java基础面试题

1.JVM

1.1.JVM

Java 虚拟机是运行字节码的虚拟机。JVM有针对不同系统的特定实现(Windows,Linux,macOS),目的是使用相同的字节码,给出相同的结果

1.2.什么是字节码?采用字节码有什么好处?

在Java中,JVM可以理解的代码就叫做字节码(即扩展名为 .class 的文件),它不面向任何特定的处理器,只面向虚拟机

Java语言通用的字节码方式,在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题同时保留了解释性语言可移植的特点。

所以Java程序运行比较高效,而且,由于字节码并不针对一种特定的机器,因此,Java程序无需重新编译便可在多种操作系统的计算机上运行。

1.3.Java程序从源代码到运行一般有下面3步。

.java文件(源文件) --》 .class文件(JVM可理解的字节码文件)--》 机器可执行的二进制机器码

源文件经过jdk中的javac编译为字节码文件,再经过虚拟机,变为可执行的二进制机器码

 

 我们需要注意的是 .class-> 机器码这一步。

这一步JVM类加载器首先加载字节码文件,然后通过解释器逐行解释执行,这种方式的执行速度相对比较慢。

而且,有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码),所以后面引进了JIT编译器,而JIT编译器属于运行时编译。

当JIT编译器完成第一次编译后,会将字节码对应的机器码保存下来,下次可以直接使用。

而我们知道,机器码的运行效率是高于Java解释器的。

这也解释了我们为什么说Java是编译和解释共存的语言。

HotSpot 采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法,根据二八定律,消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码(热点代码),而这也就是 JIT 所需要编译的部分。JVM 会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化,因此执行的次数越多,它的速度就越快。JDK 9 引入了一种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation),它是直接将字节码编译成机器码,这样就避免了 JIT 预热等各方面的开销。JDK 支持分层编译和 AOT 协作使用。但是 ,AOT 编译器的编译质量是肯定比不上 JIT 编译器的。

总结:

Java虚拟机是运行Java字节码的虚拟机。

JVM有针对不同系统的特定实现,目的是使用相同的字节码,都会给出相同的结果。

字节码和不同系统的JVM是实现Java语言“一次编译,随处运行”的关键。

 

 2.JDK和JRE

JDK的全称是Java Development Kit,它是功能齐全的Java SDK。它拥有JRE拥有的一切,还有编译器(javac)和工具(如javadoc和jdb)。

它能创建和编译程序。

JRE是Java运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合,包括 Java 虚拟机(JVM),Java 类库,java 命令和其他的一些基础构件。

但是,它不能用于创建新程序。

3.Java 和 C++的区别?

  • 都是面向对象的语言,都支持封装、继承和多态
  • Java 不提供指针来直接访问内存,程序内存更加安全
  • Java 的类是单继承的,C++ 支持多重继承;虽然 Java 的类不可以多继承,但是接口可以多继承。
  • Java 有自动内存管理垃圾回收机制(GC),不需要程序员手动释放无用内存
  • 在 C 语言中,字符串或字符数组最后都会有一个额外的字符'\0'来表示结束。但是,Java 语言中没有结束符这一概念。 这是一个值得深度思考的问题,具体原因推荐看这篇文章: https://blog.csdn.net/sszgg2006/article/details/49148189

4.import java 和 javax 有什么区别?

刚开始的时候 JavaAPI 所必需的包是 java 开头的包,javax 当时只是扩展 API 包来使用。

然而随着时间的推移,javax 逐渐地扩展成为 Java API 的组成部分。

但是,将扩展从 javax 包移动到 java 包确实太麻烦了,最终会破坏一堆现有的代码。

因此,最终决定 javax 包将成为标准 API 的一部分。

所以,实际上 java 和 javax 没有区别。这都是一个名字。

 

5.为什么说 Java 语言“编译与解释并存”?

高级编程语言按照程序的执行方式分为编译型和解释型两种。

简单来说,编译型语言是指编译器针对特定的操作系统将源代码一次性翻译成可被该平台执行的机器码

解释型语言是指解释器对源程序逐行解释成特定平台的机器码立即执行

Java 语言既具有编译型语言的特征,也具有解释型语言的特征,

因为 Java 程序要经过先编译,后解释两个步骤,由 Java 编写的程序需要先经过编译步骤,生成字节码(*.class 文件),

这种字节码必须由 Java 解释器来解释执行。因此,我们可以认为 Java 语言编译与解释并存。

 

6.字符型常量和字符串常量的区别?

