Java 面試高頻題精選：從基礎語法到併發集合

核心概念辨析

Error vs Exception：嚴重性與可恢復性

• Error：JVM 層級嚴重問題（如 OutOfMemoryError、StackOverflowError），應用無法恢復，不應捕獲處理。
• Exception：程式邏輯或環境可預期的異常（如 IOException、NullPointerException），可通過 try-catch 處理並恢復。

Abstract Class vs Interface：設計契約的兩種形式

關鍵字組合限制

abstract 方法不能同時是 static、native、synchronized。

• static 屬於類，無多態；abstract 要求子類實現，矛盾。
• native 由本地代碼實現；abstract 無方法體，語義衝突。
• synchronized 是實現細節，不屬於方法簽名，接口/抽象方法不可標註。

繼承與實現規則

• Interface 可繼承多個 Interface（extends）。
• Abstract Class 可實現 Interface（implements），無需實現所有方法。
• Abstract Class 可繼承 Concrete Class，但父類必須有可訪問的構造器。

多線程核心

start() vs run()

• start()：啟動新線程，由 JVM 調度執行 run()。
• run()：普通方法調用，仍在當前線程執行，不具備多線程特性。

構造器不可 Override

構造器不屬於繼承體系，子類無法覆蓋父類構造器，但可重載多個構造器。

synchronized 方法鎖機制

一個對象的 synchronized 方法同一時間僅允許一個線程進入。其他線程嘗試進入該對象的任意 synchronized 方法均會阻塞（鎖對象為 this）。

經典算法與位運算

高效計算 2 × 8

int result = 2 << 3; // 左移 3 位 = 乘以 2^3 = 8，結果 16

位運算效率高於乘法指令，嵌入式/高性能場景常用。

equals 與 hashCode 契約

錯誤觀點：兩個對象 equals 相等，hashCode 可以不同。

正確規則：equals(true) ⇒ hashCode 必須相等。違反將導致 HashMap/HashSet 失效。

參數傳遞：值傳遞鐵律

Java 只有值傳遞。傳遞對象時，傳的是「引用的副本」。方法內可修改對象內部狀態，但無法改變外部引用指向。

switch 支持類型演進

單例模式寫法對比

餓漢式（線程安全、類加載即創建）

public class Singleton {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() { return INSTANCE; }
}

懶漢式雙重檢查鎖（DCL，Java 5+ volatile 保證可見性）

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;
    }
}

靜態內部類（推薦：延遲加載+線程安全+簡潔）

public class Singleton {
    private Singleton() {}
    private static class Holder { static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); }
    public static Singleton getInstance() { return Holder.INSTANCE; }
}

HashMap vs Hashtable

趣味智力題

3L/5L 桶量 4L 水（兩種解法）

1. 5L滿→倒3L(剩2L)→倒掉3L→5L倒入3L(3L裝2L)→5L滿→倒滿3L(需1L,5L剩4L)
2. 3L滿→倒5L→3L滿→倒5L(5L裝1L,3L剩1L)→倒掉5L→3L倒入5L→3L滿→倒5L(得4L)

天平 3 次分 140kg 鹽為 90/50（7kg/2kg 砝碼）

1. 第1次：7+2=9kg 砝碼稱 9kg 鹽
2. 第2次：9kg 鹽+7kg 砝碼稱 16kg 鹽
3. 第3次：16kg 鹽+9kg 鹽+2kg 砝碼稱 27kg 鹽
4. 已得 9+16+27=52kg，剩 88kg……（此題經典解法較長，面試常考思路而非完整步驟）