2025.06.07

1. Java 中操作字符串有哪些类型？它们之间有什么区别？

Java 主要有三种可操作“字符序列”的类型：

  • String

    • 特点：不可变（immutable）、底层基于字符数组 char[]

    • 适用：读多写少的场景，它一旦创建，内容就不可变，保证了线程安全

  • StringBuilder

    • 特点：可变（mutable）、非线程安全，底层同样是 char[]，扩容时按 oldCapacity * 2 + 2

    • 适用：单线程下大量拼接字符串的场景，效率比 String + 高，比 StringBuffer 快

  • StringBuffer

    • 特点：可变、线程安全（方法上用 synchronized），同样基于 char[]

    • 适用：多线程需要频繁修改字符串的场景，但性能低于 StringBuilder

  • CharSequence

    • 说明：String、StringBuilder、StringBuffer 等都实现了它，表示一段可读的字符序列

2. String 类的常用方法及其作用

  • 长度与内容

    • int length()：返回字符串长度（字符个数）。

    • boolean isEmpty()：判断字符串是否为空（length() == 0）。

    • char charAt(int index)：返回指定下标处的字符，0-based。

    • char[] toCharArray()：将字符串转换为 char[]。

    • byte[] getBytes()：按平台默认编码将字符串转换成字节数组。

  • 比较与查找

    • boolean equals(Object)：区分大小写比较内容是否相同。

    • boolean equalsIgnoreCase(String)：忽略大小写比较内容是否相同。

    • int compareTo(String another)：按字典序比较，返回负/零/正。

    • int indexOf(String/char)：查找某子串或字符第一次出现的位置，找不到返回 -1。

    • int lastIndexOf(String/char)：查找子串或字符最后一次出现的位置，找不到返回 -1。

    • boolean contains(CharSequence)：判断是否包含指定子串。

    • boolean startsWith(String)：判断是否以指定前缀开始。

    • boolean endsWith(String)：判断是否以指定后缀结束。

  • 截取与分割

    • String substring(int beginIndex)：截取从 beginIndex 到末尾的子串。

    • String substring(int beginIndex, int endIndex)：截取从 beginIndex（含）到 endIndex（不含）的子串。

    • String[] split(String regex)：按正则表达式拆分，返回字符串数组。

    • String trim()：去除两端空白字符（space、tab、换行等），不影响中间空格。

  • 替换

    • String replace(char oldChar, char newChar)：全局替换字符。

    • String replace(CharSequence target, CharSequence replacement)：全局替换字符串（不支持正则）。

    • String replaceAll(String regex, String replacement)：按正则替换，所有匹配均被替换。

    • String replaceFirst(String regex, String replacement)：按正则替换，仅替换第一个匹配。

  • 大小写 & 格式化

    • String toLowerCase()：转为全小写。

    • String toUpperCase()：转为全大写。

    • String format(String fmt, Object… args)：按格式化字符串生成新字符串（类似 printf）。

  • 连接与常量池

    • static String join(CharSequence delimiter, CharSequence… elements)：将多个序列用 delimiter 连接成一个字符串。

    • String intern()：将字符串加入常量池并返回池中引用；若已存在则返回已有引用，便于节省内存和快速比较。

  • 其它

    • boolean matches(String regex)：判断整个字符串是否匹配给定正则。

    • 拼接建议：大量拼接时推荐使用 StringBuilder 或 StringBuffer，最后调用 toString() 得到新 String。

3. List、Set、Map 之间的区别是什么？

  • List

    • 特点：有序、允许重复

    • 常用实现：ArrayList、LinkedList

    • 适用：需要按下标访问、允许重复元素的场景

  • Set

    • 特点：无序（或排序）、不允许重复

    • 常用实现：HashSet、LinkedHashSet、TreeSet

    • 适用：需要去重的场景

  • Map

    • 特点：键值对结构，key 不可重复，value 可重复

    • 常用实现：HashMap、LinkedHashMap、TreeMap

    • 适用：需要快速根据 key 查找 value 的场景

4. HashMap 的实现原理

  • 底层结构：数组 + 链表／红黑树（当单个桶中元素过多时，链表转为红黑树以优化性能）

  • 哈希定位：hash(key) → 扰动后与 (capacity - 1) 做位与，定位到数组下标

  • 插入：

    • 若目标桶为空，直接插入

    • 否则遍历链表／树，若 key 相同则覆盖 value，否则追加到末尾／树中

  • 扩容：当元素数超过 loadFactor（默认 0.75）时，容量翻倍，并重新 rehash 所有元素

  • 查询：同哈希定位过程，遍历桶内链表／树，通过 equals 比较 key，找到则返回对应 value

5. ArrayList 和 LinkedList 的区别

  • ArrayList

    • 底层结构：动态数组 Object[]

    • 随机访问：O(1)

    • 任意位置插入/删除：O(n)（需要移动元素）

    • 尾部插入/删除：均摊 O(1)

    • 适用：读多写少、需要频繁随机访问的场景

  • LinkedList

    • 底层结构：双向链表

    • 随机访问：O(n)

    • 任意位置插入/删除：O(1)（只改动指针）

    • 尾部操作：O(1)

    • 适用：插入/删除操作频繁的场景

6. 创建线程池的几种方式

  • Executors 工厂方法

    • Executors.newFixedThreadPool(int n)

    • Executors.newCachedThreadPool()

    • Executors.newSingleThreadExecutor()

    • Executors.newScheduledThreadPool(int corePoolSize)

  • ThreadPoolExecutor 构造

    new ThreadPoolExecutor(
    corePoolSize,
    maximumPoolSize,
    keepAliveTime, TimeUnit.SECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<>(),
    threadFactory,
    rejectedExecutionHandler
);

