Java面试题

    近段时间在准备实习的面试，在网上看到一份面试题，就慢慢试着做，争取每天积累一点点。
    暂时手头上的面试题只有一份，题量还是挺大的，有 208 题，所以可能讲的不是很详细，只是我自己帮助记忆的笔记，希望对你们有启发，同时有什么说的不准确的可以互相讨论一下。
    现在每天给自己在面试题编写的任务是 4 题，有时候忙起来可能就没有时间写了，但是争取日更，即使当天没更也会在之后的更新补上。

• JDK 和 JRE 区别

  • JDK 全名为 Java development kit
  • JRE 全名为 Java Runtime environment
  • JDK 包括 JRE，编译器 javac，以及很多调试和分析工具，例如 jconsole 等等
  • Java 程序运行环境必须有 JRE

• == 和 equals 的区别

  • 在基本数据类型对比中，== 用于对比两者是否相等，没有 equals 的适用
  • equals 是 Object 类的实例方法，若子类没有重写 equals 方法，则跟 == 作用一致
  • 在引用数据类型对比中，== 用于对比实例内存地址是否相同，若引用都指向同一对象，则返回 true
  • 在引用数据类型对比中，euqals 的返回值取决于重写逻辑

• 两个对象的 hashCode() 相同，则 equals() 也一定为 true，对吗

  • equals 用于对比对象间是否相等
  • hasCode 则是给对象返回一个 hash code 值
  • 在使用 Object 默认的 hasCode 以及 equals 时，equals 返回为 true
  • 若 hasCode 或 equals 任一方法被重写，返回的结果取决于重写逻辑的实现

• final 在 Java 中作用

  • final 可以修饰类，方法，变量
  • final 修饰类，则该类不能被继承，且类内所有方法自动指定为 final 方法
  • final 修饰方法，则该方法不能被继承，类内 private 隐式指定为 final 方法
  • final 修饰基本数据类型变量，则该变量需在定义时指定初始值，且后续该值不能被改变
  • final 修改引用类型的变量，则该变量不能再指向其他对象。
  • final 修饰变量，在编译时 JVM 已经将他作为常量，存放于常量池中

• Java 中的 Math.round(-1.5)

  • Java 中的 Math.round(-1.5) 等于 -1
  • Java 中的 Math.round(-1.4) 等于 -1
  • Java 中的 Math.round(-1.6) 等于 -2

• String 属于基础的数据类型吗

  • String 不属于基础数据类型，属于引用数据类型
  • String 拥有很多方法对字符串进行处理，翻转裁切追加等等

• Java 中操作字符串都有哪些类？它们之间有什么区别？

  • StringBuilder 以及 StringBuffer
  • StringBuffer 为线程安全的，性能较 StringBuilder 弱
  • StringBuilder 为线程不安全的，但是性能比 StringBuffer 好
  • 若无线程安全的考虑，通常使用 StringBuilder

• String str=”i” 与 String str=new String(“i”) 一样吗

  • 不一样
  • 两者的引用都存放于栈中，但是前一引用指向常量池，后一引用指向堆中对象中，对象再指向常量池

• 如何将字符串反转

  • 采用递归以及二分法进行字符串反转
  • 调用 String 中的 reverse 方法进行反转
  • 正序遍历字符串倒序拼接字符串
  • 将字符串转换成字符数组，倒序遍历数组拼接
  • 正序遍历 1 / 2 长度字符串，将开头以及对应结尾的字符对调

• String 类的常用方法

  • 字符类

    * charAt(int)，根据索引找到索引上字符
    * indexOf, 寻找条件在当前字符串上的索引 

  • 字符串信息类

    * length，字串长度
    * isEmpty，判断字符串是否为空 

  • 字符串操作类

    * trim，删除字符串中所有空格
    * substring，截取一部分字符串
    * toUpperCase，将字符串全变成大写
    * spilt，根据条件切割字符串并返回数组
    * concat，追加字符串 

  • 对比

    * equals
    * compareTo

• 抽象类必须要有抽象方法吗

  • 抽象类中可以不含有抽象方法，日常开发主要使用抽象类作为模板，若抽象类不含抽象方法，我觉得丧失了抽象类原有的功能

• 普通类和抽象类有哪些区别

  • 普通类可以实例化，抽象类不可以
  • 普通类不能有抽象方法，抽象类可以含有抽象方法
  • 抽象类被继承时必须选择继承父类的一个构造方法

• 抽象类能使用 final 修饰吗？

  • 抽象类不能用 final 修饰。
  • final 修饰的类不能被继承，抽象类设计的初衷就是为了被继承

• 接口和抽象类有什么区别？

  • 接口不能有抽象方法，抽象类可以
  • 接口内方法只声明不实现，抽象类的方法可以有具体实现
  • 接口内变量默认为 final static，抽象类变量跟普通类一致
  • 接口方法默认是 public
  • 普通类可以实现多个接口，只能继承一个抽象类

