机器人Java后端算法笔试题解析

如何判断一个字符串变量a为空，包括null、空字符串、一个或多个空格、一个或多个whitespace?

if (a == null || a.isBlank()) {

}

Java新版本为什么要添加Instant?

Java 8 引入 Instant 主要是为了修复旧版日期时间类（如 java.util.Date）的设计缺陷，

原因如下：

不可变性与线程安全：

Instant 是不可变的（Immutable），天然线程安全；

而 Date 是可变的，在多线程环境下容易产生并发问题。

更高精度：

Instant 支持纳秒级（ $10\^{-9}$ 秒）精度；

而 Date 只能精确到毫秒。

语义清晰（机器时间）：

Instant 明确表示 UTC 时间线上的瞬时点（timestamp），语义清晰，适合机器时间处理（日志、分布式时间戳、事件时间）；

而 Date API 设计混乱，日期计算与格式化常依赖 Calendar、TimeZone 等类，易产生时区问题。

如何判断两个double类型的变量是否相等?例如doublea=1.2;doubleb=1.1 +0.1; 比较a和b是否相等。

java 复制代码

public static boolean nearlyEqual(double a, double b, double epsilon) {
    return Math.abs(a - b) < epsilon;
}

// 使用
double a = 1.2;
double b = 1.1 + 0.1;
boolean equal = nearlyEqual(a, b, 1e-9);  // true
//epsilon 的取值取决于业务精度要求，常见取 1e-9 到 1e-6。

下面三条语句是否是合法的,如果不是原因是什么?

java 复制代码

List<String> a = new ArrayList<String>();//1
List<Object> a = new ArrayList<String>();//2
List<?> a = new ArrayList<String>();//3

1.合法：左右类型完全匹配。

2.不合法：Java 泛型具有不变性，List 与 List 不存在父子关系。

若允许赋值，可通过 List 写入非 String 类型，破坏类型安全。

3.合法：? 是无界通配符，代表未知类型，ArrayList 是 List<?> 的子类型。

但由于类型未知，只能读取不能写入（null 除外），因此编译器允许。

一个字符串String,如何转换为字节数组。反过来呢?

java 复制代码

//1.String → byte[]
String str = "CodeEdge_Xu";

// 显式指定编码（避免平台差异）
byte[] bytes = str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

//2.byte[] → String
byte[] bytes = ...;

// 与编码时保持一致
String str = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);

Java中,如果对象有循环引用,能否被GC。比如Path类里面有个字段reversedPath反向字段。两个Path对象因为这个字段相互引用。如果不能被GC,怎么解决。

能。

Java 主流 GC（G1、ZGC、CMS）用的是可达性分析，不是引用计数。

只要这两个 Path 对象整体从 GC Roots 不可达，循环引用不影响回收。

真正导致不能 GC 的是外部强引用，比如：静态字段持有，ThreadLocal 未 remove，未注销的监听器。

解决办法：

一般不需要特殊处理。

只要外部强引用断开，对象整体从 GC Roots 不可达即可回收。

真正的问题是被静态变量、线程、缓存、监听器等长期持有。

写正则表达式,从类似"10,12;A1@12|12:23|p=1|f=2"字符串中抽出变量:"{x},{y};{name}@{index}|{timeStart}|{timeEnd}p={id}"。其中,除了name外其余均是数字,name中有数字、字母、中划线、下划线。

java 复制代码

Pattern pattern = Pattern.compile(
    "^(\\d+),(\\d+);([A-Za-z0-9_-]+)@(\\d+)\\|(\\d+:\\d+)(?:\\|(\\d+:\\d+))?\\|p=(\\d+)\\|f=(\\d+)$"
);

什么是大端(Big-endian),什么小端(Little-endian)?网络传输一般是大端还是小端?

大端：高位字节放前面，低位放后面。

小端：低位字节放前面，高位放后面。

网络传输一般是大端。

TCP/IP 协议规定数据包中的多字节整数必须按大端传输。

一个整数变量,如果只有一个线程修改它,但有多个线程读取它,有线程安全问题吗?

