2025/12/12大约 10 分钟
Java 面试题
Java 面试高频考点，覆盖基础语法、集合框架、JVM、并发编程、Spring 等核心知识。
一、基础语法
Q1: Java 基本类型与包装类型的区别
| 特性 | 基本类型 | 包装类型 |
|---|---|---|
| 存储位置 | 栈内存 | 堆内存 |
| 默认值 | 有默认值（如 int=0） | null |
| 泛型支持 | ❌ | ✅ |
| 性能 | 高 | 低（有装箱拆箱开销） |
自动装箱/拆箱陷阱：
Integer a = 127, b = 127;
Integer c = 128, d = 128;
System.out.println(a == b); // true（缓存 -128~127）
System.out.println(c == d); // false（new 出来的对象）
Integer e = null;
int f = e; // NullPointerException!Q2: String 为什么不可变？
实现：
public final class String {
private final char[] value; // Java 8
private final byte[] value; // Java 9+
}好处：
- 线程安全：不可变对象天然线程安全
- 字符串池：可以安全地共享
- 哈希缓存：hashCode 只需计算一次
- 安全性：防止被篡改
String vs StringBuilder vs StringBuffer：
| 类 | 可变性 | 线程安全 | 性能 |
|---|---|---|---|
| String | ❌ | ✅ | 拼接慢 |
| StringBuilder | ✅ | ❌ | 快 |
| StringBuffer | ✅ | ✅ | 较慢（synchronized） |
Q3: == 和 equals 的区别
| 比较方式 | 基本类型 | 引用类型 |
|---|---|---|
== | 比较值 | 比较地址 |
equals | - | 比较内容（需重写） |
重写 equals 必须重写 hashCode：
- 两个对象 equals 相等，hashCode 必须相等
- hashCode 相等，equals 不一定相等
Q4: final、finally、finalize 的区别
| 关键字 | 作用 |
|---|---|
| final | 修饰类（不可继承）、方法（不可重写）、变量（不可修改） |
| finally | try-catch 后必须执行的代码块 |
| finalize | 对象被 GC 前调用（已废弃，不推荐使用） |
Q5: 接口和抽象类的区别
| 特性 | 接口 | 抽象类 |
|---|---|---|
| 多继承 | ✅ 可实现多个 | ❌ 只能继承一个 |
| 构造器 | ❌ 没有 | ✅ 有 |
| 成员变量 | 只能 public static final | 可以有普通变量 |
| 方法 | 默认 public abstract | 可以有具体方法 |
| 设计目的 | 定义行为契约 | 代码复用 |
Java 8+： 接口可以有 default 方法和 static 方法。
二、集合框架
Q6: ArrayList 和 LinkedList 的区别
| 特性 | ArrayList | LinkedList |
|---|---|---|
| 底层结构 | 动态数组 | 双向链表 |
| 随机访问 | O(1) | O(N) |
| 插入删除 | O(N)（需移动元素） | O(1)（找到位置后） |
| 内存占用 | 紧凑 | 每个节点有指针开销 |
ArrayList 扩容：
- 默认容量 10
- 扩容为原来的 1.5 倍（
oldCapacity + (oldCapacity >> 1)） - 建议指定初始容量
Q7: HashMap 的底层原理
结构（Java 8）：
- 数组 + 链表 + 红黑树
- 默认容量 16，负载因子 0.75
重要参数：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| 树化阈值 | 链表长度 > 8 且数组长度 >= 64 |
| 退化阈值 | 树节点 < 6 时退化为链表 |
| 扩容 | 元素数量 > 容量 × 负载因子 |
put 流程：
- 计算 key 的 hash：
(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) - 计算下标：
hash & (n - 1) - 位置为空直接插入
- 不为空，判断 key 是否相同
- 相同则覆盖，不同则处理冲突（链表或红黑树）
- 判断是否需要扩容
Q8: HashMap 为什么线程不安全
问题：
- 数据覆盖：多线程 put 可能覆盖数据
- 死循环（Java 7）：头插法扩容导致链表成环
- 数据丢失：扩容时数据丢失
解决方案：
Collections.synchronizedMap()ConcurrentHashMap（推荐）
Q9: ConcurrentHashMap 的实现原理
Java 7：
- 分段锁（Segment），每个 Segment 是一个小的 HashMap
- 并发度取决于 Segment 数量
