JAVA程序员防翻车指南
一、基础类型与字面量（1-10） int 最大值 2,147,483,647（2³¹-1），最小值 -2,147,483,648（-2³¹） long 最大值 9,223,372,036,854,775,807（2⁶³-1），字面量加 L float 字面量必须加 f，否则默认 double short 范围 -32,768 ~ 32,767，byte 范围 -128 ~ 127 字面量下划线：1_000_000 等于 1000000，仅 Java 7+ 0x 开头是十六进制，0b 开头是二进制，0 开头是八进制（容易误判） char 占 2 字节，Character.SIZE = 16，但 Unicode 扩展字符需 2 个 char（surrogate pair） boolean 只有 true/false，不能和 0/1 互转（和 C 不同） Integer.valueOf(127) == Integer.valueOf(127) 为 true，128 为 false（缓存池 -128~127） Integer.parseInt("") 抛 NumberFormatException，Integer.parseInt(null) 也抛 二、运算符与表达式（11-18） & 和 && 区别：& 两边都执行（位运算或逻辑与），&& 短路 | 和 || 同理，|| 短路 ^ 按位异或，~ 按位取反（包含符号位） >> 算术右移（补符号位），>>> 无符号右移（补 0） i++ 和 ++i 的字节码区别：前者先加载后自增，后者先自增后加载 += 隐式类型转换：short s = 1; s += 1; 合法，s = s + 1; 编译错误 三元运算符 ? : 必须返回相同类型，否则自动类型提升 字符串拼接用 + 在循环内会生成大量 StringBuilder，循环外编译器自动优化 三、String 相关（19-28） String 不可变，底层 char[] 被 final 修饰且不暴露修改方法 字符串常量池在堆中（Java 8+），intern() 手动入池 new String("abc") 创建 2 个对象（常量池 + 堆），"abc" 只创建 1 个（若池中没有） String.equals() 比较内容，== 比较引用地址 String.compareTo() 按字典序比较，返回差值 String.format() 使用 %s %d %f 占位符 substring() 在 Java 7 前共享 char[]，Java 7+ 创建新数组（解决内存泄漏） split() 参数是正则，. 需转义为 \\. replace() 替换所有字符，replaceAll() 支持正则 StringBuilder 线程不安全，StringBuffer 线程安全（方法加 synchronized），但慢 四、equals 与 hashCode（29-34） 重写 equals 必须重写 hashCode，否则 HashMap/HashSet 失效 equals 必须满足：自反、对称、传递、一致、非空（x.equals(null) 返回 false） hashCode 相等的两个对象 equals 不一定相等（哈希冲突） Objects.equals(a, b) 自动判空，避免 null.equals() Arrays.deepEquals() 比较多维数组，Arrays.equals() 只比较一维 List.equals() 要求顺序相同，Set.equals() 仅要求元素相同（顺序无关） 五、异常处理（35-44） try-catch-finally 中 finally 在 return 之前执行，但返回值已在 finally 前计算好 finally 中有 return 会覆盖 try/catch 的返回值 finally 中修改返回的引用对象内容会生效（如 List.add()） 不要在 finally 中写 return，也不要在其中抛出异常（会掩盖原始异常） try-with-resources 要求资源实现 AutoCloseable，关闭顺序：先声明的后关闭 受检异常（Exception 子类）必须 try-catch 或 throws，RuntimeException 非受检 异常链：catch (SQLException e) { throw new RuntimeException(e); } 保留堆栈 printStackTrace() 不应用在生产日志中，用 log.error("msg", e) Throwable 包括 Error 和 Exception，Error 不应该捕获（如 OutOfMemoryError） finally 中关闭资源时可能抛异常，要用 try-catch 包裹或使用 try-with-resources 六、集合框架（45-62） ArrayList 初始容量 10，扩容 1.5 倍（oldCapacity + (oldCapacity >> 1)） ArrayList 随机访问 O(1)，中间插入删除 O(n)，LinkedList 相反 LinkedList 实现了 Deque，可作为队列/栈使用 HashMap 容量为 2 的幂，默认 16，负载因子 0.75，扩容 2 倍 HashMap 索引计算：(n - 1) & hash，hash = key.hashCode() ^ (h >>> 16) Java 8+ HashMap 链表长度 > 8 且容量 >= 64 时转红黑树，< 6 时退化为链表 HashMap 的 key 为 null 时，hash 值为 0，存在 table[0] ConcurrentHashMap 分段锁（Java 7）→ synchronized + CAS（Java 8+） Hashtable 线程安全但全表锁，已淘汰 TreeMap 基于红黑树，有序（按 key 自然序或 Comparator） LinkedHashMap 按插入顺序或访问顺序（accessOrder=true 可实现 LRU） HashSet 底层是 HashMap，TreeSet 底层是 TreeMap PriorityQueue 小顶堆，Comparator.reverseOrder() 可转大顶堆 ArrayDeque 优于 Stack（Stack 已废弃，ArrayDeque 线程不安全但更快） Collections.synchronizedList() 包装为线程安全，但迭代时仍需手动同步 CopyOnWriteArrayList 读多写少场景，写时复制整个数组 List.of() / Set.of()（Java 9+）返回不可变集合，不能增删改 ArrayList.subList() 返回视图，对子列表操作会影响原列表，反之亦然 七、并发与线程（63-80） 创建线程的三种方式：Thread、Runnable、Callable（有返回值） start() 启动线程，run() 只是普通方法调用 synchronized 可锁实例方法、静态方法（锁 Class）、代码块 wait() 释放锁，sleep() 不释放锁，yield() 让出 CPU 但不释放锁 wait()/notify() 必须在 synchronized 块中调用，否则抛 IllegalMonitorStateException notify() 随机唤醒一个，notifyAll() 唤醒全部 死锁四条件：互斥、请求与保持、不可抢占、循环等待 破坏死锁：按固定顺序加锁、tryLock() 超时、使用 ReentrantLock volatile 保证可见性和有序性（禁止指令重排），不保证原子性 AtomicInteger 用 CAS 实现原子操作，incrementAndGet() 底层是 Unsafe.compareAndSwapInt ThreadLocal 用完后必须 remove()，否则线程池复用导致内存泄漏 ThreadLocal 底层是 ThreadLocalMap，key 是弱引用，value 是强引用 ExecutorService 用 shutdown() 优雅关闭，shutdownNow() 立即关闭 线程池核心参数：核心线程数、最大线程数、存活时间、阻塞队列、拒绝策略 四种拒绝策略：AbortPolicy（抛异常）、CallerRunsPolicy（调用者执行）、DiscardPolicy（丢弃）、DiscardOldestPolicy（丢弃最旧） CachedThreadPool 最大线程数 Integer.MAX_VALUE，容易 OOM，慎用 FixedThreadPool 使用无界队列，任务积压可能导致 OOM Future.get() 阻塞，CompletableFuture 异步回调更灵活 八、I/O 与 NIO（81-88） File 只是路径抽象，不表示真实文件，exists() 判断是否存在 FileInputStream 读取字节，FileReader 读取字符（默认编码可能乱码） BufferedReader 用 readLine() 按行读取，Files.readAllLines() 更简洁 InputStreamReader 可指定字符集：new InputStreamReader(new FileInputStream("a.txt"), StandardCharsets.UTF_8) try-with-resources 自动关闭多个资源，用分号分隔 Path/Paths/Files（Java 7+）替代 File，Files.walk() 遍历目录树 NIO 核心：Channel + Buffer + Selector（多路复用） ByteBuffer 读写切换需调用 flip()，clear() 清空，compact() 压缩 九、JVM 与内存（89-95） JVM 内存区域：堆、栈、方法区（元空间）、程序计数器、本地方法栈 堆分代：年轻代（Eden + S0 + S1）→ 老年代，默认比例 8:1:1 OutOfMemoryError 常见原因：堆 OOM、元空间 OOM、直接内存 OOM、栈溢出 栈溢出 StackOverflowError，递归过深或无终止条件 System.gc() 仅建议 GC，不保证执行 finalize() 已废弃（Java 9+），对象自救不靠谱 类加载器：Bootstrap（rt.jar）→ Extension → Application，双亲委派模型 十、日期与时间（96-100） java.util.Date 可变、线程不安全，已废弃，用 java.time.