Java基础知识总结

Java面试高频知识点总结

📚 Java基础

1. 面向对象三大特性

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// 封装示例
public class Person {
    private String name;  // 封装
    
    public String getName() { 
        return name; 
    }
}

// 继承示例
class Student extends Person { }

// 多态示例
Animal animal = new Dog();  // 父类引用指向子类对象

2. == 和 equals() 的区别

==：比较基本类型值或对象内存地址
equals()：通常需要重写，用于比较对象内容

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String s1 = new String("hello");
String s2 = new String("hello");

s1 == s2;      // false（不同对象）
s1.equals(s2); // true（内容相同）

3. String、StringBuffer、StringBuilder

特性	String	StringBuffer	StringBuilder
可变性	不可变	可变	可变
线程安全	安全	安全(synchronized)	不安全
性能	低（频繁操作）	中等	高
使用场景	少量字符串操作	多线程环境	单线程环境

📦 Java集合框架

1. HashMap原理（JDK8+）

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// 数组 + 链表/红黑树结构
static final int TREEIFY_THRESHOLD = 8;  // 链表转树阈值
static final int UNTREEIFY_THRESHOLD = 6; // 树转链表阈值

// put过程伪代码
1. 计算key的hash值
2. 如果table为空则初始化
3. 如果桶为空，直接插入
4. 如果桶不为空：
   - 键相同则更新值
   - 如果是树节点，树插入
   - 否则遍历链表插入
5. 链表长度>8时转为红黑树

2. ConcurrentHashMap线程安全实现

JDK7：分段锁(Segment)
JDK8+ ：
- Node + CAS + synchronized
- 只锁定当前桶（链表头/树根）
- 并发控制更细粒度

3. ArrayList vs LinkedList

操作	ArrayList	LinkedList
随机访问	O(1)	O(n)
头部插入	O(n)	O(1)
内存占用	较小（连续内存）	较大（节点开销）
适用场景	读多写少	写多读少

🔁 多线程与并发

1. 线程状态转换

NEW RUNNABLE： start() RUNNABLE BLOCKED：等待锁 BLOCKED 获得锁 WAITING： wait()/join() WAITING notify()/notifyAll() TIMED_WAITING： sleep(n) TIMED_WAITING 时间到 TERMINATED： run()结束

2. synchronized vs ReentrantLock

特性	synchronized	ReentrantLock
实现机制	JVM层面	API层面
锁获取方式	自动获取释放	需要手动lock/unlock
公平性	非公平	可公平/非公平（构造函数指定）
条件变量	单一wait/notify	支持多个Condition
锁中断	不支持	支持lockInterruptibly()

3. 线程池核心参数

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ThreadPoolExecutor(
    int corePoolSize,     // 核心线程数
    int maximumPoolSize,  // 最大线程数
    long keepAliveTime,   // 空闲线程存活时间
    TimeUnit unit,        // 时间单位
    BlockingQueue<Runnable> workQueue, // 工作队列
    RejectedExecutionHandler handler   // 拒绝策略
)

四种拒绝策略：

AbortPolicy：默认策略，直接抛异常
CallerRunsPolicy：用调用者线程执行任务
DiscardPolicy：静默丢弃任务
DiscardOldestPolicy：丢弃队列最老任务

⚙️ JVM与性能调优

1. 内存区域划分

JVM内存区域

"方法区"

"堆"

"虚拟机栈"

"本地方法栈"

"程序计数器"

2. 垃圾回收算法

标记-清除：产生内存碎片
复制算法：适合新生代（Eden/Survivor）
标记-整理：适合老年代
分代收集：新生代(Minor GC) + 老年代(Full GC)

3. 常见GC收集器

收集器	区域	算法	特点
Serial	新生代	复制	单线程，简单高效
ParNew	新生代	复制	Serial的多线程版本
Parallel Scavenge	新生代	复制	吞吐量优先
CMS	老年代	标记-清除	低停顿，并发收集
G1	全堆	分Region+标记-整理	可预测停顿，JDK9默认

🧩 设计模式

1. 单例模式（双重校验锁）

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public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance;
    
    private Singleton() {}
    
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {                     // 第一次校验
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {              // 第二次校验
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

2. 工厂模式

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interface Car {
    void drive();
}

class Tesla implements Car { /*...*/ }
class BMW implements Car { /*...*/ }

class CarFactory {
    public Car createCar(String type) {
        switch(type) {
            case "Tesla": return new Tesla();
            case "BMW": return new BMW();
            default: throw new IllegalArgumentException();
        }
    }
}

3. Spring中的设计模式

工厂模式：BeanFactory
代理模式：AOP实现
单例模式：默认Bean作用域
模板方法：JdbcTemplate
观察者模式：ApplicationEvent

✨ Java 8+ 新特性

1. Lambda表达式

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// 传统写法
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
    public int compare(String s1, String s2) {
        return s1.length() - s2.length();
    }
});

// Lambda写法
Collections.sort(list, (s1, s2) -> s1.length() - s2.length());

2. Stream API

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List<String> result = list.stream()
    .filter(s -> s.startsWith("A"))
    .map(String::toUpperCase)
    .sorted()
    .collect(Collectors.toList());

3. Optional避免NPE

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Optional<User> user = userService.findById(id);
user.ifPresent(u -> System.out.println(u.getName()));

String name = user.map(User::getName)
                 .orElse("Unknown");