Java 8：
- 数组 + 链表 + 红黑树（和 HashMap 类似）
- 使用 CAS + synchronized（锁单个桶）
- 并发度大幅提升
// put 流程
if (tab[i] == null) {
CAS 插入 // 无锁
} else {
synchronized (tab[i]) {
// 链表或红黑树操作
}
}Q10: fail-fast 和 fail-safe 的区别
| 特性 | fail-fast | fail-safe |
|---|---|---|
| 检测修改 | 立即抛出 ConcurrentModificationException | 不抛异常 |
| 实现 | modCount 检查 | 操作副本 |
| 典型类 | ArrayList、HashMap | CopyOnWriteArrayList、ConcurrentHashMap |
| 内存开销 | 低 | 高（复制） |
三、JVM
Q11: JVM 内存结构
| 区域 | 说明 | 线程共享 |
|---|---|---|
| 堆 | 对象实例 | ✅ |
| 方法区 | 类信息、常量、静态变量 | ✅ |
| 虚拟机栈 | 方法调用的栈帧 | ❌ |
| 本地方法栈 | Native 方法 | ❌ |
| 程序计数器 | 当前执行的字节码指令地址 | ❌ |
堆分代：
- 新生代（Eden + S0 + S1）
- 老年代
Q12: 垃圾回收算法
| 算法 | 说明 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 标记-清除 | 标记垃圾后清除 | 老年代 |
| 复制算法 | 存活对象复制到另一块区域 | 新生代 |
| 标记-整理 | 标记后移动存活对象到一端 | 老年代 |
| 分代收集 | 不同代用不同算法 | 实际使用 |
Q13: 常见的垃圾回收器
| 回收器 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| Serial | 单线程，STW | 单核 CPU、小堆 |
| ParNew | Serial 多线程版 | 配合 CMS |
| Parallel | 吞吐量优先 | 后台任务 |
| CMS | 低延迟，并发标记 | Web 应用（已废弃） |
| G1 | 分 Region，可预测停顿 | 大堆、低延迟（推荐） |
| ZGC | 超低延迟（<10ms） | 超大堆 |
G1 vs CMS：
| 特性 | CMS | G1 |
|---|---|---|
| 内存布局 | 分代 | 分 Region |
| 回收方式 | 标记-清除（碎片） | 标记-整理（无碎片） |
| 可预测性 | 差 | 可设置目标停顿时间 |
| 大对象 | 老年代 | Humongous Region |
Q14: 类加载机制与双亲委派
类加载过程：
加载 → 验证 → 准备 → 解析 → 初始化双亲委派：
BootstrapClassLoader（rt.jar）
↑
ExtClassLoader（ext/*.jar）
↑
AppClassLoader（classpath）
↑
自定义 ClassLoader为什么使用双亲委派：
- 避免类重复加载
- 保护核心类（如 java.lang.String）
如何打破：
- 重写
loadClass()方法 - SPI（JDBC、JNDI）
- OSGi
四、并发编程
Q15: synchronized 和 ReentrantLock 的区别
| 特性 | synchronized | ReentrantLock |
|---|---|---|
| 实现 | JVM 内置 | Java API |
| 释放锁 | 自动释放 | 必须手动 unlock |
| 可中断 | ❌ | ✅ lockInterruptibly() |
| 公平锁 | ❌ | ✅ 可设置 |
| 条件队列 | 一个（wait/notify） | 多个（Condition） |
| 性能 | JDK 6 后优化，差距不大 | 略好 |
synchronized 锁升级：
无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁（CAS 自旋） → 重量级锁Q16: volatile 的作用
两个语义：
- 可见性：修改后立即对其他线程可见
- 有序性：禁止指令重排序
不保证原子性： 复合操作（如 i++）不是原子的
典型场景：
- 状态标识（如 running = false）
- 双重检查锁定（DCL）单例
// DCL 单例
private static volatile Singleton instance;
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}Q17: 线程池的核心参数
new ThreadPoolExecutor(
corePoolSize, // 核心线程数
maximumPoolSize, // 最大线程数
keepAliveTime, // 空闲线程存活时间
unit, // 时间单位
workQueue, // 工作队列
threadFactory, // 线程工厂
handler // 拒绝策略
);执行流程：
任务提交 → 核心线程未满 → 创建核心线程执行
