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Java面试题之Java基础篇,55道Java基础八股文(1.3万字44张手绘图),面渣逆袭必看👍

三分恶面渣逆袭面渣逆袭约 24804 字大约 83 分钟

1.3 万字 44 张手绘图,详解 55 道 Java 基础面试高频题(让天下没有难背的八股),面渣背会这些八股文,这次吊打面试官,我觉得稳了(手动 dog)。整理:沉默王二,戳转载链接open in new window,作者:三分恶,戳原文链接open in new window

Java 概述

1.什么是 Java?

詹姆斯高斯林-下辈子还学 Java,还头秃
詹姆斯高斯林-下辈子还学 Java,还头秃

Java 是一门面向对象的编程语言,由 Sun 公司的詹姆斯高斯林(James Gosling)团队于 1995 年推出。吸收了 C++ 语言中大量的优点,但又抛弃了 C++ 中容易出错的地方,如垃圾回收。

同时,Java 又是一门平台无关的编程语言,即一次编译,处处运行(Write Once,Run Anywhere),可以在 Windows、macOS、Linux 平台上运行,只需要安装一个 Java 虚拟机(JVM)。

多久开始学 Java 的?

我是从大一下学期开始学习 Java 的,当时已经学完了 C 语言,但苦于 C 语言没有很好的应用方向,就开始学习 Java 了,因为我了解到,绝大多数的互联网公司后端服务都是用 Java 开发的,另外就是学习资料也非常丰富,就业岗位和薪资待遇都比较理想。

于是就想着一边学,一边实战,后来就有了技术派open in new window这个社区系统。

技术派实战项目
技术派实战项目

这样我就可以作为创作者把自己在学习 Java 过程中的经验心得通过文章/教程的形式发布出来,同时读者还可以通过评论、点赞、收藏的形式和我进行互动。

后面我又接触到了 Spring Boot、MyBatis-Plus、MySQL、Redis、ElasticSearch、MongoDB、Docker、RabbitMQ 等一些 Java 技术栈,让我的编程能力也有了很大的提升。

平常用什么编程语言?

大一上先学习的 C 语言,大一下半学期开始学习 Java,中间还学过一些 Python 和 JavaScript,但整体的感受上来说还是最喜欢 Java。

因为它可以做的事情太多了,既可以用它来爬一些数据做测试,还可以用它来写 Web 后端服务,就连一些轮子也可以用它来造,比如说我之前写过一个 MYDB 的轮子,就是用的 Java。

平时是怎么学 Java 的?

一开始,主要是跟着学校的课程学习,后来入门后我感觉 Java 还是挺有意思的,尤其是 JVM 和并发编程这块还是蛮有深度的,于是我就开始在 B站和 GitHub 上找一些优质的视频资源和开源知识库。

像一个博主的《Java 进阶之路》就蛮适合我的,从 Java 的语法、数组&字符串、OOP、集合框架、Java IO、异常处理、Java 新特性、网络编程、NIO、并发编程、JVM 等等,都有详细的讲解,还有很多手绘图和代码实例,我都跟着动手一步步实现了,感觉收获很大。

后来又读了一遍《Java 编程思想》、《Effective Java》,以及 JDK 的一些源码,比如说 String、HashMap,还有字节码的一些知识,算是对 Java 有比较深入的理解了。

再后来就开始做实战项目 MYDB 和技术派,算是彻底掌握 Java 项目的开发流程了。

Java语言和C语言有哪些区别?

Java 是一种跨平台的编程语言,通过在不同操作系统上安装对应的 JVM 以实现“一次编译,处处运行”的目的。而 C语言需要在不同的操作系统上重新编译。

Java 可以实现自动内存管理,通过 GC 垃圾收集器来实现,而 C语言需要使用 malloc 和 free 来手动管理内存。

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2.Java 语言有哪些特点?

Java 语言有很多优秀(可吹)的特点,以下几个是比较突出的:

Java语言特点
Java语言特点

①、面向对象(封装,继承,多态);

②、平台无关性,平台无关性的具体表现在于,Java 是“一次编写,到处运行(Write Once,Run any Where)”的语言,因此采用 Java 语言编写的程序具有很好的可移植性,而保证这一点的正是 Java 的虚拟机机制。在引入虚拟机之后,Java 语言在不同的平台上运行不需要重新编译。

③、支持多线程。C++ 语言没有内置的多线程机制,因此必须调用操作系统的多线程功能来进行多线程程序设计,而 Java 语言却提供了多线程支持;

④、支持 JIT 编译。JIT 是 Just-In-Time 的缩写,指的是即时编译器,它可以在程序运行时将字节码转换为本地机器码来提高程序运行速度。

3.JVM、JDK 和 JRE 有什么区别?

JVM:Java Virtual Machine,也就是 Java 虚拟机,是 Java 实现跨平台的关键所在,针对不同的操作系统,有不同的 JVM 实现。JVM 负责将 Java 字节码转换为特定平台的机器码,并执行。

JRE:Java Runtime Environment,也就是 Java 运行时环境,包含了运行 Java 程序所必需的库,以及 Java 虚拟机(JVM)。

JDK:Java Development Kit,是一套完整的 Java SDK(软件开发工具包),包括了 JRE 以及编译器(javac)、Java 文档生成工具(Javadoc)、Java 调试器等开发工具。为开发者提供了开发、编译、调试 Java 程序的一整套环境。

简单来说,JDK 包含 JRE,JRE 包含 JVM。

三分恶面渣逆袭:JDK、JRE、JVM关系
三分恶面渣逆袭:JDK、JRE、JVM关系
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4.说说什么是跨平台性?原理是什么

所谓跨平台性,是指 Java 语言编写的程序,一次编译后,可以在多个系统平台上运行。

实现原理:Java 程序是通过 Java 虚拟机在系统平台上运行的,只要该系统可以安装相应的 Java 虚拟机,该系统就可以运行 java 程序。

5.什么是字节码?采用字节码的好处是什么?

所谓的字节码,就是 Java 程序经过编译之类产生的.class 文件,字节码能够被虚拟机识别,从而实现 Java 程序的跨平台性。

Java 程序从源代码到运行主要有三步:

  • 编译:将我们的代码(.java)编译成虚拟机可以识别理解的字节码(.class)
  • 解释:虚拟机执行 Java 字节码,将字节码翻译成机器能识别的机器码
  • 执行:对应的机器执行二进制机器码
Java程序执行过程
Java程序执行过程

只需要把 Java 程序编译成 Java 虚拟机能识别的 Java 字节码,不同的平台安装对应的 Java 虚拟机,这样就可以可以实现 Java 语言的平台无关性。

6.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并立即执行。

比如,你想读一本外国的小说,你可以找一个翻译人员帮助你翻译,有两种选择方式,你可以先等翻译人员将全本的小说(也就是源码)都翻译成汉语,再去阅读,也可以让翻译人员翻译一段,你在旁边阅读一段,慢慢把书读完。

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),这种字节码必须再经过 JVM,解释成操作系统能识别的机器码,在由操作系统执行。因此,我们可以认为 Java 语言编译解释并存。

编译与解释
编译与解释

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基础语法

7.Java 有哪些数据类型?

推荐阅读1:Java 的数据类型open in new window
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Java 的数据类型分两种:基本数据类型引用数据类型

二哥的 Java 进阶之路:Java数据类型
二哥的 Java 进阶之路:Java数据类型

基本数据类型有哪些?

  • 数值型
    • 整数类型(byte、short、int、long)
    • 浮点类型(float、double)
  • 字符型(char)
  • 布尔型(boolean)

Java 基本数据类型范围和默认值:

数据类型默认值大小
booleanfalse4字节
char'\u0000'2 字节
byte01 字节
short02 字节
int04 字节
long0L8 字节
float0.0f4 字节
double0.08 字节

引用数据类型有哪些?

为什么 boolean 占四个字节?

如果 boolean 是 单独使用的,它会被编译为 int 类型,占用 4 个字节。

如果 boolean 是作为数组的元素,它会被编译为 byte 类型,占用 1 个字节。

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8.自动类型转换、强制类型转换?看看这几行代码?

Java 所有的数值型变量可以相互转换,当把一个表数范围小的数值或变量直接赋给另一个表数范围大的变量时,可以进行自动类型转换;反之,需要强制转换。

Java自动类型转换方向
Java自动类型转换方向

这就好像,小杯里的水倒进大杯没问题,但大杯的水倒进小杯就不行了,可能会溢出。

float f=3.4,对吗?

不正确。3.4 是双精度数,将双精度型(double)赋值给浮点型(float)属于下转型(down-casting,也称为窄化)会造成精度损失,因此需要强制类型转换float f =(float)3.4;或者写成float f =3.4F

short s1 = 1; s1 = s1 + 1;对吗?short s1 = 1; s1 += 1;对吗?

对于 short s1 = 1; s1 = s1 + 1;编译出错,由于 1 是 int 类型,因此 s1+1 运算结果也是 int 型,需要强制转换类型才能赋值给 short 型。

而 short s1 = 1; s1 += 1;可以正确编译,因为 s1+= 1;相当于 s1 = (short(s1 + 1);其中有隐含的强制类型转换。

9.什么是自动拆箱/装箱?

  • 装箱:将基本数据类型转换为包装类型(Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character、Boolean)。
  • 拆箱:将包装类型转换为基本数据类型。
三分恶面渣逆袭:装箱和拆箱
三分恶面渣逆袭:装箱和拆箱

举例:

Integer i = 10;  //装箱
int n = i;   //拆箱
  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的用友面试原题:对应有哪些包装器类?

10.&和&&有什么区别?

