Backend-Entwickler (Java) Interviewfragen: Der komplette Leitfaden
Milad Bonakdar
Autor
Meistern Sie die Java-Backend-Entwicklung mit wichtigen Interviewfragen zu Spring Boot, Microservices, JPA und Systemdesign. Perfekte Vorbereitung für Java-Entwickler-Interviews.
Einführung
Java ist nach wie vor ein Kraftpaket in der Welt der Enterprise-Backends, insbesondere mit dem modernen Spring Boot-Ökosystem. Seine Robustheit, Skalierbarkeit und sein riesiges Ökosystem machen es zu einer Top-Wahl für die Entwicklung von Microservices und Cloud-nativen Anwendungen.
Dieser Leitfaden behandelt wichtige Fragen für Vorstellungsgespräche für Backend-Entwickler, die sich auf Java und Spring Boot spezialisiert haben. Wir untersuchen die Kernkonzepte des Frameworks, die Microservices-Architektur, die Datenbankinteraktionen mit JPA/Hibernate und Best Practices, um Ihnen bei der Vorbereitung auf Ihr nächstes Vorstellungsgespräch zu helfen.
Spring Boot Kernkonzepte
1. Was ist Spring Boot und wie unterscheidet es sich vom traditionellen Spring Framework?
Antwort:
- Spring Framework: Ein umfassendes Framework für die Java-Enterprise-Entwicklung. Es erfordert eine erhebliche manuelle Konfiguration (XML- oder Java-basiert), um eingerichtet zu werden.
- Spring Boot: Eine Erweiterung des Spring Framework, die die Einrichtung und Entwicklung neuer Spring-Anwendungen vereinfacht.
- Auto-Konfiguration: Konfiguriert automatisch Beans basierend auf Classpath-Abhängigkeiten.
- Eingebettete Server: Enthält Tomcat, Jetty oder Undertow, sodass Sie keine WAR-Dateien bereitstellen müssen.
- Starters: Ausgewählte Abhängigkeiten zur Vereinfachung der Build-Konfiguration.
- Meinungsstarke Standardwerte: Ansatz "Konvention vor Konfiguration".
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Einfach
2. Erklären Sie die Annotation @SpringBootApplication.
Antwort: Es ist eine praktische Annotation, die drei andere Annotationen kombiniert:
@Configuration: Markiert die Klasse als Quelle für Bean-Definitionen.@EnableAutoConfiguration: Weist Spring Boot an, mit dem Hinzufügen von Beans basierend auf Classpath-Einstellungen, anderen Beans und verschiedenen Eigenschaftseinstellungen zu beginnen.@ComponentScan: Weist Spring an, nach anderen Komponenten, Konfigurationen und Diensten im aktuellen Paket und in den Unterpaketen zu suchen.
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Einfach
3. Was ist Dependency Injection (DI) und Inversion of Control (IoC)?
Antwort:
- IoC: Ein Prinzip, bei dem die Kontrolle über die Objekterstellung und -verwaltung vom Programmierer an einen Container (Spring IoC Container) übertragen wird.
- DI: Ein Entwurfsmuster, das zur Implementierung von IoC verwendet wird. Anstatt dass ein Objekt seine Abhängigkeiten selbst erstellt, werden diese in es "injiziert" (über Konstruktor, Setter oder Feld).
- Vorteil: Entkopplung, einfacheres Testen (Mocking von Abhängigkeiten) und bessere Wartbarkeit.
Seltenheit: Sehr Häufig Schwierigkeit: Mittel
4. Was sind Spring Boot Starters? Nennen Sie Beispiele.
Antwort: Starters sind eine Reihe praktischer Dependency-Deskriptoren, die Sie in Ihre Anwendung einbinden können. Sie enthalten alle Abhängigkeiten, die Sie benötigen, um ein Projekt schnell mit einem konsistenten, unterstützten Satz verwalteter transitiver Abhängigkeiten zum Laufen zu bringen.
- Beispiele:
spring-boot-starter-web: Für die Entwicklung von Webanwendungen (enthält Tomcat und Spring MVC).spring-boot-starter-data-jpa: Für die Verwendung von Spring Data JPA mit Hibernate.spring-boot-starter-test: Für Tests (enthält JUnit, Mockito).spring-boot-starter-security: Für Spring Security.
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Einfach
5. Was ist Spring Actuator?
Antwort: Spring Boot Actuator bietet produktionsreife Funktionen, mit denen Sie Ihre Anwendung überwachen und verwalten können.
- Endpunkte: Stellt Endpunkte wie
/health(App-Status),/metrics(Speicher, CPU-Auslastung),/info(App-Info),/env(Umgebungseigenschaften) bereit. - Verwendung: Entscheidend für Operationsteams, um den Zustand von Microservices in der Produktion zu überprüfen.
