本文是一位拥有5年Java开发经验的工程师分享的面试笔记。笔记中详细记录了面试中针对Java开发工程师岗位的多个问题及回答，展示了面试者对并发控制、性能优化、请求合并、线程等待、弱引用机制、缓存过期策略以及线程排队机制等多个方面的深入理解和实践经验。
岗位： Java开发工程师 从业年限： 5年
简介： 我是一位拥有5年Java开发经验的工程师，擅长并发控制与性能优化，对缓存实现有深入理解，能提供高效的解决方案。
问题1：请描述一下你在设计Cache核心结构时，如何考虑并发控制和性能优化？
考察目标：考察被面试人对并发控制和性能优化的理解及实际应用能力。
回答：
问题2：你在实现请求合并逻辑时，具体是如何处理的？遇到多个线程请求同一 key 的情况，你会怎么做？
考察目标：了解被面试人对请求合并逻辑的具体实现细节和处理方式。
回答：
问题3：你提到实现了线程等待逻辑，能详细说一说这个方法的设计和实现吗？
考察目标：考察被面试人对线程等待逻辑的理解和实现能力。
回答：
问题4：在实现弱引用机制时，你是如何确保缓存中的引用能被正确清理的？
考察目标：了解被面试人对弱引用机制的理解和在实际场景中的应用。
回答：
问题5：你在设计Segment类图时，为什么选择以 segment 粒度进行并发控制？
考察目标：考察被面试人对粒度控制的思考和选择。
回答： 在设计Segment类图时，我之所以选择以segment粒度进行并发控制，主要有以下几个原因。首先，从业务需求上来看，我们需要支持高并发访问，同时确保数据的一致性。以segment为单位进行控制，可以将缓存划分为多个独立的段，这样每个段可以独立地进行加锁和解锁操作，避免了锁的竞争，从而提高了并发性能。其次，这种粒度划分使得缓存的扩容、缩容等操作更加灵活。我们可以单独对某个段进行操作，而不影响其他段的数据。再者，从实现角度来看，以segment粒度进行并发控制相对简单且易于维护。我们只需为每个Segment分配一个独立的锁，避免了复杂的锁嵌套和锁升级问题。此外，这种粒度还有助于降低锁的粒度，提高缓存的并发性能。例如，在缓存系统中，读操作远多于写操作，通过细化锁的粒度，我们可以允许多个线程同时读取缓存数据，而不会互相阻塞。这对于提高缓存的吞吐量和响应速度非常重要。总之，以segment粒度进行并发控制可以满足缓存系统的高并发需求，保证数据的一致性和准确性，简化实现和维护工作，并提高缓存的并发性能。
问题6：请介绍一下你实现的 LoadingCache 类，它的主要功能和特点是什么？
考察目标：了解被面试人对 LoadingCache 类的掌握程度和理解。
回答：
问题7：你在实现 AbstractCache 类时，是如何简化缓存实现的复杂性的？
考察目标：考察被面试人对抽象类在简化复杂系统中的作用和实现方法的理解。
回答：
问题8：你设计了多种缓存过期策略，能谈谈每种策略的适用场景和优缺点吗？
考察目标：了解被面试人对缓存过期策略的设计和选择能力。
回答： 定时异步刷新和 refreshAfterWrite。对于那些对实时性要求不高的场景，比如新闻网站的商品信息缓存，我们通常会选择定时异步刷新。比如，我们可能设定每半小时自动更新一次缓存，这样即使缓存数据变化不频繁，也能确保用户看到的是最新的信息。但是，如果缓存数据经常变动，这种策略可能会导致缓存中的信息长时间不更新，所以我们要根据实际情况调整刷新频率。
而对于那些对实时性要求很高的场景，比如社交网络的用户信息缓存，我们可能会采用 refreshAfterWrite 策略。这意味着当用户的状态发生变化时，系统会立即更新缓存。这样，其他玩家就能立刻看到最新的用户状态，大大提高了缓存的实时性。不过，这种策略需要更精细的刷新逻辑，以避免短时间内频繁更新缓存，导致系统负担加重。
在实际应用中，我还会根据具体的业务需求和系统负载来灵活选择或组合使用这两种策略。例如，在一个高并发的系统中，为了平衡实时性和系统资源，我们可能会同时启用这两种策略，以确保缓存既实时又高效。
问题9：在优化线程排队机制时，你采取了哪些措施来提高缓存效率？
考察目标：考察被面试人对线程排队机制优化的思考和实践。
回答： 在优化线程排队机制方面，我采取了一系列措施来提高缓存的效率。首先，我巧妙地引入了用户线程和工作线程的分离。这样，用户线程可以快速提交请求，而无需像以前那样长时间等待工作线程完成操作。这就好比是我们把一个大任务拆成了两个小任务，让它们各自独立进行，从而大大提高了整体效率。
接着，我设计了一个高效的队列管理系统。这个系统能够智能地管理用户线程的排队顺序，确保它们按照提交的顺序依次得到处理。这就像是在玩一个有序的游戏，每个玩家都按照自己的规则进行，保证了公平性和效率。
最后，我还引入了一种基于时间片的轮询机制。这个机制让工作线程在一定时间片内执行缓存操作，然后主动让出控制权给下一个等待的用户线程。这样做的好处是避免了某些工作线程长时间占用缓存资源，而其他线程则可以继续等待新的任务。就像是在进行一场接力赛，每个线程都有机会跑完自己的那一棒，然后让下一位选手出发。
通过这些措施，我成功地优化了线程排队机制，使得缓存效率得到了显著提升。
点评： 面试者对Java开发相关问题有较深的理解，能清晰表达设计思路和实现方法。但在部分问题上缺乏具体代码或案例支撑，且对某些概念理解不够深入。预计通过概率较大。
