互联网大厂面试：从 Java 核心到分布式技术的深度考察
在互联网大厂的一间安静面试室内，严肃的面试官正对面坐着略显紧张的求职者王铁牛。面试开始，一场关于 Java 技术体系的考验拉开帷幕。
第一轮面试 面试官：“我们先从 Java 核心知识开始。请简要解释一下 Java 中的多态是什么，以及它有哪些实现方式？” 王铁牛：“多态就是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。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，方法名、参数列表和返回值类型都相同。” 面试官：“回答得不错。那说说 Java 中的异常处理机制，try-catch-finally 语句块是如何工作的？” 王铁牛：“try 块中放置可能会抛出异常的代码。如果 try 块中的代码抛出了异常，程序会立即跳转到对应的 catch 块中进行异常处理。finally 块中的代码无论是否发生异常都会执行，通常用于释放资源。” 面试官：“很好。那再问一下，Java 中的抽象类和接口有什么区别？” 王铁牛：“抽象类可以有构造方法、普通成员变量和普通方法，抽象类中的抽象方法必须在子类中实现。接口不能有构造方法，接口中的变量默认是 public static final 类型的常量，接口中的方法默认是 public abstract 类型的抽象方法。一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。”
第二轮面试 面试官：“接下来我们聊聊 JUC 和多线程相关知识。什么是线程池，使用线程池有什么好处？” 王铁牛：“线程池就是预先创建好一定数量的线程，当有任务提交时，从线程池中获取线程来执行任务。使用线程池的好处是可以减少线程创建和销毁的开销，提高系统的性能和稳定性，还可以控制线程的并发数量。” 面试官：“不错。那在 Java 中，如何创建一个线程池？有哪些常见的线程池类型？” 王铁牛：“可以使用 Executors 工具类来创建线程池。常见的线程池类型有 FixedThreadPool（固定大小线程池）、CachedThreadPool（可缓存线程池）、SingleThreadExecutor（单线程线程池）和 ScheduledThreadPool（定时任务线程池）。” 面试官：“很好。那再说说 JUC 中的 CountDownLatch 是什么，它有什么作用？” 王铁牛：“CountDownLatch 是一个同步工具类，它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。通过一个计数器来实现，计数器的初始值是线程的数量，当一个线程完成任务后，计数器的值减 1，当计数器的值为 0 时，等待的线程就可以继续执行。” 面试官：“回答得很准确。那在多线程环境下，如何保证线程安全？” 王铁牛：“可以使用 synchronized 关键字、Lock 接口、原子类等方式来保证线程安全。synchronized 关键字可以修饰方法或代码块，保证同一时间只有一个线程可以访问被修饰的代码。Lock 接口提供了更灵活的锁机制，如 ReentrantLock。原子类可以保证对变量的操作是原子性的。”
第三轮面试 面试官：“现在我们来谈谈一些框架相关的知识。先说说 Spring 框架的核心特性有哪些？” 王铁牛：“Spring 框架的核心特性有 IoC（控制反转）和 AOP（面向切面编程）。IoC 是将对象的创建和依赖关系的管理交给 Spring 容器来完成，降低了代码的耦合度。AOP 是在不修改原有代码的基础上，对程序进行增强，如日志记录、事务管理等。” 面试官：“那 Spring Boot 相对于 Spring 有什么优势？” 王铁牛：“Spring Boot 简化了 Spring 应用的开发过程，它提供了自动配置功能，减少了大量的配置文件。还内置了嵌入式服务器，如 Tomcat、Jetty 等，方便开发和部署。同时，Spring Boot 提供了 Starter 依赖，方便添加各种功能。” 面试官：“不错。那 MyBatis 是如何实现数据库操作的？” 王铁牛：“MyBatis 通过映射文件或注解来定义 SQL 语句，将 Java 对象和数据库表进行映射。它使用 SqlSession 来执行 SQL 语句，获取数据库连接，执行查询、插入、更新和删除等操作。” 面试官：“再问一下，Dubbo 是什么，它有什么作用？” 王铁牛：“Dubbo 是一个高性能的分布式服务框架，它提供了服务注册与发现、远程调用、负载均衡等功能。可以帮助开发人员构建分布式系统，提高系统的可扩展性和容错性。” 面试官：“最后说说 Redis，它有哪些数据结构，分别适用于什么场景？” 王铁牛：“Redis 有字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）和有序集合（ZSet）等数据结构。字符串适用于缓存、计数器等场景；哈希适用于存储对象；列表适用于消息队列、栈等场景；集合适用于去重、交集等场景；有序集合适用于排行榜等场景。”