*（Java 8+） LocalDate / LocalTime / LocalDateTime 不含时区，ZonedDateTime 含时区 Instant 时间戳（秒/纳秒），Duration 计算时间差，Period 计算日期差 格式化用 DateTimeFormatter 线程安全，替代 SimpleDateFormat（线程不安全） LocalDateTime.now() 获取当前时间，parse("2026-07-09") 按 ISO 标准解析 十一、语法糖与常见坑（101-110） 泛型编译期擦除，运行时无泛型信息（List<String> 和 List<Integer> 在运行时相同） 可变参数本质是数组，public void method(String... args) 可传数组或逗号分隔 枚举 enum 默认继承 Enum，不能被继承，构造器私有 匿名内部类持有外部类引用（this$0），可能导致内存泄漏 接口默认方法 default，静态方法 static，接口中变量默认 public static final 抽象类可有构造器，接口无构造器 switch 支持 byte/short/char/int/String/enum，不支持 long/float/double break 跳出循环，continue 跳过本次，return 结束方法 标签 label: 可跳出外层循环，但不推荐使用 数组协变：String[] 是 Object[] 的子类，但集合泛型不变 十二、网络与反射（111-118） URL 和 URI 区别：URI 是标识符，URL 是定位符（包含协议） HttpURLConnection 原生 HTTP 客户端，但 Apache HttpClient / OkHttp 更常用 Socket 阻塞 I/O，ServerSocket 监听端口，accept() 阻塞等待连接 反射 Class.forName() 初始化类，ClassLoader.loadClass() 不初始化 Method.invoke() 性能差，但反射能绕过私有访问（setAccessible(true)） Proxy.newProxyInstance() 动态代理只能代理接口，CGLIB 可代理类 注解保留策略：SOURCE（源码）、CLASS（字节码）、RUNTIME（运行时） 序列化实现 Serializable 接口，serialVersionUID 用于版本兼容，不声明则自动生成 十三、设计原则与模式（119-123） 单例双重检查需 volatile，防止指令重排导致半初始化对象被读取 工厂模式解耦，策略模式消除 if-else，观察者模式事件驱动 依赖倒置：依赖抽象而非具体实现 开闭原则：对扩展开放，对修改封闭 里氏替换：子类可以替换父类出现的地方 十四、Linux 与常用命令（124-128） nohup java -jar app.jar & 后台运行，输出到 nohup.out jps 查看 Java 进程，jstack 打印线程堆栈，jmap 查看堆内存，jstat 监控 GC kill -15 优雅关闭（SIGTERM），kill -9 强制杀死（SIGKILL） tail -f app.log 实时查看日志，grep -C 10 "error" app.log 显示上下文 netstat -tlnp 查看端口占用，lsof -i:8080 查看指定端口 十五、数据库与 JDBC（129-133） PreparedStatement 防 SQL 注入，占位符 ?，编译一次执行多次 Statement 拼接字符串有注入风险，不用 ResultSet 游标从 1 开始，next() 移动指针，getString(1) 按索引取 事务隔离级别：读未提交、读已提交、可重复读、串行化 连接池用 HikariCP（默认）、Druid，不要手动创建连接 十六、Maven / Gradle（134-137） Maven 生命周期：clean → compile → test → package → install → deploy provided 作用域表示运行时由容器提供（如 servlet-api） 依赖传递：compile 传递，test 不传递，provided 不传递 版本冲突用 dependencyManagement 锁定版本，或用 exclude 排除 十七、工具与调试（138-142） System.out.println() 性能差，生产用日志框架（SLF4J + Logback） 日志级别：ERROR > WARN > INFO > DEBUG > TRACE assert 默认禁用，需 -ea 开启，生产慎用 Objects.requireNonNull() 判空抛 NullPointerException，比手动 if 简洁 Optional 用来表示可能为 null 的返回值，不要用作字段或参数 十八、编码规范与常识（143-150） 包名全小写，类名大驼峰，方法/变量小驼峰，常量全大写 + 下划线 方法名用动词（getUser），变量名用名词（userName） 布尔变量用 is / has / can 开头（isDeleted） 一个 .java 文件只能有一个 public 类，文件名必须和 public 类名一致 构造器不能 static，不能被 final 修饰 static 块在类加载时执行一次，{} 实例块在构造器前执行 匿名对象（new User()）用完即抛，适合单次使用 永远不要在线上环境用 System.out 打印大对象，更不要用 e.printStackTrace()