  • 形式上: 字符常量是单引号引起的一个字符; 字符串常量是双引号引起的 0 个或若干个字符

  • 含义上: 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)

  • 占内存大小 字符常量只占 2 个字节; 字符串常量占若干个字节 (注意: char 在 Java 中占两个字节),

7.标识符和关键字的区别是什么?

标识符就是一个名字,在我们编写程序的时候,需要大量地为程序、类、变量、方法等取名字,于是就有了标识符;

但是有一些标识符,Java 语言已经赋予了其特殊的含义只能用于特定的地方,这种特殊的标识符就是关键字

 

8. Java 中有哪些常见的关键字?

访问控制privateprotectedpublic    
类,方法和变量修饰符 abstract class extends final implements interface native
  new static strictfp synchronized transient volatile  
程序控制 break continue return do while if else
  for instanceof switch case default    
错误处理 try catch throw throws finally    
包相关 import package          
基本类型 boolean byte char double float int long
  short null true false      
变量引用 super this void        
保留字 goto const        

 

9.continue、break、和 return 的区别是什么?

continue :指跳出当前的这一次循环,继续下一次循环。

break :指跳出整个循环体,继续执行循环下面的语句。

return 用于跳出所在方法,结束该方法的运行。

  return 一般有两种用法:

  1. return; :直接使用 return 结束方法执行,用于没有返回值函数的方法
  2. return value; :return 一个特定值,用于有返回值函数的方法

10.Java 泛型了解么?什么是类型擦除?介绍一下常用的通配符?

Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制,该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。

泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。

Java 的泛型是伪泛型,这是因为 Java 在编译期间,所有的泛型信息都会被擦掉,这也就是通常所说类型擦除 。 更多关于类型擦除的问题,可以查看这篇文章:《Java 泛型类型擦除以及类型擦除带来的问题》 。

List<Integer> list = new ArrayList<>();

list.add(12);
//这里直接添加会报错
list.add("a");
Class<? extends List> clazz = list.getClass();
Method add = clazz.getDeclaredMethod("add", Object.class);
//但是通过反射添加,是可以的
add.invoke(list, "kl");

System.out.println(list)

泛型一般有三种使用方式:泛型类、泛型接口、泛型方法。

1.泛型类:

//此处T可以随便写为任意标识,常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
//在实例化泛型类时,必须指定T的具体类型
public class Generic<T>{

    private T key;

    public Generic(T key) {
        this.key = key;
    }

    public T getKey(){
        return key;
    }
}

如何实例化泛型类:

Generic<Integer> genericInteger = new Generic<Integer>(123456);

2.泛型接口 :

public interface Generator<T> {
    public T method();
}

实现泛型接口,不指定类型:

class GeneratorImpl<T> implements Generator<T>{
    @Override
    public T method() {
        return null;
    }
}

实现泛型接口,指定类型:

class GeneratorImpl<T> implements Generator<String>{
    @Override
    public String method() {
        return "hello";
    }
}

3.泛型方法 :

   public static < E > void printArray( E[] inputArray )
   {
         for ( E element : inputArray ){
            System.out.printf( "%s ", element );
         }
         System.out.println();
    }

使用:

// 创建不同类型数组: Integer, Double 和 Character
Integer[] intArray = { 1, 2, 3 };
String[] stringArray = { "Hello", "World" };
printArray( intArray  );
printArray( stringArray  );

常用的通配符为: T,E,K,V,?

  • ? 表示不确定的 java 类型
  • T (type) 表示具体的一个 java 类型
  • K V (key value) 分别代表 java 键值中的 Key Value
  • E (element) 代表 Element

更多关于 Java 泛型中的通配符可以查看这篇文章:《聊一聊-JAVA 泛型中的通配符 T,E,K,V,?》

11.==和 equals 的区别

== : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即判断两个对象是不是同一个对象。(基本数据类型==比较的是值,引用数据类型==比较的是内存地址)

equals() : 它的作用也是判断两个对象是否相等,它不能用于比较基本数据类型的变量equals()方法存在于Object类中,而Object类是所有类的直接或间接父类。

Objectequals()方法:

public boolean equals(Object obj) {
     return (this == obj);
}

equals() 方法存在两种使用情况:

  • 情况 1:类没有覆盖 equals()方法。则通过equals()比较该类的两个对象时,等价于通过“==”比较这两个对象。使用的默认是 Objectequals()方法。
  • 情况 2:类覆盖了 equals()方法一般,我们都覆盖 equals()方法来两个对象的内容相等;若它们的内容相等,则返回 true(即,认为这两个对象相等)

举个例子:

