《互联网大厂 Java 面试：核心知识、框架与中间件大考验》

伟大的攻城狮
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互联网大厂 Java 面试：核心知识、框架与中间件大考验

王铁牛怀揣着对互联网大厂的憧憬，坐在了面试官面前，一场紧张又充满挑战的面试即将拉开帷幕。

第一轮面试开始 面试官：“我们先从 Java 核心知识问起，Java 中多态的实现方式有哪些？” 王铁牛：“多态的实现方式主要有方法重载和方法重写。方法重载是在一个类中，有多个方法名相同但参数列表不同；方法重写是子类重写父类的方法，返回值和方法名相同，参数列表也相同。” 面试官：“回答得不错。那你说说 JVM 的内存结构是怎样的？” 王铁牛：“JVM 内存结构主要包括堆、栈、方法区、程序计数器和本地方法栈。堆是存放对象实例的地方；栈是每个线程私有的，用于存储局部变量等；方法区存放类的信息、常量等；程序计数器记录当前线程执行的字节码行号；本地方法栈为本地方法服务。” 面试官：“很好，基础很扎实。那在多线程中，线程的生命周期有哪些状态？” 王铁牛：“线程的生命周期有新建、就绪、运行、阻塞和死亡这几种状态。新建就是刚创建线程对象；就绪是线程具备了运行条件，等待 CPU 调度；运行就是线程正在执行；阻塞是线程因为某些原因暂停执行；死亡就是线程执行完毕或者出现异常终止。”

第二轮面试开始 面试官：“看来你基础掌握得挺好。那我们说说 JUC，CountDownLatch 和 CyclicBarrier 有什么区别？” 王铁牛：“嗯……这个……好像都是和线程同步有关的吧，具体区别我有点不太确定。” 面试官：“没关系，再思考一下。那线程池有哪些创建方式，分别适用于什么场景？” 王铁牛：“创建方式……好像可以用 Executors 工具类创建，还有自己配置参数创建。适用于什么场景我不太清楚了。” 面试官：“我们接着说数据结构，HashMap 在 JDK1.7 和 JDK1.8 中有哪些区别？” 王铁牛：“区别嘛，好像 1.8 用了红黑树，其他的我就不太记得了。”

第三轮面试开始 面试官：“我们来聊聊框架相关的。Spring 的 IOC 和 AOP 是什么，能举例说明它们的应用场景吗？” 王铁牛：“IOC 是控制反转，AOP 是面向切面编程。应用场景……比如 AOP 可以用在日志记录方面，IOC 我不太清楚有啥具体场景。” 面试官：“Spring Boot 相对于 Spring 有哪些优势？” 王铁牛：“好像是配置更简单，能快速搭建项目，其他的我也说不太清。” 面试官：“MyBatis 中 #{} 和 ${} 的区别是什么？” 王铁牛：“这个……我只记得它们都能传参数，具体区别就不知道了。”

面试官扶了扶眼镜，说道：“今天的面试就到这里吧，你回去等通知。我们会综合评估你的表现，之后会有专人联系你。希望你回去之后也可以继续巩固自己的知识，特别是在 JUC、框架和一些细节方面还有很大的提升空间。面试不仅仅是考察你当下的知识储备，也是一个让你发现自己不足并不断进步的过程。期待你之后能有更好的表现。”

答案详解

  1. Java 中多态的实现方式
    • 方法重载（Overloading）：在同一个类中，多个方法具有相同的方法名，但参数列表不同（参数的类型、个数、顺序不同）。编译器根据调用方法时传递的参数来决定调用哪个方法。例如：
public class OverloadExample {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
}

- **方法重写（Overriding）**：子类继承父类后，重写父类的方法。重写的方法必须和父类方法具有相同的方法名、返回值类型（可以是父类返回值类型的子类）、参数列表。例如：

