《揭秘互联网大厂Java面试：从基础到进阶的核心知识大考察》本文模拟互联网大厂Java面试场景，面试官围绕Java核心知

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前来应聘Java岗位的求职者展开考察。

面试官：“第一轮面试开始，先从基础的Java核心知识问起。第一个问题，Java中重载和重写的区别是什么？”

王铁牛：“重载是在一个类中，方法名相同但参数列表不同；重写是子类重写父类的方法，方法名、参数列表和返回值类型都要一样，不过返回值类型可以是父类返回值类型的子类，而且重写的方法访问修饰符不能比父类更严格。”

面试官：“回答得不错。第二个问题，ArrayList和HashMap在存储原理上有什么不同？”

王铁牛：“ArrayList是基于数组实现的，按顺序存储元素；HashMap是基于哈希表，通过键的哈希值来确定存储位置，以键值对形式存储。”

面试官：“很好。最后一个问题，在多线程场景下，ArrayList直接使用会有什么问题？”

王铁牛：“ArrayList不是线程安全的，多线程同时操作可能会出现数据不一致，比如添加元素时可能会覆盖或丢失数据。”

面试官：“第一轮表现不错。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、存活时间、时间单位，还有任务队列。核心线程数就是线程池一开始创建的线程数量，最大线程数是能创建的最大线程数，存活时间是线程空闲多久会被销毁，时间单位就是存活时间的单位，任务队列就是存放提交但还没执行任务的地方。”

面试官：“还行。第二个问题，说说AQS（AbstractQueuedSynchronizer）的原理。”

王铁牛：“嗯……AQS好像是用来实现同步器的，它有个队列，线程获取不到锁就会进入队列等待，具体怎么实现的我不太清楚了。”

面试官：“好吧。第三个问题，在高并发场景下，如何保证线程安全的同时提高性能？”

王铁牛：“可以用线程池，还有用并发包下的一些类，像ConcurrentHashMap，不过具体怎么提高性能我也说不太明白。”

面试官：“第二轮整体一般。进入第三轮，谈谈框架相关。第一个问题，Spring的IOC和AOP是什么，有什么作用？”

王铁牛：“IOC是控制反转，把对象的创建和管理交给Spring容器，这样代码耦合度降低；AOP是面向切面编程，能把一些通用功能，比如日志、事务切到业务逻辑中，不影响业务代码的独立性。”

面试官：“不错。第二个问题，Spring Boot相比Spring，优势在哪里？”

王铁牛：“Spring Boot简化了Spring的配置，能快速搭建项目，内置了很多插件，开发起来更方便。”

面试官：“挺好。第三个问题，MyBatis的一级缓存和二级缓存有什么区别，在实际项目中怎么应用？”

王铁牛：“一级缓存是SqlSession级别的，在一个SqlSession内查询相同数据会从缓存取；二级缓存是mapper级别的，多个SqlSession都能共享。实际应用中，一级缓存默认开启，二级缓存要手动配置，不过要注意数据一致性问题，更新数据时要清理缓存。”

面试官：“第四个问题，Dubbo的服务调用流程是怎样的？”

王铁牛：“嗯……好像是服务提供者注册服务到注册中心，服务消费者从注册中心获取服务，然后进行调用，具体细节不太清楚。”

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：“可以开启持久化，还有确认机制，不过具体怎么操作不太记得了。”

面试官：“今天的面试就到这里。你在基础的Java知识和部分框架基础概念上回答得还可以，但对于一些深入的原理和实际应用场景的细节掌握得不够扎实。我们后续会综合评估所有候选人，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：

Java中重载和重写的区别：
- 重载（Overloading）：发生在同一个类中，方法名必须相同，参数列表不同（参数个数、类型、顺序至少有一个不同），与方法的返回值类型、访问修饰符无关。例如：

public class OverloadingExample {
    public void method(int a) {
        // 方法实现
    }
    public void method(String s) {
        // 方法实现
    }
}

- **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（返回值类型可以是父类返回值类型的子类，即协变返回类型）必须相同，访问修饰符不能比父类更严格（例如父类方法是protected，子类重写方法不能是private）。同时，子类重写方法不能抛出比父类更多的异常（可以抛出更少或不抛出异常）。例如：

class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Animal makes sound");
    }
}
class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}

ArrayList和HashMap在存储原理上的不同：
- ArrayList：基于动态数组实现。它在内存中是连续存储的，元素按照添加顺序依次存放。当添加元素超过当前数组容量时，会进行扩容，一般是扩容为原来容量的1.5倍。例如：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);

- **HashMap**：基于哈希表实现。它以键值对（key - value）的形式存储数据。通过对键进行哈希运算得到哈希值，再根据哈希值确定元素在哈希表中的存储位置。如果发生哈希冲突（不同的键计算出相同的哈希值），会使用链地址法（在Java 8之前）或红黑树（Java 8及之后，当链表长度超过8时会转换为红黑树）来解决冲突。例如：

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("one", 1);
map.put("two", 2);

