21道最新Java面试题剖析(数据库+JVM+微服务+高并发)

前言

纵观几年来的Java面试题,你会发现每家都差不多。你仔细观察就会发现,HashMap的出现几率未免也太高了吧!连考察的知识点都一样,什么hash碰撞啊,并发问题啊!再比如JVM,无外乎考内存结构,GC算法等!因此,如果是为了面试,完全是有套路可以准备的!记住,基础再好,也架不住面试官天马行空的问,所以刷面试题还是很有必要的!

21道最新Java面试题剖析(数据库+JVM+微服务+高并发)

面试题解析

1、Map 的底层结构?(HashMap)

评注:老题目了,各位面试的人员必须熟记!

回答:Map是以键值对来存储对象的,它的底层实际上是数组和链表来组成的,经典的一张图如下(别人画的);

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当使用put方法时,先查找出数组位置是否存在对象,通过key.hashcode对数组长度取余;存在,则把里面的链表拿出来,判断链表里面是否存在key值与传递过来的key值一样的对象,存在,则把传递过来的value取代链表key对应的value,不存在,则直接通过链表的add()方法加到链表后面;

当使用get方法时,先查找出数组位置是否存在对象,通过key.hashcode对数组长度取余;如果不存在,则返回为空,如果存在,则遍历链表,判断链表里面是否存在key值与传递过来的key值一样的对象,存在,则把key值对应的value取出返回,不存在,则返回为空;

2、线程安全的 Map (concurrentHashMap)简单的说了下这两 1.7 和 1.8的区别,本想问下要不要深入的讲下(源码级别),结果面试官说不用了。

评注:老题目了,如果有时间,再去了解一下,解决HashMap线程安全的各种方法,以及原理!此题只能大概回答一下结构的变化,因为其中的实现代码都变了,细说可以说很久,估计面试官也没时间听!

回答:

jdk1.7中采用 Segment + HashEntry的方式进行实现,结构如下:

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Segment数组的意义就是将一个大的table分割成多个小的table来进行加锁,而每一个Segment元素存储的是HashEntry数组+链表,这个和HashMap的数据存储结构一样

而jdk1.8中则

去除 Segment + HashEntry + Unsafe 的实现,

改为 Synchronized + CAS + Node + Unsafe 的实现

其结构图如下:

21道最新Java面试题剖析(数据库+JVM+微服务+高并发)

如上图所示,取消了Segment字段,数组中存储的就是Node。它与HashMap中的HashEntry定义很相似,但是有一些差别。它对value和next属性设置了volatile同步锁,它不允许调用setValue方法直接改变Node的value域。

另外,将原先table数组+单向链表的数据结构,变更为table数组+单向链表+红黑树的结构,在hash碰撞过多的情况下会将链表转化成红黑树。

3、项目 MySQL 的数据量和并发量有多大?

评注:此题为走向题,你的回答不同,后面问题走向就变了。

关于容量:单表行数超过 500 万行或者单表容量超过2GB,此时就要答分库分表的中间件了!那后面题目的走向就变为mycat、sharing-jdbc等分库分表中间件的底层原理了!

关于并发量:如果并发数过1200,此时就要答利用MQ或者redis等中间件,作为补偿措施,而不能直接操作数据库。那后面的题目走向就是redis、mq的原理了!

介于面试者还是一个应届生,我斗胆猜测面试者是这么答的

回答:数据量估计就三四百万吧,并发量就五六百左右!

4、你对数据库了解多少?

评注:因为你答的数据量和并发量不大,因此中间件这块没啥好问的。因此,题目走向变为数据库底层!另外,此题为引导题,面试官在给你机会引向你最擅长的方面!

回答:了解常见数据库调优方法,索引优化等!

5、你说下数据库的索引实现和非主键的二级索引

评注:这个问题是根据上面,你的回答而问出来的!记得引向自己最擅长的数据库基础知识!默认是回答mysql数据库的

回答:

从数据结构角度:

B-Tree索引,数据结构就是一颗B+树。

Hash索引,Hash索引比较的是进行Hash运算之后的Hash值,所以它只能用于等值的过滤,不能用于基于范围的过滤。基本不用!

R-Tree索引,仅支持geometry数据类型,也基本不用!

至于非主键的二级索引,这个实际上问的就是非聚簇索引!非聚簇索引本身就是一颗B+树,其根节点指向聚簇索引的B+树。

6、项目用的是 SpringBoot ,你能说下 Spring Boot 与 Spring 的区别吗?

评注:基础题,会spring boot的,基本都答的上来。就算没准备过,当场思考下都可以回答的出来!也是属于引导题!

回答:

Spring Boot可以建立独立的Spring应用程序;

内嵌了如Tomcat,Jetty和Undertow这样的容器,也就是说可以直接跑起来,用不着再做部署工作了。

无需再像Spring那样搞一堆繁琐的xml文件的配置;

可以自动配置Spring;

提供了一些现有的功能,如量度工具,表单数据验证以及一些外部配置这样的一些第三方功能;

提供的POM可以简化Maven的配置

7、SpringBoot 的自动配置是怎么做的?

评注:此题也是根据你的第七问,进一步提问而得出。

回答:

先答为什么需要自动配置?

