關於Java面試，你應該準備這些知識點

來自：簡書 佔小狼

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自天子以至於庶人，壹是皆以修身為本《禮記·大學》

馬老師說過，員工的離職原因很多，只有兩點最真實：

錢，沒給到位

心，受委屈了

當然，我是想換個平台，換個方向，想清楚為什麼要跳槽，如果真的要跳槽，想要拿到一個理想的offer，除了運氣，基本功也要足夠的紮實，希望下面的面試經驗能給你們能夠提供一些幫助。

項目經驗

面試官在一開始會讓你進行自我介紹，主要是想讓你介紹一下自己做過的一些項目，看看你對這些項目的了解程度，因為很多人簡歷上寫的項目並非都是從頭到尾都參與的，有些只是參與並實現了其中的一些模塊而已，或是接手維護別人的項目，所以在你簡歷上所寫的和面試過程中所說的項目經驗，你自己必須能夠了解來龍去脈，因為面試官肯定會根據你的項目描述，對項目中的實現原理，或為什麼要這樣實現進行提問，這時不至於木訥住而不知如何作答，如此局面只會大大降低面試分。

場景對話：

面試官：（拿著簡歷）講講你最近做的這個項目

我：&……%￥#*&￥@%￥！，說了一大通（不知道面試官聽進去多少，面試官會挑他會的進行提問）

面試官：你說這個項目中用到了netty，能大概講講netty的線程模型么？

我：（幸好我看過netty的源碼）netty通過Reactor模型基於多路復用器接收並處理用戶請求（能講就多講一點），內部實現了兩個線程池，boss線程池和work線程池，其中boss線程池的線程負責處理請求的accept事件，當接收到accept事件的請求時，把對應的socket封裝到一個NioSocketChannel中，並交給work線程池，其中work線程池負責請求的read和write事件（通過口述加畫圖的方式，把請求的執行過程大概描述了一遍，時間有限，也不可能把所有的細節都說完，挑重點講，挑記憶深刻的講）

面試官：嗯，理解的還挺深入的...那你在做這個項目時有沒有遇到什麼困難，或者是覺得有挑戰的地方？

我：（這時面試官想讓你自己出題自己回答了，所以一定要回答，不回答就突顯不出你這個項目了，要是這個問題沒有準備過，只能臨時發揮了，當然我就是屬於臨時發揮的）稍微想一下，因為之前確實碰到了這個問題，當時做這個項目時，對netty的不過熟悉，把請求的業務邏輯放在work線程池的線程中進行處理，進行壓測的時候，發現qps總是上不去，後來看了源碼之後才發現，由於業務邏輯的處理比較耗時，完全佔用了work線程池的資源，導致新的請求一直處於等待狀態。

面試官：那最後是如何解決的？

我：最後把處理業務的邏輯封裝成一個task提交給一個新建的業務線程池中執行，執行完之後由work線程池執行請求的write事件。

面試官：好的，你知道nio中selector可能觸發bug么？

我：嗯，對的，selector的select方法，因為底層的epoll函數可能會發生空轉，從而導致cpu100%。

面試官：那如何解決該問題？

我：這個問題在netty已經解決了，通過&^%&$^（把netty的解決方案說一遍）

面試官：嗯，對了，你們這個項目有給自己定指標么？

我：有的，&&…………￥￥##@，把自己項目的指標說了一通，如何進行AB實驗，如何迭代優化指標

面試官：嗯，好的 ，項目的問題先到這裡，我們來考察一下java的基本點吧。

如上只是本人所做的一個項目，當然了，具體項目具體分析，也不是每個面試官問的點都一樣，如果面試官不懂netty，自然會挑別的問題進行提問，不過你也可以嘗試著把問題往自己熟悉的方向去靠。

面試知識點1、線程池

線程池的實現原理，這個知識點真的很重要，幾乎每次面試都會被問到，一般的提問方式有如下幾種：

1、「講講線程池的實現原理」

2、「線程池中的coreNum和maxNum有什麼不同」

3、「在不同的業務場景中，線程池參數如何設置」

場景對話：

面試官：平時線程池用的多麼？

我：嗯，我的*項目中就用到了

面試官：那好，你講講線程池的實現原理

我：（還好我之前看過源碼，但是時間久遠有點模糊了），能給我筆和紙么，我畫圖分析給你看看，&&￥&假設初始化一個線程池，核心線程數是5，最大線程數是10@@@

面試官：嗯，好的，你繼續...

