Java 基础面试题 | 爪哇部落格

Java 基础

语言知识

java语言的特点？

面向对象
跨平台，Wirte Once ，Run anywhere；一次编译，到处执行
支持多线程
支持网络编程
较高的安全性和稳定性
解释与编译共存

java和C++的区别？

java是跨平台的语言，c++依赖于特定的平台
java没有指针，c++ 有指针
java支持自动的垃圾回收，c++需要自行管理
java类是单继承，不支持多继承，接口可以多继承；c++可以多继承
java goto是保留字，c++ 可以使用goto
java 不支持操作符重载，虽然字符串之间可以使用“+”连接，但这是语言内置支持的操作；而c++可以；

JVM，JDK 和 JRE 有什么区别？

JVM：Java Virtual Machine 的简称，Java虚拟机

JDK：Java Development Kit 的简称，Java 开发工具包，提供了 Java 的开发环境和运行环境。

JRE：Java Runtime Environment 的简称，Java 运行环境，为 Java 的运行提供了所需环境。

具体来说 JDK 其实包含了 JRE，同时还包含了编译 Java 源码的编译器 Javac，还包含了很多 Java 程序调试和分析的工具。简单来说：如果你需要运行 Java 程序，只需安装 JRE 就可以了，如果你需要编写 Java 程序，需要安装 JDK。

面向对象的三大特性

封装：封装就是隐藏对象的属性以及实现细节，仅对外公开接口
继承：继承是子类继承父类的特征和行为
多态：多态是统一行为不同的表现形式或者形态的能力

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。

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

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。

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。

基础语法

java命名规范？

命名方式可以由数字，字母，下划线以及$符号组成；不能以数字开头，不能包含java关键字。

public class NamingRule {

    class name {

    }

    class _name{

    }

    class $name{

    }

    class name1{

    }

    /**
     * 不能以数字开头
     */
    //class 1name{
    //  数字开头编译错误  
    //}
}

java有关键字？

关键字

访问控制

private , protected , public ;
用于方法、类、接口

class , interface , enum , extends , implements , super , this , void，static , final , synchronized , transient , volatile , native , new , abstract , strictfp ;
分支循环

break , continue , do , while , if , else , for , instanceof , switch , case , default , return , assert ;
异常处理

try , catch , throw , throws ,finally ;
包引用

package , import ;
数据类型

byte , short , int , long , double , float , char , boolean ;
保留字

goto , const
特殊直接量（不属于关键字）

true , false , null

java语言基本数据类型

整型：byte，short，int，long
浮点型：float，double
字符型：char
布尔型：boolean

基本数据类型范围和默认值：

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

强制类型转换，隐式类型转换

隐式类型转换：从存储数据范围小的类型->存储数据范围大的类型会进行隐式（自动）类型转换，例如：short s1= 1；
强制类型转换：从存储数据范围大的类型->存储数据范围小的类型需要进行强制（显示）类型转换。

代码示例：

short s1 =1；
s1 = s1+1 ;//编译错误

s1+=1; //编译正确

float f1 =3.4; //编译错误
float f1 =3.4F;

int a ='1';//编译正确

拆箱，装箱

装箱：基本类型用包装器包装起来
拆箱：包装类型转换为基本类型

public class Test {
  
  public static void (String [] args){
     Integer i1 = 127;//装箱
     int n =i1;//拆箱
     Integer i2 = 127;
     Integer i3 = 128;
     Integer i4 = 128;
     System.out.println(i1==i2);//true
     System.out.println(i3==i4);//false 
     Double d1 = 1.0;
     Double d2 = 1.0;
     Double d3 = 2.0;
     Double d4 = 2.0;
     System.out.println(d1==d2);//false
     System.out.println(d3==d4);//false 
  }
  
}

== 和 equals 的区别是什么？

「== 解读」

对于基本类型和引用类型 == 的作用效果是不同的，如下所示：

基本类型：比较的是值是否相同；
引用类型：比较的是引用是否相同；

String x = "string";
String y = "string";
String z = new String("string");
System.out.println(x==y); // true
System.out.println(x==z); // false
System.out.println(x.equals(y)); // true
System.out.println(x.equals(z)); // true

代码解读：因为 x 和 y 指向的是同一个引用，所以 == 也是 true，而 new String()方法则重写开辟了内存空间，所以 == 结果为 false，而 equals 比较的一直是值，所以结果都为 true。

「equals 解读」

equals 本质上就是 ==，只不过 String 和 Integer 等重写了 equals 方法，把它变成了值比较。看下面的代码就明白了。

首先来看默认情况下 equals 比较一个有相同值的对象，代码如下：

class Cat{
    public Cat(String name){
        this.name = name;
    }
 
    private String name;
 
    public String getName(){
        return name;
    }
 
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
}
 
Cat c1 = new Cat("王磊");
Cat c2 = new Cat("王磊");
System.out.println(c1.equals(c2)); // false

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

不对，两个对象的 hashCode() 相同，equals() 不一定 true。

String str1 = "通话";
String str2 = "重地";
System. out. println(String. format("str1：%d | str2：%d",  str1.hashCode(),str2.hashCode()));
System. out. println(str1. equals(str2));

执行结果

str1：1179395 | str2：1179395
 
false

代码解读：很显然“通话”和“重地”的 hashCode() 相同，然而 equals() 则为 false，因为在散列表中，hashCode() 相等即两个键值对的哈希值相等，然而哈希值相等，并不一定能得出键值对相等。

switch 能否作用在byte上？long上呢？String 呢？

switch 可以使用在 byte，short，int ，char上，不能使用在ong

JDK1.5新增可以使用枚举类型；

JDK1.7可以支持String类型。

break，continue，return的作用域以及区别？

break 用来结束当前循环体
continue 用来结束本次循环，进入下一次循环
return 用来方法的返回，结束当前方法

访问控制修饰符以及作用域

public
protected
default
private

作用域如下：

访问控制修饰符	当前类	同包	子类（非同包）	其他包
public	✔	✔	✔	✔
protected	✔	✔	✔	❌
default	✔	✔	❌	❌
private	✔	❌	❌	❌