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        String a = new String("ab"); // a 为一个引用
        String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样
        String aa = "ab"; // 放在常量池中
        String bb = "ab"; // 从常量池中查找
        if (aa == bb) // true
            System.out.println("aa==bb");
        if (a == b) // false,非同一对象
            System.out.println("a==b");
        if (a.equals(b)) // true
            System.out.println("aEQb");
        if (42 == 42.0) { // true
            System.out.println("true");
        }
    }
}

说明:

  • String 中的 equals 方法是被重写过的,因为 Object 的 equals 方法是比较的对象的内存地址,而 String 的 equals 方法比较的是对象的值。
  • 当创建 String 类型的对象时,虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象,如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个 String 对象。

Stringequals()方法:

public boolean equals(Object anObject) {
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    if (anObject instanceof String) {
        String anotherString = (String)anObject;
        int n = value.length;
        if (n == anotherString.value.length) {
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            while (n-- != 0) {
                if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
                i++;
            }
            return true;
        }
    }
    return false;
}

12.hashCode()与 equals()

你重写过 hashcode 和 equals么,为什么重写 equals 时必须重写 hashCode 方法?

1)hashCode()介绍

hashCode() 的作用是获取哈希码,也称为散列码;它实际上是返回一个 int 整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置

散列表存储的是键值对(key-value),它的特点是:能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码!(可以快速找到所需要的对象)

2)为什么要有 hashCode?

我们以“HashSet 如何检查重复”为例子来说明为什么要有 hashCode?

当你把对象加入 HashSet 时,HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来判断对象加入的位置,同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较,如果没有相符的 hashcode,HashSet 会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashcode 值的对象,这时会调用 equals() 方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同,HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不同的话,就会重新散列到其他位置。(摘自我的 Java 启蒙书《Head First Java》第二版)。

这样我们就大大减少了 equals 的次数,相应就大大提高了执行速度。

 3)为什么重写 equals 时必须重写 hashCode 方法?

如果两个对象相等,则 hashcode 一定也是相同的。两个对象相等,对两个对象分别调用 equals 方法都返回 true。但是,两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的 。

因此,equals 方法被覆盖过,则 hashCode 方法也必须被覆盖。

4)为什么两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不一定是相等的?

在这里解释一位小伙伴的问题。以下内容摘自《Head Fisrt Java》。

因为 hashCode() 所使用的杂凑算法也许刚好会让多个对象传回相同的杂凑值。

越糟糕的杂凑算法越容易碰撞,但这也与数据值域分布的特性有关(所谓碰撞也就是指的是不同的对象得到相同的 hashCode)

我们刚刚也提到了 HashSet,如果 HashSet 在对比的时候,同样的 hashcode 有多个对象,它会使用 equals() 来判断是否真的相同。

也就是说 hashcode 只是用来缩小查找成本。

更多关于 hashcode() 和 equals() 的内容可以查看:Java hashCode() 和 equals()的若干问题解答

13.Java 中的几种基本数据类型是什么?对应的包装类型是什么?各自占用多少字节呢?

Java中有 8 种基本数据类型,分别为:

  1. 6 种数字类型 :byte、short、int、long、float、double
  2. 1 种字符类型:char
  3. 1 种布尔型:boolean。

这八种基本类型都有对应的包装类分别为:Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character、Boolean

基本类型位数字节默认值
int 32 4 0
short 16 2 0
long 64 8 0L
byte 8 1 0
char 16 2 'u0000'
float 32 4 0f
double 64 8 0d
boolean 1   false

对于 boolean,官方文档未明确定义,它依赖于 JVM 厂商的具体实现。逻辑上理解是占用 1 位,但是实际中会考虑计算机高效存储因素。

注意:

  1. Java 里使用 long 类型的数据一定要在数值后面加上 L,否则将作为整型解析:
  2. char a = 'h'char :单引号,String a = "hello" :双引号

14.8 种基本类型的包装类和常量池

Java 基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术,即 Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean;前面 4 种包装类默认创建了数值[-128,127] 的相应类型的缓存数据,

Character 创建了数值在[0,127]范围的缓存数据,Boolean 直接返回 True Or False。如果超出对应范围仍然会去创建新的对象。

 为啥把缓存设置为[-128,127]区间?(参见 issue/461)性能和资源之间的权衡。

public static Boolean valueOf(boolean b) {
    return (b ? TRUE : FALSE);
}
private static class CharacterCache {
    private CharacterCache(){}

    static final Character cache[] = new Character[127 + 1];
    static {
        for (int i = 0; i < cache.length; i++)
            cache[i] = new Character((char)i);
    }
}

