互联网大厂Java面试：核心知识大考验
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：Java核心知识包括面向对象、多态、继承这些，在项目里比如一个电商系统，商品类可以作为父类，不同类型的商品像电子产品、服装类商品就是子类，通过继承父类的属性和方法，能方便地管理商品信息。
面试官：不错，回答得很清晰。那再说说JUC包下的一些关键类及其作用。
王铁牛：比如说CountDownLatch吧，它可以让一个线程等待其他线程完成一组操作后再执行，像在一个任务依赖多个子任务完成的场景就很有用。
面试官：嗯，理解得挺到位。
第一轮结束。
面试官：谈谈JVM的内存模型以及垃圾回收机制。
王铁牛：JVM内存模型包括堆、栈、方法区等，垃圾回收机制就是自动回收不再使用的内存空间，像标记清除、标记整理算法之类的。
面试官：能详细说说标记清除算法的原理吗？
王铁牛：就是先标记出要回收的对象，然后统一清除掉。
面试官：那这种算法有什么缺点呢？
王铁牛：呃，会产生内存碎片吧。
第二轮结束。
面试官：讲讲多线程在高并发场景下的应用和注意事项。
王铁牛：多线程可以提高程序效率，在高并发时比如抢红包系统就会用到，但要注意线程安全问题，像同步锁的使用。
面试官：那线程池的原理和优势是什么？
王铁牛：线程池就是预先创建一些线程，重复使用，优势是减少线程创建和销毁的开销。
面试官：如何合理配置线程池的参数？
王铁牛：这个，根据任务类型和数量吧，我也不是特别清楚具体怎么配置。
第三轮结束。
面试结束后，面试官表示会让王铁牛回家等通知。从面试过程来看，王铁牛对一些基础和简单的问题回答得还不错，展现出了一定的Java知识储备。但在面对较复杂的问题时，回答得不够清晰和深入，比如标记清除算法的缺点阐述得不够全面，线程池参数配置也回答得比较模糊。整体而言，还需要进一步提升对复杂技术点的理解和掌握程度，才能更好地应对大厂的面试要求。
答案：
- Java核心知识在实际项目中的应用场景：
- 面向对象：以电商系统为例，商品类作为父类，包含商品的通用属性和方法，如名称、价格、描述等。不同类型的商品，如电子产品、服装类商品等作为子类，继承父类的属性和方法，并可以根据自身特点添加特定的属性和方法。比如电子产品类可以有品牌、型号、功能介绍等属性，服装类商品可以有尺码、颜色、材质等属性。这样通过继承实现了代码的复用和扩展，方便管理不同类型商品的信息。
- JUC包下的关键类及其作用 - CountDownLatch：
- 作用：CountDownLatch允许一个或多个线程等待其他一组线程完成操作后再继续执行。例如，在一个任务依赖多个子任务完成的场景中很有用。比如有一个数据统计任务，它需要等待多个数据采集子任务完成后才能进行统计。可以创建一个CountDownLatch对象，其构造函数传入子任务的数量。每个子任务完成后调用CountDownLatch的countDown()方法，主线程在需要等待所有子任务完成的地方调用CountDownLatch的await()方法，当CountDownLatch的计数值减为0时，await()方法返回，主线程继续执行统计任务。
- JVM的内存模型以及垃圾回收机制 - 标记清除算法：
- 原理：标记清除算法是垃圾回收算法中的一种。它分为两个阶段，首先是标记阶段，虚拟机通过根节点，从引用链开始遍历，标记出所有需要回收的对象。然后进入清除阶段，将标记的对象所占用的内存空间进行释放。
- 缺点：这种算法会产生大量的内存碎片。因为在清除对象后，内存空间会出现不连续的空闲区域，这些碎片可能导致后续在分配较大对象时，由于无法找到连续的足够大内存空间，从而不得不提前触发垃圾回收，降低了内存的利用率和程序的运行效率。
- 多线程在高并发场景下的应用和注意事项：
- 应用：在高并发场景下，多线程可以显著提高程序的处理能力。例如抢红包系统，大量用户同时抢红包，使用多线程可以让每个用户的抢红包操作并发执行，提高响应速度。每个线程负责处理一个用户的抢红包请求，多个线程同时运行，大大缩短了用户等待的时间。