• Java 中 IO 流分为几种？

  • 操作对象来看，分为字节流，字符流
  • 流的流向来看，分为输入流输出流
  • 总体来说，流分为节点流和处理流，应用了装饰模式，用处理流包装节点流，达到代码通用性

• BIO、NIO、AIO 有什么区别？

  • BIO，从发起 I / O 请求开始到接收结果，线程都是阻塞的
  • NIO，线程发起 I / O 请求后立刻返回，当接收数据时，I/ O 通知线程，线程阻塞获取结果
  • AIO，线程发起 I / O 请求后立刻返回，I/ O 操作不阻塞线程，结果通过回调函数进行返回

• File 的常用方法都有哪些？

  • 获取文件名字及路径

    * getName，获取文件名字
    * getPath。获取文件当前路径
    * getPath，获取文件绝对路径
    * isAbsoulute，判断文件是否绝对路径 

  • 文件信息

    * canRead/canWrite，是否可读 / 可写
    * isFile，是否是文件
    * isDirectory，是否是目录
    * length，文件内容长度 

  • 文件操作

    * createFile，新建一个文件 / 目录
    * delete，删除当前文件 / 目录
    * exists，判断文件 / 目录是否存在 

• Java 容器都有哪些？

  • java 容器主要分两种，单一数据类型以及键值对：Collection 以及 map
  • Collection 包括 List，Set，Queue，List 为有序列表，Set 为无序列表，Queue 为队列实现
  • Map 子类以及接口底层实现不一样，但是高层使用是一样的

• Collection 和 Collections 有什么区别？

  • Collection 为 java 集合类，Collections 为 java 集合操作类

  • Collections 常用方法

    * addAll
    * binarySearch，二分查找
    * emptyList，返回一个有序空列表
    * synchronizedXxx，将线程不安全的集合转换成线程安全的集合 

  • Collection 具有 Set，List，Queue 子接口，用于多数据的存储以及使用

• List、Set、Map 之间的区别是什么？

  • Set 为无序集合，List 为有序列表，Map 为键值对集合
  • Set 的底层实现为：Map 的所有 value 置为 null 封装而成，Map 的 key 是唯一的，所以 Set 不允许重复元素
  • Set 不允许重复元素，List 允许重复元素
  • Set 和 List 只允许存储单一元素，Map 允许存储有映射关系的键值对

• HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

  • HashMap 为线程不安全，Hashtable 线程安全
  • HashMap 允许使用 null 作为 key 或 value，Hashtable 不允许
  • Hashtable 使用 Enumeration 遍历，HashMap 没有专门的迭代器，但是可以通过遍历 key 的集合或者 entry 对，也可以使用 java8 的函数接口进行遍历

• 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？

  • HashMap 为无序集合，TreeMap 为有序集合
  • HashMap 底层存储结构为数组，TreeMap 为红黑树
  • 数据量大且需要按照 key 排序时，使用 TreeMap
  • 数据量小且对顺序无要求时，使用 HashMap
  • 若查找操作占大部分时，使用 HashMap，插入删除大部分时使用 TreeMap

• 说一下 HashMap 的实现原理？

  • HashMap 底层封装了一个 Entry 数组，元素位置基于 Object 类的 hashCode 函数计算
  • 当出现哈希冲突时，采用拉链法解决冲突
  • 数组的初始大小由 capacity 决定，默认是 16
  • 当数组达到一定限度时，触发到负载因子的极限，数组进行动态扩容，扩容后的大小为原大小的两倍

2019.4.24 更新

• 说一下 HashSet 的实现原理？

  • HashSet 底层为 HashMap，方法几乎都是调用 HashMap 相关方法实现

• ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

  • ArrayList 底层实现为数组，当数组元素个数达到数组长度时，数组将进行动态扩容
  • LinkedList 底层实现为链表，原则上不存在元素个数饱和的情况
  • ArrayList 常用于随机访问场景
  • 在添加删除场景中，ArrayList 主要耗时为 System.arrayCopy,Linked

List 则是通过 for 循环寻找插入位置。* 数据量小于 30，两者没有明显差别，当数据量大于容量 1 /10 时，LinkedList 的效率没有 ArrayList 高
* 在元素个数大致相等的情况下，两者遍历的性能差不多 