运算符

&& 和 &
|| 和 |

&& 是逻辑运算符，&是位运算符，&也可以用在逻辑判断中，&&有短路的特性

|| 是逻辑运算符，|是位运算符，&也可以用在逻辑判断中，||有短路的特性

static 关键字

static 变量，称为静态变量，也称为类变量，可以通过类名. 来方位，静态变量被所有类共享，在类加载是被初始化。
static 方法，称为静态方法，静态方法中不能方位非静态的成员变量，也不能调用非静态的成员方法；但是在非静态的成员方法中可以访问静态方法
static 代码块，称为静态代码块，类加载是执行，一般被用来做一些初始化操作。

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。

说说自增自减运算？

++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。

用一句口诀就是：“符号在前就先加/减，符号在后就后加/减”。

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

final 在 java 中有什么作用？

final 修饰的类叫最终类，该类不能被继承。例如：String
final 修饰的方法不能被重写。
final 修饰的变量叫常量，常量必须初始化，初始化之后值就不能被修改。

final、finally、finalize 有什么区别？

final：是修饰符，如果修饰类，此类不能被继承；如果修饰方法和变量，则表示此方法和此变量不能在被改变，只能使用。
finally：是 try{} catch{} finally{} 最后一部分，表示不论发生任何情况都会执行，finally 部分可以省略，但如果 finally 部分存在，则一定会执行 finally 里面的代码。
finalize：是 Object 类的一个方法，在垃圾收集器执行的时候会调用被回收对象的此方法。

抽象类必须要有抽象方法吗？

不需要，抽象类不一定非要有抽象方法。

普通类和抽象类有哪些区别？

普通类不能包含抽象方法，抽象类可以包含抽象方法。
抽象类不能直接实例化，普通类可以直接实例化。

抽象类能使用 final 修饰吗？

不能，定义抽象类就是让其他类继承的，如果定义为 final 该类就不能被继承，这样彼此就会产生矛盾，所以 final 不能修饰抽象类，如下图所示，编辑器也会提示错误信息：

接口和抽象类有什么区别

抽象类

一个类中包含抽象方法，那么这个类必须被声明为抽象类；没有抽象方法的类也可以被声明为抽象类；
抽象类不能被声明为final，抽象类的设计目的就是让子类继承实现的，声明为final将不能被继承。
同时在java中类是单继承的，一个类只可以继承一个父类；一个类可以实现多个接口；
抽象类不可以被实例化。

//!!!! 编译错误 !!!!!
public final abstract class AbstractDemo {

}

接口

接口可以继承多个父级接口；
在java 1.8 之前接口中只可以有常量以及抽象方法；
java 1.8 开始，接口中可以有方法的 default 实现。
接口中的成员变量默认是 public static; 不可以被修饰为 private, protected等。
接口中定义的方法，不可以被修饰为 private , protected；可以被public修饰；方法也可以为默认是 public abstract 的。

interface AbstractInterface{

   //!!!! 编译错误 !!!!!
   //private String a="a";

   //!!!! 编译错误 !!!!!
   //protected String a = "a";

   String a = "a";

   public String b = "a";
}

this 关键字

this 关键字可以用来引用当前类的实例

public class Person {
  private int age;
  private String name;
  
  public Person (int age,String name){
    this.age = age;
    this.name = name;
  }
  
}

this关键字可以用来调用当前类的构造方法

public class Person {
  private int age;
  private String name;
  
  public Person (int age){
     this(age,null);
  }
  
  public Person (int age,String name){
    this.age = age;
    this.name = name;
  }
  
}

this关键字可以用来调用当前类的方法

public class Test{
  
  public void f1(){
     System.out.println("f1 method");
  }
  
  public void f2(){
			this.f1();
  }
  
}

this关键字可以作为调用方法中的参数传递
this关键字可以作为构造方法的参数传递
this关键字可以作为方法的返回值

this()和super() 的区别

相同点：

this()和 super()都必须在构造函数的第一行调用，否则会编译报错；

this()和 super()都指的是对象，所以都不能在static环境中执行。

不同点：

super()是对父类构造函数的调用，this()是重载构造函数是调用；

super()是继承父类的子类在构造函数是调用，this()是在同一类的不同构造函数中调用。

Java 中的 Math. round(-1. 5) 等于多少？

等于 -1，因为在数轴上取值时，中间值（0.5）向右取整，所以正 0.5 是往上取整，负 0.5 是直接舍弃

字符串

String 属于基础的数据类型吗？

String 不属于基础类型，基础类型有 8 种：byte、boolean、char、short、int、float、long、double，而 String 属于对象。

Java 中操作字符串都有哪些类？它们之间有什么区别？

操作字符串的类有：String、StringBuffer、StringBuilder。

String 和 StringBuffer、StringBuilder 的区别在于 String 声明的是不可变的对象，每次操作都会生成新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象，而 StringBuffer、StringBuilder 可以在原有对象的基础上进行操作，所以在经常改变字符串内容的情况下最好不要使用 String。

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

不一样，因为内存的分配方式不一样。String str="i"的方式，Java 虚拟机会将其分配到常量池中；而 String str=new String(“i”) 则会被分到堆内存中。

如何将字符串反转？

使用 StringBuilder 或者 stringBuffer 的 reverse() 方法。

String 类的常用方法都有那些？

indexOf()：返回指定字符的索引。
charAt()：返回指定索引处的字符。
replace()：字符串替换。
trim()：去除字符串两端空白。
split()：分割字符串，返回一个分割后的字符串数组。
getBytes()：返回字符串的 byte 类型数组。
length()：返回字符串长度。
toLowerCase()：将字符串转成小写字母。
toUpperCase()：将字符串转成大写字符。
substring()：截取字符串。
equals()：字符串比较。