两种浮点数类型的包装类 Float,Double 并没有实现常量池技术

        Integer i1 = 33;
        Integer i2 = 33;
        System.out.println(i1 == i2);// 输出 true
        Integer i11 = 333;
        Integer i22 = 333;
        System.out.println(i11 == i22);// 输出 false
        Double i3 = 1.2;
        Double i4 = 1.2;
        System.out.println(i3 == i4);// 输出 false

Integer 缓存源代码:

/**
*此方法将始终缓存-128 到 127(包括端点)范围内的值,并可以缓存此范围之外的其他值。
*/
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

应用场景:

  1. Integer i1=40;Java 在编译的时候会直接将代码封装成 Integer i1=Integer.valueOf(40);,从而使用常量池中的对象。
  2. Integer i1 = new Integer(40);这种情况下会创建新的对象。
 Integer i1 = 40;
  Integer i2 = new Integer(40);
  System.out.println(i1 == i2);//输出 false

Integer 比较更丰富的一个例子:

  Integer i1 = 40;
  Integer i2 = 40;
  Integer i3 = 0;
  Integer i4 = new Integer(40);
  Integer i5 = new Integer(40);
  Integer i6 = new Integer(0);

  System.out.println("i1=i2   " + (i1 == i2));
  System.out.println("i1=i2+i3   " + (i1 == i2 + i3));
  System.out.println("i1=i4   " + (i1 == i4));
  System.out.println("i4=i5   " + (i4 == i5));
  System.out.println("i4=i5+i6   " + (i4 == i5 + i6));
  System.out.println("40=i5+i6   " + (40 == i5 + i6));

结果:

i1=i2   true
i1=i2+i3   true
i1=i4   false
i4=i5   false
i4=i5+i6   true
40=i5+i6   true

解释:

语句 i4 == i5 + i6,因为+这个操作符不适用于 Integer 对象,首先 i5 和 i6 进行自动拆箱操作,进行数值相加,即 i4 == 40

然后 Integer 对象无法与数值进行直接比较,所以 i4 自动拆箱转为 int 值 40最终这条语句转为 40 == 40 进行数值比较。

 15.为什么Java中只有值传递?

按值调用(call by value)表示方法接收的是调用者提供的值,而按引用调用(call by reference)表示方法接收的是调用者提供的变量地址

一个方法可以修改传递引用所对应的变量值,而不能修改传递值调用所对应的变量值。 它用来描述各种程序设计语言(不只是 Java)中方法参数传递方式。

Java 程序设计语言总是采用按值调用。也就是说,方法得到的是所有参数值的一个拷贝,也就是说,方法不能修改传递给它的任何参数变量的内容。

下面通过 3 个例子来给大家说明

example 1

public static void main(String[] args) {
    int num1 = 10;
    int num2 = 20;

    swap(num1, num2);

    System.out.println("num1 = " + num1);
    System.out.println("num2 = " + num2);
}

public static void swap(int a, int b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    System.out.println("a = " + a);
    System.out.println("b = " + b);
}

结果:

a = 20
b = 10
num1 = 10
num2 = 20

通过上面例子,我们已经知道了一个方法不能修改一个基本数据类型的参数,而对象引用作为参数就不一样

请看 example2.

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        System.out.println(arr[0]);
        change(arr);
        System.out.println(arr[0]);
    }

    public static void change(int[] array) {
        // 将数组的第一个元素变为0
        array[0] = 0;
    }

结果:

1
0

通过 example2 我们已经看到,实现一个改变对象参数状态的方法并不是一件难事

理由很简单,方法得到的是对象引用的拷贝,对象引用及其他的拷贝同时引用同一个对象

很多程序设计语言(特别是,C++和 Pascal)提供了两种参数传递的方式:值调用和引用调用。

有些程序员(甚至本书的作者)认为 Java 程序设计语言对对象采用的是引用调用,实际上,这种理解是不对的。

由于这种误解具有一定的普遍性,所以下面给出一个反例来详细地阐述一下这个问题。

example 3

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Student s1 = new Student("小张");
        Student s2 = new Student("小李");
        Test.swap(s1, s2);
        System.out.println("s1:" + s1.getName());
        System.out.println("s2:" + s2.getName());
    }

    public static void swap(Student x, Student y) {
        Student temp = x;
        x = y;
        y = temp;
        System.out.println("x:" + x.getName());
        System.out.println("y:" + y.getName());
    }
}

