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Java 面试模块

Java 后端面试的 基础底盘——集合、Object 契约、String、抽象/接口、Java 8 函数式（Lambda/Stream/Optional）、泛型、反射、异常这些是几乎每场面试必问的内容。

本模块按 基础 → 集合 → 函数式 → 进阶 → 算法 五层组织，每篇按 senior 标准写：原理 + 取舍 + 面试追问 + 生产踩坑 + 答题模板。

共 19 篇，约 350KB。可以按"推荐学习路径"按序读，也可以按"高频题映射"直接跳。

一、模块导航

基础（6 篇）

文档 一句话定位
JDK / JRE / JVM 与版本演进 三者关系、Oracle JDK vs OpenJDK、LTS 版本（8/11/17/21）选型、关键特性时间线
基本数据类型与自动装箱 8 种基本类型、Integer 缓存 -128~127、float/double 精度、BigDecimal、parseInt vs valueOf
Object 类 11 个方法、equals/hashCode 契约、深浅拷贝、wait/notify 必须在 synchronized 内
String 原理 不可变性、字符串常量池、intern、JDK 9 紧凑字符串、StringBuilder vs StringBuffer
抽象类和接口 区别、Java 8 default/static、Java 9 private、设计选型
集合框架总览 Collection vs Map 体系、线程安全分类、fail-fast vs fail-safe

集合（5 篇）

文档 一句话定位
List ArrayList 扩容 1.5x、LinkedList 双向链表、Vector 已淘汰、CopyOnWriteArrayList
HashMap 数组+链表+红黑树、扰动函数、JDK 7 头插死循环、TreeMap、LinkedHashMap
Set HashSet 包装 HashMap、TreeSet 红黑树、LinkedHashSet 保序、CopyOnWriteArraySet
Queue Queue/Deque 体系、ArrayDeque vs LinkedList、PriorityQueue 二叉堆
Comparable vs Comparator 自然序 vs 定制序、签名/返回值约定、Comparator 链式 API

函数式（3 篇，Java 8+ 必考）

文档 一句话定位
Lambda 与函数式接口 invokedynamic + LambdaMetafactory、4 大函数式接口、方法引用、effectively final
Stream API 中间 vs 终端操作、惰性求值、Collectors、parallelStream 何时用
Optional 设计动机、orElse vs orElseGet、map/flatMap、不要做字段/参数

进阶（3 篇）

文档 一句话定位
异常体系 Throwable 层级、Checked vs Unchecked、try-with-resources、异常吞掉的坑
泛型 类型擦除、桥接方法、PECS、<? extends> vs <? super>、不能 new T[]
反射与动态代理 Class/Method/Field、JDK Proxy（接口）vs CGLIB（继承）、Spring AOP 选型

注意：原 Java 模块下的 限流算法 已迁至 Microservice 模块，一致性哈希 已迁至 Distributed 模块——这两个话题本质属于分布式 / 微服务范畴，不是 Java 语言特性。

二、面试高频题 → 文档映射

被问到这些题，直接跳到对应文档：

基础

高频题 跳转
Integer a = 100, b = 100; a == b 是什么？ 基本类型
为什么 0.1 + 0.2 != 0.3？ 基本类型
BigDecimal 怎么正确用？ 基本类型
自动装箱的底层是什么？ 基本类型
parseInt 和 valueOf 区别？ 基本类型
JDK / JRE / JVM 区别？ jdk
Oracle JDK 和 OpenJDK 区别？ jdk
你们用什么版本？为什么？ jdk
== 和 equals 区别？ Object 类
重写 equals 必须重写 hashCode 吗？为什么？ Object 类
Object 有哪些方法？ Object 类
wait / notify 为什么要在 synchronized 里？ Object 类
浅拷贝和深拷贝？怎么实现深拷贝？ Object 类
String 为什么不可变？为什么这么设计？ String 原理
String s = "abc" 创建几个对象？ String 原理
new String("abc") 创建几个对象？ String 原理
intern() 干什么？ String 原理
String、StringBuilder、StringBuffer 区别？ String 原理
抽象类和接口区别？什么时候用哪个？ 抽象类和接口
Java 8 接口 default 方法解决了什么问题？ 抽象类和接口
接口能多继承吗？菱形继承怎么处理？ 抽象类和接口