面试官：“好了，今天的面试就到这里。我们会综合评估你的表现，你回家等通知吧。”
问题答案详解
- Java 多态及实现方式
- 多态定义：多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。在面向对象编程中，多态允许不同类的对象对同一消息做出不同的响应。
- 实现方式：
- 方法重载：在一个类中，有多个方法名相同，但参数列表不同（参数的类型、个数或顺序不同）。方法重载是编译时多态，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。
- 方法重写：子类重写父类的方法，方法名、参数列表和返回值类型都相同。方法重写是运行时多态，程序在运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个重写方法。
- Java 异常处理机制及 try - catch - finally 语句块工作原理
- 异常处理机制：Java 中的异常处理机制用于处理程序运行过程中出现的异常情况，保证程序的健壮性。异常分为检查型异常和非检查型异常，检查型异常必须在代码中进行处理，非检查型异常可以不处理。
- try - catch - finally 语句块工作原理：
- try 块：放置可能会抛出异常的代码。当 try 块中的代码抛出异常时，程序会立即跳转到对应的 catch 块中进行异常处理。
- catch 块：用于捕获和处理 try 块中抛出的异常。可以有多个 catch 块，每个 catch 块捕获不同类型的异常，按照从上到下的顺序匹配异常类型。
- finally 块：无论是否发生异常，finally 块中的代码都会执行。通常用于释放资源，如关闭文件、数据库连接等。
- Java 抽象类和接口的区别
- 构造方法：抽象类可以有构造方法，用于初始化抽象类的成员变量；接口不能有构造方法。
- 成员变量：抽象类可以有普通成员变量；接口中的变量默认是 public static final 类型的常量。
- 方法：抽象类可以有普通方法和抽象方法，抽象方法必须在子类中实现；接口中的方法默认是 public abstract 类型的抽象方法。
- 继承和实现：一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。
- 线程池及使用好处
- 线程池定义：线程池是预先创建好一定数量的线程，当有任务提交时，从线程池中获取线程来执行任务。线程池管理着线程的生命周期，包括线程的创建、执行和销毁。
- 使用好处：
- 减少开销：减少了线程创建和销毁的开销，提高了系统的性能。
- 提高稳定性：可以控制线程的并发数量，避免因创建过多线程导致系统资源耗尽。
- 便于管理：可以对线程进行统一的管理和监控。
- Java 中创建线程池及常见线程池类型
- 创建线程池：可以使用 Executors 工具类来创建线程池，也可以使用 ThreadPoolExecutor 类来手动创建线程池。
- 常见线程池类型：
- FixedThreadPool：固定大小线程池，线程池中的线程数量固定，当有任务提交时，如果线程池中有空闲线程，则立即执行任务；如果没有空闲线程，则任务会被放入任务队列中等待。
- CachedThreadPool：可缓存线程池，线程池中的线程数量可以动态调整。当有任务提交时，如果线程池中有空闲线程，则立即执行任务；如果没有空闲线程，则会创建新的线程来执行任务。当线程空闲时间超过一定时间（默认 60 秒），线程会被回收。
- SingleThreadExecutor：单线程线程池，线程池中只有一个线程，任务会按照提交的顺序依次执行。
- ScheduledThreadPool：定时任务线程池，用于执行定时任务和周期性任务。
- JUC 中的 CountDownLatch
