互联网大厂Java面试大挑战：核心知识全解析
面试官：好，开始面试。第一轮，先问你几个基础的Java核心知识问题。首先，什么是Java的多态性？
王铁牛：多态性啊，就是一个对象可以有多种形态。
面试官：还算回答得简洁明了。那说说Java中方法重载和方法重写的区别。
王铁牛：方法重载是在一个类里，方法名相同但参数不同；方法重写是子类重写父类的方法，方法名、参数和返回值都得一样。
面试官：嗯，回答得不错。再问一个，Java中基本数据类型和引用数据类型的区别是什么？
王铁牛：基本数据类型存的是值，引用数据类型存的是对象的地址。
面试官：第一轮表现还行，接下来第二轮，关于JUC相关的问题。什么是CAS？
王铁牛：CAS就是比较并交换，通过比较内存值和预期值来决定是否更新。
面试官：那说说AQS，它在JUC里起到什么作用？
王铁牛：AQS就是抽象队列同步器，能实现线程的同步和互斥。
面试官：JUC里的CountDownLatch是怎么用的？
王铁牛：这个嘛，就是等所有线程都完成任务后再一起执行。
面试官：第二轮回答得有点混乱，希望第三轮能好好表现。现在问第三轮问题，关于JVM的。什么是JVM的垃圾回收机制？
王铁牛：垃圾回收机制就是回收那些不再使用的对象内存。
面试官：那类加载机制分哪几个阶段？
王铁牛：好像是加载、验证、准备、解析、初始化。
面试官：JVM的内存结构分为哪几个部分？
王铁牛：这个，不太记得清了。
面试官：面试就到这里，回去等通知吧。
答案：
- Java的多态性：多态性是指同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。在Java中，多态性主要体现在方法的重载和重写上。方法重载是指在同一个类中，允许存在一个以上的同名方法，只要它们的参数列表不同即可。这是一种静态多态性，在编译时就确定了调用哪个方法。方法重写是指子类重新定义父类中已有的方法，要求方法名、参数列表和返回值类型都相同。这是一种动态多态性，在运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个方法。
- 方法重载和方法重写的区别：方法重载是在同一个类中，方法名相同但参数列表不同，它与返回值类型无关。方法重写是子类对父类中已有的方法进行重新定义，要求方法名、参数列表和返回值类型都必须与父类的方法相同。方法重载是静态绑定，在编译时确定调用哪个方法；方法重写是动态绑定，在运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个方法。
- Java中基本数据类型和引用数据类型的区别：基本数据类型包括整型（byte、short、int、long）、浮点型（float、double）、字符型（char）、布尔型（boolean），它们直接存储值。引用数据类型包括类、接口、数组等，它们存储的是对象的地址，通过这个地址来访问对象。基本数据类型的变量存储在栈内存中，而引用数据类型的对象存储在堆内存中，变量存储在栈内存中，指向堆内存中的对象。
- CAS（比较并交换）：CAS是一种无锁的原子操作，用于在多线程环境下实现变量的安全更新。它包含三个操作数：内存值V、预期值A和新值B。当且仅当预期值A和内存值V相等时，才会将内存值V更新为新值B，并返回true；否则返回false。CAS操作是通过硬件指令实现的，保证了操作的原子性和可见性，从而避免了锁的开销，提高了并发性能。
- AQS（抽象队列同步器）：AQS是JUC包中实现同步器的基础框架，它提供了一种基于FIFO队列来实现阻塞锁和同步器的机制。AQS通过一个int类型的变量来表示同步状态，并提供了一系列方法来对同步状态进行操作，如获取锁、释放锁、等待、唤醒等。它通过模板方法模式，将一些通用的同步逻辑抽象出来，子类只需要实现特定的方法来处理具体的同步需求。AQS可以用于实现各种同步器，如ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等。
- CountDownLatch：CountDownLatch是一个同步辅助类，它允许一个或多个线程等待其他线程完成一组操作之后再继续执行。它通过一个计数器来实现，在创建CountDownLatch对象时，需要传入一个初始计数值。当调用CountDownLatch的countDown()方法时，计数器的值会减1；当计数器的值减为0时，所有等待在CountDownLatch上的线程都会被唤醒。通常用于多个线程并发执行任务，需要等待所有任务都完成后再进行下一步操作的场景。
- JVM的垃圾回收机制：垃圾回收机制是Java虚拟机自动回收不再使用的对象所占用的内存空间的过程。JVM会定期检查堆内存中的对象，判断哪些对象不再被引用，这些对象就会被标记为可回收对象。然后，垃圾回收器会通过不同的算法（如标记清除算法、标记整理算法、复制算法等）来回收这些对象所占用的内存空间，将其返还给堆内存，供其他对象使用。垃圾回收机制的目的是提高内存利用率，避免内存泄漏，使程序能够高效地运行。
- 类加载机制的阶段：类加载机制分为加载、验证、准备、解析、初始化五个阶段。加载阶段负责将类的字节码文件加载到内存中，并创建一个Class对象。验证阶段主要检查加载的字节码文件是否符合Java虚拟机规范，确保其安全性。准备阶段为类的静态变量分配内存，并设置默认初始值。解析阶段将符号引用转换为直接引用，使得类中的方法和字段可以被正确访问。初始化阶段执行类的静态代码块和静态变量的赋值操作，完成类的初始化。
- JVM的内存结构：JVM的内存结构主要分为堆内存、栈内存、方法区、程序计数器等部分。堆内存是JVM中最大的一块内存区域，用于存储对象实例和数组。栈内存用于存储局部变量、方法调用等信息，每个线程都有自己独立的栈空间。方法区用于存储类的元数据信息，如类的结构、常量池等。程序计数器用于记录当前线程执行的字节码指令地址，是线程私有的。此外，还有本地方法栈用于执行本地方法。不同的内存区域有着不同的功能和特点，它们共同协作，保证了Java程序的正常运行。
