一、Java 語言核心特性（面向對象編程）

核心知識點梳理：

1. 面向對象三大特性：

   • 封裝：隱藏對象內部實現，通過 public 方法暴露接口（例：類的 private 字段 + get/set 方法）。
   • 繼承：子類繼承父類非 private 屬性和方法，減少代碼冗余（注意：Java 單繼承，通過接口實現多繼承效果）。
   • 多態：同一行為的不同表現形式（編譯時多態：方法重載；運行時多態：子類重寫父類方法，父類引用指向子類對象）。

2. 接口與抽象類的區別：

   • 接口：全抽象（JDK8 后可有 default 方法），字段默認 public static final，類可實現多個接口。
   • 抽象類：可含抽象方法和具體方法，字段可非靜態，類只能繼承一個抽象類。
   • 應用場景：接口用于定義規范（如 DAO 層接口），抽象類用于抽取共性實現（如 BaseService）。

3. 其他高頻點：

   • 重載（Overload）vs 重寫（Override）：重載是同一類中方法名相同、參數不同；重寫是子類覆蓋父類方法，參數和返回值需一致（協變返回類型除外）。
   • 關鍵字：static（靜態變量 / 方法屬于類，非實例）、final（修飾類不可繼承、方法不可重寫、變量不可修改）、this（當前實例）、super（父類引用）。

面試常見問題及回答思路：

• Q：多態的實現原理是什么？
  A：核心是 “動態綁定”：編譯時編譯器根據父類引用類型檢查方法是否存在，運行時 JVM 根據實際對象類型調用對應子類的重寫方法（依賴方法表：每個類的 Class 對象中維護方法表，記錄方法的實際入口地址）。
  舉例：List list = new ArrayList(); list.add(1);?編譯時用 List 接口檢查 add 方法，運行時實際調用 ArrayList 的 add 實現。

• Q：為什么 Java 不支持多繼承？
  A：避免 “菱形繼承” 問題（多個父類有相同方法時，子類無法確定繼承哪一個），通過接口多實現替代，接口僅定義規范，無具體實現沖突。

二、集合框架

核心知識點梳理：

1. 整體結構：

   • 接口：Collection（List/Set）、Map；
   • 核心實現類：
     • List：ArrayList（數組，查快改慢）、LinkedList（雙向鏈表，增刪快查慢）；
     • Set：HashSet（底層 HashMap，無序去重）、TreeSet（紅黑樹，有序去重，需實現 Comparable）；
     • Map：HashMap（數組 + 鏈表 / 紅黑樹，JDK1.8 后鏈表長度 > 8 轉紅黑樹）、ConcurrentHashMap（線程安全，JDK1.7 分段鎖，JDK1.8 CAS+synchronized）。

2. 高頻細節：

   • HashMap：初始容量 16，負載因子 0.75，擴容為 2 倍；key 為 null 存放在索引 0；線程不安全（多線程 put 可能導致死循環，JDK1.8 后修復但仍有數據覆蓋問題）。
   • HashSet：本質是HashMap的 key（value 為常量），所以去重依賴 key 的hashCode()和equals()（先比 hashCode，再比 equals）。
   • 線程安全集合：Vector（所有方法 synchronized，效率低）、Collections.synchronizedList()（包裝類，加鎖粒度同 Vector）、CopyOnWriteArrayList（寫時復制，讀不加鎖，適合讀多寫少）。

面試常見問題及回答思路：

• Q：ArrayList 和 LinkedList 的區別？如何選型？
  A：從底層結構、操作效率、內存占用三方面說：

  • 底層：ArrayList 是動態數組，LinkedList 是雙向鏈表；
  • 效率：ArrayList 隨機訪問（get (index)）快（O (1)），增刪（尤其是中間位置）慢（需移動元素，O (n)）；LinkedList 增刪快（O (1)，找到位置后修改指針），隨機訪問慢（O (n)）；
  • 選型：查多改少用 ArrayList，增刪多（尤其是中間）用 LinkedList；小數據量時差異不大。

• Q：HashMap 的 put 流程？JDK1.7 和 1.8 有什么區別？
  A：put 流程：

  1. 計算 key 的 hash 值（hashCode () 高 16 位異或低 16 位，減少哈希沖突）；
  2. 計算索引（hash & (容量 - 1)）；
  3. 若桶位為空，直接放新節點；若不為空，判斷 key 是否存在（hash+equals），存在則替換 value；不存在則插入鏈表 / 紅黑樹；
  4. 插入后若鏈表長度 > 8 且容量 >=64，轉紅黑樹；
  5. 若元素數 > 容量 * 負載因子，觸發擴容（2 倍）。
     區別：1.7 是頭插法（擴容時可能死循環），1.8 是尾插法；1.8 新增紅黑樹優化長鏈表查詢；1.7 的 hash 計算更簡單（1.8 增加高 16 位異或）。

