【Java】十道校招常见的面试题

深碍√TFBOYSˉ_ 2021-09-30 21:32 422阅读 0赞

#  #

## 前言 ##

> 只有光头才能变强。
> 
> 文本已收录至我的GitHub仓库，欢迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

## 0、final关键字    ##

> 简要说一下final关键字，final可以用来修饰什么？

这题我是在真实的面试中遇到的，当时答得不太好，现在来整理一下吧。

final可以修饰类、方法、成员变量

*  当final修饰类的时候，说明该类不能被继承
 *  当final修饰方法的时候，说明该方法不能被重写
    
     *  **在早期**，可能使用final修饰的方法，编译器针对这些方法的所有调用都转成内嵌调用，这样提高效率(但到现在一般我们不会去管这事了，编译器和JVM都越来越聪明了)
 *  当final修饰成员变量时，有两种情况：
    
     *  如果修饰的是基本类型，说明这个变量的所代表数值永不能变(不能重新赋值)！
     *  如果修饰的是引用类型，该变量所的引用不能变，但引用所代表的对象内容是可变的！

值得一说的是：**并不是被final修饰的成员变量就一定是编译期常量了**。比如说我们可以写出这样的代码：`private final int java3y = new Randon().nextInt(20);`

> 你有没有这样的编程经验，在编译器写代码时，某个场景下一定要将变量声明为final，否则会出现编译不通过的情况。为什么要这样设计？

在编写匿名内部类的时候就可能会出现这种情况，匿名内部类可能会使用到的变量：

*  外部类实例变量
 *  方法或作用域内的局部变量
 *  方法的参数

class Outer {    // string:外部类的实例变量    String string = "";    //ch:方法的参数    void outerTest(final char ch) {        // integer:方法内局部变量        final Integer integer = 1;        new Inner() {            void innerTest() {                System.out.println(string);                System.out.println(ch);                System.out.println(integer);            }        };    }    public static void main(String[] args) {        new Outer().outerTest(' ');    }    class Inner {    }}

其中我们可以看到：方法或作用域内的局部变量和方法参数都要**显示使用final关键字来修饰**(在jdk1.7下)！

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png]

如果切换到jdk1.8编译环境下，可以通过编译的~

![640?wx\_fmt=png][640_wx_fmt_png 1]

下面我们首先来说一下显示声明为final的原因：**为了保持内部外部数据一致性**

*  Java只是实现了capture-by-value形式的闭包，也就是匿名函数内部会**重新拷贝一份自由变量**，然后函数外部和函数内部就有**两份**数据。
 *  要想实现内部外部数据一致性目的，只能要求**两处变量不变**。JDK8之前要求使用final修饰，JDK8聪明些了，可以使用effectively final的方式

> 为什么仅仅针对方法中的参数限制final，而访问外部类的属性就可以随意

内部类中是保存着一个**指向外部类实例的引用**，内部类访问外部类的成员变量都是通过这个引用。

*  在内部类修改了这个引用的数据，外部类**再**获取时拿到的数据是一致的！

那当你在匿名内部类里面尝试改变外部基本类型的变量的值的时候，或者改变外部引用变量的指向的时候，**表面上**看起来好像都成功了，但**实际上并不会影响到外部的变量**。所以，Java为了不让自己看起来那么奇怪，才加了这个final的限制。

参考资料：

*  java为什么匿名内部类的参数引用时final？
 *  https://www.zhihu.com/question/21395848

## 一、char和varchar的区别 ##

1.  char是固定长度，varchar长度可变。varchar：**如果原先存储的位置无法满足其存储的需求**，就需要一些额外的操作，根据存储引擎的不同，有的会采用**拆分机制**，有的采用**分页机制**。
2.  char和varchar的存储字节由**具体的字符集**来决定(之前写错了);
3.  char是固定长度，长度不够的情况下，用空格代替。varchar表示的是实际长度的数据类型