顾名思义,自动配置的意义是利用这种模式代替了配置 XML 繁琐模式。以前使用 Spring MVC ,需要进行配置组件扫描、调度器、视图解析器等,使用 Spring Boot 自动配置后,只需要添加 MVC 组件即可自动配置所需要的 Bean。所有自动配置的实现都在 spring-boot-autoconfigure 依赖中,包括 Spring MVC 、Data 和其它框架的自动配置。

接着答spring-boot-autoconfigure 依赖的工作原理?

spring-boot-autoconfigure 依赖的工作原理很简单,通过 @EnableAutoConfiguration 核心注解初始化,并扫描 ClassPath 目录中自动配置类对应依赖。比如工程中有木有添加 Thymeleaf 的 Starter 组件依赖。如果有,就按按一定规则获取默认配置并自动初始化所需要的 Bean。

其实还能再继续答@EnableAutoConfiguration 注解的工作原理!不过篇幅太长,答到上面那个地步就够了!

8、MyBatis 定义的接口,怎么找到实现的?

评注:mybatis底层原理题,考察有没有看过mybatis的原理。博主刚好曾经自己写过一个mybatis,所以此题恰巧答的上来。

博主内心活动:"现在校招的都这么牛逼了么!"

回答:一共五步

1. Mapper 接口在初始SqlSessionFactory 注册的。

2. Mapper 接口注册在了名为 MapperRegistry 类的 HashMap中, key = Mapper class value = 创建当前Mapper的工厂。

3. Mapper 注册之后,可以从SqlSession中get

4. SqlSession.getMapper 运用了 JDK动态代理,产生了目标Mapper接口的代理对象。

5. 动态代理的 代理类是 MapperProxy ,这里边最终完成了增删改查方法的调用。

9、Java 内存结构

评注:基础题,这个应该学JAVA的都会吧!送分题!如果博主没理解错应该是在问JVM的内存结构!

回答:JVM内存结构主要有三大块:堆内存、方法区和栈。堆内存是JVM中最大的一块由年轻代和老年代组成,而年轻代内存又被分成三部分,Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间,默认情况下年轻代按照8:1:1的比例来分配;

方法区存储类信息、常量、静态变量等数据,是线程共享的区域,为与Java堆区分,方法区还有一个别名Non-Heap(非堆);栈又分为java虚拟机栈和本地方法栈主要用于方法的执行。

10、对象是否可 GC?

评注:这个问题就是在问,JVM如何判断对象是否需要被回收!不用答引用计数法,答可达性分析算法就行。

回答:

这个算法的基本思路是通过一些列称为“GC Roots”的对象作为起始点,从这些点开始向下搜索,搜索走过的路径称为引用链,当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时,则证明对象需要被回收.

如图:

21道最新Java面试题剖析(数据库+JVM+微服务+高并发)

上图中o3,o4对象没有任何GC Roots可达到,所有这两个对象不可用了,需要被GC回收

Java可作为GC Roots的对象包括下面几种:

虚拟机栈中引用的对象

方法区中类静态属性引用的对象

方法区中产量引用的对象

本地方法栈中JNI引用的对象

11、Minor GC 和 Full GC

评注:基础题,会JVM调优的,基本都会!我只是奇怪,怎么没问Major GC呢?我们还是把Major GC也给答了吧!

回答:

堆内存是JVM中最大的一块由年轻代和老年代组成。

那么,从年轻代空间(包括 Eden 和 Survivor 区域)回收内存被称为 Minor GC。

Major GC 是清理老年代。

Full GC 是清理整个堆空间—包括年轻代和老年代。

12、垃圾回收算法

评注:基础题,博主斗胆猜测,应该是在问垃圾回收算法有哪些。面试官应该没有耐心去听你一个个去背算法概念!

回答:

标记-清除算法、标记整理算法、复制算法、分代收集算法

13、垃圾回收器 G1

评注:上面的题目更深入的问法。JVM可以配置不同的回收器。比如Serial, Parallel和CMS几种垃圾回收器。以Serial Collector(串行回收器)为例,它在在年轻代是一个使用标记-复制算法的回收器。在老年代使用的是标记-清扫-整理算法。

18、总结我的 Java 基础还是不错,但是一些主流的框架源码还是处在使用的状态,需要继续去看源码

评注:坦白说,我没看出来哪些问题体现出主流的框架还是处在使用的状态。

19、死锁

回答:

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去,如果系统资源充足,进程的资源请求都能够得到满足,死锁出现的可能性就很低,否则就会因争夺有限的资源而陷入死锁。

产生死锁的原因主要是:

(1) 因为系统资源不足。

(2) 进程运行推进的顺序不合适。

(3) 资源分配不当等。

20、自己研究比较新的技术,说下成果!

评注:嗯,凸显自己的潜力,大家自由发挥!

21、你有什么想问的?我就问了下公司那边的情况,这个自由发挥!获取资料:

最后给大家分享一些学习资料,里面包括:(BATJ面试资料、高可用、高并发、高性能及分布式、Jvm性能调优、Spring源码,MyBatis,Netty,Redis,Kafka,Mysql,Zookeeper,Tomcat,Docker,Dubbo,Nginx等多个知识点的架构资料)和Java进阶学习路线图。

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