如何使用 String.intern 节省内存？

讲完了构建字符串，我们再来讨论下 String 对象的存储问题。先看一个案例。

Twitter 每次发布消息状态的时候，都会产生一个地址信息，以当时 Twitter 用户的规模预估，服务器需要 32G 的内存来存储地址信息。

这个案例来自一位 Twitter 工程师在 QCon 全球软件开发大会上的演讲，他们想到的解决方法，就是使用 String.intern 来节省内存空间，从而优化 String 对象的存储。

具体做法就是，在每次赋值的时候使用 String 的 intern 方法，如果常量池中有相同值，就会重复使用该对象，返回对象引用，这样一开始的对象就可以被回收掉。这种方式可以使重复性非常高的地址信息存储大小从 20G 降到几百兆。

如何使用字符串的分割方法？

Split() 方法使用了正则表达式实现了其强大的分割功能，而正则表达式的性能是非常不稳定的，使用不恰当会引起回溯问题，很可能导致 CPU 居高不下。

所以我们应该慎重使用 Split() 方法，我们可以用 String.indexOf() 方法代替 Split() 方法完成字符串的分割。如果实在无法满足需求，你就在使用 Split() 方法时，对回溯问题加以重视就可以了。

为什么 Java 9 String 内部将 char 数组改为 byte 数组？

Java String 的内存表示本质上是基于 UTF-16 BE 编码的字符数组。UTF-16 是 2 个字节或 4 个字节的变长编码，这意味着即使是 UniCode 字符集的拉丁字母，使用 ASCII 编码只需要一个字节，但是在 String 中需要两个字节的存储空间。

为了优化存储空间，从 Java 9 开始，String 内部将 char 数组改为 byte 数组，String 会判断字符串中是否只包含拉丁字母。如果是的话则采用单字节编码（Latin-1），否则使用 UTF-16 编码。

private final byte coder;
static final boolean COMPACT_STRINGS;
static {
    COMPACT_STRINGS = true;
}
byte coder() {
    return COMPACT_STRINGS ? coder : UTF16;
}
@Native static final byte LATIN1 = 0;
@Native static final byte UTF16  = 1;

不同编码实现的简单区别如下：

编码格式	编码单元长度	BOM	字节序
UTF-8-无BOM	1 ~ 4 字节	无	大端序
UTF-8	1 ~ 4 字节	EF BB BF	大端序
UTF-16-无BOM	2 / 4 字节	无	大端序
UTF-16BE（默认）	2 / 4 字节	FE FF	大端序
UTF-16LE	2 / 4 字节	FF FE	小端序
UTF-32-无BOM	4 字节	无	大端序
UTF-32BE（默认）	4 字节	00 00 FE FF	大端序
UTF-32LE	4 字节	FF EE 00 00	小端序

为什么 String 设计为不可变类？

1、不可变类 String 可以避免修改后无法定位散列表键值对：

假设 String 是可变类，当我们在 HashMap 中构建起一个以 String 为 Key 的键值对时，此时对 String 进行修改，那么通过修改后的 String 是无法匹配到刚才构建过的键值对的，因为修改后的 hashCode 可能是变化的。而不可变类可以规避这个问题。
2、线程安全： 不可变对象本质是线程安全，不需要同步；

String 对象的内存分配

“abc” 与 new String(“abc”) 的区别

"abc" => 虚拟机首先检查 运行时常量池 中是否存在 “abc”，如果存在则直接返回，否则在字符串常量池中创建 “abc” 对象并返回。因此，多次声明使用的是同一个对象；

new String("abc") => 在编译过程中，Javac 会将 “abc” 加入到 Class 文件常量池 中。在类加载时期，Class 文件常量池会被加载进运行时常量池。在调用 new 字节码指令时，虚拟机会在堆中新建一个对象，并且引用常量池中的 “abc” 对象。
String#intern() 的实现原理

如果字符串常量池中已经包含一个等于此 String 对象的字符串，则返回常量池中的这个字符串；否则，先将此 String 对象包含的字符串拷贝到常量池中，在常量池中的这个字符串。

从 JDK 1.7 开始，String#intern() 不再拷贝字符串到常量池中，而是在常量池中生成一个对原 String 对象的引用，并返回。

为什么 String#haseCode() 要使用 31 作为因子？

public int hashCode() {
    int h = hash;
    if (h == 0 && value.length > 0) {
        char val[] = value;

        for (int i = 0; i < value.length; i++) {
            h = 31 * h + val[i];
        }
        hash = h;
    }
    return h;
}

复制代码

**原因 1 **

31 可以被编译器优化 31∗i=(i<<5)−i31 * i = (i << 5) - i31∗i=(i<<5)−i，位运算和减法运算的效率比乘法运算高。
**原因 2 **

31 是一个质数：质数是只能被 1 和自身整除的数，使用质数作为乘法因子获得的散列值，在将来进行取模时，得到相同 index 的概率会降低，即降低了哈希冲突的概率。
**原因 3 **

31 是一个不大不小的质数：质数太小容易造成散列值聚集在一个小区间，提供散列冲突概率；质数过大容易造成散列值超出 int 的取值范围（上溢），丢失部分数值信息，散列冲突概率不稳定。

异常处理

java异常简介

Java异常是Java提供的一种识别及响应错误的一致性机制。
Java异常机制可以使程序中异常处理代码和正常业务代码分离，保证程序代码更加优雅，并提高程
序健壮性。在有效使用异常的情况下，异常能清晰的回答what, where, why这3个问题：异常类型
回答了“什么”被抛出，异常堆栈跟踪回答了“在哪”抛出，异常信息回答了“为什么”会抛出。

java异常架构

Throwable

Throwable 是 Java 语言中所有错误与异常的超类。
Throwable 包含两个子类：Error（错误）和 Exception（异常），它们通常用于指示发生了异常情况。
Throwable 包含了其线程创建时线程执行堆栈的快照，它提供了 printStackTrace() 等接口用于获
取堆栈跟踪数据等信息。
Error

