《揭秘互联网大厂Java面试：从基础到进阶的核心知识大考察》

伟大的攻城狮
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第一轮面试 面试官：先问些基础的，Java 中 ArrayList 和 HashMap 的底层数据结构分别是什么？ 王铁牛：ArrayList 底层是数组，HashMap 底层是数组加链表，JDK8 之后还有红黑树。 面试官：不错，回答得很准确。那 ArrayList 在扩容时是怎么操作的？ 王铁牛：当元素个数达到容量的一定比例，好像是 0.75 吧，就会扩容，新容量是原来的 1.5 倍，然后把旧数组的数据复制到新数组。 面试官：很好。HashMap 在 JDK8 中，链表转红黑树的条件是什么？ 王铁牛：当链表长度达到 8，并且数组容量大于等于 64 时，链表就会转成红黑树。

第二轮面试 面试官：接下来聊聊多线程和线程池。创建线程有几种方式？ 王铁牛：有三种，继承 Thread 类，实现 Runnable 接口，还有实现 Callable 接口。 面试官：嗯，那线程池有哪些核心参数？ 王铁牛：有核心线程数、最大线程数、存活时间、时间单位，还有任务队列。 面试官：那线程池的拒绝策略有哪些？ 王铁牛：呃……有 AbortPolicy，直接抛出异常；还有 DiscardPolicy，丢弃任务不抛异常，其他的……我不太记得了。

第三轮面试 面试官：再谈谈框架相关的。Spring 中 Bean 的作用域有哪些？ 王铁牛：有 singleton，单例模式，整个应用就一个实例；还有 prototype，每次请求都会创建新的实例。 面试官：Spring Boot 自动配置的原理是什么？ 王铁牛：就是通过一些注解和配置类，Spring Boot 能自动帮我们配置一些常用的组件，具体怎么实现的我不太清楚。 面试官：MyBatis 中 #{} 和 {} 的区别是什么？ **王铁牛**：#{} 是预编译，能防止 SQL 注入，{} 是直接拼接 SQL，不安全。

面试官：今天的面试就到这里，你回去等通知吧。我们会综合评估你的表现，无论结果如何，都会尽快给你答复。感谢你今天来参加面试。

问题答案：

  1. ArrayList 和 HashMap 的底层数据结构：
    • ArrayList：底层是数组结构，它可以动态扩容，方便按索引快速访问元素。例如，在需要顺序存储大量数据且经常根据索引访问元素的场景下，如学生成绩按顺序记录，使用 ArrayList 很合适。
    • HashMap：JDK7 及之前底层是数组加链表结构，JDK8 之后，当链表长度达到 8 且数组容量大于等于 64 时，链表会转成红黑树。数组的作用是通过哈希值快速定位元素位置，链表用于解决哈希冲突。在需要快速根据键获取值的场景，如用户信息通过用户 ID 快速查找，HashMap 效率很高。
  2. ArrayList 扩容操作：
    • ArrayList 有一个默认初始容量，一般为 10。当添加元素时，如果当前元素个数达到了容量的 0.75 倍（加载因子默认是 0.75），就会触发扩容。扩容时，新容量是原来容量的 1.5 倍（通过位运算实现，newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1)）。然后会创建一个新的数组，将旧数组中的元素复制到新数组中。这是为了在保证一定空间利用率的同时，避免频繁扩容带来的性能开销。
  3. HashMap 链表转红黑树条件：
    • 当链表长度达到 8 且数组容量大于等于 64 时，链表会转成红黑树。这是因为链表在长度较短时，查询性能还可以接受，但长度过长时，查询时间复杂度会退化为 O(n)。而红黑树的查询时间复杂度稳定为 O(logn)，能提高查询效率。当数组容量小于 64 时，优先进行扩容而不是转红黑树，因为扩容相对转红黑树的成本更低。
  4. 创建线程的方式：
    • 继承 Thread 类：通过继承 Thread 类，重写 run 方法来定义线程执行的逻辑。例如：
class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程执行");
    }
}
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
  • 实现 Runnable 接口：实现 Runnable 接口的 run 方法，然后将其作为参数传递给 Thread 类的构造函数。例如：
class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程执行");
    }
}
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(runnable);
thread.start();
  • 实现 Callable 接口：实现 Callable 接口的 call 方法，与 Runnable 不同的是，call 方法可以有返回值和抛出异常。通过 FutureTask 类来包装 Callable 对象，再将 FutureTask 作为参数传递给 Thread 类的构造函数。例如：
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

