Java面试题汇总与解答

Java作为全球最流行的编程语言之一，其面试题往往涵盖从基础语法到高级架构设计的多个层面。本文将从核心语法、集合框架、并发编程、JVM原理及框架应用五个维度，系统梳理Java面试高频题，并提供标准解答与扩展分析。

一、核心语法与面向对象

1.1 基础语法

Q1：==与equals()的区别？
==比较的是对象地址（引用比较），而equals()默认比较对象内容（需重写以实现逻辑）。例如：

String s1 = new String("hello");
String s2 = new String("hello");
System.out.println(s1 == s2);      // false（不同对象）
System.out.println(s1.equals(s2)); // true（内容相同）

关键点：

• 基本类型（如int）直接比较值。
• 自定义类需重写equals()和hashCode()以保持一致性。

Q2：final、finally、finalize()的区别？

• final：修饰类（不可继承）、方法（不可重写）、变量（不可修改）。
• finally：与try-catch配套，确保代码块必执行（常用于资源释放）。
• finalize()：Object类方法，垃圾回收前调用（已过时，推荐用try-with-resources）。

1.2 面向对象特性

Q3：重载（Overload）与重写（Override）的区别？
| 特性 | 重载 | 重写 |
|———————|—————————————|—————————————|
| 发生位置 | 同一类中 | 子类中 |
| 方法签名 | 参数列表不同 | 参数列表相同 |
| 返回值类型 | 可不同 | 必须相同或子类类型 |
| 访问修饰符 | 无限制 | 不能比父类更严格 |

Q4：抽象类与接口的区别？

• 抽象类：可包含具体方法、成员变量，单继承。
• 接口：默认public abstract方法，JDK8后支持默认方法（default）和静态方法，多实现。
  应用场景：
• 抽象类用于共享代码框架（如模板方法模式）。
• 接口用于定义行为规范（如Runnable、Comparable）。

二、集合框架与数据结构

2.1 常用集合类

Q5：ArrayList与LinkedList的选择依据？
| 特性 | ArrayList | LinkedList |
|——————————|————————————-|————————————-|
| 底层结构 | 动态数组 | 双向链表 |
| 随机访问效率 | O(1) | O(n) |
| 插入/删除效率 | O(n)（需移动元素） | O(1)（头尾操作） |
| 内存占用 | 连续内存，更紧凑 | 节点存储，额外指针开销 |

建议：频繁查询用ArrayList，频繁增删用LinkedList。

Q6：HashMap的扩容机制与线程安全问题？

• 扩容：当元素数量超过阈值（capacity * load factor，默认0.75）时，容量翻倍，重新哈希。
• 线程不安全：多线程下可能导致数据不一致（如put覆盖）。解决方案：
  • 使用ConcurrentHashMap（分段锁/CAS优化）。
  • 外部同步（Collections.synchronizedMap）。

2.2 并发集合

Q7：CopyOnWriteArrayList的适用场景？

• 原理：写操作时复制新数组，读操作无锁。
• 适用场景：读多写少（如事件监听器列表），但写操作代价高（需复制整个数组）。

三、并发编程与多线程

3.1 线程基础

Q8：Thread与Runnable的对比？

• Thread：直接继承，单继承限制，代码耦合度高。
• Runnable：实现接口，可多实现，推荐使用（如配合线程池）。
  示例：

  Runnable task = () -> System.out.println("Runnable task");
  new Thread(task).start();

3.2 线程同步

Q9：synchronized与ReentrantLock的区别？
| 特性 | synchronized | ReentrantLock |
|——————————|——————————————|——————————————-|
| 获取锁方式 | 隐式（方法/代码块） | 显式（lock()/unlock()） |
| 公平锁 | 非公平 | 支持公平/非公平 |
| 中断响应 | 不可中断 | 可响应中断（tryLock） |
| 条件变量 | wait()/notify() | Condition接口 |

选择建议：简单同步用synchronized，复杂控制用ReentrantLock。

四、JVM原理与调优

4.1 内存模型

Q10：JVM内存区域划分？

• 线程私有：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈。
• 线程共享：堆（对象存储）、方法区（类信息、常量池）。
• 直接内存：NIO的ByteBuffer分配，受本机内存限制。

Q11：垃圾回收算法与收集器？

• 算法：
  • 标记-清除：产生碎片。
  • 复制算法：新生代（Eden:Survivor=81）。
  • 标记-整理：老年代。
• 收集器：
  • Serial：单线程，Client模式默认。
  • Parallel Scavenge/Old：多线程，吞吐量优先。
  • CMS：并发标记清除，减少停顿（已逐步被G1取代）。
  • G1：分区收集，可预测停顿。

4.2 类加载机制

Q12：双亲委派模型的作用？

• 流程：类加载器收到请求后，先委派父加载器尝试加载，失败再自身加载。
• 意义：避免类重复加载，保证核心类（如java.lang.String）的唯一性。
  破坏双亲委派：如OSGi的热部署，通过自定义类加载器实现。

五、框架与高级特性

5.1 Spring框架

Q13：Spring Bean的作用域与生命周期？

• 作用域：
  • singleton（默认）：全局唯一。
  • prototype：每次请求新建实例。
• 生命周期：
  1. 实例化（Constructor）。
  2. 属性注入（Setter/构造器）。
  3. Aware接口回调（如BeanNameAware）。
  4. 初始化前（@PostConstruct）。
  5. 初始化（InitializingBean）。
  6. 销毁前（DisposableBean）。

5.2 设计模式

Q14：单例模式的线程安全实现？

• 饿汉式：类加载时初始化，天然线程安全。

  public class Singleton {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() { return INSTANCE; }
  }

• 懒汉式（双重检查锁）：延迟初始化，高并发下高效。

  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;
    }
  }

六、总结与建议

1. 基础扎实：重点掌握集合、并发、JVM原理，避免死记硬背，理解设计初衷。
2. 代码实践：通过LeetCode、牛客网等平台刷题，结合实际项目理解应用场景。
3. 框架深入：阅读Spring、MyBatis等源码，理解IoC、AOP等核心机制。
4. 调优能力：掌握JVM参数配置（如-Xms、-Xmx），能通过日志分析GC问题。

Java面试不仅是知识点的考察，更是对工程思维和解决问题能力的检验。建议开发者构建知识体系树，从点到面系统学习，同时关注行业动态（如云原生、低代码对Java的影响），保持技术敏感度。