Java 面试

Posted 2025-02-8 Updated 2025-02- 9

By Administrator

25~32 min read

String、StringBuffer、StringBuilder 区别

String是不可变类，一旦创建无法修改，这是因为在String内部使用 final 来修饰真正存储数据的字符数组，当对字符吃创建进行修改的时候，比如字符串拼接，实际上使用创建一个新的字符串对象，原来的对象是保持不变的。字符串是存储在字符串常量池中的。

StringBuilder 和 StringBuffer 都是可变类，底层是一个可变字符数组来存储数据的，所以在调用相关方法修改字符串的时候，是不会创建新的字符串的。

StringBuilder 和 StringBuffer的区别：

使用 StringBuilder 是非线程安全的，而StringBuffer 在底层使用 synchronized 修饰的
由于StringBuffer 使用 synchronized 修饰，会带来一定的性能开销，效率不如 StringBuilder
在多线程的环境下使用 StringBuffer ，在非多线程环境下使用 StringBuilder

注意：String 也是线程安全的，因为 String本身就是不可变的。

Java 中多态的实现方式有哪些

多态定义：允许不同类对象对象同一种消息做出不同的响应。

方法重载（静态多态，编译阶段）

方法重载：在同一个类中，定义多个方法名相同，但是参数列表不同（参数个数、类型或者顺序不同）的方法。在编译阶段就确定了。（根据方法传入的参数类型不同，做出不一样的处理）

方法重写（动态多态，运行阶段）

方法重写：发生在子类和父类之间，子类重新定义父类中已有的方法。但是使用父类来接收子类new出来的对象，并且使用父类的变量名调用重写后的方法，实际调用的子类重写的方法。

接口实现（动态多态，运行阶段）

接口实现：不同的实现类重写同一个方法，可以方法的逻辑可以不同。

Java 中如何处理异常

try-catch-finally

try-catch 捕获异常并且进行处理，当 try 中代码出现异常就会走到 catch 中，如果没有就不会执行 catch 中代码，finally 中的代码不论代码使用出现异常都会执行。

throw

throw 手动抛出异常，一般在代码逻辑中，当一些条件是就抛出异常来通知调用者。

throws

throws：在方法声明中声明该方法可能会抛出那些异常。在该方法内部不进行处理，有调用处进行处理或者接着抛出。

集合框架

集合主要分为单例集合和双列集合

单列集合：只有 value

双列集合：key-value 结构

单列集合

单例集合.png

双列集合

双列集合.png

Java 中线程的创建方式

线程的创建主要有三种方式：

继承 Thread 类（s red）
- 特点：直接创建该类的子类，并且重写 run 方法，run 方法中代码就是该线程需要做的事情。在通过该子类的对象调用 start 方法就可以创建线程并且运行了。
- 缺点：由于 Java只支持单继承，一个类继承了 Thread 就不能继承其他了，限制了类的拓展性。
- 无返回值。
实现 Runnable 接口（卵了煲）
- 特点：创建类实现该接口并且重写 run 方法，这种方式不会占用类的继承，增加了该类的拓展性。
- 缺点：需要借助 Thread 来管理线程。
- 无返回值
实现 Callable 接口（K了煲）
- 特点：创建类实现该接口并且重写 call 方法，这种方式不会占用类的继承，增加了该类的拓展性。
- 缺点：创建和使用的时候比较复杂，需要 Thread 和 futureTask 类配合。
- 有返回值。
使用线程池（常用）
- 特点：可实现线程复用，不用频繁创建线程和销毁线程
- 缺点：实现比较复杂。

Java 中的反射机制

Java 中的反射机制是指在程序运行时，能够动态地获取一个类的所有信息，包括属性、方法、构造方法等，并且可以对这些成员进行操作。

使用反射的步骤： 1. 先获取 class 对象，2. 获取成员

获取 class 对象的方式有

Class.forName("全类名")

比较灵活，可以通过读取配置文件中内容来进行反射

类.class

类只要类存在就可以使用这个方式

对象.getClass

需要对象已经存在才能使用这个方式获取。

获取成员方式

获取属性

若要获取公共属性，可以使用 Class对象的 getField(String name)方法。但如果要获取所有属性（包括私有属性），则需要使用 getDeclaredField(String name)方法。可通过 get和set 方法来获取属性值和修改属性值。

获取构造方法

getConstructors()方法用于获取所有公共构造方法，而 getDeclaredConstructors()方法可以获取所有构造方法（包括私有构造方法）。获取构造方法对象 Constructor后，可通过 newInstance方法创建对象。

获取方法

使用 Class对象的 getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)方法获取指定的公共方法，getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)方法用于获取所有方法（包括私有方法）。获取 Method对象后，通过 invoke方法调用方法。

Java 中的序列化和反序列化

序列化和反序列化：主要用于数据持久化和网络上数据传输。

序列化：（使用 Java 默认的序列化）器将 Java对象转换字节串。需要序列化的类应该实现 Serializable 接口（序列化接口）并且设置序列化版本号，注意这个只是一个标识，用于告知虚拟机该类的对象可以进行序列化。

