# 联想 Java 面试

大家好，我是小林。

大家面试联想的时候，可能需要准备好英语表达，面试过程中可能会要求你用英语来回答问题，联想因为有很多国外的同事，工作中也经常跟国外的同事协助，所以英语是会在工作中日常交流的。

甚至，可能有一面的面试官，就是外国人面试官，这种情况，就需要全程英语交流。联想的工作氛围还是不错，不加班，听说朝九晚六，十几天年假，妥妥的外企风格，羡慕了。

这次，来分享一位同学的联想 Java 后端校招的面经，主要是问八股比较多，但是整体上不算难，都是比较基础的问题，主要就问了计算机网络、操作系统、Java 集合一些问题。

技术面之后，就进行英语对话环节了，需要用英语说一下项目中遇到的最大问题，这最好提前准备一下，当场用英语去表达，肯定讲的不好。

# 计算机网络

# IP协议是哪一层的？

在网络层。

TCP/IP 网络通常是由上到下分成 4 层，分别是应用层，传输层，网络层和网络接口层。

应用层支持 HTTP、SMTP 等最终用户进程
传输层处理主机到主机的通信（TCP、UDP）
网络层寻址和路由数据包（IP 协议）
链路层通过网络的物理电线、电缆或无线信道移动比特

# 域名转化为IP地址用到了什么协议？

dns 协议

# 说说DNS的解析过程。

客户端首先会发出一个 DNS 请求，问 www.server.com 的 IP 是啥，并发给本地 DNS 服务器（也就是客户端的 TCP/IP 设置中填写的 DNS 服务器地址）。
本地域名服务器收到客户端的请求后，如果缓存里的表格能找到 www.server.com，则它直接返回 IP 地址。如果没有，本地 DNS 会去问它的根域名服务器：“老大，能告诉我 www.server.com 的 IP 地址吗？” 根域名服务器是最高层次的，它不直接用于域名解析，但能指明一条道路。
根 DNS 收到来自本地 DNS 的请求后，发现后置是 .com，说：“www.server.com 这个域名归 .com 区域管理”，我给你 .com 顶级域名服务器地址给你，你去问问它吧。”
本地 DNS 收到顶级域名服务器的地址后，发起请求问“老二，你能告诉我 www.server.com 的 IP 地址吗？”
顶级域名服务器说：“我给你负责 www.server.com 区域的权威 DNS 服务器的地址，你去问它应该能问到”。
本地 DNS 于是转向问权威 DNS 服务器：“老三，www.server.com对应的IP是啥呀？”server.com 的权威 DNS 服务器，它是域名解析结果的原出处。为啥叫权威呢？就是我的域名我做主。
权威 DNS 服务器查询后将对应的 IP 地址 X.X.X.X 告诉本地 DNS。
本地 DNS 再将 IP 地址返回客户端，客户端和目标建立连接。

至此，我们完成了 DNS 的解析过程。现在总结一下，整个过程我画成了一个图。

# 改过host文件吗？

hosts 文件是一个系统文件，用于将主机名映射到 IP 地址。在某些情况下，它可以用于进行域名解析，类似于 DNS 的功能。通常在操作系统中，hosts 文件的位置如下：

Windows: C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
Linux/Unix/Mac: /etc/hosts hosts 文件通常包含多行，每行包含一个 IP 地址和一个或多个主机名，格式如下：

P地址 主机名 [别名]
127.0.0.1   localhost
192.168.1.10  my-server

使用场景：

本地开发：可以将特定域名指向本地服务器的 IP 地址，以便于开发和测试。
阻止网站：可以通过将网站域名指向 127.0.0.1 来阻止访问，例如将 example.com 指向 127.0.0.1 可以阻止该网站的访问。
加速解析：对于常用的自家服务器，可以直接通过 hosts 文件来加速网络请求的解析。

# https的握手过程？

传统的 TLS 握手基本都是使用 RSA 算法来实现密钥交换的，在将 TLS 证书部署服务端时，证书文件其实就是服务端的公钥，会在 TLS 握手阶段传递给客户端，而服务端的私钥则一直留在服务端，一定要确保私钥不能被窃取。

在 RSA 密钥协商算法中，客户端会生成随机密钥，并使用服务端的公钥加密后再传给服务端。根据非对称加密算法，公钥加密的消息仅能通过私钥解密，这样服务端解密后，双方就得到了相同的密钥，再用它加密应用消息。

我用 Wireshark 工具抓了用 RSA 密钥交换的 TLS 握手过程，你可以从下面看到，一共经历了四次握手：

TLS 第一次握手

首先，由客户端向服务器发起加密通信请求，也就是 ClientHello 请求。在这一步，客户端主要向服务器发送以下信息：

（1）客户端支持的 TLS 协议版本，如 TLS 1.2 版本。
（2）客户端生产的随机数（Client Random），后面用于生成「会话秘钥」条件之一。
（3）客户端支持的密码套件列表，如 RSA 加密算法。