集合

高频题 跳转
集合体系画一下？ 集合框架总览
ArrayList 怎么扩容？ List
ArrayList 和 LinkedList 区别？ List
LinkedList 真比 ArrayList 头插快吗？ List
Vector 和 ArrayList 区别？为什么不推荐？ List
CopyOnWriteArrayList 原理？适用场景？ List
HashMap 数据结构？JDK 7 vs 8 区别？ HashMap
HashMap 的 hash 函数为什么要扰动？ HashMap
链表什么时候转红黑树？为什么是 8？ HashMap
HashMap 怎么扩容？为什么是 2 的幂？ HashMap
JDK 7 HashMap 多线程死循环？ HashMap
HashMap、TreeMap、LinkedHashMap 区别？ HashMap
HashSet 怎么保证不重复？底层是什么？ Set
TreeSet 怎么排序？ Set
Queue 和 Deque 关系？ Queue
ArrayDeque 和 LinkedList 选哪个做栈？ Queue
PriorityQueue 是什么数据结构？ Queue
Comparable 和 Comparator 区别？ Comparator
compareTo 返回什么？写反了会有什么问题？ Comparator

函数式（Java 8+）

高频题 跳转
Lambda 和匿名内部类区别？ Lambda
Lambda 为什么用 invokedynamic？ Lambda
4 大函数式接口？ Lambda
闭包变量为什么必须 effectively final？ Lambda
方法引用 4 种形式？ Lambda
Stream 中间操作 vs 终端操作？ Stream
Stream 是惰性求值什么意思？ Stream
parallelStream 什么时候用？ Stream
Collectors.toMap 重复 key 怎么处理？ Stream
reduce 和 collect 区别？ Stream
Optional 的 orElse 和 orElseGet 区别？ Optional
Optional 能做字段/参数吗？ Optional
Optional.of vs ofNullable？ Optional

进阶

高频题 跳转
异常体系画一下？ 异常体系
Checked 和 Unchecked 区别？什么时候抛 RuntimeException？ 异常体系
Error 能 catch 吗？ 异常体系
try-finally 里 return，结果是什么？ 异常体系
try-with-resources 原理？ 异常体系
泛型类型擦除是什么？带来什么影响？ 泛型
List<Integer> 和 List<String> 是同一个类吗？ 泛型
<? extends T> 和 <? super T>（PECS）？ 泛型
为什么 new T[] 编译不过？ 泛型
反射调用慢吗？为什么？ 反射与动态代理
JDK Proxy 和 CGLIB 区别？ 反射与动态代理
Spring AOP 默认用哪个？ 反射与动态代理
Method.invoke 内部做了什么？ 反射与动态代理

算法（已迁出）

限流算法、一致性哈希迁至 Distributed 模块。

三、推荐学习路径

新手路径（按依赖序）

基础层（必修）
 1. JDK / JRE / JVM           ← 全局视角
 2. 基本数据类型与自动装箱     ← Integer 缓存 / BigDecimal 是高频陷阱
 3. Object 类                  ← equals/hashCode 契约决定后面 HashMap 的正确性
 4. String 原理                ← 不可变 + 常量池
 5. 抽象类和接口               ← 设计的两种基础抽象

集合层（高频考区）
 6. 集合框架总览               ← 体系图
 7. List                      ← 最常用
 8. HashMap                   ← 最高频，必背
 9. Set / Queue               ← 边角但常考
10. Comparator                ← 排序协议

函数式层（Java 8+ 必考）
11. Lambda 与函数式接口       ← invokedynamic + LambdaMetafactory
12. Stream API                ← 集合处理范式革命
13. Optional                  ← NPE 解药，但 90% 用错

进阶层
14. 异常体系                  ← 必背 Throwable
15. 泛型                      ← 类型擦除是面试坑
16. 反射与动态代理            ← Spring AOP / MyBatis 都靠它

> 限流算法 / 一致性哈希 → 见 [Distributed 模块](../Distributed/README.md)。

面试速通路径（30 分钟刷一遍）

每篇看 答题模板 一节就够：

基础

集合

函数式（Java 8+）

进阶

四、关键速记表

4.1 集合速查

维度 List Set Map Queue
重复 ✅ ❌ key ❌ ✅
有序 ✅ 插入序 看实现 看实现 FIFO/优先级
经典实现 ArrayList HashSet HashMap ArrayDeque
排序实现 — TreeSet TreeMap PriorityQueue
保插入序 ArrayList LinkedHashSet LinkedHashMap LinkedList
线程安全 CopyOnWriteArrayList CopyOnWriteArraySet ConcurrentHashMap ConcurrentLinkedQueue

4.2 HashMap 关键参数

常量 值 含义
DEFAULT_INITIAL_CAPACITY 16 默认初始容量
MAXIMUM_CAPACITY 2^30 最大容量
DEFAULT_LOAD_FACTOR 0.75 负载因子
TREEIFY_THRESHOLD 8 链表→红黑树阈值
UNTREEIFY_THRESHOLD 6 红黑树→链表阈值
MIN_TREEIFY_CAPACITY 64 树化的最小数组长度

4.3 equals / hashCode 契约（必背）

1. 自反性：a.equals(a) == true
2. 对称性：a.equals(b) == b.equals(a)
3. 传递性：a.equals(b) && b.equals(c) → a.equals(c)
4. 一致性：多次调用结果一致（不变状态）
5. 与 hashCode 的契约：
   - a.equals(b) == true → a.hashCode() == b.hashCode()
   - 反之不成立（哈希冲突）
6. 与 null：a.equals(null) == false

