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☕ Java 面试题（高频 / 经典 / 多章节）

后端 Java 岗求职常问 + 大厂真题，按 集合 · 并发 · JVM · MySQL · Redis · Spring · MyBatis · 消息队列 · 微服务 · 场景设计 划分多章节。答案依据 Java Language Spec、Spring 官方文档、MySQL 官方文档、Redis 官方文档、JavaGuide。

本篇与 后端高频 / 经典 / 踩坑 互补：那篇偏综合速览，本篇按主题深挖、章节更细。

1. 集合框架

Q1：ArrayList vs LinkedList？

  • ArrayList：数组实现，随机访问 O(1)，插入删除中间 O(n)（挪移）。
  • LinkedList：双向链表，头尾插删 O(1)，随机访问 O(n)；且更占内存（节点指针）。
  • 结论：绝大多数场景用 ArrayList；频繁头尾操作才考虑 LinkedList。

Q2：HashMap 扩容机制（JDK8）？

  • 默认 16、负载因子 0.75；元素超 容量*0.75 触发扩容到 2 倍。
  • 迁移用高低位链表拆分（e.hash & oldCap 判断在新表的低位/高位），减少 rehash 计算。

Q3：ConcurrentHashMap 怎么保证线程安全？

  • JDK7：分段锁（Segment 数组）；JDK8：CAS + synchronized 锁单个桶头节点（更细粒度），读基本无锁（volatile + 原子）。

Q4：Fail-Fast 与 Fail-Safe？

  • Fail-Fast：遍历中集合结构被改抛 ConcurrentModificationException（ArrayList 的 modCount 检测）。
  • Fail-Safe：基于快照（CopyOnWrite / 并发容器），不抛异常但可能读到旧数据。

2. 并发编程

Q5：线程创建的几种方式？

  • 继承 Thread、实现 Runnable、实现 Callable（有返回值+异常）、线程池（推荐）。

Q6：synchronized 锁升级过程？

  • 无锁 → 偏向锁（同一线程复用）→ 轻量级锁（CAS 自旋）→ 重量级锁（OS 互斥，阻塞）。
  • 升级不可逆；重量级会线程挂起，开销大。

Q7：volatile 的语义？

  • 可见性（写立即刷主存、读从主存）、有序性（禁止指令重排，插入内存屏障）；不保证原子性。

Q8：CAS 是什么？ABA 问题？

  • Compare-And-Swap：无锁原子更新（期望值==实际值才改）。
  • ABA：值从 A→B→A，CAS 认为没变；解决用 AtomicStampedReference（加版本号）。

Q9：线程池的工作队列选择？

  • LinkedBlockingQueue（无界，易 OOM）、ArrayBlockingQueue（有界）、SynchronousQueue（不缓存，直接交线程）、DelayedWorkQueue（定时）。
  • 建议用有界队列 + 合理拒绝策略，防止资源被撑爆。

3. JVM

Q10：GC 算法有哪些？

  • 标记-清除（有碎片）、标记-整理（无碎片但慢）、复制（新生代用，存活少时高效）、分代收集（综合）。

Q11：对象什么情况下进入老年代？

  • 熬过多次 Minor GC（年龄阈值 -XX:MaxTenuringThreshold）、大对象直接进老年代、Survivor 区同龄对象超半数。

Q12：常见 OOM 类型？

  • Java heap space（堆满）、Metaspace（类元数据多）、GC overhead limit exceeded（98% 时间 GC 却回收 <2%）、Direct buffer（堆外内存）。

4. MySQL

Q13：聚簇索引 vs 二级索引？回表？

  • 聚簇：InnoDB 主键叶子存整行；二级索引叶子存主键值，查非索引列需回表（用主键再查）。
  • 覆盖索引：查询列都在索引中，避免回表。

Q14：事务隔离级别与实现？

  • RU/RC/RR（默认）/Serializable。
  • RR 靠 MVCC（undo log 版本链 + ReadView）+ Next-Key Lock（间隙锁）防幻读。

Q15：explain 重点看哪些字段？

  • type（访问类型，const > ref > range > index > ALL）、key（实际索引）、rows（扫描行）、Extra（Using index 覆盖、Using filesort 排序、Using temporary 临时表）。

5. Redis

Q16：ZSet 底层结构？

  • 跳表（skiplist）+ 哈希表；元素少且小时用压缩列表（ziplist/listpack）。跳表支持范围查询 O(log n)。

Q17：Redis 持久化 RDB vs AOF？

  • RDB：快照，恢复快、体积小，但可能丢数据、fork 阻塞。
  • AOF：追加命令，丢数据少（everysec），文件大、恢复慢；4.0+ 支持混合持久化。

Q18：缓存一致性（延迟双删）？

  • 写：更新 DB → 删缓存 → 延迟（如 500ms）再删一次（兜底并发读到的旧值回填）。

6. Spring / MyBatis

Q19：Spring 的 AOP 实现与场景？

  • 动态代理：JDK 代理（接口）、CGLIB（类，继承）；用于事务、日志、鉴权、限流。
  • 切面 = 切点（where）+ 通知（when: @Before/@After/@Around）+ 增强逻辑。

Q20：Spring 事务失效的常见场景？

  • 非 public 方法、自调用（同类方法调事务方法，代理失效）、异常被 catch 未抛出、数据库引擎不支持（MyISAM 无事务）、传播行为配置错。

Q21：MyBatis 的 # 与 $ 区别？

  • #{} 预编译（占位符，防 SQL 注入）；${} 字符串拼接（有注入风险，仅用于动态表名/排序且需校验）。

7. 消息队列（Kafka/RabbitMQ）

Q22：消息队列解决什么问题？

  • 异步（削峰填谷）、解耦（生产者不依赖消费者）、削峰（扛突发流量）。
  • 场景：订单后续发短信/积分、日志收集、事件驱动。

Q23：如何保证消息不丢失？

  • 生产：确认机制（Kafka acks=all + 重试）；Broker：副本同步；消费：手动提交 offset（处理成功再提交）。
  • 幂等：消费端去重（唯一键 / Redis 标记）。

Q24：Kafka 怎么保证顺序？

  • 同 partition 内有序；需要全局顺序就让相关消息发同一 partition（按 key hash）；消费端单线程消费该 partition。

8. 微服务与分布式

Q25：微服务 vs 单体？何时用微服务？

  • 单体：简单、部署易；微服务：独立部署/扩展/技术异构，但运维复杂（注册中心/配置/网关/链路）。
  • 中小团队先用模块化单体，业务复杂、团队扩张再拆。

Q26：服务注册发现、配置中心、网关作用？

  • 注册发现（Nacos/Eureka）：实例上下线自动感知。
  • 配置中心（Nacos/Apollo）：配置热更新。
  • 网关（Gateway）：统一入口、路由、鉴权、限流、熔断。

Q27：分布式事务方案？

  • 2PC/TCC（强一致、复杂）、本地消息表 / 事务消息（最终一致，常用）、Saga（长事务补偿）、最大努力通知。

9. 场景设计

Q28：如何设计一个限流组件？

  • 计数器（固定窗口）、滑动窗口、漏桶（恒定速率）、令牌桶（允许突发）；Redis + Lua 原子实现分布式限流（见 接口限流实战）。

Q29：如何设计短链系统？

  • 发号器（雪花/号段）+ base62 编码 → 映射存储；重定向 302；热点用 Redis 缓存；布隆过滤器挡非法 key。

10. 下一步