《揭秘互联网大厂Java面试：从基础到进阶的核心知识点大考察》

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，JDK1.8 之后还有红黑树。 面试官：不错，回答得很准确。那 ArrayList 在扩容时具体是怎么操作的？ 王铁牛：嗯……好像是当元素个数达到容量的一定比例，就会扩容，新容量大概是原来的 1.5 倍，然后把旧数组的元素复制到新数组。 面试官：回答得可以。HashMap 在 JDK1.8 中引入红黑树的目的是什么？ 王铁牛：好像是为了优化查询性能，链表太长时，查询效率低，红黑树能让查询更高效。

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：有继承 Thread 类，实现 Runnable 接口，还有实现 Callable 接口。 面试官：很好。那线程池有哪些核心参数，分别有什么作用？ 王铁牛：呃……有核心线程数，最大线程数，还有队列容量。核心线程数就是一开始创建的线程数，最大线程数是最多能创建的线程数，队列容量就是存放任务的队列大小。 面试官：那线程池的拒绝策略有哪些？ 王铁牛：有 AbortPolicy，直接抛出异常；还有 DiscardPolicy，丢弃任务不抛出异常，其他的……我不太记得了。

第三轮面试 面试官：谈谈 Spring 和 Spring Boot。Spring 中的 IOC 是什么，有什么作用？ 王铁牛：IOC 就是控制反转，把对象的创建和管理交给 Spring 容器，这样代码耦合度更低。 面试官：Spring Boot 相对于 Spring 有什么优势？ 王铁牛：Spring Boot 能快速搭建项目，自动配置很多东西，让开发更简单。 面试官：那 MyBatis 中 #{} 和 {} 的区别是什么？ **王铁牛**：#{} 是预编译，能防止 SQL 注入，{} 是直接替换，可能有 SQL 注入风险。 面试官：最后问下分布式相关的，Dubbo 是什么，有什么特点？ 王铁牛：Dubbo 是分布式服务框架，能实现服务治理，好像有高性能、轻量级这些特点。 面试官：好的，今天的面试就到这里。你回去等通知吧，我们会综合评估所有候选人后，再决定是否录用你。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：底层是动态数组。它基于数组实现，通过数组来存储元素。这样的结构使得它在随机访问元素时效率很高，因为可以通过数组下标直接定位到元素位置。例如 list.get(0) 可以直接获取到第一个元素。
    • 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，当发生哈希冲突时（即不同的键计算出相同的哈希值），会将新的键值对以链表的形式挂在该位置。JDK1.8 之后，当链表长度大于 8 且数组容量大于 64 时，链表会转换为红黑树，以提高查询效率。因为链表在长度较长时，查询一个元素需要遍历链表，时间复杂度为 O(n)，而红黑树的查询时间复杂度为 O(logn)。
  2. ArrayList 扩容操作：
    • ArrayList 有一个容量的概念，当向 ArrayList 中添加元素时，如果当前元素个数达到了容量的大小，就会触发扩容。
    • 扩容时，新的容量是原来容量的 1.5 倍（通过位运算 oldCapacity + (oldCapacity >> 1) 实现）。
    • 然后会创建一个新的更大的数组，将旧数组中的元素复制到新数组中。这一过程涉及到数组的复制操作，在 Java 中可以使用 System.arraycopy() 方法。例如：
    Object[] newElementData = new Object[newCapacity];
System.arraycopy(elementData, 0, newElementData, 0, Math.min(size, newCapacity));
elementData = newElementData;
  3. HashMap 在 JDK1.8 中引入红黑树的目的：
    • 在 JDK1.8 之前，HashMap 处理哈希冲突主要依靠链表。当哈希冲突严重时，链表会变得很长，此时查询一个元素的时间复杂度会退化为 O(n)，效率很低。
    • 引入红黑树后，当链表长度大于 8 且数组容量大于 64 时，链表会转换为红黑树。红黑树是一种自平衡的二叉查找树，它的查询、插入和删除操作的时间复杂度都是 O(logn)，相比链表的 O(n) 有了很大提升，从而优化了 HashMap 在哈希冲突严重时的查询性能。
  4. 创建线程的方式：
    • 继承 Thread 类：通过继承 Thread 类，并重写 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("Thread is running");
    }
}
