Java 提高篇知识点总结

多线程与并发编程

Java 提供了多种多线程实现方式，包括继承Thread类、实现Runnable接口和使用Callable结合Future。线程池（ExecutorService）可以有效管理线程资源，避免频繁创建和销毁线程。
synchronized关键字和ReentrantLock用于解决线程安全问题。volatile保证变量的可见性，但不保证原子性。Atomic类（如AtomicInteger）提供原子操作。
ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList是线程安全的集合类，优于Collections.synchronizedXXX。

JVM 内存模型与性能优化

JVM 内存划分为堆（Heap）、栈（Stack）、方法区（Method Area）等。堆内存分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。
垃圾回收算法包括标记-清除、复制、标记-整理等。常见的垃圾收集器有Serial、Parallel、CMS、G1和ZGC。
性能优化可通过调整 JVM 参数（如-Xms、-Xmx）或使用工具（如VisualVM、JProfiler）分析内存泄漏和 CPU 占用。

Java 8 新特性

Lambda 表达式简化匿名内部类的写法，如：

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c"); list.forEach(s -> System.out.println(s));

Stream API 提供函数式编程支持，如过滤、映射、归约等操作：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4); int sum = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).mapToInt(n -> n).sum();

Optional类用于避免NullPointerException，CompletableFuture支持异步编程。

网络编程

Java 支持 TCP/IP 和 UDP 协议。Socket和ServerSocket用于 TCP 通信，DatagramSocket用于 UDP 通信。
NIO（Non-blocking IO）提供更高效的网络编程方式，核心组件包括Channel、Buffer和Selector。

// NIO 示例 try (ServerSocketChannel serverChannel = ServerSocketChannel.open()) { serverChannel.bind(new InetSocketAddress(8080)); serverChannel.configureBlocking(false); Selector selector = Selector.open(); serverChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT); // 事件循环处理 }

设计模式

单例模式确保类只有一个实例，如双重检查锁定（DCL）实现：

public class Singleton { private static volatile Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } }

工厂模式、观察者模式、代理模式等也是常用设计模式。

反射与动态代理

反射（Class、Method、Field）允许在运行时动态获取类信息并操作对象：

Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass"); Object obj = clazz.newInstance(); Method method = clazz.getMethod("myMethod"); method.invoke(obj);

动态代理（Proxy、InvocationHandler）可以在运行时生成代理类，常用于 AOP 编程。

注解与泛型

自定义注解通过@interface定义，结合反射实现功能（如框架中的@Autowired）。
泛型提供类型安全，如：

public class Box<T> { private T value; public void setValue(T value) { this.value = value; } public T getValue() { return value; } }

泛型擦除是 Java 泛型的实现机制，运行时类型信息会被擦除。

集合框架高级用法

HashMap底层基于数组+链表/红黑树，负载因子默认 0.75。LinkedHashMap保持插入顺序，TreeMap基于红黑树有序存储。
Collections工具类提供排序、查找等操作：

List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(3, 1, 2)); Collections.sort(list, Comparator.reverseOrder());

IO 与 NIO

传统 IO（InputStream、OutputStream）是阻塞式的，NIO 支持非阻塞和通道操作。
Files类简化文件操作：

Path path = Paths.get("file.txt"); List<String> lines = Files.readAllLines(path, StandardCharsets.UTF_8);

单元测试与调试

JUnit 是常用的单元测试框架：

@Test public void testAdd() { assertEquals(2, Math.add(1, 1)); }

Mockito 用于模拟对象行为，方便隔离测试。