结果:

x:小李
y:小张
s1:小张
s2:小李

方法并没有改变存储在变量 s1 和 s2 中的对象引用swap 方法的参数 x 和 y 被初始化为两个对象引用的拷贝,这个方法交换的是这两个拷贝

总结

Java 程序设计语言对对象采用的不是引用调用,实际上,对象引用是按 值传递的。

下面再总结一下 Java 中方法参数的使用情况

  • 个方法不能修改一个基本数据类型的参数(即数值型或布尔型)。
  • 一个方法可以改变一个对象参数的状态
  • 一个方法不能让对象参数引用一个新的对象

16.重载和重写的区别

重载就是同样的一个方法能够根据输入数据的不同,做出不同的处理

重写就是当子类继承自父类的相同方法,输入数据一样,但要做出有别于父类的响应时,你就要覆盖父类方法

重载:

发生在同一个类中(或者父类和子类之间),方法名必须相同,参数类型不同、个数不同、顺序不同,方法返回值和访问修饰符可以不同

重载就是同一个类中多个同名方法根据不同的传参来执行不同的逻辑处理。

重写:

重写发生在运行期,是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写。

  1. 返回值类型、方法名、参数列表必须相同,抛出的异常范围小于等于父类,访问修饰符范围大于等于父类
  2. 如果父类方法访问修饰符为 private/final/static 则子类就不能重写该方法,但是被 static 修饰的方法能够被再次声明。
  3. 构造方法无法被重写

综上:重写就是子类对父类方法的重新改造,外部样子不能改变,内部逻辑可以改变

区别点重载方法重写方法
发生范围 同一个类 子类
参数列表 必须修改 一定不能修改
返回类型 可修改 子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等
异常 可修改 子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等;
访问修饰符 可修改 一定不能做更严格的限制(可以降低限制)
发生阶段 编译期 运行期

方法的重写要遵循“两同两小一大”

  • “两同”即方法名相同、形参列表相同;
  • “两小”指的是子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等,子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等;
  • “一大”指的是子类方法的访问权限应比父类方法的访问权限更大或相等。

关于 重写的返回值类型 这里需要额外多说明一下,上面的表述不太清晰准确:如果方法的返回类型是void和基本数据类型,则返回值重写时不可修改。但是如果方法的返回值是引用类型,重写时是可以返回该引用类型的子类的。

17.深拷贝 vs 浅拷贝

  1. 浅拷贝:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型进行引用传递般的拷贝,此为浅拷贝。
  2. 深拷贝:对基本数据类型进行值传递,对引用数据类型,创建一个新的对象,并复制其内容,此为深拷贝。

18.面向对象和面向过程的区别

  • 面向过程 :面向过程性能比面向对象高。 因为类调用时需要实例化,开销比较大,比较消耗资源,所以当性能是最重要的考量因素的时候,比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix 等一般采用面向过程开发。但是,面向过程没有面向对象易维护、易复用、易扩展。
  • 面向对象 :面向对象易维护、易复用、易扩展。 因为面向对象有封装、继承、多态性的特性,所以可以设计出低耦合的系统,使系统更加灵活、更加易于维护。但是,面向对象性能比面向过程低。

19.在 Java 中定义一个不做事且没有参数的构造方法的作用

Java 程序在执行子类的构造方法之前,如果没有用 super()来调用父类特定的构造方法,则会调用父类中“没有参数的构造方法”。因此,如果父类中只定义了有参数的构造方法,而在子类的构造方法中又没有用 super()来调用父类中特定的构造方法,则编译时将发生错误,因为 Java 程序在父类中找不到没有参数的构造方法可供执行。解决办法是在父类里加上一个不做事且没有参数的构造方法。

 20.成员变量与局部变量的区别有哪些?

  1. 从语法形式上看: 成员变量是属于类的,而局部变量是在代码块或方法中定义的变量或是方法的参数;成员变量可以被 public,private,static 等修饰符所修饰,而局部变量不能被访问控制修饰符及 static 所修饰;但是,成员变量和局部变量都能被 final 所修饰。
  2. 从变量在内存中的存储方式来看: 如果成员变量是使用static修饰的,那么这个成员变量是属于类的,如果没有使用static修饰,这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存,局部变量则存在于栈内存。
  3. 从变量在内存中的生存时间上看成员变量是对象的一部分,它随着对象的创建而存在,而局部变量随着方法的调用而自动消失。
  4. 成员变量如果没有被赋初值: 则会自动以类型的默认值而赋值(一种情况例外:被 final 修饰的成员变量也必须显式地赋值),而局部变量则不会自动赋值。

21.创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同?

new 运算符,new 创建对象实例(对象实例在堆内存中),对象引用指向对象实例(对象引用存放在栈内存中)

一个对象引用可以指向 0 个或 1 个对象; 一个对象可以有 n 个引用指向它。

 22.一个类的构造方法的作用是什么? 若一个类没有声明构造方法,该程序能正确执行吗? 为什么?

