Java 基础篇
本文以速查笔记的形式，简要梳理 Java 基础类型、集合、异常、反射、并发、网络与 JDK 8 常用特性。
一、基本类型与常用字符串类
1. 八种基本类型
- 整数类型：
byte（8 位）、short（16 位）、int（32 位）、long（64 位）。 - 浮点类型：
float（32 位）、double（64 位）。浮点数存在精度误差，精确金额计算通常使用BigDecimal。 - 字符类型：
char（16 位），表示一个 UTF-16 代码单元，不一定等于一个完整的 Unicode 字符。 - 布尔类型：
boolean，只有true和false；Java 语言规范没有规定其具体存储位数。
2. String、StringBuffer 与 StringBuilder
String是引用类型，不是基本类型；对象不可变，适合表示不会频繁修改的字符串。- Java 只有值传递。传递对象时，传递的是“引用值的副本”，并不是引用传递。
StringBuffer的主要方法使用synchronized，线程安全但开销相对较高，默认容量为 16。StringBuilder非线程安全，单线程下性能更好，默认容量同样为 16。
3. 原子类与累加器
AtomicInteger等原子类通过 CAS 实现无锁原子更新，例如incrementAndGet()。LongAdder在高并发下将竞争分散到多个 Cell，读取时汇总结果，吞吐量通常高于单一原子变量；并发更新期间的sum()不保证是严格瞬时快照。
二、异常体系
Java 异常体系的根类是 Throwable，主要分为 Error 和 Exception。
RuntimeException及其子类属于非受检异常，常见的有NullPointerException、IndexOutOfBoundsException、ClassCastException。- 除
RuntimeException之外的Exception通常属于受检异常，必须捕获或通过throws声明，例如IOException、FileNotFoundException、SQLException。 Error通常表示 JVM 或系统层面的严重问题，应用程序一般难以恢复，例如StackOverflowError、OutOfMemoryError。
try-with-resources 写法为 try (资源声明) { ... }。资源只要实现 AutoCloseable，离开代码块时就会自动关闭，常用于文件流、网络流和数据库连接。
三、集合框架
1. Map
HashMap：非线程安全。默认负载因子为 0.75，首次放入元素时通常初始化为容量 16，扩容一般为 2 倍。JDK 8 使用“数组 + 链表 + 红黑树”；桶内节点达到 8 且数组容量至少为 64 时才会树化。- 需要简单同步包装时可使用
Collections.synchronizedMap()，遍历时仍需在返回的 Map 上手动同步。 ConcurrentHashMap：线程安全。JDK 8 主要结合 CAS 与synchronized控制并发，读取操作大多不加锁。TreeMap：基于红黑树，按键的自然顺序或指定Comparator排序，常用操作复杂度通常为 O(log n)。
2. List
ArrayList：动态数组，随机访问快、尾部追加高效，中间插入和删除可能移动元素；非线程安全。默认构造时为空，首次添加通常扩为 10，后续约按 1.5 倍扩容。- 需要同步包装时可使用
Collections.synchronizedList()；遍历时同样需要手动同步。 CopyOnWriteArrayList：线程安全，写操作会复制底层数组，适合读多写少的场景。LinkedList：双向链表，无固定容量；已定位节点后的插入、删除较快，但随机访问较慢，且非线程安全。Vector：多数方法使用synchronized，默认容量为 10；未指定容量增量时通常按 2 倍扩容。它属于较早期的线程安全容器。
四、反射与注解
- 获取
Class：Class.forName("完整类名")、类名.class、对象.getClass()。 - 实例化对象：推荐通过
Constructor.newInstance()；Class.newInstance()已被弃用。 getDeclaredField/Method/Constructor可获取当前类声明的成员，包括私有成员；不带Declared的方法主要获取公开成员，并会考虑继承关系。- 可通过
Method.invoke()调用方法，通过setAccessible(true)尝试访问非公开成员；在模块化环境中仍可能受访问限制。 getAnnotation()用于读取运行期可见的注解，注解需配置合适的@Retention。
