《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，严肃的面试官正襟危坐，对面坐着略显紧张的求职者王铁牛。一场关于 Java 核心知识的面试即将拉开帷幕。

第一轮提问 面试官：首先，我问几个基础的 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 Java 中重写和重载的区别是什么？ 王铁牛：重写是子类对父类中已有方法的重新实现，方法名、参数列表和返回值类型都要一样，访问修饰符不能比父类的更严格。重载是在同一个类中，方法名相同但参数列表不同，和返回值类型无关。 面试官：非常好。那 final、finally、finalize 有什么区别？ 王铁牛：final 可以修饰类、方法和变量，修饰类时类不能被继承，修饰方法时方法不能被重写，修饰变量时变量变成常量。finally 是在异常处理中，无论是否发生异常，finally 块中的代码都会执行。finalize 是 Object 类的一个方法，在对象被垃圾回收之前会调用这个方法。 面试官：你的基础很扎实，继续保持。

第二轮提问 面试官：接下来聊聊 JUC 和多线程相关的。什么是线程池，使用线程池有什么好处？ 王铁牛：线程池就是预先创建好一定数量的线程，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，提高系统的响应速度，还能更好地管理线程数量，避免创建过多线程导致系统资源耗尽。 面试官：不错。那你说说线程池的几种创建方式有哪些？ 王铁牛：可以通过 Executors 工具类创建，比如 newFixedThreadPool 可以创建固定大小的线程池，newCachedThreadPool 可以创建可缓存的线程池，newSingleThreadExecutor 可以创建单线程的线程池。 面试官：那在使用线程池时，如何避免线程池出现 OOM（OutOfMemoryError）问题？ 王铁牛：呃……这个嘛，我觉得就是不要让线程池里的任务太多吧，具体的我不太确定。 面试官：这部分回答得不够清晰，你后续还需要深入学习。我们接着下一个问题，说说 synchronized 和 ReentrantLock 的区别。 王铁牛：synchronized 是 Java 的关键字，是隐式锁，会自动释放锁。ReentrantLock 是一个类，是显式锁，需要手动释放锁。

第三轮提问 面试官：现在来谈谈一些框架和中间件。Spring 框架的核心特性有哪些？ 王铁牛：Spring 框架的核心特性有 IoC（控制反转）和 AOP（面向切面编程）。IoC 是将对象的创建和依赖关系的管理交给 Spring 容器，AOP 是在不修改原有代码的基础上，对程序进行增强。 面试官：很好。那 Spring Boot 相对于 Spring 有什么优势？ 王铁牛：Spring Boot 简化了 Spring 项目的配置，它有自动配置功能，能快速搭建项目，还内置了嵌入式服务器，方便开发和部署。 面试官：说说 MyBatis 的工作原理是什么？ 王铁牛：呃……MyBatis 嘛，就是和数据库交互的，具体原理我有点说不清楚。 面试官：那 Dubbo 是做什么的，它的核心组件有哪些？ 王铁牛：Dubbo 是一个分布式服务框架，组件嘛，我就记得有服务提供者和服务消费者，其他的不太记得了。

面试接近尾声，面试官放下手中的笔，表情严肃地说：“今天的面试就到这里，你在基础的 Java 核心知识方面回答得不错，对线程池和 Spring 框架也有一定的了解，但在一些复杂问题上，比如避免线程池 OOM 问题、MyBatis 工作原理和 Dubbo 核心组件等方面，回答得不够清晰和完整。我们会综合考虑这次面试的情况，你回家等通知吧。”

答案详解

第一轮问题答案

  1. Java 中的基本数据类型：
    • byte：8 位有符号整数，取值范围 -128 到 127。
    • short：16 位有符号整数，取值范围 -32768 到 32767。
    • int：32 位有符号整数，取值范围 -2147483648 到 2147483647。
    • long：64 位有符号整数，取值范围 -9223372036854775808 到 9223372036854775807，定义时需要在数字后面加 L。
    • float：32 位单精度浮点数，定义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。
    • char：16 位 Unicode 字符，用于表示单个字符，用单引号括起来。
    • boolean：只有两个值，true 和 false，用于逻辑判断。
  2. 重写和重载的区别：
    • 重写（Override）：发生在子类和父类之间，子类重写父类的方法。方法名、参数列表和返回值类型必须相同（返回值类型在 Java 5 及以后支持协变返回类型），访问修饰符不能比父类的更严格，抛出的异常不能比父类的更宽泛。重写是实现多态的一种方式。
    • 重载（Overload）：发生在同一个类中，方法名相同但参数列表不同（参数的类型、个数或顺序不同），和返回值类型无关。重载可以提高代码的可读性和可维护性。
  3. final、finally、finalize 的区别：
    • final：
      • 修饰类：类不能被继承，如 String 类就是用 final 修饰的。
      • 修饰方法：方法不能被重写。
      • 修饰变量：变量变成常量，一旦赋值就不能再修改。如果是引用类型的变量，其引用不能改变，但对象的内容可以改变。
    • finally：在异常处理中，无论 try 块中是否发生异常，finally 块中的代码都会执行。常用于释放资源，如关闭文件、数据库连接等。
    • finalize：是 Object 类的一个方法，当对象被垃圾回收器回收之前会调用这个方法。不过由于垃圾回收的不确定性，不建议依赖 finalize 方法来释放资源。