&运算符有两种用法:短路与逻辑与

&&运算符是短路与运算。逻辑与跟短路与的差别是非常巨大的,虽然二者都要求运算符左右两端的布尔值都是 true 整个表达式的值才是 true。

&&之所以称为短路运算是因为,如果&&左边的表达式的值是 false,右边的表达式会被直接短路掉,不会进行运算。很多时候我们可能都需要用&&而不是&。

例如在验证用户登录时判定用户名不是 null 而且不是空字符串,应当写为username != null &&!username.equals(""),二者的顺序不能交换,更不能用&运算符,因为第一个条件如果不成立,根本不能进行字符串的 equals 比较,否则会产生 NullPointerException 异常。

注意:逻辑或运算符(|)和短路或运算符(||)的差别也是如此。

11.switch 是否能作用在 byte/long/String 上?

Java5 以前 switch(expr)中,expr 只能是 byte、short、char、int。

从 Java 5 开始,Java 中引入了枚举类型, expr 也可以是 enum 类型。

从 Java 7 开始,expr 还可以是字符串(String),但是长整型(long)在目前所有的版本中都是不可以的。

12.break ,continue ,return 的区别及作用?

  • break 跳出整个循环,不再执行循环(结束当前的循环体)
  • continue 跳出本次循环,继续执行下次循环(结束正在执行的循环 进入下一个循环条件)
  • return 程序返回,不再执行下面的代码(结束当前的方法 直接返回)
break 、continue 、return
break 、continue 、return

13.用最有效率的方法计算 2 乘以 8?

2 << 3。位运算,数字的二进制位左移三位相当于乘以 2 的三次方。

14.说说自增自减运算?看下这几个代码运行结果?

在写代码的过程中,常见的一种情况是需要某个整数类型变量增加 1 或减少 1,Java 提供了一种特殊的运算符,用于这种表达式,叫做自增运算符(++)和自减运算符(--)。

++和--运算符可以放在变量之前,也可以放在变量之后。

当运算符放在变量之前时(前缀),先自增/减,再赋值;当运算符放在变量之后时(后缀),先赋值,再自增/减。

例如,当 b = ++a 时,先自增(自己增加 1),再赋值(赋值给 b);当 b = a++ 时,先赋值(赋值给 b),再自增(自己增加 1)。也就是,++a 输出的是 a+1 的值,a++输出的是 a 值。

用一句口诀就是:“符号在前就先加/减,符号在后就后加/减”。

看一下这段代码运行结果?

int i  = 1;
i = i++;
System.out.println(i);

答案是 1。有点离谱对不对。

对于 JVM 而言,它对自增运算的处理,是会先定义一个临时变量来接收 i 的值,然后进行自增运算,最后又将临时变量赋给了值为 2 的 i,所以最后的结果为 1。

相当于这样的代码:

int i = 1int temp = i;
i++;
i = temp;
System.out.println(i);

这段代码会输出什么?

int count = 0;
for(int i = 0;i < 100;i++)
{
    count = count++;
}
System.out.println("count = "+count);

答案是 0。

和上面的题目一样的道理,同样是用了临时变量,count 实际是等于临时变量的值。

int autoAdd(int count)
{
    int temp = count;
    count = count + 1;
    return temp;
}

54.float 是怎么表示小数的?(补充)

2024 年 04 月 21 日增补

推荐阅读:计算机系统基础(四)浮点数open in new window

float类型的小数在计算机中是通过 IEEE 754 标准的单精度浮点数格式来表示的。

V = (-1)^S * M * R^E
  • S:符号位,0 代表正数,1 代表负数;
  • M:尾数部分,用于表示数值的精度;比如说 1.25 * 2^2;1.25 就是尾数;
  • R:基数,十进制中的基数是 10,二进制中的基数是 2;
  • E:指数部分,例如 10^-1 中的 -1 就是指数。

这种表示方法可以将非常大或非常小的数值用有限的位数表示出来,但这也意味着可能会有精度上的损失。

单精度浮点数占用 4 字节(32 位),这 32 位被分为三个部分:符号位、指数部分和尾数部分。

kaito:浮点数
kaito:浮点数
  1. 符号位(Sign bit):1 位
  2. 指数部分(Exponent):10 位
  3. 尾数部分(Mantissa,或 Fraction):21 位

按照这个规则,将十进制数 25.125 转换为浮点数,转换过程是这样的:

  1. 整数部分:25 转换为二进制是 11001;
  2. 小数部分:0.125 转换为二进制是 0.001;
  3. 用二进制科学计数法表示:(25.125 = 1.001001 \times 2^4);

符号位 S 是 0,表示正数;指数部分 E 是 4,转换为二进制是 100;尾数部分 M 是 1.001001。

kaito:25.125
kaito:25.125

使用浮点数时需要注意,由于精度的限制,进行数学运算时可能会遇到舍入误差,特别是连续运算累积误差可能会变得显著。

对于需要高精度计算的场景(如金融计算),可能需要考虑使用BigDecimal类来避免这种误差。

  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的帆软同学 3 Java 后端一面的原题:float 是怎么表示小数的

55.讲一下数据准确性高是怎么保证的?(补充)

2024 年 04 月 21 日增补

在金融计算中,保证数据准确性有两种方案,一种使用 BigDecimal,一种将浮点数转换为整数 int 进行计算。

肯定不能使用 floatdouble 类型,它们无法避免浮点数运算中常见的精度问题,因为这些数据类型采用二进制浮点数来表示,无法准确地表示,例如 0.1

BigDecimal num1 = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.2");
BigDecimal sum = num1.add(num2);
System.out.println("Sum of 0.1 and 0.2 using BigDecimal: " + sum);  // 输出 0.3,精确计算

在处理小额支付或计算时,通过转换为较小的货币单位(如分),这样不仅提高了运算速度,还保证了计算的准确性。

int priceInCents = 199;  // 商品价格199分
int quantity = 3;
int totalInCents = priceInCents * quantity;  // 计算总价
System.out.println("Total price in cents: " + totalInCents);  // 输出597分
  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的字节跳动同学 7 Java 后端实习一面的原题:讲一下数据准确性高是怎么保证的?

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面向对象

15.⾯向对象和⾯向过程的区别?

  • ⾯向过程 :面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤,然后用函数把这些步骤一步一步实现,使用的时候再一个一个的一次调用就可以。
  • ⾯向对象 :面向对象,把构成问题的事务分解成各个对象,而建立对象的目的也不是为了完成一个个步骤,而是为了描述某个事件在解决整个问题的过程所发生的行为。 目的是为了写出通用的代码,加强代码的重用,屏蔽差异性。

用一个比喻:面向过程是编年体;面向对象是纪传体。

面向对象和面向过程的区别
面向对象和面向过程的区别

16.面向对象编程有哪些特性?

推荐阅读:深入理解 Java 三大特性open in new window

面向对象编程有三大特性:封装、继承、多态。

二哥的 Java 进阶之路
二哥的 Java 进阶之路

封装是什么?

封装是指将数据(属性,或者叫字段)和操作数据的方法(行为)捆绑在一起,形成一个独立的对象(类的实例)。

class Nvshen {
    private String name;
    private int age;

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

可以看得出,女神类对外没有提供 age 的 getter 方法,因为女神的年龄要保密。

所以,封装是把一个对象的属性私有化,同时提供一些可以被外界访问的方法。

继承是什么?

继承允许一个类(子类)继承现有类(父类或者基类)的属性和方法。以提高代码的复用性,建立类之间的层次关系。

同时,子类还可以重写或者扩展从父类继承来的属性和方法,从而实现多态。

class Person {
    protected String name;
    protected int age;

    public void eat() {
        System.out.println("吃饭");
    }
}

class Student extends Person {
    private String school;

    public void study() {
        System.out.println("学习");
    }
}

Student 类继承了 Person 类的属性(name、age)和方法(eat),同时还有自己的属性(school)和方法(study)。

什么是多态?

推荐阅读:深入理解 Java 三大特性:封装、继承和多态open in new window

多态允许不同类的对象对同一消息做出响应,但表现出不同的行为(即方法的多样性)。

在我的印象里,西游记里的那段孙悟空和二郎神的精彩对战就能很好的解释“多态”这个词:一个孙悟空,能七十二变;一个二郎神,也能七十二变;他们都可以变成不同的形态,只需要喊一声“变”。

多态其实是一种能力——同一个行为具有不同的表现形式;换句话说就是,执行一段代码,Java 在运行时能根据对象类型的不同产生不同的结果。

和孙悟空和二郎神都只需要喊一声“变”,然后就变了,并且每次变得还不一样;一个道理。

多态的前置条件有三个:

  • 子类继承父类
  • 子类重写父类的方法
  • 父类引用指向子类的对象
//子类继承父类
class Wangxiaoer extends Wanger {
    public void write() { // 子类重写父类方法
        System.out.println("记住仇恨,表明我们要奋发图强的心智");
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 父类引用指向子类对象
        Wanger wanger = new Wangxiaoer();
        wanger.write();
    }
}

class Wanger {
    public void write() {
        System.out.println("沉默王二是沙雕");
    }
}
  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的国企零碎面经同学 9 面试原题:Java面向对象的特性,分别怎么理解的

17.多态解决了什么问题?(补充)

2024 年 03 月 26 日增补

多态的目的是为了提高代码的灵活性和可扩展性,使得代码更容易维护和扩展。比如说动态绑定,允许在程序在运行时再确定调用的是子类还是父类的方法。

现在有一个父类 Wanger,一个子类 Wangxiaoer,都有一个 write 方法。引用 wanger 的类型是父类的 Wanger,那在执行 wanger.write() 时,究竟该调用父类 Wanger 的 write() 方法,还是子类 Wangxiaoer 的 write() 方法呢?

