《互联网大厂 Java 面试：核心知识、框架与中间件大考验》

伟大的攻城狮
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《互联网大厂 Java 面试：核心知识、框架与中间件大考验》

在互联网大厂宽敞明亮的面试室内，严肃的面试官坐在桌前，对面坐着略显紧张的求职者王铁牛。一场对 Java 核心知识、JUC、JVM 等多方面技术的面试即将展开。

第一轮面试 面试官：首先问你几个基础的 Java 核心知识问题。Java 中的基本数据类型有哪些？ 王铁牛：Java 的基本数据类型有 byte、short、int、long、float、double、char、boolean。 面试官：回答得不错。那你说说 String 类为什么是不可变的？ 王铁牛：因为 String 类被 final 修饰，它的成员变量也是 final 的，所以它是不可变的。 面试官：很好。那在 Java 中，继承和组合有什么区别呢？ 王铁牛：继承是子类继承父类的属性和方法，是一种“is - a”的关系；组合是一个类包含另一个类的对象，是“has - a”的关系。 面试官：非常棒，基础很扎实。下面我们进入第二轮。

第二轮面试 面试官：现在我们聊聊 JUC 和多线程相关的。什么是线程安全？ 王铁牛：线程安全就是在多线程环境下，对共享资源的访问不会出现数据不一致等问题。 面试官：那你说说 CountDownLatch 的作用是什么？ 王铁牛：CountDownLatch 可以让一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。 面试官：那线程池的核心参数有哪些呢？ 王铁牛：线程池的核心参数有 corePoolSize（核心线程数）、maximumPoolSize（最大线程数）、keepAliveTime（线程存活时间）、TimeUnit（时间单位）、workQueue（工作队列）、threadFactory（线程工厂）、handler（拒绝策略）。 面试官：回答得很全面。不过接下来的问题会有点难度，准备好进入第三轮。

第三轮面试 面试官：我们来谈谈一些框架和中间件。Spring 中的 AOP 是如何实现的？ 王铁牛：这个……好像是用代理模式，具体我有点说不清楚。 面试官：那 Spring Boot 自动配置的原理是什么呢？ 王铁牛：就是自动配置一些东西吧，具体的细节我不太记得了。 面试官：MyBatis 是如何实现 SQL 语句的映射的？ 王铁牛：好像是用 XML 文件或者注解，但是具体怎么弄我不太明白。 面试官：看来你对这些框架的理解还不够深入。Dubbo 是做什么的，它的工作原理是什么？ 王铁牛：Dubbo 好像是个分布式服务框架，原理我不太清楚。

面试结束后，面试官表情严肃地说：“王铁牛，从面试情况来看，你对 Java 基础核心知识掌握得还不错，在多线程和线程池方面也有一定的了解。但是对于 Spring、Spring Boot、MyBatis 以及 Dubbo 这些框架和中间件的理解不够深入，回答不够清晰准确。我们会综合考虑这次面试的情况，你先回家等通知吧。”

问题答案

  1. Java 中的基本数据类型有哪些？ Java 中有 8 种基本数据类型，分为 4 类：

    • 整数类型：
      • byte：8 位，有符号，取值范围是 -128 到 127。
      • short：16 位，有符号，取值范围是 -32768 到 32767。
      • int：32 位，有符号，取值范围是 -2147483648 到 2147483647。
      • long：64 位，有符号，取值范围是 -9223372036854775808 到 9223372036854775807，使用时需要在数字后面加 L。
    • 浮点类型：
      • float：32 位，单精度浮点数，使用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，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. String 类为什么是不可变的？ String 类被设计为不可变的，主要有以下几个原因：

    • 安全性：在多线程环境下，如果 String 是可变的，一个线程修改了 String 的值，可能会影响其他线程的使用，导致数据不一致。不可变的 String 可以保证线程安全。
    • 缓存：String 类内部有一个字符串常量池，当创建一个 String 对象时，如果常量池中已经存在相同的字符串，就会直接返回常量池中的对象，避免重复创建。如果 String 是可变的，这种缓存机制就无法实现。
    • 作为哈希键：在使用 HashMap、HashSet 等集合时，通常会使用 String 作为键。不可变的 String 可以保证其哈希码在对象创建后不会改变，从而保证哈希表的正确性。
    • 类的设计：String 类被 final 修饰，这意味着它不能被继承。同时，它的成员变量 value 也是 final 的，value 是一个 char 数组，用于存储字符串的字符序列。虽然 final 修饰的数组引用不能改变，但是数组的内容可以改变，不过 String 类没有提供修改数组内容的方法，所以字符串是不可变的。

