Java 基础

一、数据类型与变量

• 基本类型（8种）：byte(1B) / short(2B) / int(4B) / long(8B) / float(4B) / double(8B) / char(2B) / boolean
• 包装类型：Integer 缓存池范围 -128~127，Integer.valueOf() 会复用缓存对象
• 自动拆装箱：编译器自动调用 valueOf() 和 xxxValue()，注意 NPE 风险
• String 不可变性：底层 final char[]（JDK9+ 改为 byte[]），字符串常量池在堆中
• String / StringBuilder / StringBuffer：String 不可变；StringBuilder 非线程安全但快；StringBuffer 线程安全（synchronized）

二、面向对象

• 三大特性：封装（访问控制）、继承（extends 单继承）、多态（重写 + 向上转型）
• 访问修饰符：private → 默认(包) → protected(包+子类) → public
• 重写 vs 重载：重写（Override）是子类覆盖父类同签名方法；重载（Overload）是同类中方法名相同参数不同
• 抽象类 vs 接口：抽象类可有构造器和成员变量，单继承；接口 JDK8+ 支持 default/static 方法，多实现
• Object 核心方法：equals()、hashCode()（重写 equals 必须重写 hashCode）、toString()、clone()、finalize()
• == vs equals：== 比较引用地址，equals 默认也是 ==，需重写实现值比较

三、集合框架

List

• ArrayList：底层 Object[]，默认容量 10，扩容 1.5 倍，随机访问 O(1)，插入删除 O(n)
• LinkedList：双向链表，插入删除 O(1)，随机访问 O(n)，同时实现了 Deque 接口
• CopyOnWriteArrayList：写时复制，适合读多写少的并发场景

Map

• HashMap：数组+链表+红黑树（JDK8），默认容量 16，负载因子 0.75，链表长度 ≥8 且数组长度 ≥64 转红黑树
• ConcurrentHashMap：JDK8 采用 CAS + synchronized 锁单个桶节点，放弃分段锁
• LinkedHashMap：维护双向链表保证插入/访问顺序，可用于实现 LRU 缓存
• TreeMap：红黑树实现，Key 有序，时间复杂度 O(logN)

Set

• HashSet：底层 HashMap（value 为固定 PRESENT 对象）
• TreeSet：底层 TreeMap，元素有序

四、异常体系

• Throwable → Error（OOM、StackOverflow，不应捕获）+ Exception
• 受检异常（Checked）：编译期检查，必须 try-catch 或 throws，如 IOException
• 非受检异常（Unchecked）：RuntimeException 子类，如 NullPointerException、IndexOutOfBoundsException
• try-with-resources：JDK7+，自动关闭实现 AutoCloseable 的资源
• finally 执行顺序：finally 在 return 之前执行，但不会改变已确定的返回值（基本类型）

五、IO / NIO

• BIO：同步阻塞，一个连接一个线程，适合连接数少的场景
• NIO：同步非阻塞，核心三组件 —— Channel（双向通道）、Buffer（缓冲区）、Selector（多路复用器）
• AIO：异步非阻塞（NIO2），基于回调机制，Linux 下底层仍为 epoll
• 零拷贝：FileChannel.transferTo() 利用 sendfile 系统调用减少数据拷贝次数

六、多线程与并发

线程基础

• 创建方式：继承 Thread / 实现 Runnable / 实现 Callable（有返回值）/ 线程池
• 线程状态：NEW → RUNNABLE → (BLOCKED / WAITING / TIMED_WAITING) → TERMINATED
• sleep() 不释放锁，wait() 释放锁并进入等待队列

锁机制

• synchronized：JDK6 优化 → 偏向锁 → 轻量级锁（CAS）→ 重量级锁（Monitor）
• ReentrantLock：可中断、可超时、可公平、支持多 Condition
• volatile：保证可见性和有序性（禁止指令重排），不保证原子性

线程池

• 核心参数：corePoolSize / maximumPoolSize / keepAliveTime / workQueue / handler
• 执行流程：核心线程 → 队列 → 最大线程 → 拒绝策略
• 四种拒绝策略：AbortPolicy（抛异常）/ CallerRunsPolicy / DiscardPolicy / DiscardOldestPolicy

并发工具

• CountDownLatch：计数器归零后唤醒等待线程，一次性
• CyclicBarrier：所有线程到达屏障点后一起继续，可重用
• Semaphore：信号量，控制并发访问数量
• CompletableFuture：异步编排，支持链式调用 thenApply / thenCompose / allOf

七、JDK 新特性速览

• JDK 8：Lambda、Stream API、Optional、新日期 API（LocalDate）、接口 default 方法
• JDK 11：var 局部变量推断、HttpClient、String 增强（isBlank/strip/repeat）
• JDK 17：Sealed Classes、Pattern Matching for instanceof、Records、Text Blocks
• JDK 21：虚拟线程（Virtual Threads）、结构化并发、Record Patterns、Switch 模式匹配