→ 核心线程满 → 入队列
→ 队列满 → 创建非核心线程
→ 最大线程满 → 拒绝策略拒绝策略：
| 策略 | 说明 |
|---|---|
| AbortPolicy | 抛异常（默认） |
| CallerRunsPolicy | 调用者线程执行 |
| DiscardPolicy | 静默丢弃 |
| DiscardOldestPolicy | 丢弃最旧任务 |
Q18: AQS 的原理
核心组成：
- state：同步状态（volatile）
- CLH 队列：双向链表，存储等待线程
- 独占/共享模式
ReentrantLock 基于 AQS：
lock()：tryAcquire()尝试获取锁，失败则加入队列unlock()：tryRelease()释放锁，唤醒队列头部线程
Q19: ThreadLocal 的原理和内存泄漏
原理：
- 每个线程有自己的
ThreadLocalMap - key 是 ThreadLocal 对象（弱引用）
- value 是存储的值
内存泄漏：
- key（弱引用）被 GC 回收后变成 null
- value 无法被访问但无法回收
- 解决：使用后调用
remove()
try {
threadLocal.set(value);
// 使用
} finally {
threadLocal.remove(); // 必须清理
}五、Spring
Q20: Spring Bean 的生命周期
实例化 → 属性注入 → Aware 接口回调 → @PostConstruct
→ InitializingBean.afterPropertiesSet → 自定义 init-method
→ 使用 → @PreDestroy → DisposableBean.destroy → 自定义 destroy-methodQ21: Spring AOP 的实现原理
两种代理方式：
| 方式 | 条件 | 原理 |
|---|---|---|
| JDK 动态代理 | 目标类实现接口 | 基于反射，生成接口代理类 |
| CGLIB | 目标类无接口 | 基于 ASM，生成子类代理 |
核心概念：
- JoinPoint：连接点（可被增强的方法）
- Pointcut：切入点表达式
- Advice：通知（Before、After、Around）
- Aspect：切面（Pointcut + Advice）
Q22: @Transactional 失效场景
| 场景 | 原因 |
|---|---|
| 同类内部调用 | 未经过代理 |
| 非 public 方法 | 代理无法拦截 |
| 异常被 catch | 未抛出，无法回滚 |
| 抛出非 RuntimeException | 需配置 rollbackFor |
| 数据库不支持事务 | 如 MyISAM |
// 配置回滚所有异常
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)Q23: Spring Boot 自动装配原理
核心注解：
@SpringBootApplication
├── @EnableAutoConfiguration
│ └── @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)
└── @ComponentScan流程：
- 读取
META-INF/spring.factories（Spring Boot 2.x） - 读取
META-INF/spring/org.springframework.boot.autoconfigure.AutoConfiguration.imports（Spring Boot 3.x） - 根据
@Conditional条件过滤 - 加载满足条件的配置类
六、更多八股文
Q24: 对象的创建过程
1. 类加载检查
2. 分配内存（指针碰撞/空闲列表）
3. 初始化零值
4. 设置对象头（哈希码、GC 分代年龄、锁状态、类型指针）
5. 执行 <init> 方法（构造函数）Q25: 强引用、软引用、弱引用、虚引用
| 类型 | 特点 | GC 行为 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
| 强引用 | 最常见 | 不回收 | 普通对象 |
| 软引用 | SoftReference | 内存不足时回收 | 缓存 |
| 弱引用 | WeakReference | 下次 GC 必回收 | WeakHashMap |
| 虚引用 | PhantomReference | 随时回收，需配合队列 | 资源清理 |
Q26: Java 反射机制
获取 Class 对象：
Class<?> c1 = String.class;
Class<?> c2 = "hello".getClass();
Class<?> c3 = Class.forName("java.lang.String");反射的应用：
- 框架（Spring IOC、MyBatis）
- 动态代理
- 注解处理
缺点： 性能开销、破坏封装、安全问题
Q27: Java 异常体系
Throwable
├── Error（程序无法处理）
│ ├── OutOfMemoryError
│ ├── StackOverflowError
│ └── ...