//子类继承父类
public class Wangxiaoer extends Wanger {
    public void write() { // 子类覆盖父类方法
        System.out.println("记住仇恨,表明我们要奋发图强的心智");
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 父类引用指向子类对象
        Wanger[] wangers = { new Wanger(), new Wangxiaoer() };

        for (Wanger wanger : wangers) {
            // 对象是王二的时候输出:勿忘国耻
            // 对象是王小二的时候输出:记住仇恨,表明我们要奋发图强的心智
            wanger.write();
        }
    }
}

class Wanger {
    public void write() {
        System.out.println("勿忘国耻");
    }
}

答案是在运行时根据对象的类型进行后期绑定,编译器在编译阶段并不知道对象的类型,但是 Java 的方法调用机制能找到正确的方法体,然后执行,得到正确的结果。

bigsai:封装继承多态
bigsai:封装继承多态
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18.重载和重写的区别?

推荐阅读:方法重写 Override 和方法重载 Overload 有什么区别?open in new window

如果一个类有多个名字相同但参数个数不同的方法,我们通常称这些方法为方法重载(overload)。如果方法的功能是一样的,但参数不同,使用相同的名字可以提高程序的可读性。

如果子类具有和父类一样的方法(参数相同、返回类型相同、方法名相同,但方法体可能不同),我们称之为方法重写(override)。方法重写用于提供父类已经声明的方法的特殊实现,是实现多态的基础条件。

二哥的 Java 进阶之路
二哥的 Java 进阶之路
  • 方法重载发生在同一个类中,同名的方法如果有不同的参数(参数类型不同、参数个数不同或者二者都不同)。
  • 方法重写发生在子类与父类之间,要求子类与父类具有相同的返回类型,方法名和参数列表,并且不能比父类的方法声明更多的异常,遵守里氏代换原则。

什么是里氏代换原则?

里氏代换原则也被称为李氏替换原则(Liskov Substitution Principle, LSP),其规定,任何父类可以出现的地方,子类也一定可以出现。

里氏替换原则由芭芭拉·利斯科夫提出,照片摄于2010年
里氏替换原则由芭芭拉·利斯科夫提出,照片摄于2010年

LSP 是继承复用的基石,只有当子类可以替换掉父类,软件的单位功能不受到影响时,父类才能真正被复用,而子类也能够在父类的基础上增加新的行为。

这意味着子类在扩展父类的功能时,不应改变父类原有的行为。例如,如果有一个方法接受一个父类对象作为参数,那么传入该方法的任何子类对象也都应该能使得方法正常工作。

class Bird {
    void fly() {
        System.out.println("鸟正在飞");
    }
}

class Duck extends Bird {
    @Override
    void fly() {
        System.out.println("鸭子正在飞");
    }
}

class Ostrich extends Bird {
    // Ostrich违反了LSP,因为鸵鸟不会飞,但却继承了会飞的鸟类
    @Override
    void fly() {
        throw new UnsupportedOperationException("鸵鸟不会飞");
    }
}

在这个例子中,Ostrich(鸵鸟)类违反了 LSP 原则,因为它改变了父类 Bird 的行为(即飞行)。设计时应该更加谨慎地使用继承关系,确保遵守 LSP 原则。

除了李氏替换原则外,还有其他几个重要的面向对象设计原则,它们共同构成了 SOLID 原则,分别是:

①、单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP),指一个类应该只有一个引起它变化的原因,即一个类只负责一项职责。这样做的目的是使类更加清晰,更容易理解和维护。

②、开闭原则(Open-Closed Principle, OCP),指软件实体(类、模块、方法等)应该对扩展开放,对修改关闭。这意味着设计时应该易于扩展,添加新功能时,尽量不修改现有代码,而是通过添加新代码来实现。

③、接口隔离原则(Interface Segregation Principle, ISP),指客户端不应该依赖它不需要的接口。这意味着设计接口时应该尽量精简,不应该设计臃肿庞大的接口。

④、依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle, DIP),指高层模块不应该依赖低层模块,二者都应该依赖其抽象;抽象不应该依赖细节,细节应该依赖抽象。这意味着设计时应该尽量依赖接口或抽象类,而不是实现类。

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19.访问修饰符 public、private、protected、以及不写(默认)时的区别?

Java 中,可以使用访问控制符来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。Java 支持 4 种不同的访问权限。

  • default (即默认,什么也不写): 在同一包内可见,不使用任何修饰符。可以修饰在类、接口、变量、方法。
  • private : 在同一类内可见。可以修饰变量、方法。注意:不能修饰类(外部类)
  • public : 对所有类可见。可以修饰类、接口、变量、方法
  • protected : 对同一包内的类和所有子类可见。可以修饰变量、方法。注意:不能修饰类(外部类)
访问修饰符和可见性
访问修饰符和可见性

20.this 关键字有什么作用?

this 是自身的一个对象,代表对象本身,可以理解为:指向对象本身的一个指针

this 的用法在 Java 中大体可以分为 3 种:

  1. 普通的直接引用,this 相当于是指向当前对象本身

  2. 形参与成员变量名字重名,用 this 来区分:

public Person(String name,int age){
    this.name=name;
    this.age=age;
}
  1. 引用本类的构造函数

21.抽象类和接口有什么区别?

一个类只能继承一个抽象类;但一个类可以实现多个接口。所以我们在新建线程类的时候一般推荐使用实现 Runnable 接口的方式,这样线程类还可以继承其他类,而不单单是 Thread 类。

抽象类符合 is-a 的关系,而接口更像是 has-a 的关系,比如说一个类可以序列化的时候,它只需要实现 Serializable 接口就可以了,不需要去继承一个序列化类。

抽象类更多地是用来为多个相关的类提供一个共同的基础框架,包括状态的初始化,而接口则是定义一套行为标准,让不同的类可以实现同一接口,提供行为的多样化实现。

抽象类可以定义构造方法吗?

可以,抽象类可以有构造方法。

abstract class Animal {
    protected String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public abstract void makeSound();
}

public class Dog extends Animal {
    private int age;

    public Dog(String name, int age) {
        super(name);  // 调用抽象类的构造函数
        this.age = age;
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println(name + " says: Bark");
    }
}

接口可以定义构造方法吗?

不能,接口主要用于定义一组方法规范,没有具体的实现细节。

二哥的 Java 进阶之路:接口不能定义构造方法
二哥的 Java 进阶之路:接口不能定义构造方法

继承和抽象的区别?

继承是一种允许子类继承父类属性和方法的机制。通过继承,子类可以重用父类的代码。

抽象是一种隐藏复杂性和只显示必要部分的技术。在面向对象编程中,抽象可以通过抽象类和接口实现。

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22.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。对象存于堆内存,如果局部变量类型为基本数据类型,那么存储在栈内存,如果为引⽤数据类型,那存放的是指向堆内存对象的引⽤或者是指向常量池中的地址。

  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。

23.静态变量和实例变量的区别?静态方法、实例方法呢?

静态变量和实例变量的区别?

静态变量: 是被 static 修饰符修饰的变量,也称为类变量,它属于类,不属于类的任何一个对象,一个类不管创建多少个对象,静态变量在内存中有且仅有一个副本。

实例变量: 必须依存于某一实例,需要先创建对象然后通过对象才能访问到它。静态变量可以实现让多个对象共享内存。

静态⽅法和实例⽅法有何不同?

类似地。

静态方法:static 修饰的方法,也被称为类方法。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。静态方法里不能访问类的非静态成员变量和方法。

实例⽅法:依存于类的实例,需要使用"对象名.⽅法名"的⽅式调用;可以访问类的所有成员变量和方法。

24.final 关键字有什么作用?

①、当 final 修饰一个类时,表明这个类不能被继承。比如,String 类、Integer 类和其他包装类都是用 final 修饰的。

二哥的 Java 进阶之路:final 修饰类
二哥的 Java 进阶之路:final 修饰类

②、当 final 修饰一个方法时,表明这个方法不能被重写(Override)。也就是说,如果一个类继承了某个类,并且想要改变父类中被 final 修饰的方法的行为,是不被允许的。

③、当 final 修饰一个变量时,表明这个变量的值一旦被初始化就不能被修改。

如果是基本数据类型的变量,其数值一旦在初始化之后就不能更改;如果是引用类型的变量,在对其初始化之后就不能再让其指向另一个对象。

二哥的 Java 进阶之路:不能更改
二哥的 Java 进阶之路:不能更改

但是引用指向的对象内容可以改变。

三分恶面渣逆袭:final修饰变量
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25.final、finally、finalize 的区别?

①、final 是一个修饰符open in new window,可以修饰类、方法和变量。当 final 修饰一个类时,表明这个类不能被继承;当 final 修饰一个方法时,表明这个方法不能被重写;当 final 修饰一个变量时,表明这个变量是个常量,一旦赋值后,就不能再被修改了。

②、finally 是 Java 中异常处理的一部分,用来创建 try 块后面的 finally 块。无论 try 块中的代码是否抛出异常,finally 块中的代码总是会被执行。通常,finally 块被用来释放资源,如关闭文件、数据库连接等。

③、finalize 是Object 类open in new window的一个方法,用于在垃圾回收器将对象从内存中清除出去之前做一些必要的清理工作。

这个方法在垃圾回收器准备释放对象占用的内存之前被自动调用。我们不能显式地调用 finalize 方法,因为它总是由垃圾回收器在适当的时间自动调用。

二哥的 Java 进阶之路
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26.==和 equals 的区别?

在 Java 中,== 操作符和 equals() 方法用于比较两个对象:

①、==:用于比较两个对象的引用,即它们是否指向同一个对象实例。

如果两个变量引用同一个对象实例,== 返回 true,否则返回 false

对于基本数据类型(如 int, double, char 等),== 比较的是值是否相等。

②、equals() 方法:用于比较两个对象的内容是否相等。默认情况下,equals() 方法的行为与 == 相同,即比较对象引用,如在超类 Object 中:

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

然而,equals() 方法通常被各种类重写。例如,String 类重写了 equals() 方法,以便它可以比较两个字符串的字符内容是否完全一样。

二哥的 Java 进阶之路,String的equals()源码
二哥的 Java 进阶之路,String的equals()源码

举个例子:

String a = new String("沉默王二");
String b = new String("沉默王二");

// 使用 == 比较
System.out.println(a == b); // 输出 false,因为 a 和 b 引用不同的对象

// 使用 equals() 比较
System.out.println(a.equals(b)); // 输出 true,因为 a 和 b 的内容相同
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27.hashCode 与 equals?