TLS 第二次握手

服务器收到客户端请求后，向客户端发出响应，也就是 SeverHello。服务器回应的内容有如下内容：

（1）确认 TLS 协议版本，如果浏览器不支持，则关闭加密通信。
（2）服务器生产的随机数（Server Random），也是后面用于生产「会话秘钥」条件之一。
（3）确认的密码套件列表，如 RSA 加密算法。（4）服务器的数字证书。

TLS 第三次握手

客户端收到服务器的回应之后，首先通过浏览器或者操作系统中的 CA 公钥，确认服务器的数字证书的真实性。

如果证书没有问题，客户端会从数字证书中取出服务器的公钥，然后使用它加密报文，向服务器发送如下信息：

（1）一个随机数（pre-master key）。该随机数会被服务器公钥加密。
（2）加密通信算法改变通知，表示随后的信息都将用「会话秘钥」加密通信。
（3）客户端握手结束通知，表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时把之前所有内容的发生的数据做个摘要，用来供服务端校验。

上面第一项的随机数是整个握手阶段的第三个随机数，会发给服务端，所以这个随机数客户端和服务端都是一样的。

服务器和客户端有了这三个随机数（Client Random、Server Random、pre-master key），接着就用双方协商的加密算法，各自生成本次通信的「会话秘钥」。

TLS 第四次握手

服务器收到客户端的第三个随机数（pre-master key）之后，通过协商的加密算法，计算出本次通信的「会话秘钥」。

然后，向客户端发送最后的信息：

（1）加密通信算法改变通知，表示随后的信息都将用「会话秘钥」加密通信。
（2）服务器握手结束通知，表示服务器的握手阶段已经结束。这一项同时把之前所有内容的发生的数据做个摘要，用来供客户端校验。

至此，整个 TLS 的握手阶段全部结束。接下来，客户端与服务器进入加密通信，就完全是使用普通的 HTTP 协议，只不过用「会话秘钥」加密内容。

# 操作系统

# 死锁是什么？怎么产生的？

死锁只有同时满足以下四个条件才会发生：

互斥条件：互斥条件是指多个线程不能同时使用同一个资源。
持有并等待条件：持有并等待条件是指，当线程 A 已经持有了资源 1，又想申请资源 2，而资源 2 已经被线程 C 持有了，所以线程 A 就会处于等待状态，但是线程 A 在等待资源 2 的同时并不会释放自己已经持有的资源 1。
不可剥夺条件：不可剥夺条件是指，当线程已经持有了资源，在自己使用完之前不能被其他线程获取，线程 B 如果也想使用此资源，则只能在线程 A 使用完并释放后才能获取。
环路等待条件：环路等待条件指的是，在死锁发生的时候，两个线程获取资源的顺序构成了环形链。

# 如何避免死锁？

避免死锁问题就只需要破环其中一个条件就可以，最常见的并且可行的就是使用资源有序分配法，来破环环路等待条件。

那什么是资源有序分配法呢？线程 A 和线程 B 获取资源的顺序要一样，当线程 A 是先尝试获取资源 A，然后尝试获取资源 B 的时候，线程 B 同样也是先尝试获取资源 A，然后尝试获取资源 B。也就是说，线程 A 和线程 B 总是以相同的顺序申请自己想要的资源。

# Java

# 常用的数据结构，简单说一下

了解数组、哈希表、链表、栈、队列、二叉树、b+树等。

# Java中的ArrayList了解吗？

ArrayList是容量可变的非线程安全列表，其底层使用数组实现，当几何扩容时，会创建更大的数组，并把原数组复制到新数组。ArrayList支持对元素的快速随机访问，但插入与删除速度很慢。
ArrayList适用于需要频繁访问集合元素的场景。它基于数组实现，可以通过索引快速访问元素，因此在按索引查找、遍历和随机访问元素的操作上具有较高的性能。当需要频繁访问和遍历集合元素，并且集合大小不经常改变时，推荐使用ArrayList

# ArrayList插入元素的过程是怎样的？

插入的过程分为：

**在 ArrayList 的末尾插入元素，**当我们向 ArrayList 的末尾插入元素时，只需将新元素添加到内部数组的最后一个位置即可，不需要移动其他元素。因此，该操作的时间复杂度是 O(1)。
**在 ArrayList 的中间或开头插入元素，**当我们向 ArrayList 的中间或开头插入元素时，需要将插入位置之后的所有元素都向后移动一位，以腾出空间给新元素。因此，该操作的时间复杂度是 O(n)。
插入的时候，如果底层数组大小不够，就会发生扩容：构造ArrayList的时候，默认的底层数组大小是10，不够的话就动态扩容，扩容的数组是原来的 1.5 倍，ArrayList的扩容操作涉及到数组的复制和内存的重新分配，所以在频繁添加大量元素时，扩容操作可能会影响性能，为了减少扩容带来的性能损耗，可以在初始化ArrayList时预分配足够大的容量，避免频繁触发扩容操作。