选用考量：

*  如果字段长度较**短**和字符间长度**相近甚至是相同的长度**，会采用char字符类型

## 二、多个线程顺序打印问题 ##

> 三个线程分别打印A，B，C，要求这三个线程一起运行，打印n次，输出形如“ABCABCABC….”的字符串。

原博主给出了4种方式，我认为信号量这种方式比较简单和容易理解，我这里**粘贴**一下(具体的可到原博主下学习)..

public class PrintABCUsingSemaphore {    private int times;    private Semaphore semaphoreA = new Semaphore(1);    private Semaphore semaphoreB = new Semaphore(0);    private Semaphore semaphoreC = new Semaphore(0);    public PrintABCUsingSemaphore(int times) {        this.times = times;    }    public static void main(String[] args) {        PrintABCUsingSemaphore printABC = new PrintABCUsingSemaphore(10);        // 非静态方法引用  x::toString   和() -> x.toString() 是等价的！        new Thread(printABC::printA).start();        new Thread(printABC::printB).start();        new Thread(printABC::printC).start();        /*new Thread(() -> printABC.printA()).start();        new Thread(() -> printABC.printB()).start();        new Thread(() -> printABC.printC()).start();*/    }    public void printA() {        try {            print("A", semaphoreA, semaphoreB);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }    public void printB() {        try {            print("B", semaphoreB, semaphoreC);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }    public void printC() {        try {            print("C", semaphoreC, semaphoreA);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }    private void print(String name, Semaphore current, Semaphore next)            throws InterruptedException {        for (int i = 0; i < times; i++) {            current.acquire();            System.out.print(name);            next.release();        }    }}

*  作者：cheergoivan
 *  链接：https://www.jianshu.com/p/40078ed436b4
 *  來源：简书

2018年9月14日18:15:36  yy笔试题就出了..

## 三、生产者和消费者 ##

在不少的面经都能看到它的身影哈~~~基本都是要求能够手写代码的。

其实逻辑并不难，概括起来就两句话：

*  如果生产者的队列满了(while循环判断是否满)，则等待。如果生产者的队列没满，则生产数据并**唤醒**消费者进行消费。
 *  如果消费者的队列空了(while循环判断是否空)，则等待。如果消费者的队列没空，则消费数据并**唤醒**生产者进行生产。

基于原作者的代码，我修改了部分并给上我认为合适的注释(下面附上了原作者出处，感兴趣的同学可到原文学习)

**生产者：**

import java.util.Random;import java.util.Vector;import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public class Producer implements Runnable {    // true--->生产者一直执行，false--->停掉生产者    private volatile boolean isRunning = true;    // 公共资源    private final Vector sharedQueue;    // 公共资源的最大数量    private final int SIZE;    // 生产数据    private static AtomicInteger count = new AtomicInteger();    public Producer(Vector sharedQueue, int SIZE) {        this.sharedQueue = sharedQueue;        this.SIZE = SIZE;    }    @Override    public void run() {        int data;        Random r = new Random();        System.out.println("start producer id = " + Thread.currentThread().getId());        try {            while (isRunning) {                // 模拟延迟                Thread.sleep(r.nextInt(1000));                // 当队列满时阻塞等待                while (sharedQueue.size() == SIZE) {                    synchronized (sharedQueue) {                        System.out.println("Queue is full, producer " + Thread.currentThread().getId()                                + " is waiting, size：" + sharedQueue.size());                        sharedQueue.wait();                    }                }                // 队列不满时持续创造新元素                synchronized (sharedQueue) {                    // 生产数据                    data = count.incrementAndGet();                    sharedQueue.add(data);                    System.out.println("producer create data:" + data + ", size：" + sharedQueue.size());                    sharedQueue.notifyAll();                }            }        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();            Thread.currentThread().interrupted();        }    }    public void stop() {        isRunning = false;    }}