- 定义：CountDownLatch 是一个同步工具类，它允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。
- 作用：通过一个计数器来实现，计数器的初始值是线程的数量，当一个线程完成任务后，计数器的值减 1，当计数器的值为 0 时，等待的线程就可以继续执行。常用于一个或多个线程需要等待其他线程完成某些操作后才能继续执行的场景。
- 多线程环境下保证线程安全的方法
- synchronized 关键字：可以修饰方法或代码块，保证同一时间只有一个线程可以访问被修饰的代码。修饰方法时，分为实例方法和静态方法，实例方法锁的是当前对象，静态方法锁的是当前类的 Class 对象。修饰代码块时，需要指定锁的对象。
- Lock 接口：提供了更灵活的锁机制，如 ReentrantLock。与 synchronized 关键字相比，Lock 接口可以手动加锁和解锁，支持公平锁和非公平锁，还可以实现可中断锁和超时锁等功能。
- 原子类：如 AtomicInteger、AtomicLong 等，这些类可以保证对变量的操作是原子性的。原子类内部使用了 CAS（Compare And Swap）算法，通过硬件层面的指令来保证操作的原子性。
- Spring 框架的核心特性
- IoC（控制反转）：将对象的创建和依赖关系的管理交给 Spring 容器来完成，降低了代码的耦合度。在传统的编程中，对象的创建和依赖关系是由程序员手动管理的，而在 Spring 中，对象的创建和依赖关系是由 Spring 容器根据配置文件或注解来自动管理的。
- AOP（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，如日志记录、事务管理等。AOP 通过将横切关注点（如日志记录、事务管理等）从业务逻辑中分离出来，提高了代码的可维护性和可复用性。
- Spring Boot 相对于 Spring 的优势
- 自动配置：Spring Boot 提供了自动配置功能，根据项目中引入的依赖和配置，自动配置 Spring 应用的各种组件，减少了大量的配置文件。
- 嵌入式服务器：内置了嵌入式服务器，如 Tomcat、Jetty 等，方便开发和部署。开发人员可以直接将 Spring Boot 应用打包成可执行的 JAR 文件，通过命令行启动。
- Starter 依赖：提供了 Starter 依赖，方便添加各种功能。开发人员只需要在项目中添加相应的 Starter 依赖，Spring Boot 会自动配置相关的组件。
- MyBatis 实现数据库操作的方式
- 映射文件或注解：通过映射文件（XML 文件）或注解来定义 SQL 语句，将 Java 对象和数据库表进行映射。映射文件中可以定义 SQL 语句、参数映射和结果映射等信息。注解方式可以直接在 Java 方法上使用注解来定义 SQL 语句。
- SqlSession：使用 SqlSession 来执行 SQL 语句，获取数据库连接，执行查询、插入、更新和删除等操作。SqlSession 是 MyBatis 中用于与数据库交互的核心对象，通过 SqlSession 可以获取 Mapper 接口的代理对象，调用 Mapper 接口中的方法来执行 SQL 语句。
- Dubbo 及其作用
- 定义：Dubbo 是一个高性能的分布式服务框架，由阿里巴巴开源。它提供了服务注册与发现、远程调用、负载均衡等功能。
- 作用：
- 服务注册与发现：Dubbo 提供了服务注册中心，服务提供者将自己的服务注册到注册中心，服务消费者从注册中心获取服务提供者的地址信息，实现服务的发现。
- 远程调用：Dubbo 支持多种远程调用协议，如 Dubbo 协议、HTTP 协议等，实现不同服务之间的远程调用。
- 负载均衡：Dubbo 提供了多种负载均衡策略，如随机、轮询、最少活跃调用数等，根据不同的策略将请求分发到不同的服务提供者上，提高系统的性能和可用性。
- Redis 数据结构及适用场景
- 字符串（String）：最基本的数据结构，可以存储字符串、数字等。适用于缓存、计数器、分布式锁等场景。
- 哈希（Hash）：用于存储对象，每个哈希可以包含多个键值对。适用于存储对象的属性，如用户信息、商品信息等。
- 列表（List）：有序的字符串列表，可以在列表的两端进行插入和删除操作。适用于消息队列、栈等场景。
- 集合（Set）：无序且唯一的字符串集合，支持交集、并集、差集等操作。适用于去重、交集、共同好友等场景。
- 有序集合（ZSet）：有序的字符串集合，每个成员都有一个分数，根据分数进行排序。适用于排行榜、热门列表等场景。
