面试题1：内存泄漏与垃圾回收机制
问题：
在最近的一个项目中，我们遇到了一个内存泄漏的问题。我们的应用程序运行一段时间后，JVM的堆空间使用率逐渐增加，直到最终触发了OutOfMemoryError错误。你能分析一下可能的原因，并给出解决办法吗？请用具体的例子来说明。
回答：
内存泄漏是指程序中的对象不再被使用但没有被正确释放，导致JVM无法回收这部分内存。对于Java应用来说，虽然有自动垃圾回收机制，但如果存在某些不当的代码实践，仍然会发生内存泄漏。
原因及解决方案：
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静态集合类：如果使用了静态变量（如
static List<Object> list = new ArrayList<>()）并且不断向其中添加对象而不移除，这些对象将不会被GC回收。这是因为静态变量的生命周期与应用程序一样长。public class MemoryLeakExample { private static List<String> strings = new ArrayList<>(); // A method that potentially causes memory leak public void addString(String str) { strings.add(str); } }解决方法是尽量避免使用静态集合，或者在不需要的时候手动清理集合。
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未关闭的资源：例如数据库连接、文件流等资源如果未正确关闭，也会造成内存泄漏。应确保使用
try-with-resources语句或显式调用.close()方法来关闭资源。try (Connection conn = DriverManager.getConnection(dbUrl)) { // Use connection } catch (SQLException e) { e.printStackTrace(); } -
内部类持有外部类引用：非静态内部类会隐式持有对外部类实例的引用，如果内部类的实例被缓存或通过其他方式长期存活，它可能会阻止外部类实例被GC回收。
使用静态内部类可以避免这种情况，因为静态内部类不会持有对外部类的引用。
深入理解垃圾回收器的工作原理以及不同代（年轻代、老年代）的对象管理策略对排查内存泄漏问题非常重要。同时，利用工具如VisualVM、Eclipse MAT等可以帮助定位内存泄漏的具体位置。
面试题2：并发编程与线程安全
问题：
我们正在构建一个多线程的应用程序，负责处理大量用户的请求。我们发现，在高并发的情况下，某些共享数据出现了不一致的问题。你能解释一下这背后的原因是什么吗？并提供一种保证线程安全的方法，最好能结合实际案例进行说明。
回答：
多线程环境下的线程安全问题是由于多个线程同时访问和修改共享资源而引起的。当两个或更多的线程试图在同一时间改变同一个变量时，就可能发生竞态条件（Race Condition），导致数据不一致。
原因及解决方案：
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竞态条件：这是指当多个线程竞争同一资源时，程序的行为取决于线程调度的顺序。为了防止这种情况发生，我们可以采用同步机制，比如
synchronized关键字或ReentrantLock类。示例：假设有一个计数器，用于统计用户点击次数。如果不加以保护，多个线程同时更新这个计数器可能导致数据丢失。
public class ClickCounter { private int count = 0; // Unsafe increment operation public void unsafeIncrement() { count++; } // Safe increment operation using synchronized public synchronized void safeIncrement() { count++; } } -
原子操作：对于简单的计数器场景，还可以考虑使用
AtomicInteger等原子类型，它们提供了更高效的线程安全操作。public class AtomicClickCounter { private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); // Thread-safe increment operation using AtomicInteger public void atomicIncrement() { count.incrementAndGet(); } } -
读写锁：当读多写少的情况下，可以使用
ReadWriteLock接口提供的锁，允许多个读线程并发执行，但在写入时独占资源。public class CacheWithLock { private final Map<String, String> cache = new HashMap<>(); private final ReentrantReadWriteLock rwl = new ReentrantReadWriteLock(); public String read(String key) { rwl.readLock().lock(); try { return cache.get(key); } finally { rwl.readLock().unlock(); } } public void write(String key, String value) { rwl.writeLock().lock(); try { cache.put(key, value); } finally { rwl.writeLock().unlock(); } } }
除了上述措施外，设计良好的架构也至关重要，比如采用无状态服务、减少共享状态、利用不可变对象等方式来降低并发复杂度。
面试题3：Spring框架中的依赖注入与AOP
问题：
在我们的Spring Boot应用中，我们使用了依赖注入（DI）来管理Bean之间的关系，同时也集成了面向切面编程（AOP）来进行横切关注点的分离。然而，我们注意到某些情况下，AOP通知并没有按照预期工作。你能详细解释一下Spring DI和AOP是如何工作的，以及为什么会出现这样的情况吗？
回答：
Spring框架中的依赖注入（Dependency Injection, DI）是一种设计模式，它允许将对象间的依赖关系通过构造函数、setter方法或者字段注入的方式传递给目标对象，而不是由对象自己创建或查找其依赖项。这种方式促进了松耦合和可测试性。
Spring DI与AOP工作原理：
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依赖注入：Spring容器（ApplicationContext）负责管理Bean的生命周期和配置。当一个Bean需要另一个Bean作为它的属性时，可以通过配置文件或者注解（如
@Autowired）告诉Spring如何为它注入正确的依赖。@Component public class MyService { private final MyRepository myRepository; @Autowired public MyService(MyRepository myRepository) { this.myRepository = myRepository; } } -
面向切面编程（AOP）：AOP允许开发者定义“切面”，即那些影响多个业务逻辑的通用功能，如事务管理、日志记录、性能监控等。切面可以在方法执行之前、之后或抛出异常时插入额外的行为。
Spring AOP基于代理机制实现，对于普通类，默认使用JDK动态代理；对于实现了接口的类，则可以使用CGLIB代理。这意味着只有代理对象上的方法调用才会触发AOP通知，直接调用类自己的方法不会触发。
如果在一个类中直接调用了自身的方法，而该方法上有AOP通知，那么这个通知将不会生效，因为这不是通过代理对象调用的。
@Aspect @Component public class LoggingAspect { @Before("execution(* com.example.service.MyService.*(..))") public void logBefore(JoinPoint joinPoint) { System.out.println("Method " + joinPoint.getSignature().getName() + " is starting."); } }在上面的例子中，如果我们尝试在
MyService类中调用自身的某个方法，而这个方法上有@Before通知，那么这个通知将不会被触发，除非是通过代理对象调用。
解决方案：
要确保AOP通知能够正常工作，我们应该总是通过Spring容器管理的代理对象来调用方法，而不是直接调用类内的方法。如果确实需要在同一个类内调用带有AOP通知的方法，可以考虑以下几种方式：
- 使用
@SelfInvocationCapable自定义注解配合ProxyFactory生成代理。 - 将需要调用的方法提取到另一个类中，这样就可以通过正常的代理机制调用。
- 使用
AopContext.currentProxy()获取当前代理对象，然后通过代理对象调用方法。
总之，了解Spring DI和AOP背后的实现原理对于编写高效、可靠的代码非常重要。同时，合理配置Spring Bean的作用域（如singleton、prototype）、正确选择代理机制（JDK vs CGLIB），以及理解AOP通知的执行顺序都是确保AOP功能按预期工作的关键。