  • ForkJoinPool

    • 适合分治任务，内部使用工作窃取算法

  • Spring 注解方式

    • @EnableAsync + 自定义 TaskExecutor

    • @Scheduled 定时任务线程池

7. 什么是死锁？怎么防止死锁？

  • 死锁：两个或多个线程各自持有对方需要的资源并相互等待，导致都无法继续执行的状态

  • 防止策略：

    • 固定顺序加锁：所有线程按同一顺序请求锁，避免循环等待

    • 尝试加锁（tryLock）：使用带超时的 tryLock(timeout)，超时释放已持有锁再重试

    • 锁分离/细化：缩短持锁时间，减少锁竞争

    • 死锁检测与资源剥夺（复杂，少用）

  • Cookie

    • 存储位置：客户端（浏览器）

    • 容量：≈4KB

    • 生命周期：可设置过期时间

    • 安全性：易被篡改

  • Session

    • 存储位置：服务器

    • 容量：受服务器内存／存储限制

    • 生命周期：通常浏览器关闭或超时后失效

    • 安全性：只在客户端保存 sessionId，相对更安全

  • Session 工作原理

    1. 客户端首次请求时，服务器创建 HttpSession 并生成唯一 sessionId

    2. 服务器通过 Set-Cookie: JSESSIONID=… 下发给客户端

    3. 后续请求浏览器携带该 Cookie，服务器根据 sessionId 找到对应 HttpSession

    4. 在 HttpSession 中存取用户信息、购物车等会话数据

9. 什么是 Spring Boot？Spring Boot 的优点

  • Spring Boot：基于 Spring 框架的快速开发平台，通过“约定大于配置”和自动化配置简化 Spring 应用搭建

  • 优点：

    • 开箱即用：内嵌 Tomcat/Jetty，无需外部容器

    • 自动配置：根据类路径依赖自动装配常用组件

    • Starter POMs：一组 Starter 简化依赖管理

    • 生产级监控：Actuator 提供健康检查、指标等

    • 极简配置：application.properties／yml 一处配置即可

10. Spring Cloud 的核心组件有哪些？

  • Spring Cloud Config（配置中心）

  • Eureka / Consul / Zookeeper（服务注册与发现）

  • Ribbon（客户端负载均衡）

  • Feign（声明式 HTTP 客户端，集成 Ribbon）

  • Hystrix / Resilience4j（断路器）

  • Zuul / Spring Cloud Gateway（API 网关）

  • Bus（事件总线，用于广播配置变更）

  • Sleuth + Zipkin（分布式链路跟踪）

  • Stream（消息驱动微服务）

11. MyBatis 的一级缓存和二级缓存

  • 一级缓存

    • 作用域：SqlSession 级别，同会话中相同语句与参数直接从缓存取

    • 默认开启；commit/rollback/clearCache 会清空

  • 二级缓存

    • 作用域：Mapper（namespace）级别，跨 SqlSession 共享

    • 默认关闭，需要在全局与单个 mapper 中配置 <setting name="cacheEnabled" value="true"/> 与 <cache/>，且返回对象须可序列化

12. 自增表中删除后重启再插入，ID 会是多少？

  • InnoDB（默认）：删除 ID 6、7 后剩 1～5，重启时自增值 = MAX(id)+1 = 6，插入的新记录 ID 为 6

    • 重启后：InnoDB 会根据表中现有的最大 id（此例为 5）来重新计算下一个自增值，变成 5 + 1 = 6。

    • 未重启：自增计数器仍在内存里，继续累加，所以看到的是 8。

  • MyISAM：自增计数器保存在磁盘，重启不变，新记录 ID 为 8

13. ACID 是什么？

  • A (Atomicity，原子性)：事务要么全部成功，要么全部失败（回滚）

  • C (Consistency，一致性)：事务执行前后保持数据完整性约束

  • I (Isolation，隔离性)：并发事务互不干扰，可设不同隔离级别

  • D (Durability，持久性)：事务一旦提交，对数据的修改永久保存

14. MySQL 索引是怎么实现的？

  • B+ 树索引：最常用，非叶子节点存 key 和子节点指针；叶子节点存完整 key + 指向数据行的指针（聚簇索引直接存数据行）

  • Hash 索引（MEMORY 引擎）：通过哈希表实现，等值查询快，范围查询和排序不支持

  • 全文索引：基于倒排索引，支持 MATCH ... AGAINST

  • R-Tree 索引（MyISAM 空间索引）：用于地理空间数据

15. JVM 运行时数据区

  • 程序计数器 (PC Register)：存放当前线程所执行字节码的行号指示器

  • Java 栈 (Stack)：每个方法调用时创建的栈帧，存储局部变量、操作数栈、动态链接、方法出口等

  • 本地方法栈 (Native Stack)：为执行本地方法服务

  • 堆 (Heap)：存放所有对象实例和数组，是 GC 管理的重点区域

  • 方法区 (Method Area)：存放类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等（HotSpot 中的 Metaspace）

  • 运行时常量池 (Runtime Constant Pool)：方法区的一部分，存放编译期产生的各种字面量和符号引用

  • 直接内存 (Direct Memory)：不属于 JVM 内存一部分，通过 NIO 等方式分配，用于高效 I/O

16.服务器被入侵了怎么办？

  • 立即断网隔离

  • 保存证据和日志

  • 修改所有密码（包括数据库、应用等）

  • 评估影响范围

  • 备份核心数据

  • 完全重置系统

  • 重装后及时更新系统补丁

  • 从可信备份恢复数据

  • 加强安全配置和监控

  • 编写事件报告