一面:互联网大Giao厂Java面试奇遇记:从Spring Boot到AI大模型,谢飞机能顶住吗?
“听起来你把流程背下来了。那在Spring AI中,如何设计一个‘Tool Execution Framework’,让你的AI客服不仅能回答问题,还能执行操作?比如,当用户问‘我的订单到哪了?’,AI如何能调用我们内部的订单查询API,并用查询结果来回答用户?
一面:互联网大Giao厂Java面试奇遇记:从Spring Boot到AI大模型,谢飞机能顶住吗?
场景
- 地点:某互联网大厂“光明顶”会议室
- 面试官:张三,资深技术专家,表情严肃,不怒自威。
- 求职者:谢飞机,一个工作三年,简历上写满“精通”的Java程序员,实际上有点水。
第一轮:电商秒杀场景下的基础架构考验
面试官张三(推了推眼镜):“谢飞机是吧?看你简历上写着负责过电商项目,那我们就从这里开始。先来个简单的,谈谈你对Spring Boot的理解,它的核心组件有哪些?”
谢飞机(心中暗喜,这题我会):“张总好!Spring Boot嘛,就是Java开发界的‘一键启动’神器。它简化了Spring应用的搭建和开发过程。核心组件我觉得有三个:
- 自动配置(Auto-Configuration):它会猜你可能需要什么Bean,然后自动给你配上,比如看到
spring-boot-starter-web,就知道你要搞Web开发,自动把Tomcat、Spring MVC这些都安排上。 - 起步依赖(Starter Dependencies):就是Maven或Gradle里那些
starter包,比如spring-boot-starter-data-jpa,它把JPA、Hibernate、连接池这些相关的依赖都打包好了,我们只用引入一个,省得去处理版本冲突。 - 嵌入式Web服务器:像Tomcat、Jetty这些,直接内嵌到应用里,打成一个Jar包就能到处运行,不需要再单独部署WAR包,非常方便。”
面试官张三(点点头,表情稍有緩和):“嗯,回答得还不错,有点自己的理解。那我们深入一点。在你的电商项目中,用户认证和授权是怎么做的?比如用户登录后才能查看订单,并且只能看自己的订单。”
谢飞机(开始有点紧张,但还能应付):“这个我们用了Spring Security。用户登录时,我们用JWT(JSON Web Token)来生成一个Token返给前端。前端在后续的请求里,通过HTTP Header把这个Token带上。后端会有一个过滤器(Filter),在请求到达Controller之前,用jjwt这个库来解析Token,验证它的签名和有效期。验证通过后,再从Token里拿出用户ID,放到Security的上下文(SecurityContextHolder)里。这样,在业务代码里就能知道当前是哪个用户在操作。至于只能看自己的订单,就是在查询订单的SQL里加上一个WHERE user_id = ?的条件,这个user_id就是从上下文里获取的。”
面试官张三(继续追问):“听起来是个标准流程。那我们来个有挑战的。假如我们要做一个‘618秒杀’活动,商品详情页的瞬时访问量会是平时的几百倍。如果每次都去查数据库,肯定会挂。你会如何设计缓存策略来应对这种高并发读取的场景?具体到技术选型,比如Redis和Caffeine,你会怎么组合使用?”
谢飞机(额头开始冒汗,声音变小):“呃…缓存…肯定是要用的。我们会用Redis,因为它快,是内存数据库。用户请求商品详情时,我们先查Redis,如果有数据就直接返回。如果没有,再…再去查数据库,然后把查到的数据…嗯…放到Redis里,再返回给用户。这样下次请求就快了。至于Caffeine…好像是个本地缓存?也可以用吧,就是…把最热的几个商品放在每个服务实例的内存里…这样…就更快了…吧?”
第二轮:内容社区场景下的微服务架构进阶
面试官张三(表情恢复严肃):“好吧。我们换个场景,假设我们正在构建一个类似B站的内容社区,有用户、稿件、评论、推荐等多个微服务。首先,Spring MVC和Spring WebFlux有什么区别?在稿件发布和弹幕这种场景下,你会倾向于选择哪个?”