在多线程场景下，ArrayList直接使用会有什么问题： ArrayList不是线程安全的。在多线程环境下，多个线程同时对ArrayList进行添加、删除等操作时，可能会出现数据不一致的情况。比如，当一个线程正在添加元素时，另一个线程也在添加元素，可能会导致元素覆盖、丢失或者数组越界等问题。例如：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
Thread thread1 = new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        list.add(i);
    }
});
Thread thread2 = new Thread(() -> {
    for (int i = 1000; i < 2000; i++) {
        list.add(i);
    }
});
thread1.start();
thread2.start();
// 最终list的大小可能不是2000，会出现数据丢失等情况

线程池的核心参数有哪些，分别有什么作用：
- 核心线程数（corePoolSize）：线程池在初始化后，会创建corePoolSize个核心线程，这些线程会一直存活，即使处于空闲状态也不会被销毁（除非设置了allowCoreThreadTimeOut为true）。例如，一个Web服务器的线程池，一开始就创建一定数量的核心线程来处理请求。
- 最大线程数（maximumPoolSize）：线程池允许创建的最大线程数量。当任务队列已满，且核心线程都在忙碌时，线程池会创建新的线程，直到线程数量达到maximumPoolSize。但如果此时任务队列已满且线程数已达到最大线程数，新的任务会根据拒绝策略进行处理。
- 存活时间（keepAliveTime）：当线程池中的线程数量超过核心线程数时，多余的空闲线程在存活时间内没有接到新任务，就会被销毁。例如，设置存活时间为10秒，那么空闲超过10秒的多余线程会被销毁。
- 时间单位（unit）：存活时间的时间单位，如TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MINUTES（分钟）等。
- 任务队列（workQueue）：用于存放提交但尚未执行的任务。常见的任务队列有ArrayBlockingQueue（有界队列）、LinkedBlockingQueue（无界队列，默认容量为Integer.MAX_VALUE）、SynchronousQueue（不存储任务，直接提交给线程处理）等。不同的任务队列特性会影响线程池的性能和行为。
AQS（AbstractQueuedSynchronizer）的原理： AQS是Java并发包中很多同步器实现的基础框架。它内部维护了一个FIFO的双向队列（CLH队列），用于存放等待获取锁的线程。当一个线程尝试获取锁失败时，会被包装成一个节点加入到队列尾部。AQS通过一个int类型的变量state来表示同步状态，不同的同步器对state的含义和操作方式不同。例如，ReentrantLock中，state表示锁的持有次数，当state为0时表示锁未被持有，线程获取锁成功后会将state加1，再次获取锁（重入）时state继续加1，释放锁时state减1，当state为0时表示锁已完全释放。AQS提供了一些模板方法，如acquire、release等，具体的同步器通过重写这些方法来实现自己的同步逻辑。
在高并发场景下，如何保证线程安全的同时提高性能：
- 使用线程池：合理配置线程池参数，复用线程，减少线程创建和销毁的开销。例如，对于I/O密集型任务，可以设置较大的核心线程数，因为I/O操作等待时间长，线程空闲时可以处理其他任务；对于CPU密集型任务，核心线程数应接近CPU核心数，避免过多线程竞争CPU资源。
- 使用并发包下的类：如ConcurrentHashMap，它采用分段锁机制（Java 8之前）或CAS操作（Java 8及之后），允许多个线程同时对不同的段进行操作，提高并发性能。而传统的HashMap在多线程环境下会出现数据不一致问题。又如CopyOnWriteArrayList，在进行写操作时会复制一份新的数组，读操作则直接读取原数组，读写分离，保证线程安全的同时提高读性能，但写操作开销较大，适用于读多写少的场景。
- 减少锁的粒度：避免对整个对象或方法加锁，而是对关键的代码块加锁。例如，在一个包含多个操作的方法中，如果只有部分操作需要同步，可以只对这部分操作使用synchronized代码块，而不是对整个方法加锁。
- 使用无锁数据结构：如原子类（AtomicInteger、AtomicLong等），它们通过硬件级别的CAS操作实现无锁的原子性操作，性能比使用锁更高。
Spring的IOC和AOP是什么，有什么作用：
- IOC（Inversion of Control，控制反转）：
  - 概念：将对象的创建和管理控制权从应用程序代码转移到Spring容器中。在传统编程中，对象的创建和依赖关系管理由开发者在代码中手动完成，而在Spring中，通过配置（XML或注解）告诉Spring容器需要创建哪些对象以及它们之间的依赖关系，Spring容器负责创建和注入这些对象。
  - 作用：降低代码的耦合度。例如，一个Service类依赖另一个Dao类，如果在Service类中手动创建Dao对象，那么Service类与Dao类的具体实现紧密耦合。使用IOC后，Spring容器可以根据配置提供不同的Dao实现，Service类只需要声明依赖，而不需要关心具体的创建过程，使得代码更易于维护和扩展。
- AOP（Aspect - Oriented Programming，面向切面编程）：
  - 概念：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，形成独立的切面（Aspect），然后在运行时将这些切面动态地织入到业务逻辑中。
