互联网大厂Java面试实战：核心知识与技术深度解析

互联网大厂Java面试实战：核心知识与技术深度解析

面试场景介绍

在这场模拟的互联网大厂Java工程师面试中，面试官严肃而专业，围绕Java核心知识、JUC、JVM、多线程、线程池、HashMap、ArrayList、Spring、SpringBoot、MyBatis、Dubbo、RabbitMQ、xxl-job、Redis、MySQL、Linux、Docker、设计模式、DDD等多个关键技术点进行深入提问。候选人表现出扎实的基础和一定的业务理解，面试过程体现了技术问题的层层递进。

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第一轮：Java核心知识与JUC

面试官：请简述Java内存模型及其主要组成部分？

候选人：Java内存模型主要包括堆、栈、方法区、程序计数器和本地方法栈。堆是存放对象实例和数组的地方，栈用于存放方法的局部变量和调用信息，方法区存储类信息、常量等，程序计数器记录当前线程执行的字节码地址，本地方法栈用于处理本地方法调用。

面试官：非常好。那你能解释一下什么是volatile关键字？它解决了什么问题？

候选人：volatile关键字保证了变量的可见性和禁止指令重排。当一个变量被声明为volatile时，所有线程对其的写操作会立即刷新到主内存，其他线程读取时也会从主内存读取，避免了线程间的数据不一致问题。

面试官：不错。请说明一下Java中的CAS操作及其应用场景？

候选人：CAS（Compare-And-Swap）是一种乐观锁机制，通过比较内存中的值和期望值是否相同来决定是否更新。它主要应用于无锁数据结构和并发包中，如Atomic类，能够提高并发性能。

面试官：对的。最后谈谈synchronized和ReentrantLock的区别？

候选人：synchronized是JVM层面的锁，语法简单，自动释放锁；ReentrantLock是JDK提供的锁，功能更丰富，如可中断、可尝试锁和公平锁等。ReentrantLock需要手动释放锁，使用更加灵活。

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第二轮：JVM与多线程

面试官：请简述JVM的垃圾回收机制及主要垃圾收集器？

候选人：JVM的垃圾回收机制主要包括标记-清除、复制算法和标记-整理。主要垃圾收集器有Serial、Parallel、CMS和G1。不同收集器适用于不同的场景，如Serial适合单线程环境，G1适合多核大内存应用。

面试官：很好。你能介绍一下Java中线程的生命周期吗？

候选人：线程生命周期包括新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、计时等待（Timed Waiting）和终止（Terminated）。线程状态根据执行情况动态变化。

面试官：请你说说线程池的工作原理和常见的线程池类型？

候选人：线程池通过复用线程减少创建销毁开销，主要组件包括核心线程数、最大线程数、任务队列和拒绝策略。常见线程池有FixedThreadPool、CachedThreadPool和ScheduledThreadPool。

面试官：线程池中的拒绝策略有哪些？

候选人：常见拒绝策略有四种：AbortPolicy（抛出异常）、CallerRunsPolicy（调用者执行）、DiscardPolicy（丢弃任务）和DiscardOldestPolicy（丢弃队列中最旧任务）。

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面试官：今天的面试到这里，感谢你的回答。我们会综合考量，稍后通知你结果。祝你好运！

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答案详解

Java内存模型

Java内存模型（JMM）定义了Java程序中各种变量（线程共享变量）的访问规则。主要组成部分：

• 堆：存放对象实例和数组，是垃圾回收的主要区域。
• 栈：每个线程私有，存储局部变量、操作栈、动态链接和方法出口。
• 方法区：存储类信息、常量、静态变量等。
• 程序计数器：线程私有，指示当前执行字节码的地址。
• 本地方法栈：处理本地方法调用。

volatile关键字

volatile保证变量的可见性（写操作立即刷新到主内存，读操作从主内存读取）和禁止指令重排，防止线程间数据不一致，适合状态标志等场景。

CAS操作

CAS是一种无锁的并发控制策略，通过硬件级别的比较和交换操作实现原子性。它不断尝试更新变量，直到成功。Java中Atomic类广泛使用CAS提高并发性能。

synchronized与ReentrantLock

• synchronized是JVM层面实现，自动加锁解锁，简单可靠。
• ReentrantLock是Java类库实现，提供更多高级功能（如公平锁、可中断锁），但需要手动释放锁。

JVM垃圾收集机制

垃圾回收算法包括：

• 标记-清除：标记所有垃圾，再统一清除。
• 复制算法：将存活对象复制到另一块内存。
• 标记-整理：标记后整理对象，避免内存碎片。

主要收集器：

• Serial：单线程，适合小内存。
• Parallel：多线程，吞吐量优先。
• CMS：低延迟回收。
• G1：面向大堆分区回收。

线程生命周期

包含七个状态，线程根据调度和同步机制在状态间切换。

线程池原理与类型

线程池通过线程复用降低资源消耗。核心参数包括核心线程数、最大线程数、任务队列和拒绝策略。常见线程池类型：

• FixedThreadPool：固定线程数。
• CachedThreadPool：根据需求动态调整。
• ScheduledThreadPool：支持定时任务。

拒绝策略

处理任务超出线程池容量时的策略，有抛异常、调用线程执行、丢弃任务等，保证系统稳定。

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