《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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在一间明亮却略显严肃的面试房间里，一位神色专注的面试官正准备对面前的求职者展开一场关于Java技术的深度考察。

面试官：“第一轮面试开始。先问几个基础问题，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，JDK1.8 后引入了红黑树。”

面试官：“回答得不错。那HashMap在什么情况下会发生扩容？”

王铁牛：“当HashMap中的元素个数达到负载因子（默认0.75）乘以当前容量时，就会发生扩容。”

面试官：“很好。那说说ArrayList在添加元素时，如果容量不够了会怎样？”

王铁牛：“ArrayList会进行扩容，新容量大概是原容量的1.5倍，然后将原数组内容复制到新数组。”

面试官：“非常好，第一轮表现不错。接下来第二轮。谈谈Spring框架中IOC和AOP的概念分别是什么？”

王铁牛：“IOC是控制反转，就是把对象创建和对象之间的依赖关系交给Spring容器管理。AOP是面向切面编程，能把一些通用功能抽取出来，比如日志、事务，在需要的地方切入。”

面试官：“那Spring中如何实现AOP的？”

王铁牛：“嗯……好像是通过动态代理，有JDK动态代理和CGLIB代理两种方式。”

面试官：“好。Spring Boot相比于Spring，最大的优势是什么？”

王铁牛：“Spring Boot能快速搭建项目，它有很多默认配置，简化了Spring项目的开发。”

面试官：“第二轮回答得也还行。进入第三轮。MyBatis中#{}和${}的区别是什么？”

王铁牛：“#{}是预编译处理，${}是字符串替换，#{}能防止SQL注入。”

面试官：“那在MyBatis中，如何实现一对多的映射关系？”

王铁牛：“呃……可以用collection标签，在resultMap里配置。”

面试官：“Dubbo是什么，在微服务架构中有什么作用？”

王铁牛：“Dubbo是一个高性能的Java RPC框架，在微服务里可以做服务治理，像服务注册、发现、调用这些。”

面试官：“最后一个问题，RabbitMQ在项目中如何保证消息不丢失？”

王铁牛：“嗯……好像要开启确认机制，还有持久化什么的。”

面试官微微点头，说道：“今天的面试就到这里，你对很多基础知识点掌握得还可以，但对于一些稍微深入的问题，回答得不是特别清晰。我们后续会综合评估所有面试者的情况，你回家等通知吧，无论结果如何，我们都会在一周内给你回复。”