有线程安全问题，主要是可见性问题。

写线程修改后的值，其他线程不一定能立刻看到，可能一直读取旧值，因此通常需要使用 volatile 或同步机制保证可见性。

对于 long/double，早期 JVM 还存在非原子读写问题（现代 JVM 通常已解决）。

10 . Java的线程能被强制杀死吗？

不能安全地强制杀死。

Thread.stop() 可以强制终止，但已废弃（deprecated），因为会立即释放锁，导致对象状态损坏、资源泄漏。

11 . 如果想要一个线程安全的List,可以用List的哪些实现，或通过什么手段实现。

方式	特点
`Vector`	古老类，所有方法 `synchronized`，已不推荐
`Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())`	包装器，全表锁，读也串行
`CopyOnWriteArrayList`	读多写少首选，写时复制新数组，读无锁
手动加锁	`synchronized` 或 `ReentrantReadWriteLock`，灵活但代码重

12 . 有一个List，其中的元素是监听器对象。在多线程环境下，需要对这个List进行添加、删除和遍历三个操作，如何线程安全地进行?除了对添加、删除和遍历加锁或同步的方式------因为如果对遍历加同步，可能会阻塞很长时间，因为遍历一遍可能要很久，会阻塞添加、删除等操作，也会阻塞其他线程的遍历操作。

用 CopyOnWriteArrayList。

它内部写操作（add/remove）时复制一份新数组，修改完后替换引用；

读/遍历直接读当前数组快照，完全不加锁。

所以遍历不会阻塞添加、删除，也不会阻塞其他线程遍历。

迭代器基于快照，不会抛 ConcurrentModificationException。

13 . Java核心库中创建线程池的方法是?通过核心库的线程池实现并发，比new Thread有哪些好处?

工具类工厂方法：

使用 java.util.concurrent.Executors 提供的静态方法（如 newFixedThreadPool、newCachedThreadPool、newSingleThreadExecutor 等）。

直接构造对象：

通过 new ThreadPoolExecutor(...) 手动创建。

推荐直接使用 ThreadPoolExecutor 手动指定核心线程数、最大线程数、队列长度和拒绝策略，而不是直接使用 Executors 工厂方法，因为部分默认实现可能导致 OOM。
比 new Thread 的好处：

降低资源消耗 ：通过复用已创建的线程，减少频繁创建和销毁线程的 CPU 和内存开销。

提高响应速度：任务到达时，无需等待线程创建即可立即执行。

提高线程可管理性：能统一分配、调优和监控线程，防止无限制创建线程导致系统资源耗尽（如 OOM）。

14 . MySQL中，varchar(100)的列，能存多少个英文字母?多少个汉字?使用utf8mb4字符集。

100 个英文字母，100 个汉字。

MySQL 的 varchar(100) 中 100 是字符数，不是字节数。

utf8mb4 下英文字母通常 1 字节，中文常见汉字一般 3 字节，部分扩展字符可能占 4 字节，但 varchar(100) 限制的是字符数，因此最多依然存 100 个字符。

15 . MySQL中，datetime和timestamp有何不同，精度分别是毫秒还是秒，是否有时区?

datetime：

范围大（1000~9999 年）

不涉及时区

默认精度到秒

支持小数秒 datetime(fsp)，最多微秒（6位）

timestamp：

范围小（1970~2038 年）

有时区语义（存 UTC，读时按 session timezone 转换）

默认精度到秒

支持 timestamp(fsp)，最多微秒（6位）

16 . 写SQL：

订单表wms_order，单行表wms_order_line，一对多关系。

wms_order表有列id(单号)、create_on(创建时间)等字段，

wms_order_line有id、order_id(所属订单)、line_no(行号)、product_id (商品 ID)。

如何查询2021年12月内发生的含有A、B、C三个商品的订单。

sql 复制代码

SELECT o.id AS order_id, o.create_on
FROM wms_order o
INNER JOIN wms_order_line ol ON o.id = ol.order_id
WHERE 
  -- 筛选2021年12月的订单
  o.create_on >= '2021-12-01' 
  AND o.create_on < '2022-01-01'
  -- 筛选包含A、B、C任意一个商品的行
  AND ol.product_id IN ('A', 'B', 'C')
GROUP BY o.id, o.create_on
-- 确保订单同时包含这3个不同的商品
HAVING COUNT(DISTINCT ol.product_id) = 3;

17 . 如果有一张订单表,查询量最大的查询条件有两种:

根据某个创建人和创建时间(范围)查询。
根据某个类型和创建时间(范围)查询。

建议如何建立索引?

