《互联网大厂Java求职者面试大揭秘：核心知识与实战问答》

伟大的攻城狮
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面试官：请简要介绍一下Java核心知识中面向对象的三大特性。

王铁牛：面向对象的三大特性是封装、继承和多态。封装就是把数据和操作数据的方法封装在一起；继承是指一个类可以继承另一个类的属性和方法；多态则是同一个行为具有多个不同表现形式或形态。

面试官：嗯，回答得不错。那说说JUC中常用的并发工具类有哪些。

王铁牛：常用的有CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、Exchanger等。

面试官：很好。再问一个，讲讲JVM的内存模型。

王铁牛：JVM内存模型包括堆、栈、方法区、程序计数器、本地方法栈。堆用于存储对象实例；栈存放局部变量、操作数栈等；方法区存储类信息、常量等；程序计数器记录当前线程执行的字节码指令地址；本地方法栈用于执行本地方法。

面试官：第一轮面试结束，整体表现还可以。接下来第二轮，说说多线程中如何实现线程安全。

王铁牛：可以用synchronized关键字，还有Lock接口及其实现类。

面试官：那线程池的核心参数有哪些，分别有什么作用。

王铁牛：核心参数有corePoolSize、maximumPoolSize、keepAliveTime、unit、workQueue、threadFactory、handler。corePoolSize是核心线程数；maximumPoolSize是最大线程数；keepAliveTime是线程池线程空闲时的存活时间；unit是时间单位；workQueue是任务队列；threadFactory用于创建线程；handler是任务拒绝策略。

面试官：讲讲HashMap的底层实现原理。

王铁牛：HashMap底层是数组+链表+红黑树。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。

面试官：第二轮面试也结束了，表现有起有伏。最后一轮，说说Spring中依赖注入的方式有哪些。

王铁牛：有构造器注入、setter方法注入、基于注解的注入。

面试官：那Spring Boot自动配置原理了解吗。

王铁牛：Spring Boot通过@EnableAutoConfiguration注解开启自动配置，它会根据类路径下的依赖来自动配置相关的Bean。

面试官：MyBatis的缓存机制是怎样的。

王铁牛：MyBatis有一级缓存和二级缓存。一级缓存是SqlSession级别的，同一个SqlSession内查询会优先从一级缓存中获取数据。二级缓存是namespace级别的，多个SqlSession可以共享二级缓存。