└── Exception
├── RuntimeException（非受检异常）
│ ├── NullPointerException
│ ├── ClassCastException
│ └── ...
└── 受检异常（必须处理）
├── IOException
├── SQLException
└── ...Q28: BIO、NIO、AIO 的区别
| 模型 | 说明 | 特点 |
|---|---|---|
| BIO | 同步阻塞 | 一个连接一个线程 |
| NIO | 同步非阻塞 | 多路复用，Selector 轮询 |
| AIO | 异步非阻塞 | 回调通知，真正异步 |
NIO 核心组件：
- Channel：双向通道
- Buffer：缓冲区
- Selector：多路复用器
Q29: 序列化和反序列化
实现方式：
- 实现
Serializable接口 - 设置
serialVersionUID
public class User implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String name;
private transient String password; // 不参与序列化
}常见序列化框架： JSON、Protobuf、Hessian、Kryo
Q30: 常用设计模式
| 模式 | 说明 | Java 中的应用 |
|---|---|---|
| 单例 | 全局唯一实例 | Runtime、Spring Bean |
| 工厂 | 创建对象 | Calendar.getInstance() |
| 代理 | 增强功能 | AOP、动态代理 |
| 观察者 | 发布订阅 | EventListener |
| 模板方法 | 定义骨架 | AbstractList |
| 策略 | 算法可替换 | Comparator |
| 责任链 | 链式处理 | Filter、Interceptor |
Q31: Integer 缓存机制
Integer a = 127;
Integer b = 127;
System.out.println(a == b); // true（缓存）
Integer c = 128;
Integer d = 128;
System.out.println(c == d); // false（新对象）缓存范围： -128 ~ 127（可通过 JVM 参数调整上限）
Q32: Object 类的常用方法
| 方法 | 说明 |
|---|---|
equals() | 比较对象相等 |
hashCode() | 返回哈希码 |
toString() | 对象字符串表示 |
clone() | 克隆对象 |
getClass() | 获取运行时类 |
wait/notify | 线程通信 |
finalize() | GC 前调用（已废弃） |
Q33: 深拷贝和浅拷贝
| 类型 | 说明 | 实现方式 |
|---|---|---|
| 浅拷贝 | 只复制引用 | Object.clone() |
| 深拷贝 | 复制整个对象树 | 序列化、手动递归复制 |
// 深拷贝 - 序列化方式
public Object deepCopy(Object obj) {
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(obj);
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return ois.readObject();
}Q34: JDK 动态代理 vs CGLIB
| 特性 | JDK 动态代理 | CGLIB |
|---|---|---|
| 条件 | 目标类必须实现接口 | 无需接口 |
| 原理 | 反射 + 接口代理类 | ASM 生成子类 |
| 性能 | 创建快，调用慢 | 创建慢，调用快 |
| final 方法 | - | 无法代理 |
Q35: 如何排查 CPU 100%
# 1. 找到高 CPU 进程
top
# 2. 找到高 CPU 线程
top -Hp <pid>
# 3. 线程 ID 转 16 进制
printf '%x\n' <tid>
# 4. 导出线程栈
jstack <pid> | grep -A 50 <tid_hex>常见原因： 死循环、频繁 GC、锁竞争
Q36: 如何排查 OOM
# 设置 OOM 时自动 dump
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=/path/to/dump.hprof
# 分析 dump 文件
jvisualvm
MAT (Memory Analyzer Tool)常见原因： 内存泄漏、大对象、批量查询无分页