建立两个联合索引，并遵循"等值查询字段在前，范围查询字段在后"的原则：

索引一 ：(创建人, 创建时间)

索引二 ：(类型, 创建时间)

理由：

最左匹配原则：将等值条件（创建人/类型）放在首位，范围条件（时间）放在末位，可以使索引效率最高。

覆盖查询：联合索引可提高过滤效率；若查询字段被索引完全覆盖，还可减少回表。

18 . @Resource、@Autowired、@Inject的区别?

特性	@Autowired	@Resource	@Inject
来源	Spring 框架专用	JSR-250	JSR-330
默认匹配方式	按类型 (byType)	先 byName，再 byType	按类型 (byType)
找不到对应 Bean	报错（可设置 `required=false`）	报错	报错
指定特定名称	配合 `@Qualifier`	使用 `name` 属性	配合 `@Named`
注入位置	构造器、字段、Setter、方法	字段、Setter	构造器、字段、Setter

19 . @Transactional可以用于private方法吗，为什么?

private 方法不能生效，因为 Spring AOP 无法代理 private 方法；

其不能被子类覆盖，因此代理对象无法拦截。

同类内部 this.xxx() 调用也会绕过代理，因此事务同样不生效。

20 . 支付宝等接口，要求请求中对字段做签名，目的是什么?常见的签名算法有哪些?

目的：

保证请求数据不被篡改 ，并证明请求方身份（只有持有密钥的一方才能生成有效签名）。

常见签名算法：

算法	说明
RSA2 / `SHA256withRSA`	主流，支付宝等常用，私钥签名、公钥验签
RSA / `SHA1withRSA`	旧版兼容，安全性弱于 RSA2
HMAC-SHA256	双方共享密钥，常用于微信支付等
MD5	早期接口（如旧版支付宝），已不推荐，不安全
SM2	国密算法，政务/金融国产化场景

21 . 一种常见的攻击手段是huge body，比如请求报文是JSON，但构造一个很大的JSON字符串，几百M甚至几个G，解析JSON会把CPU干爆，甚至把内存用光。在Java体系下(Java Servlet、使用Spriing或不使用)，在哪一层怎么解决这个问题。

huge body 应采用分层治理，越靠前拦截越好：

网关 / Nginx 层（优先级最高）
限制请求体大小，例如：
client_max_body_size 10m;
超限直接返回 413，避免请求进入 Java 应用。

容器层（Tomcat/Jetty/Undertow）
限制 HTTP 请求体大小，例如 Tomcat：
maxPostSize="10485760"
防止超大 body 被 Servlet 容器接收。

应用层（Spring / Servlet）
避免 @RequestBody 直接全量反序列化大 JSON。
可先检查 Content-Length，
或使用 Jackson JsonParser 流式解析（Streaming API），边读边处理，避免一次性占用大量内存。

安全治理
结合限流、超时、熔断，防止 DoS 攻击持续消耗 CPU 与内存。

22 . 把用户的密码明文存储到数据库里是不好的，那么如何存储比较好?

采用 加盐哈希 (Salted Hashing) 存储，具体做法如下：

使用强散列算法 ：不要使用 MD5 或 SHA-1（易破解），推荐使用 Argon2 、BCrypt 或 SCrypt。

添加随机盐值 (Salt)：为每个用户生成一个唯一的、随机的"盐"，与密码拼接后再哈希。防止彩虹表攻击。

增加工作因子 (Work Factor)：通过调整迭代次数增加计算耗时，抵御暴力破解。

禁止可逆加密：密码应单向加密，不可被还原。

某些高安全场景还会增加 pepper（系统级密钥），保存在服务端配置或密钥系统中，而不是数据库。