《互联网大厂 Java 面试：核心知识、框架与组件大考验》本文围绕互联网大厂 Java 求职者面试展开，严肃面试官对王铁

互联网大厂 Java 面试：核心知识、框架与组件大考验

在互联网大厂的一间明亮的面试室内，严肃的面试官坐在桌子的一侧，对面坐着略显紧张的求职者王铁牛。面试开始，一场对 Java 核心知识的考验拉开了帷幕。

第一轮提问 面试官：首先问你几个基础的 Java 核心知识问题。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两种，一种是方法重载，在同一个类中，多个方法可以有相同的名字，但参数列表不同；另一种是方法重写，子类可以重写父类的方法。 面试官：回答得不错。那说说 HashMap 的底层数据结构是什么？ 王铁牛：HashMap 的底层数据结构是数组 + 链表 + 红黑树。当链表长度超过 8 且数组长度大于 64 时，链表会转换为红黑树，以提高查找效率。 面试官：很好。再问你，ArrayList 是线程安全的吗？如果不是，有什么替代方案？ 王铁牛：ArrayList 不是线程安全的。可以使用 Vector 或者使用 Collections.synchronizedList 方法将 ArrayList 包装成线程安全的列表，也可以使用 CopyOnWriteArrayList。 面试官：非常棒，基础掌握得很扎实。

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？线程池有什么作用？ 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。它的作用主要是减少线程创建和销毁的开销，提高系统的性能和稳定性。 面试官：那你说说线程池的几个重要参数分别代表什么含义？ 王铁牛：呃……这个，有核心线程数，还有……最大线程数，其他的我有点记不清了。 面试官：没关系，再问你，JVM 的内存模型是怎样的？ 王铁牛：JVM 内存模型嘛，好像有堆、栈，还有……其他的我也说不太清楚了。 面试官：这部分知识还需要加强啊。

第三轮提问 面试官：现在考察一下框架相关的知识。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。依赖注入可以降低代码的耦合度，面向切面编程可以实现一些通用的功能，比如日志记录、事务管理等。 面试官：那 Spring Boot 和 Spring 有什么区别和联系？ 王铁牛：这个……Spring Boot 好像是对 Spring 的简化，让开发更方便，但具体的区别我说不太明白。 面试官：再问你，MyBatis 的工作原理是什么？ 王铁牛：我只知道 MyBatis 是一个持久层框架，具体的工作原理我不太清楚。 面试官：看来你对框架的理解还不够深入。

面试接近尾声，面试官整理了一下手中的资料，看着王铁牛说：“今天的面试就到这里了，你回去等通知吧。在 Java 核心知识的基础部分你掌握得还可以，对一些简单的概念回答得比较准确，这点值得肯定。但是在 JUC、JVM、框架等方面，你还有很多需要学习和提升的地方。对于线程池的参数、JVM 内存模型、Spring Boot 与 Spring 的区别以及 MyBatis 的工作原理等知识，你回答得不够清晰或者干脆回答不上来。希望你在后续可以加强这些方面的学习，提升自己的技术能力。我们会在之后的时间内综合评估你的表现，再给你答复，祝你好运。”

以下是问题的详细答案：

Java 中多态的实现方式有哪些？
- 方法重载（Overloading）：在同一个类中，多个方法可以有相同的名字，但参数列表（参数的类型、个数、顺序）不同。方法重载是编译时多态，编译器根据调用方法时传递的参数来决定调用哪个重载方法。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）：子类可以重写父类的方法，方法名、参数列表和返回类型都要相同（返回类型可以是父类方法返回类型的子类，称为协变返回类型）。方法重写是运行时多态，在运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个类的重写方法。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？
- HashMap 的底层数据结构是数组 + 链表 + 红黑树。数组被称为哈希桶，每个桶存储一个链表或红黑树的头节点。当向 HashMap 中插入一个键值对时，首先通过键的哈希值计算出在数组中的索引位置，然后将键值对插入到该位置对应的链表或红黑树中。
- 当链表长度超过 8 且数组长度大于 64 时，链表会转换为红黑树，以提高查找效率。当红黑树的节点数小于 6 时，红黑树会转换回链表。
ArrayList 是线程安全的吗？如果不是，有什么替代方案？
- ArrayList 不是线程安全的。在多线程环境下，如果多个线程同时对 ArrayList 进行读写操作，可能会导致数据不一致、数组越界等问题。
- 替代方案：
  - Vector：Vector 是线程安全的，它的方法都使用了 synchronized 关键字进行同步，保证了线程安全，但性能较低。
  - Collections.synchronizedList：可以使用 Collections.synchronizedList 方法将 ArrayList 包装成线程安全的列表。例如：

List<String> list = new ArrayList<>();
List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);

    - CopyOnWriteArrayList：CopyOnWriteArrayList 是一个线程安全的列表，它采用写时复制的策略。当进行写操作时，会复制一份新的数组，在新数组上进行操作，操作完成后再将新数组赋值给原数组。读操作不需要加锁，因此读操作的性能较高，但写操作的性能较低，适用于读多写少的场景。