class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}
class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}
  1. JVM 的内存结构
    • 堆（Heap）：是 JVM 中最大的一块内存区域，所有对象实例和数组都在这里分配内存。堆是线程共享的，垃圾回收主要针对这块区域。
    • 栈（Stack）：每个线程都有自己的栈，栈中存储局部变量、方法调用信息等。栈是线程私有的，它的生命周期和线程相同。
    • 方法区（Method Area）：用于存储类的信息、常量、静态变量等。在 JDK1.8 之前叫永久代，JDK1.8 及以后叫元空间。
    • 程序计数器（Program Counter Register）：记录当前线程执行的字节码行号，线程私有，保证线程切换后能恢复到正确的执行位置。
    • 本地方法栈（Native Method Stack）：和栈类似，不过它是为本地方法服务的。
  2. 线程的生命周期状态
    • 新建（New）：通过 new 关键字创建线程对象，此时线程还没有开始执行。
    • 就绪（Runnable）：调用线程的 start() 方法后，线程进入就绪状态，等待 CPU 调度。
    • 运行（Running）：CPU 分配时间片给该线程，线程开始执行。
    • 阻塞（Blocked）：线程因为某些原因暂停执行，比如等待锁、调用 sleep() 方法等。
    • 死亡（Terminated）：线程执行完毕或者出现异常终止。
  3. CountDownLatch 和 CyclicBarrier 的区别
    • CountDownLatch：是一个计数器，初始时设置一个计数值，线程可以调用 countDown() 方法将计数值减 1，其他线程可以调用 await() 方法等待计数值变为 0。它是一次性的，计数值减到 0 后不能再使用。适用于一个或多个线程等待其他线程完成任务的场景，比如主线程等待多个子线程完成数据加载。
    • CyclicBarrier：它也有一个初始计数值，多个线程调用 await() 方法，当调用次数达到计数值时，所有等待的线程会同时继续执行。它可以重复使用，适用于多个线程相互等待，达到某个条件后一起继续执行的场景，比如多个运动员准备好后一起起跑。
  4. 线程池的创建方式及适用场景
    • 使用 Executors 工具类创建
      • newFixedThreadPool(int nThreads)：创建一个固定大小的线程池，适用于需要控制并发线程数量的场景，比如服务器处理客户端请求。
      • newCachedThreadPool()：创建一个可缓存的线程池，线程数量会根据任务的多少自动调整，适用于执行大量短期异步任务的场景。
      • newSingleThreadExecutor()：创建一个单线程的线程池，保证任务按顺序执行，适用于需要顺序执行任务的场景。
    • 自定义线程池：通过 ThreadPoolExecutor 类自己配置核心线程数、最大线程数、线程空闲时间等参数。适用于对线程池参数有特殊要求的场景。
  5. HashMap 在 JDK1.7 和 JDK1.8 中的区别
    • 数据结构：JDK1.7 采用数组 + 链表的结构，JDK1.8 采用数组 + 链表 + 红黑树的结构。当链表长度超过 8 且数组长度大于 64 时，链表会转换为红黑树，提高查找效率。
    • 插入方式：JDK1.7 采用头插法，JDK1.8 采用尾插法，避免了多线程下的死循环问题。
    • 扩容机制：JDK1.8 对扩容算法进行了优化，不需要重新计算 hash 值。
  6. Spring 的 IOC 和 AOP 及应用场景
    • IOC（Inversion of Control，控制反转）：是一种设计思想，将对象的创建和依赖关系的管理交给 Spring 容器。应用场景比如在 Web 项目中，将 DAO、Service 等对象的创建和依赖注入交给 Spring 容器，降低代码的耦合度。例如：
public class UserService {
    private UserDao userDao;
    // 通过构造函数注入
    public UserService(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
}

- **AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面编程）**：在不修改原有代码的基础上，对程序进行增强。应用场景比如日志记录、事务管理等。例如，使用 AOP 实现日志记录：

@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void beforeMethod(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Before method: " + joinPoint.getSignature().getName());
    }
}
  1. Spring Boot 相对于 Spring 的优势
    • 自动配置：Spring Boot 提供了大量的自动配置，减少了开发者的配置工作量，能快速搭建项目。
    • 嵌入式服务器：内置了 Tomcat、Jetty 等服务器，无需手动部署，直接运行项目即可。
    • 起步依赖：通过添加不同的起步依赖，快速集成各种功能，比如 Spring Boot Starter Web 可以快速搭建 Web 项目。
    • Actuator：提供了应用监控和管理的功能，方便开发者了解应用的运行状态。
  2. MyBatis 中 #{} 和 ${} 的区别
    • #{}：是预编译处理，MyBatis 会将 #{} 替换为占位符?，可以防止 SQL 注入。例如：
<select id="getUserById" parameterType="int" resultType="User">
    SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
</select>

- **${}**：是字符串替换，MyBatis 会直接将 ${} 替换为传入的值，可能会导致 SQL 注入。一般用于动态表名、列名等场景。例如：

<select id="getUserByColumn" parameterType="map" resultType="User">
    SELECT * FROM users WHERE ${column} = #{value}
</select>
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