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Mittel
Microservices & Architektur
6. Was sind die Vorteile von Microservices gegenüber der monolithischen Architektur?
Antwort:
- Skalierbarkeit: Einzelne Dienste können je nach Bedarf unabhängig voneinander skaliert werden.
- Technologie-Agnostisch: Verschiedene Dienste können verschiedene Technologien (Java, Go, Python) verwenden, die für die jeweilige Aufgabe am besten geeignet sind.
- Fehlerisolation: Ein Fehler in einem Dienst führt nicht unbedingt zum Ausfall des gesamten Systems.
- Unabhängige Bereitstellung: Teams können Dienste unabhängig voneinander bereitstellen, was schnellere Release-Zyklen (CI/CD) ermöglicht.
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Mittel
7. Was ist ein API Gateway? Warum sollte man es verwenden?
Antwort: Ein API Gateway ist ein Server, der als einziger Einstiegspunkt in das System fungiert. Er nimmt alle API-Aufrufe von Clients entgegen und leitet sie dann an den entsprechenden Microservice weiter.
- Funktionen: Anforderungsrouting, Zusammensetzung und Protokollübersetzung.
- Übergreifende Belange: Authentifizierung, SSL-Terminierung, Ratenbegrenzung, Caching, Protokollierung.
- Beispiele: Spring Cloud Gateway, Netflix Zuul, Kong.
Seltenheit: Sehr Häufig Schwierigkeit: Mittel
8. Erklären Sie Service Discovery (Eureka).
Antwort: In einer Microservices-Umgebung haben Service-Instanzen dynamische IP-Adressen. Service Discovery ist ein Mechanismus, mit dem Dienste einander finden können.
- Eureka Server: Fungiert als Service-Registry.
- Eureka Client: Microservices registrieren sich beim Start beim Eureka Server und senden Heartbeats.
- Discovery: Wenn Service A Service B aufrufen muss, fragt er Eureka nach der Adresse von Service B.
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Mittel
9. Was ist das Circuit Breaker Pattern?
Antwort: Das Circuit Breaker Pattern verhindert, dass eine Anwendung wiederholt versucht, eine Operation auszuführen, die wahrscheinlich fehlschlagen wird (z. B. der Aufruf eines ausgefallenen Dienstes).
- Zustände:
- Geschlossen: Anfragen fließen normal.
- Offen: Anfragen werden sofort blockiert (Fail Fast), damit sich der fehlerhafte Dienst erholen kann.
- Halb-Offen: Eine begrenzte Anzahl von Anfragen wird durchgelassen, um zu testen, ob sich der Dienst erholt hat.
- Tools: Resilience4j (empfohlen), Hystrix (veraltet).
Seltenheit: Sehr Häufig Schwierigkeit: Schwer
Datenbank & JPA
10. Was ist JPA und Hibernate?
Antwort:
- JPA (Java Persistence API): Eine Spezifikation für den Zugriff, die Persistierung und die Verwaltung von Daten zwischen Java-Objekten und einer relationalen Datenbank. Es ist nur eine Schnittstelle.
- Hibernate: Die beliebteste Implementierung der JPA-Spezifikation. Es ist ein ORM-Tool (Object-Relational Mapping).
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Einfach
11. Erklären Sie das N+1 Select Problem in Hibernate.
Antwort: Das N+1-Problem tritt auf, wenn das Datenzugriffs-Framework N zusätzliche SQL-Anweisungen ausführt, um dieselben Daten abzurufen, die beim Ausführen der primären SQL-Abfrage hätten abgerufen werden können.
- Szenario: Abrufen einer Liste von
Authors (1 Abfrage). Iterieren und Zugreifen aufauthor.getBooks()(N Abfragen, eine für jeden Autor). - Lösung: Verwenden Sie Join Fetch in JPQL (
SELECT a FROM Author a JOIN FETCH a.books) oder Entity Graphs, um zugehörige Entitäten in einer einzigen Abfrage eifrig zu laden.
Seltenheit: Sehr Häufig Schwierigkeit: Mittel
12. Was ist der Unterschied zwischen @Entity, @Table und @Column?
Antwort:
@Entity: Gibt an, dass die Klasse eine Entität ist und einer Datenbanktabelle zugeordnet ist.@Table: Optional. Gibt den Namen der Datenbanktabelle an, die für die Zuordnung verwendet werden soll. Wenn weggelassen, wird der Klassenname verwendet.@Column: Optional. Gibt die Details der Spalte an, der ein Feld oder eine Eigenschaft zugeordnet wird. Wenn weggelassen, wird der Feldname verwendet.
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Einfach
Sicherheit & Testen
13. Wie sichern Sie eine Spring Boot-Anwendung?
Antwort: Verwendung von Spring Security.