谢飞机(对新名词感到陌生):“Spring MVC是基于Servlet API的,一个请求一个线程,是同步阻塞的。Spring WebFlux…我了解不多,好像是响应式的,非阻塞的。对于稿件发布,这种是IO密集型的,用传统的Spring MVC就行。弹幕…弹幕量很大,实时性要求高,可能…可能用WebFlux会更好?因为非阻塞可以处理更多并发连接,性能…性能会高一些。”
面试官张三(不动声色):“勉强沾点边。那在这么多微服务之间,你是如何实现它们之间的调用的?比如推荐服务需要调用用户服务获取用户画像,调用稿件服务获取物料。如果用户服务突然响应变慢,你如何防止推荐服务的线程资源被耗尽,从而避免整个推荐系统雪崩?”
谢飞机(大脑飞速旋转,搜索简历上的关键词):“服务间调用我们用的是Spring Cloud里的OpenFeign,写个接口,加个注解,就能像调用本地方法一样调用远程服务,很方便。如果用户服务变慢…嗯…可以设置超时时间!在Feign的配置里把超时调短一点。如果超时了,就…就返回一个默认的推荐结果。这样就不会一直等着了。雪崩…对,就是用那个…那个‘断路器’!Hystrix…不对,现在好像都用Resilience4j了。把它配置上,如果用户服务一直失败,就‘熔断’,直接不请求它了,过一会儿再试试。”
面试官张三(眼神变得锐利):“你说到了Resilience4j,那你能具体讲讲它的‘Bulkhead(舱壁隔离)’模式是怎么工作的吗?它和‘Circuit Breaker(断路器)’模式解决的是同一类问题吗?”
谢飞机(彻底懵了):“Bulkhead…舱壁…隔离?这个…这个我只是听说过,没太用过。它应该也是一种…一种隔离的手段,就像船的隔水舱一样?把…把不同服务的调用隔离开?它和断路器…应该…应该是协同工作的吧?都是为了系统稳定…具体的实现…我回去再看看文档,学习一下。”
第三轮:AIGC时代的智能客服与向量数据库
面试官张三(叹了口气,决定换个最新潮的方向):“我们聊点前沿的。公司最近在探索用AIGC构建智能客服系统,希望能自动回答用户关于我们App使用的各种问题。你了解RAG(检索增强生成)这个概念吗?它相比直接用大模型(LLM)提问,有什么优势?”
谢飞机(感觉像在听天书):“RAG…这个词我见过…好像是跟AI相关的。RAG…R,Retrieval,是检索的意思。G,Generation,是生成。A…Augmented,增强?所以是…检索后,再增强生成?它的优势…应该是…能让AI回答得更准确吧?因为先‘检索’了,有了参考资料,就不会像…像有些AI一样‘胡说八道’,也就是你们技术圈说的‘幻觉’现象。”
面试官张三(有点意外,没想到他还能沾上边):“哦?还知道‘幻Jue’。那我们再具体一点。如果要你用Spring AI来实现这个基于企业内部文档的问答机器人,技术流程是怎样的?比如,怎么把我们海量的Markdown格式的帮助文档,变成AI可以理解和检索的数据?这里面向量数据库(Vector Database)扮演了什么角色?”
谢飞机(彻底放弃抵抗,开始自由发挥):“Spring AI…我知道,是Spring家族新出的AI框架。流程嘛…首先,我们得把Markdown文档加载进来,然后…呃…用AI把它‘处理’一下,变成…向量!对,就是向量化(Embedding)。然后把这些向量…存到数据库里,这个数据库就是…向量数据库,比如Milvus或者Chroma。当用户提问时,我们把用户的问题也变成一个向量,然后去向量数据库里…进行一个‘语义检索’,就是找最相似的那些文档向量。找到了之后,把这些文档内容和用户的问题一起…‘喂’给大模型,让它参考这些文档来回答。这样…AI就不会乱说了。”
面试官张三(最后一问):“听起来你把流程背下来了。那在Spring AI中,如何设计一个‘Tool Execution Framework’,让你的AI客服不仅能回答问题,还能执行操作?比如,当用户问‘我的订单到哪了?’,AI如何能调用我们内部的订单查询API,并用查询结果来回答用户?”