Error 类及其子类。程序中无法处理的错误，表示运行应用程序中出现了严重的错误。
特点：此类错误一般表示代码运行时 JVM 出现问题。通常有 Virtual MachineError（虚拟机运行错误）、NoClassDefFoundError（类定义错误）等。

比如 OutOfMemoryError：内存不足错误；StackOverflowError：栈溢出错误。此类错误发生时，JVM 将终止线程。
这些错误是非受检异常，非代码性错误。因此，当此类错误发生时，应用程序不应该去处理此类错误。按照Java惯例，我们是不应该实现任何新的Error子类的！
Exception

程序本身可以捕获并且可以处理的异常。Exception 这种异常又分为两类：运行时异常和编译时异常。

受检异常与非受检异常

受检异常（checked exception）

编译器要求必须处理的异常。正确的程序在运行过程中，经常容易出现的、符合预期的异常情况。
一旦发生此类异常，就必须采用某种方式进行处理。除 RuntimeException 及其子类外，其他的
Exception 异常都属于受检异常。编译器会检查此类异常，也就是说当编译器检查到应用中的某
处可能会此类异常时，将会提示你处理本异常——要么使用try-catch捕获，要么使用方法签名中
用 throws 关键字抛出，否则编译不通过。
非受检异常（unchecked exception）

编译器不会进行检查并且不要求必须处理的异常，也就说当程序中出现此类异常时，即使我们没有
try-catch捕获它，也没有使用throws抛出该异常，编译也会正常通过。该类异常包括运行时异常
（RuntimeException极其子类）和错误（Error）

常见的异常类有哪些？

NullPointerException 空指针异常
ClassNotFoundException 指定类不存在
NumberFormatException 字符串转换为数字异常
IndexOutOfBoundsException 数组下标越界异常
ClassCastException 数据类型转换异常
FileNotFoundException 文件未找到异常
NoSuchMethodException 方法不存在异常
IOException IO 异常
SocketException Socket 异常

try-catch-finally 中哪个部分可以省略？

try-catch-finally 其中 catch 和 finally 都可以被省略，但是不能同时省略，也就是说有 try 的时候，必须后面跟一个 catch 或者 finally。

try-catch-finally 中，如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？

finally 一定会执行，即使是 catch 中 return 了，catch 中的 return 会等 finally 中的代码执行完之后，才会执行。

throw 和 throws 的区别？

throw：是真实抛出一个异常。
throws：是声明可能会抛出一个异常。

IO 知识

什么是比特(Bit)，什么是字节(Byte)，什么是字符(Char),它们长度是多少,各有什么区别？

Bit最小的二进制单位，是计算机的操作部分取值0或者1。

Byte是计算机中存储数据的单元，是一个8位的二进制数，（计算机内部，一个字节可表示一个英文字母，两个字节可表示一个汉字。）取值（-128-127）

Char是用户的可读写的最小单位，他只是抽象意义上的一个符号。如‘5’，‘中’，‘￥’等等。在java里面由16位bit组成Char 取值（0-65535）

Bit 是最小单位计算机他只能认识0或者1

Byte是8个字节是给计算机看的

字符是人看到的东西

在了解不同的IO之前先了解：同步与异步，阻塞与非阻塞的区别？

同步：一个任务的完成之前不能做其他操作，必须等待（等于在打电话）
异步：一个任务的完成之前，可以进行其他操作
阻塞：是相对于CPU来说的，挂起当前线程，不能做其他操作只能等待
非阻塞：无须挂起当前线程，可以去执行其他操作

IO分两阶段（一旦拿到数据后就变成了数据操作，不再是IO）：
    1.数据准备阶段
    2.内核空间复制数据到用户进程缓冲区（用户空间）阶段

在操作系统中，程序运行的空间分为内核空间和用户空间。
    应用程序都是运行在用户空间的，所以它们能操作的数据也都在用户空间。

阻塞IO和非阻塞IO的区别在于第一步发起IO请求是否会被阻塞：
    如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞IO，如果不阻塞，那么就是非阻塞IO。

一般来讲：
    阻塞IO模型、非阻塞IO模型、IO复用模型(select/poll/epoll)、信号驱动IO模型都属于同步IO，因为阶段2是阻塞的(尽管时间很短)。

同步IO和异步IO的区别就在于第二个步骤是否阻塞：
    如果不阻塞，而是操作系统帮你做完IO操作再将结果返回给你，那么就是异步IO

什么是 Java 序列化？什么情况下需要序列化？

Java 序列化是为了保存各种对象在内存中的状态，并且可以把保存的对象状态再读出来。

以下情况需要使用 Java 序列化：

想把的内存中的对象状态保存到一个文件中或者数据库中时候；
想用套接字在网络上传送对象的时候；
想通过RMI（远程方法调用）传输对象的时候。

为什么要使用克隆？

克隆的对象可能包含一些已经修改过的属性，而 new 出来的对象的属性都还是初始化时候的值，所以当需要一个新的对象来保存当前对象的“状态”就靠克隆方法了。

如何实现对象克隆？

实现 Cloneable 接口并重写 Object 类中的 clone() 方法。
实现 Serializable 接口，通过对象的序列化和反序列化实现克隆，可以实现真正的深度克隆。

深拷贝和浅拷贝区别是什么？

浅克隆：当对象被复制时只复制它本身和其中包含的值类型的成员变量，而引用类型的成员对象并没有复制。
深克隆：除了对象本身被复制外，对象所包含的所有成员变量也将复制。

