面试官：请简要介绍一下Java核心知识中面向对象的三大特性。
王铁牛：嗯……这个嘛，面向对象的三大特性就是封装、继承和多态。封装就是把数据和操作数据的方法封装在一起；继承就是子类可以继承父类的属性和方法；多态就是同一个行为具有多个不同表现形式。
面试官：不错，回答得很准确。那在多线程编程中，如何保证线程安全？
王铁牛：这个我知道！可以使用synchronized关键字，它可以保证同一时刻只有一个线程能访问被它修饰的代码块或方法。还可以用Lock接口，它提供了比synchronized更灵活的锁控制。
面试官：很好。接下来问几个关于JUC的问题。什么是线程池？有哪些常见的线程池类型？
王铁牛：线程池就是预先创建一定数量的线程，当有任务提交时，从线程池中获取线程来执行任务。常见的线程池类型有FixedThreadPool、CachedThreadPool、ScheduledThreadPool和SingleThreadExecutor。
面试官：好，第一轮提问结束。
面试官：谈谈JVM的内存结构。
王铁牛：JVM内存结构包括堆、栈、方法区、程序计数器、本地方法栈。堆是存放对象实例的地方；栈主要存放局部变量表、操作数栈等；方法区存储类信息、常量、静态变量等；程序计数器记录当前线程执行的字节码指令地址；本地方法栈用于执行本地方法。
面试官：那垃圾回收机制是怎样的？
王铁牛：垃圾回收机制就是自动回收不再使用的对象所占用的内存。常见的垃圾回收算法有标记清除算法、标记整理算法、复制算法、分代收集算法等。
面试官：在多线程中，如何实现线程间的通信？
王铁牛：可以使用Object类的wait()、notify()和notifyAll()方法。wait()方法让当前线程等待，直到其他线程调用该对象的notify()或notifyAll()方法。
面试官：第二轮提问结束。
面试官：说说HashMap的底层实现原理。
王铁牛：HashMap底层是基于数组和链表实现的。当插入元素时，先通过哈希函数计算出元素的哈希值，然后根据哈希值找到对应的数组位置。如果该位置为空，就直接插入；如果不为空，就形成链表。当链表长度超过一定阈值时，会将链表转换为红黑树，以提高查询效率。
面试官：ArrayList的优缺点是什么？
王铁牛：优点是随机访问速度快，因为它内部是通过数组实现的。缺点是插入和删除操作效率低，因为需要移动元素。
面试官：Spring框架的核心特性有哪些？
王铁牛：Spring框架的核心特性有依赖注入、面向切面编程、IoC容器、事务管理等。
面试官：好，面试结束。回去等通知吧。
答案：
- 面向对象的三大特性：
- 封装：将数据和操作数据的方法封装在一起，对外提供统一的接口，隐藏内部实现细节。这样可以提高代码的安全性和可维护性，比如一个类中的属性可以通过private修饰，然后提供public的getter和setter方法来访问和修改。
- 继承：子类继承父类的属性和方法，实现代码的复用。子类可以扩展和重写父类的方法，比如一个父类有某个方法，子类可以根据自身需求重写该方法以实现不同的功能。
- 多态：同一个行为具有多个不同表现形式。分为编译时多态（方法重载）和运行时多态（方法重写）。运行时多态通过父类引用指向子类对象，在调用方法时根据对象的实际类型来决定调用哪个子类的方法。
- 保证线程安全的方法：
- synchronized关键字：可以修饰代码块或方法。当一个线程访问被synchronized修饰的代码块或方法时，会先获取对象的锁。如果锁被其他线程占用，该线程会进入等待状态，直到锁被释放。例如：
public class SynchronizedExample {
private int count = 0;
public synchronized void increment() {
count++;
}
}
- **Lock接口**：提供了更灵活的锁控制。如ReentrantLock类实现了Lock接口。可以使用lock()方法获取锁，unlock()方法释放锁，还可以使用tryLock()方法尝试获取锁，避免死锁。例如：
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class LockExample {
private int count = 0;
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
public void increment() {
lock.lock();
try {
count++;