**消费者：**

import java.util.Random;import java.util.Vector;public class Consumer implements Runnable {    // 公共资源    private final Vector sharedQueue;    public Consumer(Vector sharedQueue) {        this.sharedQueue = sharedQueue;    }    @Override    public void run() {        Random r = new Random();        System.out.println("start consumer id = " + Thread.currentThread().getId());        try {            while (true) {                // 模拟延迟                Thread.sleep(r.nextInt(1000));                // 当队列空时阻塞等待                while (sharedQueue.isEmpty()) {                    synchronized (sharedQueue) {                        System.out.println("Queue is empty, consumer " + Thread.currentThread().getId()                                + " is waiting, size：" + sharedQueue.size());                        sharedQueue.wait();                    }                }                // 队列不空时持续消费元素                synchronized (sharedQueue) {                    System.out.println("consumer consume data：" + sharedQueue.remove(0) + ", size：" + sharedQueue.size());                    sharedQueue.notifyAll();                }            }        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();            Thread.currentThread().interrupt();        }    }}

**Main方法测试：**

import java.util.Vector;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class Test2 {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        // 1.构建内存缓冲区        Vector sharedQueue = new Vector();        int size = 4;        // 2.建立线程池和线程        ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();        Producer prodThread1 = new Producer(sharedQueue, size);        Producer prodThread2 = new Producer(sharedQueue, size);        Producer prodThread3 = new Producer(sharedQueue, size);        Consumer consThread1 = new Consumer(sharedQueue);        Consumer consThread2 = new Consumer(sharedQueue);        Consumer consThread3 = new Consumer(sharedQueue);        service.execute(prodThread1);        service.execute(prodThread2);        service.execute(prodThread3);        service.execute(consThread1);        service.execute(consThread2);        service.execute(consThread3);        // 3.睡一会儿然后尝试停止生产者(结束循环)        Thread.sleep(10 * 1000);        prodThread1.stop();        prodThread2.stop();        prodThread3.stop();        // 4.再睡一会儿关闭线程池        Thread.sleep(3000);        // 5.shutdown()等待任务执行完才中断线程(因为消费者一直在运行的，所以会发现程序无法结束)        service.shutdown();    }}

*  作者：我没有三颗心脏
 *  链接：https://www.jianshu.com/p/3f0cd7af370d
 *  來源：简书

另外，上面原文中也说了可以使用阻塞队列来实现消费者和生产者。这就不用我们手动去写`wait/notify`的代码了，会简单一丢丢。可以参考：

*  使用阻塞队列解决生产者-消费者问题：https://www.cnblogs.com/chenpi/p/5553325.html

## 四、算法\[1\] ##

> 我现在需要实现一个栈，这个栈除了可以进行普通的push、pop操作以外，还可以进行getMin的操作，getMin方法被调用后，会返回当前栈的最小值，你会怎么做呢？你可以假设栈里面存的都是int整数

解决方案：

*  使用一个min变量来记住最小值，每次push的时候，看看是否需要更新min。
    
     *  如果被pop出去的是min，第二次pop的时候，只能遍历一下栈内元素，重新找到最小值。
     *  总结：pop的时间复杂度是O(n)，push是O(1),空间是O(1)
 *  使用**辅助栈**来存储最小值。如果当前要push的值比辅助栈的min值要小，那在辅助栈push的值是最小值
    
     *  总结：push和pop的时间复杂度都是O(1)，空间是O(n)。典型以空间换时间的例子。

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class MinStack {    private List<Integer> data = new ArrayList<Integer>();    private List<Integer> mins = new ArrayList<Integer>();    public void push(int num) {        data.add(num);        if (mins.size() == 0) {            // 初始化mins            mins.add(num);        } else {            // 辅助栈mins每次push当时最小值            int min = getMin();            if (num >= min) {                mins.add(min);            } else {                mins.add(num);            }        }    }    public int pop() {        // 栈空，异常，返回-1        if (data.size() == 0) {            return -1;        }        // pop时两栈同步pop        mins.remove(mins.size() - 1);        return data.remove(data.size() - 1);    }    public int getMin() {        // 栈空，异常，返回-1        if (mins.size() == 0) {            return -1;        }        // 返回mins栈顶元素        return mins.get(mins.size() - 1);    }}

继续优化：

*  栈为空的时候，返回-1很可能会带来歧义(万一人家push进去的值就有-1呢？)，这边我们可以使用Java Exception来进行优化
 *  算法的空间优化：上面的代码我们可以发现：data栈和mins栈的元素个数总是相等的，mins栈中存储几乎都是最小的值(此部分是重复的!)
    
