《互联网大厂Java面试：核心知识大考验》本文围绕互联网大厂Java求职者面试展开，面试官针对Java核心知识、JUC、

面试官：请简要介绍一下 Java 核心知识在实际项目中的应用场景。

王铁牛：嗯，Java 核心知识比如面向对象编程，在项目里可以让代码结构更清晰，不同功能封装到不同类里，方便维护和扩展。

面试官：那说说 JUC 包下的常用类及其作用。

王铁牛：像 CountDownLatch 可以用来控制多个线程等待，等所有条件满足了再一起执行。

面试官：还不错。接下来讲讲 JVM 的内存模型。

王铁牛：这个嘛，就是有堆、栈、方法区这些，对象在堆里创建，方法调用在栈里执行，类信息啥的在方法区。

面试官：第一轮面试结束，稍等一下进入第二轮。

面试官：多线程编程中，如何避免死锁？

王铁牛：那就是要避免循环等待资源，给资源加锁的时候按顺序来。

面试官：线程池的核心参数有哪些，分别有什么作用？

王铁牛：有 corePoolSize、maximumPoolSize 等，corePoolSize 是核心线程数，maximumPoolSize 是最大线程数。

面试官：说说 HashMap 的底层实现原理。

王铁牛：它是数组加链表再加红黑树，通过 key 的哈希值找到对应的位置。

面试官：第二轮面试结束，准备第三轮。

面试官：Spring 框架中，依赖注入的方式有哪些？

王铁牛：有构造器注入、setter 注入这些。

面试官：Spring Boot 自动配置的原理是什么？

王铁牛：不太清楚，大概就是能自动配置一些常用的组件啥的吧。

面试官：MyBatis 的缓存机制是怎样的？

王铁牛：有一级缓存和二级缓存，一级缓存是 SqlSession 级别的，二级缓存是 namespace 级别的。

面试官：本次面试结束，回去等通知吧。

答案：

Java 核心知识在实际项目中的应用场景：
- 面向对象编程：将项目中的各种功能封装到不同的类中，提高代码的可维护性和可扩展性。例如，一个电商项目中，可以将用户管理、商品管理、订单管理等功能分别封装到不同的类里。用户类负责处理用户的注册、登录等操作；商品类管理商品的信息、库存等；订单类处理订单的创建、支付等逻辑。这样不同功能模块清晰划分，修改和扩展某个功能时不会影响其他模块。
- 异常处理：在项目中捕获和处理各种异常情况，保证程序的稳定性。比如在文件读取操作中，使用 try - catch 块捕获可能出现的 FileNotFoundException 等异常，避免程序因为文件读取失败而崩溃，并可以根据不同的异常情况给出相应的提示信息。
- 多态性：可以根据对象的实际类型动态调用相应的方法。例如，在一个图形绘制项目中，定义一个 Shape 父类，Rectangle 和 Circle 等子类继承自 Shape。可以创建一个 Shape 类型的数组，将 Rectangle 和 Circle 对象放入数组中，通过循环调用数组中对象的 draw 方法，根据对象的实际类型（Rectangle 或 Circle）绘制不同的图形，实现代码的灵活性和可扩展性。
JUC 包下的常用类及其作用：
- CountDownLatch：用于控制多个线程等待，直到某个条件满足后再一起执行。例如，在一个游戏场景中，有多个玩家角色，需要等待所有玩家都准备好（比如点击了“准备”按钮）后，游戏才能开始。可以使用 CountDownLatch，每个玩家准备好时调用 countDown()方法，主线程调用 await()方法等待，当计数器的值减为 0 时，游戏开始。
- CyclicBarrier：让一组线程互相等待，直到到达某个公共屏障点。比如在一个团队开发项目中，多个模块的开发人员完成各自的任务后，需要等待所有模块都完成集成测试才能进行正式发布。可以使用 CyclicBarrier，每个开发人员完成任务后调用 await()方法，当所有开发人员都调用 await()方法后，到达屏障点，进行集成测试。
- Semaphore：控制同时访问某个资源的线程数量。例如，在一个停车场管理系统中，停车场有固定数量的车位。可以使用 Semaphore 来控制进入停车场的车辆数量，当车位满时，其他车辆需要等待。每个车辆进入停车场时获取一个许可（调用 acquire()方法），离开停车场时释放许可（调用 release()方法）。
JVM 的内存模型：
- 堆：是 JVM 中最大的一块内存区域，用于存储对象实例。所有的对象实例都在堆中创建。例如，在一个 Java 程序中创建了多个 User 对象，这些 User 对象都存储在堆中。堆又可以分为新生代、老年代和永久代（在 JDK8 及以后，永久代被元空间取代）。新生代主要用于存放新创建的对象，老年代存放经过多次垃圾回收后仍然存活的对象。
- 栈：每个线程都有自己独立的栈空间，用于存储局部变量、方法调用等信息。当一个方法被调用时，会在栈中创建一个栈帧，栈帧中包含局部变量表、操作数栈等。例如，在一个方法中定义了局部变量 int num = 10; 这个变量 num 就存储在该方法对应的栈帧的局部变量表中。当方法执行结束，栈帧被销毁，局部变量也随之消失。
- 方法区：存储类信息、常量、静态变量等。例如，类的字节码文件加载到 JVM 后，类的元数据（如类名、方法名、字段信息等）就存放在方法区。方法区中的数据可以被多个线程共享。在 JDK8 及以后，方法区的实现发生了变化，使用元空间来代替永久代，元空间的内存不再在 JVM 内部，而是使用本地内存。
多线程编程中避免死锁的方法：
