# 01.面试八股
# Java基础
# 🟢 1. HashMap 的 put 流程（简述）
| 步骤 | 关键动作 | 核心逻辑/公式 |
|---|---|---|
| 1. 计算哈希 | 扰动函数 | hash = (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16) |
| 2. 定位索引 | 计算数组下标 | index = (n - 1) & hash (n为数组长度) |
| 3. 插入/冲突 | 判断桶是否为空 | 空则直接插入；非空则处理冲突（覆盖、链表、红黑树） |
| 4. 树化判断 | 链表转红黑树 | 链表长度 ≥ 8 且 数组长度 ≥ 64 |
| 5. 扩容检查 | 检查负载因子 | 元素个数 > 阈值 (容量 * 0.75) 则扩容 |
面试加分点
1.为什么用尾插法？
因为HashMap是线程不安全的，如果用头插法的话，两个线程同时去操作HashMap，可能会导致死循环，占用CPU，比如说，一个节点下有一个A->B的链表，线程1去操作，链表变成B->A，但是线程1还没执行完，线程2也去扩容，线程2还是显示A->B，这时候线程1执行完了，线程2开始扩容了，但是他不知道线程1已经改变了链表结构，导致死循环
2.为什么扩容是2的n次方？
1）进行与操作比取模的速度快，而2的n次方-1与哈希值进行与效率更高
2）减少哈希冲突，2^n-1，进行与操作保证了哈希值的每一位都参与运算，哈希分布更均匀
3） 扩容迁移的优化 (JDK 1.8)
在 JDK 1.8 中，由于容量是 2 倍扩容，元素在迁移时，其在新数组中的位置只有两种可能：
- 留在原索引位置
- 移动到
原索引 + 旧容量的新位置
3.时间复杂度是多少？
1）最好/平均情况：O(1)（直接定位到桶）。
2）最坏情况：O(log n)（发生冲突转为红黑树后）。JDK 1.7 中最坏是 O(n)遍历链表。
4.为什么负载因子是 0.75？
负载因子太小，扩容频繁浪费空间
太大的话，哈希冲突频繁，影响性能
# 🟡 2. HashMap 的扩容机制
问：HashMap 什么时候会扩容？扩容时元素如何重新分布？
触发条件：当元素数量＞数组长度*负载因子（0.75）时
扩容过程：扩容为原来的2倍==>重新计算元素的哈希值==>分配到新数组
优化点：元素在新数组中的位置=原索引或原索引+旧容量
# 🟢 3. String 为什么设计成不可变的？
问：Java 中 String 为什么是 final 的？不可变性带来了哪些好处？
原因：因为char 数组是final 且private，没有提供修改方法
好处：
1）字符串常量池可共享节省内存，如果池中有这个字符串，直接返回避免重复创建，没有就创建一个新的，存到常量池
2）天生线程安全，不会因为多线程，而发生系统崩溃
3）字符串常量作为集合的键，其哈希值会被缓存，提升集合操作的效率
4）出于一些文件路径和URL的考虑，将字符串设置成final更合适一些
# 🟡 4. 异常体系与自定义异常
问：说说 Java 中 Error 和 Exception 的区别。什么时候需要自定义异常？
1）Error：JVM内部错误，如OOM内存溢出，StackOverFlow栈溢出，程序无法处理
OOM内存溢出的情况：
- 含义：内存溢出。简单来说，就是 JVM 想申请内存来存放对象，但堆内存（Heap）已经满了，且无法再扩展。
- 常见场景：
- 内存泄漏：对象创建了无法被回收
- 大对象：一次性加载了海量数据到内存中
- 解决方案：通常需要优化代码减少内存占用，或调整JVM参数增加内存
StackOverflowError:
- 含义：栈溢出。Java 线程的栈空间是有限的，主要用于存储方法调用的栈帧。
- 常见场景：死递归（无限递归）。方法的循环调用
- 应对：检查代码逻辑，修复递归错误。
2）Exception程序可以捕获处理的异常
受检异常（checked）：必须 try-catch 或 throws（如 IOException,SQLException）
非受检异常（unchecked）：编译器不强制检查。你可以不处理，程序也能编译运行。如果运行时发生了且没捕获，程序会崩溃并打印堆栈。RuntimeException 子类（如 NPE）
自定义异常：Java 内置的异常虽然丰富，但往往无法精准描述具体的业务场景。比如“用户余额不足”或“密码错误”，用通用的
Exception或RuntimeException显得不够语义化。
# 🟢 5. JVM 运行时数据区（内存模型）
问：JVM 的内存分为哪几个区域？各自的作用是什么？
堆（Heap）：所有线程共享，存放对象实例，GC 主要区域
