《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
37 阅读11分钟

在一间明亮却略显严肃的面试室里，一场决定求职者命运的Java面试即将拉开帷幕。

面试官：好，我们开始面试。第一轮，先从Java基础问起。第一个问题，ArrayList和HashMap在存储结构上有什么区别？

王铁牛：ArrayList是基于数组的，能顺序存储数据。HashMap是基于哈希表，通过键值对存储。

面试官：回答得不错。第二个问题，HashMap在多线程环境下会出现什么问题？

王铁牛：嗯……好像会数据错乱啥的，具体不太清楚。

面试官：行吧，最后一个问题，Java中多线程创建有几种方式？

王铁牛：有继承Thread类，还有实现Runnable接口。

面试官：第一轮表现还行。接下来第二轮，我们聊聊JUC和多线程。第一个问题，线程池的核心参数有哪些，分别有什么作用？

王铁牛：有核心线程数，最大线程数……嗯，其他的不太记得了。

面试官：那说说线程池处理任务的流程是怎样的？

王铁牛：就是先看核心线程，然后……哎呀，有点乱。

面试官：最后一个问题，CountDownLatch和CyclicBarrier有什么区别？

王铁牛：好像一个只能用一次，一个能用多次，具体咋回事不太明白。

面试官：好，进入第三轮，谈谈框架相关。Spring的IOC和AOP是什么？

王铁牛：IOC是控制反转，AOP是面向切面编程。

面试官：不错。那Spring Boot自动配置原理是什么？

王铁牛：就是……好像是根据一些条件自动配置，具体咋实现不清楚。

面试官：MyBatis的一级缓存和二级缓存有什么区别？

王铁牛：一级缓存好像是在一个SqlSession内有效，二级缓存不太清楚。

面试官：Dubbo的服务暴露和引用流程是怎样的？

王铁牛：嗯……不太了解这个。

面试官：好，面试差不多了。从你的回答来看，基础部分掌握得还行，但在一些进阶和框架深入理解方面还有所欠缺。我们后续会综合评估所有面试者情况，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。