问题答案：

  1. Java中ArrayList和HashMap的底层数据结构分别是什么？
    • ArrayList：底层是数组结构。数组可以快速地通过索引访问元素，适合随机访问场景。例如，在需要频繁根据下标获取元素的场景，如分页查询结果集的获取，使用ArrayList比较合适。
    • HashMap：JDK1.8之前，底层是数组加链表。数组的每个位置是一个链表的头节点，通过哈希算法计算键的哈希值来确定元素在数组中的位置。如果发生哈希冲突（不同键的哈希值相同），则以链表的形式存储在该位置。JDK1.8 后，当链表长度大于8且数组容量大于64时，链表会转化为红黑树，以提高查找效率。在需要快速根据键获取值的场景，如用户信息根据用户ID快速查找，HashMap很适用。
  2. HashMap在什么情况下会发生扩容？
    • 当HashMap中的元素个数（size）达到负载因子（loadFactor，默认值为0.75）乘以当前容量（capacity）时，就会触发扩容。例如，当前HashMap的容量为16，负载因子为0.75，当元素个数达到16 * 0.75 = 12时，就会进行扩容。扩容的目的是为了减少哈希冲突，提高HashMap的性能。新容量一般是原容量的2倍。
  3. ArrayList在添加元素时，如果容量不够了会怎样？
    • ArrayList会进行扩容。具体过程是，先计算新的容量，新容量大概是原容量的1.5倍（原容量右移一位再加上原容量）。然后创建一个新的更大的数组，将原数组的内容复制到新数组中，最后将新元素添加到新数组的合适位置。例如，原ArrayList容量为10，添加第11个元素时，会扩容到15（10 * 1.5），创建新数组并复制原数组内容，再添加新元素。
  4. Spring框架中IOC和AOP的概念分别是什么？
    • IOC（Inversion of Control）控制反转：传统的Java应用中，对象的创建和对象之间的依赖关系由应用程序自身负责管理。而在Spring框架中，IOC把对象创建和对象之间的依赖关系交给Spring容器管理。例如，一个Service类依赖另一个Dao类，在传统方式下，Service类内部会自己创建Dao类的实例。而使用IOC，Spring容器会创建Dao类实例，并注入到Service类中，Service类不需要自己创建Dao实例，实现了控制权的反转。
    • AOP（Aspect - Oriented Programming）面向切面编程：它是一种编程范式，能把一些通用功能（如日志记录、事务管理、权限控制等）从业务逻辑中抽取出来，形成一个个切面。这些切面可以在需要的地方切入到业务逻辑中。比如，在一个电商系统中，订单处理的业务逻辑中，在下单、支付等关键节点都需要记录日志，使用AOP可以把日志记录功能抽取出来，在这些业务方法执行前后切入日志记录逻辑，而不需要在每个业务方法中都写重复的日志记录代码。
  5. Spring中如何实现AOP的？
    • Spring实现AOP主要通过动态代理，有两种方式：
      • JDK动态代理：JDK动态代理是基于接口的代理。如果目标对象实现了至少一个接口，Spring会使用JDK动态代理创建代理对象。JDK动态代理通过反射机制在运行时创建代理类，代理类实现了目标对象的接口，并在代理方法中调用InvocationHandler的invoke方法，在invoke方法中可以实现切面逻辑，如在目标方法执行前后添加日志记录等。
      • CGLIB代理：如果目标对象没有实现接口，Spring会使用CGLIB代理。CGLIB代理是通过继承目标类，生成目标类的子类作为代理对象。CGLIB代理通过字节码增强技术，在运行时生成代理类的字节码，在代理类的方法中调用MethodInterceptor的intercept方法，在intercept方法中实现切面逻辑。
  6. Spring Boot相比于Spring，最大的优势是什么？
    • Spring Boot最大的优势是能快速搭建项目，简化了Spring项目的开发。Spring项目在搭建时，需要进行大量的配置，如配置数据源、事务管理器、各种Bean等。而Spring Boot有很多默认配置，采用“约定大于配置”的原则，开发者只需要很少的配置就能快速搭建一个可用的项目。例如，使用Spring Boot开发一个Web应用，只需要引入相关的starter依赖，Spring Boot就能自动配置好Tomcat服务器、Spring MVC等，开发者可以专注于业务逻辑的开发，大大提高了开发效率。
  7. MyBatis中#{}和${}的区别是什么？
    • #{}：#{}是预编译处理，MyBatis在处理#{}时，会将SQL中的#{}替换为?占位符，然后使用PreparedStatement进行数据库操作。这种方式能有效防止SQL注入攻击。例如，SQL语句为“SELECT * FROM user WHERE username = #{username}”，实际执行时会变为“SELECT * FROM user WHERE username =?”，然后通过PreparedStatement设置参数值。
    • **∗∗：{}**：{}是字符串替换，MyBatis在处理时，会直接将{}时，会直接将{}中的内容替换到SQL中。例如，SQL语句为“SELECT * FROM user WHERE username = username”，如果username变量值为“admin′OR′1′=′1”，那么实际执行的SQL就会变为“SELECT∗FROMuserWHEREusername=admin′OR′1′=′1”，这就导致了SQL注入漏洞。所以，在使用{username}”，如果username变量值为“admin' OR '1'='1”，那么实际执行的SQL就会变为“SELECT * FROM user WHERE username = admin' OR '1'='1”，这就导致了SQL注入漏洞。所以，在使用{}时要特别小心，一般用于传入表名、列名等，且要确保传入的值是安全的。