谢飞机(眼神呆滞,开始胡言乱语):“Tool…Execution…工具执行框架?这个…就是在Spring AI里定义一个‘工具’?这个‘工具’就是一个Java方法,比如getOrderStatus(String orderId)。然后…AI很聪明,它能理解用户的意图。当用户问订单状态,AI的…Agent(智能代理)…就会识别出应该调用这个‘工具’。它会…嗯…填充提示(Prompt Filling),生成一个调用getOrderStatus方法的请求…然后执行它。拿到返回的物流信息后,再…再用自然语言…包装一下,回复给用户。这个过程…是客户端-服务器架构…对…AI是客户端,我们的API是服务器…实现了能力的扩展…”
面试官张三(打断了他):“好了,谢飞机。今天的面试就到这里吧。你对我们公司还有什么想问的吗?”
谢飞机(如释重负):“没…没有了。贵公司的技术氛围真是太棒了,问的问题都很有深度。”
面试官张三:“好的,那你先回去等通知吧,有消息我们会尽快联系你。”
面试问题答案与技术详解
第一轮:电商秒杀场景
问题1:谈谈你对Spring Boot的理解,它的核心组件有哪些?
- 答案解析:
谢飞机的回答基本正确。Spring Boot的核心是“约定大于配置”,旨在简化新Spring应用的初始搭建以及开发过程。- 自动配置 (Auto-Configuration):这是Spring Boot最神奇的地方。它利用
@Conditional注解,根据你项目中引入的依赖(classpath下的jar包)、Bean的定义、环境变量等条件,来决定是否要创建一个特定的Bean。例如,当它检测到DataSource和spring-jdbc在类路径上时,它会自动配置JdbcTemplate。 - 起步依赖 (Starter Dependencies):Starter是一组方便的依赖关系描述符,可以将其包含在应用程序中。你获得了一站式服务,可以满足你需要的所有Spring和相关技术,而不必搜索示例代码和复制粘贴大量的依赖关系描述符。例如,
spring-boot-starter-web不仅包含了Spring MVC,还包含了Tomcat服务器和Jackson进行JSON序列化。 - 嵌入式Web服务器:Spring Boot支持内嵌Tomcat, Jetty, Undertow等。这意味着你可以将应用打包成一个可执行的JAR文件,通过
java -jar app.jar直接运行,极大地简化了部署流程。
- 自动配置 (Auto-Configuration):这是Spring Boot最神奇的地方。它利用
问题2:在电商项目中,用户认证和授权是怎么做的?
- 答案解析:
谢飞机的回答描绘了一个典型的基于JWT的无状态认证授权流程,这是现代Web应用(尤其是微服务架构)中的主流方案。- 认证 (Authentication):用户提供凭证(如用户名密码),系统验证其身份是否合法。成功后,服务端生成一个JWT Token。这个Token包含了用户ID、角色、过期时间等信息,并使用服务器的私钥进行签名,防止篡-改。
- 授权 (Authorization):用户每次请求需要权限的资源时,在HTTP请求头(通常是
Authorization: Bearer <token>)中携带JWT。服务端的安全框架(如Spring Security)会配置一个过滤器,拦截请求,验证JWT的签名和时效性。验证通过后,从中解析出用户信息(如用户ID、角色),并将其设置到当前线程的安全上下文中。 - 访问控制:在业务逻辑层面(如Service或Controller方法),可以通过注解(如
@PreAuthorize("hasRole('ADMIN')"))或编程式地从安全上下文获取用户信息,来判断当前用户是否有权执行该操作。对于“只能看自己的订单”,就是在数据库查询时,强制加入user_id作为过滤条件,这个ID正是从Token中解析出来的,从而实现了数据层面的权限隔离。
问题3:如何设计缓存策略来应对秒杀场景的高并发读取?Redis和Caffeine如何组合?
