《互联网大厂面试：Java 核心知识、框架与中间件全方位考察》

伟大的攻城狮
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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前，对面坐着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：这个我知道，Java 基本数据类型有 byte、short、int、long、float、double、char、boolean。 面试官：不错。那说说 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继承和接口。通过父类引用指向子类对象，或者接口引用指向实现类对象来实现。 面试官：回答得很清晰。那在 Java 中，String 类为什么是不可变的？ 王铁牛：因为 String 类是用 final 修饰的，它的底层是一个 final 修饰的字符数组，一旦创建，其值不能被改变。

第二轮面试 面试官：接下来我问你一些关于 JUC、JVM 和多线程的问题。JUC 包中常用的并发工具类有哪些？ 王铁牛：有 CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore 等。 面试官：很好。那说说 JVM 的内存结构是怎样的？ 王铁牛：JVM 内存结构主要包括堆、栈、方法区、本地方法栈和程序计数器。堆是存放对象实例的地方，栈是存储局部变量和方法调用信息的。 面试官：那在多线程编程中，如何避免死锁？ 王铁牛：可以通过按顺序加锁、设置锁超时时间等方法来避免死锁。 面试官：回答得不错。那线程池的核心参数有哪些？ 王铁牛：有核心线程数、最大线程数、空闲线程存活时间、任务队列和拒绝策略。

第三轮面试 面试官：最后问你一些关于框架和中间件的问题。Spring 框架的核心特性有哪些？ 王铁牛：Spring 核心特性有 IoC（控制反转）和 AOP（面向切面编程）。 面试官：很好。那 Spring Boot 是如何实现自动配置的？ 王铁牛：这个……好像是根据类路径下的依赖和配置文件来自动配置的。（回答得不太清晰） 面试官：那 MyBatis 中 #{} 和 ${} 的区别是什么？ 王铁牛：呃……好像一个是预编译，一个不是预编译，具体我有点记不清了。（回答含糊） 面试官：Dubbo 是如何进行服务调用的？ 王铁牛：这个……我就知道是远程服务调用，具体过程不太清楚。（回答不完整） 面试官：RabbitMQ 中的 Exchange 有哪些类型？ 王铁牛：我只记得有 Direct 类型，其他的不太确定了。（回答不全面）

面试结束，面试官表情严肃地说：“王铁牛，今天的面试就到这里。你对一些基础问题回答得还可以，但对于一些复杂的框架和中间件的问题，回答得不够清晰和完整。我们会综合评估你的表现，你先回家等通知吧。”

答案解析

  1. Java 基本数据类型：Java 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（1 位）。基本数据类型直接存储值，而不是引用。
  2. Java 多态的实现方式：
    • 继承：通过父类引用指向子类对象，在运行时根据实际对象类型调用相应的方法。例如：
class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal is eating");
    }
}
class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Dog is eating");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();
        animal.eat(); // 输出 Dog is eating
    }
}

- **接口**：接口引用指向实现类对象，调用接口方法时会执行实现类中的具体实现。

interface Shape {
    void draw();
}
class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape shape = new Circle();
        shape.draw(); // 输出 Drawing a circle
    }
}
  1. String 类不可变的原因：String 类被 final 修饰，其底层的字符数组也是 final 修饰的。这意味着一旦 String 对象被创建，它的字符数组引用不能被改变，数组中的元素也不能被修改。不可变的好处有：线程安全、可以作为 HashMap 的键、提高缓存性能等。
  2. JUC 包中常用的并发工具类：
    • CountDownLatch：允许一个或多个线程等待其他线程完成操作。例如，主线程等待多个子线程完成任务后再继续执行。
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class CountDownLatchExample {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int threadCount = 3;
        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threadCount);
        for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
            new Thread(() -> {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("Thread finished");
                latch.countDown();
            }).start();
        }
        latch.await();
        System.out.println("All threads finished");
    }
}

- **CyclicBarrier**：让一组线程到达一个屏障（同步点）时被阻塞，直到最后一个线程到达屏障时，屏障才会开门，所有被屏障拦截的线程才会继续执行。
- **Semaphore**：用于控制同时访问某个资源的线程数量。可以用于限流等场景。

