《互联网大厂Java求职者面试：核心知识大考验》本文讲述互联网大厂Java求职者面试过程，面试官围绕Java核心知识、J

面试官：请简要介绍一下 Java 核心知识中的面向对象编程概念，以及它在实际业务场景中的应用。

王铁牛：面向对象编程主要有封装、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；继承是子类继承父类的属性和方法；多态就是同一个行为具有多个不同表现形式。在实际业务中，比如开发一个电商系统，商品类可以封装商品的属性和操作方法，不同类型的商品可以继承商品类，并且根据多态性，在不同场景下可以有不同的表现。

面试官：嗯，回答得不错。那说说 JUC 包中的 CountDownLatch 是如何使用的，在什么业务场景下会用到它？

王铁牛：CountDownLatch 就是一个计数器，调用 countDown 方法计数器减一，调用 await 方法会阻塞直到计数器为 0。比如说，一个业务场景是多个线程需要完成各自的任务后，再一起执行后续操作，就可以用 CountDownLatch 来实现。

面试官：很好。再问你，JVM 的内存模型包括哪些部分，各部分的作用是什么？

王铁牛：JVM 内存模型包括程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆和方法区。程序计数器记录当前线程执行的字节码指令地址；虚拟机栈存放局部变量表、操作数栈等；本地方法栈用于执行本地方法；堆是对象实例的存储区域；方法区存储类信息、常量等。

面试官：第一轮面试结束。接下来问你多线程相关的问题。说说如何创建一个线程，并且如何让多个线程交替执行？

王铁牛：创建线程可以继承 Thread 类或者实现 Runnable 接口。要让多个线程交替执行，可以用 wait 和 notify 方法。

面试官：那如何保证多线程环境下数据的一致性和安全性呢？

王铁牛：可以用 synchronized 关键字或者 Lock 接口来加锁，还有使用线程安全的集合类。

面试官：线程池有哪些参数，它们的作用分别是什么？

王铁牛：线程池有 corePoolSize、maximumPoolSize、keepAliveTime、unit 和 workQueue 等参数。corePoolSize 是核心线程数，maximumPoolSize 是最大线程数，keepAliveTime 是线程空闲时的存活时间，unit 是时间单位，workQueue 是任务队列。

面试官：第二轮面试结束。现在问你关于 HashMap 的问题。HashMap 的底层数据结构是什么，它是如何实现键值对存储的？

王铁牛：HashMap 底层是数组 + 链表 + 红黑树。当哈希值冲突时，会在链表或红黑树中存储键值对。

面试官：那 HashMap 在多线程环境下会出现什么问题，如何解决？

王铁牛：会出现数据丢失、死循环等问题。可以用 ConcurrentHashMap 来替代。

面试官：ArrayList 是线程安全的吗，如果不是，如何保证线程安全？

王铁牛：ArrayList 不是线程安全的。可以用 Collections.synchronizedList 方法将其变成线程安全的，或者使用 CopyOnWriteArrayList。

面试官：第三轮面试结束。接下来问你 Spring 相关的问题。Spring 框架的核心特性有哪些，它是如何实现依赖注入的？

王铁牛：Spring 核心特性有依赖注入、面向切面编程等。依赖注入通过构造器注入、setter 方法注入等方式实现。

面试官：Spring Boot 与 Spring 相比，有哪些优势？

王铁牛：Spring Boot 简化了配置，内置了很多依赖，能快速搭建项目。

面试官：说说 MyBatis 的工作原理，以及它的核心组件有哪些？

王铁牛：MyBatis 先读取配置文件，通过 SqlSessionFactory 创建 SqlSession，再由 SqlSession 执行 SQL 语句。核心组件有 SqlSessionFactory、SqlSession、Mapper 接口等。