     *  所以我们可以这样做：当push的时候，如果比min栈的值要小的，才放进mins栈。同理，当pop的时候，如果pop的值是mins的最小值，mins才出栈，否则mins不出栈！
     *  上述做法可以一定避免mins辅助栈有相同的元素！

但是，如果一直push的值是最小值，那我们的mins辅助栈还是会有大量的重复元素，此时我们可以使用**索引**(mins辅助栈存储的是最小值索引，非具体的值)！

最终代码：

import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class MinStack {    private List<Integer> data = new ArrayList<Integer>();    private List<Integer> mins = new ArrayList<Integer>();    public void push(int num) throws Exception {        data.add(num);        if(mins.size() == 0) {            // 初始化mins            mins.add(0);        } else {            // 辅助栈mins push最小值的索引            int min = getMin();            if (num < min) {                mins.add(data.size() - 1);            }        }    }    public int pop() throws Exception {        // 栈空，抛出异常        if(data.size() == 0) {            throw new Exception("栈为空");        }        // pop时先获取索引        int popIndex = data.size() - 1;        // 获取mins栈顶元素，它是最小值索引        int minIndex = mins.get(mins.size() - 1);        // 如果pop出去的索引就是最小值索引，mins才出栈        if(popIndex == minIndex) {            mins.remove(mins.size() - 1);        }        return data.remove(data.size() - 1);    }    public int getMin() throws Exception {        // 栈空，抛出异常        if(data.size() == 0) {            throw new Exception("栈为空");        }        // 获取mins栈顶元素，它是最小值索引        int minIndex = mins.get(mins.size() - 1);        return data.get(minIndex);    }}

参考资料：

*  [【面试现场】如何实现可以获取最小值的栈？][Link 1]
 *  作者：channingbreeze 出处： 互联网侦察

## 五、多线程下的HashMap ##

众所周知，HashMap不是一个线程安全的类。但有可能在面试的时候会被问到：如果在多线程环境下使用HashMap会有什么现象发生呢？？

结论：

*  `put()`的时候导致的多线程数据不一致(丢失数据)
 *  `resize()`操作会导致环形链表
    
     *  jdk1.8已解决环链的问题(声明两对指针，维护两个连链表)
 *  fail-fast机制，对当前HashMap同时进行删除/修改会抛出ConcurrentModificationException异常

参考资料：

*  谈谈HashMap线程不安全的体现：
    
     *  http://www.importnew.com/22011.html
 *  jdk1.8 hashmap多线程put不会造成死循环:
    
     *  https://blog.csdn.net/qq\_27007251/article/details/71403647

## 六、Spring和Springboot区别 ##

> 一、SpringBoot是能够创建出独立的Spring应用程序的
> 
> 二、简化Spring配置

*  Spring由于其繁琐的配置，一度被人成为“配置地狱”，各种XML、Annotation配置，让人眼花缭乱，而且如果出错了也很难找出原因。
 *  Spring Boot项目就是为了解决配置繁琐的问题，最大化的实现convention over configuration(**约定大于配置**)。
    
     *  提供一系列的依赖包来把其它一些工作做成开箱即用其内置一个’Starter POM’，对项目构建进行了**高度封装**，最大化简化项目构建的配置。

> 三、嵌入式Tomcat，Jetty容器，无需部署WAR包

## 七、G1和CMS ##

G1收集器的设计目标是取代CMS收集器，它同CMS相比，在以下方面表现的更出色：

*  G1是一个有**整理内存**过程的垃圾收集器，**不会产生很多内存碎片**。
    
     *  CMS采用的是标记清除垃圾回收算法，可能会产生不少的内存碎片
 *  G1的Stop The World(STW)更可控，G1在停顿时间上添加了**预测机制**，用户可以**指定期望停顿时间**。