这道题也是面试常问得——“你重写过 hashcode 和 equals 么,为什么重写 equals 时必须重写 hashCode ⽅法?”

什么是 hashCode 方法?

hashCode() 方法的作⽤是获取哈希码,它会返回⼀个 int 整数,定义在 Object 类open in new window中, 是一个本地⽅法。

public native int hashCode();

为什么要有 hashCode 方法?

hashCode 方法主要用来获取对象的哈希码,哈希码是由对象的内存地址或者对象的属性计算出来的,它是⼀个 int 类型的整数,通常是不会重复的,因此可以用来作为键值对的建,以提高查询效率。

例如 HashMapopen in new window 中的 key 就是通过 hashCode 来实现的,通过调用 hashCode 方法获取键的哈希码,并将其与右移 16 位的哈希码进行异或运算。

static final int hash(Object key) {
    int h;
    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
}

为什么重写 equals 时必须重写 hashCode ⽅法?

维护 equals()hashCode()之间的一致性是至关重要的,因为基于哈希的集合类(如 HashSet、HashMap、Hashtable 等)依赖于这一点来正确存储和检索对象。

具体地说,这些集合通过对象的哈希码将其存储在不同的“桶”中(底层数据结构是数组,哈希码用来确定下标),当查找对象时,它们使用哈希码确定在哪个桶中搜索,然后通过 equals()方法在桶中找到正确的对象。

如果重写了 equals()方法而没有重写 hashCode()方法,那么被认为相等的对象可能会有不同的哈希码,从而导致无法在集合中正确处理这些对象。

为什么两个对象有相同的 hashcode 值,它们也不⼀定相等?

这主要是由于哈希码(hashCode)的本质和目的所决定的。

哈希码是通过哈希函数将对象中映射成一个整数值,其主要目的是在哈希表中快速定位对象的存储位置。

由于哈希函数将一个较大的输入域映射到一个较小的输出域,不同的输入值(即不同的对象)可能会产生相同的输出值(即相同的哈希码)。

这种情况被称为哈希冲突。当两个不相等的对象发生哈希冲突时,它们会有相同的 hashCode。

为了解决哈希冲突的问题,哈希表在处理键时,不仅会比较键对象的哈希码,还会使用 equals 方法来检查键对象是否真正相等。如果两个对象的哈希码相同,但通过 equals 方法比较结果为 false,那么这两个对象就不被视为相等。

if (p.hash == hash &&
    ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
    e = p;
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28.Java 是值传递,还是引用传递?

Java 是值传递,不是引用传递。

当一个对象被作为参数传递到方法中时,参数的值就是该对象的引用。引用的值是对象在堆中的地址。

对象是存储在堆中的,所以传递对象的时候,可以理解为把变量存储的对象地址给传递过去。

三分恶面渣逆袭:Java引用数据值传递示意图
三分恶面渣逆袭:Java引用数据值传递示意图

引用类型的变量有什么特点?

引用类型的变量存储的是对象的地址,而不是对象本身。因此,引用类型的变量在传递时,传递的是对象的地址,也就是说,传递的是引用的值。

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29.深拷贝和浅拷贝?

  • 浅拷贝:仅拷贝被拷贝对象的成员变量的值,也就是基本数据类型变量的值,和引用数据类型变量的地址值,而对于引用类型变量指向的堆中的对象不会拷贝。
  • 深拷贝:完全拷贝一个对象,拷贝被拷贝对象的成员变量的值,堆中的对象也会拷贝一份。

例如现在有一个 order 对象,里面有一个 products 列表,它的浅拷贝和深拷贝的示意图:

浅拷贝和深拷贝示意图
浅拷贝和深拷贝示意图

因此深拷贝是安全的,浅拷贝的话如果有引用类型,那么拷贝后对象,引用类型变量修改,会影响原对象。

浅拷贝如何实现呢?

Object 类提供的 clone()方法可以非常简单地实现对象的浅拷贝。

深拷贝如何实现呢?

  • 重写克隆方法:重写克隆方法,引用类型变量单独克隆,这里可能会涉及多层递归。
  • 序列化:可以先将原对象序列化,再反序列化成拷贝对象。

30.Java 创建对象有哪几种方式?

三分恶面渣逆袭:Java创建对象的四种方式
三分恶面渣逆袭:Java创建对象的四种方式

Java 有四种创建对象的方式:

①、new 关键字创建,这是最常见和直接的方式,通过调用类的构造方法来创建对象。

Person person = new Person();

②、反射机制创建,反射机制允许在运行时创建对象,并且可以访问类的私有成员,在框架和工具类中比较常见。

Class clazz = Class.forName("Person");
Person person = (Person) clazz.newInstance();

③、clone 拷贝创建,通过 clone 方法创建对象,需要实现 Cloneable 接口并重写 clone 方法。

Person person = new Person();
Person person2 = (Person) person.clone();

④、序列化机制创建,通过序列化将对象转换为字节流,再通过反序列化从字节流中恢复对象。需要实现 Serializable 接口。

Person person = new Person();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.txt"));
oos.writeObject(person);
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.txt"));
Person person2 = (Person) ois.readObject();

new子类的时候,子类和父类静态代码块,构造方法的执行顺序

在 Java 中,当创建一个子类对象时,子类和父类的静态代码块、构造方法的执行顺序遵循一定的规则。这些规则主要包括以下几个步骤:

  1. 首先执行父类的静态代码块(仅在类第一次加载时执行)。
  2. 接着执行子类的静态代码块(仅在类第一次加载时执行)。
  3. 再执行父类的构造方法。
  4. 最后执行子类的构造方法。

下面是一个详细的代码示例:

class Parent {
    // 父类静态代码块
    static {
        System.out.println("父类静态代码块");
    }

    // 父类构造方法
    public Parent() {
        System.out.println("父类构造方法");
    }
}

class Child extends Parent {
    // 子类静态代码块
    static {
        System.out.println("子类静态代码块");
    }

    // 子类构造方法
    public Child() {
        System.out.println("子类构造方法");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        new Child();
    }
}

执行上述代码时,输出结果如下:

父类静态代码块
子类静态代码块
父类构造方法
子类构造方法
  • 静态代码块:在类加载时执行,仅执行一次,按父类-子类的顺序执行。
  • 构造方法:在每次创建对象时执行,按父类-子类的顺序执行,先初始化块后构造方法。
  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的京东面经同学 2 后端面试原题:new子类的时候,子类和父类静态代码块,构造方法的执行顺序

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String

31.String 是 Java 基本数据类型吗?可以被继承吗?

String 是 Java 基本数据类型吗?

不是,String 是一个类,属于引用数据类型。Java 的基本数据类型包括八种:四种整型(byteshortintlong)、两种浮点型(floatdouble)、一种字符型(char)和一种布尔型(boolean)。

String 类可以继承吗?

不行。String 类使用 final 修饰,是所谓的不可变类,无法被继承。

String 有哪些常用方法?

我自己常用的有:

  1. length() - 返回字符串的长度。
  2. charAt(int index) - 返回指定位置的字符。
  3. substring(int beginIndex, int endIndex) - 返回字符串的一个子串,从 beginIndexendIndex-1
  4. contains(CharSequence s) - 检查字符串是否包含指定的字符序列。
  5. equals(Object anotherObject) - 比较两个字符串的内容是否相等。
  6. indexOf(int ch)indexOf(String str) - 返回指定字符或字符串首次出现的位置。
  7. replace(char oldChar, char newChar)replace(CharSequence target, CharSequence replacement) - 替换字符串中的字符或字符序列。
  8. trim() - 去除字符串两端的空白字符。
  9. split(String regex) - 根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串。
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32.String 和 StringBuilder、StringBuffer 的区别?

推荐阅读:StringBuffer 和 StringBuilder 两兄弟open in new window

StringStringBuilderStringBuffer在 Java 中都是用于处理字符串的,它们之间的区别是,String 是不可变的,平常开发用得最多,当遇到大量字符串连接时,就用 StringBuilder,它不会生成很多新的对象,StringBuffer 和 StringBuilder 类似,但每个方法上都加了 synchronized 关键字,所以是线程安全的。

请说说String的特点

  • String类的对象是不可变的open in new window。也就是说,一旦一个String对象被创建,它所包含的字符串内容是不可改变的。
  • 每次对String对象进行修改操作(如拼接、替换等)实际上都会生成一个新的String对象,而不是修改原有对象。这可能会导致内存和性能开销,尤其是在大量字符串操作的情况下。

请说说StringBuilder的特点

  • StringBuilder提供了一系列的方法来进行字符串的增删改查操作,这些操作都是直接在原有字符串对象的底层数组上进行的,而不是生成新的 String 对象。
  • StringBuilder不是线程安全的。这意味着在没有外部同步的情况下,它不适用于多线程环境。
  • 相比于String,在进行频繁的字符串修改操作时,StringBuilder能提供更好的性能。 Java 中的字符串连+操作其实就是通过StringBuilder实现的。

请说说StringBuffer的特点

StringBufferStringBuilder类似,但StringBuffer是线程安全的,方法前面都加了synchronized关键字。

请总结一下使用场景

  • String:适用于字符串内容不会改变的场景,比如说作为 HashMap 的 key。
  • StringBuilder:适用于单线程环境下需要频繁修改字符串内容的场景,比如在循环中拼接或修改字符串,是 String 的完美替代品。
  • StringBuffer:现在已经不怎么用了,因为一般不会在多线程场景下去频繁的修改字符串内容。
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33.String str1 = new String("abc") 和 String str2 = "abc" 的区别?

