Java基础与集合框架
面向对象编程特性深度解析
在Java面试题库中，面向对象（OOP）是必考的基础板块。面试官不仅关注你对封装、继承、多态的定义，更侧重于实际场景中的应用。例如，多态如何通过方法重写和方法重载实现？继承中构造函数的调用顺序是怎样的？
【封装】不仅仅是私有化字段，还包括通过Getter/Setter进行数据校验；【继承】强调代码复用，但过度继承会导致耦合度高，建议优先使用组合而非继承；【多态】是Java灵活性的核心，它允许父类引用指向子类对象，实现运行时多态，关键在于动态绑定。
基本数据类型与包装类
Java提供了8种基本数据类型，面试中常问Integer缓存机制。Integer在-128到127之间会复用对象，超出范围则新建对象。这是面试中区分初级与中级开发者的关键点。
HashMap底层原理与线程安全
HashMap是Java面试题库中出现频率极高的考点。它基于哈希表实现，允许null键和null值。在JDK 1.8中，当链表长度超过8且数组长度超过64时，链表会转换为红黑树，以提高查询效率从O(n)提升至O(log n)。
面试官常问：为什么HashMap不是线程安全的？因为并发put可能导致数据覆盖或死循环（JDK 1.7）。解决方案包括使用ConcurrentHashMap，它通过分段锁（JDK 1.7）或CAS+synchronized（JDK 1.8）实现高并发下的线程安全。
ArrayList vs LinkedList
ArrayList基于动态数组，支持随机访问，查询快，增删慢（需移动元素）。LinkedList基于双向链表，增删快，查询慢（需遍历）。面试中应根据业务场景选择，大多数情况下推荐使用ArrayList。
HashSet去重原理
HashSet底层由HashMap实现。添加元素时，计算哈希值确定桶位置，若桶为空直接放入；若冲突，则比较equals()。因此，自定义对象需重写hashCode()和equals()方法。
异常体系与处理机制
Java异常分为受检异常（Checked Exception）和非受检异常（RuntimeException）。受检异常必须在编译期处理，如IOException；非受检异常是编程错误，如NullPointerException，无需强制处理。
面试中常问：try-catch-finally中，如果try和finally都有return，哪个生效？答案是finally。但如果finally中修改了基本数据类型返回值，不会影响try中的返回值（因为值已拷贝），但修改引用类型内容会影响。
多线程与并发编程
线程生命周期与状态转换
Java线程有6种状态：NEW, RUNNABLE, BLOCKED, WAITING, TIMED_WAITING, TERMINATED。面试中需理解这些状态的转换条件，例如wait()进入WAITING，sleep()进入TIMED_WAITING，join()可能导致BLOCKED或WAITING。
【RUNNABLE】状态包含Ready和Running，操作系统调度决定具体运行状态。Java线程模型依赖于底层操作系统的原生线程实现（1:1模型）。
创建线程的四种方式
1. 继承Thread类；2. 实现Runnable接口；3. 实现Callable接口（有返回值）；4. 线程池创建。推荐使用线程池，避免资源浪费。面试中常问：为什么实现Runnable比继承Thread好？因为Java单继承限制，且Runnable更符合面向对象设计（分离任务与执行）。
ConcurrentHashMap源码解析
ConcurrentHashMap在JDK 1.8中摒弃了分段锁，采用Node数组+链表+红黑树，并使用CAS+synchronized保证线程安全。putVal方法中，首先通过CAS插入首个节点，若桶位已有元素，则synchronized锁住链表或树头节点进行插入。
sizeCtl变量控制初始化及扩容行为。扩容时，多线程协作迁移数据，提高效率。
ReentrantLock vs synchronized
synchronized是JVM层面实现，自动加锁解锁；ReentrantLock是API层面实现，需手动lock/unlock。ReentrantLock支持公平锁、非公平锁、可中断锁、条件变量，更灵活但易死锁。
CountDownLatch vs CyclicBarrier
CountDownLatch用于一个线程等待多个线程完成（不可重用）；CyclicBarrier用于多个线程互相等待到达屏障点（可重用）。
AQS原理与LockSupport
AQS（AbstractQueuedSynchronizer）是构建锁和同步器的核心框架。它使用一个int类型的state变量表示同步状态，通过FIFO队列管理等待线程。ReentrantLock、CountDownLatch等底层均基于AQS。
LockSupport.park()和unpark()用于线程阻塞与唤醒，不依赖同步器，可跨线程操作。
JVM虚拟机深度解析
Java内存区域划分
JVM内存分为线程私有（程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈）和线程共享（堆、方法区/元空间）。堆是GC主要区域，分为新生代（Eden, S0, S1）和老年代。方法区存储类信息、常量、静态变量，JDK 8后使用元空间（本地内存）。