- 答案解析:
谢飞机的回答很模糊,这里需要一个清晰、分层的缓存设计方案。- 场景分析:秒杀场景是典型的“读多写少”场景,商品详情在秒杀期间基本不变,但读取请求量极大。目标是尽可能让请求在到达数据库之前就被处理掉。
- 分层缓存架构:
- 客户端/CDN缓存:对于不变的静态内容(如商品图片、描述),可以利用CDN(内容分发网络)缓存,将请求挡在系统入口之外。
- 本地缓存 (In-Process Cache):使用Caffeine。Caffeine是一个高性能的Java本地缓存库。在每个服务实例的内存中,缓存最热门的几个商品的数据。它的优点是速度极快(纳秒级),无网络开销。缺点是容量有限,且多实例间数据不一致。适合缓存“爆款”中的“爆款”。
- 分布式缓存 (Distributed Cache):使用Redis。Redis是基于内存的分布式Key-Value存储。当本地缓存未命中时,查询Redis。Redis解决了多实例间缓存共享的问题,容量远大于本地缓存,且性能依然很高(毫秒级)。
- 数据流与策略:
- 读操作:请求 -> 查本地Caffeine -> 查分布式Redis -> 查数据库。
- 缓存更新:数据写入数据库后,需要更新缓存。常见的策略是Cache-Aside Pattern(旁路缓存模式):先更新数据库,然后直接删除(invalidate)缓存。下次读取时,由于缓存未命中,会重新从数据库加载最新数据并写入缓存。这种方式能较好地保证数据一致性。
- 总结:通过
Caffeine (本地缓存) + Redis (分布式缓存)的多级缓存体系,可以构建一个高性能、高可用的读取屏障。Caffeine挡住最顶尖的流量,Redis处理大部分剩余的读请求,只有极少数请求会穿透到数据库,从而有效保护后端系统。
第二轮:内容社区微服务
问题1:Spring MVC和Spring WebFlux的区别?稿件发布和弹幕场景如何选?
- 答案解析:
- 核心区别:
- 编程模型:Spring MVC是命令式编程,基于同步阻塞IO。一个请求从开始到结束会占用一个线程。
- Spring WebFlux是响应式编程,基于异步非阻塞IO。它使用事件循环(Event Loop)来处理请求,少量线程即可应对大量并发连接。
- 技术栈:
- MVC构建于Servlet API之上,运行在Tomcat, Jetty等Servlet容器中。
- WebFlux默认使用Netty作为服务器,因为它本身就是非阻塞的。
- 场景选择:
- 稿件发布:这是一个典型的CRUD操作,涉及文件上传、数据库写入等。虽然有IO,但业务逻辑通常是线性的、同步的。使用Spring MVC更简单直观,生态也更成熟(很多数据库驱动、第三方库还是阻塞的)。
- 弹幕:弹幕是高并发、低延迟、流式数据的典型场景。成千上万的用户同时发送和接收弹幕,服务器需要维持大量长连接。这种场景下,WebFlux的优势就体现出来了。它的非阻塞模型能用极少的资源处理海量的并发连接,非常适合构建WebSocket服务来处理实时弹幕流。
- 核心区别:
问题2:微服务间如何调用?如何防止服务雪崩?