面试官：面试结束了，你回家等通知吧。

答案：

  1. 面向对象的三大特性：
    • 封装：
      • 封装是把数据和操作数据的方法绑定在一起，对外提供统一的接口。这样可以隐藏内部实现细节，提高代码的安全性和可维护性。例如，一个类中的私有成员变量，外部类不能直接访问和修改，只能通过该类提供的公共方法来操作，这样就保证了数据的完整性和安全性。
    • 继承：
      • 继承允许一个类继承另一个类的属性和方法。被继承的类称为父类或超类，继承的类称为子类。子类可以复用父类的代码，实现代码的复用和扩展。比如，定义一个父类Animal，有eat方法，子类Dog继承Animal后，就可以直接使用eat方法，同时还可以添加自己特有的方法，如bark。
    • 多态：
      • 多态是指同一个行为具有多个不同表现形式或形态。在Java中，多态主要体现在方法的重写和重载上。当子类重写父类的方法时，调用该方法会根据对象的实际类型来决定执行哪个子类的方法。例如，父类Animal有一个move方法，子类Dog和Bird都重写了move方法，当Animal a = new Dog();时，调用a.move()会执行Dog类的move方法。
  2. JUC中常用的并发工具类：
    • CountDownLatch：
      • 它是一个同步辅助类，允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。例如，有一个主线程需要等待多个子线程完成任务后再继续执行，就可以使用CountDownLatch。通过调用countDown方法来减少计数器的值，当计数器的值为0时，等待的线程会被唤醒。
    • CyclicBarrier：
      • 它允许一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点。例如，多个线程需要同时完成一些初始化操作后再一起执行后续任务，就可以使用CyclicBarrier。当所有线程都调用await方法时，它们会被阻塞，直到所有线程都到达屏障点，然后所有线程会同时被唤醒继续执行。
    • Semaphore：
      • 它是一个计数信号量，用于控制对共享资源的访问。例如，有一个资源池，最多允许n个线程同时访问，就可以使用Semaphore来控制。通过acquire方法获取许可，release方法释放许可。
    • Exchanger：
      • 它允许在两个线程之间交换数据。例如，两个线程分别处理不同的数据，处理完成后需要交换数据，就可以使用Exchanger。通过exchange方法进行数据交换。
  3. JVM的内存模型：
    • 堆：
      • 堆是JVM中最大的一块内存区域，用于存储对象实例。它是线程共享的，所有对象的实例都在堆中分配。堆可以分为新生代、老年代和永久代（Java 8后为元空间）。新生代又分为Eden区和两个Survivor区，新创建的对象首先在Eden区分配，当Eden区满时，会触发Minor GC，将存活的对象复制到Survivor区，经过多次Minor GC后，仍然存活的对象会被晋升到老年代。
    • 栈：
      • 栈是线程私有的内存区域，每个线程都有自己的栈。栈中主要存放局部变量、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。局部变量是在方法内部定义的变量，操作数栈用于存放方法执行过程中的操作数，动态链接用于将方法调用与方法的实际实现关联起来，方法出口记录了方法执行完毕后的返回地址。
    • 方法区：
      • 方法区用于存储类信息、常量、静态变量等数据。它也是线程共享的。在Java 8之前，方法区被称为永久代，Java 8后，永久代被元空间取代，元空间使用本地内存，而不是像永久代那样使用JVM的堆内存。
    • 程序计数器：
      • 程序计数器是一块较小的内存区域，它记录了当前线程执行的字节码指令地址。每个线程都有自己独立的程序计数器，它是线程私有的。程序计数器的作用是保证线程切换后可以恢复到正确的执行位置。
    • 本地方法栈：
      • 本地方法栈用于执行本地方法（即调用用C或C++实现的方法）。它也是线程私有的，和栈的结构类似，用于存放本地方法的局部变量、操作数栈等信息。
  4. 多线程中实现线程安全的方法：
    • synchronized关键字：
      • 它可以修饰方法或代码块。当修饰方法时，该方法在同一时刻只能被一个线程访问；当修饰代码块时，可以指定锁对象，只有获取到该锁对象的线程才能执行代码块中的内容。例如，在一个银行账户类中，存钱和取钱方法可以用synchronized修饰，保证在同一时刻只有一个线程能对账户进行操作，从而实现线程安全。
    • Lock接口及其实现类：
      • Lock接口提供了比synchronized更灵活的锁控制。例如，ReentrantLock类实现了Lock接口。它可以实现公平锁，通过构造函数传入true来创建公平锁，公平锁会按照线程请求锁的顺序来分配锁，避免线程饥饿现象。同时，Lock接口还提供了tryLock方法，可以尝试获取锁，而不是像synchronized那样一直等待。
  5. 线程池的核心参数及作用：
    • corePoolSize：
      • 核心线程数。当提交的任务数小于corePoolSize时，线程池会创建新的线程来执行任务。如果提交的任务数大于corePoolSize，任务会被放入workQueue中。
    • maximumPoolSize：
      • 最大线程数。当workQueue已满，且提交的任务数大于corePoolSize时，线程池会创建新的线程来执行任务，直到线程数达到maximumPoolSize。如果此时还有新任务提交，就会根据handler指定的策略来处理。