三、多線程編程基礎

核心知識點梳理：

1. 線程創建方式：

   • 繼承Thread類（重寫 run ()）；
   • 實現Runnable接口（重寫 run ()，可多線程共享資源）；
   • 實現Callable接口（重寫 call ()，有返回值，結合Future獲取結果）。

2. 線程狀態：
   新建（New）→ 就緒（Runnable）→ 運行（Running）→ 阻塞（Blocked/Waiting/Timed Waiting）→ 終止（Terminated）。

   • 阻塞原因：synchronized 未拿到鎖（Blocked）、wait ()（Waiting）、sleep (long)/join (long)（Timed Waiting）。

3. 同步機制：

   • synchronized：可修飾方法（鎖當前對象 / 類）、代碼塊（鎖括號內對象）；JDK1.6 后優化為偏向鎖→輕量級鎖→重量級鎖（鎖升級），減少性能消耗。
   • Lock接口：ReentrantLock（可重入、可中斷、可超時、公平鎖 / 非公平鎖），需手動lock()和unlock()（建議放 finally）。
   • 區別：synchronized 是 JVM 層面隱式鎖，自動釋放；Lock 是 API 層面顯式鎖，靈活但需手動釋放。

4. 線程池：

   • 核心參數：corePoolSize（核心線程數）、maximumPoolSize（最大線程數）、keepAliveTime（非核心線程空閑存活時間）、workQueue（任務隊列）。
   • 常用線程池：Executors.newFixedThreadPool()（固定線程數）、newCachedThreadPool()（緩存線程池，可擴容）、newSingleThreadExecutor()（單線程）；實際開發建議用ThreadPoolExecutor手動創建，避免資源耗盡（如 FixedThreadPool 的隊列無界可能 OOM）。

面試常見問題及回答思路：

• Q：synchronized 和 volatile 的區別？
  A：兩者都用于線程安全，但作用不同：

  • volatile：修飾變量，保證可見性（一個線程修改后，其他線程立即看到）和禁止指令重排序（如單例模式雙重檢查鎖中修飾 instance），但不保證原子性（例：i++ 仍會有線程安全問題）；
  • synchronized：保證原子性（臨界區代碼互斥執行）、可見性（解鎖前刷新內存）、有序性（臨界區代碼單線程執行），但開銷比 volatile 大。
    總結：volatile 適合修飾狀態標志（如 boolean isRunning），synchronized 適合復雜邏輯的同步。

• Q：什么是死鎖？如何避免？
  A：死鎖是兩個或多個線程互相持有對方需要的鎖，導致無限等待。
  例：線程 1 持有鎖 A，等待鎖 B；線程 2 持有鎖 B，等待鎖 A。
  避免：1. 按固定順序獲取鎖（如都先獲取 A 再獲取 B）；2. 定時釋放鎖（tryLock (time)）；3. 減少鎖的持有時間。

四、JVM 內存結構和垃圾回收機制

核心知識點梳理：

1. 內存結構（JDK8+）：

   • 線程私有：
     • 程序計數器：記錄當前線程執行的字節碼行號，唯一不會 OOM 的區域；
     • 虛擬機棧：存儲棧幀（局部變量表、操作數棧、返回地址等），棧深過深會 StackOverflowError（如遞歸無出口），內存不足會 OOM；
     • 本地方法棧：類似虛擬機棧，為 Native 方法服務。
   • 線程共享：
     • 堆：存儲對象實例，GC 主要區域，分新生代（Eden+From Survivor+To Survivor）和老年代；內存不足會 OOM；
     • 方法區（元空間，MetaSpace）：存儲類信息、常量、靜態變量等，JDK8 前是永久代（PermGen），元空間使用本地內存，默認無上限（可通過 - XX:MaxMetaspaceSize 限制），內存不足會 OOM。