五、代理与 Spring AOP
- 静态代理：代理类通常由开发者提前编写，与目标类实现相同接口，结构直观，但扩展时容易增加代理类数量。
- JDK 动态代理：基于接口，通过实现
InvocationHandler在运行期生成代理对象。 - CGLIB 动态代理：通过生成目标类的子类并修改字节码实现，不要求目标类实现接口，但无法代理
final类或覆盖final方法。 - Spring AOP 通常在目标实现接口时可使用 JDK 动态代理，没有接口时使用 CGLIB；也可通过配置强制使用 CGLIB。
六、IO 与 NIO
- 传统 IO 面向流，常见调用是阻塞式的：数据未准备好或写入未完成时，线程可能等待。
- NIO 主要面向
Channel和Buffer，支持选择器Selector。可选择通道能够工作在非阻塞模式，但 NIO 并不代表所有 API 都天然非阻塞。 - 阻塞 IO 编程简单，适合连接量较小的场景；NIO 更适合大量连接与事件驱动的网络程序。
七、常见设计模式
- 单例模式：保证一个类在特定范围内只有一个实例，并提供统一访问入口；实现时需注意并发安全、序列化和反射问题。
- 工厂模式：将对象创建过程集中管理，降低调用方与具体实现之间的耦合。常见形式包括简单工厂、工厂方法和抽象工厂。
- 观察者模式：被观察对象状态变化时，通知多个订阅者，适合事件通知与发布订阅场景。
八、Socket 与网络基础
1. 网络分层
常见的 TCP/IP 四层模型为：应用层、传输层、网络层、网络接口层（链路层）。
2. TCP
- TCP 面向连接、面向字节流，提供可靠、有序、全双工通信，适合文件传输、业务请求等重视可靠性的场景。
- 三次握手：客户端发送
SYN，服务端返回SYN + ACK，客户端再发送ACK。 - 常见的四次挥手：主动方发送
FIN，被动方返回ACK；被动方处理完剩余数据后发送FIN，主动方返回ACK。
3. UDP
- UDP 无连接、面向报文，不保证可靠性、顺序和重传，但协议开销小、时延低。
- 支持单播、广播和多播，常用于实时音视频、在线游戏、DNS 等允许一定丢包或由应用层保证可靠性的场景。
九、多线程与线程池
1. 常见线程池
newCachedThreadPool：线程数可能快速增长，任务过多时存在耗尽系统资源的风险。newFixedThreadPool：线程数固定，但使用无界队列，任务堆积时可能导致内存溢出。newSingleThreadExecutor：单线程串行执行，也使用无界队列。newScheduledThreadPool：支持延迟和周期任务，任务大量堆积时同样需要关注内存风险。
生产环境通常建议根据业务量显式创建 ThreadPoolExecutor，设置核心线程数、最大线程数、队列容量、线程工厂和拒绝策略。Guava 的 ThreadFactoryBuilder 可辅助设置线程名称，但不是 JDK 自带类。
2. 拒绝策略与异步结果
RejectedExecutionHandler用于在线程池和队列都无法接收新任务时决定处理方式。JDK 内置抛异常、调用者执行、直接丢弃、丢弃最旧任务等策略。Future.get()会阻塞等待任务结果；可使用带超时的get，或使用CompletableFuture组合异步任务。
3. synchronized 与 volatile
synchronized提供互斥与可见性，可修饰实例方法、静态方法或代码块；实例锁和类锁作用对象不同。volatile保证变量的可见性，并通过内存屏障限制相关指令重排，但不保证复合操作的原子性，例如count++仍不是原子操作。
十、JDK 8 常用特性
- Lambda 表达式：简化函数式接口的实现，例如
(a, b) -> a + b。 @FunctionalInterface：标记函数式接口。函数式接口只能有一个抽象方法，但可以包含默认方法、静态方法以及与Object公共方法相同的方法声明。- 方法引用：Lambda 的简写形式，常见写法有
类名::静态方法、对象::实例方法、类名::实例方法和类名::new。 - Stream API：以声明式方式处理集合，常见中间操作有
filter、map，终止操作有reduce、collect。Stream 通常是惰性执行的，且不能重复消费。 - 接口增强：接口可以定义
default默认方法和static静态方法，便于在兼容已有实现类的前提下扩展接口能力。
总结
Java 基础学习应重点理解类型与内存语义、异常处理、集合底层结构、反射与代理、IO 模型、网络协议以及并发工具的适用边界。掌握“为什么这样设计”和“适合什么场景”，比单纯记忆默认参数更重要。