第二轮问题答案

  1. 线程池的概念和好处：
    • 概念：线程池是一种多线程处理形式，处理过程中将任务添加到队列，然后在创建线程后自动启动这些任务。线程池中的线程可以反复使用，避免了频繁创建和销毁线程的开销。
    • 好处：
      • 降低资源消耗：减少了线程创建和销毁的开销，提高了系统的性能。
      • 提高响应速度：当有任务提交时，线程池中已经有线程可以立即执行任务，无需等待线程创建。
      • 便于线程管理：可以控制线程池中的线程数量，避免创建过多线程导致系统资源耗尽。
  2. 线程池的创建方式：
    • newFixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池，线程数量固定，当有新任务提交时，如果线程池中有空闲线程，则立即执行任务，否则将任务放入队列中等待。
    • newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池，如果线程池中的线程数量超过了处理任务所需的线程数量，空闲时间超过 60 秒的线程会被回收。当有新任务提交时，如果有空闲线程则使用空闲线程，否则创建新线程执行任务。
    • newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池，线程池中只有一个线程，所有任务按照提交的顺序依次执行。
    • 除了使用 Executors 工具类，还可以通过 ThreadPoolExecutor 类来创建线程池，这种方式可以更灵活地配置线程池的参数。
  3. 避免线程池出现 OOM 问题：
    • 合理配置线程池参数：包括核心线程数、最大线程数、队列容量等。核心线程数是线程池始终保持的线程数量，最大线程数是线程池允许的最大线程数量，队列用于存储等待执行的任务。
    • 选择合适的队列：不同的队列有不同的特性，如 ArrayBlockingQueue 是有界队列，LinkedBlockingQueue 可以是有界或无界队列。使用有界队列可以避免队列无限增长导致内存溢出。
    • 监控线程池状态：通过监控线程池的线程数量、队列长度等指标，及时发现线程池的异常情况并进行调整。
  4. synchronized 和 ReentrantLock 的区别：
    • 语法层面：synchronized 是 Java 的关键字，是隐式锁，在方法或代码块前加上 synchronized 关键字即可使用。ReentrantLock 是一个类，需要手动创建对象并调用 lock() 和 unlock() 方法来加锁和解锁。
    • 锁的释放：synchronized 会在代码块或方法执行完毕后自动释放锁，而 ReentrantLock 需要手动调用 unlock() 方法释放锁，通常在 finally 块中调用，以确保锁一定会被释放。
    • 锁的特性：ReentrantLock 提供了更多的特性，如可中断锁、公平锁等。可中断锁可以在等待锁的过程中被中断，公平锁可以保证线程按照请求锁的顺序获取锁。

第三轮问题答案

  1. Spring 框架的核心特性：
    • IoC（控制反转）：也称为依赖注入（DI），是指将对象的创建和依赖关系的管理交给 Spring 容器。在传统的编程中，对象的创建和依赖关系是由对象本身来管理的，而在 Spring 中，对象的创建和依赖关系由 Spring 容器负责。通过 IoC，可以降低对象之间的耦合度，提高代码的可维护性和可测试性。
    • AOP（面向切面编程）：是一种编程范式，它允许在不修改原有代码的基础上，对程序进行增强。AOP 主要用于处理一些横切关注点，如日志记录、事务管理、权限验证等。在 Spring 中，AOP 是通过代理模式实现的，可以使用 JDK 动态代理或 CGLIB 代理。
  2. Spring Boot 相对于 Spring 的优势：
    • 简化配置：Spring Boot 提供了自动配置功能，根据项目的依赖和配置，自动为项目配置 Spring 框架的各种组件，减少了大量的 XML 配置文件和 Java 配置类。
    • 快速搭建项目：Spring Boot 提供了 Spring Initializr 工具，可以快速生成项目骨架，包含了项目所需的依赖和配置文件，开发者可以直接开始编写业务代码。
    • 内置嵌入式服务器：Spring Boot 内置了 Tomcat、Jetty 等嵌入式服务器，无需额外部署服务器，方便开发和部署。
  3. MyBatis 的工作原理：
    • 读取配置文件：MyBatis 首先读取配置文件，包括数据库连接信息、Mapper 映射文件等。
    • 创建 SqlSessionFactory：根据配置文件创建 SqlSessionFactory，它是 MyBatis 的核心对象，用于创建 SqlSession。
    • 创建 SqlSession：SqlSession 是 MyBatis 提供的一个会话对象，用于执行 SQL 语句。通过 SqlSession 可以获取 Mapper 接口的代理对象。
    • 执行 SQL 语句：通过 Mapper 接口的代理对象执行 SQL 语句，MyBatis 会根据 Mapper 映射文件中的 SQL 语句和参数，与数据库进行交互，并将查询结果封装成 Java 对象返回。
  4. Dubbo 的作用和核心组件：
    • 作用：Dubbo 是一个高性能的分布式服务框架，用于解决分布式系统中服务之间的调用问题。它提供了服务注册与发现、远程调用、负载均衡、集群容错等功能，帮助开发者快速构建分布式系统。
    • 核心组件：
      • 服务提供者（Provider）：暴露服务的一方，将自己的服务注册到注册中心。
      • 服务消费者（Consumer）：调用服务的一方，从注册中心获取服务提供者的地址信息，并调用服务。
      • 注册中心（Registry）：负责服务的注册和发现，服务提供者将服务信息注册到注册中心，服务消费者从注册中心获取服务信息。
      • 监控中心（Monitor）：负责收集服务的调用信息，如调用次数、调用时间等，用于监控服务的性能和健康状况。
      • 容器（Container）：负责启动、加载和运行服务提供者。
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