面试常问：OOM（OutOfMemoryError）常见原因？堆内存不足（大对象、内存泄漏）、栈溢出（递归过深）、元空间不足（加载类过多）。
垃圾回收算法与收集器
【标记-清除】：产生碎片；【标记-复制】：新生代使用，效率高；【标记-整理】：老年代使用。主流收集器包括Serial、ParNew、Parallel Scavenge、CMS、G1、ZGC。
G1（Garbage-First）是JDK 9默认收集器，将堆划分为多个Region，可预测停顿时间，避免全堆扫描。面试中需了解G1的混合回收（Mixed GC）过程。
如何判断对象可回收
引用计数法（有循环引用问题，Java不用）；可达性分析法（GC Roots出发，不可达则回收）。GC Roots包括：虚拟机栈局部变量、方法区静态属性、常量、JNI引用。
强软弱虚引用
强引用（Strong）：不回收；软引用（Soft）：内存不足时回收；弱引用（Weak）：GC时回收；虚引用（Phantom）：配合引用队列，用于对象回收通知。
类加载过程
加载、验证、准备、解析、初始化。准备阶段为静态变量分配内存并赋默认值；初始化阶段执行<clinit>方法，赋初始值。双亲委派模型：类加载器向上委托，除非父加载器无法找到。
破坏双亲委派：Tomcat、Spring Boot等框架通过自定义类加载器实现隔离和热部署。
Spring生态与微服务
IoC与DI原理
IoC（控制反转）将对象创建权交给Spring容器；DI（依赖注入）是IoC的实现方式，通过构造函数、Setter、字段注入。Spring Bean生命周期：实例化、属性赋值、初始化（Aware接口、BeanPostProcessor前置、init-method、BeanPostProcessor后置）、销毁。
BeanPostProcessor是Spring扩展点，可用于AOP代理创建。
AOP面向切面编程
AOP用于横切关注点（日志、事务、安全）模块化。Spring AOP基于动态代理：JDK动态代理（接口）和CGLIB（子类）。@AspectJ注解支持声明式切面。
事务传播行为：REQUIRED（默认，加入现有事务）、REQUIRES_NEW（新建事务）、NESTED（嵌套事务）等。
自动装配原理
Spring Boot通过@SpringBootApplication注解，结合@EnableAutoConfiguration，扫描classpath下META-INF/spring.factories文件，加载自动配置类。@Conditional注解控制条件装配（如@ConditionalOnClass）。
Starter依赖：将常用依赖打包，简化配置。如spring-boot-starter-web包含Tomcat、Spring MVC等。
微服务架构组件
【注册中心】：Eureka、Nacos、Consul，服务发现与注册。【配置中心】：Spring Cloud Config、Nacos，统一管理配置。【网关】：Spring Cloud Gateway，路由过滤、限流。【熔断降级】：Sentinel、Hystrix，防止雪崩效应。【分布式事务】：Seata、TCC、本地消息表。
面试中常问：微服务拆分粒度如何把握？按业务领域（DDD）拆分，避免过细导致运维复杂，过粗导致耦合度高。
数据库与Redis缓存
索引优化与B+树
MySQL索引基于B+树实现，非叶子节点只存键值，叶子节点存数据，适合范围查询。聚簇索引（主键）与二级索引（非主键，回表）。联合索引遵循最左前缀原则。
覆盖索引：查询列包含在索引中，无需回表。EXPLAIN分析执行计划，关注type（ALL, index, range, ref, eq_ref, const）、key、rows。
事务隔离级别
读未提交、读已提交（Oracle默认）、可重复读（MySQL默认，解决幻读通过MVCC+间隙锁）、串行化。MVCC通过undo log和Read View实现。
锁机制
共享锁（S）、排他锁（X）、间隙锁（Gap）、临键锁（Next-Key）。死锁检测与回滚。
Redis数据结构与应用场景
String：缓存、计数器；Hash：对象存储；List：消息队列；Set：去重、交集；ZSet：排行榜。持久化：RDB（快照）和AOF（日志），混合持久化（Redis 4.0+）。
缓存穿透（查不存在数据）：布隆过滤器、缓存空值；缓存击穿（热点key过期）：互斥锁、逻辑过期；缓存雪崩（大量key过期）：随机过期时间、集群。
分布式锁实现
基于Redis SETNX命令实现，需设置过期时间防止死锁。Redlock算法解决单点故障问题。ZooKeeper也可实现分布式锁，基于临时顺序节点。
面试备考时间轴
Java基础与集合
复习基本数据类型、String、集合框架（HashMap、ArrayList）、IO/NIO、反射、注解。完成LeetCode简单题10道。
多线程与虚拟机
深入线程池、Lock、AQS、CAS。理解JVM内存模型、GC算法、类加载。阅读《深入理解Java虚拟机》核心章节。
Spring与MySQL
掌握Spring IoC/AOP、事务。MySQL索引优化、事务隔离、锁机制。Redis数据结构、缓存场景、分布式锁。
微服务与项目亮点
学习Spring Cloud组件，理解服务注册、配置、网关、熔断。复盘项目经历，准备STAR法则案例。模拟面试，查漏补缺。