拓展阅读：

*  G1 垃圾收集器介绍：https://javadoop.com/post/g1

## 八、海量数据解决方案 ##

海量数据的处理也是一个经常考的知识点，无论在面试还是在笔试中都是比较常见的。有幸读了下面的文章，摘录了一些解决海量数据的思路：

*  Bloom filter布隆过滤器
    
     *  适用范围：可以用来实现数据字典，进行数据的判重，或者集合求交集
 *  Hashing
    
     *  适用范围：快速查找，删除的基本数据结构，通常需要总数据量可以放入内存
 *  bit-map
    
     *  适用范围：可进行数据的快速查找，判重，删除，一般来说数据范围是int的10倍以下
 *  堆
    
     *  适用范围：海量数据前n大，并且n比较小，堆可以放入内存
 *  双层桶划分----其实本质上就是【分而治之】的思想，重在“分”的技巧上！
    
     *  适用范围：第k大，中位数，不重复或重复的数字
 *  数据库索引
    
     *  适用范围：大数据量的增删改查
 *  倒排索引(Inverted index)
    
     *  适用范围：搜索引擎，关键字查询
 *  外排序
    
     *  适用范围：大数据的排序，去重
 *  trie树
    
     *  适用范围：数据量大，重复多，但是数据种类小可以放入内存
 *  分布式处理 mapreduce
    
     *  适用范围：数据量大，但是数据种类小可以放入内存

详细可参考原文：

*  十道海量数据处理面试题与十个方法大总结：
    
     *  https://blog.csdn.net/v\_JULY\_v/article/details/6279498

## 九、幂等性 ##

### 9.1HTTP幂等性 ###

昨天去做了一套笔试题，经典的HTTP中`get/post`的区别。今天回来搜了一下，发现跟之前的理解**有点出入**。

> 如果一个人一开始就做Web开发，很可能**把HTML对HTTP协议的使用方式，当成HTTP协议的唯一的合理使用方式。从而犯了以偏概全的错误**

单纯以HTTP协议规范来说，可能我们之前总结出的`GET/POST`区别就没用了。(但通读完整篇文章，**我个人认为**：如果面试中有`GET/POST`区别，还是默认以Web开发场景下来回答较好，这也许是面试官想要的答案)

参考资料：

*  GET和POST有什么区别？及为什么网上的多数答案都是错的。
 *  http://www.cnblogs.com/nankezhishi/archive/2012/06/09/getandpost.html

其中也学习到了幂等性这么一个概念，于是也做做笔记吧~~~

> Methods can also have the property of “idempotence” in that (aside from error or expiration issues) the side-effects of N > 0 identical requests is the same as for a single request.

从定义上看，HTTP方法的幂等性是**指一次和多次请求某一个资源应该具有同样的副作用**。

*  这里简单说一下“副作用”的意思：指当你发送完一个请求以后，**网站上的资源状态没有发生修改**，即认为这个请求是无副作用的

HTTP的`GET/POST/DELETE/PUT`方法幂等的情况：

*  `GET`是幂等的，无副作用
    
     *  比如我想要获得订单ID为2的订单：\`http://localhost/order/2\`，使用\`GET\`**多次获取**，这个ID为2的订单(资源)是**不会发生变化**的！
 *  `DELETE/PUT`是幂等的，有副作用
    
     *  比如我想要删除或者更新ID为2的订单：\`http://localhost/order/2\`，使用\`PUT/DELETE\`**多次请求**，这个ID为2的订单(资源)**只会发生一次变化**(是有副作用的)！但继续多次刷新请求，**订单ID为2的最终状态都是一致的**
 *  `POST`是非幂等的，有副作用的
    
