《互联网大厂 Java 面试：核心知识、框架与中间件的全方位考验》

互联网大厂 Java 面试：核心知识、框架与中间件的全方位考验

严肃的面试官坐在桌前，面前放着王铁牛的简历。王铁牛有些紧张地走进面试房间，坐下后，面试开始了。

第一轮提问 面试官：首先问几个 Java 核心知识的问题。Java 中基本数据类型有哪些？ 王铁牛：嗯，有 byte、short、int、long、float、double、char、boolean。 面试官：回答正确，很不错。那在 Java 里，什么是多态？ 王铁牛：多态就是一个对象有多种形态，父类引用可以指向子类对象，调用方法时会根据实际的对象类型来执行相应的方法。 面试官：非常好。那说说 HashMap 和 Hashtable 的区别。 王铁牛：HashMap 是非线程安全的，允许 null 键和 null 值；Hashtable 是线程安全的，不允许 null 键和 null 值。

第二轮提问 面试官：进入 JUC 和多线程相关的问题。JUC 包是什么，有什么作用？ 王铁牛：JUC 就是 java.util.concurrent 包，它提供了很多并发编程相关的工具类和接口，能方便我们进行多线程编程。 面试官：不错。那什么是线程池，为什么要使用线程池？ 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。使用线程池可以减少线程创建和销毁的开销，提高系统性能。 面试官：很好。那说说线程池的几种状态。 王铁牛：呃……这个我有点不太确定，好像有运行中，还有其他的我就不太清楚了。

第三轮提问 面试官：现在问一些框架和中间件的问题。Spring 框架的核心特性有哪些？ 王铁牛：Spring 的核心特性有 IoC（控制反转）和 AOP（面向切面编程）。IoC 就是把对象的创建和依赖关系的管理交给 Spring 容器，AOP 可以在不修改原有代码的基础上增加额外的功能。 面试官：回答得很准确。那 Spring Boot 有什么优势？ 王铁牛：Spring Boot 可以快速搭建 Spring 应用，它有自动配置的功能，能减少很多配置文件的编写。 面试官：很好。那 MyBatis 是如何实现数据库操作的？ 王铁牛：这个……我记得是通过映射文件或者注解来定义 SQL 语句，然后和 Java 对象进行映射，但是具体细节我有点说不清楚。

面试官扶了扶眼镜，说道：“今天的面试就到这里，你整体对一些基础的知识掌握得还可以，在简单问题上回答得不错，说明有一定的知识储备。不过在一些复杂问题上，像线程池的状态和 MyBatis 具体实现细节，回答得不够完整和清晰，还需要进一步加强学习。你先回家等通知吧，我们后续会综合评估后给你答复。”

问题答案

1. Java 中基本数据类型有哪些？ Java 中的基本数据类型分为四大类：

• 整数类型：
  • byte：8 位，有符号，取值范围 -128 到 127。
  • short：16 位，有符号，取值范围 -32768 到 32767。
  • int：32 位，有符号，取值范围 -2147483648 到 2147483647。
  • long：64 位，有符号，取值范围 -9223372036854775808 到 9223372036854775807，定义时需要在数字后面加“L”。
• 浮点类型：
  • float：32 位，单精度浮点数，定义时需要在数字后面加“F”。
  • double：64 位，双精度浮点数，是 Java 中默认的浮点类型。
• 字符类型：
  • char：16 位，无符号，用于表示单个字符，使用单引号括起来，例如 'A'。
• 布尔类型：
  • boolean：只有两个值，true 和 false，用于逻辑判断。

2. 在 Java 里，什么是多态？ 多态是面向对象编程的重要特性之一，它允许不同的对象对同一消息做出不同的响应。在 Java 中，多态主要通过以下两种方式实现：

• 方法重载（Overloading）：在同一个类中，多个方法可以有相同的方法名，但参数列表不同（参数的类型、个数或顺序不同）。调用时，编译器会根据传入的参数来选择合适的方法执行。例如：

public class OverloadingExample {
    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）和父类引用指向子类对象：子类可以重写父类的方法，当父类引用指向子类对象时，调用重写的方法会执行子类中的实现。例如：

class Animal {
    public void sound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}
class Dog extends Animal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();
        animal.sound(); // 输出 "Dog barks"
    }
}

3. 说说 HashMap 和 Hashtable 的区别。

• 线程安全性：
  • HashMap：是非线程安全的，在多线程环境下，如果多个线程同时对 HashMap 进行读写操作，可能会导致数据不一致或者抛出 ConcurrentModificationException 异常。
  • Hashtable：是线程安全的，它的方法都使用了 synchronized 关键字进行同步，所以在多线程环境下可以保证数据的一致性，但这也导致了它的性能相对较低。
• 对 null 的支持：
  • HashMap：允许键和值都为 null，不过只能有一个 null 键，但可以有多个 null 值。
  • Hashtable：不允许键和值为 null，如果尝试插入 null 键或 null 值，会抛出 NullPointerException 异常。
• 继承和实现：
  • HashMap：继承自 AbstractMap 类，实现了 Map 接口。
  • Hashtable：继承自 Dictionary 类，也实现了 Map 接口。

