Тренды

Расшифровка собеседования разработчика в Cisco 2024: Java, Spring Boot, Hibernate

28.09.2024

Предлагаем вашему вниманию полную запись раунда технического собеседования на должность Java-разработчика в Cisco. Все это актуальные вопросы и ответы для желающих работать в Cisco Systems.

В этой расшифровке собеседования первый раунд проводился двумя старшими инженерами, которые оценивали знания по Java, Spring Boot, микросервисам, базам данных, Hibernate, Kafka и т. д.

Рекомендация профессионала: «За час собеседования всегда задаются только важные вопросы, и они постоянно повторяются. Подготовка к ним — ключ к успеху».

Фреймворк Spring и Spring Boot

Что такое ResponseEntity в Spring Boot?

Это класс всего возвращаемого клиенту HTTP-ответа. Не просто сами данные, в этом классе инкапсулируется три ключевых аспекта.

Код состояния, им указывается на результат запроса: успех 200 ОК, не найден 404 или внутренняя ошибка сервера 500.
Заголовки. Это необязательные пары «ключ-значение» с дополнительной информацией об ответе: тип содержимого, управление кэшем или данные аутентификации.
Тело. Это фактические данные, возвращаемые клиенту: от JSON или XML до обычного текста, в зависимости от проектирования API.

С ResponseEntity обеспечивается детализированный контроль над построением ответа в Spring Boot. Задается код состояния, добавляются пользовательские заголовки, в тело включаются данные ответа, так создаются более информативные и гибкие API:

@RestController
public class ProductController {

    @GetMapping("/products/{id}")
    public ResponseEntity<Product> getProduct(@PathVariable Long id) {

        // Моделируется логика извлечения продукта
        Product product = getProductFromDatabase(id);

        // Проверяется наличие продукта
        if (product == null) {
            return ResponseEntity.notFound().build(); // 404 Не найден
        }

        // Возвращается продукт со статусом «ОК» или «200»
        return ResponseEntity.ok(product);
    }

    // Моделируется извлечение продукта из базы данных, заменяемое на фактическую логику
    private Product getProductFromDatabase(Long id) {
        // ... детали реализации
        return new Product(id, "Sample Product", 10.0);
    }
}

Как в приложении Spring Boot сконфигурировать базы данных?

Это очень интересный вопрос, на собеседовании он постоянно повторяется.

Со Spring Boot в приложении удобно конфигурировать базы данных. Делается это поэтапно.

1. Определяются свойства источников данных

В Spring Boot источники данных конфигурируются с помощью свойств, определяемых в файле application.yml или application.properties.
Каждому источнику данных необходим свой набор свойств, предваряемый уникальным идентификатором. Имеются общие свойства.
url: url-адрес подключения к базе данных.
username: имя пользователя базы данных.
password: пароль базы данных.
driverClassName: название класса драйвера JDBC для базы данных.

Вот пример конфигурации для двух баз данных users и orders:

spring:
  datasource:
    users:
      url: jdbc:mysql://localhost:3306/users
      username: user
      password: password
      driverClassName: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    orders:
      url: jdbc:postgresql://localhost:5432/orders
      username: orders_user
      password: orders_password
      driverClassName: org.postgresql.Driver

2. Создаются компоненты DataSource

В Spring Boot компоненты DataSource создаются аннотациями и утилитами.
Определенные ранее свойства источников данных сопоставляются с компонентом при помощи @ConfigurationProperties.
Вот пример класса конфигурации с DataSourceBuilder, где для каждого источника данных создаются компоненты:

@Configuration
public class DataSourceConfig {

  @Bean
  @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.users")
  public DataSource usersDataSource() {
    return DataSourceBuilder.create().build();
  }

  @Bean
  @ConfigurationProperties(prefix = "spring.datasource.orders")
  public DataSource ordersDataSource() {
    return DataSourceBuilder.create().build();
  }
}

3. Дополнительно конфигурируются диспетчер сущностей и диспетчер транзакций

Если применяете Spring Data JPA, для каждого источника данных конфигурируются отдельные диспетчеры сущностей и диспетчеры транзакций.
Они создаются аналогично компонентам DataSource с указанием сущностей, связанных с каждым источником данных.