- 避免循环等待资源：多个线程在获取资源时按照一定的顺序进行，避免形成循环等待。例如，有线程 T1、T2 和资源 R1、R2。如果 T1 先获取 R1，T2 先获取 R2，然后 T1 尝试获取 R2，T2 尝试获取 R1，就会形成死锁。所以规定 T1 和 T2 都先获取 R1，再获取 R2，这样就不会出现死锁。
- 使用定时锁：在获取锁时设置一个超时时间，如果在规定时间内无法获取到锁，就放弃获取，避免一直等待导致死锁。例如，使用 Lock 接口的 tryLock(long timeout, TimeUnit unit)方法，设置一个超时时间，当超过这个时间仍未获取到锁时，方法返回 false，线程可以进行其他操作，而不是一直阻塞。
- 避免锁嵌套：尽量减少锁的嵌套使用，避免在持有一个锁的情况下再去获取另一个锁。例如，在一个方法中，不要在已经持有锁 A 的情况下，又去获取锁 B，这样容易导致死锁。如果确实需要在持有一个锁的情况下获取另一个锁，可以先释放当前持有的锁，再获取另一个锁，操作完成后再重新获取原来的锁。
线程池的核心参数及其作用：
- 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。例如，一个线程池的 corePoolSize 为 5，当提交 3 个任务时，会创建 3 个线程来执行这 3 个任务。
- maximumPoolSize：最大线程数。当提交的任务数大于 corePoolSize 且任务队列已满时，会创建新的线程，直到线程数达到 maximumPoolSize。如果此时线程数已经达到 maximumPoolSize，且任务队列也已满，那么后续提交的任务会根据拒绝策略进行处理。比如一个线程池的 maximumPoolSize 为 10，corePoolSize 为 5，任务队列容量为 3，当提交 8 个任务时，前 5 个任务由 corePoolSize 个线程执行，接下来 3 个任务放入任务队列，再提交任务时，会创建新的线程，直到线程数达到 10。
- keepAliveTime：线程池中的线程在空闲时的存活时间。当线程空闲时间超过 keepAliveTime 时，线程会被销毁，直到线程数不低于 corePoolSize。例如，keepAliveTime 设置为 60 秒，一个线程执行完任务后空闲了 70 秒，那么这个线程会被销毁。
- unit：keepAliveTime 的时间单位。可以是 TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MINUTES（分钟）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，任务会被放入任务队列中等待执行。常见的任务队列有 ArrayBlockingQueue（有界队列）、LinkedBlockingQueue（无界队列）等。例如，使用 ArrayBlockingQueue 作为任务队列，它有固定的容量，当任务队列已满且线程数达到 maximumPoolSize 时，后续任务会根据拒绝策略处理；而 LinkedBlockingQueue 是无界队列，理论上可以存放无限个任务，当线程数达到 maximumPoolSize 时，新提交的任务会一直存放在任务队列中。
- threadFactory：线程工厂，用于创建线程。可以通过自定义线程工厂来设置线程的名称、优先级等属性。例如，创建一个自定义的线程工厂，给每个创建的线程设置一个有意义的名称，方便在日志中查看线程的执行情况。
- handler：拒绝策略，当线程数达到 maximumPoolSize 且任务队列已满时，会调用拒绝策略来处理新提交的任务。常见的拒绝策略有 AbortPolicy（直接抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者线程执行任务）、DiscardPolicy（丢弃新提交的任务）、DiscardOldestPolicy（丢弃任务队列中最旧的任务）。
HashMap 的底层实现原理：
- 数组 + 链表 + 红黑树：HashMap 底层是一个数组，数组的每个元素是一个链表节点（JDK8 之前）或链表节点与红黑树节点（JDK8 及以后）。当向 HashMap 中插入键值对时，首先通过 key 的哈希值计算出在数组中的索引位置。如果该位置为空，直接插入新的节点；如果该位置不为空，就会形成链表，新节点会插入到链表的头部（JDK8 之前）。当链表长度达到一定阈值（默认 8）时，链表会转换为红黑树，以提高查找效率。例如，有一系列键值对，它们的哈希值经过计算后都映射到数组的同一个位置，就会在这个位置形成链表。随着插入的键值对越来越多，链表长度超过 8 时，就会将链表转换为红黑树。红黑树是一种自平衡二叉查找树，它的查找、插入和删除操作的时间复杂度都是 O(log n)，相比链表的 O(n) 大大提高了效率。在查找时，通过 key 的哈希值找到对应的数组位置，然后在链表或红黑树中进行查找。如果是链表，就依次遍历链表节点比较 key 是否相等；如果是红黑树，就按照红黑树的查找规则进行查找。
Spring 框架中依赖注入的方式：
- 构造器注入：通过构造函数来注入依赖。例如，有一个 UserService 类依赖于 UserDao 类，在 UserService 的构造函数中传入 UserDao 对象。这样当创建 UserService 对象时，就会同时注入 UserDao 对象。代码示例：