直接使用双引号为字符串变量赋值时,Java 首先会检查字符串常量池中是否已经存在相同内容的字符串。

如果存在,Java 就会让新的变量引用池中的那个字符串;如果不存在,它会创建一个新的字符串,放入池中,并让变量引用它。

使用 new String("abc") 的方式创建字符串时,实际分为两步:

  • 第一步,先检查字符串字面量 "abc" 是否在字符串常量池中,如果没有则创建一个;如果已经存在,则引用它。
  • 第二步,在堆中再创建一个新的字符串对象,并将其初始化为字符串常量池中 "abc" 的一个副本。
三分恶面渣逆袭:堆与常量池中的String
三分恶面渣逆袭:堆与常量池中的String

也就是说:

String s1 = "沉默王二";
String s2 = "沉默王二";
String s3 = new String("沉默王二");

System.out.println(s1 == s2); // 输出 true,因为 s1 和 s2 引用的是字符串常量池中同一个对象。
System.out.println(s1 == s3); // 输出 false,因为 s3 是通过 new 关键字显式创建的,指向堆上不同的对象。

String s = new String("abc")创建了几个对象?

字符串常量池中如果之前已经有一个,则不再创建新的,直接引用;如果没有,则创建一个。

堆中肯定有一个,因为只要使用了 new 关键字,肯定会在堆中创建一个。

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34.String 是不可变类吗?字符串拼接是如何实现的?

  1. 推荐阅读:为什么 Java 字符串 String 是不可变的?open in new window
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String 是不可变的,这意味着一旦一个 String 对象被创建,其存储的文本内容就不能被改变。这是因为:

①、不可变性使得 String 对象在使用中更加安全。因为字符串经常用作参数传递给其他 Java 方法,例如网络连接、打开文件等。

如果 String 是可变的,这些方法调用的参数值就可能在不知不觉中被改变,从而导致网络连接被篡改、文件被莫名其妙地修改等问题。

②、不可变的对象因为状态不会改变,所以更容易进行缓存和重用。字符串常量池的出现正是基于这个原因。

当代码中出现相同的字符串字面量时,JVM 会确保所有的引用都指向常量池中的同一个对象,从而节约内存。

③、因为 String 的内容不会改变,所以它的哈希值也就固定不变。这使得 String 对象特别适合作为 HashMap 或 HashSet 等集合的键,因为计算哈希值只需要进行一次,提高了哈希表操作的效率。

因为 String 是不可变的,因此通过“+”操作符进行的字符串拼接,会生成新的字符串对象。

例如:

String a = "hello ";
String b = "world!";
String ab = a + b;

a 和 b 是通过双引号定义的,所以会在字符串常量池中,而 ab 是通过“+”操作符拼接的,所以会在堆中生成一个新的对象。

三分恶面渣逆袭:jdk1.8之前的字符串拼接
三分恶面渣逆袭:jdk1.8之前的字符串拼接

Java 8 时,JDK 对“+”号的字符串拼接进行了优化,Java 会在编译期基于 StringBuilder 的 append 方法进行拼接。

下面是通过 javap -verbose 命令反编译后的字节码,能清楚的看到 StringBuilder 的创建和 append 方法的调用。

stack=2, locals=4, args_size=1
     0: ldc           #2                  // String hello
     2: astore_1
     3: ldc           #3                  // String world!
     5: astore_2
     6: new           #4                  // class java/lang/StringBuilder
     9: dup
    10: invokespecial #5                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V
    13: aload_1
    14: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    17: aload_2
    18: invokevirtual #6                  // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
    21: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
    24: astore_3
    25: return

也就是说,上面的代码相当于:

String a = "hello ";
String b = "world!";
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(a);
sb.append(b);
String ab = sb.toString();

因此,如果笼统地讲,通过加号拼接字符串时会创建多个 String 对象是不准确的。因为加号拼接在编译期还会创建一个 StringBuilder 对象,最终调用 toString() 方法的时候再返回一个新的 String 对象。

@Override
public String toString() {
    // Create a copy, don't share the array
    return new String(value, 0, count);
}

如何保证 String 不可变?

第一,String 类内部使用一个私有的字符数组来存储字符串数据。这个字符数组在创建字符串时被初始化,之后不允许被改变。

private final char value[];

第二,String 类没有提供任何可以修改其内容的公共方法,像 concat 这些看似修改字符串的操作,实际上都是返回一个新创建的字符串对象,而原始字符串对象保持不变。

public String concat(String str) {
    if (str.isEmpty()) {
        return this;
    }
    int len = value.length;
    int otherLen = str.length();
    char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
    str.getChars(buf, len);
    return new String(buf, true);
}

第三,String 类本身被声明为 final,这意味着它不能被继承。这防止了子类可能通过添加修改方法来改变字符串内容的可能性。

public final class String
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35.intern 方法有什么作用?

JDK 源码里已经对这个方法进行了说明:

     * <p>
     * When the intern method is invoked, if the pool already contains a
     * string equal to this {@code String} object as determined by
     * the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
     * returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
     * pool and a reference to this {@code String} object is returned.
     * <p>

意思也很好懂:

  • 如果当前字符串内容存在于字符串常量池(即 equals()方法为 true,也就是内容一样),直接返回字符串常量池中的字符串
  • 否则,将此 String 对象添加到池中,并返回 String 对象的引用

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Integer

36.Integer a= 127,Integer b = 127;Integer c= 128,Integer d = 128;相等吗?

  1. 推荐阅读:IntegerCacheopen in new window
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a 和 b 相等,c 和 d 不相等。

这个问题涉及到 Java 的自动装箱机制以及Integer类的缓存机制。

对于第一对:

Integer a = 127;
Integer b = 127;

ab是相等的。这是因为 Java 在自动装箱过程中,会使用Integer.valueOf()方法来创建Integer对象。

Integer.valueOf()方法会针对数值在-128 到 127 之间的Integer对象使用缓存。因此,ab实际上引用了常量池中相同的Integer对象。

对于第二对:

Integer c = 128;
Integer d = 128;

cd不相等。这是因为 128 超出了Integer缓存的范围(-128 到 127)。

因此,自动装箱过程会为cd创建两个不同的Integer对象,它们有不同的引用地址。

可以通过==运算符来检查它们是否相等:

System.out.println(a == b); // 输出true
System.out.println(c == d); // 输出false

要比较Integer对象的数值是否相等,应该使用equals方法,而不是==运算符:

System.out.println(a.equals(b)); // 输出true
System.out.println(c.equals(d)); // 输出true

使用equals方法时,cd的比较结果为true,因为equals比较的是对象的数值,而不是引用地址。

什么是 Integer 缓存?

根据实践发现,大部分的数据操作都集中在值比较小的范围,因此 Integer 搞了个缓存池,默认范围是 -128 到 127。

当我们使用自动装箱来创建这个范围内的 Integer 对象时,Java 会直接从缓存中返回一个已存在的对象,而不是每次都创建一个新的对象。这意味着,对于这个值范围内的所有 Integer 对象,它们实际上是引用相同的对象实例。

Integer 缓存的主要目的是优化性能和内存使用。对于小整数的频繁操作,使用缓存可以显著减少对象创建的数量。

可以在运行的时候添加 -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=1000 来调整缓存池的最大值。

引用是 Integer 类型,= 右侧是 int 基本类型时,会进行自动装箱,调用的其实是 Integer.valueOf()方法,它会调用 IntegerCache。

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

IntegerCache 是一个静态内部类,在静态代码块中会初始化好缓存的值。

private static class IntegerCache {
    ……
    static {
        //创建Integer对象存储
        for(int k = 0; k < cache.length; k++)
            cache[k] = new Integer(j++);
        ……
    }
}

new Integer(10) == new Integer(10) 相等吗

在 Java 中,使用new Integer(10) == new Integer(10)进行比较时,结果是 false。

这是因为 new 关键字会在堆(Heap)上为每个 Integer 对象分配新的内存空间,所以这里创建了两个不同的 Integer 对象,它们有不同的内存地址。

当使用==运算符比较这两个对象时,实际上比较的是它们的内存地址,而不是它们的值,因此即使两个对象代表相同的数值(10),结果也是 false。

  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的小米春招同学 K 一面面试原题:new Integer(10) == new Integer(10) 相等吗 常量池

37.String 怎么转成 Integer 的?原理?

PS:这道题印象中在一些面经中出场过几次。

String 转成 Integer,主要有两个方法:

  • Integer.parseInt(String s)
  • Integer.valueOf(String s)

不管哪一种,最终还是会调用 Integer 类内中的parseInt(String s, int radix)方法。

抛去一些边界之类的看看核心代码:

public static int parseInt(String s, int radix)
                throws NumberFormatException
    {

        int result = 0;
        //是否是负数
        boolean negative = false;
        //char字符数组下标和长度
        int i = 0, len = s.length();
        ……
        int digit;
        //判断字符长度是否大于0,否则抛出异常
        if (len > 0) {
            ……
            while (i < len) {
                // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
                //返回指定基数中字符表示的数值。(此处是十进制数值)
                digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);
                //进制位乘以数值
                result *= radix;
                result -= digit;
            }
        }
        //根据上面得到的是否负数,返回相应的值
        return negative ? result : -result;
    }

去掉枝枝蔓蔓(当然这些枝枝蔓蔓可以去看看,源码 cover 了很多情况),其实剩下的就是一个简单的字符串遍历计算,不过计算方式有点反常规,是用负的值累减。

parseInt示意图
parseInt示意图

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Object

38.Object 类的常见方法?