4. Добавляется корректный DataSource

По умолчанию в Spring Boot автоматически конфигурируется один DataSource. Что касается конкретных источников данных:
Для конкретных репозиториев или служб добавляются @Qualifier("usersDataSource") или @Qualifier("ordersDataSource").
В репозиториях JPA аннотацией @Entity с атрибутом entityManagerFactoryRef также указывается EntityManager.

Не забываем адаптировать детали конфигурации к конкретным базам данных: тип БД, данные о подключении.

Как объявить глобальные исключения в приложении Spring Boot? [Вопрос с реализацией]

В Spring Boot имеется два способа объявления глобальных исключений.

1. @ControllerAdvice

Это рекомендуемый подход для централизованной обработки исключений.

Создается класс, аннотированный как @ControllerAdvice.
Для обработки конкретных исключений определяются методы, аннотированные как @ExceptionHandler.
Этими методами:
Возвращается пользовательский объект errorResponse с данными об исключении.
С помощью ResponseEntity задается конкретный код состояния HTTP.
Исключение логируется для дальнейшего анализа.

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

  @ExceptionHandler(ResourceNotFoundException.class)
  public ResponseEntity<ErrorResponse> handleResourceNotFound(ResourceNotFoundException ex) {
    ErrorResponse errorResponse = new ErrorResponse("Resource not found");
    return ResponseEntity.status(HttpStatus.NOT_FOUND).body(errorResponse);
  }

  // Определяются методы для других, обрабатываемых глобально исключений
}

Что такое «жизненный цикл компонента Spring»?

Что такое «IoC-контейнеры»?

IoC-контейнер — это программный компонент, которым в приложении создаются, конфигурируются и собираются объекты-компоненты и их зависимости.

Принцип работы

Создание объектов. Традиционно объекты создаются в коде вручную. С помощью файлов конфигурации — XML или аннотаций — или классов Java объекты-компоненты для приложения определяются IoC-контейнером, которым затем и инстанцируются.
Внедрение зависимостей. Для корректного функционирования объектов в них часто применяются другие объекты, то есть зависимости. Чтобы не создавать и не передавать эти зависимости вручную, их объявляют в определениях объектов. Необходимые зависимости добавляются IoC-контейнером в создаваемые им объекты. Так обеспечивается слабая связанность между объектами, код становится более модульным и тестопригодным.
Управление жизненным циклом объектов. IoC-контейнером также контролируется жизненный цикл объектов, в том числе инициализация и уничтожение. Поэтому писать стереотипный код для этих задач не нужно.

Что такое «внедрение зависимостей»?

В разработке ПО внедрение зависимостей — это предоставление объекту других объектов, то есть зависимостей, необходимых ему для функционирования.

Разберем ключевые понятия.

Что такое «зависимости»?

Зависимости — это объекты, применяемые классом или функцией для эффективной работы.
Примеры:
Работа автомобиля зависит от двигателя, колес, других деталей.
Класс доступа к базе данных зависит от объекта подключения к БД для взаимодействия с ней.

Что такое ApplicationContext и как используется?

ApplicationContext в приложениях Spring Boot является центральным интерфейсом, важным для управления объектами-компонентами во всем приложении. Фактически это контейнер, вот его функциональность.

1. Управление компонентами

Основная задача ApplicationContext — управление объектами-компонентами приложения, которые обычно определяются конфигурационными файлами аннотаций или XML.
С помощью ApplicationContext эти компоненты создаются, конфигурируются и собираются в соответствии с указанной конфигурацией.