Java 中 IO 流分为几种？

按功能来分：输入流（input）、输出流（output）。
按类型来分：字节流和字符流。

字节流和字符流的区别是：字节流按 8 位传输以字节为单位输入输出数据，字符流按 16 位传输以字符为单位输入输出数据。
按角色：节点流、处理流

节点流：直接与数据源相连，读入或读出。

处理流：也叫包装流，是对一个对于已存在的流的连接进行封装，通过所封装的流的功能调用实现数据读写。如添加个Buffering缓冲区。（意思就是有个缓存区，等于软件和mysql中的redis）

注意：为什么要有处理流？主要作用是在读入或写出时，对数据进行缓存，以减少I/O的次数，

Java中流类的超类主要有那些？

java.io.InputStream
java.io.OutputStream
java.io.Reader
java.io.Writer

字节流和字符流的区别？

字符流和字节流的使用非常相似，但是实际上字节流的操作不会经过缓冲区（内存）而是直接操作文本本身的，而字符流的操作会先经过缓冲区（内存）然后通过缓冲区再操作文件以字节为单位输入输出数据，字节流按照 8 位传输以字符为单位输入输出数据，字符流按照 16 位传输

PrintStream、BufferedWriter、PrintWriter 的比较？

PrintStream

PrintStream类的输出功能非常强大，通常如果需要输出文本内容，都应该将输出流包装成PrintStream 后进行输出。

它还提供其他两项功能。与其他输出流不同，PrintStream 永远不会抛出 IOException；而是，异常情况仅设置可通过 checkError 方法测试的内部标志。另外，为了自动刷新，可以创建一个 PrintStream
BufferedWriter

BufferedWriter将文本写入字符输出流，缓冲各个字符从而提供单个字符，数组和字符串的高效写入。通过 write()方法可以将获取到的字符输出，然后通过 newLine()进行换行操作。BufferedWriter 中的字符流必须通过调用 flush 方法才能将其刷出去。并且 BufferedWriter 只能对字符流进行操作。如果要对字节流操作，则使用 BufferedInputStream
PrintWriter

PrintWriter 的 println 方法自动添加换行，不会抛异常，若关心异常，需要调用 checkError方法看是否有异常发生，PrintWriter 构造方法可指定参数，实现自动刷新缓存（autoflush）

有哪些可用的 Filter 流？

在 java.io 包中主要由 4 个可用的 filter Stream。两个字节 filter stream，两个字符 filter stream.分别是 FilterInputStream, FilterOutputStream, FilterReader and FilterWriter.这些类是抽象类，不能被实例化的

BIO、NIO、AIO 有什么区别？

BIO：Block IO 同步阻塞式 IO，就是我们平常使用的传统 IO，它的特点是模式简单使用方便，并发处理能力低。
NIO：Non IO 同步非阻塞 IO，是传统 IO 的升级，客户端和服务器端通过 Channel（通道）通讯，实现了多路复用。
AIO：Asynchronous IO 是 NIO 的升级，也叫 NIO2，实现了异步非堵塞 IO ，异步 IO 的操作基于事件和回调机制。

Files的常用方法都有哪些？

Files. exists()：检测文件路径是否存在。
Files. createFile()：创建文件。
Files. createDirectory()：创建文件夹。
Files. delete()：删除一个文件或目录。
Files. copy()：复制文件。
Files. move()：移动文件。
Files. size()：查看文件个数。
Files. read()：读取文件。
Files. write()：写入文件。

什么是缓冲区？有什么作用？

缓冲区就是一段特殊的内存区域，很多情况下当程序需要频繁地操作一个资源（如文件或数据库）则性能会很低，所以为了提升性能就可以将一部分数据暂时读写到缓存区，以后直接从此区域中读写数据即可，这样就可以显著的提升性能。对于 Java 字符流的操作都是在缓冲区操作的，所以如果我们想在字符流操作中主动将缓冲区刷新到文件则可以使用 flush() 方法操作。

集合框架

Java 容器都有哪些？

Java 容器分为 Collection 和 Map 两大类，其下又有很多子类，如下所示：

Collection
List
ArrayList
LinkedList
Vector
Stack
Set
HashSet
LinkedHashSet
TreeSet
Map
HashMap
LinkedHashMap
TreeMap
ConcurrentHashMap
Hashtable

Collection 和 Collections 有什么区别？

Collection 是一个集合接口，它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法，所有集合都是它的子类，比如 List、Set 等。
Collections 是一个包装类，包含了很多静态方法，不能被实例化，就像一个工具类，比如提供的排序方法：Collections. sort(list)。

List、Set、Map 之间的区别是什么？

List、Set、Map 的区别主要体现在两个方面：元素是否有序、是否允许元素重复。

三者之间的区别，如下：

List : 元素有序，允许元素重复

Set：AbstractSet，HashSet 元素无序，TreeSet 元素有序（用二叉树排序）,以上Set均不允许元素重复

Map：AbstractMap，HashMap 元素无序，TreeMap元素有序（用二叉树排序）,key值必须唯一，value可以重复

HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

存储：HashMap 运行 key 和 value 为 null，而 Hashtable 不允许。
线程安全：Hashtable 是线程安全的，而 HashMap 是非线程安全的。
推荐使用：在 Hashtable 的类注释可以看到，Hashtable 是保留类不建议使用，推荐在单线程环境下使用 HashMap 替代，如果需要多线程使用则用 ConcurrentHashMap 替代。

如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？

对于在 Map 中插入、删除、定位一个元素这类操作，HashMap 是最好的选择，因为相对而言 HashMap 的插入会更快，但如果你要对一个 key 集合进行有序的遍历，那 TreeMap 是更好的选择。

说一下 HashMap 的实现原理？

HashMap 基于 Hash 算法实现的，我们通过 put(key,value)存储，get(key)来获取。当传入 key 时，HashMap 会根据 key. hashCode() 计算出 hash 值，根据 hash 值将 value 保存在 bucket 里。当计算出的 hash 值相同时，我们称之为 hash 冲突，HashMap 的做法是用链表和红黑树存储相同 hash 值的 value。当 hash 冲突的个数比较少时，使用链表，否则使用红黑树。

