2025年Java中级面试题及答案

一、Java核心

1. 解释Java 17中的密封类(Sealed Classes)及其使用场景

// 密封类示例
public sealed class Shape permits Circle, Square, Rectangle {
    // 基类定义
}

public final class Circle extends Shape {
    private final double radius;
    // 实现细节
}

public non-sealed class Square extends Shape {
    private final double side;
    // 实现细节
}

答案： 密封类是Java 17引入的特性，允许类或接口明确声明哪些类可以继承/实现它。使用场景包括：1) 需要精确控制继承层次时；2) 实现代数数据类型(ADT)；3) 增强代码安全性。

2. 解释虚拟线程(Virtual Threads)与传统线程的区别

答案： 虚拟线程是Java 21引入的轻量级线程，特点：1) 由JVM管理而非OS；2) 创建成本极低(可创建数百万个)；3) 适合I/O密集型任务；4) 简化并发编程。传统线程与OS线程1:1对应，创建和切换成本高。

二、JVM与性能优化

3. 解释ZGC在Java 21中的最新改进

答案： ZGC在Java 21的改进包括：1) 最大堆大小支持到16TB；2) 停顿时间通常小于1ms；3) 支持类卸载；4) 改进NUMA感知；5) 增强的并行处理能力。

4. 如何诊断和解决内存泄漏问题？

// 诊断工具示例
jcmd  GC.heap_dump /path/to/dump.hprof
jmap -histo:live 
jstat -gcutil  1000

答案： 诊断步骤：1) 使用jcmd/jmap获取堆转储；2) 使用MAT或VisualVM分析；3) 检查大对象和GC Roots。解决方法：1) 修复无效缓存；2) 关闭未释放的资源；3) 避免静态集合长期持有对象。

三、并发编程

5. 解释Structured Concurrency及其优势

// Structured Concurrency示例
try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) {
    Future user = scope.fork(() -> findUser());
    Future order = scope.fork(() -> fetchOrder());
    
    scope.join();
    return new Response(user.resultNow(), order.resultNow());
}

答案： 结构化并发(Java 21)将相关任务视为一个工作单元，优势：1) 自动生命周期管理；2) 错误传播更清晰；3) 取消操作更可靠；4) 提高代码可读性和可维护性。

6. 比较CompletableFuture和虚拟线程的适用场景

答案： CompletableFuture适合：1) 明确异步编程场景；2) 需要组合多个异步操作。虚拟线程适合：1) 简单同步风格代码；2) 大量I/O阻塞操作；3) 需要简化并发模型的情况。

四、框架与工具

7. Spring Boot 4.0的主要新特性

答案： 1) 全面支持Java 21特性；2) 增强的GraalVM原生镜像支持；3) 改进的反应式编程支持；4) 简化的安全配置；5) 更智能的自动配置。

8. 解释Project Loom对Spring框架的影响

答案： 1) 简化@Async实现；2) 减少对反应式编程的依赖；3) 提高阻塞式代码的性能；4) 降低线程池配置复杂度；5) 使同步代码更容易维护。

五、系统设计

9. 设计一个高并发的订单系统，考虑Java 21特性

答案： 关键点：1) 使用虚拟线程处理请求；2) 密封类定义订单状态；3) 结构化并发管理相关操作；4) 模式匹配简化业务逻辑；5) 使用ZGC减少GC停顿。

10. 如何实现一个线程安全的高性能缓存？

// 使用Record和并发集合
public record CacheEntry(K key, V value, long timestamp) {}

public class ConcurrentCache {
    private final ConcurrentHashMap> map;
    private final Striped locks;
    
    public V get(K key) {
        CacheEntry entry = map.get(key);
        return entry != null && !isExpired(entry) ? entry.value() : null;
    }
}

答案： 实现要点：1) 使用ConcurrentHashMap；2) 分层锁设计；3) 考虑缓存驱逐策略；4) 使用Record表示缓存项；5) 考虑虚拟线程友好的设计。

2025年java面试题及答案（中级）