  - 作用：提高代码的可维护性和复用性。以日志记录为例，如果在每个业务方法中都手动添加日志记录代码，会导致代码冗余且难以维护。使用AOP，可以将日志记录逻辑封装在切面中，通过配置切点（Pointcut）指定在哪些方法上应用该切面，这样业务代码只关注核心业务逻辑，通用功能可以统一管理和维护。
Spring Boot相比Spring，优势在哪里：
- 快速搭建项目：Spring Boot提供了大量的starter依赖，通过引入相关的starter，就能快速集成各种框架和功能，如Spring Boot Starter Web可以快速搭建一个Web应用，无需像Spring那样进行繁琐的配置。
- 简化配置：Spring Boot采用约定大于配置的原则，很多配置都有默认值，开发者只需要在少量情况下进行自定义配置。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等相关信息，而在Spring中需要手动配置大量的XML或Java配置类。
- 内置服务器：Spring Boot内置了Tomcat、Jetty等服务器，可直接将应用打包成可执行的jar或war文件，通过命令行即可启动应用，方便部署和测试。
- 监控和管理：Spring Boot Actuator提供了对应用的监控和管理功能，如查看应用的健康状态、性能指标等，方便运维和调试。
MyBatis的一级缓存和二级缓存有什么区别，在实际项目中怎么应用：
- 一级缓存：
  - 作用域：一级缓存是SqlSession级别的缓存，在同一个SqlSession内，执行相同的SQL查询时，MyBatis会先从一级缓存中查找数据，如果存在则直接返回，不再执行数据库查询。
  - 生命周期：与SqlSession的生命周期一致，当SqlSession关闭或提交事务时，一级缓存会被清空。
  - 应用场景：适用于在一个SqlSession内多次执行相同查询的场景，能减少数据库查询次数，提高性能。例如，在一个Service方法中多次调用同一个Mapper方法查询相同数据，一级缓存可以发挥作用。
- 二级缓存：
  - 作用域：二级缓存是mapper级别的缓存，多个SqlSession可以共享二级缓存。当一个SqlSession查询数据并将结果放入二级缓存后，其他SqlSession执行相同查询时可以从二级缓存获取数据。
  - 生命周期：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，除非手动清除或应用程序关闭。
  - 应用场景：适用于不同SqlSession之间需要共享数据的场景，如多个Service方法可能会调用同一个Mapper方法查询相同数据。但要注意数据一致性问题，当数据发生变化（增删改操作）时，需要及时清理二级缓存，否则可能会读到脏数据。在MyBatis中，需要在Mapper配置文件中开启二级缓存，并配置相关的缓存策略（如LRU、FIFO等）。
Dubbo的服务调用流程：
- 服务注册：服务提供者启动时，将自己提供的服务注册到注册中心（如Zookeeper、Nacos等）。注册中心记录了服务提供者的地址、端口、服务接口等信息。
- 服务订阅：服务消费者启动时，向注册中心订阅自己需要的服务。注册中心会将服务提供者的信息推送给服务消费者。
- 服务调用：服务消费者根据从注册中心获取的服务提供者信息，通过网络通信（如Netty）调用服务提供者的接口。在调用过程中，Dubbo支持负载均衡策略（如随机、轮询、权重等），选择一个合适的服务提供者实例进行调用。如果服务提供者有多个实例，Dubbo会根据负载均衡算法选择其中一个进行调用。
- 监控与治理：Dubbo提供了监控中心，用于统计服务的调用次数、调用时间等指标。同时，通过控制台可以对服务进行治理，如动态调整服务的权重、流量控制等。
RabbitMQ在项目中如何保证消息不丢失：
- 生产者端：
  - 开启确认机制（publisher confirm）：生产者发送消息后，RabbitMQ会给生产者发送确认消息，告知消息是否成功到达Broker。生产者可以通过实现ConfirmCallback接口来处理确认结果。如果未收到确认消息，生产者可以进行消息重发。例如：

rabbitTemplate.setConfirmCallback((correlationData, ack, cause) -> {
    if (!ack) {
        // 处理消息未确认情况，进行重发等操作
    }
});

    - **开启事务机制（transaction）**：生产者发送消息前开启事务，发送消息后提交事务。如果消息发送失败，事务回滚，生产者可以重新发送消息。但事务机制会严重影响性能，一般不建议在高并发场景下使用。例如：

rabbitTemplate.execute(new RabbitTemplate.ConfirmCallback() {
    @Override
    public Object doInRabbit(RabbitTemplate rabbitTemplate) throws AmqpException {
        rabbitTemplate.setChannelTransacted(true);
        try {
            rabbitTemplate.convertAndSend("exchange", "routingKey", "message");
            rabbitTemplate.execute(channel -> {
                channel.txCommit();
                return null;
            });
        } catch (Exception e) {
            rabbitTemplate.execute(channel -> {