​​Java核心知识体系与集合扩容机制深度解析​

​​一、Java基础核心知识图谱（对应图1）​​

1. ​​包装器类型​​

   • 自动拆装箱原理：Integer.valueOf()缓存机制（-128~127）

   • 性能陷阱：频繁拆箱导致的隐式对象创建

2. ​​String核心机制​​

   • String不可变性 vs StringBuffer/StringBuilder线程安全差异

   • JVM字符串常量池优化（intern()方法的作用）

3. ​​异常体系​​

   • Error（系统级）与Exception（可处理）的区别

   • 最佳实践：避免吞没异常，使用自定义异常

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​​二、集合框架深度解析（对应图2）​​

​​1. ArrayList扩容机制​​

​​底层结构​​：动态数组（Object[] elementData）

​​扩容流程​​：

// JDK源码关键逻辑
int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1); // 1.5倍扩容
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

​​性能优化​​：

• 预估数据量时指定初始容量（new ArrayList(100)）

• 避免多次扩容导致数组拷贝开销

​​2. HashMap扩容与哈希冲突解决​​

​​底层结构演进​​：

• JDK7：数组+链表（头插法，可能死循环）

• JDK8+：数组+链表/红黑树（尾插法，树化阈值=8）

​​扩容触发条件​​：

if (++size > threshold) resize(); // 2倍扩容并rehash

​​哈希优化技巧​​：

• 重写hashCode()与equals()保证一致性

• 使用LinkedHashMap维护插入顺序

​​3. 并发集合对比​​

集合类	线程安全实现方式	适用场景
Vector	方法级synchronized	遗留系统（性能差）
CopyOnWriteArrayList	写时复制数组	读多写少场景
ConcurrentHashMap	分段锁+CAS	高并发K-V存储

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​​三、高阶技术关联分析​​

1. ​​反射与动态代理​​

   • 动态代理实现原理（JDK Proxy vs CGLIB字节码增强）

   • Spring AOP的底层支撑技术

2. ​​Lambda/Stream性能考量​​

   • 中间操作（filter/map）的延迟执行特性

   • 并行流（parallelStream）的线程池风险

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​​四、面试高频问题​​

1. HashMap多线程扩容为什么可能导致死循环？（JDK7头插法详解）

2. ArrayList和LinkedList在内存占用上的差异？

3. 如何设计一个线程安全的缓存类？（结合WeakHashMap与ConcurrentHashMap）

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​​总结​​：理解集合扩容机制需结合JVM内存模型（如数组拷贝开销）、数据结构（红黑树平衡逻辑）、并发编程（CAS+volatile）等多维度知识。建议通过JOL工具观察对象内存布局，结合源码调试加深理解。