- 答案解析:
谢飞机提到了OpenFeign和Resilience4j,方向正确,但理解不深。- 服务调用:OpenFeign是一个声明式的HTTP客户端,它能将一个Java接口转换成对远程HTTP服务的调用。通过
@FeignClient注解,开发者可以像调用本地方法一样调用微服务API,Feign会自动处理HTTP请求的构建、发送和响应解析。 - 服务雪崩与容错:雪崩效应是指一个服务的不可用(或响应慢)导致调用它的其他服务也出现问题,并逐级放大的现象。
- 解决方案 (Resilience4j):Resilience4j是现代Java应用中流行的容错库,提供了多种模式:
- 超时 (Timeout):为每次远程调用设置一个合理的超时时间,防止线程因等待慢服务而无限期阻塞。
- 重试 (Retry):对于瞬时网络抖动或服务临时不可用,可以自动进行重试。
- 断路器 (Circuit Breaker):当对某个服务的调用失败率超过阈值时,断路器会“打开”,后续的请求将直接失败(fail-fast),不再请求慢服务,而是执行一个降级逻辑(Fallback),如返回缓存数据或默认值。这能保护调用方,也给了被调用方恢复的时间。
- 舱壁隔离 (Bulkhead):见下一个问题。
- 速率限制 (Rate Limiter):限制对某个服务的调用频率,防止将其压垮。
- 服务调用:OpenFeign是一个声明式的HTTP客户端,它能将一个Java接口转换成对远程HTTP服务的调用。通过
问题3:Resilience4j的‘Bulkhead’模式如何工作?和‘Circuit Breaker’的区别?
- 答案解析:
这是面试官的深度追问,谢飞机显然没准备到。- Bulkhead(舱壁隔离)模式:
- 目的:隔离资源,防止一个慢服务耗尽整个应用的所有资源。它关注的是“资源隔离”。
- 工作方式:它模拟了船的隔水舱设计。即使一个船舱进水,其他船舱依然是安全的。在软件中,它限制了对某个特定服务调用的并发执行数量。
- 两种实现:
- 基于信号量 (Semaphore):限制并发调用的线程数。比如设置舱壁大小为10,那么最多只允许10个线程同时调用服务A。第11个请求会立即被拒绝或等待,而不会去抢占线程资源。
- 基于线程池 (Thread Pool):为调用不同服务分配独立的线程池。调用服务A使用A线程池,调用服务B使用B线程池。即使服务A完全卡死,也只是耗尽了A线程池的资源,B线程池不受影响,对服务B的调用依然正常。
- 与Circuit Breaker的区别:
- 解决的问题不同:
- Circuit Breaker解决的是“快速失败”的问题。它关心的是“调用本身是否健康”,当发现目标服务持续失败时,就切断对它的调用。
- Bulkhead解决的是“资源耗尽”的问题。它关心的是“调用方自身的资源”,即使目标服务只是响应慢而不是持续失败,也要限制对它的并发调用,以保护调用方的线程不被全部占用。
- 协同工作:它们通常一起使用。Bulkhead负责隔离资源,防止因慢服务导致自身瘫痪;Circuit Breaker负责监控失败率,在服务持续不可用时进行熔断,实现快速失败。
- 解决的问题不同:
- Bulkhead(舱壁隔离)模式:
第三轮:AIGC智能客服
问题1:什么是RAG(检索增强生成)?相比直接用LLM提问有什么优势?
- 答案解析:
谢飞机的回答很形象,但可以更系统化。- RAG (Retrieval-Augmented Generation):是一种将大型语言模型(LLM)与外部知识库相结合的技术框架。它的核心思想是,在让LLM回答问题之前,先从一个知识库(如公司文档、数据库)中检索出与问题相关的、准确的信息片段,然后将这些信息和原始问题一起作为上下文(Context)提供给LLM,让LLM基于这些给定的信息来生成答案。
- 优势:
- 减少幻觉 (Hallucination):LLM有时会“一本正经地胡说八道”,编造事实。RAG通过提供确切的、最新的参考资料,极大地约束了LLM的回答,使其更有事实依据,从而显著减少幻觉。
- 知识实时更新:LLM的知识被“冻结”在它的训练数据中。而RAG连接的外部知识库是可以随时更新的。这意味着AI客服可以回答关于最新产品、最新政策的问题,而无需重新训练整个大模型。
- 领域知识注入:可以轻松地让AI掌握特定领域的专业知识(如企业内部的规章制度、技术文档),而这些知识是通用大模型所不具备的。
- 可追溯性与可解释性:因为答案是基于检索到的特定文档生成的,所以当用户质疑答案来源时,系统可以展示这些参考文档,提高了AI回答的透明度和可信度。
问题2:用Spring AI实现RAG的流程是怎样的?向量数据库扮演什么角色?