主要作用是完成对类对象的初始化工作

可以执行。

因为一个类即使没有声明构造方法也会有默认的不带参数的构造方法。如果我们自己添加了类的构造方法(无论是否有参),Java 就不会再添加默认的无参数的构造方法了,这时候,就不能直接 new 一个对象而不传递参数了,所以我们一直在不知不觉地使用构造方法,这也是为什么我们在创建对象的时候后面要加一个括号(因为要调用无参的构造方法)。如果我们重载了有参的构造方法,记得都要把无参的构造方法也写出来(无论是否用到),因为这可以帮助我们在创建对象的时候少踩坑。

23.构造方法有哪些特性?

  1. 名字与类名相同。
  2. 没有返回值,但不能用 void 声明构造函数。
  3. 生成类的对象时自动执行,无需调用。

24.在调用子类构造方法之前会先调用父类没有参数的构造方法,其目的是?

帮助子类做初始化工作。

25.在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的?

由于静态方法可以不通过对象进行调用,而非静态变量要通过对象调用,因此在静态方法里,不能调用其他非静态变量,也不可以访问非静态变量成员。

26.静态方法和实例方法有何不同

  1. 在外部调用静态方法时,可以使用"类名.方法名"的方式,也可以使用"对象名.方法名"的方式。而实例方法只有后面这种方式。也就是说,调用静态方法可以无需创建对象。

  2. 静态方法在访问本类的成员时,只允许访问静态成员(即静态成员变量和静态方法),而不允许访问实例成员变量和实例方法实例方法则无此限制。

 27.String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?

String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串private final char value[]所以String 对象是不可变的。

在 Java 9 之后,String 、StringBuilder 与 StringBuffer 的实现改用 byte 数组存储字符串 private final byte[] value

而 StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类,在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串char[]value 但是没有用 final 关键字修饰,所以这两种对象都是可变的

StringBuilder 与 StringBuffer 的构造方法都是调用父类构造方法也就是AbstractStringBuilder 实现的,大家可以自行查阅源码。

AbstractStringBuilder.java

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
    /**
     * The value is used for character storage.
     */
    char[] value;

    /**
     * The count is the number of characters used.
     */
    int count;

    AbstractStringBuilder(int capacity) {
        value = new char[capacity];
    }}

线程安全性

 String 中的对象是不可变的,也就可以理解为常量,线程安全AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类,定义了一些字符串的基本操作,如 expandCapacityappendinsertindexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁,所以是线程安全的StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁,所以是非线程安全的。

性能

每次对 String 类型进行改变的时候,都会生成一个新的 String 对象,然后将指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作,而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升,但却要冒多线程不安全的风险。

对于三者使用的总结

  1. 操作少量的数据: 适用 String
  2. 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuilder
  3. 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuffer

28.Object 类的常见方法总结

Object 类是一个特殊的类,是所有类的父类。它主要提供了以下 11 个方法:

public final native Class<?> getClass()//native方法,用于返回当前运行时对象的Class对象,使用了final关键字修饰,故不允许子类重写。

public native int hashCode() //native方法,用于返回对象的哈希码,主要使用在哈希表中,比如JDK中的HashMap。
public boolean equals(Object obj)//用于比较2个对象的内存地址是否相等,String类对该方法进行了重写用户比较字符串的值是否相等。

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException//naitive方法,用于创建并返回当前对象的一份拷贝。一般情况下,对于任何对象 x,表达式 x.clone() != x 为true,x.clone().getClass() == x.getClass() 为true。Object本身没有实现Cloneable接口,所以不重写clone方法并且进行调用的话会发生CloneNotSupportedException异常。

public String toString()//返回类的名字@实例的哈希码的16进制的字符串。建议Object所有的子类都重写这个方法。

public final native void notify()//native方法,并且不能重写。唤醒一个在此对象监视器上等待的线程(监视器相当于就是锁的概念)。如果有多个线程在等待只会任意唤醒一个。

public final native void notifyAll()//native方法,并且不能重写。跟notify一样,唯一的区别就是会唤醒在此对象监视器上等待的所有线程,而不是一个线程。

public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException//native方法,并且不能重写。暂停线程的执行。注意:sleep方法没有释放锁,而wait方法释放了锁 。timeout是等待时间。

public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException//多了nanos参数,这个参数表示额外时间(以毫微秒为单位,范围是 0-999999)。 所以超时的时间还需要加上nanos毫秒。

public final void wait() throws InterruptedException//跟之前的2个wait方法一样,只不过该方法一直等待,没有超时时间这个概念

protected void finalize() throws Throwable { }//实例被垃圾回收器回收的时候触发的操作

29.Java 序列化中如果有些字段不想进行序列化,怎么办?