面试官：面试结束了。回去等通知吧。

答案：

Java 面向对象编程概念及应用：
- 封装：将数据和操作数据的方法封装在一起，对外提供统一的访问接口。例如在电商系统中，商品类封装商品的属性（如名称、价格、库存等）和操作方法（如计算总价、检查库存等），外部代码通过调用商品类的公开方法来操作商品数据，而不需要了解商品类内部的数据存储和操作细节，提高了数据的安全性和程序的可维护性。
- 继承：子类继承父类的属性和方法。在电商系统中，不同类型的商品（如电子产品、服装等）可以继承商品类，继承商品类的通用属性（如名称、价格）和方法（如展示商品信息），同时可以根据自身特点添加特殊的属性和方法，实现代码的复用和扩展。
- 多态：同一个行为具有多个不同表现形式。在电商系统中，商品类有一个展示商品信息的方法，不同类型的商品继承该方法后，可以根据自身特点以不同的方式展示商品信息，体现了多态性。
JUC 包中 CountDownLatch 的使用及业务场景：
- 使用方法：CountDownLatch 是一个计数器，通过调用 countDown 方法使计数器减一，调用 await 方法会阻塞当前线程，直到计数器的值变为 0。例如，假设有一个任务需要多个子任务完成后才能继续执行，我们可以创建一个 CountDownLatch，在每个子任务完成时调用 countDown 方法，在主任务中调用 await 方法，这样主任务就会等待所有子任务完成后再继续执行。
- 业务场景：比如在一个电商促销活动中，需要多个系统模块（如库存系统、订单系统、支付系统等）都完成各自的准备工作后，才能正式启动促销活动。这时就可以使用 CountDownLatch，每个系统模块完成准备工作后调用 countDown 方法，当所有系统模块都完成后，主线程调用 await 方法后的代码才会执行，从而启动促销活动。
JVM 内存模型各部分的作用：
- 程序计数器：记录当前线程执行的字节码指令地址，是线程私有的，每个线程都有自己独立的程序计数器。它的作用是保证线程能够准确地执行下一条指令，在多线程环境下，不同线程的程序计数器互不影响。
- 虚拟机栈：存放局部变量表、操作数栈等。局部变量表用于存储方法中的局部变量，操作数栈用于执行字节码指令时进行数据的操作。虚拟机栈是线程私有的，每个线程都有自己的虚拟机栈，当方法执行结束后，相应的栈帧会被弹出。
- 本地方法栈：与虚拟机栈类似，用于执行本地方法（用 C、C++ 等本地语言编写的方法）。
- 堆：是对象实例的存储区域，所有的对象实例都在堆中分配内存。堆是线程共享的，是垃圾回收的主要区域。
- 方法区：存储类信息、常量、静态变量等。方法区也是线程共享的，在 Java 8 及以后的版本中，方法区被元空间（MetaSpace）所取代，元空间使用本地内存，不再受限于 JVM 的堆内存大小。
多线程创建及交替执行方法：
- 创建线程：
  - 继承 Thread 类：定义一个类继承 Thread 类，并重写 run 方法，在 run 方法中编写线程要执行的代码。例如：

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("This is a thread created by extending Thread class");
    }
}
// 使用时：MyThread thread = new MyThread(); thread.start();

    - **实现 Runnable 接口**：定义一个类实现 Runnable 接口，并重写 run 方法，然后通过 Thread 类的构造函数将实现了 Runnable 接口的对象作为参数传入，创建线程对象。例如：

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("This is a thread created by implementing Runnable interface");
    }
}
// 使用时：Thread thread = new Thread(new MyRunnable()); thread.start();

- **线程交替执行**：可以使用 wait 和 notify 方法来实现。例如，有两个线程 A 和 B，需要交替执行：

class AlternateThread {
    private static final Object lock = new Object();
    private static boolean flag = true;

    public static void main(String[] args) {
        Thread threadA = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                while (flag) {
                    try {
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("Thread A");
                flag = true;
                lock.notify();
            }
        });

        Thread threadB = new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                while (!flag) {
                    try {
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("Thread B");
                flag = false;
                lock.notify();
            }
        });

        threadA.start();
        threadB.start();
    }
}

在上述代码中，通过一个共享的锁对象 lock 和一个标志位 flag 来控制两个线程的交替执行。线程 A 在 flag 为 true 时等待，线程 B 在 flag 为 false 时等待，当一个线程执行完后，修改 flag 并唤醒另一个线程。

多线程环境下数据一致性和安全性保证方法：
- synchronized 关键字：可以修饰方法或代码块，被修饰的方法或代码块在同一时刻只能被一个线程访问。例如：

public synchronized void method() {
    // 方法体中的代码在同一时刻只能被一个线程执行
}

或者

synchronized (object) {
    // 代码块中的代码在同一时刻只能被一个线程执行
}

- **Lock 接口**：如 ReentrantLock，提供了比 synchronized 更灵活的锁控制。可以使用 lock() 方法获取锁，unlock() 方法释放锁，还可以实现公平锁等特性。例如：

private static final Lock lock = new ReentrantLock();
public void method() {
    lock.lock();
    try {
        // 方法体中的代码在同一时刻只能被一个线程执行
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

- **线程安全的集合类**：如 CopyOnWriteArrayList，在读取操作时不需要加锁，写入操作时会复制一份新的数组，修改完成后再将新数组替换原数组，保证了读取操作的线程安全性。

