一、Java 并发与集合
1. ConcurrentHashMap 特性
30 秒版：
- JDK 1.7：分段锁（Segment），锁粒度比 Hashtable 小
- JDK 1.8+：数组 + 链表/红黑树，用 CAS + synchronized 锁链表头节点
- 支持高并发读写，读基本无锁（volatile + CAS）
- 不允许 null key/value
size()等统计用 LongAdder 思想，近似或分段统计- 扩容时多线程协助迁移
追问： 1.7 和 1.8 区别；为什么不用 Segment 了；和 HashMap 线程安全对比
2. HashMap 底层
30 秒版：
- JDK 1.8：数组 + 链表 + 红黑树
- 默认容量 16，负载因子 0.75，超过阈值扩容 2 倍
- 链表长度 ≥ 8 且数组 ≥ 64 转红黑树；≤ 6 退化为链表
- 通过
(n-1) & hash定位桶 - 非线程安全；1.7 头插可能死循环，1.8 尾插
3. 线程创建方式
| 方式 | 说明 |
|---|---|
继承 Thread |
不推荐，单继承限制 |
实现 Runnable |
推荐 |
实现 Callable + FutureTask |
有返回值 |
线程池 ExecutorService |
生产推荐 |
CompletableFuture |
异步编排 |
ForkJoinPool |
分治并行 |
4. Java 线程池
创建方式：
// 推荐：显式 ThreadPoolExecutor
new ThreadPoolExecutor(
corePoolSize, // 核心线程数
maximumPoolSize, // 最大线程数
keepAliveTime, // 非核心线程空闲存活时间
unit,
workQueue, // 任务队列
threadFactory,
rejectedHandler // 拒绝策略
);7 个参数含义：
- corePoolSize：常驻核心线程数
- maximumPoolSize：最大线程数
- keepAliveTime：非核心线程空闲多久销毁
- unit：时间单位
- workQueue：阻塞队列（ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、SynchronousQueue、DelayQueue）
- threadFactory：线程命名、优先级
- rejectedHandler：队列满且线程满时策略（Abort、CallerRuns、Discard、DiscardOldest）
执行流程：
任务 → 核心线程未满？→ 创建核心线程
→ 队列未满？→ 入队
→ 线程数 < max？→ 创建非核心线程
→ 执行拒绝策略
生产建议： 不用 Executors.newFixedThreadPool（无界队列 OOM 风险）
5. synchronized 底层原理
- 字节码：
monitorenter/monitorexit - 锁对象关联 Monitor（管程），存在对象头 Mark Word
- 锁升级：无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁 → 重量级锁
- 重量级锁依赖 OS Mutex，涉及用户态/内核态切换
wait/notify依赖 Monitor
6. ReentrantLock vs synchronized
| 对比 | synchronized | ReentrantLock |
|---|---|---|
| 层面 | JVM 关键字 | API（JUC） |
| 释放锁 | 自动 | 必须 unlock() |
| 可中断 | 否 | lockInterruptibly() |
| 公平锁 | 非公平 | 可选公平/非公平 |
| 条件变量 | 单个 wait/notify | 多个 Condition |
| 底层 | Monitor | AQS |
相同： 可重入、互斥
二、JVM
7. JMM（Java 内存模型）
你说的"主副内存"就是：主内存 + 工作内存
线程1工作内存 ←→ 主内存 ←→ 线程2工作内存
- 主内存：共享变量实际存储（堆）
- 工作内存：线程私有缓存，存变量副本
- 线程对变量操作在工作内存，写回主内存才可见
三大特性：
| 特性 | 含义 |
|---|---|
| 原子性 | 不可分割（synchronized、CAS） |
| 可见性 | 修改对其他线程可见（volatile、synchronized） |
| 有序性 | 禁止指令重排（volatile、happens-before） |
happens-before 规则： 程序次序、锁、volatile、线程 start/join 等
8. 垃圾回收算法
| 算法 | 说明 |
|---|---|
| 标记-清除 | 标记存活对象，清除其余；有碎片 |
| 标记-复制 | 分两块，存活复制到另一块；适合新生代 |
| 标记-整理 | 存活对象向一端移动；适合老年代 |
| 分代收集 | 新生代复制，老年代标记整理/清除 |
如何判断死亡： 引用计数（Java 不用）、可达性分析（GC Roots）
9. 垃圾回收器（CMS、G1）
| 回收器 | 区域 | 特点 |
|---|---|---|
| Serial | 新生代 | 单线程 |
| ParNew | 新生代 | 多线程版 Serial |