5. JVM 的内存结构： - 堆：是 JVM 中最大的一块内存区域，用于存放对象实例和数组。垃圾回收主要针对堆进行。 - 栈：每个线程都有自己的栈，用于存储局部变量、方法调用信息等。栈帧是栈的基本单位，每个方法调用都会创建一个栈帧。 - 方法区：用于存储类的信息、常量、静态变量等。在 JDK 1.8 之后，方法区被元空间取代。 - 本地方法栈：与栈类似，不过是为本地方法服务的。 - 程序计数器：记录当前线程执行的字节码行号。 6. 避免死锁的方法： - 按顺序加锁：所有线程按照相同的顺序获取锁，避免循环等待。 - 设置锁超时时间：如果线程在一定时间内无法获取锁，就放弃等待，避免一直阻塞。 - 使用可重入锁：可重入锁可以避免一个线程多次获取同一把锁时出现死锁。 7. 线程池的核心参数： - 核心线程数：线程池中长期存活的线程数量。 - 最大线程数：线程池允许创建的最大线程数量。 - 空闲线程存活时间：当线程池中的线程数量超过核心线程数时，空闲线程在多长时间内会被销毁。 - 任务队列：用于存储待执行的任务。常见的任务队列有 ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue 等。 - 拒绝策略：当任务队列已满且线程池中的线程数量达到最大线程数时，新提交的任务的处理策略。常见的拒绝策略有 AbortPolicy（直接抛出异常）、CallerRunsPolicy（让提交任务的线程执行任务）等。 8. Spring 框架的核心特性： - IoC（控制反转）：将对象的创建和依赖关系的管理交给 Spring 容器，而不是由对象自己创建和管理依赖。例如，通过 XML 配置或注解将对象的创建和依赖注入交给 Spring。 - AOP（面向切面编程）：通过切面将横切关注点（如日志、事务管理等）与业务逻辑分离，提高代码的可维护性和复用性。可以通过注解或 XML 配置来定义切面和切点。 9. Spring Boot 自动配置原理：Spring Boot 通过 @EnableAutoConfiguration 注解开启自动配置功能。它会根据类路径下的依赖和配置文件，自动配置 Spring 应用的各种组件。Spring Boot 会扫描 META - INF/spring.factories 文件，该文件中定义了各种自动配置类。Spring Boot 会根据条件注解（如 @ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean 等）来判断是否需要进行自动配置。 10. MyBatis 中 #{} 和 ${} 的区别： - #{}：是预编译处理，MyBatis 会将 #{} 替换为占位符?，可以防止 SQL 注入。例如：

<select id="getUserById" parameterType="int" resultType="User">
    SELECT * FROM users WHERE id = #{id}
</select>

- **${}**：是字符串替换，MyBatis 会直接将 ${} 替换为实际的值，可能会导致 SQL 注入。例如：

<select id="getUserByTableName" parameterType="String" resultType="User">
    SELECT * FROM ${tableName}
</select>
  1. Dubbo 服务调用过程：
    • 服务注册：服务提供者将服务信息（如服务接口、服务地址等）注册到注册中心（如 Zookeeper）。
    • 服务发现：服务消费者从注册中心获取服务提供者的信息。
    • 远程调用：服务消费者通过代理对象调用服务提供者的方法，底层通过网络传输协议（如 Dubbo 协议、HTTP 协议等）进行远程调用。
    • 负载均衡：当有多个服务提供者时，Dubbo 会根据负载均衡策略（如随机、轮询等）选择一个服务提供者进行调用。
  2. RabbitMQ 中的 Exchange 类型：
    • Direct Exchange：直连交换机，根据消息的路由键（routing key）将消息路由到对应的队列。
    • Fanout Exchange：扇形交换机，将接收到的消息广播到所有绑定的队列。
    • Topic Exchange：主题交换机，根据消息的路由键和绑定键的匹配规则将消息路由到对应的队列。
    • Headers Exchange：头交换机，根据消息的头信息（headers）来进行消息路由。
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