  3. 在 Java 中，继承和组合有什么区别呢？

    • 继承：
      • 概念：继承是指一个子类继承父类的属性和方法，子类可以使用父类的非私有成员，并且可以重写父类的方法。继承体现了“is - a”的关系，例如“猫是一种动物”，可以设计一个 Cat 类继承自 Animal 类。
      • 优点：代码复用性高，子类可以直接使用父类的方法和属性，减少了代码的重复编写。
      • 缺点：子类和父类的耦合度高，如果父类的代码发生变化，可能会影响到子类。而且 Java 只支持单继承，一个子类只能有一个父类。
    • 组合：
      • 概念：组合是指一个类包含另一个类的对象，通过这个对象来使用另一个类的功能。组合体现了“has - a”的关系，例如“汽车有一个发动机”，可以在 Car 类中包含一个 Engine 类的对象。
      • 优点：耦合度低，一个类的变化不会影响到另一个类。而且可以灵活地组合不同的类，实现更复杂的功能。
      • 缺点：代码的复杂度可能会增加，需要管理多个对象之间的关系。

  4. 什么是线程安全？ 线程安全是指在多线程环境下，对共享资源的访问不会出现数据不一致、脏读、幻读等问题。当多个线程同时访问一个共享资源时，如果没有进行适当的同步控制，可能会导致数据的错误。例如，多个线程同时对一个计数器进行自增操作，如果没有进行同步，可能会出现计数器的值不准确的情况。为了保证线程安全，可以使用同步机制，如 synchronized 关键字、Lock 接口等。

  5. CountDownLatch 的作用是什么？ CountDownLatch 是 Java 并发包（JUC）中的一个同步工具类，它可以让一个或多个线程等待其他线程完成操作后再继续执行。CountDownLatch 内部维护了一个计数器，在创建 CountDownLatch 对象时需要指定计数器的初始值。当一个线程完成任务后，可以调用 countDown() 方法将计数器减 1。其他线程可以调用 await() 方法等待计数器的值变为 0。一旦计数器的值变为 0，所有等待的线程都会被唤醒继续执行。例如，在一个多线程的任务中，主线程需要等待所有子线程完成任务后再继续执行，就可以使用 CountDownLatch 来实现。

  6. 线程池的核心参数有哪些？ 线程池的核心参数有以下 7 个：

    • corePoolSize（核心线程数）：线程池中的核心线程数量，当提交的任务数小于核心线程数时，线程池会创建新的线程来执行任务。
    • maximumPoolSize（最大线程数）：线程池允许创建的最大线程数量。当任务数超过核心线程数且工作队列已满时，线程池会创建新的线程，直到达到最大线程数。
    • keepAliveTime（线程存活时间）：当线程池中的线程数量超过核心线程数时，多余的空闲线程在等待新任务的最长时间。如果在这个时间内没有新任务，线程就会被销毁。
    • TimeUnit（时间单位）：keepAliveTime 的时间单位，例如 TimeUnit.SECONDS 表示秒。
    • workQueue（工作队列）：用于存储等待执行的任务的队列。常见的工作队列有 ArrayBlockingQueue（有界队列）、LinkedBlockingQueue（无界队列）、SynchronousQueue（同步队列）等。
    • threadFactory（线程工厂）：用于创建线程的工厂，通过线程工厂可以自定义线程的名称、优先级等属性。
    • handler（拒绝策略）：当线程池的工作队列已满且线程数量达到最大线程数时，新提交的任务会触发拒绝策略。常见的拒绝策略有 AbortPolicy（直接抛出异常）、CallerRunsPolicy（由调用线程执行任务）、DiscardPolicy（直接丢弃任务）、DiscardOldestPolicy（丢弃队列中最老的任务）。