答案：

  1. ArrayList和HashMap在存储结构上的区别：
    • ArrayList：基于动态数组实现，它按照顺序存储元素，元素在内存中是连续存储的。这种结构适合按顺序访问元素，查询效率较高（通过索引直接访问），但在插入和删除元素时，如果不是在末尾操作，需要移动大量元素，效率较低。
    • HashMap：基于哈希表实现，它通过键的哈希值来确定存储位置，以键值对的形式存储数据。哈希表的结构使得在理想情况下，插入、删除和查找操作的时间复杂度都接近O(1)。但如果哈希冲突严重，性能会下降，此时会通过链表或红黑树（JDK 1.8及以后，当链表长度达到一定阈值时转换为红黑树）来解决冲突。
  2. HashMap在多线程环境下会出现什么问题：
    • 数据错乱：在多线程同时进行put操作时，可能会导致哈希表的结构被破坏，出现数据覆盖或丢失等情况。例如，在JDK 1.7及以前的版本中，当多个线程同时进行扩容操作时，可能会形成环形链表，导致在get操作时出现死循环。
    • 线程安全问题：HashMap本身不是线程安全的，多个线程同时读写HashMap可能会导致数据不一致。比如一个线程在读取数据，另一个线程在修改数据，可能会读到脏数据。
  3. Java中多线程创建有几种方式：
    • 继承Thread类：创建一个类继承Thread类，重写run方法，在run方法中编写线程执行的逻辑。然后创建该类的实例，调用start方法启动线程。例如：
class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程执行中");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start();
    }
}
  • 实现Runnable接口：创建一个类实现Runnable接口，实现run方法。然后创建该类的实例，将其作为参数传递给Thread类的构造函数，再调用start方法启动线程。例如：
class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("线程执行中");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start();
    }
}
  • 实现Callable接口：与Runnable类似，但Callable接口的call方法可以有返回值，并且可以抛出异常。需要通过FutureTask类来获取Callable任务的执行结果。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 myCallable = new MyCallable();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(myCallable);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        Integer result = futureTask.get();
        System.out.println("结果：" + result);
    }
}
  1. 线程池的核心参数有哪些，分别有什么作用：
    • 核心线程数（corePoolSize）：线程池中常驻的核心线程数。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。当有新任务提交时，如果当前线程数小于核心线程数，会创建新的核心线程来处理任务。
    • 最大线程数（maximumPoolSize）：线程池中允许存在的最大线程数。当任务队列已满，且当前线程数小于最大线程数时，会创建新的非核心线程来处理任务。
    • 任务队列（workQueue）：用于存放等待执行的任务。当核心线程都在忙碌时，新提交的任务会被放入任务队列。常见的任务队列有ArrayBlockingQueue（有界队列）、LinkedBlockingQueue（无界队列）、SynchronousQueue（同步队列）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（非核心线程）在等待新任务到来的时间超过这个时间后，会被销毁。
    • 时间单位（unit）：线程存活时间的单位，如TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）等。
    • 拒绝策略（RejectedExecutionHandler）：当任务队列已满且线程数达到最大线程数时，新提交的任务会被拒绝，此时会执行拒绝策略。常见的拒绝策略有AbortPolicy（直接抛出异常）、CallerRunsPolicy（将任务交给调用者线程执行）、DiscardPolicy（直接丢弃任务）、DiscardOldestPolicy（丢弃队列中最老的任务，然后尝试提交新任务）。
  2. 线程池处理任务的流程：
    • 当有新任务提交到线程池时，首先判断当前线程数是否小于核心线程数。如果小于，会创建新的核心线程来处理任务。
    • 如果当前线程数已经达到核心线程数，任务会被放入任务队列。
    • 如果任务队列已满，再判断当前线程数是否小于最大线程数。如果小于，会创建新的非核心线程来处理任务。
    • 如果当前线程数已经达到最大线程数，且任务队列也已满，此时会执行拒绝策略，拒绝新提交的任务。
  3. CountDownLatch和CyclicBarrier有什么区别：
    • CountDownLatch：它允许一个或多个线程等待，直到其他一组线程完成操作。它通过一个计数器来实现，当调用countDown方法时，计数器减1，当计数器减到0时，等待的线程被唤醒。CountDownLatch只能使用一次，不能重置。例如，在一个多线程计算任务中，主线程需要等待所有子线程计算完成后再进行汇总，就可以使用CountDownLatch。
    • CyclicBarrier：它可以让一组线程相互等待，直到所有线程都到达某个屏障点。它也有一个计数器，当所有线程都调用await方法时，计数器减到0，所有线程被唤醒，并且可以重置计数器，以便再次使用。例如，在一个多阶段的游戏中，每个玩家完成一个阶段后，需要等待所有玩家都完成，然后一起进入下一个阶段，就可以使用CyclicBarrier。
  4. Spring的IOC和AOP是什么：
    • IOC（控制反转）：是一种设计思想，将对象的创建和控制权从应用程序代码转移到Spring容器中。在传统的编程中，对象的创建和依赖关系的管理由开发者在代码中手动完成，而在Spring中，通过配置文件（如XML）或注解，将对象的创建、初始化和依赖注入交给Spring容器来管理。这样可以降低组件之间的耦合度，提高代码的可维护性和可测试性。例如，一个Service类依赖于一个Dao类，在Spring中可以通过配置或注解让Spring容器自动将Dao类的实例注入到Service类中。
    • AOP（面向切面编程）：是一种编程范式，它将横切关注点（如日志记录、事务管理、权限控制等）从业务逻辑中分离出来，形成独立的切面。这些切面可以在不修改原有业务逻辑代码的情况下，通过动态代理等技术在运行时织入到目标对象的方法调用前后。例如，在一个电商系统中，为了记录每个订单操作的日志，可以创建一个日志切面，在订单相关方法执行前后记录日志信息。
  5. Spring Boot自动配置原理：
    • Spring Boot的自动配置是基于条件配置（@Conditional）实现的。Spring Boot在启动时，会扫描所有的自动配置类（位于META - INF/spring.factories文件中定义的配置类）。
    • 每个自动配置类都使用了@Conditional注解及其相关的派生注解（如@ConditionalOnClass、@ConditionalOnProperty等）。这些注解会根据类路径下是否存在某些类、配置文件中是否存在某些属性等条件来决定是否生效。
    • 例如，当Spring Boot项目中引入了spring - data - jpa依赖时，Spring Data JPA的自动配置类会因为@ConditionalOnClass检查到相关JPA类存在而生效，从而自动配置数据源、EntityManagerFactory等相关组件。这样开发者只需要引入相关依赖，Spring Boot就能根据条件自动完成大部分的配置工作，极大地简化了Spring应用的开发。
  6. MyBatis的一级缓存和二级缓存有什么区别：
    • 一级缓存：是SqlSession级别的缓存，在同一个SqlSession内有效。当执行查询操作时，MyBatis会先从一级缓存中查找，如果存在则直接返回，否则执行SQL查询并将结果放入一级缓存。一级缓存的作用域是SqlSession，当SqlSession关闭或提交事务时，一级缓存会被清空。例如，在同一个SqlSession中多次查询相同的SQL语句，只会执行一次数据库查询，后续直接从一级缓存获取结果。
    • 二级缓存：是Mapper级别的缓存，多个SqlSession可以共享二级缓存。二级缓存需要手动开启，并且需要实现Serializable接口（因为二级缓存可能会涉及到数据的序列化和反序列化）。当一个SqlSession查询数据时，如果一级缓存中没有，会先从二级缓存中查找。二级缓存的生命周期比一级缓存长，它在应用程序运行期间一直存在，除非手动清除。例如，不同的SqlSession查询相同的Mapper映射的SQL语句时，如果二级缓存中有数据，则直接从二级缓存获取，减少数据库查询压力。
  7. Dubbo的服务暴露和引用流程是怎样的：
  • 服务暴露流程：
    • 配置解析：Dubbo服务提供者启动时，会读取配置文件（如XML配置或注解配置），解析出服务接口、实现类、协议、端口等信息。
    • Proxy生成：通过ProxyFactory生成服务接口的代理对象，这个代理对象封装了服务的调用逻辑。
    • 协议绑定：根据配置的协议（如Dubbo协议、HTTP协议等），将服务绑定到指定的端口。例如，使用Dubbo协议时，会创建Netty服务器监听指定端口。
    • 注册中心注册：将服务的元数据（包括服务接口、版本、地址等信息）注册到注册中心（如Zookeeper、Nacos等）。注册中心用于服务的发现和管理，服务消费者可以从注册中心获取服务提供者的地址信息。
  • 服务引用流程：
    • 配置解析：Dubbo服务消费者启动时，读取配置文件，解析出要引用的服务接口等信息。
    • 注册中心订阅：向注册中心订阅所需服务的地址信息。注册中心会将服务提供者的地址列表返回给服务消费者。
    • Proxy生成：通过ProxyFactory生成服务接口的代理对象，这个代理对象封装了服务的远程调用逻辑。
    • 负载均衡：当有多个服务提供者时，Dubbo会使用负载均衡策略（如随机、轮询、权重等）选择一个服务提供者进行调用。
    • 远程调用：根据配置的协议，通过网络通信（如Netty客户端）与服务提供者进行通信，发起远程方法调用，并获取调用结果。
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