2. Внедрение зависимостей

Для корректного функционирования объектов-компонентов в них часто применяются другие объекты-компоненты, называемые зависимостями.
Внедрение зависимостей упрощается тем, что создаваемым с помощью ApplicationContext компонентам необходимые зависимости предоставляются автоматически. Поэтому создавать и контролировать зависимости вручную не нужно, код становится слабо связанным и более сопровождаемым.

3. Доступ к ресурсам

С ApplicationContext у приложения появляется доступ к файлам свойств, файлам конфигурации, пакетам сообщений.
Упрощается извлечение данных из ресурсов, обеспечивается согласованный доступ во всем коде.

В чем разница между фильтрами и перехватчиками Spring?

Это хороший вопрос для проверки знания концепций, связанных с фреймфорком Spring MVC.

HandlerInterceptor отличается от сервлетного Filter наличием пользовательских постобработки и предобработки с возможностью запрета выполнения самого обработчика. Фильтры мощнее: они позволяют обмениваться передаваемыми по цепочке объектами запроса и ответа. Фильтр конфигурируется в web.xml, a HandlerInterceptor — в контексте приложения.

Для реализаций HandlerInterceptor годятся связанные с обработчиком детализированные задачи предобработки, особенно если исключить общий код обработчика и проверки авторизации. Filter же хорош для обработки содержимого запроса и представления, например multipart form и сжатие в GZIP. Обычно это проявляется при сопоставлении фильтра с типами содержимого вроде изображений или со всеми запросами.

А чем Interceptor#postHandle() отличается от Filter#doFilter()?

postHandle вызывается после метода обработчика, но до отображения представления. То есть в представление добавляются объекты модели, но HttpServletResponse не изменяется, поскольку уже зафиксирован.

doFilter гораздо универсальнее: здесь запрос или ответ изменяются и передаются в цепочку или даже блокируется обработка запроса.

Кроме того, в методах preHandle и postHandle имеется доступ к HandlerMethod, которым запрос обработан. Поэтому логика пред- и постобработки добавляется на основе самого обработчика, например для методов обработчика с аннотациями.

Согласно документации, для реализаций HandlerInterceptor годятся связанные с обработчиком детализированные задачи предобработки, особенно если исключить общий код обработчика и проверки авторизации. Filter же хорош для обработки содержимого запроса и представления, например multipart form и сжатие в GZIP. Обычно это проявляется при сопоставлении фильтра с типами содержимого вроде изображений или со всеми запросами.

В чем преимущества аннотации @Transactional?

Вопрос об этой аннотации всегда задается на собеседовании по Spring.

Применяемой к методам или классам аннотацией @Transactional указывается, что аннотированный код выполняется внутри транзакции. Когда встречается аннотация @Transactional, вокруг аннотированного кода в Spring автоматически создается транзакция и осуществляется управление ее жизненным циклом.

По умолчанию при помощи @Transactional создаются транзакция со стандартным уровнем изоляции — обычно это READ_COMMITTED — и поведение распространения по умолчанию REQUIRED. Но эти настройки можно персонализировать, передав параметры в аннотацию.

Вот пример использования @Transactional в классе Spring service:

@Service
public class UserService {
    
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
    
    @Transactional
    public void createUser(String name, String email) {
        User user = new User(name, email);
        userRepository.save(user);
    }
}

Здесь метод createUser() аннотирован как @Transactional, значит, метод save() в UserRepository выполнится внутри транзакции.

Преимущества @Transactional

Упрощается управление транзакциями. С @Transactional не нужно писать стереотипный код, чтобы вручную создавать и контролировать транзакции. Об управлении ими позаботится Spring, остается написать бизнес-логику.
Обеспечиваются согласованность и целостность данных: благодаря транзакциям операции в базе данных выполняются атомарно.
С транзакциями повышается производительность баз данных, так как сокращается количество циклов обмена данными между приложением и БД.
Поддерживается декларативное программирование, с помощью которого указываются правила управления транзакциями. В итоге код получается более лаконичным и удобным для восприятия.

В чем основное отличие HashTable от ConcurrentHashmap?