MyThread thread = new MyThread();
thread.start();
    • 实现 Runnable 接口：实现 Runnable 接口，并重写 run() 方法。然后将实现了 Runnable 接口的对象作为参数传递给 Thread 类的构造函数来创建线程。例如：
    class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Runnable is running");
    }
}
MyRunnable runnable = new MyRunnable();
Thread thread = new Thread(runnable);
thread.start();
    • 实现 Callable 接口：实现 Callable 接口，并重写 call() 方法。call() 方法可以有返回值，并且可以抛出异常。通过 FutureTask 类来包装 Callable 对象，再将 FutureTask 对象作为参数传递给 Thread 类的构造函数来创建线程。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;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        MyCallable callable = new MyCallable();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        Integer result = futureTask.get();
        System.out.println("Result: " + result);
    }
}
  5. 线程池的核心参数及作用：
    • 核心线程数（corePoolSize）：线程池在初始化后，会创建 corePoolSize 数量的线程来处理任务。这些线程即使在空闲状态下也不会被销毁（除非设置了 allowCoreThreadTimeOut 为 true）。例如，当有任务提交到线程池时，首先会创建核心线程来处理任务，直到核心线程数达到 corePoolSize。
    • 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，且核心线程数都在忙碌时，线程池会继续创建新的线程，直到线程数达到 maximumPoolSize。但如果此时任务队列已满且线程数已经达到 maximumPoolSize，就会触发拒绝策略。
    • 队列容量（workQueue）：用于存放等待处理任务的队列。当核心线程都在忙碌时，新提交的任务会被放入这个队列中等待处理。常见的队列类型有 ArrayBlockingQueue（有界队列）、LinkedBlockingQueue（可选择有界或无界）、SynchronousQueue（不存储任务，直接提交给线程处理）等。
    • 线程存活时间（keepAliveTime）：当线程数大于核心线程数时，多余的空闲线程在等待新任务到来的时间超过 keepAliveTime 后，会被销毁。例如，如果设置 keepAliveTime 为 60 秒，那么当一个非核心线程空闲 60 秒后，就会被销毁。
    • 时间单位（unit）：keepAliveTime 的时间单位，如 TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MINUTES（分钟）等。
  6. 线程池的拒绝策略：
    • AbortPolicy：这是默认的拒绝策略。当任务无法被执行（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。这种策略比较“安静”，可能会导致任务丢失，适用于对任务可靠性要求不高的场景。
    • DiscardOldestPolicy：丢弃队列中最老的任务（即队列头部的任务），然后尝试将新任务加入队列。如果此时队列仍然满，则可能会再次触发拒绝策略。
    • CallerRunsPolicy：当任务被拒绝时，由提交任务的线程（即调用 execute() 方法的线程）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。
  7. Spring 中的 IOC 及作用：
    • IOC（Inversion of Control）：即控制反转，它是 Spring 框架的核心概念之一。传统的应用程序中，对象的创建和管理由应用程序自身负责，对象之间的依赖关系也由应用程序代码来维护。而在 Spring 中，IOC 把对象的创建、初始化、销毁等控制权从应用程序代码转移到了 Spring 容器。
    • 作用：