在 Java 中,经常提到一个词“万物皆对象”,其中的“万物”指的是 Java 中的所有类,而这些类都是 Object 类的子类。

Object 主要提供了 11 个方法,大致可以分为六类:

三分恶面渣逆袭:Object类的方法
三分恶面渣逆袭:Object类的方法

对象比较:

①、public native int hashCode()native 方法open in new window,用于返回对象的哈希码。

public native int hashCode();

按照约定,相等的对象必须具有相等的哈希码。如果重写了 equals 方法,就应该重写 hashCode 方法。可以使用 Objects.hash()open in new window 方法来生成哈希码。

public int hashCode() {
    return Objects.hash(name, age);
}

②、public boolean equals(Object obj):用于比较 2 个对象的内存地址是否相等。

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

如果比较的是两个对象的值是否相等,就要重写该方法,比如 String 类open in new window、Integer 类等都重写了该方法。举个例子,假如有一个 Person 类,我们认为只要年龄和名字相同,就是同一个人,那么就可以这样重写 equals 方法:

class Person1 {
    private String name;
    private int age;

    // 省略 gettter 和 setter 方法

    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) {
            return true;
        }
        if (obj instanceof Person1) {
            Person1 p = (Person1) obj;
            return this.name.equals(p.getName()) && this.age == p.getAge();
        }
        return false;
    }
}

对象拷贝:

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException:naitive 方法,返回此对象的一个副本。默认实现只做浅拷贝open in new window,且类必须实现 Cloneable 接口。

Object 本身没有实现 Cloneable 接口,所以在不重写 clone 方法的情况下直接直接调用该方法会发生 CloneNotSupportedException 异常。

对象转字符串:

public String toString():返回对象的字符串表示。默认实现返回类名@哈希码的十六进制表示,但通常会被重写以返回更有意义的信息。

public String toString() {
    return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}

比如说一个 Person 类,我们可以重写 toString 方法,返回一个有意义的字符串:

public String toString() {
    return "Person{" +
            "name='" + name + '\'' +
            ", age=" + age +
            '}';
}

当然了,这项工作也可以直接交给 IDE,比如 IntelliJ IDEA,直接右键选择 Generate,然后选择 toString 方法,就会自动生成一个 toString 方法。

也可以交给 Lombokopen in new window,使用 @Data 注解,它会自动生成 toString 方法。

数组也是一个对象,所以通常我们打印数组的时候,会看到诸如 [I@1b6d3586 这样的字符串,这个就是 int 数组的哈希码。

多线程调度:

每个对象都可以调用 Object 的 wait/notify 方法来实现等待/通知机制。我们来写一个例子:

public class WaitNotifyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object lock = new Object();
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("线程1:我要等待");
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("线程1:我被唤醒了");
            }
        }).start();
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                System.out.println("线程2:我要唤醒");
                lock.notify();
                System.out.println("线程2:我已经唤醒了");
            }
        }).start();
    }
}

解释一下:

  • 线程 1 先执行,它调用了 lock.wait() 方法,然后进入了等待状态。
  • 线程 2 后执行,它调用了 lock.notify() 方法,然后线程 1 被唤醒了。

①、public final void wait() throws InterruptedException:调用该方法会导致当前线程等待,直到另一个线程调用此对象的notify()方法或notifyAll()方法。

②、public final native void notify():唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。如果有多个线程等待,选择一个线程被唤醒。

③、public final native void notifyAll():唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。

④、public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException:等待 timeout 毫秒,如果在 timeout 毫秒内没有被唤醒,会自动唤醒。

⑥、public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException:更加精确了,等待 timeout 毫秒和 nanos 纳秒,如果在 timeout 毫秒和 nanos 纳秒内没有被唤醒,会自动唤醒。

反射:

推荐阅读:二哥的 Java 进阶之路:掌握 Java 反射open in new window

public final native Class<?> getClass():用于获取对象的类信息,如类名。比如说:

public class GetClassDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        Class<? extends Person> aClass = p.getClass();
        System.out.println(aClass.getName());
    }
}

输出结果:

com.itwanger.Person

垃圾回收:

protected void finalize() throws Throwable:当垃圾回收器决定回收对象占用的内存时调用此方法。用于清理资源,但 Java 不推荐使用,因为它不可预测且容易导致问题,Java 9 开始已被弃用。

  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的用友金融一面原题:Object 有哪些常用的方法?

异常处理

39.Java 中异常处理体系?

推荐阅读:一文彻底搞懂 Java 异常处理open in new window

三分恶面渣逆袭:Java异常体系
三分恶面渣逆袭:Java异常体系

Throwable 是 Java 语言中所有错误和异常的基类。它有两个主要的子类:Error 和 Exception,这两个类分别代表了 Java 异常处理体系中的两个分支。

Error 类代表那些严重的错误,这类错误通常是程序无法处理的。比如,OutOfMemoryError 表示内存不足,StackOverflowError 表示栈溢出。这些错误通常与 JVM 的运行状态有关,一旦发生,应用程序通常无法恢复。

Exception 类代表程序可以处理的异常。它分为两大类:编译时异常(Checked Exception)和运行时异常(Runtime Exception)。

①、编译时异常(Checked Exception):这类异常在编译时必须被显式处理(捕获或声明抛出)。

如果方法可能抛出某种编译时异常,但没有捕获它(try-catch)或没有在方法声明中用 throws 子句声明它,那么编译将不会通过。例如:IOException、SQLException 等。

②、运行时异常(Runtime Exception):这类异常在运行时抛出,它们都是 RuntimeException 的子类。对于运行时异常,Java 编译器不要求必须处理它们(即不需要捕获也不需要声明抛出)。

运行时异常通常是由程序逻辑错误导致的,如 NullPointerException、IndexOutOfBoundsException 等。

  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的京东同学 10 后端实习一面的原题:Java 编译时异常和运行时异常的区别
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40.异常的处理方式?

针对异常的处理主要有两种方式:

异常处理
异常处理
  • 遇到异常不进行具体处理,而是继续抛给调用者 (throw,throws)

抛出异常有三种形式,一是 throw,一个 throws,还有一种系统自动抛异常。

throws 用在方法上,后面跟的是异常类,可以跟多个;而 throw 用在方法内,后面跟的是异常对象。

  • try catch 捕获异常

在 catch 语句块中补货发生的异常,并进行处理。

       try {
            //包含可能会出现异常的代码以及声明异常的方法
        }catch(Exception e) {
            //捕获异常并进行处理
        }finally {                                                       }
            //可选,必执行的代码
        }

try-catch 捕获异常的时候还可以选择加上 finally 语句块,finally 语句块不管程序是否正常执行,最终它都会必然执行。

41.三道经典异常处理代码题

题目 1

public class TryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(test());
    }
    public static int test() {
        try {
            return 1;
        } catch (Exception e) {
            return 2;
        } finally {
            System.out.print("3");
        }
    }
}

test()方法中,首先有一个try块,接着是一个catch块(用于捕获异常),最后是一个finally块(无论是否捕获到异常,finally块总会执行)。

①、try块中包含一条return 1;语句。正常情况下,如果try块中的代码能够顺利执行,那么方法将返回数字1。在这个例子中,try块中没有任何可能抛出异常的操作,因此它会正常执行完毕,并准备返回1

②、由于try块中没有异常发生,所以catch块中的代码不会执行。

③、无论前面的代码是否发生异常,finally块总是会执行。在这个例子中,finally块包含一条System.out.print("3");语句,意味着在方法结束前,会在控制台打印出3

当执行main方法时,控制台的输出将会是:

31

这是因为finally块确保了它包含的System.out.print("3");会执行并打印3,随后test()方法返回try块中的值1,最终结果就是31

题目 2

public class TryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(test1());
    }
    public static int test1() {
        try {
            return 2;
        } finally {
            return 3;
        }
    }
}

执行结果:3。

try 返回前先执行 finally,结果 finally 里不按套路出牌,直接 return 了,自然也就走不到 try 里面的 return 了。

注意:finally 里面使用 return 仅存在于面试题中,实际开发这么写要挨吊的(😂)。

题目 3

public class TryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(test1());
    }
    public static int test1() {
        int i = 0;
        try {
            i = 2;
            return i;
        } finally {
            i = 3;
        }
    }
}

执行结果:2。

大家可能会以为结果应该是 3,因为在 return 前会执行 finally,而 i 在 finally 中被修改为 3 了,那最终返回 i 不是应该为 3 吗?

但其实,在执行 finally 之前,JVM 会先将 i 的结果暂存起来,然后 finally 执行完毕后,会返回之前暂存的结果,而不是返回 i,所以即使 i 已经被修改为 3,最终返回的还是之前暂存起来的结果 2。

  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的京东同学 10 后端实习一面的原题:return 先执行还是 finally 先执行

I/O

42.Java 中 IO 流分为几种?

Java IO 流的划分可以根据多个维度进行,包括数据流的方向(输入或输出)、处理的数据单位(字节或字符)、流的功能以及流是否支持随机访问等。

按照数据流方向如何划分?

  • 输入流(Input Stream):从源(如文件、网络等)读取数据到程序。
  • 输出流(Output Stream):将数据从程序写出到目的地(如文件、网络、控制台等)。

按处理数据单位如何划分?

  • 字节流(Byte Streams):以字节为单位读写数据,主要用于处理二进制数据,如音频、图像文件等。
  • 字符流(Character Streams):以字符为单位读写数据,主要用于处理文本数据。
二哥的 Java 进阶之路
二哥的 Java 进阶之路

按功能如何划分?

  • 节点流(Node Streams):直接与数据源或目的地相连,如 FileInputStream、FileOutputStream。
  • 处理流(Processing Streams):对一个已存在的流进行包装,如缓冲流 BufferedInputStream、BufferedOutputStream。
  • 管道流(Piped Streams):用于线程之间的数据传输,如 PipedInputStream、PipedOutputStream。

IO 流用到了什么设计模式?

