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常见面试题

以下是一些常见的Java面试题及解答思路，涵盖基础知识、高级特性、框架和项目经验等方面：

一、基础知识​

1. 面向对象编程（OOP）​

问题：什么是面向对象编程？Java有哪些特性体现了OOP？
解答思路：

  • 核心概念：封装、继承、多态、抽象。
  • 结合Java代码举例：
    • 封装：通过private修饰符隐藏类的内部状态，提供public方法访问。
    • 继承：使用extends关键字实现类的复用。
    • 多态：通过接口或抽象类实现方法的动态绑定（如List list = new ArrayList()）。
    • 抽象：使用abstract关键字定义抽象类或方法。

2. String、StringBuilder、StringBuffer的区别​

解答思路：

  • String：不可变对象，每次操作都会生成新对象，适合少量字符串操作。
  • StringBuilder：可变对象，非线程安全，性能高（推荐在单线程环境使用）。
  • StringBuffer：可变对象，线程安全（内部方法用synchronized修饰），性能低。
  • 场景选择：循环中拼接字符串用StringBuilder，多线程环境用StringBuffer。

3. 自动装箱与拆箱​

问题：解释Integer i = 10和int j = i的过程。
解答思路：

  • 装箱：Integer i = 10 等价于 Integer i = Integer.valueOf(10)。
  • 拆箱：int j = i 等价于 int j = i.intValue()。
  • 注意点：Integer缓存池（默认范围-128~127），如Integer a = 100; Integer b = 100; a==b返回true。

二、集合框架​

1. HashMap的工作原理（Java 8+）​

解答思路：

  • 数据结构：数组+链表+红黑树（当链表长度≥8且数组长度≥64时，链表转为红黑树）。
  • put过程：
    1. 计算key的hash值，定位数组索引。
    2. 若索引位置为空，直接插入；否则遍历链表/红黑树，存在相同key则覆盖，否则插入。
  • 扩容机制：当元素数量超过阈值（容量×负载因子，默认0.75）时，数组扩容为原来的2倍。
  • 线程安全：非线程安全，多线程环境用ConcurrentHashMap。

2. ArrayList vs LinkedList​

解答思路：

  • 底层结构：
    • ArrayList：动态数组，支持随机访问（O(1)），插入/删除效率低（O(n)）。
    • LinkedList：双向链表，插入/删除效率高（O(1)），随机访问效率低（O(n)）。
  • 适用场景：频繁随机访问用ArrayList，频繁插入删除用LinkedList。

三、多线程与并发​

1. synchronized与ReentrantLock的区别​

解答思路：

  • 语法层面：
    • synchronized：Java内置关键字，自动释放锁（代码块/方法结束时）。
    • ReentrantLock：JDK类，需手动调用lock()和unlock()。
  • 功能特性：
    • ReentrantLock：可中断锁、公平锁、尝试锁（tryLock()）。
  • 性能：
    • JDK 6+对synchronized优化（偏向锁、轻量级锁），性能接近ReentrantLock。

2. 线程池的核心参数及工作流程​

解答思路：

  • 核心参数（ThreadPoolExecutor）：
    • corePoolSize：核心线程数。
    • maximumPoolSize：最大线程数。
    • workQueue：任务队列（如LinkedBlockingQueue）。
    • keepAliveTime：空闲线程存活时间。
    • RejectedExecutionHandler：拒绝策略（如AbortPolicy）。
  • 工作流程：
    1. 提交任务，若核心线程未满，创建新线程执行。
    2. 若核心线程已满，任务入队。
    3. 若队列已满且线程数未达最大，创建新线程执行。
    4. 若线程数已达最大，触发拒绝策略。

四、JVM底层原理​

1. JVM内存区域划分​

解答思路：

  • 堆（Heap）：存储对象实例，线程共享，可分为新生代（Eden、Survivor）和老年代。
  • 栈（Stack）：存储局部变量和方法调用帧，线程私有。
  • 方法区（Method Area）：存储类信息、常量池等，线程共享（Java 8后改为元空间MetaSpace）。
  • 程序计数器（PC Register）：记录当前线程执行的字节码行号。
  • 本地方法栈（Native Method Stack）：为Native方法服务。

2. 垃圾回收（GC）机制​

解答思路：

  • 可达性分析：从GC Roots（如栈变量、静态变量）出发，标记不可达对象。
  • 垃圾收集算法：
    • 标记-清除（Mark-Sweep）：产生内存碎片。
    • 标记-整理（Mark-Compact）：避免碎片。
    • 复制（Copying）：新生代常用（Eden:Survivor=8:1:1）。
  • 垃圾收集器：
    • 新生代：Serial、ParNew、Parallel Scavenge。
    • 老年代：CMS、Serial Old、Parallel Old。
    • 全堆：G1、ZGC。

五、框架与工具​

1. Spring框架的核心特性​

解答思路：

  • IOC（控制反转）：通过XML或注解配置，由容器管理对象的创建和依赖注入。
  • AOP（面向切面编程）：通过动态代理（JDK或CGLIB）实现横切关注点（如日志、事务）。
  • 事务管理：声明式事务（基于AOP）和编程式事务。
  • MVC：DispatcherServlet处理请求，@Controller和@RequestMapping注解。

2. MyBatis与Hibernate的区别​

解答思路：

  • ORM程度：
    • MyBatis：半ORM，需手动编写SQL，灵活控制查询。
    • Hibernate：全ORM，通过对象映射自动生成SQL，适合快速开发。
  • 适用场景：
    • MyBatis：复杂SQL场景（如报表）。
    • Hibernate：业务逻辑简单、对象关系复杂的场景。

六、项目经验与场景题​

1. 如何优化高并发系统？​

解答思路：

  • 前端：静态资源CDN、页面缓存、懒加载。
  • 服务端：
    • 负载均衡（Nginx、LVS）。
    • 异步处理（消息队列RabbitMQ/Kafka）。
    • 限流熔断（Sentinel、Hystrix）。
  • 存储层：
    • 缓存（Redis）。
    • 分库分表（ShardingSphere）。
    • 读写分离。

2. 如何解决分布式事务问题？​

解答思路：

  • 刚性事务：2PC（两阶段提交）、3PC（三阶段提交）。
  • 柔性事务：
    • TCC（Try-Confirm-Cancel）。
    • 补偿事务（Saga模式）。
    • 最终一致性（基于消息队列）。

七、算法与数据结构​

1. 手写快速排序​

解答思路：

public void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
    if (left < right) {
        int pivotIndex = partition(arr, left, right);
        quickSort(arr, left, pivotIndex - 1);
        quickSort(arr, pivotIndex + 1, right);
    }
}

private int partition(int[] arr, int left, int right) {
    int pivot = arr[right];
    int i = left - 1;
    for (int j = left; j < right; j++) {
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++;
            swap(arr, i, j);
        }
    }
    swap(arr, i + 1, right);
    return i + 1;
}

private void swap(int[] arr, int i, int j) {
    int temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
}

2. 设计LRU缓存​

解答思路：

  • 使用LinkedHashMap实现，重写removeEldestEntry()方法：
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
    private final int capacity;

    public LRUCache(int capacity) {
        super(capacity, 0.75f, true) {
            @Override
            protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
                return size() > capacity;
            }
        };
    }
}

八、总结​

面试时需注意：

  1. 清晰表达思路：先解释概念，再结合代码或场景举例。
  2. 深入源码或原理：如HashMap的红黑树转换条件、synchronized的锁升级过程。
  3. 关联实际项目：用项目中的案例说明技术选择或问题解决过程。
  4. 对答如流的“高频题”：HashMap、多线程、JVM GC、Spring原理。