对于不想进行序列化的变量,使用 transient 关键字修饰。

transient 关键字的作用是:阻止实例中那些用此关键字修饰的的变量序列化;当对象被反序列化时,被 transient 修饰的变量值不会被持久化和恢复。transient 只能修饰变量,不能修饰类和方法。

30.获取用键盘输入常用的两种方法

方法 1:通过 Scanner

Scanner input = new Scanner(System.in);
String s  = input.nextLine();
input.close();

方法 2:通过 BufferedReader

BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String s = input.readLine();

31.反射机制

JAVA 反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法和属性;这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为 java 语言的反射机制

32.静态编译和动态编译

  • 静态编译: 在编译时确定类型,绑定对象
  • 动态编译: 运行时确定类型,绑定对象

33.反射机制优缺点

优点: 运行期类型的判断,动态加载类,提高代码灵活度。

缺点: 

1,性能瓶颈:反射相当于一系列解释操作,通知 JVM 要做的事情,性能比直接的 java 代码要慢很多。

2,安全问题,让我们可以动态操作改变类的属性同时也增加了类的安全隐患

34.反射的应用场景

反射是框架设计的灵魂。

在我们平时的项目开发过程中,基本上很少会直接使用到反射机制,但这不能说明反射机制没有用,

实际上有很多设计、开发都与反射机制有关,

例如模块化的开发,通过反射去调用对应的字节码;

动态代理设计模式也采用了反射机制,

还有我们日常使用的 Spring/Hibernate 等框架也大量使用到了反射机制。

举例:

  1. 我们在使用 JDBC 连接数据库时使用 Class.forName()通过反射加载数据库的驱动程序
  2. Spring 框架的 IOC(动态加载管理 Bean)创建对象以及 AOP(动态代理)功能都和反射有联系;
  3. 动态配置实例的属性
  4. ......

35.Java异常类层次结构图

 

 

 

 在 Java 中,所有的异常都有一个共同的祖先 java.lang 包中的 Throwable 类。

Throwable 类有两个重要的子类 Exception(异常)和 Error(错误)。

Exception 能被程序本身处理(try-catch), Error 是无法处理的(只能尽量避免)。

Exception 和 Error 二者都是 Java 异常处理的重要子类,各自都包含大量子类。

  • Exception :程序本身可以处理的异常,可以通过 catch 来进行捕获Exception 又可以分为 受检查异常(必须处理) 和 不受检查异常(可以不处理)。
  • Error :Error 属于程序无法处理的错误 ,我们没办法通过 catch 来进行捕获 。例如,Java 虚拟机运行错误(Virtual MachineError)、虚拟机内存不够错误(OutOfMemoryError)、类定义错误(NoClassDefFoundError)等 。这些异常发生时,Java 虚拟机(JVM)一般会选择线程终止。

36.try-catch-finally

  • try块: 用于捕获异常。其后可接零个或多个 catch 块,如果没有 catch 块,则必须跟一个 finally 块。
  • catch: 用于处理 try 捕获到的异常。
  • finally 块: 无论是否捕获或处理异常,finally 块里的语句都会被执行。当在 try 块或 catch 块中遇到 return 语句时,finally 语句块将在方法返回之前被执行。

在以下 3 种特殊情况下,finally 块不会被执行:

1.在 try 或 finally 块中用了 System.exit(int)退出程序。但是,如果 System.exit(int) 在异常语句之后,finally 还是会被执行

2.程序所在的线程死亡。

3.关闭 CPU。

注意: 当 try 语句和 finally 语句中都有 return 语句时,在方法返回之前,finally 语句的内容将被执行,并且 finally 语句的返回值将会覆盖原始的返回值。如下:

public class Test {
    public static int f(int value) {
        try {
            return value * value;
        } finally {
            if (value == 2) {
                return 0;
            }
        }
    }
}

如果调用 f(2),返回值将是 0,因为 finally 语句的返回值覆盖了 try 语句块的返回值。

37.使用 try-with-resources 来代替try-catch-finally

  1. 适用范围(资源的定义): 任何实现 java.lang.AutoCloseable或者 java.io.Closeable 的对象
  2. 关闭资源和 final 的执行顺序: 在 try-with-resources 语句中,任何 catch 或 finally 块在声明的资源关闭后运行