线程池参数及作用：
- 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。
- maximumPoolSize：最大线程数。当提交的任务数大于 corePoolSize 且任务队列已满时，线程池会创建新的线程来执行任务，直到线程数达到 maximumPoolSize。
- keepAliveTime：线程空闲时的存活时间。当线程数大于 corePoolSize 且线程空闲时间超过 keepAliveTime 时，多余的线程会被销毁。
- unit：keepAliveTime 的时间单位，如 TimeUnit.SECONDS 表示秒。
- 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，任务会被放入任务队列中等待执行。常见的任务队列有 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue 等。
HashMap 底层数据结构及键值对存储实现：
- 底层数据结构：HashMap 底层是数组 + 链表 + 红黑树。初始时，HashMap 有一个默认大小的数组，当向 HashMap 中插入键值对时，会根据键的哈希值计算出在数组中的位置。
- 键值对存储实现：如果该位置为空，则直接插入新的键值对。如果该位置不为空，说明发生了哈希冲突，此时会将新的键值对存储在链表或红黑树中。当链表长度超过一定阈值（默认 8）且数组容量大于等于 64 时，链表会转换为红黑树，以提高查询效率。
HashMap 在多线程环境下的问题及解决方法：
- 问题：
  - 数据丢失：在扩容时，如果多个线程同时进行插入操作，可能会导致链表形成环形结构，从而在后续查询时导致数据丢失。
  - 死循环：同样在扩容时，由于多线程操作可能会导致链表节点的顺序错乱，进而在遍历链表时形成死循环。
- 解决方法：使用 ConcurrentHashMap 替代 HashMap。ConcurrentHashMap 在多线程环境下是线程安全的，它通过分段锁等机制来保证数据的一致性和安全性。
ArrayList 线程安全性及保证方法：
- 线程安全性：ArrayList 不是线程安全的。在多线程环境下，同时对 ArrayList 进行读写操作可能会导致数据不一致等问题。
- 保证方法：
  - 使用 Collections.synchronizedList：将 ArrayList 包装成线程安全的 List。例如：

List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());

    - **使用 CopyOnWriteArrayList**：CopyOnWriteArrayList 是一个线程安全的 List，在读取操作时不需要加锁，写入操作时会复制一份新的数组，修改完成后再将新数组替换原数组，保证了读取操作的线程安全性。例如：

CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();

Spring 框架核心特性及依赖注入实现方式：
- 核心特性：
  - 依赖注入：通过控制反转（IoC）实现，将对象的创建和依赖关系的管理交给 Spring 容器，而不是在对象内部自行创建和管理依赖对象。
  - 面向切面编程（AOP）：可以在不修改原有代码的基础上，对业务逻辑进行增强，如日志记录、事务管理等。
- 依赖注入实现方式：
  - 构造器注入：通过构造函数传入依赖对象。例如：

public class UserService {
    private final UserDao userDao;

    public UserService(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
}

    - **setter 方法注入**：通过 setter 方法设置依赖对象。例如：

public class UserService {
    private UserDao userDao;

    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
}

Spring Boot 与 Spring 相比的优势：
- 简化配置：Spring Boot 采用了自动配置的机制，大大减少了 XML 配置文件的编写，默认配置就能满足很多常见的应用场景，使开发者可以更专注于业务逻辑的实现。
- 内置依赖：Spring Boot 内置了很多常用的依赖，如 Tomcat、Spring Data、Spring Security 等，开发者不需要手动添加这些依赖，减少了配置和开发的工作量，能够快速搭建项目。
MyBatis 工作原理及核心组件：
- 工作原理：MyBatis 先读取配置文件，通过 SqlSessionFactory 创建 SqlSession，SqlSession 是 MyBatis 执行数据库操作的主要接口。然后由 SqlSession 执行 SQL 语句，SQL 语句可以通过 XML 配置文件或注解定义。MyBatis 通过反射机制创建和操作 Java 对象与数据库表之间的映射关系。
- 核心组件：
  - SqlSessionFactory：创建 SqlSession 的工厂，它负责读取 MyBatis 的配置文件并构建内部的各种组件。
  - SqlSession：执行 SQL 语句的会话，通过它可以执行查询、插入、更新、删除等操作，并返回结果。
  - Mapper 接口：定义了与数据库表操作对应的方法，通过 SqlSession 调用这些方法来执行具体的 SQL 语句。例如，定义一个 UserMapper 接口，其中包含查询用户、插入用户等方法，MyBatis 会根据接口定义的方法名和参数来动态生成 SQL 语句并执行。