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Java全栈面试宝典：多线程与Spring核心机制深度解析

news 来源：原创 2025/6/2 14:15:10

一、并发编程核心概念

🔥 问题1：进程与线程的六大维度对比

系统资源管理架构图

核心差异对照表

对比维度	进程	线程
资源分配单位	操作系统分配	进程内部分配
内存空间	独立地址空间（4GB/进程）	共享进程内存
通信方式	管道/信号量/共享内存	共享变量/消息队列
上下文切换开销	高（需切换页表）	低（仅寄存器）
健壮性	进程崩溃不影响其他进程	线程崩溃导致整个进程终止
创建销毁开销	大（MB级）	小（KB级）

内核态与用户态对比

执行模式	访问权限	切换触发条件	典型操作
用户态	受限的系统资源访问	系统调用/中断	应用程序常规代码执行
内核态	完全的系统资源控制	中断处理完成返回	设备驱动/I/O操作

切换原理：通过系统调用（如fork/exec）触发软中断（0x80），CPU切换到特权模式

问题2：Java线程模型的三层架构

JVM线程模型图解

Java线程生命周期代码示例

public class ThreadLifecycle {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            System.out.println("子线程运行中");
            try {
                Thread.sleep(1000);  // TIMED_WAITING
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        
        System.out.println(thread.getState());  // NEW
        thread.start();
        System.out.println(thread.getState());  // RUNNABLE
    }
}

二、Spring核心机制解析

🌟 Spring四层架构体系

Spring模块全景图

🌟 依赖注入(DI)深度解析

DI实现方式对比表

注入方式	实现示例	适用场景	优势
构造器注入	`new ServiceImpl(dependency)`	强依赖关系	对象不可变/线程安全
Setter注入	`service.setDao(dao)`	可选依赖	灵活性高
字段注入	`@Autowired private Dao dao`	快速开发	代码简洁
方法注入	`@Autowired public void init(Dao dao)`	复杂初始化逻辑	精确控制注入时机

Spring DI容器工作原理

三、高频面试题强化训练

1. Spring依赖注入的优势

解耦组件关系：通过接口编程降低耦合度
增强可测试性：方便Mock对象进行单元测试
提升可维护性：配置集中管理，修改不影响业务代码
支持灵活扩展：通过替换实现类快速变更功能

2. BeanFactory与ApplicationContext的区别进阶

特性	BeanFactory	ApplicationContext
国际化支持	❌	✅（MessageSource）
事件发布	❌	✅（ApplicationEventPublisher）
资源模式解析	基础支持	支持Ant风格路径
注解驱动	需手动配置	自动检测（@ComponentScan）
Profile支持	❌	✅

3. Spring Bean作用域

@Scope("prototype")  // 每次获取新实例
@Scope("singleton")  // 默认单例
@Scope("request")    // Web请求范围
@Scope("session")    // 用户会话范围
@Scope("application")// ServletContext生命周期

四、Java并发编程实战技巧

1. 线程池最佳配置

ExecutorService pool = new ThreadPoolExecutor(
    5,                              // 核心线程数（CPU密集型建议N+1）
    20,                             // 最大线程数（IO密集型建议2N）
    60L, TimeUnit.SECONDS,          // 空闲线程存活时间
    new LinkedBlockingQueue<>(100), // 任务队列（根据业务选择队列类型）
    Executors.defaultThreadFactory(), 
    new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy() // 拒绝策略
);

2. 线程安全集合选择指南

集合类型	线程安全实现	适用场景
List	CopyOnWriteArrayList	读多写少
Map	ConcurrentHashMap	高并发读写
Set	ConcurrentSkipListSet	需要排序功能
Queue	LinkedBlockingQueue	生产者-消费者模式