Java经典面试题精解：高频考点与深度解析

一、JVM与内存管理

1. Java内存区域划分

问题： 简述JVM运行时数据区的组成及作用
答案：

• 方法区：存储类信息、常量、静态变量（JDK8后由元空间实现）
• 堆：对象实例存储区域（GC主要工作区）
• 虚拟机栈：线程私有的方法调用栈帧
• 本地方法栈：Native方法服务
• 程序计数器：线程执行位置指示器

深度解析： JDK8的元空间使用本地内存替代永久代，有效避免OOM问题。通过-XX:MetaspaceSize参数可调整初始大小。

2. GC算法与回收器

问题： CMS和G1垃圾回收器的差异
答案：
| 特性 | CMS | G1 |
|——————|———————————-|————————————|
| 算法 | 标记-清除 | 标记-整理（分代收集） |
| 停顿目标 | 低延迟 | 可预测停顿模型 |
| 内存划分 | 物理分代 | 逻辑Region分区 |
| 适用场景 | 小/中堆内存 | 大堆内存（4G+） |

实践建议： G1的-XX:MaxGCPauseMillis参数可设置预期最大停顿时间（默认200ms）

二、集合框架

3. HashMap原理

问题： HashMap在JDK8中的优化
答案：

1. 链表转红黑树的阈值=8（树化）
2. 红黑树退链表的阈值=6（反树化）
3. 哈希碰撞时先链表后树化
4. 扩容时保持原有顺序

**代码示例：

// 并发修改检测机制
final void checkForComodification() {
    if (modCount != expectedModCount)
        throw new ConcurrentModificationException();
}

4. ConcurrentHashMap分段锁

问题： JDK8中ConcurrentHashMap如何保证线程安全
答案：

• 数据结构：Node数组+链表/红黑树
• 锁机制：
  • CAS实现无锁化插入
  • synchronized锁单个链表头节点
• 扩容：多线程协同完成迁移

三、多线程

5. 线程状态转换

问题： 描述Java线程的6种状态
答案：

1. NEW：新建未启动
2. RUNNABLE：可运行（含就绪和运行中）
3. BLOCKED：同步锁阻塞
4. WAITING：无限期等待（Object.wait()）
5. TIMED_WAITING：超时等待（Thread.sleep()）
6. TERMINATED：终止

6. AQS实现原理

问题： 说明ReentrantLock的公平锁实现
答案：

1. 通过继承AbstractQueuedSynchronizer实现
2. 公平锁检查hasQueuedPredecessors()
3. 状态变量state记录重入次数
4. 通过CLH队列管理等待线程

四、设计模式

7. 双重校验锁单例

问题： 写线程安全的单例模式
答案：

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

关键点： volatile防止指令重排序，避免返回未初始化完成的对象

8. Spring动态代理

问题： JDK动态代理与CGLIB差异
答案：

• JDK代理：基于接口，使用Proxy+InvocationHandler
• CGLIB：基于继承，生成目标子类代理
• 性能：JDK8后两者差距缩小，CGLIB创建慢但调用快

五、新特性

9. Lambda表达式原理

问题： Lambda是否是语法糖
答案：

1. 通过invokedynamic指令实现
2. 运行时生成匿名类
3. 与匿名内部类的区别：
   • 无额外class文件
   • 不会生成this$0引用

10. 模块化系统

问题： JPMS的主要作用
答案：

• 解决JAR地狱问题
• 显式声明依赖关系（module-info.java）
• 强化封装性（exports/opens控制）

六、实战技巧

11. 性能调优

问题： 如何定位OOM问题
答案：

1. 获取堆转储文件（-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError）
2. 使用MAT分析对象占用
3. 检查GC日志（-Xloggc）
4. 常见原因：
   • 内存泄漏（未释放集合引用）
   • 过大的数据结构

12. 并发编程

问题： 如何实现生产者消费者模式
答案：

BlockingQueue<Integer> queue = new ArrayBlockingQueue<>(10);
// 生产者
new Thread(() -> {
    while(true) {
        queue.put(1);
        Thread.sleep(1000);
    }
}).start();
// 消费者
new Thread(() -> {
    while(true) {
        Integer item = queue.take();
        System.out.println(item);
    }
}).start();

结语

本文涵盖Java面试的6大核心领域，建议结合实际编码练习理解原理。面试时不仅要回答表面现象，更要展示对技术本质的理解深度。持续关注JVM规范更新和JDK新特性发布，保持技术敏感度。