| Parallel Scavenge | 新生代 | 吞吐量优先 |
| CMS | 老年代 | 并发标记清除，低停顿；有碎片，已逐步淘汰 |
| G1 | 全堆 | 分区（Region），可预测停顿，JDK 9+ 默认 |
| ZGC / Shenandoah | 全堆 | 超低延迟 |
CMS 流程： 初始标记(STW) → 并发标记 → 重新标记(STW) → 并发清除
缺点： 碎片、浮动垃圾、Concurrent Mode Failure 退化为 Full GC
G1 亮点： 按 Region 回收，优先回收垃圾多的区；Mixed GC
10. JVM 类加载机制
过程： 加载 → 验证 → 准备 → 解析 → 初始化
双亲委派：
自定义加载器 → 应用类加载器 → 扩展类加载器 → 启动类加载器(Bootstrap)
- 先让父加载器加载，保证核心类不被篡改
- 打破双亲委派：SPI（JDBC）、Tomcat、热部署
11. 深拷贝 vs 浅拷贝
| 浅拷贝 | 深拷贝 | |
|---|---|---|
| 基本类型 | 复制值 | 复制值 |
| 引用类型 | 复制引用（共享对象） | 递归复制新对象 |
| 实现 | clone() 默认浅拷贝 |
序列化、手动递归、工具类 |
// 浅拷贝
Object clone = obj.clone();
// 深拷贝常用：序列化
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(obj);
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()));
Object deep = ois.readObject();
12. 创建实例的方式
new关键字- 反射
Class.newInstance()/Constructor.newInstance() - clone()
- 反序列化
- 工厂方法 / 建造者模式
- Objenesis 等绕过构造器
- 前端 JSON 反序列化（Jackson/Fastjson）本质也是反射+构造
三、Java IO
13. Java IO 模型
| 模型 | 说明 |
|---|---|
| BIO | 阻塞 IO，一连接一线程 |
| NIO | 非阻塞 + Channel + Buffer + Selector，多路复用 |
| AIO | 异步 IO，回调（Linux 下 aio 支持有限） |
NIO 核心： Selector.select() 监听多 Channel 事件，单线程处理多连接
Netty： 基于 NIO 的高性能网络框架，面试常一起说
四、Spring
14. IOC 理解
- 控制反转：对象创建和依赖交给容器，不由
new - 依赖注入 DI：
@Autowired、@Resource注入依赖 - 流程：扫描 Bean → 解析 BeanDefinition → 实例化 → 属性注入 → 初始化 → 放入容器
- 单例 Bean 默认缓存在一级缓存
15. AOP 理解
- 横切关注点：日志、事务、权限
- 基于 动态代理：有接口用 JDK 代理，无接口用 CGLIB
- 核心：切点 Pointcut、通知 Advice、切面 Aspect
16. Spring 设计模式（至少 8 个）
| 模式 | 应用 |
|---|---|
| 单例 | Bean 默认单例 |
| 工厂 | BeanFactory、FactoryBean |
| 代理 | AOP JDK/CGLIB |
| 模板方法 | JdbcTemplate、RestTemplate |
| 观察者 | ApplicationEvent |
| 适配器 | HandlerAdapter |
| 装饰器 | BeanWrapper |
| 策略 | Resource 加载策略 |
| 责任链 | Filter、Interceptor 链 |
手写单例（双重检查锁）：
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}简单工厂：
public class PayFactory {
public static PayService create(String type) {
return switch (type) {
case "wx" -> new WxPayService();
case "ali" -> new AliPayService();
default -> throw new IllegalArgumentException();
};
}
}17. Spring Boot 自动装配流程
@SpringBootApplication=@Configuration+@EnableAutoConfiguration+@ComponentScan@EnableAutoConfiguration导入AutoConfigurationImportSelector- 读取
META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports（2.7+）或spring.factories（老版本） - 按
@ConditionalOnXxx条件决定是否生效（如OnClass、OnProperty） - 自动配置类注册 Bean 到容器
例子： 引入 spring-boot-starter-data-redis 自动配 RedisTemplate