Синхронизация

В Hashtable на всю таблицу одна блокировка. Таблица единовременно доступна только одному потоку даже для чтения, в сценариях с высокой конкурентностью это чревато проблемами.
В ConcurrentHashMap применяется блокировка на уровне сегментов с параллельными считываниями и ограниченными параллельными записями, чем значительно повышается производительность в многопоточных средах.

В чем основное отличие HashTable от Hashmap?

Как обнаружить утечку памяти в приложении?

Симптомы утечки памяти

Серьезное снижение производительности при непрерывной долгой работе приложения.
Ошибка динамической памяти OutOfMemoryError в приложении.
Спонтанные, странные сбои приложений.
В приложении иногда заканчиваются объекты подключения.

Для чего нужен Stringtokenizer?

Этим классом строка в приложении разбивается на токены. Такая токенизация намного проще, чем в классе StreamTokenizer, в методах которого не различаются идентификаторы, числа и закавыченные строки, не распознаются и опускаются комментарии.

Набор разделителей — символов, которыми разделяются токены, — задается во время создания либо для каждого токена в отдельности.

Поведение экземпляра StringTokenizer зависит от значения флага returnDelims, с которым он создавался.

Если false, этими символами токены разделяются. Токен — максимальная серия последовательных символов, которые не являются разделителями.
Если true, сами символы-разделители считаются токенами. То есть токен — это символ-разделитель либо максимальная серия последовательных символов-неразделителей.

В разбиваемой на токены строке внутри объекта StringTokenizer сохраняется текущая позиция, которая некоторыми операциями перемещается дальше обработанных символов.

Из строки, использованной для создания объекта StringTokenizer, берется подстрока, и возвращается токен.

Вот пример кода с токенизатором:

StringTokenizer st = new StringTokenizer("this is a test"); 
while (st.hasMoreTokens()) {
 System.out.println(st.nextToken()); 
}

Что такое SecurityContext в Spring?

В SecurityContext, получаемой от SecurityContextHolder, содержится Authentication уже аутентифицированного пользователя. Authentication — это учетные данные, введенные пользователем при аутентификации в AuthenticationManager или текущим пользователем из SecurityContext.

Чем отличается блокировка уровня объектов от блокировки уровня классов?

В конкурентном программировании, когда потокам доступны общие ресурсы, для поддержания согласованности данных необходима синхронизация. Она обеспечивается механизмами блокировки путем ограничения доступа к этим ресурсам, так что единовременно с ними работает только один поток. В объектно-ориентированных языках, таких как Java, имеется два основных подхода к блокировке: на уровне объектов и классов.

Блокировка на уровне объектов

Применяется к отдельным объектам, с каждым объектом в Java связана уникальная блокировка.
Достигается при помощи ключевого слова synchronized с нестатическими методами или блоками кода.
Метод synchronized в конкретном объекте единовременно выполняется только одним потоком.
Другие потоки при попытке получить доступ к тому же методу synchronized в том же объекте блокируются, пока блокировка не освободится.
Пригодна для синхронизации доступа к переменным экземпляра и методам объекта.
Поддерживается детализация, становится возможным параллельный доступ к объектам одного и того же класса.

Блокировка на уровне классов

Применяется ко всему классу, достигается при помощи ключевого слова synchronized со статическими методами.
Статический метод класса synchronized выполняется только одним потоком независимо от экземпляра объекта.
Все остальные потоки при попытке получить доступ к статическим методам synchronized блокируются.
Пригодна для синхронизации доступа к статическим переменным и методам класса.
Шире уровень контроля, но намного выше и накладные расходы на производительность по сравнению с блокировкой на уровне объектов.

Где памяти расходуется больше: int или Integer?

В большинстве языков программирования int расходуется меньше памяти, чем Integer. И вот почему.

int — это примитивный тип данных и базовое целое значение, которым число напрямую сохраняется в памяти. Размер обычно фиксированный: в большинстве современных систем 4 байта, или 32 бита.
Integer — это класс или объект, в языках вроде Java этим классом оборачивается значение int. Кроме сохранения числа, им предоставляется дополнительная функциональность, например методы преобразования или операции из высшей математики. Отсюда и увеличенный расход памяти.