    • keepAliveTime：
      • 线程池线程空闲时的存活时间。当线程池中的线程数大于corePoolSize时，这些多余的线程在空闲时间超过keepAliveTime后会被销毁，以减少资源消耗。
    • unit：
      • keepAliveTime的时间单位。可以是TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECONDS（秒）等。
    • workQueue：
      • 任务队列。用于存放提交的任务，当提交的任务数大于corePoolSize时，任务会被放入该队列中。常见的任务队列有ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue等。
    • threadFactory：
      • 用于创建线程的工厂。可以通过自定义threadFactory来设置线程的名称、优先级等属性。
    • handler：
      • 任务拒绝策略。当线程池中的线程数达到maximumPoolSize且workQueue已满时，新提交的任务会由handler来处理。常见的任务拒绝策略有AbortPolicy（直接抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用线程运行任务）、DiscardPolicy（丢弃任务）、DiscardOldestPolicy（丢弃队列中最老的任务）。
  6. HashMap的底层实现原理：
    • HashMap底层是数组+链表+红黑树。
      • 它使用一个数组来存储键值对，数组的每个元素是一个链表的头节点。当插入一个键值对时，首先根据键的哈希值计算出在数组中的位置。
      • 如果该位置为空，就直接插入新的节点。
      • 如果该位置不为空，就会遍历链表，找到相同键的节点，然后更新其值；如果没有找到相同键的节点，就将新节点插入到链表尾部。
      • 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，以提高查询效率。因为红黑树的查找时间复杂度为O(log n)，而链表的查找时间复杂度为O(n)。
  7. Spring中依赖注入的方式：
    • 构造器注入：
      • 通过构造函数来注入依赖。例如，在一个类中定义一个构造函数，将需要的依赖对象作为参数传入构造函数。这样在创建该类的实例时，就会自动注入依赖对象。优点是注入的依赖对象在对象创建时就已经确定，不会出现空指针异常；缺点是如果依赖对象较多，构造函数参数列表会很长，代码不够简洁。
    • setter方法注入：
      • 提供一个setter方法来设置依赖对象。例如，定义一个setter方法，将依赖对象传入该方法。优点是代码更加灵活，可以在对象创建后再设置依赖对象；缺点是需要注意在使用之前确保依赖对象已经被注入，否则可能会出现空指针异常。
    • 基于注解的注入：
      • 使用注解来实现依赖注入，如@Autowired、@Resource等。@Autowired可以自动根据类型匹配并注入依赖对象，如果有多个匹配的类型，还可以结合@Qualifier注解来指定具体的bean。@Resource可以根据名称或类型来注入依赖对象。优点是代码简洁，配置方便；缺点是需要在类或方法上添加注解，侵入性较强。
  8. Spring Boot自动配置原理：
    • Spring Boot通过@EnableAutoConfiguration注解开启自动配置。
      • 该注解会导入一个AutoConfigurationImportSelector类，它会扫描classpath下所有的META - INF/spring.factories文件。
      • 在spring.factories文件中定义了一系列的自动配置类，例如DataSourceAutoConfiguration、WebMvcAutoConfiguration等。
      • 这些自动配置类会根据类路径下的依赖来自动配置相关的Bean。比如，如果类路径下有数据库驱动依赖，DataSourceAutoConfiguration就会自动配置数据源相关的Bean，包括创建DataSource实例、配置事务管理器等。这样Spring Boot就可以根据项目的依赖自动完成很多常见的配置，大大简化了开发过程。
  9. MyBatis的缓存机制：
    • 一级缓存：
      • 一级缓存是SqlSession级别的缓存。同一个SqlSession内执行相同的查询语句时，会优先从一级缓存中获取数据。例如，在一个Service类中，使用同一个SqlSession执行多次相同的查询方法，第一次查询会从数据库中获取数据并放入一级缓存，后续的查询会直接从一级缓存中获取，而不会再次查询数据库，从而提高查询效率。当SqlSession关闭时，一级缓存会被清空。
    • 二级缓存：
      • 二级缓存是namespace级别的缓存。多个SqlSession可以共享二级缓存。例如，不同的Service类中使用相同的Mapper接口进行查询，只要这些查询的namespace相同，就可以共享二级缓存。开启二级缓存需要在Mapper.xml文件中配置标签，并且在需要使用二级缓存的Mapper接口方法上添加@CacheNamespace注解。二级缓存会在数据发生变化时进行更新，从而保证缓存数据的一致性。
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