.submit(callable);
        Future<Singleton6> future2 = executorService.submit(callable);
        Singleton6 s1 = future1.get();
        Singleton6 s2 = future2.get();
        System.out.println(s1 == s2);
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
        executorService.shutdown();
    }
}

总结：

如果是饿汉式，不需要考虑线程安全问题，枚举形式最简单
如果是懒汉式，需要考虑线程安全问题，静态内部类形式最简单

推荐阅读：

类初始化和实例初始化

如下代码的运算结果：

public class Father {
    private int i = test();
    private static int j = method();

    static {
        System.out.print("(1)");
    }
    Father() {
        System.out.print("(2)");
    }
    {
        System.out.print("(3)");
    }
    public int test() {
        System.out.print("(4)");
        return 1;
    }
    public static int method() {

        System.out.print("(5)");
        return 1;
    }
}

public class Son extends Father{
    private int i = test();
    private static int j = method();

    static {
        System.out.print("(6)");
    }
    Son() {
        // super(); 写不写都存在，在子类构造器中一定会调用父类的构造器
        System.out.print("(7)");
    }
    {
        System.out.print("(8)");
    }
    @Override
    public int test() {
        System.out.print("(9)");
        return 1;
    }
    public static int method() {

        System.out.print("(10)");
        return 1;
    }
}

package java_one.three;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one.three
 * @desc 3. 类初始化和实例初始化
 */

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 正确输出 5 1 10 6 9 3 2 9 8 7
        Son s1 = new Son();
        System.out.println();
        // 正确输出 9 3 2 9 8 7
        Son s2 = new Son();
    }
}

总结：

类初始化过程
- 一个类要创建实例需要先加载并初始化该类
- 一个子类要初始化需要先初始化父类
- 一个类初始化就是执行 <clinit>() 方法
  - <clinit>() 方法由静态类变量显示赋值代码和静态代码块组成
  - 静态类变量显示赋值代码和静态代码块从上到下顺序执行
  - <clinit>() 方法只执行一次
实例初始化过程
- 一个实例初始化就是执行 <init>() 方法
  - <init>() 方法可能重载由多个，有几个构造器就有几个 <init>() 方法
  - <init>() 方法由非静态类变量显示赋值代码和非静态代码块和对应构造器代码组成
  - 非静态类变量显示赋值代码和非静态代码块从上到下顺序执行，对应构造器代码最后执行
  - <init>() 方法的首行是 super() 或 super(实参列表) ，即对应父类的 <init>() 方法。它写不写都存在，在子类构造器中一定会调用父类的构造器
方法的重写
- 不可以被重写的方法：final 方法、静态方法、private 等子类不可见的方法
- 对象的多态性：
  - 子类如果重写父类的方法，通过子类对象调用的一定是子类重写过的代码
  - 非静态方法默认的调用对象是 this
  - this 对象在构造器中（()）就是正在创建的对象
由父到子，静态先行，考虑对象多态性。静态代码块 -> 非静态代码块 -> 构造函数

推荐阅读：

【Java基础】面向对象下
《Java 虚拟机规范》中的 "<clinit>" "<init>" "invokespecial 指令"

方法的参数传递机制

如下代码的运算结果：

package java_one.four;

import java.util.Arrays;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one.four
 * @desc 4. 方法的参数传递机制
 * i = 1
 * str = hello
 * num = 2
 * arr = [2, 2, 3, 4, 5]
 * myData.a = 11
 */

public class ParameterPassing {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        String str = "hello";
        Integer num = 2;
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
        MyData myData = new MyData();

        change(i, str, num, arr, myData);

        System.out.println("i = " + i);
        System.out.println("str = " + str);
        System.out.println("num = " + num);
        System.out.println("arr = " + Arrays.toString(arr));
        System.out.println("myData.a = " + myData.a);
    }

    public static void change(int j, String s, Integer n, int[] a, MyData m) {
        j += 1;
        s += "world";
        n += 1;
        a[0] += 1;
        m.a += 1;
    }
}

class MyData {
    int a = 10;
}

总结：

形参是基本数据类型时，传递的是数据值
实参是引用数据类型时，传递的是地址值
特殊的类型，例如 String、包装类等对象具有不可变性

推荐阅读：

【Java基础】面向对象上

递归和迭代

有 n 步台阶，一次只能上 1 步或 2 步，共有多少种走法？

package java_one.five;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one.five
 * @desc 5. 递归和迭代
 */

