《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：先从基础的 Java 核心知识问起，说说 Java 中重载和重写的区别是什么？ 王铁牛：重载就是方法名相同，参数列表不同，发生在同一个类中。重写是子类重写父类的方法，方法名、参数列表、返回值类型都要一样，而且访问修饰符不能比父类更严格。 面试官：回答得不错。那讲讲 ArrayList 和 LinkedList 的区别，在业务场景中怎么选择？ 王铁牛：ArrayList 是基于数组实现的，随机访问快，增删慢，适合查询多的场景。LinkedList 基于链表实现，增删快，随机访问慢，适合增删操作多的场景。 面试官：很好。接着问，HashMap 的底层数据结构是什么，在 JDK1.7 和 JDK1.8 中有什么变化？ 王铁牛：JDK1.7 是数组加链表，JDK1.8 是数组加链表加红黑树，当链表长度超过 8 且数组长度大于 64 时，链表会转成红黑树。

第二轮面试 面试官：进入多线程相关问题。讲讲线程和进程的区别，在实际业务中有什么应用场景？ 王铁牛：进程是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。线程是进程中的一个执行单元，是 CPU 调度和分派的基本单位。在 Web 服务器中，每个请求可以用一个线程处理。 面试官：不错。那多线程有什么问题，怎么解决线程安全问题？ 王铁牛：多线程可能会有线程安全问题，比如多个线程同时访问共享资源。可以用 synchronized 关键字，还有 Lock 接口来解决。 面试官：那说说线程池的原理和作用，在业务中怎么合理配置线程池参数？ 王铁牛：线程池就是管理一组线程，复用线程，减少线程创建和销毁的开销。参数配置嘛，核心线程数根据任务类型和硬件来，比如 CPU 密集型任务核心线程数就设为 CPU 核心数。

第三轮面试 面试官：来谈谈框架相关。Spring 框架中 IOC 和 AOP 是什么，在项目中有什么实际应用？ 王铁牛：IOC 是控制反转，把对象创建和管理交给 Spring 容器。AOP 是面向切面编程，比如可以在方法执行前后加日志。 面试官：还行。那 Spring Boot 相对于 Spring 有什么优势，怎么快速搭建一个 Spring Boot 项目？ 王铁牛：Spring Boot 简化了 Spring 配置，自动配置很多东西。可以用 IDE 的 Spring Initializr 快速搭建项目。 面试官：最后问下分布式相关，Dubbo 是什么，在微服务架构中有什么作用，和 Spring Cloud 有什么区别？ 王铁牛：Dubbo 是一个分布式服务框架，能做服务治理。和 Spring Cloud 区别嘛，Dubbo 更专注于服务治理，Spring Cloud 功能更全面。

面试结束，面试官严肃地说：“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，有消息会尽快联系你。感谢你今天来参加面试，希望你之后也能继续提升自己的技术能力。”