我：在紙上畫了正方形，這個代表一個線程池，初始化的時候，裡面是沒有線程的

面試官：嗯，好的，你繼續...

我：又畫了一個細長的長方形，這個代表阻塞隊列，一開始裡面也是沒有任務的

面試官：嗯，好的，你繼續...

我：當來了一個任務時，在正方形中畫了一個小圓圈，代表初始化了一個線程，如果再來一個任務，就再畫一個圓圈，表示再初始化了一個線程，連續畫了5個圓圈之後，如果第6個任務過來了...

面試官：嗯，好的，你繼續...

我：這時會把第6個任務放到阻塞隊列中..

面試官：嗯，然後呢？

我：現在線程池中不是有5個線程了么，如果其中一個線程空閑了，就會從阻塞隊列中獲取第6個任務，進行執行..

面試官：嗯，對的，那如果任務產生的速度比消費的速度快呢？

我：如果線程池的5個線程都在running狀態，那麼任務就先保存在阻塞隊列中

面試官：如果隊列滿了，怎麼辦？

我：如果隊列滿了，我們不是設置了最大線程數是10么，而線程池中只有5個線程，這時會新建一個線程去執行不能保存到阻塞隊列的任務，然後我又在正方形中畫了5個圓圈。

面試官：那如果線程池中的線程數達到10個了，阻塞隊列也滿了，怎麼辦？

我：這種情況通過自定義reject函數去處理這裡任務了，舒了一口去，以為問完了...

面試官：好的，那如果運行一段時間之後，阻塞隊列中的任務也執行完了，線程池中的線程會怎麼樣？

我：...這個好像超過核心線程數的線程會在空閑一段時間內自動回收...因為有點不記得這個邏輯了，回答的有點虛...

面試官：好的，那這種情況在什麼場景下會發生?

我：（有時候真是笨啊，很多東西都知道，但是在面試的時候一緊張，全忘記）這個...那個...我好像沒有遇到過這樣的情況

面試官：嗯，好的，你回去之後再好好想想

我：........

我居然忘記了秒殺這個場景

線程池分析的文章：

深入分析java線程池的實現原理

2、鎖的實現

在關於鎖的面試過程中，一般主要問Synchronized和ReentrantLock的實現原理，更有甚者會問讀寫鎖。

場景對話：

面試官：都了解Java中的什麼鎖？

我：比如Synchronized和ReentrantLock...讀寫鎖用的不多，就沒研究了（我就怕被問讀寫鎖，因為一直沒去看）

面試官：那好，你先說說Synchronized的實現原理吧

我：嗯，Synchronized是JVM實現的一種鎖，其中鎖的獲取和釋放分別是monitorenter和monitorexit指令，該鎖在實現上分為了偏向鎖、輕量級鎖和重量級鎖，其中偏向鎖在1.6是默認開啟的，輕量級鎖在多線程競爭的情況下會膨脹成重量級鎖，有關鎖的數據都保存在對象頭中...&&@@#，（嗯，說了一大堆，面試官也沒打斷我）

面試官：哦，嗯，理解的還挺透徹，那你說說ReentrantLock的實現吧...

我：ReentrantLock是基於AQS實現的

面試官：什麼是AQS？

我：在AQS內部會保存一個狀態變數state，通過CAS修改該變數的值，修改成功的線程表示獲取到該鎖，沒有修改成功，或者發現狀態state已經是加鎖狀態，則通過一個Waiter對象封裝線程，添加到等待隊列中，並掛起等待被喚醒&&&$$（又說了一堆）

面試官：能說說CAS的實現原理么？

我：CAS是通過unsafe類的compareAndSwap方法實現的（心裡得意的一笑）

面試官：哦，好的，那你知道這個方法的參數的含義的么？

我：（這是在逼我啊...努力的回想，因為我真的看過啊）我想想啊，這個方法看的時間有點久遠了，第一個參數是要修改的對象，第二個參數是對象中要修改變數的偏移量，第三個參數是修改之前的值，第四個參數是預想修改後的值....（說出來之後都有點佩服自己，這個都記得，不過面試官好像還是不肯放過我...）

面試官：嗯，對的，那你知道操作系統級別是如何實現的么？

我：（我去你大爺...）我只記得X86中有一個cmp開頭的指令，具體的我忘記了...