public class Fibonacci {
    private final int CONSTANT = 1000000007;

    public int numWaysByRecursion(int n) {
        if (n < 3) {
            return n;
        }
        return (numWaysByRecursion(n - 1) % CONSTANT + numWaysByRecursion(n - 2) % CONSTANT) % CONSTANT;
    }

    public int numWaysByIteration(int n) {
        int first = 0, second = 1, sum;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            sum = (first + second) % CONSTANT;
            first = second;
            second = sum;
        }
        return second;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Fibonacci fibonacci = new Fibonacci();
        System.out.println(fibonacci.numWaysByRecursion(0));
        System.out.println(fibonacci.numWaysByRecursion(1));
        System.out.println(fibonacci.numWaysByRecursion(2));
        System.out.println(fibonacci.numWaysByRecursion(10));
        System.out.println();
        System.out.println(fibonacci.numWaysByIteration(0));
        System.out.println(fibonacci.numWaysByIteration(1));
        System.out.println(fibonacci.numWaysByIteration(2));
        System.out.println(fibonacci.numWaysByIteration(10));
    }
}

总结：

方法调用自身称为递归
- 优点：大问题转化为小问题，代码简洁，可读性好
- 缺点：递归调用浪费了空间，递归太深容易造成堆栈的溢出
利用变量的原值推出新值称为迭代
- 优点：代码运行效率高，因为时间只会因循环次数增加而增加，而且没有额外的空间开销
- 缺点：代码不够简洁，可读性较差

推荐阅读：

成员变量和局部变量

如下代码的运算结果：

package java_one.six;

/**
 * @author parzulpan
 * @version 1.0
 * @date 2021-04
 * @project JavaInterview
 * @package java_one.six
 * @desc 6. 成员变量和局部变量
 * 抓住：
 * 局部变量存在栈中，它每次调用都是新的生命周期
 * 实例变量存在堆中，它随着对象的创建而初始化，随着对象的回收而消亡，每一个对象的实例变量是独立的
 * 类变量存在方法区中，它随着类的初始化而初始化，随着类的卸载而消亡，该类的所有对象的类变量是共享的
 */

public class MembersLocalVariables {
    static int s;
    int i;
    int j;

    {
        int i = 1;
        i++;
        j++;
        s++;
    }

    public void test(int j) {
        j++;
        i++;
        s++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MembersLocalVariables m1 = new MembersLocalVariables();
        MembersLocalVariables m2 = new MembersLocalVariables();
        m1.test(10);
        m1.test(20);
        m2.test(30);
        // 2 1 5
        System.out.println(m1.i + " " + m1.j + " " + m1.s);
        // 1 1 5
        System.out.println(m2.i + " " + m2.j + " " + m2.s);
    }
}

总结：

局部变量与成员变量的区别

区别项	局部变量	成员变量
声明位置	方法形参或内部、代码块类、构造器内等	类中方法外，其中有 static 修饰的称为类变量，没有 static 修饰的称为实例变量
修饰符	不能用权限修饰符修饰，可以用 final 修饰	public、protected、private、final、static、volatile、transient
初始化值	没有默认初始化值，必须显式赋值，方可使用；特别的，形参在调用时赋值	有默认初始化值，同数组类似
内存加载位置	栈中	类变量在方法区中，实例变量在堆中
作用域	从声明处开始，到所属的大括号结束	对于类变量：在当前类中`“类名.”`，在其他类中`“类名.”`或`“对象名.”` ；对于实例变量：在当前类中`“this.”`，在其他类中`“对象名.”`
生命周期	它每次调用都是新的生命周期	对于类变量：它随着类的初始化而初始化，随着类的卸载而消亡，该类的所有对象的类变量是共享的；对于实例变量：它随着对象的创建而初始化，随着对象的回收而消亡，每一个对象的实例变量是独立的

如何区分同名局部变量和成员变量
- 局部变量与实例变量重名时，在实例变量前面加“this.”
- 局部变量与类变量重名时，在类变量前面加“类名.”