其实,Java 的 IO 流体系还用到了一个设计模式——装饰器模式

Java IO流用到装饰器模式
Java IO流用到装饰器模式

Java 缓冲区溢出,如何预防

Java 缓冲区溢出主要是由于向缓冲区写入的数据超过其能够存储的数据量。可以采用这些措施来避免:

①、合理设置缓冲区大小:在创建缓冲区时,应根据实际需求合理设置缓冲区的大小,避免创建过大或过小的缓冲区。

②、控制写入数据量:在向缓冲区写入数据时,应该控制写入的数据量,确保不会超过缓冲区的容量。Java 的 ByteBuffer 类提供了remaining()方法,可以获取缓冲区中剩余的可写入数据量。

import java.nio.ByteBuffer;

public class ByteBufferExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 模拟接收到的数据
        byte[] receivedData = {1, 2, 3, 4, 5};
        int bufferSize = 1024;  // 设置一个合理的缓冲区大小

        // 创建ByteBuffer
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(bufferSize);

        // 写入数据之前检查容量是否足够
        if (buffer.remaining() >= receivedData.length) {
            buffer.put(receivedData);
        } else {
            System.out.println("Not enough space in buffer to write data.");
        }

        // 准备读取数据:将limit设置为当前位置,position设回0
        buffer.flip();

        // 读取数据
        while (buffer.hasRemaining()) {
            byte data = buffer.get();
            System.out.println("Read data: " + data);
        }

        // 清空缓冲区以便再次使用
        buffer.clear();
    }
}
  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的美团面经同学 2 Java 后端技术一面面试原题:Java IO 流 如何划分?
  2. Java 面试指南(付费)open in new window收录的华为面经同学 9 Java 通用软件开发一面面试原题:Java 缓冲区溢出,如何预防

43.既然有了字节流,为什么还要有字符流?

其实字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的,问题就出在这个过程还比较耗时,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。

文本存储是字节流还是字符流,视频文件呢?

在计算机中,文本和视频都是按照字节存储的,只是如果是文本文件的话,我们可以通过字符流的形式去读取,这样更方面的我们进行直接处理。

比如说我们需要在一个大文本文件中查找某个字符串,可以直接通过字符流来读取判断。

处理视频文件时,通常使用字节流(如 Java 中的FileInputStreamFileOutputStream)来读取或写入数据,并且会尽量使用缓冲流(如BufferedInputStreamBufferedOutputStream)来提高读写效率。

技术派实战项目open in new window项目中,对于文本,比如说文章和教程内容,是直接存储在数据库中的,而对于视频和图片等大文件,是存储在 OSS 中的。

因此,无论是文本文件还是视频文件,它们在物理存储层面都是以字节流的形式存在。区别在于,我们如何通过 Java 代码来解释和处理这些字节流:作为编码后的字符还是作为二进制数据。

  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的国企面试原题:文本存储是字节流还是字符流,视频文件呢?

44.BIO、NIO、AIO 之间的区别?

推荐阅读:Java NIO 比传统 IO 强在哪里?open in new window

BIO(Blocking I/O):采用阻塞式 I/O 模型,线程在执行 I/O 操作时被阻塞,无法处理其他任务,适用于连接数较少的场景。

NIO(New I/O 或 Non-blocking I/O):采用非阻塞 I/O 模型,线程在等待 I/O 时可执行其他任务,通过 Selector 监控多个 Channel 上的事件,适用于连接数多但连接时间短的场景。

AIO(Asynchronous I/O):使用异步 I/O 模型,线程发起 I/O 请求后立即返回,当 I/O 操作完成时通过回调函数通知线程,适用于连接数多且连接时间长的场景。

二哥的 Java 进阶之路:IO 分类
二哥的 Java 进阶之路:IO 分类

简单说一下 BIO?

BIO,也就是传统的 IO,基于字节流或字符流(如 FileInputStream、BufferedReader 等)进行文件读写,基于 Socket 和 ServerSocket 进行网络通信。

对于每个连接,都需要创建一个独立的线程来处理读写操作。

三分恶面渣逆袭:BIO
三分恶面渣逆袭:BIO

简单说下 NIO?

NIO,JDK 1.4 时引入,放在 java.nio 包下,提供了 Channel、Buffer、Selector 等新的抽象,基于 RandomAccessFile、FileChannel、ByteBuffer 进行文件读写,基于 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 进行网络通信。

实际上,“旧”的 I/O 包已经使用 NIO 重新实现过,所以在进行文件读写时,NIO 并无法体现出比 BIO 更可靠的性能。

NIO 的魅力主要体现在网络编程中,服务器可以用一个线程处理多个客户端连接,通过 Selector 监听多个 Channel 来实现多路复用,极大地提高了网络编程的性能。

三分恶面渣逆袭:NIO
三分恶面渣逆袭:NIO

缓冲区 Buffer 也能极大提升一次 IO 操作的效率。

三分恶面渣逆袭:NIO完整示意图
三分恶面渣逆袭:NIO完整示意图

简单说下 AIO?

AIO 是 Java 7 引入的,放在 java.nio.channels 包下,提供了 AsynchronousFileChannel、AsynchronousSocketChannel 等异步 Channel。

它引入了异步通道的概念,使得 I/O 操作可以异步进行。这意味着线程发起一个读写操作后不必等待其完成,可以立即进行其他任务,并且当读写操作真正完成时,线程会被异步地通知。

AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get("test.txt"), StandardOpenOption.READ);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
Future<Integer> result = fileChannel.read(buffer, 0);
while (!result.isDone()) {
    // do something
}
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序列化

45.什么是序列化?什么是反序列化?

序列化(Serialization)是指将对象转换为字节流的过程,以便能够将该对象保存到文件、数据库,或者进行网络传输。

反序列化(Deserialization)就是将字节流转换回对象的过程,以便构建原始对象。

三分恶面渣逆袭:序列化和反序列化
三分恶面渣逆袭:序列化和反序列化

Serializable 接口有什么用?

Serializable接口用于标记一个类可以被序列化。

public class Person implements Serializable {
    private String name;
    private int age;
    // 省略 getter 和 setter 方法
}

serialVersionUID 有什么用?

serialVersionUID 是 Java 序列化机制中用于标识类版本的唯一标识符。它的作用是确保在序列化和反序列化过程中,类的版本是兼容的。

import java.io.Serializable;

public class MyClass implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    private int age;

    // getters and setters
}

serialVersionUID 被设置为 1L 是一种比较省事的做法,也可以使用 Intellij IDEA 进行自动生成。

但只要 serialVersionUID 在序列化和反序列化过程中保持一致,就不会出现问题。

如果不显式声明 serialVersionUID,Java 运行时会根据类的详细信息自动生成一个 serialVersionUID。那么当类的结构发生变化时,自动生成的 serialVersionUID 就会发生变化,导致反序列化失败。

Java 序列化不包含静态变量吗?

是的,序列化机制只会保存对象的状态,而静态变量属于类的状态,不属于对象的状态。

如果有些变量不想序列化,怎么办?

可以使用transient关键字修饰不想序列化的变量。

public class Person implements Serializable {
    private String name;
    private transient int age;
    // 省略 getter 和 setter 方法
}
  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的京东面经同学 2 后端面试原题:用过序列化和反序列化吗?

46.说说有几种序列化方式?

Java 序列化方式有很多,常见的有三种:

Java常见序列化方式
Java常见序列化方式
  • Java 对象序列化 :Java 原生序列化方法即通过 Java 原生流(InputStream 和 OutputStream 之间的转化)的方式进行转化,一般是对象输出流 ObjectOutputStream和对象输入流ObjectInputStream
  • Json 序列化:这个可能是我们最常用的序列化方式,Json 序列化的选择很多,一般会使用 jackson 包,通过 ObjectMapper 类来进行一些操作,比如将对象转化为 byte 数组或者将 json 串转化为对象。
  • ProtoBuff 序列化:ProtocolBuffer 是一种轻便高效的结构化数据存储格式,ProtoBuff 序列化对象可以很大程度上将其压缩,可以大大减少数据传输大小,提高系统性能。

泛型

47.Java 泛型了解么?什么是类型擦除?介绍一下常用的通配符?

什么是泛型?

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。

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

泛型类、泛型接口、泛型方法
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,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  );

泛型常用的通配符有哪些?

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

什么是泛型擦除?

所谓的泛型擦除,官方名叫“类型擦除”。

Java 的泛型是伪泛型,这是因为 Java 在编译期间,所有的类型信息都会被擦掉。

也就是说,在运行的时候是没有泛型的。

例如这段代码,往一群猫里放条狗:

LinkedList<Cat> cats = new LinkedList<Cat>();
LinkedList list = cats;  // 注意我在这里把范型去掉了,但是list和cats是同一个链表!
list.add(new Dog());  // 完全没问题!

因为 Java 的范型只存在于源码里,编译的时候给你静态地检查一下范型类型是否正确,而到了运行时就不检查了。上面这段代码在 JRE(Java运行环境)看来和下面这段没区别:

LinkedList cats = new LinkedList();  // 注意:没有范型!
LinkedList list = cats;
list.add(new Dog());

为什么要类型擦除呢?

主要是为了向下兼容,因为 JDK5 之前是没有泛型的,为了让 JVM 保持向下兼容,就出了类型擦除这个策略。

注解

48.说一下你对注解的理解?

Java 注解本质上是一个标记,可以理解成生活中的一个人的一些小装扮,比如戴什么什么帽子,戴什么眼镜。

Java注解和帽子
Java注解和帽子

注解可以标记在类上、方法上、属性上等,标记自身也可以设置一些值,比如帽子颜色是绿色。

有了标记之后,我们就可以在编译或者运行阶段去识别这些标记,然后搞一些事情,这就是注解的用处。

例如我们常见的 AOP,使用注解作为切点就是运行期注解的应用;比如 lombok,就是注解在编译期的运行。

注解生命周期有三大类,分别是:

  • RetentionPolicy.SOURCE:给编译器用的,不会写入 class 文件
  • RetentionPolicy.CLASS:会写入 class 文件,在类加载阶段丢弃,也就是运行的时候就没这个信息了
  • RetentionPolicy.RUNTIME:会写入 class 文件,永久保存,可以通过反射获取注解信息

所以我上文写的是解析的时候,没写具体是解析啥,因为不同的生命周期的解析动作是不同的。

像常见的:

Override注解
Override注解

就是给编译器用的,编译器编译的时候检查没问题就 over 了,class 文件里面不会有 Override 这个标记。

再比如 Spring 常见的 Autowired ,就是 RUNTIME 的,所以在运行的时候可以通过反射得到注解的信息,还能拿到标记的值 required 。

Autowired注解
Autowired注解

反射

49.什么是反射?应用?原理?