面試官：嗯，好，你知道CAS指令有什麼缺點么

我：哦，CAS的缺點是存在ABA問題

面試官：怎麼講？

我：就是一個變數V，如果變數V初次讀取的時候是A，並且在準備賦值的時候檢查到它仍然是A，那能說明它的值沒有被其他線程修改過了嗎？如果在這段期間它的值曾經被改成了B，然後又改回A，那CAS操作就會誤認為它從來沒有被修改過。

面試官：那怎麼解決？

我：（有完沒完了啊...我的心裡是崩潰的）針對這種情況，java並發包中提供了一個帶有標記的原子引用類"AtomicStampedReference"，它可以通過控制變數值的版本來保證CAS的正確性。

面試官：嗯，好的，這個問題到此為止，我們再看看別的

我：....我能喝口水么

關於鎖分析的文章，希望對大家有用：

深入淺出java同步器AQS

java中的CAS

深入淺出synchronized

深入淺出ReentrantLock

java中的Unsafe

java volatile關鍵字解惑

深入分析Object.wait/notify實現機制

深入分析synchronized的JVM實現

3、ConcurrentHashMap

當考察數據結構時，面試官一開始會問HashMap的實現原理，當你說出HashMap並非線程安全之後，會讓你自己引出ConcurrentHashMap，接著就可能開始如下的對話。

場景對話：

面試官：談談ConcurrentHashMap實現原理

我：@＃￥@@基於分段鎖的％％￥＃@＃￥，但是1.8之後改變實現方式了

面試官：1.8啥方式

我：把1.8的實現原理說了一通，其中提到了紅黑樹...

面試官：能講下紅黑樹的概念嗎

我：紅黑樹是一種二叉樹，並且是平衡……％……￥……，

面試官：能講下紅黑樹的。。。。。

我：打住，別問了，紅黑樹我只知道他是二叉樹，比其他樹多一個屬性，其他的我都不知道

面試官：好的，那換個，你知道它的size方法是如何實現的么？

我：size方法？是想要得到Map中的元素個數么？

面試官：對的....

我：我記得好像size方法返回是不準確的，平時也不會用到這個方法...

面試官：如果你覺得size方法返回值不準確，那如果讓你自己實現，你覺得應該怎麼實現呢？

我：...@＃￥@@...兩眼一黑

我：等等，讓我想想.....應該可以用AtomicInteger變數進行記錄...嗯，對的，每次插入或刪除的時候，操作這個變數，我得意的一笑...

面試官：哦，是么，那如果我覺得這個AtomicInteger這個變數性能不好，還能再優化么？

我：懵逼臉...（當時居然把volitile變數給忘記了）...好像沒有了，我想不出來了...

面試官：哦，那回頭你再看看源碼吧，jdk中已經實現了...

我：哦，是么....

面試官：那今天的面試到此結束，我們後面會通知你。

我：..................

關於ConcurrentHashMap，本人也寫過不少的分析文章，希望對大家有用：

深入淺出ConcurrentHashMap（1.8）

談談ConcurrentHashMap1.7和1.8的不同實現

ConcurrentHashMap的紅黑樹實現分析

深入分析ConcurrentHashMap1.8的擴容實現

虛擬機JVM相關

這塊內容並非每個面試官都會問，但是如果是應聘高級職位的話，這一環節是不可缺少的，面試的難易程度也不一樣，有些面試官或許讓你講講虛擬機的內存模型即可，有些也會讓你解釋垃圾回收的實現，當然也會有虛擬機調優的實戰經驗，線上問題排查等等。

場景對話：

面試官：Java虛擬機有了解么？

我：恩，略有接觸過...（水哥說過，話不能說太滿，容易打臉）

面試官：那你先講講它的內存模型吧

我：Java堆，Java棧，程序計數器，方法區，1.7的永久代，1.8的metaspace....（噼里啪啦概念講一通，簡短描述下每個內存區的用途，能想到的都講出來，不要保留，不要等面試官問 「還有嗎？」）

面試官：好，一般Java堆是如何實現的？

我：在HotSpot虛擬機實現中，Java堆分成了新生代和老年代，我當時看的是1.7的實現，所有還有永久代，新生代中又分為了eden區和survivor區，survivor區又分成了S0和S1，或則是from和to，（這個時候，我要求紙和筆，因為我覺得這個話題可以聊蠻長時間，又是我比較熟悉的...一邊畫圖，一邊描述），其中eden，from和to的內存大小默認是8:1:1（各種細節都要說出來...），此時，我已經在紙上畫出了新生代和老年代代表的區域

面試官：恩，給我講講對象在內存中的初始化過程？

我：（千萬不要只說，新對象在Java堆進行內存分配並初始化，或是在eden區進行內存分配並初始化）要初始化一個對象，首先要載入該對象所對應的class文件，該文件的數據會被載入到永久代，並創建一個底層的instanceKlass對象代表該class，再為將要初始化的對象分配內存空間，優先在線程私有內存空間中分配大小，如果空間不足，再到eden中進行內存分配...^&&*%

面試官：恩，好，說下YGC的大概過程...