  7. Spring 中的 AOP 是如何实现的？ Spring 中的 AOP（面向切面编程）主要通过代理模式来实现，有两种代理方式：

    • JDK 动态代理：JDK 动态代理是基于接口的代理，当目标对象实现了接口时，Spring 会使用 JDK 动态代理。JDK 动态代理通过 java.lang.reflect.Proxy 类和 java.lang.reflect.InvocationHandler 接口来实现。Proxy 类可以创建代理对象，InvocationHandler 接口用于定义代理对象的方法调用逻辑。当调用代理对象的方法时，会调用 InvocationHandler 的 invoke() 方法，在 invoke() 方法中可以添加额外的逻辑，如日志记录、事务管理等。
    • CGLIB 代理：当目标对象没有实现接口时，Spring 会使用 CGLIB 代理。CGLIB 是一个强大的、高性能的代码生成库，它通过继承目标对象来创建代理对象。CGLIB 会生成一个子类，并重写目标对象的方法，在重写的方法中添加额外的逻辑。

  8. Spring Boot 自动配置的原理是什么？ Spring Boot 自动配置的核心原理是基于条件注解和类路径扫描。具体步骤如下：

    • 启动类注解：Spring Boot 应用的启动类上通常会有 @SpringBootApplication 注解，它是一个组合注解，包含了 @SpringBootConfiguration、@EnableAutoConfiguration 和 @ComponentScan 注解。
    • 自动配置类加载：@EnableAutoConfiguration 注解会触发 Spring Boot 自动配置机制，它会通过 META - INF/spring.factories 文件加载所有的自动配置类。这个文件中定义了一系列的自动配置类，每个自动配置类都是一个 Java 类，用于配置特定的功能。
    • 条件注解筛选：自动配置类中会使用大量的条件注解，如 @ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean 等。这些条件注解会根据类路径中是否存在某个类、容器中是否存在某个 Bean 等条件来决定是否启用该自动配置类。例如，@ConditionalOnClass 表示只有当类路径中存在指定的类时，该自动配置类才会生效。
    • 配置属性绑定：自动配置类会读取配置文件（如 application.properties 或 application.yml）中的配置属性，并将其绑定到相应的 Java 对象上。通过这种方式，用户可以自定义自动配置的行为。

  9. MyBatis 是如何实现 SQL 语句的映射的？ MyBatis 实现 SQL 语句的映射有两种方式：

    • XML 映射文件：
      • 定义映射文件：创建一个 XML 文件，通常以 .xml 结尾，在文件中使用 <mapper> 标签作为根标签，通过 <select>、<insert>、<update>、<delete> 等标签来定义 SQL 语句。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>

    - **绑定接口方法**：在 Java 接口中定义与 XML 映射文件中 SQL 语句对应的方法，方法名和参数要与 XML 中的 `id` 和 `parameterType` 对应。例如：

public interface UserDao {
    User getUserById(int id);
}

- **注解方式**：
    - **在接口方法上添加注解**：直接在 Java 接口的方法上使用 `@Select`、`@Insert`、`@Update`、`@Delete` 等注解来定义 SQL 语句。例如：

public interface UserDao {
    @Select("SELECT * FROM users WHERE id = #{id}")
    User getUserById(int id);
}

MyBatis 在运行时会根据接口方法和映射关系，将方法调用转换为对应的 SQL 语句执行，并将查询结果映射到 Java 对象上。

  1. Dubbo 是做什么的，它的工作原理是什么？
    • Dubbo 的作用：Dubbo 是阿里巴巴开源的一个高性能、轻量级的分布式服务框架，用于解决分布式系统中服务之间的调用问题。它可以实现服务的注册与发现、远程调用、负载均衡、集群容错等功能，帮助开发者构建分布式应用。
    • Dubbo 的工作原理：
      • 服务注册：服务提供者在启动时，会将自己提供的服务信息（如服务接口、服务地址等）注册到注册中心（如 Zookeeper、Nacos 等）。
      • 服务发现：服务消费者在启动时，会从注册中心获取服务提供者的地址信息，并缓存到本地。
      • 远程调用：当服务消费者需要调用服务提供者的服务时，会根据本地缓存的服务提供者地址，通过网络协议（如 Dubbo 协议、HTTP 协议等）发起远程调用。
      • 负载均衡：如果有多个服务提供者提供相同的服务，Dubbo 会根据负载均衡策略（如随机、轮询、最少活跃调用数等）选择一个服务提供者进行调用。
      • 集群容错：当服务调用失败时，Dubbo 会根据集群容错策略（如失败重试、快速失败等）进行处理，确保服务调用的可靠性。
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