反序列化：（使用 Java 默认的序列化）将字节串转换为 Java 对象。

序列化和反序列化配合使用可以不同的环境进行数据传输。

Java 中的泛型是什么

泛型：不确定的数据类型。

泛型好处：类型检查和代码复用。

泛型使用方式：

泛型类：在该类中可以使用泛型
泛型方法：在该方法可以使用泛型
泛型接口：该接口的实现类（进行泛型传递）和接口方法都可以使用。

泛型限定范围：（以 User 类来做实例）

限定泛型必须是 User 的后代类（包括自己）， < ? extends User>
限定泛型必须是 User 的祖先类（包括自己）， < ? super User>

Java 中的泛型是伪泛型，编译成 Class 泛型会替换成 Object 类。

Java 中的注解是什么

Java 中注解是一种元数据，他可以为代码在编译、运行等阶段提供一些额外的数据，开发者可以通过这数据，来实现特定的功能：比如代码检查、代码生成等。

注解的特点：以 @ + 标识符，常见的注解有 @Override 等注解。

元注解：注解的注解。

注解实例：比如 @OVerride 就可以用标识一个方法是重写方法，如果方法不是重写方法使用 @Override 标识出现编译错误。

Java 中内存模型

Java中内存模型分为五部分：

栈
堆
方法区
本地方法栈
程序计数器

Java内存模型.png

Java 中的垃圾回收机制（GC机制）

GC 机制：主要负责回收堆和方法区中不在使用的内存空间。

判断一个对象是否不再使用的方法：

引用计数法：每当有一个地方引用该对象，就会+1 ，每当有个一个地方不再引用该对象，就会 -1 。（可能出现，两个对象相互引用导致引用循环，这样对象就永远都不会被回收了。）
可达性分析算法：一个 "GC Roots" 对象为开始，往下找如果没有找到（不可达）该对象就可以被回收了，一般栈中引用对象、方法区中静态属性引用的对象，方法区中常量引用的对象等。

垃圾回收算法

1.标记清除算法

将存活的对象进行标记，然后清理掉未被标记的对象。

不足:

标记和清除过程效率都不高；
会产生大量不连续的内存碎片，导致无法给大对象分配内存。

2. 标记整理算法

让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。

3. 复制算法

将内存划分为大小相等的两块，每次只使用其中一块，当这一块内存用完了就将还存活的对象复制到另一块上面，然后再把使用过的内存空间进行一次清理。这种算法适用于对象存活率较低的场景，新生代经常采用这种算法。

线程和进程的区别？

线程：cpu 调用的基础单元

进程：一个进程中包含多个线程，可以理解为进程是容器，里面装着线程。

并行和并发有什么区别

并行：同一个时间同时执行多个任务，多个cpu 同时执行多个线程。

并发：同一个时间需要做多个任务，一个 cpu 轮流执行多个线程。

线程有哪些状态

新建：

当一个线程对象被创建出来，但是还没有调用 start 方法的时候就是新建状态。

可运行：

调用的 start 方法，但是没有获取的执行资格。

终结：

线程内代码执行的完毕，就冲运行状态转换为终结状态

阻塞：

当线程获取锁失败后，就会进入阻塞状态。
当持有锁的线程释放了锁是，就会按照一定规则唤醒被阻塞队列中的阻塞线程，唤醒的线程重新回到了可运行状态（没有获取 cpu 的执行权）

等待：

当获取锁成功后，但是由于条件不满足，调用了 wait 方法，等待唤醒
当其他线程调用 notify() 或者 notifyAll() 方法，来唤醒执行了 wait 的线程
示例：厨师和客人，厨师做饭，客人吃饭
- 厨师没有做好饭，客人就等待厨师做好饭（客人等待），厨师做好饭了就会告知客人可以吃饭了（唤醒客人）。

睡眠：

线程调用 sleep 方法，线程就进入等待状态，等待过了指定时间，就回到了可运行状态。

线程池

创建线程池的参数

在线程池中一共有7个核心参数：

corePoolSize 核心线程数目 - 池中会保留的最多线程数
maximumPoolSize 最大线程数目 - 核心线程+救急线程的最大数目
keepAliveTime 生存时间 - 救急线程的生存时间，生存时间内没有新任务，此线程资源会释放
unit 时间单位 - 救急线程的生存时间单位，如秒、毫秒等
workQueue - 当没有空闲核心线程时，新来任务会加入到此队列排队，队列满会创建救急线程执行任务
threadFactory 线程工厂 - 可以定制线程对象的创建，例如设置线程名字、是否是守护线程等
handler 拒绝策略 - 当所有线程都在繁忙，workQueue 也放满时，会触发拒绝策略

拒绝策略有4种，当线程数过多以后，第一种是抛异常、第二种是由调用者执行任务、第三是丢弃当前的任务，第四是丢弃最早排队任务。默认是直接抛异常。

  void test() {
        ThreadPoolExecutor poolExecutor = new ThreadPoolExecutor(
                5, // 核心线程数量
                10,           // 最大线程数量  （临时线程数 = 最大线程 - 核心线程数 ）
                1,            // 临时线程的存活时间
                TimeUnit.MINUTES, // 临时线程的存活时间的单位
                new ArrayBlockingQueue<>(10),    // 线程池满了，会创建一个队列来保留这些超出的任务
                // r -> new Thread(r , "myThread" ),     // 线程工厂
                new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()  // 线程池的拒绝策略，当所有线程都在执行任务，并且等待队列中也已经满了，就会触发拒绝策略
        );

        // 执行线程任务
        poolExecutor.execute(() -> System.out.println("hello "));

    }

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License: CC BY 4.0