说一下 HashSet 的实现原理？

HashSet 是基于 HashMap 实现的，HashSet 底层使用 HashMap 来保存所有元素，因此 HashSet 的实现比较简单，相关 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底层 HashMap 的相关方法来完成，HashSet 不允许重复的值。

ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

数据结构实现：ArrayList 是动态数组的数据结构实现，而 LinkedList 是双向链表的数据结构实现。
随机访问效率：ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高，因为 LinkedList 是线性的数据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。
增加和删除效率：在非首尾的增加和删除操作，LinkedList 要比 ArrayList 效率要高，因为 ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。
综合来说，在需要频繁读取集合中的元素时，更推荐使用 ArrayList，而在插入和删除操作较多时，更推荐使用 LinkedList。

如何实现数组和 List 之间的转换？

数组转 List：使用 Arrays.asList(array) 进行转换。

List 转数组：使用 List 自带的 toArray() 方法。

// list to array
List<String> list = new ArrayList<String>();
list. add("测试");
list. add("的博客");
list. toArray();
// array to list
String[] array = new String[]{"测试","的博客"};
Arrays. asList(array);

ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

线程安全：Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步，是线程安全的，而 ArrayList 是非线程安全的。
性能：ArrayList 在性能方面要优于 Vector。
扩容：ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量，只不过在 Vector 扩容每次会增加 1 倍，而 ArrayList 只会增加 50%。

Array 和 ArrayList 有何区别？

Array 可以存储基本数据类型和对象，ArrayList 只能存储对象。
Array 是指定固定大小的，而 ArrayList 大小是自动扩展的。
Array 内置方法没有 ArrayList 多，比如 addAll、removeAll、iteration 等方法只有 ArrayList 有。

在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别？

相同点：都是返回第一个元素，并在队列中删除返回的对象。
不同点：如果没有元素 poll()会返回 null，而 remove()会直接抛出 NoSuchElementException 异常。
代码示例：

Queue<String> queue = new LinkedList<String>();
queue. offer("string"); // add
System. out. println(queue. poll());
System. out. println(queue. remove());
System. out. println(queue. size());

哪些集合类是线程安全的？

Vector、Hashtable、Stack 都是线程安全的，而像 HashMap 则是非线程安全的，不过在 JDK 1.5 之后随着 Java. util. concurrent 并发包的出现，它们也有了自己对应的线程安全类，比如 HashMap 对应的线程安全类就是 ConcurrentHashMap。

迭代器 Iterator 是什么？

Iterator 接口提供遍历任何 Collection 的接口。我们可以从一个 Collection 中使用迭代器方法来获取迭代器实例。迭代器取代了 Java 集合框架中的 Enumeration，迭代器允许调用者在迭代过程中移除元素。

Iterator 怎么使用？有什么特点？

Iterator 使用代码如下：

List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> it = list. iterator();
while(it. hasNext()){
  String obj = it.next();
  System. out. println(obj);
}

Iterator 的特点是更加安全，因为它可以确保，在当前遍历的集合元素被更改的时候，就会抛出 ConcurrentModificationException 异常。

Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

Iterator 可以遍历 Set 和 List 集合，而 ListIterator 只能遍历 List。
Iterator 只能单向遍历，而 ListIterator 可以双向遍历（向前/后遍历）。
ListIterator 从 Iterator 接口继承，然后添加了一些额外的功能，比如添加一个元素、替换一个元素、获取前面或后面元素的索引位置。

怎么确保一个集合不能被修改？

可以使用 Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法来创建一个只读集合，这样改变集合的任何操作都会抛出 Java. lang. UnsupportedOperationException 异常。

示例代码如下：

List<String> list = new ArrayList<>();
list. add("x");
Collection<String> clist = Collections. unmodifiableCollection(list);
clist. add("y"); // 运行时此行报错
System. out. println(list. size());

并发编程

并行和并发有什么区别？

并行：多个处理器或多核处理器同时处理多个任务。
并发：多个任务在同一个 CPU 核上，按细分的时间片轮流(交替)执行，从逻辑上来看那些任务是同时执行。

并发 = 两个队列和一台咖啡机。

并行 = 两个队列和两台咖啡机。

线程和进程的区别？

一个程序下至少有一个进程，一个进程下至少有一个线程，一个进程下也可以有多个线程来增加程序的执行速度。

守护线程是什么？

守护线程是运行在后台的一种特殊进程。它独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。在 Java 中垃圾回收线程就是特殊的守护线程。

创建线程有哪几种方式？

继承 Thread 重写 run 方法；
实现 Runnable 接口；
实现 Callable 接口。

说一下 runnable 和 callable 有什么区别？

runnable 没有返回值，callable 可以拿到有返回值，callable 可以看作是 runnable 的补充。

线程有哪些状态？

线程的状态：

NEW 尚未启动
RUNNABLE 正在执行中
BLOCKED 阻塞的（被同步锁或者IO锁阻塞）
WAITING 永久等待状态
TIMED_WAITING 等待指定的时间重新被唤醒的状态
TERMINATED 执行完成

sleep() 和 wait() 有什么区别？

类的不同：sleep() 来自 Thread，wait() 来自 Object。
释放锁：sleep() 不释放锁；wait() 释放锁。
用法不同：sleep() 时间到会自动恢复；wait() 可以使用 notify()/notifyAll()直接唤醒。

notify()和 notifyAll()有什么区别？

notifyAll()会唤醒所有的线程，notify()之后唤醒一个线程。notifyAll() 调用后，会将全部线程由等待池移到锁池，然后参与锁的竞争，竞争成功则继续执行，如果不成功则留在锁池等待锁被释放后再次参与竞争。而 notify()只会唤醒一个线程，具体唤醒哪一个线程由虚拟机控制。