我：先找出根對象，如Java棧中引用的對象、靜態變數引用的對象和系統詞典中引用的對象等待，把這些對象標記成活躍對象，並複製到to區，接著遍歷這些活躍對象中引用的對象並標記，找出老年代對象在eden區有引用關係的對象並標記，最後把這些標記的對象複製到to，在複製過程還要判斷活躍對象的gc年齡是否已經達到閾值，如果已經達到閾值，就直接晉陞到老年代，YGC結束之後把from和to的引用互換（能多說點就多說點，省的面試官再提問，我把老年代的cms回收也大致說了一遍，以為面試官會跳過這個話題了，還是太年輕了）。

面試官：你剛剛說到在YGC的時候，有些對象可能會發生晉陞，如果晉陞失敗怎麼處理？

我：....（斷片了幾秒鐘，我記得我分析過這段代碼的，但是印象不深刻了）我記得在標記階段時，會把對象和對應的對象頭數據保存在兩個棧中，如果晉陞失敗的話，就把該對象的對象頭復原...

面試官：那你在實際項目中有碰到這種情況么，會導致什麼問題？

我：...（這我真沒有遇到過）對，有遇到過一次，在分析gc日誌的時候，發現YGC發生之後，日誌顯示gc後的內存變大了，後來查出來是因為對象的晉陞失敗造成的。（我隱約記得看過笨神的一篇文章，回答的心裡很虛）

面試官：（沒有反駁，繼續問）有過虛擬機性能調優的經驗么？

我：（說實話，調優經驗真的不多）恩，有一點吧，不是很足，就是我們XX項目上線的時候，發現YGC特別的頻繁^^&^8&，通過調整新生代的大小（線上環境的虛擬機參數是默認的），同時檢查業務邏輯代碼&*&$$~~！

面試官：恩？還有么？

我：（面試這麼久，好怕面試官的下一句是 「恩？還有么？」，顯然面試官還不滿足我的回答，但是我也只能答到這個地步了...）恩，經驗確實有限，目前就根據這個項目做過一些相關的優化。

面試官： 。。。。。。

我：。。。。。。

面試官： 那我們看看別的吧。

關於虛擬機方面的文章，我針對hotSpot的實現寫了一些分析，感興趣的同學可以看看，這些文章看著確實有點枯燥。

相關文章：

JVM源碼分析之JVM啟動流程

JVM源碼分析之堆內存的初始化

JVM源碼分析之Java類的載入過程

JVM源碼分析之Java對象的創建過程

JVM源碼分析之如何觸發並執行GC線程

JVM源碼分析之垃圾收集的執行過程

JVM源碼分析之新生代DefNewGeneration的實現

JVM源碼分析之老年代TenuredGeneration的垃圾回收演算法實現

細節問題

細節決定成敗，在面試過程中，雖然也有運氣的成分存在，但是對於細節的掌握程度，可以很好的衡量應試者的技術水平。

volatile

場景對話：

面試官：說說volatile關鍵字的實現原理

我：volatile關鍵字提供了內存可見性和禁止內存重排序

面試官：分別解釋一下

我：因為在虛擬機內存中有主內存和工作內存的概念，每個cpu都有自己的工作內存，當讀取一個普通變數時，優先讀取工作內存的變數，如果工作內存中沒有對應的變數，則從主內存中載入到工作內存，對工作內存的普通變數進行修改，不會立馬同步到主內存，內存可見性保證了在多線程的場景下，保證了線程A對變數的修改，其它線程可以讀到最新值&&%%……

面試官：如何保證的？

我：當對volatile修飾的變數進行寫操作時，直接把最新值寫到主內存中，並清空其它cpu工作內存中該變數所在的內存行數據，當對volatile修飾的變數進行讀操作時，會讀取主內存的數據&&&%%￥@

面試官：你知道系統級別是如何實現的么？

我：（what，what are u 說啥呢）我記得操作volatile變數的彙編代碼前面會有lock前綴指令

面試官：你這說的還是代碼層面，我說的是系統級別

我：（懵逼臉...）這個再底層下去我真的沒研究過了...

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