18. Spring Scope 作用域
| Scope | 说明 |
|---|---|
| singleton | 默认，容器内唯一 |
| prototype | 每次获取新建 |
| request | 每个 HTTP 请求一个 |
| session | 每个 Session 一个 |
| application | ServletContext 级别 |
19. Spring 循环依赖
仅单例 + 属性注入可解决（三级缓存）：
一级 singletonObjects 成品 Bean
二级 earlySingletonObjects 早期暴露 Bean
三级 singletonFactories ObjectFactory（用于 AOP 代理）
流程：A 创建 → 放三级 → 注入 B → B 创建 → 从三级拿 A 早期引用 → B 完成 → A 完成
不能解决： 构造器循环依赖、prototype 循环依赖
20. Spring 事务（八股）
- 基于 AOP 代理，
@Transactional在方法前后开启/提交/回滚 - 传播行为： REQUIRED、REQUIRES_NEW、NESTED 等
- 隔离级别： 默认 DB 默认，可指定
- 回滚： 默认 RuntimeException；
rollbackFor=Exception.class
失效场景：
- 非 public 方法
- 同类自调用（不走代理）
- 异常被 catch 吞掉
- 抛出 Checked Exception 默认不回滚
- Bean 未被 Spring 管理
- 数据库引擎不支持（MyISAM）
五、网络
21. TCP 三次握手
客户端 → SYN → 服务端
客户端 ← SYN+ACK ← 服务端
客户端 → ACK → 服务端
为什么三次： 确认双方收发能力，防止历史连接请求
22. TCP 四次挥手
客户端 → FIN → 服务端
客户端 ← ACK ← 服务端
客户端 ← FIN ← 服务端
客户端 → ACK → 服务端（等待 2MSL）
为什么四次： FIN 和 ACK 分开发；服务端可能还有数据要发
六、MySQL
23. InnoDB 数据结构 / B+ 树
- InnoDB 索引用 B+ 树
- 非叶子节点只存索引键 + 指针，不存数据
- 叶子节点存完整数据（聚簇索引）或主键（二级索引）
- 叶子节点双向链表，适合 范围查询
- 树高低（通常 3~4 层存千万级），IO 少
对比 B 树： B+ 树叶子链表、非叶子不存数据，更适合磁盘页读取
24. MySQL 隔离级别
| 级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
|---|---|---|---|
| READ UNCOMMITTED | ✓ | ✓ | ✓ |
| READ COMMITTED | ✗ | ✓ | ✓ |
| REPEATABLE READ（InnoDB 默认） | ✗ | ✗ | 基本解决* |
| SERIALIZABLE | ✗ | ✗ | ✗ |
*InnoDB RR 通过 MVCC + 间隙锁/next-key lock 很大程度避免幻读
MVCC： 隐藏列 trx_id、roll_pointer，Read View 判断可见性
25. MyBatis 分页
| 方式 | 说明 |
|---|---|
| LIMIT | 手动 LIMIT offset, size |
| RowBounds | 内存分页，假分页 |
| PageHelper | 拦截器自动改 SQL 加 LIMIT（最常用） |
| 物理分页 | 推荐，数据库层 LIMIT |
PageHelper.startPage(1, 10);
List<User> list = userMapper.selectAll();
PageInfo<User> page = new PageInfo<>(list);七、Redis
26. Redis 基本数据结构
| 类型 | 底层实现 | 场景 |
|---|---|---|
| String | SDS | 缓存、计数、分布式锁 |
| Hash | 哈希表/压缩列表 | 对象属性 |
| List | 双向链表/压缩列表/quicklist | 队列、时间线 |
| Set | 哈希表/整数集合 | 去重、标签 |
| ZSet | 跳表 + 哈希表 | 排行榜 |
| Bitmap | String 扩展 | 签到、布隆 |
| HyperLogLog | 基数统计 | UV |
| Stream | 日志型 | 消息队列 |
27. Redis String 实现 vs Java String
| Redis SDS | Java String | |
|---|---|---|
| 结构 | len + alloc + buf[] |
char[] / byte[]（JDK 9+） |
| 长度 | O(1) 获取 | O(n) 或已缓存 |
| 二进制 | 可存任意字节 | 文本为主 |
| 扩容 | 预分配，减少重分配 | 不可变，修改产生新对象 |
| 线程安全 | 单线程模型无需锁 | 不可变故线程安全 |
28. Redis 为什么快
- 纯内存操作
- 高效数据结构（SDS、跳表等）
- 单线程模型（6.0+ 多线程处理 IO），无锁竞争
- IO 多路复用（epoll）
- 简单协议 RESP，减少开销
- 合理 持久化策略（RDB/AOF 异步/子进程）