推荐阅读：

【Java基础】面向对象上

Spring Bean 的作用域和生命周期

Spring Bean 有五个作用域，比较基础的有：

singleton，这是默认作用域，它会为每个 IOC 容器创建一个唯一的 Bean 实例
prototype，它会针对每个 getBean 请求，为 IOC 容器创建一个单独的 Bean 实例

如果是 Web 容器，还支持：

request，在WEB 项目中，Spring 创建一个 Bean 的对象，将对象存入到 request 域中
session，在WEB 项目中，Spring 创建一个 Bean 的对象，将对象存入到 session 域中
global session，在WEB 项目中，应用在集群环境，如果没有集群环境那么它相当于 session

Spring Bean 的生命周期分为创建和销毁两个过程：

创建：

实例化 Bean 对象
设置 Bean 属性
如果通过接口声明了依赖关系，还会注入 Bean 对容器基础设施层面的依赖
调用 BeanPostProcessor 的前置初始化方法 postProcessBeforeInitialization
如果实现了 InitializationBean 接口，还会调用 afterPropertiesSet
调用 Bean 自身定义的 init 方法
调用 BeanPostProcessor 的后置初始化方法 postProcessAfterInitialization
Bean 创建完毕

销毁：

调用 DisposableBean 的 destroy 方法
调用 Bean 自身定义的 destroy 方法

总结：

Bean 的生命周期是完全被容器所管理的，从属性设置到各种依赖关系，都是容器负责注入，并进行各个阶段其他事宜的处理，Spring 容器为应用开发者定义了清晰的生命周期沟通界面。

推荐阅读：

【Spring】Spring 入门

Spring 支持的常用数据库事务传播属性(行为)和事务隔离级别

事务的传播行为：

使用：@Transactional(propagation = Propagation.REQUIRED)
REQUIRED 如果当前没有事务，就新建一个事务，如果已经存在一个事务中，加入到这个事务中。一般用于增删改操作
SUPPORTS 支持当前事务，如果当前没有事务，就以非事务方式执行。一般用于查操作
MANDATORY 使用当前的事务，如果当前没有事务，就抛出异常
REQUERS_NEW 新建事务，如果当前在事务中，把当前事务挂起
NOT_SUPPORTED 以非事务方式执行操作，如果当前存在事务，就把当前事务挂起
NEVER 以非事务方式运行，如果当前存在事务，抛出异常
NESTED 如果当前存在事务，则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务，则执行 REQUIRED 类似的操作

事务的隔离级别：

TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED 读未提交：允许事务读取未被其他事务提交的变更，出现脏读、不可重复读、幻读等问题。
TRANSACTION_READ_COMMITTED 读已提交：只允许事务读取已经被其他事务提交的变更，避免脏读问题，出现不可重复读、幻读等问题。这是 Oracle 默认的事务隔离级别
TRANSACTION_REPEATABLE_READ 可重复读：确保在同一个事务中多次读取同样记录的结果是一致的，避免脏读、不可重复读问题，出现幻读等问题。这是 MySQL 默认的事务隔离级别。
TRANSACTION_SERIALIZABLE 串行化：确保事务可以从一个表中读取相同的行，在这个事务持续期间，禁止其他事务对该表进行增删改操作，避免上面所有问题。

总结：

事务的传播行为和隔离级别必须牢记于心。

推荐阅读：

SpringMVC 中如何个解决 POST 请求中文乱码问题，GET 请求又如何处理

对于 Post 请求（form 标签 method=post）：解决的方法是在 web.xml 中配置一个编码过滤器

<web-app>

  <!-- 配置解决中文乱码的过滤器 -->
  <filter>
    <filter-name>characterEncodingFilter</filter-name>
    <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>
    <!-- 设置过滤器中的属性值 -->
    <init-param>
      <param-name>encoding</param-name>
      <param-value>UTF-8</param-value>
    </init-param>
  </filter>
  <!-- 过滤所有请求 -->
  <filter-mapping>
    <filter-name>characterEncodingFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
  </filter-mapping>

</web-app>

对于 Get 请求：解决的方法是修改 Tomcat 的 server.xml 配置文件，添加 <Connector URIEncoding="UTF-8" useBodyEncodingForURI="true"/>

推荐阅读：

请求参数乱码问题

SpringMVC 的工作流程

技术图片

总结：

SpringMVC 是基于组件执行流程，弄清楚每个组件的作用，过一遍流程即可。

参考阅读：

SpringMVC 的工作流程

MyBatis 中当实体类中的属性名和表中的字段名不一样时该如何处理

例如：

属性名：实体类 id name password

字段名：数据库 id name pwd

mybatis 会根据数据库的字段名去找对应的实体类的属性名，它会将所有列名转换为小写，然后去找实体类中对应的 set 方法，set 方法后面的字段就对应数据库的字段名；如果不一样就会返回 null。