- Authentifizierung: Überprüfen, wer der Benutzer ist (z. B. Basic Auth, Form Login, OAuth2/OIDC).
- Autorisierung: Überprüfen, was der Benutzer tun darf (z. B. rollenbasierte Zugriffskontrolle mit
@PreAuthorize). - JWT: Für zustandslose Microservices werden JSON Web Tokens häufig verwendet, um die Identität zwischen Diensten zu übertragen.
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Mittel
14. Was ist der Unterschied zwischen @Mock und @InjectMocks in Mockito?
Antwort:
@Mock: Erstellt ein Mock-Objekt der Klasse/Schnittstelle. Es hat kein echtes Verhalten; Sie definieren sein Verhalten mitwhen(...).thenReturn(...).@InjectMocks: Erstellt eine Instanz der Klasse und injiziert die Mocks, die mit den Annotationen@Mock(oder@Spy) erstellt wurden, in diese Instanz. Wird für die zu testende Klasse verwendet.
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Mittel
15. Wie handhaben Sie Transaktionen in Spring Boot?
Antwort:
Verwendung der Annotation @Transactional.
- Mechanismus: Spring erstellt einen Proxy um die Klasse/Methode. Es startet eine Transaktion vor der Methodenausführung und committet sie, nachdem die Methode zurückkehrt. Wenn eine
RuntimeExceptionausgelöst wird, wird die Transaktion zurückgerollt. - Propagation: Sie können konfigurieren, wie sich die Transaktion auf bestehende Transaktionen bezieht (z. B.
REQUIRED,REQUIRES_NEW).
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Mittel
Fortgeschrittene Themen
16. Was ist Spring Cloud Config?
Antwort: Spring Cloud Config bietet serverseitige und clientseitige Unterstützung für externalisierte Konfiguration in einem verteilten System.
- Config Server: Zentraler Ort zur Verwaltung externer Eigenschaften für Anwendungen in allen Umgebungen. Es kann von Git, SVN oder Vault unterstützt werden.
- Vorteil: Sie können die Konfiguration ändern, ohne die Anwendung erneut bereitzustellen (mit
@RefreshScope).
Seltenheit: Ungewöhnlich Schwierigkeit: Mittel
17. Erklären Sie den Unterschied zwischen Singleton- und Prototype-Scope in Spring Beans.
Antwort:
- Singleton (Standard): Es wird nur eine Instanz der Bean pro Spring IoC-Container erstellt. Sie wird zwischengespeichert und wiederverwendet.
- Prototype: Jedes Mal, wenn die Bean angefordert wird, wird eine neue Instanz erstellt.
- Andere: Request, Session (web-fähige Scopes).
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Einfach
18. Was ist der Unterschied zwischen Checked- und Unchecked-Exceptions in Java?
Antwort:
- Checked Exceptions: Erben von
Exception(aber nicht vonRuntimeException). Der Compiler zwingt Sie, sie zu behandeln (Try-Catch) oder sie zu deklarieren (throws). Beispiel:IOException,SQLException. Stellen wiederherstellbare Bedingungen dar. - Unchecked Exceptions: Erben von
RuntimeException. Der Compiler zwingt Sie nicht, sie zu behandeln. Beispiel:NullPointerException,IllegalArgumentException. Stellen Programmierfehler dar. Springs@Transactionalrollt standardmäßig nur bei Unchecked Exceptions zurück.
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Einfach
19. Wie funktioniert Garbage Collection in Java?
Antwort: Garbage Collection (GC) ist der Prozess der automatischen Rückgewinnung von Speicher, der von Objekten belegt wird, die nicht mehr erreichbar sind.
- Generational Hypothesis: Die meisten Objekte sterben jung.
- Heap Structure: Young Generation (Eden, Survivor Spaces) und Old Generation.
- Minor GC: Bereinigt Young Gen. Schnell.
- Major/Full GC: Bereinigt Old Gen. Langsamer, kann "Stop-the-world"-Pausen verursachen.
- Algorithmen: G1GC (Standard in modernem Java), ZGC, Shenandoah (geringe Latenz).
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Schwer
20. Was sind Java Streams?
Antwort: Streams, die in Java 8 eingeführt wurden, bieten einen funktionalen Ansatz zur Verarbeitung von Objektsammlungen.
- Funktionen: Deklarativ, Pipelining, Interne Iteration.
- Operationen:
- Intermediate:
filter,map,sorted(lazy). - Terminal:
collect,forEach,reduce(trigger processing).
- Intermediate:
- Parallel Streams: Kann Daten parallel mit mehreren Threads verarbeiten (
.parallelStream()).
Seltenheit: Häufig Schwierigkeit: Mittel