class MyCallable implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        return 100;
    }
}
MyCallable callable = new MyCallable();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();
try {
    Integer result = futureTask.get();
    System.out.println("线程返回值：" + result);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
    e.printStackTrace();
}
  1. 线程池核心参数：
    • 核心线程数（corePoolSize）：线程池中一直存活的线程数，即使这些线程处于空闲状态，也不会被销毁，除非设置了 allowCoreThreadTimeOut 为 true。
    • 最大线程数（maximumPoolSize）：线程池允许创建的最大线程数。当任务队列已满且活动线程数小于最大线程数时，线程池会创建新的线程来处理任务。
    • 存活时间（keepAliveTime）：当线程数大于核心线程数时，多余的空闲线程的存活时间。即这些空闲线程在多长时间内没有任务执行就会被销毁。
    • 时间单位（unit）：存活时间的单位，如 TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）等。
    • 任务队列（workQueue）：用于存放等待执行的任务。常用的任务队列有 ArrayBlockingQueue（有界队列）、LinkedBlockingQueue（无界队列）等。
  2. 线程池拒绝策略：
    • AbortPolicy：这是默认的拒绝策略，当任务无法提交到线程池（队列已满且线程数达到最大线程数）时，直接抛出 RejectedExecutionException 异常。
    • DiscardPolicy：丢弃无法处理的任务，不抛出任何异常。
    • DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务（即将队列头部的任务丢弃），然后尝试提交新任务。
    • CallerRunsPolicy：当任务无法提交到线程池时，由提交任务的线程（调用者）来执行该任务。这样可以降低新任务的提交速度，缓解线程池的压力。
  3. Spring 中 Bean 的作用域：
    • singleton：单例模式，在整个 Spring 应用中，只会创建一个该 Bean 的实例。例如，数据库连接池的配置 Bean，只需要一个实例来管理数据库连接，使用 singleton 作用域可以避免重复创建连接池带来的资源浪费。
    • prototype：原型模式，每次请求获取该 Bean 时，都会创建一个新的实例。比如在处理多用户请求时，每个用户的会话相关的 Bean 可以设置为 prototype 作用域，保证每个用户的数据相互隔离。
    • request：在一次 HTTP 请求中，只会创建一个该 Bean 的实例。适用于处理与 HTTP 请求相关的业务逻辑，如记录请求日志的 Bean，每个请求创建一个实例记录该请求的日志。
    • session：在一个 HTTP Session 中，只会创建一个该 Bean 的实例。常用于处理与用户会话相关的业务，如用户登录信息的 Bean，在用户整个会话期间保持同一个实例。
    • globalSession：在一个全局的 HTTP Session 中，只会创建一个该 Bean 的实例。主要用于 Portlet 应用中，在 Portlet 的全局会话中共享 Bean 实例。
  4. Spring Boot 自动配置原理：
    • Spring Boot 利用了 Spring 4.0 引入的条件化配置（@Conditional）功能。在 Spring Boot 的启动过程中，会扫描 META - INF/spring.factories 文件，该文件中定义了大量的自动配置类。这些自动配置类会根据项目的依赖和配置情况，通过 @Conditional 注解的条件判断来决定是否生效。例如，如果项目中引入了 spring - data - jpa 依赖，那么 Spring Boot 会自动配置 JPA 相关的 Bean，如 EntityManagerFactory、JpaTransactionManager 等。自动配置类会根据条件判断，如是否存在某个类、是否有特定的配置属性等，来决定是否创建相应的 Bean 并注入到 Spring 容器中，大大简化了 Spring 应用的配置过程。
  5. MyBatis 中 #{} 和 ${} 的区别：
    • #{}：是预编译方式，MyBatis 在处理 #{} 时，会将 SQL 中的 #{} 替换为?，然后使用 PreparedStatement 来执行 SQL。这种方式可以有效防止 SQL 注入攻击，因为参数是作为占位符传递的，而不是直接拼接在 SQL 语句中。例如：SELECT * FROM user WHERE username = #{username}，在执行时会将 #{username} 替换为?，然后设置参数值。
    • **∗∗：是字符串替换方式，MyBatis在处理{}**：是字符串替换方式，MyBatis 在处理 {} 时，会直接将 中的内容替换到SQL语句中。这种方式存在SQL注入风险，因为参数直接拼接在SQL中。例如：‘SELECT∗FROMuserWHEREusername=′{} 中的内容替换到 SQL 语句中。这种方式存在 SQL 注入风险，因为参数直接拼接在 SQL 中。例如：`SELECT * FROM user WHERE username = '{username}'，如果 username 参数被恶意注入，如 '; DROP TABLE user; --`，就会导致数据库表被删除。所以在使用 ${} 时，一定要对参数进行严格的校验和过滤。
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