《互联网大厂面试：Java核心知识、框架与中间件大考验》

互联网大厂面试：Java核心知识、框架与中间件大考验

王铁牛怀揣着紧张与期待，坐在了互联网大厂的面试室里，对面的面试官表情严肃，一场考验拉开了帷幕。

第一轮提问 面试官：首先问几个 Java 核心知识的问题。Java 中基本数据类型有哪些？ 王铁牛：这个我知道，有 byte、short、int、long、float、double、char、boolean。 面试官：不错，回答得很准确。那 Java 里的自动装箱和拆箱是怎么回事？ 王铁牛：自动装箱就是把基本数据类型转换成对应的包装类，拆箱就是反过来，把包装类转换成基本数据类型。 面试官：很好。那说说 Java 中 String、StringBuffer 和 StringBuilder 的区别。 王铁牛：String 是不可变的，每次对 String 的操作都会生成新的 String 对象。StringBuffer 是可变的，而且它是线程安全的，方法有加 synchronized 关键字。StringBuilder 也是可变的，但它不是线程安全的，不过性能比 StringBuffer 要好一些。 面试官：回答得非常棒，看来基础很扎实。接下来进入多线程相关的问题。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或者其他异常情况，保证程序的正确性。

第二轮提问 面试官：现在到 JUC 相关知识了。JUC 里的 CountDownLatch 是做什么用的？ 王铁牛：呃……这个好像是用来控制线程同步的，具体的我有点不太记得清楚了。 面试官：那说说 JVM 的内存模型，有哪些区域？ 王铁牛：有堆、栈、方法区，还有……对了，还有本地方法栈和程序计数器。不过具体每个区域存什么我有点乱。 面试官：线程池的作用是什么？常见的线程池有哪些？ 王铁牛：线程池可以复用线程，减少线程创建和销毁的开销。常见的……好像有固定大小线程池，还有其他的我就不太确定了。 面试官：HashMap 的底层数据结构是什么？它是如何解决哈希冲突的？ 王铁牛：底层好像是数组加链表，解决哈希冲突……就是链表吧，具体怎么弄的我不太清楚。

第三轮提问 面试官：Spring 框架里的 IoC 和 AOP 是什么？ 王铁牛：IoC 是控制反转，AOP 是面向切面编程，但是具体的实现原理我不太能说清楚。 面试官：Spring Boot 有什么优势？ 王铁牛：它好像能快速搭建项目，减少配置，但是具体的细节我不太了解。 面试官：MyBatis 中 #{} 和 ${} 的区别是什么？ 王铁牛：这个……我只知道一个是预编译，一个不是，具体哪个是哪个我记混了。 面试官：Dubbo 是做什么的？它的工作原理是怎样的？ 王铁牛：Dubbo 是个分布式服务框架，原理……我就不太懂了。 面试官：RabbitMQ、xxl - job 和 Redis 你都了解哪些？说说它们的应用场景。 王铁牛：RabbitMQ 好像是消息队列，xxl - job 是分布式任务调度，Redis 可以做缓存。但是具体怎么用我不太清楚。

面试官：今天的面试就到这里，你先回家等通知吧。从面试情况来看，你对一些基础的 Java 核心知识掌握得还可以，在回答简单问题时表现不错，说明有一定的知识储备。但对于一些稍微复杂的知识点，比如 JUC、JVM 的深入原理、框架的实现细节等，回答得不够清晰准确，还存在很多知识盲区。我们后续会综合评估所有面试者的情况，再决定是否录用。希望你如果没有通过这次面试，也能继续学习提升自己的技术水平。

