2021 Java面试真题深度解析：技术要点与实战策略

2025年11月2日 互联网

一、JVM基础与内存管理

真题1：JVM内存模型由哪些区域组成？各区域的作用是什么？
JVM内存模型分为方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈和程序计数器。堆是线程共享区域，存储对象实例和数组，是垃圾回收（GC）的主要区域；方法区存储类信息、常量、静态变量等，JDK8后由元空间（Metaspace）替代永久代；虚拟机栈为线程私有，每个方法执行时创建栈帧，存储局部变量表、操作数栈等。例如，int a = 10;的局部变量a存储在栈帧的局部变量表中。

真题2：如何判断对象是否存活？引用计数法与可达性分析法的区别是什么？
引用计数法通过统计对象被引用的次数判断存活，但无法处理循环引用问题；可达性分析法以GC Roots（如虚拟机栈中的对象引用、方法区中的静态变量）为起点，通过引用链判断对象是否可达。Java采用后者，例如：

  1. Object obj1 = new Object(); // obj1为GC Roots可达对象
  2. Object obj2 = new Object();
  3. obj1.ref = obj2; obj2.ref = obj1; // 循环引用，但若obj1无其他引用，仍会被回收

真题3：常见的垃圾回收算法有哪些？各适用于什么场景？

  • 标记-清除：标记无用对象后直接清除，产生内存碎片，适用于老年代。
  • 复制算法：将内存分为两块，存活对象复制到另一块后清理原区域，无碎片但空间利用率低，适用于新生代（Eden:Survivor=8:1:1）。
  • 标记-整理：标记后整理存活对象到一端，清理边界外内存，适用于老年代。
  • 分代收集：结合上述算法，新生代用复制算法，老年代用标记-清除或标记-整理。

二、Java并发编程与多线程

真题4：synchronized与ReentrantLock的区别是什么？

  • 锁的实现：synchronized是JVM内置关键字，ReentrantLock是API实现的锁。
  • 公平性：synchronized为非公平锁，ReentrantLock可配置公平/非公平模式。
  • 功能扩展：ReentrantLock支持条件变量（Condition）、可中断锁、超时获取锁等。例如： 
    1. Lock lock = new ReentrantLock();
    2. Condition condition = lock.newCondition();
    3. lock.lock();
    4. try {
    5.   while (conditionNotMet) {
    6.       condition.await(); // 释放锁并等待
    7.   }
    8. } finally {
    9.   lock.unlock();
    10. }

真题5：volatile关键字的作用是什么？如何保证可见性和有序性？
volatile修饰的变量保证每次读写都直接操作主内存，避免线程工作内存中的缓存不一致（可见性）。通过插入内存屏障（Memory Barrier）禁止指令重排序（有序性）。例如，双重检查锁定（DCL）单例模式中需用volatile防止指令重排序导致对象未初始化：

  1. public class Singleton {
  2.     private static volatile Singleton instance;
  3.     private Singleton() {}
  4.     public static Singleton getInstance() {
  5.         if (instance == null) {
  6.             synchronized (Singleton.class) {
  7.                 if (instance == null) {
  8.                     instance = new Singleton(); // 防止指令重排序
  9.                 }
  10.             }
  11.         }
  12.         return instance;
  13.     }
  14. }

真题6：线程池的核心参数有哪些？如何配置合理参数？
线程池参数包括核心线程数（corePoolSize）、最大线程数（maximumPoolSize）、空闲线程存活时间（keepAliveTime）、任务队列（workQueue）和拒绝策略（RejectedExecutionHandler）。配置建议：

  • CPU密集型任务：核心线程数≈CPU核心数（避免过多线程竞争CPU）。
  • IO密集型任务：核心线程数可适当增大（如CPU核心数*2），利用线程等待IO的时间处理其他任务。
  • 队列选择：无界队列（如LinkedBlockingQueue）可能导致OOM，建议使用有界队列（如ArrayBlockingQueue）配合拒绝策略（如CallerRunsPolicy）。

三、Spring框架与源码解析

真题7：Spring Bean的生命周期是怎样的？

  1. 实例化：通过反射或工厂方法创建Bean实例。
  2. 属性赋值：依赖注入（DI）设置Bean的属性。
  3. 初始化前：调用BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization方法。
  4. 初始化：执行InitializingBean的afterPropertiesSet或自定义init-method。
  5. 初始化后：调用BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization方法（如AOP代理在此生成）。
  6. 销毁：容器关闭时调用DisposableBean的destroy或自定义destroy-method。

真题8：Spring AOP的实现原理是什么？
Spring AOP基于动态代理，JDK动态代理（接口代理）和CGLIB（子类代理）。当Bean实现接口时使用JDK代理，否则使用CGLIB。例如：

  1. @Aspect
  2. @Component
  3. public class LoggingAspect {
  4.     @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
  5.     public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {
  6.         System.out.println("Method called: " + joinPoint.getSignature().getName());
  7.     }
  8. }

代理对象在方法调用前后织入切面逻辑。

真题9：Spring事务的传播行为有哪些？

  • REQUIRED：默认行为，加入当前事务，若无则新建。
  • SUPPORTS：支持当前事务，若无则以非事务方式执行。
  • MANDATORY：必须存在事务，否则抛出异常。
  • REQUIRES_NEW：新建事务，挂起当前事务（如日志记录需独立提交）。
  • NOT_SUPPORTED：以非事务方式执行，挂起当前事务。
  • NEVER：以非事务方式执行，若存在事务则抛出异常。
  • NESTED：嵌套事务，子事务回滚不影响父事务（需数据库支持保存点）。

四、数据库与SQL优化

真题10：MySQL的索引类型有哪些？如何优化索引使用？

  • 普通索引：最基本的索引类型。
  • 唯一索引：列值必须唯一，允许NULL值。
  • 主键索引：特殊的唯一索引，不允许NULL值。
  • 联合索引：多列组合索引，遵循最左前缀原则。例如，索引(a,b,c)可优化a=1、a=1 AND b=2，但无法优化b=2。
  • 覆盖索引：查询列全部在索引中，避免回表。例如： 
    1. CREATE INDEX idx_name_age ON user(name, age);
    2. SELECT name, age FROM user WHERE name = 'Alice'; -- 使用覆盖索引

真题11：事务的隔离级别有哪些？各解决什么问题？

  • 读未提交（Read Uncommitted）：可能读到未提交的数据（脏读）。
  • 读已提交（Read Committed）：解决脏读，但可能不可重复读。
  • 可重复读（Repeatable Read）：解决不可重复读，但可能幻读（MySQL通过MVCC和间隙锁解决）。
  • 串行化（Serializable）：最高隔离级别，通过加锁避免并发问题，但性能最低。

五、总结与建议

2021年Java面试题聚焦底层原理（如JVM、并发）、框架源码（如Spring）和工程实践（如线程池配置、SQL优化）。建议开发者：

  1. 深入原理：理解GC算法、锁升级过程等底层机制。
  2. 结合源码：阅读Spring、Netty等框架的核心代码。
  3. 实战演练：通过LeetCode、设计模式项目提升编码能力。
  4. 关注更新：学习Java 15+的新特性（如密封类、记录类）。

掌握这些要点，不仅能应对面试，更能提升实际开发中的问题解决能力。

最新文章