Что такое WeakHashMap?

Это специальная реализация интерфейса Map в Java. От обычной HashMap она отличается работой с ключами.

Сохранение ключей. В WeakHashMap они сохраняются с помощью WeakReferences. То есть сами ключи не считаются сильными ссылками, которыми предотвращается сборка мусора.
Автоматическое удаление. Когда единственная ссылка на ключ в WeakHashMap — слабая ссылка в самой карте, а других сильных ссылок на ключ нигде в программе нет, сборщиком мусора занимаемая ключом память высвобождается. В результате соответствующая пара «ключ-значение» автоматически удаляется из WeakHashMap.

Варианты применения WeakHashMap

Реализация кэширования. WeakHashMap полезна для создания кэшей, откуда не используемые активно записи автоматически удаляются сборщиком мусора. Так совершенствуется управление памятью.
Слабые ссылки. Связать данные с объектом, оставив сборку мусора, можно с помощью WeakHashMap.

В чем разница между интерфейсами Predicates, Supplier, Consumer и Function?

Популярный вопрос на собеседованиях с разработчиками Java.

Оставляем этот вопрос по базам данных и Hibernate без ответа — его нахождение будет вашим домашним заданием.

Разница между Callable и Runnable?

Runnable и Callable — интерфейсы Java для классов, экземпляры которых выполняются в потоке. Вот основные различия между ними.

Runnable

Единственным методом run() интерфейса Runnable аргументы не принимаются, результаты не возвращаются.

public interface Runnable {
    void run();
}

Чтобы из объекта Runnable вернулся результат или выбросилось проверяемое исключение, используется обходное решение: меняется переменная, видимая вне Runnable.

Callable

Единственным методом call() интерфейса Callable возвращается значение, выбрасывается исключение.

public interface Callable<V> {
    V call() throws Exception;
}

Callable применяется с ExecutorService, которым возвращается Future — результат компиляции.

С Runnable в потоке выполняется вычисление без возвращения результата. Если нужно вернуть результат или при вычислении выбрасывается исключение, следует использовать Callable.

Разница между первичным и уникальным ключами?

Первичный ключ

Уникальность: первичный ключ — это столбец или набор столбцов в таблице, которым однозначно идентифицируется каждая строка. Для каждой строки в нем содержатся уникальные и отличные от null значения.

Значения null в столбцах первичного ключа не содержатся, в каждой строке таблицы должно быть значение первичного ключа.

Ограничения: в каждой таблице содержится только один первичный ключ для однозначной идентификации ее строк, используемый как отправная точка для связей с другими таблицами.

Автоматическая индексация: по умолчанию столбцы первичного ключа индексируются автоматически, отчего повышается производительность запросов.

Уникальный ключ

Уникальность значений в столбце или наборе столбцов обеспечивается ограничением уникального ключа. В отличие от первичного ключа, уникальным допускаются значения null. Если столбец помечен как уникальный, допускается только одно значение null.

Значения null в столбцах уникального ключа могут содержатся, но только по одному на каждый столбец.

Ограничения: в каждой таблице содержится несколько уникальных ключей, каждым из которых обеспечивается уникальность в пределах своего столбца или столбцов.

Автоматическая индексация: столбцы уникального ключа не индексируются автоматически, производительность запросов обычно повышается созданием индекса в этих столбцах вручную.

Для чего в базе данных триггеры?

Триггеры в базах данных — это как мини-программы, запускаемые автоматически в ответ на события вставки, обновления, удаления в таблице и используемые для:

Проверки допустимости и целостности данных, их соответствия определенным правилам.
Автоматизации задач, активации действий вроде уведомлений или вычислений, исходя из изменений данных.
Контроля данных, отслеживания: кем, какие и когда внесены изменения.

Разница между подготовленным оператором и оператором?

