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Java 核心知识点详细总结
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一、Java 基础
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1. 核心特性
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跨平台原理：JVM屏蔽不同操作系统指令集差异，对外提供统一 Java API，实现跨平台运行。
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数据类型：8 种基本数据类型，int 固定4 字节，long 需加L；包装类（Integer/Byte 等）支持 **-128~127 缓存机制 **。
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字符串核心：
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String：final 修饰不可变，底层private final char[]，无修改方法；
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StringBuilder：线程不安全、效率最高，适合频繁拼接；
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StringBuffer：线程安全（synchronized）、效率低。
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面向对象：四大特征封装、抽象、继承、多态；重载（同一类、方法名同参数不同）、重写（子类遵循两同两小一大规则）。
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2. 核心机制
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传递方式：Java 仅值传递，基本类型传数值，引用类型传内存地址。
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反射：运行时获取类信息 / 调用方法，获取 Class 对象 3 种方式：getClass()、类.class、Class.forName()。
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序列化：transient关键字修饰字段不参与序列化。
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二、集合框架
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1. 核心接口与工具
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Collection：单值集合父接口；Collections：集合工具类，提供排序、查找等静态方法。
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2. 常用集合对比
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表格
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集合类型 底层结构 线程安全 核心特性
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ArrayList 数组 否 查询快、增删慢，默认容量10，扩容1.5 倍
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LinkedList 双向链表 否 增删快、查询慢
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Vector 数组 是 效率低，扩容2 倍
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HashMap 数组 + 链表 + 红黑树 否 默认容量16，加载因子0.75
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ConcurrentHashMap 1.8：Node+CAS+synchronized 是 高并发，桶级锁替代分段锁
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3. 核心规则
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HashSet 判重：hashCode()+equals() 双重判断；
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HashMap 树化：链表长度 **>8且数组容量≥64**；退化：树节点≤6。
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三、JUC 并发编程
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1. 线程基础
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创建方式：继承 Thread、实现 Runnable/Callable、线程池；Callable支持返回值、抛出异常。
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线程状态：新建→可运行→运行→阻塞→死亡。
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2. 同步机制
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synchronized：JVM 层面锁，自动释放，可重入非公平；
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ReentrantLock：API 层面锁，手动释放，可判断锁状态；
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volatile：保证可见性、禁止指令重排，不保证原子性；
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CAS：比较并交换，硬件级原子操作，存在ABA 问题（用AtomicStampedReference解决）。
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3. 线程池
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核心参数：corePoolSize（核心线程）、maximumPoolSize（最大线程）、keepAliveTime（空闲超时）、workQueue（任务队列）、threadFactory（线程工厂）、handler（拒绝策略）；
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执行流程：核心线程→队列→非核心线程→拒绝策略；
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规范：手动创建ThreadPoolExecutor，避免Executors导致 OOM。
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4. 其他核心
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ThreadLocal：线程隔离，底层ThreadLocalMap，key 为弱引用；
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死锁：四大条件（互斥、请求保持、不剥夺、环路等待），打破任一条件即可预防。
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四、Java Web
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1. HTTP 请求
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GET/POST：GET 传参在 URL、长度受限、不安全；POST 传参在请求体、无长度限制、安全。
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2. Servlet
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生命周期：加载→实例化→init()→service()→destroy()；
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转发 / 重定向：转发（服务器端、一次请求、地址不变）；重定向（客户端、两次请求、地址变更）。
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3. 会话机制
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Cookie：客户端存储，不安全，单条≤4K；
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Session：服务器存储，安全，依赖 Cookie 传递 sessionId；
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JWT：无状态 Token，适合分布式、移动端。
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五、数据库
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1. 基础知识点
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存储引擎：InnoDB（支持事务、行锁）、MyISAM（无事务、表锁）；
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三范式：1NF（原子性）、2NF（唯一性）、3NF（消除传递依赖）；
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聚合函数：sum()、avg()、max()、min()、count()。
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2. SQL 核心
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PreparedStatement：预编译，有效防止 SQL 注入；
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执行顺序：from→where→group by→having→select→order by。
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六、索引与事务
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1. 索引
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数据结构：B + 树（MySQL 默认），非叶子节点存 key，叶子节点存数据 + 双向链表；
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分类：聚簇索引（主键，存完整数据）、非聚簇索引（二级索引，存主键）、覆盖索引（无需回表）；
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失效场景：索引列运算、%开头 like、or、!=、is null。
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2. 事务
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ACID：原子性、一致性、隔离性、持久性；
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隔离级别：读未提交→读已提交（Oracle 默认）→可重复读（MySQL 默认）→串行化；
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并发问题：脏读、不可重复读、幻读。