答案详解

1. Java 基本数据类型：Java 中有 8 种基本数据类型，分为 4 类。整数类型：byte（1 字节）、short（2 字节）、int（4 字节）、long（8 字节）；浮点类型：float（4 字节）、double（8 字节）；字符类型：char（2 字节）；布尔类型：boolean（只有 true 和 false 两个值）。
2. 自动装箱和拆箱：自动装箱是 Java 编译器在基本数据类型和对应的包装类之间做的一个转换，例如把 int 类型的 10 自动转换成 Integer 类型的对象，代码示例：Integer i = 10; 。拆箱则相反，把包装类对象转换成基本数据类型，如 int j = i; 。
3. String、StringBuffer 和 StringBuilder 的区别：
   • String：是不可变的，一旦创建，其值不能被修改。每次对 String 进行操作，如拼接，都会创建一个新的 String 对象，所以频繁操作 String 会产生很多临时对象，影响性能。
   • StringBuffer：是可变的，它的方法是线程安全的，因为方法上加了 synchronized 关键字，保证了在多线程环境下操作的安全性，但性能相对较低。
   • StringBuilder：也是可变的，但是它不是线程安全的，不过在单线程环境下，性能比 StringBuffer 要好，因为没有同步的开销。
4. 线程安全：在多线程环境下，当多个线程同时访问共享资源时，如果不会出现数据不一致、数据损坏或者其他异常情况，就称这个资源或者操作是线程安全的。例如，一个计数器，如果多个线程同时对它进行自增操作，可能会出现数据不一致的问题，要保证它线程安全，就需要进行同步处理。
5. CountDownLatch：它是 JUC 里的一个同步工具类，用于控制线程的同步。它可以让一个或多个线程等待其他线程完成一组操作后再继续执行。例如，有一个主线程需要等待多个子线程完成任务后再继续执行，就可以使用 CountDownLatch。主线程调用 await() 方法进入等待状态，子线程完成任务后调用 countDown() 方法，当计数器减到 0 时，主线程被唤醒继续执行。
6. JVM 内存模型区域：
   • 堆：是 JVM 中最大的一块内存区域，用于存储对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。堆是所有线程共享的，垃圾回收主要就是针对堆进行的。
   • 栈：每个线程都有自己的栈，栈中存储局部变量、方法调用信息等。栈中的数据是线程私有的，每个方法在执行时会创建一个栈帧，用于存储局部变量表、操作数栈等信息。
   • 方法区：用于存储类的信息、常量、静态变量等。它也是所有线程共享的。
   • 本地方法栈：与栈类似，不过它是为本地方法服务的，本地方法是用其他语言（如 C、C++）实现的方法。
   • 程序计数器：是一个较小的内存区域，它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器，每个线程都有自己独立的程序计数器。
7. 线程池的作用和常见线程池：
   • 作用：线程池可以复用线程，减少线程创建和销毁的开销，提高系统的性能和稳定性。它还可以控制线程的数量，避免创建过多线程导致系统资源耗尽。
   • 常见线程池：
     • FixedThreadPool：固定大小的线程池，线程数量是固定的，当有任务提交时，如果有空闲线程就执行任务，没有则将任务放入队列等待。
     • CachedThreadPool：可缓存的线程池，线程数量不固定，当有新任务提交时，如果有空闲线程就使用，没有则创建新线程。如果线程空闲时间超过一定时间，会被回收。
     • SingleThreadExecutor：单线程的线程池，只有一个线程执行任务，保证任务按顺序执行。
     • ScheduledThreadPool：可以执行定时任务和周期性任务的线程池。
8. HashMap 底层数据结构和解决哈希冲突的方法：
   • 底层数据结构：JDK 1.8 之前是数组 + 链表，JDK 1.8 及以后是数组 + 链表 + 红黑树。数组是 HashMap 的主体，每个数组元素称为一个桶（bucket），链表和红黑树是为了解决哈希冲突而存在的。
   • 解决哈希冲突的方法：当不同的键通过哈希函数计算得到相同的哈希值时，就会发生哈希冲突。HashMap 采用链地址法解决哈希冲突，即把发生哈希冲突的元素存储在同一个桶对应的链表或红黑树中。当链表长度达到一定阈值（默认是 8）且数组长度达到 64 时，链表会转换为红黑树，以提高查找效率。
9. Spring 的 IoC 和 AOP：
   • IoC（控制反转）：是一种设计思想，将对象的创建和依赖关系的管理从代码中转移到 Spring 容器中。传统的方式是在代码中手动创建对象和管理依赖关系，而 IoC 是由 Spring 容器来负责创建和注入对象，实现了对象之间的解耦。例如，一个 Service 类依赖一个 Dao 类，在 IoC 模式下，Spring 容器会创建 Dao 对象并注入到 Service 类中。
   • AOP（面向切面编程）：是对面向对象编程的一种补充，它可以在不修改原有业务逻辑的基础上，对程序进行增强。例如，在方法执行前后添加日志记录、事务管理等功能。AOP 通过切面（Aspect）、切点（Pointcut）和通知（Advice）等概念来实现。
10. Spring Boot 的优势：
    • 快速搭建项目：Spring Boot 提供了大量的 Starter 依赖，只需要添加相应的依赖，就可以快速搭建一个项目，减少了繁琐的配置。
    • 自动配置：Spring Boot 会根据项目中添加的依赖自动进行配置，开发者只需要进行少量的配置或者不配置就可以让项目运行起来。
    • 嵌入式服务器：Spring Boot 内置了 Tomcat、Jetty 等嵌入式服务器，不需要额外部署服务器，直接运行项目即可。
    • 监控和管理：Spring Boot Actuator 提供了项目的监控和管理功能，如查看系统信息、健康检查等。
11. MyBatis 中 #{} 和 ${} 的区别：
    • #{}：是预编译处理，MyBatis 在处理 #{} 时，会将 SQL 中的 #{} 替换为占位符 ?，然后使用 PreparedStatement 进行预编译，这样可以防止 SQL 注入攻击。例如，SELECT * FROM user WHERE id = #{id} 会被预编译为 SELECT * FROM user WHERE id =? 。
    • ${}：是字符串替换，MyBatis 在处理${} 时，会直接将 ${} 替换为实际的值，可能会导致 SQL 注入攻击。例如，`SELECT * FROM${tableName}会直接将${tableName}` 替换为实际的表名。
12. Dubbo 的作用和工作原理：
    • 作用：Dubbo 是一个高性能的分布式服务框架，用于实现服务的远程调用和服务治理。它可以将不同的服务进行拆分，提高系统的可扩展性和可维护性。
    • 工作原理：Dubbo 主要由服务提供者（Provider）、服务消费者（Consumer）、注册中心（Registry）和监控中心（Monitor）组成。服务提供者将自己的服务注册到注册中心，服务消费者从注册中心获取服务提供者的地址信息，然后通过远程调用的方式调用服务提供者的服务。监控中心负责收集服务的调用信息，用于监控和统计。
13. RabbitMQ、xxl - job 和 Redis 的应用场景：
    • RabbitMQ：是一个消息队列，主要应用场景有异步处理、解耦系统、流量削峰等。例如，在电商系统中，用户下单后，将订单信息发送到 RabbitMQ 队列，然后由其他服务异步处理订单，这样可以提高系统的响应速度。
    • xxl - job：是一个分布式任务调度平台，用于实现定时任务和分布式任务的调度。例如，每天凌晨定时执行数据备份任务，或者在多个服务器上分布式执行数据处理任务。
    • Redis：是一个高性能的键值对数据库，主要应用场景有缓存、分布式锁、消息队列、计数器等。例如，将经常访问的数据缓存到 Redis 中，减少对数据库的访问压力；使用 Redis 的分布式锁来保证在分布式环境下数据的一致性。