基本上有三种方式解决：

修改 set 方法名字，不推荐使用
给 sql 语句取别名，字段少时推荐使用
xml 配置文件设置结果集映射 ResultMap

Linux 常用的服务类相关命令

对于 CentOS6：

注册在系统中的标准化程序
有方便统一的管理方式
- service 服务名 start
- service 服务名 stop
- service 服务名 restart
- service 服务名 reload
- service 服务名 status
查看服务的方法 /etc/init.d/服务名
查看服务的命令 chkconfig --list|grep xxx
通过 chkconfig 命令设置自启动
- chkconfig --level 5 服务名 on/off

对于 CentOS7：

注册在系统中的标准化程序
有方便统一的管理方式
- systemctl start 服务名(xxxx.service)
- systemctl restart 服务名(xxxx.service)
- systemctl stop 服务名(xxxx.service)
- systemctl reload 服务名(xxxx.service)
- systemctl status 服务名(xxxx.service)
查看服务的方法 /usr/lib/systemd/system
查看服务的命令 systemctl list-unit-files systemctl --type service
通过 systemctl 命令设置自启动
- systemctl enable/disable 服务名

Git 常用的分支相关命令

查看分支：

# 查看本地分支
$ git branch
# 查看远程分支
$ git branch -r
# 查看本地、服务器所有分支
$ git branch -a
# 显示本地分支和服务器分支的映射关系
$ git branch -vv

创建分支

# 创建本地分支，新分支创建后不会自动切换为当前分支
$ git branch [branch name]

创建分支后切换到新分支

# 建立分支后切换到新分支
$ git checkout -b [branch name]

切换到指定分支

# 切换到指定分支
$ git checkout [branch name]

本地分支关联到远程分支

# 本地分支建立，与远程分支同步之后，就可以直接使用 git pull 命令了
$ git branch --set-upstream-to=origin/<远端branch_name> <本地branch_name>
# 举例 将本地 dev 分支关联到远程 dev 分支
$ git branch --set-upstream-to=origin/dev dev

合并分支

# 合并分支,将名称为[name]的分支与当前分支合并
$ git merge [name]

删除分支

# 删除远程分支
$ git push origin --delete [branch name]
# 删除本地分支(-d 删除已经参与了合并的分支，对于未有合并的分支是无法删除的，如果想强制删除一个分支，可以使用 -D 选项） 
$ git branch -d [branch name]

显示分支和提交

# 显示分支和提交记录
$ git show-branch

Redis 持久化

RDB 和 AOF 的优缺点，以及使用建议。

总结：

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MySQL 什么时候适合创建索引

总结：

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JVM 的垃圾回收机制

Redis 在项目中的常见使用场景

MQ 在项目中的常见使用场景

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MQ 的应用场景

ES 和 Solr 的异同

总结：

当单纯的对已有数据进行搜索时，Solr 更快
当实时建立索引时, Solr 会产生 io 阻塞，查询性能较差，Elasticsearch 具有明显的优势
随着数据量的增加，Solr 的搜索效率会变得更低，而 Elasticsearch 却没有明显的变化
Solr 的架构不适合实时搜索的应用，Solr 利用 Zookeeper 进行分布式管理，而 Elasticsearch 自身带有分布式系统关联功能，Solr 本质就是一个动态 web 项目（Tomcat）
Solr 支持更多格式的数据，而 Elasticsearch 仅支持 json 文件格式
Solr 在传统的搜索应用中表现好于 Elasticsearch，但在处理实时搜索应用时效率明显低于 Elasticsearch
Solr 是传统搜索应用的有力解决方案，但 Elasticsearch 更适用于新兴的实时搜索应用

设计实现单点登录功能

单点登录：分布式系统中，一处登录多处使用。

设计实现购物车功能

至少需要考虑以下两个问题：

购物车和用户的关系？
- 一个用户必须对应一个购物车
- 单点登录一定在购物车功能之前
跟购物车相关的操作的有那些？
- 添加购物车
  - 用户未登录状态：将数据保存到非关系型数据库或者 Cookie 中
  - 用户已登录状态：将数据保存到数据库（关系型和非关系型）中
- 展示购物车
  - 用户未登录状态：直接从 Cookie 中取得数据展示
  - 用户已登录状态：从数据库和 Cookie 中取得数据展示