4. 什么是线程池？线程池有什么作用？ - 线程池是一种线程使用模式。线程池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。任务执行完后，线程不会销毁，而是返回线程池等待下一个任务。 - 作用： - 减少线程创建和销毁的开销：创建和销毁线程需要消耗系统资源，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的线程可以立即执行任务，不需要等待线程的创建。 - 便于线程的管理：线程池可以对线程进行统一的管理，例如设置线程的最大数量、线程的存活时间等。 5. 线程池的几个重要参数分别代表什么含义？ - corePoolSize：核心线程数，线程池在初始化时会创建 corePoolSize 个线程，当有任务提交时，首先会使用这些核心线程来执行任务。 - maximumPoolSize：最大线程数，线程池允许创建的最大线程数。当核心线程都在执行任务，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。 - keepAliveTime：线程的存活时间，当线程空闲时间超过 keepAliveTime 时，线程会被销毁，直到线程数减少到 corePoolSize。 - unit：keepAliveTime 的时间单位，例如 TimeUnit.SECONDS 表示秒。 - workQueue：任务队列，用于存储提交的任务。当核心线程都在执行任务时，新提交的任务会被放入任务队列中等待执行。常见的任务队列有 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue 等。 - 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。 - handler：任务拒绝策略，当线程池的线程数达到 maximumPoolSize 且任务队列已满时，新提交的任务会被拒绝，此时会调用任务拒绝策略来处理被拒绝的任务。常见的任务拒绝策略有 AbortPolicy（直接抛出异常）、CallerRunsPolicy（由调用线程来执行任务）等。 6. JVM 的内存模型是怎样的？ - JVM 内存模型主要包括以下几个部分： - 程序计数器（Program Counter Register）：每个线程都有一个独立的程序计数器，它指向当前线程正在执行的字节码指令的地址。如果线程正在执行的是一个 Java 方法，计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是本地方法，计数器的值为空。 - Java 虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：每个线程在创建时都会创建一个虚拟机栈，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法在执行时都会创建一个栈帧，栈帧入栈表示方法开始执行，栈帧出栈表示方法执行结束。 - 本地方法栈（Native Method Stacks）：与虚拟机栈类似，本地方法栈用于支持本地方法的执行，本地方法是使用非 Java 语言实现的方法。 - Java 堆（Java Heap）：Java 堆是 JVM 中最大的一块内存区域，所有的对象实例和数组都在堆上分配内存。堆是线程共享的，是垃圾回收的主要区域。 - 方法区（Method Area）：方法区也是线程共享的内存区域，用于存储类的信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。在 JDK 1.8 及以后，方法区被元空间（Metaspace）取代，元空间使用本地内存，而不是 JVM 内存。 - 运行时常量池（Runtime Constant Pool）：运行时常量池是方法区的一部分，用于存储编译期生成的各种字面量和符号引用，以及在运行时动态生成的常量。 7. Spring 的核心特性有哪些？ - 依赖注入（Dependency Injection，DI）：依赖注入是 Spring 的核心特性之一，它允许对象之间的依赖关系由外部容器来管理，而不是在对象内部硬编码。通过依赖注入，可以降低代码的耦合度，提高代码的可维护性和可测试性。例如：

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

- 面向切面编程（Aspect-Oriented Programming，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情况下，对程序的功能进行增强。Spring AOP 可以实现一些通用的功能，如日志记录、事务管理、安全控制等。例如：

@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void beforeMethod() {
        System.out.println("Before method execution");
    }
}

Spring Boot 和 Spring 有什么区别和联系？
- 联系：Spring Boot 是基于 Spring 构建的，它继承了 Spring 的核心特性，如依赖注入、面向切面编程等。Spring Boot 可以使用 Spring 的各种模块和功能。
- 区别：
  - 配置简化：Spring 需要大量的配置文件（如 XML 配置或 Java 配置类）来配置各种组件和 Bean，而 Spring Boot 采用了约定大于配置的原则，通过自动配置机制，减少了开发者的配置工作量。例如，在 Spring 中配置一个数据源需要编写大量的配置代码，而在 Spring Boot 中，只需要在配置文件中设置几个简单的属性即可。
  - 快速开发：Spring Boot 提供了各种 Starter 依赖，开发者只需要添加相应的 Starter 依赖，Spring Boot 会自动配置相关的组件和环境，从而实现快速开发。例如，添加 spring-boot-starter-web 依赖可以快速搭建一个 Web 应用。
  - 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，通过 java -jar 命令运行，而不需要额外的服务器环境。
MyBatis 的工作原理是什么？
- MyBatis 的工作原理主要包括以下几个步骤：
  - 读取配置文件：MyBatis 首先会读取配置文件（如 mybatis-config.xml 和映射文件），配置文件中包含了数据库连接信息、映射关系等。
  - 创建 SqlSessionFactory：根据配置文件创建 SqlSessionFactory，SqlSessionFactory 是 MyBatis 的核心工厂类，用于创建 SqlSession。
  - 创建 SqlSession：通过 SqlSessionFactory 创建 SqlSession，SqlSession 是 MyBatis 与数据库交互的核心对象，它提供了执行 SQL 语句的方法。
  - 执行 SQL 语句：通过 SqlSession 执行 SQL 语句，可以是查询语句、插入语句、更新语句或删除语句。MyBatis 会根据映射文件中的配置，将 SQL 语句与 Java 对象进行映射。
  - 处理结果集：执行 SQL 语句后，MyBatis 会将查询结果集映射为 Java 对象，或者将 Java 对象的数据插入到数据库中。
  - 关闭 SqlSession：操作完成后，需要关闭 SqlSession，释放资源。

例如，一个简单的 MyBatis 查询示例：

// 读取配置文件
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream("mybatis-config.xml");
// 创建 SqlSessionFactory
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
// 创建 SqlSession
try (SqlSession session = sqlSessionFactory.openSession()) {
    // 获取 Mapper 接口的代理对象
    UserMapper userMapper = session.getMapper(UserMapper.class);
    // 执行查询方法
    User user = userMapper.selectUserById(1);
    System.out.println(user);
}