在互联网大厂的一间明亮面试室内，严肃的面试官正对面坐着紧张的求职者王铁牛。一场关于 Java 核心知识的面试即将展开。
第一轮面试开始 面试官：首先问你几个基础问题。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，但参数列表不同的情况；方法重写是子类对父类中允许访问的方法进行重新编写。 面试官：不错，回答得很准确。那说说 HashMap 的底层数据结构是什么？ 王铁牛：HashMap 的底层数据结构在 JDK 1.8 之前是数组加链表，JDK 1.8 之后是数组加链表加红黑树。当链表长度大于 8 且数组长度大于 64 时，链表会转化为红黑树，以提高查找效率。 面试官：回答得很好。那 ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？ 王铁牛：ArrayList 是基于动态数组实现的，它的优点是随机访问速度快，因为可以通过数组下标直接访问元素；缺点是插入和删除元素的效率较低，因为需要移动大量元素。LinkedList 是基于双向链表实现的，插入和删除元素的效率高，只需要修改指针即可；但随机访问速度慢，需要从头或尾开始遍历链表。 面试官：非常棒，你的基础很扎实。
第二轮面试开始 面试官：接下来问一些关于多线程和 JUC 的问题。什么是线程池，为什么要使用线程池？ 王铁牛：线程池就是一个管理线程的池子，它可以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。使用线程池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，还可以对线程进行统一的管理和监控。 面试官：回答得不错。那在 JUC 中，CountDownLatch 和 CyclicBarrier 有什么区别？ 王铁牛：这个……嗯……好像它们都是和线程同步有关的，具体区别我有点不太确定了。 面试官：没关系，接着问你，如何避免死锁的发生？ 王铁牛：死锁就是多个线程互相等待对方释放资源，导致程序无法继续执行。要避免死锁，可以按照一定的顺序获取锁，避免一个线程同时获取多个锁，还可以设置锁的超时时间。 面试官：这个回答还可以，但对于刚才 CountDownLatch 和 CyclicBarrier 的问题，你需要下去再巩固一下。
第三轮面试开始 面试官：现在来谈谈框架相关的问题。Spring 的核心特性有哪些？ 王铁牛：Spring 的核心特性有依赖注入和面向切面编程。依赖注入就是把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；面向切面编程可以在不修改原有代码的情况下，对程序进行增强，比如实现日志记录、事务管理等功能。 面试官：回答得挺好。那 Spring Boot 和 Spring 有什么关系，Spring Boot 的优势是什么？ 王铁牛：Spring Boot 是基于 Spring 构建的，它简化了 Spring 应用的开发过程。Spring Boot 可以自动配置很多常用的组件，减少了大量的配置文件，还提供了嵌入式服务器，方便开发和部署。 面试官：不错。那 MyBatis 是如何实现 SQL 语句和 Java 代码的映射的？ 王铁牛：这个……我记得好像是通过 XML 文件或者注解来定义 SQL 语句和 Java 对象之间的映射关系，但具体细节我不太清楚了。 面试官：对于 MyBatis 的这块知识你掌握得不够扎实。另外，像 Dubbo、RabbitMq、xxl - job、Redis 这些技术，本次面试没有详细考察，但你也需要全面掌握。
面试结束，面试官看着王铁牛说：“今天的面试就到这里，你回去等通知吧。整体来看，你对一些基础的 Java 知识掌握得还可以，但对于 JUC、MyBatis 等部分知识的理解还不够深入，后续可以进一步学习和巩固。我们会综合评估所有面试者的情况，有结果会及时通知你。”
问题答案详细解析
- Java 中多态的实现方式有哪些？
- 方法重载（Overloading）：在同一个类中，允许存在多个同名方法，但这些方法的参数列表（参数的类型、个数、顺序）必须不同。调用时，编译器会根据传入的参数来决定调用哪个方法。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）：子类对父类中允许访问的方法进行重新编写。方法名、参数列表和返回值类型都要和父类的方法一致，但方法体可以不同。在运行时，根据对象的实际类型来决定调用哪个类的方法。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");
}
}
- HashMap 的底层数据结构是什么？
- JDK 1.8 之前：采用数组加链表的结构。数组是 HashMap 的主体，链表是为了解决哈希冲突而存在的。当两个不同的键通过哈希函数计算得到相同的数组下标时，就会发生哈希冲突，这些冲突的键值对会以链表的形式存储在该数组下标对应的位置。
- JDK 1.8 之后：采用数组加链表加红黑树的结构。当链表长度大于 8 且数组长度大于 64 时，链表会转化为红黑树。红黑树是一种自平衡的二叉搜索树，它的查找、插入和删除操作的时间复杂度为 O(log n)，相比链表的 O(n) 效率更高。当链表长度小于 6 时，红黑树会转化为链表。
- ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？
- 数据结构：ArrayList 基于动态数组实现，它会在内存中分配一段连续的空间来存储元素；LinkedList 基于双向链表实现，每个节点包含数据和指向前一个节点和后一个节点的引用。
- 随机访问效率：ArrayList 支持随机访问，通过数组下标可以直接访问元素，时间复杂度为 O(1)；LinkedList 不支持随机访问，需要从头或尾开始遍历链表，时间复杂度为 O(n)。
- 插入和删除效率：ArrayList 在插入和删除元素时，需要移动大量元素，时间复杂度为 O(n)；LinkedList 在插入和删除元素时，只需要修改指针，时间复杂度为 O(1)，但如果要插入或删除指定位置的元素，需要先遍历到该位置，时间复杂度为 O(n)。
- 什么是线程池，为什么要使用线程池？
- 线程池：是一种线程管理机制，它预先创建一定数量的线程，并将这些线程存储在一个池子中。当有任务提交时，从线程池中获取线程来执行任务，任务执行完毕后，线程不会销毁，而是返回线程池等待下一个任务。
- 使用线程池的原因：
- 减少线程创建和销毁的开销：线程的创建和销毁需要消耗系统资源，使用线程池可以避免频繁创建和销毁线程，提高系统的性能。
- 提高系统的响应速度：当有任务提交时，线程池中已经有空闲线程可以立即执行任务，不需要等待线程的创建。
- 统一管理和监控线程：可以对线程池中的线程进行统一的管理和监控，例如设置线程的数量、线程的优先级等。
- 在 JUC 中，CountDownLatch 和 CyclicBarrier 有什么区别？