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七、主流框架
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1. Spring
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IOC：控制反转，对象创建交给容器；DI：依赖注入，自动装配依赖；
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AOP：动态代理（JDK 代理 / CGLIB），通知类型：前置、后置、环绕、异常、最终；
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事务失效
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事务失效：异常捕获、抛出检查异常、非 public 方法、内部调用。
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2. SpringBoot
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自动配置：@SpringBootApplication整合配置、扫描、自动装配三大能力。
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3. MyBatis
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#{} / ${}：#{} 预编译防注入，${}字符串拼接不防注入；
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缓存：一级缓存（SqlSession 级，默认开启）、二级缓存（Mapper 级，手动开启）。
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八、设计模式
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1. 六大原则
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开闭原则、里氏代换、依赖倒转、单一职责、接口隔离、迪米特法则。
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2. 常用模式
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单例模式：饿汉式（线程安全）、懒汉式（双重检查 + volatile）、枚举式（防反射 / 反序列化）；
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代理模式：静态代理、JDK 动态代理（基于接口）、CGLIB 代理（基于子类）。
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九、JVM
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1. 类加载
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过程：加载→验证→准备→解析→初始化；
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双亲委派：自定义→应用→扩展→启动类加载器，避免类重复加载。
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2. 运行时数据区
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线程私有：程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈；
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线程共享：堆、方法区（JDK8 后为元空间）。
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3. 垃圾回收
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GC 算法：标记 - 清除、复制（新生代）、标记 - 整理（老年代）、分代收集；
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垃圾收集器：G1（JDK9 默认，区域分代，低延迟）；
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内存溢出：堆内存不足，内存泄漏（单例、资源未关闭）。
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十、Redis
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1. 核心特性
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数据类型：String、Hash、List、Set、ZSet；
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持久化：RDB（快照，恢复快）、AOF（日志，数据安全）；
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淘汰策略：推荐allkeys-lru（淘汰最近最少使用数据）。
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2. 缓存问题 & 解决方案
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表格
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缓存问题 核心原因 解决方案
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缓存穿透 查询不存在的数据 缓存空值、布隆过滤器
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缓存击穿 单个热点 key 过期 互斥锁、逻辑过期
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缓存雪崩 大量 key 同时过期 / Redis 宕机 随机过期、集群、多级缓存
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3. 分布式锁
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核心命令：SET lock value NX EX 超时时间，Redisson 解决锁续期 + 重试。
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十一、消息中间件
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核心作用：解耦、异步、削峰填谷；
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RabbitMQ：confirm 机制（生产者）、持久化（服务端）、手动 ACK（消费者）保证消息不丢失；幂等性解决重复消费。
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十二、微服务
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SpringCloud：提供服务注册发现、配置中心、网关、负载均衡、熔断降级；
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Dubbo：阿里高性能 RPC 微服务框架。
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十三、计算机网络
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TCP：三次握手（建立连接）、四次挥手（关闭连接），可靠传输基于校验、重传、流量 / 拥塞控制；
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跨域：违反同源策略，解决方案：CORS、Nginx 代理、JSONP。
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十四、数据结构
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递归：爬楼梯问题遵循斐波那契规律，f(n)=f(n-1)+f(n-2)。
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4. 关键问题
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问题 1：JDK1.8 中 HashMap 的底层原理、树化条件及线程安全方案？
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答案：
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底层原理：采用数组 + 链表 + 红黑树结构，通过 hash (key) 计算数组下标，哈希冲突用链表存储；默认容量16，加载因子0.75，扩容为原容量 2 倍。
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树化条件：链表长度超过 8，且数组容量 **≥64** 时转为红黑树；树节点数≤6 时退化为链表。
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线程安全方案：使用ConcurrentHashMap，JDK1.8 通过CAS+synchronized实现桶级锁，替代分段锁，并发性能大幅提升。
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问题 2：Redis 缓存穿透、击穿、雪崩的核心区别与解决方案？
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答案：
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核心区别：缓存穿透是查询不存在的数据，缓存击穿是单个热点 key 过期，缓存雪崩是大量 key 同时过期 / Redis 宕机。
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解决方案：
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穿透：缓存空对象、布隆过滤器、参数合法性校验；
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击穿：互斥锁重建缓存、热点 key 设置逻辑过期；
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雪崩：key 过期时间加随机值、Redis 集群部署、多级缓存、限流降级。
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问题 3：Spring 事务失效的常见场景及解决方法？
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答案：
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异常捕获未抛出：try-catch 捕获异常后未抛出，事务不回滚；解决：catch 块抛出RuntimeException。
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抛出检查异常：Spring 默认仅回滚非检查异常；解决：@Transactional(rollbackFor = Exception.class)。
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非 public 方法：AOP 仅代理 public 方法；解决：将方法改为 public。
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同类内部调用：未经过代理对象，事务失效；解决：引入自身代理对象调用方法。
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