Java 大厂实习面试常见技术题汇总

Nacos 注册中心原理

Nacos 底层实现围绕服务注册、服务发现、健康检查三大功能展开。

• 服务注册：服务提供者启动时，通过客户端向 Server 发送注册请求，携带元数据。Server 将信息存储在内存注册表中。
• 服务发现：消费者启动时主动拉取实例列表并缓存。变更时，Server 主动推送通知给消费者，减少轮询开销。
• 健康检查：Server 定期向实例发送检查请求，或实例定期发送心跳包。若连续失败，标记为不健康并从可用列表中移除。

RocketMQ 持久化机制

RocketMQ 依靠交换器、队列和消息的持久化来实现数据可靠性。

WebSocket 协议详解

WebSocket 是一种用于客户端和服务器之间建立持久双向通信连接的协议，广泛应用于需要实时数据交换的场景。

• 持久连接：建立后保持长期通信状态，无需频繁创建关闭。
• 双向通信：服务器可主动向客户端推送，打破 HTTP 单向限制。
• 低开销：数据传输时无需携带大量 HTTP 头部信息。

HTTP 长连接与短连接

核心区别在于一次 TCP 连接是否可被多次 HTTP 请求复用。

• HTTP/1.0：默认短连接。
• HTTP/1.1：默认长连接。

可通过响应头 Connection 字段判断。设置长连接即修改该响应头。

HashMap 实现原理

HashMap 底层由数组 + 链表 + 红黑树组成。

1. 哈希计算：对键的 hashCode 进行高低位异或，混合信息以减少冲突。桶索引计算为 hash & (length - 1)，要求长度为 2 的幂次方。
2. 插入逻辑：若桶为空直接插入；非空则遍历链表或红黑树。若链表长度≥8 且数组长度≥64，转为红黑树。
3. 扩容机制：元素总数超过阈值（capacity * loadFactor）时扩容为 2 倍，重新计算索引。
4. JDK 版本差异：JDK 1.8 优化了扩容迁移逻辑，采用尾插法避免多线程死循环。

HashMap 退化与阈值

当红黑树节点数≤6 时退化为链表。阈值设置不对称（8→树，6→链）是为了防抖动，避免在阈值附近波动导致频繁转换。

MySQL 与 Redis 一致性保证

最终一致方案

1. 读取时先查 Redis，命中返回；未命中查 MySQL 写入 Redis 后返回。
2. 更新时先更新 MySQL，再删除 Redis 缓存。删除而非更新可避免原子性问题，后续读取自动同步。

强一致方案

1. 获取分布式锁。
2. 开启 MySQL 事务更新数据。
3. 提交后更新或删除 Redis 缓存。
4. 释放锁。

数据库隔离级别

• 读未提交：一致性最低，可能脏读。
• 读已提交：避免脏读，但不可重复读。
• 可重复读：同一事务内多次读取结果一致，MySQL 默认级别。
• 串行化：完全串行，避免所有并发问题。

补充概念

• 脏读：读取了未提交的数据。
• 不可重复读：同一事务内多次读取结果不一致。
• 幻读：多次查询记录数不一致。

缓存异常处理

• 缓存击穿：热点 Key 失效，请求穿透 DB。解决：热点 Key 永不过期或加锁。
• 缓存穿透：请求不存在 Key，持续穿透 DB。解决：布隆过滤器或存储空值。
• 缓存雪崩：大量 Key 同时过期。解决：随机过期时间或多级缓存。

Redis 高并发库存处理

当 Redis 扛不住大量请求时：

1. 集群部署：分片 + 读写分离。
2. 限流：前端、网关或 MQ 限流。
3. 熔断降级：监控响应时间，超时返回旧值或暂存本地队列异步同步。

sleep 与 wait 区别

RabbitMQ 消息可靠性

1. 发送端：开启 Confirm 模式确认消息到达 Exchange。
2. 中间件：Exchange、Queue、Message 均持久化。
3. 消费端：手动 ACK，配置重试次数与死信队列。

死信队列应用

• 消息重试：配合 TTL 实现延迟队列。
• 日志收集：分析无法处理的消息。

算法题：合并 K 个升序链表

LeetCode 23 题，相比合并两个链表，这里涉及 k 个链表的比较。暴力法复杂度较高，推荐使用优先级队列（小根堆）优化。

思路：每次从堆顶取出最小节点，将其下一个节点加入堆中。

public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
    if (lists == null || lists.length == 0) return null;
    
    // 定义小根堆，按节点值排序
    PriorityQueue<ListNode> pq = new PriorityQueue<>((a, b) -> a.val - b.val);
    
    // 将所有非空链表头节点加入堆
    for (ListNode node : lists) {
        if (node != null) pq.add(node);
    }
    
    ListNode dummy = new ListNode(0);
    ListNode current = dummy;
    
    while (!pq.isEmpty()) {
        ListNode minNode = pq.poll();
        current.next = minNode;
        current = current.next;
        
        if (minNode.next != null) {
            pq.add(minNode.next);
        }
    }
    
    return dummy.next;
}

Redis 主从复制原理

Redis Replication 将主节点数据同步到从节点，实现冗余备份和读分流。

1. 保存主节点信息：IP、端口。
2. 建立连接：验证读写功能。
3. 同步数据集：首次全量同步，后续部分同步。
4. 命令持续复制：主节点持续发送写命令，从节点执行。

Redis 数据结构与应用

• String：缓存热点数据、分布式锁、计数器。
• Hash：存储对象数据、购物车。
• List：消息队列。
• Set：去重、共同好友/关注。
• ZSet：排行榜、延迟任务。

SQL 优化进阶

加了索引仍慢，扫描行数多，原因通常是索引失效或设计缺陷。

• 索引失效：列参与函数运算、使用不等于/NOT IN/IS NOT NULL。
• 设计缺陷：选择性差（重复值多）、大字段索引。

RabbitMQ 顺序消息

全局顺序难保障，局部顺序较易实现。

• 基础方案：单队列单消费者，RabbitMQ 原生保障 FIFO。
• 优化方案：分区消费。按 ID 分组路由到不同队列，每个队列配专属消费者，既保序又提吞吐。

Linux 常用命令

查看日志

grep [选项] "字符串" 文件名
# 示例：grep -in "error" app.log

# 实时跟踪
tail -f app.log | grep "ERROR"

# Docker 容器日志
docker logs -f myapp
docker logs -n 100 myapp

查找端口占用

netstat -tuln | grep 端口号
# 示例：netstat -tuln | grep 3306

Java 异常体系

• Checked Exception：IOException, SQLException, ClassNotFoundException（编译期检查）。
• RuntimeException：NullPointerException, IndexOutOfBoundsException, ArithmeticException（运行时异常）。

数据库相关异常

• SQL 语法错误
• 连接失败
• 违反约束
• 类型不匹配或越界

Redis DECR 操作

DECR 命令对指定键数值原子性减 1。键不存在则初始化为 0 再减 1。常用于计数器递减或库存扣减，具备线程安全和高性能特点。

HTTPS 工作原理

HTTPS 是在 HTTP 基础上引入加密层。

1. 前置知识：对称加密（同密钥）与非对称加密（公钥/私钥）。
2. 握手流程：
   • 客户端发起 HTTPS 请求。
   • 服务器发送数字证书（含公钥及 CA 签名）。
   • 客户端验证证书有效性（签名、有效期、CA 信任链）。
   • 生成会话密钥，用服务器公钥加密后发送。
   • 服务器用私钥解密会话密钥。
   • 双方使用会话密钥进行对称加密通信。

此流程确保了传输数据的机密性与完整性。