      • 降低耦合度：通过 IOC，对象之间不需要直接创建和依赖对方，而是由 Spring 容器来管理对象及其依赖关系。例如，一个 UserService 依赖于 UserDao，在传统方式下，UserService 中需要自己创建 UserDao 对象。而在 Spring 中，可以通过配置（如 XML 配置或注解）让 Spring 容器创建 UserDao 对象，并注入到 UserService 中，这样 UserService 与 UserDao 的耦合度就降低了。
      • 提高可维护性和可测试性：由于对象的创建和依赖关系由 Spring 容器管理，当需要更换 UserDao 的实现类时，只需要在 Spring 配置中修改，而不需要修改 UserService 的代码。在测试 UserService 时，也可以方便地通过 Spring 容器注入模拟的 UserDao 对象，提高测试的便利性。
  8. Spring Boot 相对于 Spring 的优势：
    • 快速搭建项目：Spring Boot 提供了大量的 Starter 依赖，通过引入这些 Starter，Spring Boot 可以自动配置很多常用的组件，如数据库连接、Web 服务器等。例如，引入 spring - boot - starter - web 依赖，就可以快速搭建一个基于 Spring MVC 的 Web 项目，而在传统 Spring 项目中，需要手动配置大量的 XML 文件或 Java 配置类来完成这些配置。
    • 简化配置：Spring Boot 采用了约定大于配置的原则，很多配置都有默认值，开发者只需要在必要时进行少量的配置修改。例如，对于数据库连接，Spring Boot 可以根据引入的数据库驱动自动配置数据源，开发者只需要在 application.properties 文件中配置数据库的 URL、用户名和密码等基本信息即可。
    • 内置服务器：Spring Boot 可以内置 Tomcat、Jetty 等 Web 服务器，使得项目可以直接以 Jar 包的形式运行，无需像传统 Spring 项目那样部署到外部服务器。例如，通过 mvn spring - boot:run 命令就可以直接启动一个包含内置 Tomcat 服务器的 Spring Boot 项目。
  9. MyBatis 中 #{} 和 ${} 的区别：
    • #{}：是预编译方式。在 SQL 语句中，#{} 会被解析为一个占位符 ?。例如，SELECT * FROM user WHERE username = #{username}，在执行 SQL 时，会将 #{username} 替换为 ?，然后通过 PreparedStatement 设置参数值。这种方式可以有效防止 SQL 注入攻击，因为参数值是作为字符串传递的，不会被解析为 SQL 语句的一部分。
    • **∗∗：是字符串替换方式。在SQL语句中，{}**：是字符串替换方式。在 SQL 语句中，{} 会直接将其内容替换为实际的值。例如，SELECT * FROM user WHERE username = '${username}'，如果 username 的值为 'admin' OR '1'='1'，那么最终执行的 SQL 语句就是 SELECT * FROM user WHERE username = 'admin' OR '1'='1'，这样就会导致 SQL 注入漏洞。所以 ${} 一般用于传入数据库对象，如表名、列名等，但使用时要特别小心，确保传入的值是可信的。
  10. Dubbo 是什么及特点：
  • Dubbo：是阿里巴巴开源的一款高性能、轻量级的分布式服务框架，致力于提供高性能和透明化的 RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）服务调用方案，以及 SOA（Service - Oriented Architecture，面向服务的架构）服务治理方案。
  • 特点：
    • 高性能：Dubbo 采用了多种优化技术来提高性能。例如，它支持多种序列化协议（如 Hessian2、JSON 等），可以根据不同的场景选择合适的序列化方式，提高数据传输效率。在网络通信方面，它支持 Netty 等高性能网络框架，能够处理大量的并发请求。
    • 轻量级：Dubbo 的设计理念是轻量级，它不依赖于复杂的容器环境，只需要引入相关的依赖即可使用。相比于一些重量级的分布式框架，Dubbo 的部署和使用更加简单，对系统资源的消耗也相对较少。
    • 服务治理能力强：Dubbo 提供了丰富的服务治理功能，如服务注册与发现、负载均衡、容错机制等。通过服务注册与发现，服务提供者可以将自己的服务注册到注册中心（如 Zookeeper），服务消费者可以从注册中心获取服务提供者的地址信息。负载均衡功能可以在多个服务提供者之间合理分配请求，提高系统的整体性能。容错机制可以在服务调用失败时采取相应的策略，如重试、快速失败等，保证系统的稳定性。
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