线程的 run() 和 start() 有什么区别？

start() 方法用于启动线程，run() 方法用于执行线程的运行时代码。run() 可以重复调用，而 start() 只能调用一次。

创建线程池有哪几种方式？

线程池创建有七种方式，最核心的是最后一种：

newSingleThreadExecutor()：它的特点在于工作线程数目被限制为 1，操作一个无界的工作队列，所以它保证了所有任务的都是被顺序执行，最多会有一个任务处于活动状态，并且不允许使用者改动线程池实例，因此可以避免其改变线程数目；
newCachedThreadPool()：它是一种用来处理大量短时间工作任务的线程池，具有几个鲜明特点：它会试图缓存线程并重用，当无缓存线程可用时，就会创建新的工作线程；如果线程闲置的时间超过 60 秒，则被终止并移出缓存；长时间闲置时，这种线程池，不会消耗什么资源。其内部使用 SynchronousQueue 作为工作队列；
newFixedThreadPool(int nThreads)：重用指定数目（nThreads）的线程，其背后使用的是无界的工作队列，任何时候最多有 nThreads 个工作线程是活动的。这意味着，如果任务数量超过了活动队列数目，将在工作队列中等待空闲线程出现；如果有工作线程退出，将会有新的工作线程被创建，以补足指定的数目 nThreads；
newSingleThreadScheduledExecutor()：创建单线程池，返回 ScheduledExecutorService，可以进行定时或周期性的工作调度；
newScheduledThreadPool(int corePoolSize)：和newSingleThreadScheduledExecutor()类似，创建的是个 ScheduledExecutorService，可以进行定时或周期性的工作调度，区别在于单一工作线程还是多个工作线程；
newWorkStealingPool(int parallelism)：这是一个经常被人忽略的线程池，Java 8 才加入这个创建方法，其内部会构建ForkJoinPool，利用Work-Stealing算法，并行地处理任务，不保证处理顺序；
ThreadPoolExecutor()：是最原始的线程池创建，上面1-3创建方式都是对ThreadPoolExecutor的封装。

线程池都有哪些状态？

RUNNING：这是最正常的状态，接受新的任务，处理等待队列中的任务。
SHUTDOWN：不接受新的任务提交，但是会继续处理等待队列中的任务。
STOP：不接受新的任务提交，不再处理等待队列中的任务，中断正在执行任务的线程。
TIDYING：所有的任务都销毁了，workCount 为 0，线程池的状态在转换为 TIDYING 状态时，会执行钩子方法 terminated()。
TERMINATED：terminated()方法结束后，线程池的状态就会变成这个。

线程池中 submit() 和 execute() 方法有什么区别？

execute()：只能执行 Runnable 类型的任务。
submit()：可以执行 Runnable 和 Callable 类型的任务。
Callable 类型的任务可以获取执行的返回值，而 Runnable 执行无返回值。

在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？

方法一：使用安全类，比如 Java. util. concurrent 下的类。
方法二：使用自动锁 synchronized。
方法三：使用手动锁 Lock。

手动锁 Java 示例代码如下：

Lock lock = new ReentrantLock();
lock. lock();
try {
    System. out. println("获得锁");
} catch (Exception e) {
    // TODO: handle exception
} finally {
    System. out. println("释放锁");
    lock. unlock();
}

多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么？

synchronized 锁升级原理：在锁对象的对象头里面有一个 threadid 字段，在第一次访问的时候 threadid 为空，jvm 让其持有偏向锁，并将 threadid 设置为其线程 id，再次进入的时候会先判断 threadid 是否与其线程 id 一致，如果一致则可以直接使用此对象，如果不一致，则升级偏向锁为轻量级锁，通过自旋循环一定次数来获取锁，执行一定次数之后，如果还没有正常获取到要使用的对象，此时就会把锁从轻量级升级为重量级锁，此过程就构成了 synchronized 锁的升级。

锁的升级的目的：锁升级是为了减低了锁带来的性能消耗。在 Java 6 之后优化 synchronized 的实现方式，使用了偏向锁升级为轻量级锁再升级到重量级锁的方式，从而减低了锁带来的性能消耗。

什么是死锁？

当线程 A 持有独占锁a，并尝试去获取独占锁 b 的同时，线程 B 持有独占锁 b，并尝试获取独占锁 a 的情况下，就会发生 AB 两个线程由于互相持有对方需要的锁，而发生的阻塞现象，我们称为死锁。

怎么防止死锁？

尽量使用 tryLock(long timeout, TimeUnit unit)的方法(ReentrantLock、ReentrantReadWriteLock)，设置超时时间，超时可以退出防止死锁。
尽量使用 Java. util. concurrent 并发类代替自己手写锁。
尽量降低锁的使用粒度，尽量不要几个功能用同一把锁。
尽量减少同步的代码块。

ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？

ThreadLocal 为每个使用该变量的线程提供独立的变量副本，所以每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会影响其它线程所对应的副本。

ThreadLocal 的经典使用场景是数据库连接和 session 管理等。

说一下 synchronized 底层实现原理？

synchronized 是由一对 monitorenter/monitorexit 指令实现的，monitor 对象是同步的基本实现单元。在 Java 6 之前，monitor 的实现完全是依靠操作系统内部的互斥锁，因为需要进行用户态到内核态的切换，所以同步操作是一个无差别的重量级操作，性能也很低。但在 Java 6 的时候，Java 虚拟机对此进行了大刀阔斧地改进，提供了三种不同的 monitor 实现，也就是常说的三种不同的锁：偏向锁（Biased Locking）、轻量级锁和重量级锁，大大改进了其性能。

synchronized 和 volatile 的区别是什么？

volatile 是变量修饰符；synchronized 是修饰类、方法、代码段。
volatile 仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而 synchronized 则可以保证变量的修改可见性和原子性。
volatile 不会造成线程的阻塞；synchronized 可能会造成线程的阻塞。

synchronized 和 Lock 有什么区别？

synchronized 可以给类、方法、代码块加锁；而 lock 只能给代码块加锁。
synchronized 不需要手动获取锁和释放锁，使用简单，发生异常会自动释放锁，不会造成死锁；
而 lock 需要自己加锁和释放锁，如果使用不当没有 unLock()去释放锁就会造成死锁。
通过 Lock 可以知道有没有成功获取锁，而 synchronized 却无法办到。

synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？

synchronized 早期的实现比较低效，对比 ReentrantLock，大多数场景性能都相差较大，但是在 Java 6 中对 synchronized 进行了非常多的改进。