  8. 在MyBatis中，如何实现一对多的映射关系？
    • 在MyBatis中，可以使用collection标签在resultMap里配置一对多的映射关系。例如，有一个订单（Order）类和订单项（OrderItem）类，一个订单对应多个订单项。在SQL查询时，可以使用连接查询获取订单和订单项的相关数据。在MyBatis的映射文件中，定义如下：
    <resultMap id="orderResultMap" type="Order">
    <id property="orderId" column="order_id"/>
    <result property="orderName" column="order_name"/>
    <collection property="orderItems" ofType="OrderItem">
        <id property="itemId" column="item_id"/>
        <result property="itemName" column="item_name"/>
    </collection>
</resultMap>
    这里的collection标签表示一对多关系，property指定订单类中存储订单项的属性名，ofType指定订单项的类型。通过这种配置，MyBatis就能将查询结果正确映射为包含订单项列表的订单对象。
  9. Dubbo是什么，在微服务架构中有什么作用？
    • Dubbo：是一个高性能的Java RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）框架，由阿里巴巴开源。它致力于提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案，以及SOA服务治理方案。
    • 在微服务架构中的作用：
      • 服务注册与发现：Dubbo提供了服务注册中心（如Zookeeper、Redis等），服务提供者将自己的服务注册到注册中心，服务消费者从注册中心获取服务提供者的地址信息，实现服务的动态发现。例如，在一个电商微服务系统中，商品服务作为服务提供者将商品查询服务注册到Zookeeper，订单服务作为消费者从Zookeeper获取商品服务地址来调用商品查询接口。
      • 负载均衡：当有多个服务提供者提供相同的服务时，Dubbo能实现负载均衡，将请求均匀分配到各个服务提供者上，提高系统的整体性能和可用性。比如，有多个商品服务实例，Dubbo可以根据不同的负载均衡策略（如随机、轮询等）将商品查询请求分配到不同的实例上。
      • 服务治理：Dubbo支持对服务进行治理，如服务的降级、容错、限流等。在高并发场景下，如果某个服务出现故障，Dubbo可以进行服务降级，返回默认数据，保证系统的基本可用性；还可以对服务进行限流，防止过多请求压垮服务。
  10. RabbitMQ在项目中如何保证消息不丢失？
  • 生产者确认机制：RabbitMQ提供了两种确认模式，confirm模式和return模式。
    • confirm模式：生产者将信道设置为confirm模式后，当消息成功到达Broker，Broker会给生产者发送一个确认消息。生产者可以通过监听确认消息来判断消息是否成功发送。例如，使用Spring AMQP时，可以通过实现ConfirmCallback接口来处理确认消息。
    • return模式：当消息无法路由到合适的队列时，RabbitMQ会将消息返回给生产者。生产者可以通过实现ReturnCallback接口来处理返回的消息，进行相应的处理，如记录日志、重新发送等。
  • 消息持久化：
    • 队列持久化：通过将队列声明为持久化队列，即使RabbitMQ服务器重启，队列依然存在。在声明队列时，将durable参数设置为true，如“channel.queueDeclare("myQueue", true, false, false, null);”。
    • 消息持久化：将消息的deliveryMode属性设置为2，表示消息持久化。这样消息会被写入磁盘，即使服务器重启，消息也不会丢失。例如，在Spring AMQP中，可以通过设置MessageProperties.PERSISTENT_TEXT_PLAIN来实现消息持久化。
  • 消费者确认机制：消费者在接收到消息并处理完成后，向RabbitMQ发送确认消息。RabbitMQ只有在收到确认消息后才会将消息从队列中删除。如果消费者在处理消息过程中出现异常，没有发送确认消息，RabbitMQ会认为消息没有被成功处理，会将消息重新投递给其他消费者（如果有多个消费者）或在一定时间后再次投递给该消费者。在Spring AMQP中，可以通过设置acknowledgeMode来选择不同的确认模式，如AcknowledgeMode.MANUAL表示手动确认，消费者需要在处理完消息后手动调用channel.basicAck方法发送确认消息。
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