问题答案：

  1. Java 中重载和重写的区别：
    • 重载（Overloading）：发生在同一个类中，方法名相同，但参数列表不同（参数个数、类型、顺序不同）。返回值类型和访问修饰符可以不同。重载是一种编译时多态，编译器根据调用方法时传入的参数来决定调用哪个重载方法。例如，一个类中有 void print(int num) 和 void print(String str) 就是重载。
    • 重写（Overriding）：发生在子类与父类之间，子类重写父类的方法。方法名、参数列表、返回值类型（JDK1.5 后支持协变返回类型，即子类重写方法的返回值可以是父类方法返回值的子类）必须相同，访问修饰符不能比父类更严格（可以相同或更宽松）。重写是运行时多态，在运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个重写方法。例如，父类有 public void run() 方法，子类重写为 public void run()。
  2. ArrayList 和 LinkedList 的区别及业务场景选择：
    • ArrayList：基于数组实现，内存连续。优点是随机访问速度快，因为可以通过数组下标直接定位元素，时间复杂度为 O(1)。缺点是增删操作慢，尤其是在数组中间插入或删除元素时，需要移动大量元素，时间复杂度为 O(n)。适用于查询频繁，增删操作较少的场景，如数据展示列表。
    • LinkedList：基于链表实现，每个节点包含数据和指向前一个及后一个节点的引用。优点是增删操作快，只需修改节点的引用，时间复杂度为 O(1)。缺点是随机访问慢，需要从链表头或尾开始遍历，时间复杂度为 O(n)。适用于增删操作频繁，查询操作较少的场景，如实现栈或队列。
  3. HashMap 的底层数据结构及 JDK1.7 和 JDK1.8 的变化：
    • JDK1.7：底层是数组加链表。数组的每个元素是一个链表头节点，当发生哈希冲突时，新元素以头插法插入到链表中。这种结构在哈希冲突严重时，链表会很长，导致查询性能下降，时间复杂度最坏为 O(n)。
    • JDK1.8：底层是数组加链表加红黑树。当链表长度超过 8 且数组长度大于 64 时，链表会转成红黑树，以提高查询性能。红黑树的查询时间复杂度为 O(logn)。当红黑树节点数小于 6 时，又会退化为链表。这样在哈希冲突较严重时，也能保持较好的查询性能。
  4. 线程和进程的区别及实际业务应用场景：
    • 进程：是程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。每个进程都有独立的内存空间，包括代码段、数据段、堆、栈等。进程间通信相对复杂，如管道、消息队列、共享内存等。例如，一个 Web 服务器程序就是一个进程，它可以处理多个用户请求。
    • 线程：是进程中的一个执行单元，是 CPU 调度和分派的基本单位。线程共享进程的资源，如内存空间、文件描述符等。线程间通信相对简单，如通过共享变量。在 Web 服务器中，每个用户请求可以用一个线程处理，这样可以提高并发处理能力。
  5. 多线程问题及解决线程安全问题的方法：
    • 多线程问题：主要是线程安全问题，当多个线程同时访问共享资源时，可能会出现数据不一致的情况。例如，多个线程同时对一个共享变量进行读写操作，可能导致数据错误。
    • 解决方法：
      • synchronized 关键字：可以修饰方法或代码块。修饰方法时，整个方法成为同步方法，同一时间只有一个线程能执行该方法。修饰代码块时，只有进入该代码块的线程会被同步。它通过监视器锁（monitor）来实现线程同步，原理是基于对象头中的 Mark Word。
      • Lock 接口：提供了比 synchronized 更灵活的锁控制，如可中断的锁获取、公平锁等。常用的实现类有 ReentrantLock。使用 Lock 时，需要手动获取锁和释放锁，通过 lock() 方法获取锁，unlock() 方法释放锁。
  6. 线程池的原理、作用及参数配置：
    • 原理：线程池管理一组工作线程，当有任务提交时，线程池会从线程队列中取出一个空闲线程来执行任务。如果线程队列已满，任务会根据不同的拒绝策略进行处理。
    • 作用：复用线程，减少线程创建和销毁的开销，提高系统性能和响应速度。控制线程数量，避免过多线程导致系统资源耗尽。
    • 参数配置：
      • 核心线程数（corePoolSize）：线程池中常驻的线程数。对于 CPU 密集型任务，核心线程数一般设为 CPU 核心数；对于 I/O 密集型任务，核心线程数可以适当增大，因为 I/O 操作会使线程等待，需要更多线程来利用 CPU 资源。
      • 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都在忙碌时，线程池会创建新线程，直到达到最大线程数。
      • 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、LinkedBlockingQueue 等。
      • 线程存活时间（keepAliveTime）：当线程数大于核心线程数时，多余的空闲线程的存活时间。超过这个时间，空闲线程会被销毁。
  7. Spring 框架中 IOC 和 AOP 及实际应用：
    • IOC（控制反转）：将对象的创建和管理交给 Spring 容器，而不是由应用程序自己创建对象。通过依赖注入（DI）的方式，Spring 容器将对象所需的依赖注入到对象中。例如，一个 Service 类依赖于一个 Dao 类，在传统方式中需要在 Service 类中手动创建 Dao 对象，而在 Spring 中，Spring 容器会自动创建 Dao 对象并注入到 Service 类中。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。
    • AOP（面向切面编程）：将一些通用的功能（如日志记录、事务管理、权限控制等）从业务逻辑中分离出来，形成一个个切面。这些切面可以在不修改原有业务代码的情况下，在方法执行前后、异常处理等位置织入通用功能。例如，在方法执行前记录日志，在方法执行后进行事务提交等。
  8. Spring Boot 相对于 Spring 的优势及快速搭建项目方法：
    • 优势：
      • 简化配置：Spring Boot 提供了自动配置功能，大大减少了 Spring 项目中繁琐的 XML 配置或 Java 配置。
      • 快速开发：内置了很多常用的依赖和插件，如 Tomcat、Spring MVC 等，开箱即用，加快项目开发速度。
      • 微服务友好：方便构建微服务架构，支持各种微服务组件，如 Eureka、Zuul 等。
    • 快速搭建项目方法：
      • 使用 Spring Initializr：在 IDE（如 IntelliJ IDEA、Eclipse 等）中，通过 Spring Initializr 可以快速生成一个 Spring Boot 项目骨架。只需选择项目的基本信息，如项目坐标、依赖等，IDE 会自动生成项目结构和相关配置文件。
      • Maven 或 Gradle 构建：也可以通过在命令行使用 Maven 或 Gradle 命令来创建项目。例如，使用 Maven 命令 mvn archetype:generate -DgroupId=com.example -DartifactId=myproject -DarchetypeArtifactId=maven -archetype - quickstart -DinteractiveMode=false，然后将生成的项目转换为 Spring Boot 项目，添加 Spring Boot 相关依赖和配置。
  9. Dubbo 及在微服务架构中的作用和与 Spring Cloud 的区别：
    • Dubbo：是一个分布式服务框架，致力于提供高性能和透明化的 RPC 远程服务调用方案，以及服务治理方案。
    • 在微服务架构中的作用：
      • 服务注册与发现：Dubbo 可以将服务注册到注册中心（如 Zookeeper），其他服务可以从注册中心获取服务地址，实现服务的动态发现。
      • 负载均衡：在调用服务时，Dubbo 提供多种负载均衡策略，如随机、轮询、最少活跃调用数等，将请求均匀分配到多个服务实例上。
      • 服务治理：包括服务降级、服务容错、服务监控等功能，保证微服务架构的稳定性和可靠性。
    • 与 Spring Cloud 的区别：
      • 功能定位：Dubbo 更专注于服务治理，如服务的注册与发现、负载均衡、远程调用等。Spring Cloud 功能更全面，涵盖了服务治理、配置管理、熔断器、网关等多个方面，是一个完整的微服务解决方案。
      • 技术选型：Dubbo 的 RPC 调用基于 Netty 等高性能网络框架，性能较高。Spring Cloud 更多地依赖于 HTTP 协议和 RESTful 风格的接口，灵活性较高，但性能相对较低。
      • 生态系统：Spring Cloud 依托 Spring 生态，有丰富的组件和广泛的社区支持。Dubbo 也有自己的社区，但生态相对 Spring Cloud 较小。
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