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

setter 注入：通过 setter 方法来注入依赖。还是以 UserService 和 UserDao 为例，在 UserService 中提供一个 setUserDao 方法，然后通过这个方法注入 UserDao 对象。代码示例：

public class UserService {
    private UserDao userDao;
    public void setUserDao(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }
    //...
}

基于注解的注入：使用 @Autowired 注解进行注入。可以在字段上使用 @Autowired，也可以在 setter 方法上使用 @Autowired。例如：

public class UserService {
    @Autowired
    private UserDao userDao;
    //...
}

Spring Boot 自动配置的原理：
- Spring Boot 自动配置是基于 Spring 的条件化配置实现的。它通过大量的 @Configuration 注解类和 @Conditional 注解来实现。当 Spring Boot 应用启动时，会扫描 classpath 下所有的 jar 包和配置类。这些配置类中定义了各种自动配置类，每个自动配置类都会根据特定的条件来决定是否生效。例如，当项目中引入了 Spring Data JPA 相关的依赖时，Spring Boot 会自动配置 JpaRepositoriesAutoConfiguration 类。这个类会根据一些条件，比如是否存在 JpaRepository 接口的实现类等，来决定是否创建 JPA 相关的组件，如 EntityManagerFactory、JpaTransactionManager 等。这些自动配置类还会导入一些默认的配置属性，开发者可以通过 application.properties 或 application.yml 文件来覆盖这些默认配置。同时，Spring Boot 还提供了一种机制，让开发者可以通过自定义配置类来进一步定制自动配置的行为。比如，开发者可以创建一个自己的配置类，继承自某个自动配置类，然后通过 @ConfigurationProperties 注解来绑定自定义的属性，从而改变自动配置的默认行为。
MyBatis 的缓存机制：
- 一级缓存：是 SqlSession 级别的缓存。当执行 SQL 查询时，会先从一级缓存中查找，如果找到对应的结果，就直接返回，不会再执行 SQL 查询。例如，在同一个 SqlSession 中，多次执行相同的查询语句，第一次查询后，结果会被缓存到一级缓存中，后续再次执行相同查询时，直接从缓存中获取结果。一级缓存的生命周期是 SqlSession 的生命周期，当 SqlSession 关闭时，一级缓存也会被清空。
- 二级缓存：是 namespace 级别的缓存。不同的 SqlSession 可以共享二级缓存。开启二级缓存后，对于同一个 namespace 下的查询，当一个 SqlSession 执行查询并将结果放入二级缓存后，其他 SqlSession 执行相同查询时可以从二级缓存中获取结果。例如，在一个项目中，有多个业务模块可能会执行相同的关于某个实体类的查询，开启二级缓存后，这些查询可以共享缓存结果。二级缓存的实现需要在 MyBatis 的配置文件中进行相关配置，并且实体类需要实现 Serializable 接口。当数据发生变化时，需要手动清空二级缓存，以保证缓存数据的一致性。