- 注意事项：要特别注意线程安全问题。因为多个线程同时访问和修改共享资源时可能会出现数据不一致的情况。比如多个线程同时对一个共享的账户余额进行操作，如果不进行同步控制，可能会导致余额计算错误。通常使用同步锁（如synchronized关键字）来保证同一时间只有一个线程能访问共享资源，从而确保数据的一致性和线程安全。
- 线程池的原理和优势：
- 原理：线程池是一种预先创建一定数量线程的技术。当有任务提交时，从线程池中获取一个空闲线程来执行任务。如果线程池中的线程都在忙碌，任务会被放入任务队列中等待。当线程执行完任务后，不会被销毁，而是返回线程池继续等待新的任务。这样通过重复利用线程，减少了线程创建和销毁的开销。
- 优势：主要优势在于减少了线程创建和销毁的时间开销。创建一个线程需要分配内存、初始化栈等操作，销毁线程也有相应的资源回收操作，这些操作都比较耗时。使用线程池可以避免频繁的线程创建和销毁，提高系统的性能和响应速度。同时，线程池还可以对线程进行统一管理和控制，比如设置线程的最大数量、核心线程数等，便于优化系统资源的使用。
- 如何合理配置线程池的参数：
- 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。一般根据任务的类型和性质来设置。如果任务是CPU密集型的，核心线程数可以设置为CPU核心数+1，这样可以让每个CPU核心都能充分利用，同时避免过多线程竞争CPU资源导致上下文切换开销过大。如果任务是I/O密集型的，核心线程数可以适当设置大一些，因为I/O操作时间较长，线程在等待I/O时可以去执行其他任务，例如可以根据机器的CPU核心数和I/O设备的性能来估算，设置为CPU核心数的2 - 4倍等。
- 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直到线程数达到maximumPoolSize。这个值的设置要综合考虑系统的资源限制和任务的特性。如果设置过大，可能会导致系统资源耗尽，因为过多的线程会竞争系统资源，如内存、文件描述符等。如果设置过小，当任务突发增加时，可能会导致任务处理不及时，任务队列堆积。一般可以根据系统的硬件资源，如内存大小、CPU性能等，以及预计的最大并发任务数来设置。例如，如果系统有8GB内存，每个线程平均占用200MB内存，那么最大线程数可以设置为40左右，但还要考虑其他因素的影响进行调整。
- keepAliveTime（线程存活时间）：当线程数大于corePoolSize时，多余的线程在空闲一段时间后会被销毁，这个空闲时间就是keepAliveTime。它的设置要根据任务的执行频率来确定。如果任务执行比较频繁，keepAliveTime可以设置得短一些，避免过多空闲线程占用资源。如果任务执行间隔较长，keepAliveTime可以适当设置长一些，以便在有新任务时能快速复用线程。例如，如果任务每隔几分钟才执行一次，keepAliveTime可以设置为几分钟，这样在这段时间内线程不会被销毁，当新任务到来时可以立即执行。
- unit（时间单位）：keepAliveTime的时间单位，常见的有TimeUnit.MILLISECONDS（毫秒）、TimeUnit.SECONDS（秒）、TimeUnit.MINUTES（分钟）等，根据实际需求选择合适的时间单位。
- workQueue（任务队列）：用于存放提交的任务，当线程池中的线程都在忙碌时，新提交的任务会被放入任务队列中。常见的任务队列有ArrayBlockingQueue（有界队列）、LinkedBlockingQueue（无界队列）、SynchronousQueue（同步队列）等。有界队列可以限制任务队列的大小，避免任务堆积过多导致系统资源耗尽。无界队列可以存放无限数量的任务，但如果任务提交速度过快，可能会导致内存耗尽。同步队列不存储任务，它会直接将任务传递给线程执行，如果没有空闲线程，则会创建新线程（前提是线程数未达到maximumPoolSize）。选择哪种任务队列要根据系统的需求和场景来决定。例如，如果预计任务量不会太大且希望限制任务队列大小，可以选择ArrayBlockingQueue；如果任务量较大且不担心内存耗尽，可以选择LinkedBlockingQueue。