4. JUC 包是什么，有什么作用？ JUC 即 java.util.concurrent 包，是 Java 5 引入的一个用于并发编程的工具包。它提供了一系列高级的并发编程工具和类，主要作用如下：

• 线程池：提供了 ThreadPoolExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor 等线程池实现，方便管理和复用线程，提高系统性能。
• 锁机制：如 ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock 等，比传统的 synchronized 关键字更加灵活，支持公平锁、可重入锁等特性。
• 并发集合：如 ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList 等，这些集合在多线程环境下是线程安全的，并且具有较高的并发性能。
• 同步器：如 CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 等，用于协调多个线程之间的执行顺序和资源共享。
• 原子类：如 AtomicInteger、AtomicLong 等，提供了一些原子操作，避免了多线程环境下的竞态条件。

5. 什么是线程池，为什么要使用线程池？ 线程池是一种管理线程的机制，它预先创建一定数量的线程，当有任务提交时，从线程池中获取线程来执行任务，任务执行完后线程不会销毁，而是返回到线程池中等待下一个任务。使用线程池的原因主要有以下几点：

• 减少线程创建和销毁的开销：创建和销毁线程是一个比较耗时和耗资源的操作，线程池可以复用线程，避免了频繁创建和销毁线程带来的性能损耗。
• 提高响应速度：当有任务提交时，线程池中如果有空闲线程，就可以立即执行任务，而不需要等待新线程的创建。
• 控制并发线程数量：通过设置线程池的大小，可以控制同时执行的线程数量，避免过多线程导致系统资源耗尽。
• 便于管理：线程池可以统一管理线程的生命周期、监控线程的状态等。

6. 说说线程池的几种状态。 线程池有以下几种状态：

• RUNNING：线程池的初始状态，接受新任务并处理队列中的任务。
• SHUTDOWN：调用 shutdown() 方法后进入此状态，不再接受新任务，但会继续处理队列中的任务。
• STOP：调用 shutdownNow() 方法后进入此状态，不再接受新任务，也不处理队列中的任务，并且会尝试中断正在执行的任务。
• TIDYING：当所有任务都已终止，并且工作线程数量为 0 时，线程池进入此状态，会执行 terminated() 方法。
• TERMINATED：terminated() 方法执行完毕后，线程池进入此状态，表示线程池已经完全终止。

7. Spring 框架的核心特性有哪些？ Spring 框架的核心特性主要有 IoC（控制反转）和 AOP（面向切面编程）：

• IoC（控制反转）：也称为依赖注入（DI），是一种设计模式，它将对象的创建和依赖关系的管理从代码中分离出来，交给 Spring 容器来完成。通过 IoC，对象之间的耦合度降低，代码的可维护性和可测试性提高。例如，一个类依赖另一个类的实例，传统方式是在类内部创建该实例，而在 Spring 中，可以通过配置文件或注解将该实例注入到类中。
• AOP（面向切面编程）：是一种编程范式，它允许在不修改原有代码的基础上，对程序的某些部分进行增强。AOP 主要用于处理一些横切关注点，如日志记录、事务管理、权限验证等。在 Spring 中，通过定义切面、切点和通知来实现 AOP 功能。

8. Spring Boot 有什么优势？ Spring Boot 是基于 Spring 框架的快速开发框架，它的优势主要有以下几点：

• 快速搭建项目：Spring Boot 提供了很多 Starter 依赖，通过添加相应的 Starter 依赖，就可以快速集成各种功能，如 Web 开发、数据库访问等，减少了繁琐的配置过程。
• 自动配置：Spring Boot 会根据项目中添加的依赖和配置，自动进行一些默认的配置，开发者只需要根据需要进行少量的配置即可。例如，添加了 Spring Boot 的 Web Starter 依赖后，Spring Boot 会自动配置嵌入式的 Tomcat 服务器。
• 内嵌服务器：Spring Boot 支持内嵌 Tomcat、Jetty 等服务器，不需要单独部署服务器，直接运行项目的主类就可以启动应用。
• 生产就绪：Spring Boot 提供了很多生产环境下的特性，如健康检查、监控、日志管理等，方便开发者对应用进行管理和维护。
• 微服务支持：Spring Boot 是构建微服务的理想选择，它可以和 Spring Cloud 等框架结合，快速构建分布式系统。

9. MyBatis 是如何实现数据库操作的？ MyBatis 是一个优秀的持久层框架，它实现数据库操作的主要步骤如下：

• 配置文件：
  • 核心配置文件：通常是 mybatis-config.xml，用于配置数据源、事务管理器等全局信息。
  • 映射文件：用于定义 SQL 语句和 Java 对象之间的映射关系，通常以 .xml 结尾。例如：

<mapper namespace="com.example.mapper.UserMapper">
    <select id="getUserById" parameterType="int" resultType="com.example.entity.User">
        SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
    </select>
</mapper>

• 创建 SqlSessionFactory：通过读取核心配置文件，创建 SqlSessionFactory 对象，它是 MyBatis 的核心工厂类，用于创建 SqlSession 对象。

InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml");
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);

• 获取 SqlSession：通过 SqlSessionFactory 创建 SqlSession 对象，它是一个会话对象，用于执行 SQL 语句。

SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession();

• 执行 SQL 语句：可以通过 SqlSession 的方法执行映射文件中定义的 SQL 语句，也可以使用注解的方式定义 SQL 语句。

User user = session.selectOne("com.example.mapper.UserMapper.getUserById", 1);

• 关闭 SqlSession：操作完成后，需要关闭 SqlSession 对象，释放资源。

session.close();