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
- 线程池：预先创建一定数量的线程，当有任务提交时，从线程池中获取线程来执行任务，避免了频繁创建和销毁线程的开销。
- 常见线程池类型：
- FixedThreadPool：创建一个固定大小的线程池，线程数量一旦创建就不会改变。适用于需要处理大量固定任务的场景。
- CachedThreadPool：线程池的线程数量会根据需要动态创建和销毁，适合处理大量短时间任务。
- ScheduledThreadPool：可以定时或周期性执行任务。
- SingleThreadExecutor：只有一个线程的线程池，保证任务按顺序执行。
- 常见线程池类型：
- JVM内存结构：
- 堆：存放对象实例，是垃圾回收的主要区域。
- 栈：主要存放局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法被调用时会创建一个栈帧，栈帧中包含局部变量表等。
- 方法区：存储类信息、常量、静态变量等。在Java 8及以后，方法区被元空间取代。
- 程序计数器：记录当前线程执行的字节码指令地址，是线程私有的。
- 本地方法栈：用于执行本地方法。
- 垃圾回收机制：
- 标记清除算法：先标记出所有需要回收的对象，然后统一回收这些对象所占用的内存。这种算法会产生大量不连续的内存碎片。
- 标记整理算法：先标记出需要回收的对象，然后将存活的对象向一端移动，最后清理掉边界以外的内存。
- 复制算法：将内存分为两块，每次只使用其中一块。当这一块内存使用完后，将存活的对象复制到另一块内存，然后清理原来的内存。适用于对象存活率低的场景。
- 分代收集算法：根据对象的存活周期将堆内存分为新生代、老年代等不同区域，针对不同区域采用不同的垃圾回收算法。新生代对象存活率低，适合用复制算法；老年代对象存活率高，适合用标记清除或标记整理算法。
- 线程间通信：
- 使用Object类的wait()、notify()和notifyAll()方法。
- wait()方法：让当前线程等待，直到其他线程调用该对象的notify()或notifyAll()方法。调用wait()方法后，当前线程会释放对象的锁。例如：
public class ThreadCommunication {
private Object lock = new Object();
public void method() {
synchronized (lock) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
- **notify()方法**：唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
- **notifyAll()方法**：唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
- HashMap底层实现原理：
- 基于数组和链表实现，在Java 8及以后引入了红黑树。
- 插入元素时，先通过哈希函数计算出元素的哈希值，然后根据哈希值找到对应的数组位置。
- 如果该位置为空，就直接插入新元素。
- 如果不为空，就将新元素插入到链表的头部（Java 8之前）或根据链表长度和树化阈值决定是否将链表转换为红黑树（Java 8及以后）。当链表长度超过一定阈值（默认8）且数组容量大于等于64时，链表会转换为红黑树，以提高查询效率。
- ArrayList的优缺点：
- 优点：随机访问速度快，因为它内部是通过数组实现的，通过下标可以直接定位到元素。
- 缺点：插入和删除操作效率低，因为插入和删除元素时需要移动其他元素。例如插入元素时，从插入位置开始，后面的元素都要向后移动一位。
- Spring框架的核心特性：
- 依赖注入：通过控制反转（IoC）实现，将对象的创建和依赖关系的管理交给Spring容器，而不是在对象内部自行创建和管理依赖对象。比如一个类需要依赖另一个类，Spring可以通过配置将依赖的类注入到该类中。
- 面向切面编程（AOP）：可以在不修改业务逻辑的前提下，对业务逻辑进行增强。例如可以通过AOP实现日志记录、事务管理等功能。
- IoC容器：负责创建、配置和管理对象之间的依赖关系，是Spring框架的核心。
- 事务管理：提供了声明式和编程式事务管理方式。声明式事务管理通过注解或XML配置来管理事务，编程式事务管理则通过代码来控制事务的开启、提交和回滚。