- 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。它使用一个计数器来实现，计数器的初始值是线程的数量。每个线程完成任务后，计数器的值减 1。当计数器的值为 0 时，等待的线程可以继续执行。例如：
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class CountDownLatchExample {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is working");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
latch.countDown();
}).start();
}
latch.await();
System.out.println("All threads have finished working");
}
}
- **CyclicBarrier**：也是一个同步工具类，它允许一组线程相互等待，直到所有线程都到达一个屏障点，然后所有线程可以继续执行。它有一个初始的计数器，当一个线程到达屏障点时，计数器的值减 1，当计数器的值为 0 时，所有线程会被释放，继续执行。与 CountDownLatch 不同的是，CyclicBarrier 可以重复使用。例如：
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
public class CyclicBarrierExample {
public static void main(String[] args) {
CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(3, () -> {
System.out.println("All threads have reached the barrier");
});
for (int i = 0; i < 3; i++) {
new Thread(() -> {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " is working");
try {
Thread.sleep(1000);
barrier.await();
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " continues working");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
}
}
- 如何避免死锁的发生？
- 破坏互斥条件：互斥条件是指一个资源在同一时间只能被一个线程访问。在大多数情况下，互斥条件是无法破坏的，因为有些资源本身就具有独占性。
- 破坏占有并等待条件：可以让线程在获取所有需要的资源后再开始执行，或者在释放已占有的资源后再去获取其他资源。例如，使用一次性分配所有资源的策略。
- 破坏不剥夺条件：当一个线程持有某些资源并请求其他资源时，如果请求失败，可以主动释放已持有的资源。
- 破坏循环等待条件：可以对资源进行排序，让线程按照一定的顺序获取资源。例如，线程只能按照资源编号从小到大的顺序获取资源，这样就可以避免循环等待。
- Spring 的核心特性有哪些？
- 依赖注入（Dependency Injection，DI）：是一种设计模式，它将对象的创建和依赖关系的管理交给 Spring 容器来完成。通过依赖注入，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：
public class UserService {
private UserDao userDao;
public UserService(UserDao userDao) {
this.userDao = userDao;
}
public void saveUser() {
userDao.save();
}
}
- **面向切面编程（Aspect - Oriented Programming，AOP）**：可以在不修改原有代码的情况下，对程序进行增强。它将一些通用的功能（如日志记录、事务管理等）从业务逻辑中分离出来，形成独立的切面。在程序运行时，Spring 会将切面的逻辑织入到目标方法中。例如：
import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
@After("execution(* com.example.service.*.*(..))")
public void logAfterMethod() {
System.out.println("Method has been executed");
}
}
- Spring Boot 和 Spring 有什么关系，Spring Boot 的优势是什么？
- 关系：Spring Boot 是基于 Spring 构建的，它是 Spring 的扩展和简化。Spring Boot 继承了 Spring 的核心特性，如依赖注入和面向切面编程。
- 优势：
- 自动配置：Spring Boot 可以根据项目的依赖自动配置很多常用的组件，减少了大量的配置文件。例如，当项目中引入了 Spring Data JPA 的依赖时，Spring Boot 会自动配置数据源和 JPA 相关的组件。
- 嵌入式服务器：Spring Boot 内置了嵌入式服务器（如 Tomcat、Jetty 等），可以直接将应用打包成可执行的 JAR 文件，方便开发和部署。
- 起步依赖：Spring Boot 提供了一系列的起步依赖，这些依赖包含了一组相关的依赖，开发者只需要引入一个起步依赖，就可以快速搭建项目。例如，引入 spring - boot - starter - web 依赖，就可以快速搭建一个 Web 应用。
- MyBatis 是如何实现 SQL 语句和 Java 代码的映射的？
- XML 映射文件：可以通过 XML 文件来定义 SQL 语句和 Java 对象之间的映射关系。在 XML 文件中，可以定义 SQL 语句、参数映射、结果映射等。例如：
<mapper namespace="com.example.dao.UserDao">
<select id="getUserById" parameterType="int" resultType="com.example.entity.User">
SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
</select>
</mapper>
- **注解方式**：也可以使用注解来定义 SQL 语句和 Java 对象之间的映射关系。例如：
import org.apache.ibatis.annotations.Select;
public interface UserDao {
@Select("SELECT * FROM users WHERE id = #{id}")
User getUserById(int id);
}
在使用时，MyBatis 会根据映射关系将 SQL 语句的执行结果映射到 Java 对象中。