（你答的虚拟内存机制：Redis 4.0 后主要用内存，老版本 VM 已废弃，可提 内存淘汰策略 代替）
29. 分布式锁（SETNX + 看门狗）
基础：
SET lock_key unique_value NX EX 30
- NX：不存在才设置
- EX 30：过期防死锁
- unique_value：防误删别人锁（Lua 脚本校验后 DEL）
看门狗（Redisson）：
- 获取锁后启动定时任务，每隔
lockWatchdogTimeout/3续期 - 业务未完成自动延长过期时间
- 释放锁时取消续期
注意： 主从切换可能丢锁 → 红锁（争议大）或 Redisson + 足够 TTL + 业务幂等
30. 缓存穿透 / 雪崩
| 问题 | 原因 | 解决 |
|---|---|---|
| 穿透 | 查不存在的数据，绕过缓存打 DB | 布隆过滤器、缓存空值（短 TTL）、参数校验 |
| 击穿 | 热点 key 过期瞬间大量请求打 DB | 互斥锁、逻辑过期、热点永不过期 |
| 雪崩 | 大量 key 同时过期或 Redis 宕机 | 过期时间加随机、多级缓存、集群高可用、限流降级 |
31. Redis 与数据库同步
| 策略 | 说明 |
|---|---|
| Cache Aside（常用） | 读：先缓存后 DB；写：先更新 DB 再删缓存 |
| 延迟双删 | 删缓存 → 更新 DB → 延迟再删 |
| 先更新 DB 再删缓存 | 推荐，配合消息重试 |
| Canal/CDC | 监听 binlog 异步更新缓存 |
| 设置 TTL | 最终一致兜底 |
原则： 强一致难，接受 最终一致；写操作以 DB 为准
八、消息队列
32. Kafka 集群模式 / 主从同步
Kafka 不用传统主从，靠 Partition + Replica：
Topic: order
Partition-0: Leader(Broker1) + Follower(Broker2, Broker3)
Partition-1: Leader(Broker2) + Follower(Broker1, Broker3)
- Leader 处理读写，Follower 同步
- ISR（In-Sync Replicas）：与 Leader 差距在阈值内的副本
- acks=0/1/all：生产者可靠性
- HW/LEO：高水位，保证消费可见性
口述你做过主从同步：
Kafka 通过 Partition 副本 + ISR 机制保证高可用；
acks=all等 ISR 确认；min.insync.replicas控制最少同步副本；Leader 挂了 Controller 从 ISR 选举新 Leader。
其他集群模式：
- RabbitMQ：镜像队列、普通集群
- RocketMQ：Master-Slave、DLedger 多副本
33. MQ 如何保证消息顺序消费
前提： 顺序只在 同一分区/队列 内保证
Kafka：
- 同一业务 key
hash(key) % partition发到同一分区 - 消费者单线程或 内存队列按 key 串行
RocketMQ：
MessageQueueSelector选同一队列- 消费端加 分布式锁 或单线程消费该队列
注意： 重试、失败会乱序 → 业务层幂等 + 版本号
九、加密算法
| 类型 | 算法 | 用途 |
|---|---|---|
| 对称 | AES、DES、3DES | 大量数据加密 |
| 非对称 | RSA、ECC | 密钥交换、数字签名 |
| 摘要 | MD5、SHA-256、SHA-512 | 完整性校验（MD5 不安全） |
| 国密 | SM2、SM3、SM4 | 国内合规 |
应用： HTTPS（RSA/ECDHE + AES）、密码存储（BCrypt/Argon2 加盐哈希，不用 MD5）
十、速查总表
| 题号 | 关键词 |
|---|---|
| ConcurrentHashMap | CAS + synchronized，1.8 无 Segment |
| IO 模型 | BIO/NIO/AIO，Selector 多路复用 |
| JMM | 主内存/工作内存，可见性/有序性/原子性 |
| CMS/G1 | CMS 并发标记清除；G1 Region 分区 |
| 类加载 | 双亲委派，加载→验证→准备→解析→初始化 |
| synchronized | Monitor，锁升级 |
| ReentrantLock | AQS，可中断、公平、多 Condition |
| 线程池 | 7 参数，核心→队列→最大→拒绝 |
| Spring 事务 | AOP，失效：自调用、非 public、吞异常 |
| TCP | 三次握手/四次挥手 |
| B+ 树 | 叶子链表，范围查询，InnoDB 默认 |
| 隔离级别 | RC/RR/MVCC/间隙锁 |
| Kafka | Partition + ISR + Leader 选举 |
| 分布式锁 | SET NX EX + Lua + 看门狗 |
| 穿透/雪崩 | 布隆/空值/随机 TTL/集群 |
| 设计模式 | 单例、工厂、代理等 8+ |
| 循环依赖 | 三级缓存，仅单例属性注入 |
| 深/浅拷贝 | clone 浅；序列化深 |
| 自动装配 | @EnableAutoConfiguration + 条件注解 |
| Redis 同步 | Cache Aside，先更 DB 再删缓存 |