Java面试经验分享:字节跳动现场手撕算法+八股文+场景题!

Java面试经验分享:字节跳动现场手撕算法+八股文+场景题

一、手撕算法环节(核心考察点)

题目示例:实现快速排序(要求时间复杂度$O(n \log n)$,空间复杂度$O(1)$原地排序)

public class QuickSort {
    public static void sort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) return;
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
    }
    
    private static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
        if (left >= right) return;
        int pivot = partition(arr, left, right);
        quickSort(arr, left, pivot - 1);
        quickSort(arr, pivot + 1, right);
    }
    
    private static int partition(int[] arr, int left, int right) {
        int pivot = arr[right];  // 基准值选取
        int i = left;
        for (int j = left; j < right; j++) {
            if (arr[j] < pivot) {
                swap(arr, i, j);
                i++;
            }
        }
        swap(arr, i, right);
        return i;
    }
    
    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
}

考察重点

  1. 边界处理:空数组/单元素直接返回
  2. 分区逻辑:双指针移动确保$O(n)$分区
  3. 递归终止条件:left >= right
  4. 时间复杂度证明:最坏$O(n^2)$,平均$O(n \log n)$

二、Java八股文高频题
  1. HashMap原理

    • 结构:数组+链表/红黑树(阈值=8)
    • 哈希冲突解决:链地址法
    • 扩容机制:负载因子0.75,2倍扩容重新哈希
  2. JVM内存模型

    graph LR
    A[JVM] --> B[堆-对象实例]
    A --> C[栈-局部变量]
    A --> D[方法区-类信息]
    A --> E[程序计数器]
    

  3. synchronized vs ReentrantLock

    特性synchronizedReentrantLock
    锁获取方式JVM隐式API显式
    公平锁不支持可配置
    条件队列单一多Condition

三、场景设计题案例

题目:设计分布式ID生成器(要求高并发、全局唯一)

解决方案

public class SnowflakeIdGenerator {
    private final long twepoch = 1288834974657L; //起始时间戳
    private final long workerIdBits = 5L; 
    private final long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
    private final long sequenceBits = 12L;
    
    private long workerId;
    private long sequence = 0L;
    private long lastTimestamp = -1L;

    public SnowflakeIdGenerator(long workerId) {
        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Worker ID超限");
        }
        this.workerId = workerId;
    }
    
    public synchronized long nextId() {
        long timestamp = timeGen();
        if (timestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException("时钟回拨");
        }
        if (lastTimestamp == timestamp) {
            sequence = (sequence + 1) & ((1 << sequenceBits) - 1);
            if (sequence == 0) {
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }
        } else {
            sequence = 0L;
        }
        lastTimestamp = timestamp;
        return ((timestamp - twepoch) << 22) 
               | (workerId << 17) 
               | sequence;
    }
    
    private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {
        long timestamp = timeGen();
        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = timeGen();
        }
        return timestamp;
    }
    
    private long timeGen() {
        return System.currentTimeMillis();
    }
}

设计要点

  1. 64位ID结构:1位符号位 + 41位时间戳 + 5位机器ID + 5位数据中心ID + 12位序列号
  2. 解决时钟回拨:抛出异常或等待时钟同步
  3. QPS上限:$2^{12} = 4096$个ID/毫秒

四、面试建议
  1. 算法准备:重点掌握二叉树、DP、双指针类题目
  2. 原理深挖:所有八股文需能白板画图说明(如HashMap扩容示意图)
  3. 场景题方法论:先厘清约束条件(QPS/数据量/一致性要求),再选择技术方案
  4. 沟通技巧:对不确定的问题,展示分析过程比直接放弃更重要

实际面试中可能遇到组合题,例如:"如何用Redis优化上述ID生成器的性能?" 需结合缓存穿透防护(布隆过滤器)和批量ID预生成机制回答。

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