- 答案解析:
谢飞机背出了大概流程,但每个环节的细节很重要。- RAG技术流程:
- 数据加载与预处理 (Loading & Splitting):使用Spring AI的
DocumentLoader从各种数据源(文件、网页等)加载原始文档。然后,使用TextSplitter将长文档切分成小的、语义完整的文本块(Chunks)。这是因为Embedding模型通常有输入长度限制,且小文本块的语义更集中,便于精确检索。 - 向量化 (Embedding):遍历每个文本块,调用Embedding模型(如OpenAI的
text-embedding-ada-002或开源模型)的API,将文本块转换成一个高维的数学向量(一个浮点数数组)。这个向量可以被认为是文本在语义空间中的“坐标”。 - 数据入库 (Storage):将每个文本块及其对应的向量存储到向量数据库中(如Milvus, Chroma, Redis with RediSearch, Elasticsearch等)。
- 数据加载与预处理 (Loading & Splitting):使用Spring AI的
- 向量数据库的角色:
- 向量数据库专门用于高效地存储和查询高维向量。它的核心能力是近似最近邻搜索 (Approximate Nearest Neighbor, ANN)。
- 当用户提问时,系统同样将用户的问题文本通过Embedding模型转换成一个查询向量。然后,向量数据库会极快地从海量数据中,找出与这个查询向量在语义上最“接近”(例如,余弦距离最近)的几个文档向量,并返回它们对应的原始文本块。这个过程就是语义检索,它远比传统的关键词搜索更智能,能理解语言的深层含义。
- RAG技术流程:
问题3g:如何设计‘Tool Execution Framework’让AI能调用API?
- 答案解析:
谢飞机的回答充满了想象力,但实际的技术实现更具体。这涉及到当前AI领域最火的**Agent(智能代理)**概念。- Tool Calling / Function Calling:现代的大模型(如OpenAI的GPT系列)具备一种能力,即当它认为需要外部信息或需要执行某个动作来回答问题时,它不会直接编造答案,而是会生成一个结构化的JSON对象,描述它想要调用哪个函数(工具)以及需要传递什么参数。
- Spring AI中的实现:
- 定义工具 (Tools):在Java代码中,你可以定义一个或多个Bean,这些Bean的方法就是可供AI调用的“工具”。使用
@Bean和@Description注解来向Spring AI框架注册这些工具。@Description注解非常重要,它用自然语言描述了这个函数的功能、参数含义,AI会根据这些描述来决定何时以及如何调用这个工具。@Bean @Description("获取指定订单ID的最新物流状态") public Function<OrderStatusRequest, OrderStatusResponse> getOrderStatus() { return request -> { // 调用内部订单API的真实业务逻辑 return orderService.queryStatus(request.orderId()); }; } - Agentic交互流程:
- 用户提问:“我的订单12345到哪了?”
- 框架处理:Spring AI将用户的提问连同所有已注册的工具的描述,一起发送给大模型。
- 模型决策:大模型分析后,发现用户意图是查询订单状态,并且它知道有一个名为
getOrderStatus的工具可以实现这个功能。于是,它不直接回答,而是返回一个“函数调用”的指令,类似:{ "tool": "getOrderStatus", "arguments": { "orderId": "12345" } }。 - 框架执行:Spring AI框架接收到这个指令,解析出要调用的方法名和参数,然后执行对应的Java Bean方法(
getOrderStatus)。 - 结果反馈与最终生成:框架将Java方法的执行结果(如
"您的订单已到达XX中转站")再次发送给大模型,并要求它基于这个结果,以自然语言的形式回答用户。 - 最终回答:大模型生成最终的、人性化的回答:“您好,查询到您的订单(12345)目前已到达XX中转站。”
- 定义工具 (Tools):在Java代码中,你可以定义一个或多个Bean,这些Bean的方法就是可供AI调用的“工具”。使用
- 这个框架实现了AI从一个“聊天机器人”到一个能与真实世界系统交互的“智能代理”的跃迁,是构建复杂AI应用的核心。
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