方法区（Method Area）：存储类信息、常量、静态变量（JDK8 后用 Metaspace 实现）
虚拟机栈（VM Stack）：每个方法创建一个栈帧，存局部变量、操作数栈、动态链接信息、返回地址等
本地方法栈（Native Method Stack）：与虚拟机栈作用类似只不过操作的是C\C++语言的方法
程序计数器（PC Register）：记录当前线程执行的字节码行号
# 🟡 6. 判断垃圾对象的方式
问：JVM 如何判断一个对象是否可以被回收？引用计数法有什么缺陷？
引用计数法和可达性分析
引用分析法每次被引用计数器+1，引用失效计数器-1
可达性分析：从 GC Roots 出发，不可达的对象可回收
GC Roots：虚拟机栈中的引用对象、方法区中的静态属性引用的对象、方法区中常量引用的对象、本地方法栈中引用的对象
引用计数法的缺陷：无法解决循环引用（A 引用 B，B 引用 A，但都不被外部引用）
# 🟢7. 常见的垃圾回收算法
问：你知道哪些垃圾回收算法？分别适用于什么场景？
- 标记-清除：实现简单，容器产生内存碎片，早期JVM
- 标记-复制：浪费一半的空间，不会产生内存碎片，新生代朝生夕死
- 标记-整理：效率低，不会产生内存碎片，老年代内存清理
# 🟡 8. synchronized 和 ReentrantLock 的区别
问：你如何选择使用 synchronized 还是 ReentrantLock？
| 维度 | synchronized | ReentrantLock |
|---|---|---|
| 用法 | 自动加/释放锁 | 手动加/释放锁 |
| 可中断 | 不支持 | 支持中断，中断时抛异常,lockInterruptibly() |
| 超时机制 | 无超时机制 | tryLock |
| 公平锁（只根据等待时间排队） | 不支持 | 可自选 |
| 指定唤醒线程 | 只支持随机唤醒和全部唤醒（惊群效应） | 支持 |
需要可中断锁、加超时机制、公平锁、指定唤醒线程时的业务用ReentrantLock，其余简单实现用synchronized
# 🟢 9. 线程池的核心参数
问：ThreadPoolExecutor 的 7 个核心参数分别是什么？任务是如何执行的？
核心线程数、最大线程数、空闲线程存活时间、时间单位、阻塞队列、拒绝策略、线程工厂
1）如果线程<核心线程，先创建线程
2）核心线程满 ， 任务入队列
3）任务队列满，创建非核心线程
4）最大线程也满，执行拒绝策略
# 🟡10. volatile 的作用与原理
问：volatile 能保证原子性吗？说说它的内存语义和使用场景。
作用：
1）保证编译的有序性（内存屏障）
2）实时更新数据，强制更新缓存
不能保证原子性，比如i++场景，他相当于三次操作，
- 读取
i的值 - 对
i加 1 - 将新值写回
i
不能保证他的原子性
volatile，它的内存语义就是：“我一旦写入这个值，所有人必须立刻看到新值；我读取这个值时，必须拿到最新的那个。” 同时，它还通过内存屏障禁止了指令重排序，保证了有序性。
使用场景：状态标志位、双重检查锁定单例模式
# 🟢 11. InnoDB 的索引结构
问：InnoDB 为什么使用 B+ 树作为索引结构？和 B 树、Hash 比有什么优势？
相比于B树
- B+树将所有数据都存在叶子节点里，而不是存在每个结点，树更低，IO更少
- 叶子结点的链表支持范围查询
相比于Hash
由于会产生hash冲突形成链表，查询性能不稳定
Hash 适合等值查询，但不支持范围查询和排序
# 🟡 12. 事务隔离级别与问题
问：MySQL 的四种隔离级别分别解决了哪些并发问题？默认级别是什么？
| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 |
|---|---|---|---|
| 读未提交（RU） | √ | √ | √ |
| 读已提交 (RC) | × | √ | √ |
| 可重复读 (RR) | × | × | √ |
| 线性 | × | × | × |
脏读：读到未提交的数据
不可重复读：同一事务两次读取结果不一致（update）
幻读：两次读取行数不一致（insert）
InnoDB 通过 MVCC + Next-Key Lock 解决了幻读
临建锁：既锁住已有行不让改，又锁住间隙不让插，从根源解决幻读。
# 🟢 13. InnoDB 锁机制
问：说说行锁、间隙锁、临键锁的区别和使用场景。
行锁：锁定单行记录，基于索引实现
间隙锁：锁定索引记录之间的间隙，防止幻读（可重复读RR 级别下）
临键锁 = 行锁 + 间隙锁，锁定一个范围
示例：
SELECT * FROM t WHERE id BETWEEN 1 AND 10 FOR UPDATE→ 锁住 1~10 的间隙