《Effecitve Java》中明确指出:面对必须要关闭的资源,我们总是应该优先使用 try-with-resources 而不是try-finally随之产生的代码更简短,更清晰,产生的异常对我们也更有用。try-with-resources语句让我们更容易编写必须要关闭的资源的代码,若采用try-finally则几乎做不到这点。

Java 中类似于InputStreamOutputStream 、Scanner 、PrintWriter等的资源

都需要我们调用close()方法来手动关闭,

一般情况下我们都是通过try-catch-finally语句来实现这个需求,如下:

       //读取文本文件的内容
        Scanner scanner = null;
        try {
            scanner = new Scanner(new File("D://read.txt"));
            while (scanner.hasNext()) {
                System.out.println(scanner.nextLine());
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (scanner != null) {
                scanner.close();
            }
        }

使用 Java 7 之后的 try-with-resources 语句改造上面的代码:

try (Scanner scanner = new Scanner(new File("test.txt"))) {
    while (scanner.hasNext()) {
        System.out.println(scanner.nextLine());
    }
} catch (FileNotFoundException fnfe) {
    fnfe.printStackTrace();
}

当然多个资源需要关闭的时候,通过使用分号分隔,可以在try-with-resources块中声明多个资源。

try (BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("test.txt")));
             BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("out.txt")))) {
            int b;
            while ((b = bin.read()) != -1) {
                bout.write(b);
            }
        }
        catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

38.简述线程、程序、进程的基本概念。以及他们之间关系是什么?

线程与进程相似,但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程与进程不同的是同类的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源,所以系统在产生一个线程,或是在各个线程之间作切换工作时,负担要比进程小得多,也正因为如此,线程也被称为轻量级进程。

程序含有指令和数据的文件,被存储在磁盘或其他的数据存储设备中,也就是说程序是静态的代码。

进程是程序的一次执行过程,是系统运行程序的基本单位,因此进程是动态的系统运行一个程序即是一个进程从创建,运行到消亡的过程。简单来说,一个进程就是一个执行中的程序,它在计算机中一个指令接着一个指令地执行着,同时,每个进程还占有某些系统资源如 CPU 时间,内存空间,文件,输入输出设备的使用权等等。换句话说,当程序在执行时,将会被操作系统载入内存中。 线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的,而各线程则不一定,因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。从另一角度来说,进程属于操作系统的范畴,主要是同一段时间内,可以同时执行一个以上的程序,而线程则是在同一程序内几乎同时执行一个以上的程序段

39.Java中的IO流分为几种?

  • 按照流的流向分,可以分为输入流和输出流;
  • 按照操作单元划分,可以划分为字节流和字符流;
  • 按照流的角色划分为节点流和处理流。

40.既然有了字节流,为什么还要有字符流?

问题本质想问:不管是文件读写还是网络发送接收,信息的最小存储单元都是字节,那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢?

回答:字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的,问题就出在这个过程还算是非常耗时并且,如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以, I/O 流就干脆提供了一个直接操作字符的接口,方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好,如果涉及到字符的话使用字符流比较好。

 41.BIO,NIO,AIO 有什么区别?

  • BIO (Blocking I/O): 同步阻塞 I/O 模式数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高(小于单机 1000)的情况下,这种模型是比较不错的,可以让每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单,也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗,可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是,当面对十万甚至百万级连接的时候,传统的 BIO 模型是无能为力的。因此,我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。
  • NIO (Non-blocking/New I/O): NIO 是一种同步非阻塞的 I/O 模型,在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架,对应 java.nio 包,提供了 Channel , Selector,Buffer 等抽象。NIO 中的 N 可以理解为 Non-blocking,不单纯是 New。它支持面向缓冲的,基于通道的 I/O 操作方法。 NIO 提供了与传统 BIO 模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样,比较简单,但是性能和可靠性都不好;非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序,可以使用同步阻塞 I/O 来提升开发速率和更好的维护性;对于高负载、高并发的(网络)应用,应使用 NIO 的非阻塞模式来开发
  • AIO (Asynchronous I/O): AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的 IO 模型异步 IO 是基于事件和回调机制实现的,也就是应用操作之后会直接返回,不会堵塞在那里,当后台处理完成,操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步 IO 的缩写,虽然 NIO 在网络操作中,提供了非阻塞的方法,但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说,我们的业务线程是在 IO 操作准备好时,得到通知,接着就由这个线程自行进行 IO 操作,IO 操作本身是同步的。查阅网上相关资料,我发现就目前来说 AIO 的应用还不是很广泛,Netty 之前也尝试使用过 AIO,不过又放弃了。

 

posted @ 2021-02-19 23:14  Vincent-yuan  阅读(25)  评论(0编辑  收藏