4.4 LTS 版本对比

版本 发布时间 默认 GC 关键特性
JDK 8 2014 Parallel Lambda、Stream、接口 default 方法、Optional
JDK 11 2018 G1 var、HttpClient、ZGC（实验）、移除 Java EE
JDK 17 2021 G1 sealed class、record、文本块、Pattern Matching
JDK 21 2023 G1 虚拟线程（正式）、Pattern for switch、序列集合

4.5 PECS 口诀

Producer Extends, Consumer Super
生产者用 extends（只读出，类型是 T 或子类）
消费者用 super  （只写入，类型是 T 或父类）

写入：List<? extends Number>  ❌ 不能 add
读出：List<? super Integer>   ✅ 但读出的是 Object

4.6 Java 8+ 函数式速查

接口 方法 含义 数值版
Function<T,R> R apply(T) 一进一出 IntFunction / ToIntFunction
Consumer<T> void accept(T) 消费 IntConsumer
Supplier<T> T get() 生产 IntSupplier
Predicate<T> boolean test(T) 判断 IntPredicate
BiFunction<T,U,R> R apply(T, U) 二进一出 —
UnaryOperator<T> T apply(T) 一进一出（同型） IntUnaryOperator

方法引用 4 种：Integer::parseInt（静态）、obj::method（绑定实例）、String::length（未绑定，参数当 receiver）、ArrayList::new（构造器）。

4.7 Stream 关键 API

中间操作（惰性）：filter / map / flatMap / sorted / distinct / limit / skip / peek
终端操作（触发）：collect / reduce / forEach / count / findFirst / anyMatch / sum

数值流避免装箱：mapToInt / mapToLong / mapToDouble → IntStream / LongStream / DoubleStream

Collectors：toList / toMap / groupingBy / partitioningBy / counting / summingInt / averagingInt / joining

4.8 Optional 正确姿势

✅ 推荐                          ❌ 反模式
opt.map(...).orElse(...)        if (opt.isPresent()) { opt.get()... }
opt.ifPresent(...)              if (opt.isPresent()) { ... }
ofNullable(maybeNull)           of(maybeNull)  ← null 抛 NPE
orElseGet(() -> compute())      orElse(compute())  ← 无论如何都跑
仅做返回值                      做字段 / 参数 / 集合元素

4.9 反射 vs JDK Proxy vs CGLIB

维度 反射 JDK Proxy CGLIB
限制 无 必须基于接口 不能代理 final 类/方法
实现 Method.invoke InvocationHandler + Proxy 字节码生成子类
性能 慢（无内联） 比反射快（生成类） 接近原生（FastClass）
Spring AOP — 有接口默认走 无接口 / 强制配置

五、生产踩坑 TOP 10

坑 文档
HashMap 多线程下数据丢失 / 死循环（JDK 7） HashMap - 死循环
重写 equals 没重写 hashCode → HashMap 取不到 Object 类
Integer 缓存边界（-128~127） 基本类型
BigDecimal 用 double 构造 / equals 比 scale 基本类型
Optional.orElse(compute()) 永远求值 Optional
Collectors.toMap 重复 key 抛异常 Stream
parallelStream 用错（IO 任务、共享 commonPool） Stream
String + 拼接在循环里性能爆炸 String 原理
ArrayList.subList() 不是普通 List List
Arrays.asList 返回的不是 ArrayList List
ConcurrentModificationException（fail-fast） 集合总览
Comparator 用减法溢出 Comparator
异常被 catch 后吞掉 异常体系
反射调用 setAccessible(true) 性能下降 反射与动态代理

六、面试连环追问的话题

按出现频率列出：

  1. HashMap 全家桶：数据结构 → 扰动 → 树化阈值 → 扩容 → 死循环 → 线程安全
  2. equals/hashCode：== vs equals → 重写规则 → HashMap 用法 → Integer 缓存
  3. String 三件套：不可变设计 → 常量池 → intern → StringBuilder
  4. 集合分类：体系图 → 线程安全实现 → fail-fast → CopyOnWrite
  5. 抽象/接口：何时用 → Java 8 default → 菱形继承
  6. 泛型：类型擦除 → PECS → 不能 new T[]
  7. 反射 + 代理：JDK Proxy vs CGLIB → Spring AOP → 性能
  8. 异常：Throwable → Checked vs Unchecked → try-finally-return → try-with-resources

每条主线对应至少一篇深度文档，按上方"高频题映射"快速跳转。

分布式相关高频题（限流、一致性哈希、CAP、事务、锁、ID、注册中心）→ 见 Distributed 模块。

七、相关模块