创建一个对象是通过 new 关键字来实现的,比如:

Person person = new Person();

Person 类的信息在编译时就确定了,那假如在编译期无法确定类的信息,但又想在运行时获取类的信息、创建类的实例、调用类的方法,这时候就要用到反射。

反射功能主要通过 java.lang.Class 类及 java.lang.reflect 包中的类如 Method, Field, Constructor 等来实现。

三分恶面渣逆袭:Java反射相关类
三分恶面渣逆袭:Java反射相关类

比如说我们可以装来动态加载类并创建对象:

String className = "java.util.Date";
Class<?> cls = Class.forName(className);
Object obj = cls.newInstance();
System.out.println(obj.getClass().getName());

比如说我们可以这样来访问字段和方法:

// 加载并实例化类
Class<?> cls = Class.forName("java.util.Date");
Object obj = cls.newInstance();

// 获取并调用方法
Method method = cls.getMethod("getTime");
Object result = method.invoke(obj);
System.out.println("Time: " + result);

// 访问字段
Field field = cls.getDeclaredField("fastTime");
field.setAccessible(true); // 对于私有字段需要这样做
System.out.println("fastTime: " + field.getLong(obj));

反射有哪些应用场景?

一般我们平时都是在在写业务代码,很少会接触到直接使用反射机制的场景。

但是,这并不代表反射没有用。相反,正是因为反射,你才能这么轻松地使用各种框架。像 Spring/Spring Boot、MyBatis 等等框架中都大量使用了反射机制。

像 Spring 里的很多 注解 ,它真正的功能实现就是利用反射。

就像为什么我们使用 Spring 的时候 ,一个@Component注解就声明了一个类为 Spring Bean 呢?为什么通过一个 @Value注解就读取到配置文件中的值呢?究竟是怎么起作用的呢?

这些都是因为我们可以基于反射操作类,然后获取到类/属性/方法/方法的参数上的注解,注解这里就有两个作用,一是标记,我们对注解标记的类/属性/方法进行对应的处理;二是注解本身有一些信息,可以参与到处理的逻辑中。

反射的原理是什么?

我们都知道 Java 程序的执行分为编译和运行两步,编译之后会生成字节码(.class)文件,JVM 进行类加载的时候,会加载字节码文件,将类型相关的所有信息加载进方法区,反射就是去获取这些信息,然后进行各种操作。

  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的美团面经同学 2 Java 后端技术一面面试原题:Java 反射用过吗?
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JDK1.8 新特性

JDK 已经出到 17 了,但是你迭代你的版本,我用我的 8。JDK1.8 的一些新特性,当然现在也不新了,其实在工作中已经很常用了。

50.JDK 1.8 都有哪些新特性?

JDK 1.8 新增了不少新的特性,如 Lambda 表达式、接口默认方法、Stream API、日期时间 API、Optional 类等。

三分恶面渣逆袭:JDK1.8主要新特性
三分恶面渣逆袭:JDK1.8主要新特性

①、Java 8 允许在接口中添加默认方法和静态方法。

public interface MyInterface {
    default void myDefaultMethod() {
        System.out.println("My default method");
    }

    static void myStaticMethod() {
        System.out.println("My static method");
    }
}

②、Lambda 表达式描述了一个代码块(或者叫匿名方法),可以将其作为参数传递给构造方法或者普通方法以便后续执行。

public class LamadaTest {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> System.out.println("沉默王二")).start();
    }
}

《Effective Java》的作者 Josh Bloch 建议使用 Lambda 表达式时,最好不要超过 3 行。否则代码可读性会变得很差。

③、Stream 是对 Java 集合框架的增强,它提供了一种高效且易于使用的数据处理方式。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("中国加油");
list.add("世界加油");
list.add("世界加油");

long count = list.stream().distinct().count();
System.out.println(count);

④、Java 8 引入了一个全新的日期和时间 API,位于java.time包中。这个新的 API 纠正了旧版java.util.Date类中的许多缺陷。

LocalDate today = LocalDate.now();
System.out.println("Today's Local date : " + today);

LocalTime time = LocalTime.now();
System.out.println("Local time : " + time);

LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
System.out.println("Current DateTime : " + now);

⑤、引入 Optional 是为了减少空指针异常。

Optional<String> optional = Optional.of("沉默王二");
optional.isPresent();           // true
optional.get();                 // "沉默王二"
optional.orElse("沉默王三");    // "bam"
optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "沉"
  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的招商银行面经同学 6 招银网络科技面试原题:JDK1.8 的特性?
  2. Java 面试指南(付费)open in new window收录的联想面经同学 7 面试原题:Java印象比较深的版本更新。

51.Lambda 表达式了解多少?

Lambda 表达式主要用于提供一种简洁的方式来表示匿名方法,使 Java 具备了函数式编程的特性。

比如说我们可以使用 Lambda 表达式来简化线程的创建:

new Thread(() -> System.out.println("Hello World")).start();

这比以前的匿名内部类要简洁很多。

所谓的函数式编程,就是把函数作为参数传递给方法,或者作为方法的结果返回。比如说我们可以配合 Stream 流进行数据过滤:

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)
    .collect(Collectors.toList());

其中 n -> n % 2 == 0 就是一个 Lambda 表达式。表示传入一个参数 n,返回 n % 2 == 0 的结果。

Java8 有哪些内置函数式接口?

JDK 1.8 API 包含了很多内置的函数式接口。其中就包括我们在老版本中经常见到的 ComparatorRunnable,Java 8 为他们都添加了 @FunctionalInterface 注解,以用来支持 Lambda 表达式。

除了这两个之外,还有 Callable、Predicate、Function、Supplier、Consumer 等等。

  1. Java 面试指南(付费)open in new window收录的招商银行面经同学 6 招银网络科技面试原题:Lamada 表达式的作用?

52.Optional 了解吗?

Optional是用于防范NullPointerException

可以将 Optional 看做是包装对象(可能是 null, 也有可能非 null)的容器。当我们定义了 一个方法,这个方法返回的对象可能是空,也有可能非空的时候,我们就可以考虑用 Optional 来包装它,这也是在 Java 8 被推荐使用的做法。

Optional<String> optional = Optional.of("bam");

optional.isPresent();           // true
optional.get();                 // "bam"
optional.orElse("fallback");    // "bam"

optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "b"

53.Stream 流用过吗?

Stream 流,简单来说,使用 java.util.Stream 对一个包含一个或多个元素的集合做各种操作。这些操作可能是 中间操作 亦或是 终端操作。 终端操作会返回一个结果,而中间操作会返回一个 Stream 流。

Stream 流一般用于集合,我们对一个集合做几个常见操作:

List<String> stringCollection = new ArrayList<>();
stringCollection.add("ddd2");
stringCollection.add("aaa2");
stringCollection.add("bbb1");
stringCollection.add("aaa1");
stringCollection.add("bbb3");
stringCollection.add("ccc");
stringCollection.add("bbb2");
stringCollection.add("ddd1");
  • Filter 过滤
stringCollection
    .stream()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .forEach(System.out::println);

// "aaa2", "aaa1"

  • Sorted 排序
stringCollection
    .stream()
    .sorted()
    .filter((s) -> s.startsWith("a"))
    .forEach(System.out::println);

// "aaa1", "aaa2"
  • Map 转换
stringCollection
    .stream()
    .map(String::toUpperCase)
    .sorted((a, b) -> b.compareTo(a))
    .forEach(System.out::println);

// "DDD2", "DDD1", "CCC", "BBB3", "BBB2", "AAA2", "AAA1"
  • Match 匹配
// 验证 list 中 string 是否有以 a 开头的, 匹配到第一个,即返回 true
boolean anyStartsWithA =
    stringCollection
        .stream()
        .anyMatch((s) -> s.startsWith("a"));

System.out.println(anyStartsWithA);      // true

// 验证 list 中 string 是否都是以 a 开头的
boolean allStartsWithA =
    stringCollection
        .stream()
        .allMatch((s) -> s.startsWith("a"));

System.out.println(allStartsWithA);      // false

// 验证 list 中 string 是否都不是以 z 开头的,
boolean noneStartsWithZ =
    stringCollection
        .stream()
        .noneMatch((s) -> s.startsWith("z"));

System.out.println(noneStartsWithZ);      // true
  • Count 计数

count 是一个终端操作,它能够统计 stream 流中的元素总数,返回值是 long 类型。

// 先对 list 中字符串开头为 b 进行过滤,让后统计数量
long startsWithB =
    stringCollection
        .stream()
        .filter((s) -> s.startsWith("b"))
        .count();

System.out.println(startsWithB);    // 3
  • Reduce

Reduce 中文翻译为:减少、缩小。通过入参的 Function,我们能够将 list 归约成一个值。它的返回类型是 Optional 类型。

Optional<String> reduced =
    stringCollection
        .stream()
        .sorted()
        .reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);

reduced.ifPresent(System.out::println);
// "aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2"

以上是常见的几种流式操作,还有其它的一些流式操作,可以帮助我们更便捷地处理集合数据。

Java Stream流
Java Stream流

图文详解 55 道 Java 基础面试高频题,这次吊打面试官,我觉得稳了(手动 dog)。整理:沉默王二,戳转载链接open in new window,作者:三分恶,戳原文链接open in new window

没有什么使我停留——除了目的,纵然岸旁有玫瑰、有绿荫、有宁静的港湾,我是不系之舟

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