主要区别如下：

ReentrantLock 使用起来比较灵活，但是必须有释放锁的配合动作；
ReentrantLock 必须手动获取与释放锁，而 synchronized 不需要手动释放和开启锁；
ReentrantLock 只适用于代码块锁，而 synchronized 可用于修饰方法、代码块等。

说一下 atomic 的原理？

atomic 主要利用 CAS (Compare And Wwap) 和 volatile 和 native 方法来保证原子操作，从而避免 synchronized 的高开销，执行效率大为提升。

反射

什么是反射？

反射是在运行状态中，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。

动态代理是什么？有哪些应用？

动态代理是运行时动态生成代理类。

动态代理的应用有 spring aop、hibernate 数据查询、测试框架的后端 mock、rpc，Java注解对象获取等。

怎么实现动态代理？

JDK 原生动态代理和 cglib 动态代理。JDK 原生动态代理是基于接口实现的，而 cglib 是基于继承当前类的子类实现的。

对象拷贝

Java Web

JSP 和 servlet 有什么区别？

JSP 是 servlet 技术的扩展，本质上就是 servlet 的简易方式。servlet 和 JSP 最主要的不同点在于，servlet 的应用逻辑是在 Java 文件中，并且完全从表示层中的 html 里分离开来，而 JSP 的情况是 Java 和 html 可以组合成一个扩展名为 JSP 的文件。JSP 侧重于视图，servlet 主要用于控制逻辑。

JSP 有哪些内置对象？作用分别是什么？

JSP 有 9 大内置对象：

request：封装客户端的请求，其中包含来自 get 或 post 请求的参数；
response：封装服务器对客户端的响应；
pageContext：通过该对象可以获取其他对象；
session：封装用户会话的对象；
application：封装服务器运行环境的对象；
out：输出服务器响应的输出流对象；
config：Web 应用的配置对象；
page：JSP 页面本身（相当于 Java 程序中的 this）；
exception：封装页面抛出异常的对象。

说一下 JSP 的 4 种作用域？

page：代表与一个页面相关的对象和属性。
request：代表与客户端发出的一个请求相关的对象和属性。一个请求可能跨越多个页面，涉及多个 Web 组件；需要在页面显示的临时数据可以置于此作用域。
session：代表与某个用户与服务器建立的一次会话相关的对象和属性。跟某个用户相关的数据应该放在用户自己的 session 中。
application：代表与整个 Web 应用程序相关的对象和属性，它实质上是跨越整个 Web 应用程序，包括多个页面、请求和会话的一个全局作用域。

存储位置不同：session 存储在服务器端；cookie 存储在浏览器端。
安全性不同：cookie 安全性一般，在浏览器存储，可以被伪造和修改。
容量和个数限制：cookie 有容量限制，每个站点下的 cookie 也有个数限制。
存储的多样性：session 可以存储在 Redis 中、数据库中、应用程序中；而 cookie 只能存储在浏览器中。

说一下 session 的工作原理？

session 的工作原理是客户端登录完成之后，服务器会创建对应的 session，session 创建完之后，会把 session 的 id 发送给客户端，客户端再存储到浏览器中。这样客户端每次访问服务器时，都会带着 sessionid，服务器拿到 sessionid 之后，在内存找到与之对应的 session 这样就可以正常工作了。

可以用，session 只是依赖 cookie 存储 sessionid，如果 cookie 被禁用了，可以使用 url 中添加 sessionid 的方式保证 session 能正常使用。

spring mvc 和 struts 的区别是什么？

拦截级别：struts2 是类级别的拦截；spring mvc 是方法级别的拦截。
数据独立性：spring mvc 的方法之间基本上独立的，独享 request 和 response 数据，请求数据通过参数获取，处理结果通过 ModelMap 交回给框架，方法之间不共享变量；而 struts2 虽然方法之间也是独立的，但其所有 action 变量是共享的，这不会影响程序运行，却给我们编码和读程序时带来了一定的麻烦。
拦截机制：struts2 有以自己的 interceptor 机制，spring mvc 用的是独立的 aop 方式，这样导致struts2 的配置文件量比 spring mvc 大。
对 ajax 的支持：spring mvc 集成了ajax，所有 ajax 使用很方便，只需要一个注解 @ResponseBody 就可以实现了；而 struts2 一般需要安装插件或者自己写代码才行。

如何避免 SQL 注入？

使用预处理 PreparedStatement。
使用正则表达式过滤掉字符中的特殊字符。

什么是 XSS 攻击，如何避免？

XSS 攻击：即跨站脚本攻击，它是 Web 程序中常见的漏洞。原理是攻击者往 Web 页面里插入恶意的脚本代码（css 代码、Javascript 代码等），当用户浏览该页面时，嵌入其中的脚本代码会被执行，从而达到恶意攻击用户的目的，如盗取用户 cookie、破坏页面结构、重定向到其他网站等。

预防 XSS 的核心是必须对输入的数据做过滤处理。

什么是 CSRF 攻击，如何避免？

CSRF：Cross-Site Request Forgery（中文：跨站请求伪造），可以理解为攻击者盗用了你的身份，以你的名义发送恶意请求，比如：以你名义发送邮件、发消息、购买商品，虚拟货币转账等。

防御手段：

验证请求来源地址；
关键操作添加验证码；
在请求地址添加 token 并验证。
异常

本文作者： sexylowrie

本文链接： https://www.sunce.wang/archives/java基础面试题

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