Разница между реляционной и нереляционной базами данных?

Вот основные их отличия.

Реляционная БД

Данные хранятся в таблицах со связями между ними.
Язык структурированных запросов SQL для доступа к данным и работы с ними.
Предопределенная схема, структура данных для надежной целостности данных.
Вертикально масштабируемая с добавлением более мощного аппаратного обеспечения.
Хороша для сложных запросов и связанных данных.

Нереляционная БД

Данные хранятся в различных форматах: документы, пары «ключ-значение», графы.
Менее жесткая схема для гибких структур данных.
Горизонтально масштабируемая с добавлением серверов.
Большие неструктурированные наборы данных обрабатываются быстрее.

Что такое «индексирование баз данных»?

Это что-то вроде организованной системы расположения таблиц БД — специальная структура данных, с которой благодаря быстрому доступу к конкретной информации выборка данных значительно ускоряется.

В библиотеке, чтобы найти книгу, без индекса пришлось бы обыскать одну за другой все полки. Индекс в базе данных аналогичен библиотечному каталогу — им прямо указывается местоположение нужных данных, и без сканирования всей таблицы.

Что такое «сегментирование в базе данных»?

Это метод разделения базы данных на мелкие, более управляемые части — сегменты, которые затем распределяются по серверам или узлам. Вот как это делается.

Представьте себе огромную книжную полку. Это база данных, заполненная книгами, то есть данными.
Сегментирование все равно что разделение книжной полки — данные разбиваются на маленькие разделы по выбранным критериям: жанру, автору, дате публикации. Каждый раздел становится сегментом.
Распределение сегментов. Затем каждый сегмент помещается на отдельный сервер, подобно распределению книг по категориям на разных полках в разных комнатах.

Разница между кэшем первого и второго уровней Hibernate?

В Hibernate производительность приложений повышается сокращением обращений к базе данных благодаря кэшу первого и второго уровней. Разберем их ключевые отличия.

Область действия

Существование кэша первого уровня ограничивается одним сеансом Hibernate. Данные, загруженные одним запросом, доступны для последующих запросов в том же сеансе без повторного обращения к базе данных.
Кэш второго уровня — дополнительный в рамках всего приложения и общий для всех сеансов Hibernate, связанных с одной и той же фабрикой сеансов. Загруженные в одном сеансе данные переиспользуются в других, чем значительно сокращается взаимодействие с базой данных.

Разница между Get и Load в Hibernate?

Стратегия извлечения данных

get: для извлечения объекта, обнаруженного по идентификатору, выполняется немедленный запрос к базе данных.
Имеющийся в базе данных объект возвращается как полностью заполненный.
Если объекта нет, в get возвращается null.
load: обнаруженная сущность возвращается как объект-посредник.
Фактические данные из базы данных извлекаются только при обращении к свойству или методу объекта, это называется отложенной загрузкой.
Если объекта в базе данных нет, при попытке обращения к его свойствам в load выбрасывается ObjectNotFoundException.

Взаимодействие с базой данных

get: всегда запускается запрос к базе данных, даже если объект уже в кэше первого уровня Hibernate.
load: если объект в кэше, запрос к базе данных запускается не сразу, а только при обращении к данным объекта.

Разница между Save и Persist в Hibernate?

save

Осуществляется попытка вставить в базу данных новую запись.
Если объекту уже присвоен идентификатор — первичный ключ, в рамках операции обновления выполняется запрос на обновление.
При необходимости сгенерированный идентификатор возвращается.

persist

Объект помечается как управляемый в Hibernate для сохранения.
Фактическая операция вставки происходит при фиксировании транзакции, не обязательно сразу же.
Ничего не возвращается, void.

Контекст транзакции

save: вызывается внутри или вне транзакции. Если вне, вставка выполняется сразу в зависимости от конфигурации Hibernate.
persist: требуется вызывать внутри транзакции. Так обеспечивается согласованность данных, избегаются потенциальные проблемы.