• 如何实现数组和 List 之间的转换？

  • List 转 Array

    • 调用 List 成员方法 toArray
    • for 循环生成 Array

  • Array 转 List

    • 调用 Arrays 类方法 asList
    • for 循环生成

• ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

  • Vector 为 jdk1.0 的集合类，内部通过数组实现，支持 Enumeration 遍历
  • ArrayList 为 1.2 的集合类，内部通过数组实现，支持 Iterator 遍历
  • Vector 线程同步，ArrayList 线程不同步
  • 内存不足时，Vector 默认扩展 1 倍，ArrayList 默认扩展 1.5 倍

• Array 和 ArrayList 有何区别？

  • Array 可以含有基本数据类型和引用类型，ArrayList 只能包括引用类型
  • Array 的大小是固定的，ArrayList 大小可以动态增加
  • ArrayList 对数据的处理方法比 Array 多，ArrayList 为 Array 的加强版
  • Array 的元素数据类型一样，ArrayList 在未指定泛型的前提下数据类型可以多样
  • 实际开发中 Array 不常用，主要用于确定元素个数的场景中。多用 ArrayList

2019.04.25 更新

• 在 Queue 中 poll() 和 remove() 有什么区别？

  • 在队列不为空时，两者的作用都是返回队头元素
  • 在队列为空时，使用 poll 方法会返回 null，使用 remove 则会抛出 NoSuchElementException 异常

• 哪些集合类是线程安全的？

  • Hashtable，Vector，Stack
  • 由 Collections 的 synchronizedXxx 方法包装的集合

  • java.util.concurrent 包中的集合

    • ConcurrentHashMap
    • CopyOnWriteArrayList/CopyOnWriteArraySet

• 迭代器 Iterator 是什么？

  • Iterator 隐藏了 Collection 实现类的具体细节，提供很多对集合元素进行迭代的方法

• Iterator 怎么使用？有什么特点？

  • 使用集合类的成员方法获取 Iterator 实例
  • hasNext, 检查是否具有下一迭代元素
  • next，获取下一迭代元素
  • forEachRemaining，java 8 新增的方法，利用函数式接口进行迭代
  • remove，移除底层集合元素

2019.04.26 更新

• Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

  • 相同

    * 都是迭代器，都可以用于迭代 Collection 集合
    * 都可以顺序向后遍历集合元素
    * 都可以移除底层集合元素 

  • 不同

    * ListIteaator 有 add 方法，可以添加元素到底层集合中，位置在迭代器当前位置之前
    * ListIterator 可以向前遍历，Iterator 不能
    * ListIterator 可以通过 nextIndex 以及 preIndex 定位索引位置，Iteratoor 不能
    * ListIterator 可以通过 set 方法对元素进行修改 

• 怎么确保一个集合不能被修改？

  • 通过 Collections 工具类的静态方法 unmodifiableXxx 对可变集合进行封装
  • 通过 Collections 的静态方法 emptyXxx 返回一个空的不可变集合
  • 通过 Collections 静态方法 singletonXxx 返回带有特定对象的不可变集合

• 并行和并发有什么区别？

  • 并行是指能同时处理多个任务的能力，属于计算机硬件处理范畴
  • 并发是指多个任务被计算机交替执行，例如 Java 的多线程，属于计算机软件的范畴

• 线程和进程的区别？

  • 进程是程序在计算机的一次执行活动，是操作系统分配资源的基本单位，可以单独执行
  • 线程是进程的一个实体，是 CPU 调度和分派的基本单位，必须依附于进程执行
  • 进程是计算机硬件范畴的概念，线程是计算机软件范畴的概念
  • 一个进程至少由一个线程组成

2019.04.27 更新

• 守护线程是什么？

  • 在 Java 中有两类线程，用户线程与守护线程
  • 守护线程独立于控制终端·并且周期性执行某种任务或等待处理某些发生的事件
  • 守护线程主要为其他线程运行提供便利服务，例如 GC
  • 守护线程创建与用户线程大概一致，但要在线程开始之前通过成员方法 setDaemon 设置为守护线程
  • 当所有非守护线程停止工作时，守护线程才会停止工作

• 创建线程有哪几种方式？

  • 通过继承 Tread 并重写 run 方法创建
  • 通过实现 Runnable 接口并重写 run 方法创建
  • 通过实现 Callable 接口重写 call 方法，并使用 FutureTask 包装对象进行创建

• 说一下 runnable 和 callable 有什么区别？

  • callable 有返回值，可以通过 Future 接口的 get 方法获取，runnable 没有返回值
  • callable 执行会阻塞线程，runnable 不会
  • callable 的执行通过 FutureTask 进行包装，runnable 的执行则通过 Thread
  • callable 可以抛出异常，runnable 只能在内部进行处理