     *  比如我想要创建一个名称叫3y的订单：\`http://localhost/order\`，使用\`POST\`多次请求，此时可能就会**创建多个名称为3y的订单**,这个订单(资源)是会多次变化的，**每次请求的资源状态都会变化**！

题外话：

> HTTP协议本身是一种**面向资源的应用层协议**，但对HTTP协议的使用实际上存在着两种不同的方式：一种是**RESTful**的，它把HTTP当成应用层协议，比较忠实地遵守了HTTP协议的各种规定(**充分利用了HTTP的方法**)；另一种**是SOA的**，它并没有完全把HTTP当成应用层协议，而是把HTTP协议作为了传输层协议，然后在HTTP之上建立了自己的应用层协议

参考资料：

*  理解HTTP幂等性
    
     *  http://www.cnblogs.com/weidagang2046/archive/2011/06/04/2063696.html\#!comments
 *  如何理解RESTful的幂等性
    
     *  http://blog.720ui.com/2016/restful\_idempotent/
 *  浅谈HTTP中Get与Post的区别
    
     *  http://www.cnblogs.com/hyddd/archive/2009/03/31/1426026.html
 *  HTTP 请求中 POST 和 GET 请求的区别？
    
     *  https://www.zhihu.com/question/27622127/answer/37676304

### 9.2接口幂等性 ###

在查阅资料的时候，可以发现很多博客都讲了**接口的幂等性**。从上面我们也可以看出，`POST`方法是非幂等的。但我们可以通过一些手段来令`POST`方法的接口变成是幂等的。

说了那么多，那接口设计成幂等的好处是什么？？？？

举个例子说一下非幂等的坏处：

*  3y大一的时候是要抢体育课的，但学校的抢课系统做得贼烂(延迟很高)。我想要抢到课，就开了10多个Chrome标签页去抢(即使某个Chrome标签页崩了，我还有另外的Chrome标签页是可用的)。我想抢到乒乓球或者羽毛球。
 *  抢课时间一到，我就轮着点击我要想抢的乒乓球或者羽毛球。如果系统设计得不好，这个请求是非幂等的(或者说事务控制得不好)，我手速足够快&&网络足够好，那我很可能抢到了多次乒乓球或者羽毛球的课程了。(这是不合理的，一个人只能选一门课，而我抢到了多门或者多次重复的课)
 *  涉及到商城的应用场景可能就是：用户下了多个重复的订单了

如果我的抢课接口是幂等的话，那就不会出现这个问题了。因为幂等是多次请求某一个资源应该具有**同样的**副作用。

*  在数据库后台最多只会有一条记录，不存在抢到多门课的现象了。

说白了，设计幂等性接口就是为了**防止重复提交的**(数据库出现多条重复的数据)！

网上有博主也分享了几条常见解决重复提交的方案：

1.  同步锁（单线程，在集群可能会失效）
2.  分布式锁如redis（实现复杂）
3.  业务字段加唯一约束（简单）
4.  **令牌表+唯一约束（简单推荐）**\---->实现幂等接口的一种手段
5.  mysql的insert ignore或者on duplicate key update（简单）
6.  共享锁+普通索引（简单）
7.  利用MQ或者Redis扩展（排队）
8.  其他方案如多版本控制MVCC 乐观锁 悲观锁 状态机等。。

参考资料：

*  分布式系统接口幂等性
    
     *  http://blog.brucefeng.info/post/api-idempotent
 *  如何避免下重复订单
    
     *  https://www.jianshu.com/p/e618cc818432
 *  关于接口幂等性的总结
    
     *  https://www.jianshu.com/p/6eba27f8fb03
 *  使用数据库唯一键实现事务幂等性
    
     *  http://www.caosh.me/be-tech/idempotence-using-unique-key/
 *  API接口非幂等性问题及使用redis实现简单的分布式锁
    
     *  https://blog.csdn.net/rariki/article/details/50783819

# 最后 #

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