2. 垃圾回收（GC）：

   • 回收區域：堆和方法區（常量、無用類）。
   • 對象存活判斷：可達性分析（以 GC Roots 為起點，不可達的對象標記為可回收）；GC Roots 包括：虛擬機棧中引用的對象、本地方法棧中引用的對象、靜態變量、常量等。
   • 引用類型：強引用（new 的對象，不會被回收）、軟引用（OOM 前回收，適合緩存）、弱引用（GC 時必回收，如 WeakHashMap）、虛引用（回收時通知，跟蹤 GC）。
   • 垃圾收集算法：
     • 標記 - 清除：標記可回收對象，直接清除，會產生碎片；
     • 標記 - 復制：將存活對象復制到另一塊區域，無碎片，適合新生代（Eden:From:To=8:1:1）；
     • 標記 - 整理：標記后將存活對象移到一端，清除另一端，適合老年代。
   • 垃圾收集器：
     • 新生代：SerialGC（單線程，STW 長）、Parallel Scavenge（多線程，注重吞吐量）、ParNew（多線程，配合 CMS）；
     • 老年代：Serial Old（單線程，配合 SerialGC）、Parallel Old（多線程，配合 Parallel Scavenge）、CMS（并發標記清除，低延遲，三步 STW：初始標記、重新標記、并發清除，有碎片）、G1（Region 分區，兼顧吞吐量和延遲，Mixed GC 回收部分老年代）。

面試常見問題及回答思路：

• Q：JVM 堆內存分代？為什么這么劃分？
  A：堆分新生代（Young）和老年代（Old），新生代又分 Eden、From Survivor、To Survivor。
  原因：基于 “大部分對象朝生夕死” 的經驗法則（新生代對象存活時間短，回收頻繁；老年代對象存活時間長，回收少），分代后可采用不同 GC 算法優化效率：新生代用標記 - 復制（效率高，適合短生命周期對象），老年代用標記 - 整理（避免碎片，適合長生命周期對象）。

• Q：G1 收集器的工作原理？
  A：G1 將堆劃分為多個大小相等的 Region（默認 1-32MB），每個 Region 可動態標記為 Eden、Survivor、Old。
  流程：1. 初始標記（STW，標記 GC Roots 直接關聯的對象）；2. 并發標記（遍歷對象引用鏈，無 STW）；3. 最終標記（STW，處理并發標記遺漏的對象）；4. 篩選回收（STW，根據 Region 的回收價值排序，優先回收價值高的，混合回收部分老年代 Region）。
  優勢：可設置最大 STW 時間，兼顧吞吐量和延遲，適合大堆（如 8GB 以上）。

五、復習建議

1. 畫思維導圖：把每個模塊的知識點串聯起來（如集合框架→線程安全集合→多線程同步），形成知識網。
2. 看源碼：重點看ArrayList的add()、HashMap的put()、Thread的start()等核心方法，理解底層實現。
3. 刷面試題：針對每個知識點，找 5-10 道高頻題練習（如牛客網、力扣 Java 面試專題），確保能清晰表達。
4. 模擬面試：找同學互相提問，訓練臨場反應，避免緊張忘詞。

核心是 “理解原理 + 能舉例子”，面試官更看重你是否真的懂，而不是背概念。比如講 HashMap 時，能說出自己項目中遇到的哈希沖突問題及解決方法，會比單純背流程更加分。

List list = new ArrayList(); 這個是小類型轉換成大類型是自動轉換是嗎，如果反過來呢

在 Java 中，List list = new ArrayList();?涉及的是多態中的向上轉型，而非基本數據類型的自動轉換（小轉大），但邏輯上有相似之處：

• ArrayList?是?List?接口的實現類，List?是父類型（接口可視為 “抽象父類”），ArrayList?是子類型。
• 這種 “父類引用指向子類對象” 的寫法是自動向上轉型，無需顯式聲明，編譯器允許這種轉換（因為子類一定符合父類的接口規范）。

如果反過來寫?ArrayList arrayList = new List();，則完全不允許，原因是：

1. List?是接口，不能直接實例化（new List()?本身語法錯誤）；
2. 即使是類之間的轉換（如?ArrayList?與?LinkedList，同屬?List?子類型），父類型也不能直接轉換為子類型，因為父類型引用的對象可能根本不是目標子類型的實例。

若要將父類型引用轉回子類型，必須滿足兩個條件：

1. 父類型引用的實際對象是目標子類型的實例；
2. 必須通過顯式強制轉型聲明。

例如：

List list = new ArrayList();  // 向上轉型（自動）
ArrayList arrayList = (ArrayList) list;  // 向下轉型（顯式強制，合法，因為list實際指向ArrayList）

但如果實際對象類型不匹配，強制轉型會拋出?ClassCastException：

List list = new LinkedList();  
ArrayList arrayList = (ArrayList) list;  // 運行時異常：LinkedList不能轉為ArrayList