• 线程有哪些状态？

  • 新建，就绪，运行，阻塞，死亡五种状态
  • 当调用线程类的 start 方法时，线程进入就绪状态，等待获得 CPU 时间片
  • 线程得到 CPU 时间片时进行运行状态
  • 当调用 sleep 方法，调用阻塞式 I /O，试图获取同步监视器，suspend 被调用，等待 notify 时，进入阻塞状态
  • 当被 notify，获取到资源或同步监视器时，进行就绪状态
  • 当 run/call 方法执行完毕，抛出异常未处理或调用 stop 方法时，线程死亡

2019.04.28 更新

• sleep() 和 wait() 有什么区别？

  • sleep 属于线程类方法，wait 属于 Object 类的方法
  • sleep 不会释放线程锁，wait 释放线程锁

• notify() 和 notifyAll() 有什么区别？

  • notify 和 notifyAll 都属于 Object 类的方法
  • notify 只会随机选择某一 wait 线程唤醒，notifyAll 则会全部唤醒等待线程

• 线程的 run() 和 start() 有什么区别？

  • run 定义线程执行的方法体，定义完成后线程处于新建状态
  • start 用于线程的执行，调用后线程处于就绪状态

• 创建线程池有哪几种方式？

  • 创建单线程的线程池：newSingleThreadExecutor
  • 创建固定大小的线程池：newFixedThreadPool
  • 创建带缓存的线程池：newCachedThreadPool
  • 创建大小无限的线程池：newScheduledPool，用于定时或周期性执行任务

2019.04.29 更新

• 线程池都有哪些状态？

  • running：线程池一旦创建，进入 running 状态，接受新任务并处理现有任务
  • shutdown：调用线程池 shutdown 方法，不接受新任务，但能处理已有任务
  • stop：调用线程池 shutdownNow 方法，不接受新任务，不处理现有任务，中断现有任务
  • tidying：当线程池处于 stop 并且任务队列为空时，执行 terminated 方法
  • terminated：线程池处于 tidying 状态并执行完 terminated 方法，线程池终止

• 线程池中 submit() 和 execute() 方法有什么区别？

  • execute 提交一个 Runnable 对象
  • submit 可以提交 Runnable 或者 Callable 对象
  • submit 可以提交 Callable 对象后返回一个泛型对象

• 在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？

  • 通过设置符号位进行访问，但是资源浪费严重
  • 通过 synchronized 代码同步块进行互斥资源的访问
  • 通过锁机制的等待与唤醒控制资源的访问
  • 通过阻塞队列控制互斥资源的数量进而控制资源的访问

• 多线程锁的升级原理是什么？

  • 略

2019.05.02 更新

• 什么是死锁？

  • 指两个或两个以上的进程在执行过程中, 因争夺资源而造成的一种互相等待的现象, 若无外在协调, 它们都将无法推进下去

• 怎么防止死锁？

  • 预防死锁

    • 破环互斥条件
    • 破环部分分配条件
    • 破环循环等待条件
    • 破环不可抢占条件

  • 避免死锁

    • 在为申请者分配资源前检测系统状态
  • 循环检测死锁是否产生

• ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？

  • 线程局部变量，为每一线程提供其副本，副本间独立
  • 隔壁线程间对共享变量的竞争
  • 使用场景：多线程中使用同一变量，且该变量没有线程冲突现象

• 说一下 Synchronized 底层实现原理？

  • 暂未了解

• synchronized 和 volatile 的区别是什么？

  • synchronized 保证操作的内存可见性，volatile 保证变量的可见性
  • synchronized 作用在变量，代码块，方法，类，volatile 作用在变量级别
  • volatile 保证程序从主存读取变量的值，synchronized 锁定当前变量，甚至造成线程阻塞
  • volatile 变量不会被编译器优化，synchronized 会被编译器优化
  • volatile 只能保证变量修改可见性，不能保证原子性；synchronized 能保证变量修改可见性和原子性

• synchronized 和 Lock 有什么区别？

  • synchronized 是 java 关键字，lock 是 java 一个类
  • synchronized 线程执行完成或者执行异常自动释放锁，Lock 必须显式释放锁
  • synchronized 无法判断锁状态，Lock 可以
  • synchronized 会组成线程阻塞，Lock 不会
  • 参考：https://blog.csdn.net/u012403…

• synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？

  • 两者都是同一线程进入一次，锁计数器自增 1，计数器变成 0 释放锁
  • synchronized 依赖 JVM 实现，synchronized 是 JDK 实现的
  • synchronized 自动释放锁，synchronized 显式释放锁
  • 锁的细粒度和灵活度：ReenTrantLock 优于 synchronized
  • ReenTrantLock 可以指定公平或非公平锁,synchronized 为非公平锁
  • ReenTrantLock 可以指定唤醒线程，synchronized 只能随机或全部唤醒线程
  • 参考：https://blog.csdn.net/qq83864…

• 说一下 Atomic 的原理？

  • 暂未了解