Java秋招面试中Java特性与JVM基础

Java语言特性与JVM基础

面试重要程度：⭐⭐⭐⭐⭐

常见提问方式：JVM内存模型、垃圾回收机制、类加载过程

预计阅读时间：30分钟

开篇

兄弟，这章绝对是重中之重！JVM相关的问题在面试中出现频率超高，基本上每个面试官都会问。而且这些问题往往能看出你的技术深度，所以一定要好好掌握。

我见过太多人在这里栽跟头，明明其他方面都不错，就是JVM这块答不上来，结果就挂了。今天我们就把这些核心知识点彻底搞清楚。

🚀 3.1 Java 17+新特性面试要点

Record类（面试高频）

什么是Record类？Record是Java 14引入的预览特性，Java 17正式发布。它是一种特殊的类，专门用来存储数据。

面试中这样问：

面试官："你了解Java的Record类吗？它解决了什么问题？"

标准回答：

// 传统写法（繁琐）
public class User {
    private final String name;
    private final int age;
    
    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public String getName() { return name; }
    public int getAge() { return age; }
    
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        // 一堆代码...
    }
    
    @Override
    public int hashCode() {
        // 一堆代码...
    }
    
    @Override
    public String toString() {
        // 一堆代码...
    }
}

// Record写法（简洁）
public record User(String name, int age) {
    // 自动生成构造器、getter、equals、hashCode、toString
    
    // 可以添加自定义方法
    public boolean isAdult() {
        return age >= 18;
    }
    
    // 可以添加验证逻辑
    public User {
        if (age < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");
        }
    }
}

使用场景：

DTO对象
配置类
返回多个值的方法
不可变数据载体

虚拟线程（Project Loom）

面试重点：

面试官："听说过虚拟线程吗？它和传统线程有什么区别？"

核心概念：

// 传统线程创建（重量级）
Thread thread = new Thread(() -> {
    // 执行任务
});
thread.start();

// 虚拟线程创建（轻量级）
Thread virtualThread = Thread.ofVirtual().start(() -> {
    // 执行任务
});

// 或者使用Executors
try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    executor.submit(() -> {
        // 高并发IO任务
        return "result";
    });
}

虚拟线程的优势：

轻量级：创建成本极低，可以创建百万级别
高并发：特别适合IO密集型任务
简化编程：不需要异步回调，代码更直观

适用场景：

Web服务器处理大量请求
数据库连接池
网络IO操作
文件处理

Pattern Matching（模式匹配）

面试考点：

// instanceof的模式匹配（Java 17）
public String formatObject(Object obj) {
    if (obj instanceof String s) {
        return "String: " + s.toUpperCase();
    } else if (obj instanceof Integer i) {
        return "Integer: " + (i * 2);
    } else if (obj instanceof List<?> list) {
        return "List size: " + list.size();
    }
    return "Unknown type";
}

// Switch表达式的模式匹配（预览特性）
public String processValue(Object value) {
    return switch (value) {
        case String s -> "String: " + s;
        case Integer i -> "Integer: " + i;
        case null -> "Null value";
        default -> "Unknown: " + value.toString();
    };
}

🧠 3.2 JVM内存结构深度解析

内存区域划分

面试必问：

面试官："说说JVM的内存结构，每个区域存储什么内容？"

标准回答框架：

JVM内存主要分为以下几个区域：

1. 程序计数器（PC Register）
2. 虚拟机栈（VM Stack）  
3. 本地方法栈（Native Method Stack）
4. 堆内存（Heap）
5. 方法区（Method Area）/元空间（Metaspace）
6. 直接内存（Direct Memory）

详细解析：

1. 程序计数器

// 程序计数器记录当前线程执行的字节码指令地址
public void method() {
    int a = 1;    // PC指向这条指令的地址
    int b = 2;    // PC指向下一条指令的地址
    int c = a + b; // PC继续向下
}

特点：

线程私有
不会发生OutOfMemoryError
执行Java方法时记录字节码指令地址
执行Native方法时为空

2. 虚拟机栈

public class StackDemo {
    public void methodA() {
        int localVar = 10;
        methodB();  // 创建新的栈帧
    }
    
    public void methodB() {
        String str = "hello";
        // methodB的栈帧在methodA的栈帧之上
    }
}

栈帧结构：