# ArrayList是线程安全的吗？

不是线程安全的，ArrayList变成线程安全的方式有：

使用Collections类的synchronizedList方法将ArrayList包装成线程安全的List：

List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(arrayList);

使用CopyOnWriteArrayList类代替ArrayList，它是一个线程安全的List实现：

CopyOnWriteArrayList<String> copyOnWriteArrayList = new CopyOnWriteArrayList<>(arrayList);

使用Vector类代替ArrayList，Vector是线程安全的List实现：

Vector<String> vector = new Vector<>(arrayList);

# ArrayList哪一步会导致线程不安全？

ArrayList源码分析

首先看看这个类所拥有的部分属性字段：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
 implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
 /**
 * 列表元素集合数组如果新建ArrayList对象时没有指定大小，那么会将
 * EMPTY_ELEMENTDATA赋值给elementData，
 * 并在第一次添加元素时，将列表容量设置为DEFAULT_CAPACITY
 */
 transient Object[] elementData;
 // 列表大小，elementData中存储的元素个数
 private int size;
}

通过这两个字段可以看出，ArrayList 的实现主要就是：

用了一个 Object 的数组，用来保存所有的元素；
一个 size 变量用来保存当前数组中已经添加了多少元素。

接着看下最重要的 add 操作时的源代码：

public boolean add(E e) {
     ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
     elementData[size++] = e;
     return true;
 }

nsureCapacityInternal() 的作用就是如果将当前的新元素加到列表后面，判断列表的 elementData 数组的大小是否满足。

如果 size + 1 的这个需求长度大于 elementData 这个数组的长度，那么就要对这个数组进行扩容。由此看到 add 元素时，实际有两个大的步骤：

判断 elementData 数组 capacity 容量是否满足需求，是否需要扩容。
在 elementData 对应位置上设置值。

这样就出现了第一个导致线程不安全的隐患，在多个线程进行 add 操作时可能会导致 elementData 数组越界。

ArrayList 线程不安全的原因

ArrayList 默认数组大小为 10。假设现在已经添加进去 9 个元素了，size = 9。

线程 A 执行完 add 方法中的 ensureCapacityInternal(size+1) 挂起了。
线程 B 开始执行，校验数组容量发现不需要扩容。于是把 “b” 放在了下标为 9 的位置，且 size 自增 1。此时 size = 10。
线程 A 接着执行，尝试把 “a” 放在下标为 10 的位置，因为 size = 10。但因为数组还没有扩容，最大的下标才为 9，所以会抛出数组越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException。

另外第二步 elementData[size++] = e 设置值的操作同样会导致线程不安全。从这里可以看出，这步操作也不是一个原子操作，它由如下两步操作构成：

elementData[size] = e;
size = size + 1;

在单线程执行这两条代码时没有任何问题，但是当多线程环境下执行时，可能就会发生一个线程的值覆盖另一个线程添加的值，具体逻辑如下：

列表大小为 0，即size=0
线程 A 开始添加一个元素，值为 A。此时它执行第一条操作，将 A 放在了 elementData 下标为 0 的位置上。
接着线程 B 刚好也要开始添加一个值为 B 的元素，且走到了第一步操作。此时线程 B 获取到 size 的值依然为 0，于是它将 B 也放在了 elementData 下标为 0 的位置上。
线程 A 开始将 size 的值增加为 1。
线程 B 开始将 size 的值增加为 2。

这样线程 AB 执行完毕后，理想中情况为 size 为 2，elementData 下标 0 的位置为 A，下标 1 的位置为 B。而实际情况变成了 size 为 2，elementData 下标为 0 的位置变成了 B，下标 1 的位置上什么都没有。并且后续除非使用 set 方法修改此位置的值，否则将一直为，因为 size 为 2，添加元素时会从下标为 2 的位置上开始。

案例复现

用如下的代码可以进行安全性的校验：

public static void main(String[] args) {
    final List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
    try {
        // 线程A将0-1000添加到list
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                    list.add(i);
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
        // 线程B将1000-2000添加到列表
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 1000; i < 2000; i++) {
                    list.add(i);
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }).start();
        Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    // 打印所有结果
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        System.out.println("第" + (i + 1) + "个元素为：" + list.get(i));
    }
}

最后的输出结果中，有如下的部分：

第7个元素为：3
第8个元素为：1003
第9个元素为：4
第10个元素为：1004
第11个元素为：
第12个元素为：1005
第13个元素为：6

可以看到第 11 个元素的值为，这也就是上面所说的情况。多测试几次的话，数组越界的异常也可以复现出来。

# 项目

项目介绍，数据模型设计等
说一下项目中遇到的最大问题（用英语表述）

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