猿辅导Java面试真实经历与深度总结(一)

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猿辅导Java面试 的文章，结构清晰、列出的几个核心问题，并附详细答案。文章既适合复习，也适合面试现场讲解。 ​编辑

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猿辅导Java面试核心知识点解析

Java面试中，垃圾回收、锁机制以及高并发集合类是常考知识点。本文将结合实际面试题，系统讲解这些内容。

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一、垃圾收集器（Garbage Collector, GC）

概念 ：

垃圾收集器负责自动管理内存，回收无用对象，避免内存泄漏和程序崩溃。Java虚拟机中，垃圾收集器主要作用于堆内存。​编辑

常见垃圾收集器：

1. Serial GC：单线程，适合客户端环境。
2. Parallel GC：多线程收集，追求吞吐量。
3. CMS（Concurrent Mark Sweep）：低延迟，采用标记-清除算法，适合对响应时间敏感的应用。
4. G1（Garbage First）：分代收集，适合大堆内存，并通过并发和分区来平衡延迟和吞吐量。

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二、G1 和 CMS 的区别

特性	CMS	G1
内存划分	年轻代 + 老年代	整个堆划分为多个Region
收集方式	并发标记 + 清除	并发标记 + 回收
碎片问题	易产生碎片	通过Region整理碎片，减少Full GC
停顿时间	较低，但存在Concurrent Mode Failure风险	低停顿，可预测停顿时间
适用场景	老应用，响应时间敏感	大内存应用，需要控制停顿时间

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三、为什么 G1 可以在保证用户吞吐量的情况下进行垃圾收集

G1 的核心优势在于 Region 分区 + 并发标记 + 并行回收：

1. Region 分区：将堆划分成多个小块，允许回收一部分Region，而不是整个老年代。
2. 混合回收（Mixed GC）：优先回收垃圾最多的Region，减少不必要的停顿。
3. 预测停顿时间：G1 会根据停顿时间目标（Pause Time Goal）选择回收Region数量，从而平衡吞吐量和停顿时间。

总结：G1 通过局部回收、并发标记和停顿预测，实现低延迟且尽量不影响应用吞吐量。

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四、Java中实现加锁的方式

Java中主要的锁机制：

1. 内置锁（Synchronized）
   • 修饰方法或代码块
   • 基于 JVM 对象头的 Mark Word 和 Monitor 实现
2. 显示锁（Lock）
   • ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock
   • 提供更灵活的锁操作，例如可中断、可尝试获取
3. CAS（Compare-And-Swap）
   • 无锁机制，多用于原子操作类（AtomicInteger）
4. 偏向锁 / 轻量级锁 / 重量级锁
   • JVM 锁优化策略，通过不同状态减少锁竞争开销

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五、Synchronized 及锁升级过程

Synchronized 工作原理：

• 对象头中有 Mark Word 和 指向 Monitor 的指针
• 不同状态下锁的表现不同：

锁状态	说明	获取方式
偏向锁	偏向单线程，减少无竞争锁开销	线程首次获取后 Mark Word 记录线程ID
轻量级锁	多线程竞争，但未发生阻塞	使用 CAS 尝试获取锁，失败则膨胀为重量级锁
重量级锁	高竞争线程阻塞	使用操作系统互斥量(Mutex)阻塞线程

锁升级顺序 ：偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁​编辑

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六、AQS（AbstractQueuedSynchronizer）底层实现原理

AQS 是 Java 并发锁的核心框架，支持 ReentrantLock、Semaphore 等。

原理：

1. 状态维护 ：AQS 内部通过 int state 表示锁的状态
2. 队列机制 ：等待线程通过 双向队列（CLH 队列） 排队
3. 独占/共享模式 ：
   • 独占锁：一次只有一个线程持有
   • 共享锁：多个线程可同时持有（如 Semaphore）
4. 核心方法 ：
   • tryAcquire() / tryRelease()：尝试获取或释放锁
   • acquire() / release()：带阻塞的获取/释放方法

AQS 的队列保证了公平性和线程阻塞唤醒机制，是 Java 高并发锁的基础。

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七、ConcurrentHashMap

概念：

• 并发哈希表，线程安全的 HashMap
• JDK1.7 采用 分段锁（Segment），每段独立加锁
• JDK1.8 采用 CAS + synchronized，通过链表/红黑树存储桶节点

特点：

• 高并发读无需加锁（volatile + CAS）
• 写操作仅锁定桶节点或进行 CAS
• JDK1.8 支持链表转红黑树，优化高碰撞场景

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总结

猿辅导 Java 面试常考的知识点主要围绕：

1. GC机制：G1/CMS的区别、G1低停顿原理
2. 锁机制：Synchronized、锁升级、AQS原理
3. 高并发集合：ConcurrentHashMap的实现

掌握这些核心原理，不仅能回答面试题，还能在面试中深入分析场景问题，展示扎实的Java基础。

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