常見Java面試題解析（基礎篇，附答案）

前言

金三銀四馬上要來了，整理了Java一些經典面試題，也給出了答案，希望對大家有幫助，有哪裏你覺得不正確的話，歡迎指出，非常感謝。

HashMap，HashTable，ConcurrentHash的共同點和區別

思路：可以從它們的底層結構、是否允許存儲null，是否線性安全等幾個維度進行描述，最後可以向面試官描述一下HashMap的死循環問題，以及ConcurrentHashMap爲啥放棄分段鎖。

HashMap

• 底層由鏈表+數組實現
• 可以存儲null鍵和null值
• 線性不安全
• 初始容量爲16，擴容每次都是2的n次冪
• 加載因子爲0.75，當Map中元素總數超過Entry數組的0.75，觸發擴容操作.
• 併發情況下，HashMap進行put操作會引起死循環，導致CPU利用率接近100%

有關於HashMap死循環，有興趣可以看看這篇文章，寫得很好： 老生常談，HashMap的死循環

有關於HashMap這些常量設計目的，也可以看我這篇文章：
面試加分項-HashMap源碼中這些常量的設計目的

HashTable

• HashTable的底層也是由鏈表+數組實現。
• 無論key還是value都不能爲null
• 它是線性安全的，使用了synchronized關鍵字。

ConcurrentHashMap

• ConcurrentHashMap的底層是數組+鏈表/紅黑樹
• 不能存儲null鍵和值
• ConcurrentHashMap是線程安全的
• ConcurrentHashMap使用鎖分段技術確保線性安全
• JDK8爲何又放棄分段鎖，是因爲多個分段鎖浪費內存空間，競爭同一個鎖的概率非常小，分段鎖反而會造成效率低。

ArrayList和LinkedList有什麼區別。

思路：從它們的底層數據結構、效率、開銷進行闡述

• ArrayList是數組的數據結構，LinkedList是鏈表的數據結構。
• 隨機訪問的時候，ArrayList的效率比較高，因爲LinkedList要移動指針，而ArrayList是基於索引(index)的數據結構，可以直接映射到。
• 插入、刪除數據時，LinkedList的效率比較高，因爲ArrayList要移動數據。
• LinkedList比ArrayList開銷更大，因爲LinkedList的節點除了存儲數據，還需要存儲引用。

String，Stringbuffer，StringBuilder的區別。

String：

• String類是一個不可變的類，一旦創建就不可以修改。
• String是final類，不能被繼承
• String實現了equals()方法和hashCode()方法

StringBuffer：

• 繼承自AbstractStringBuilder，是可變類。
• StringBuffer是線程安全的
• 可以通過append方法動態構造數據。

StringBuilder：

• 繼承自AbstractStringBuilder，是可變類。
• StringBuilder是非線性安全的。
• 執行效率比StringBuffer高。

JAVA中的幾種基本數據類型是什麼，各自佔用多少字節。

基本類型	位數	字節
int	32	4
short	16	2
long	64	8
byte	8	1
char	16	2
float	32	4
double	64	8
boolean	1	1/8

看例子：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Byte bit num: " + Byte.SIZE);
        System.out.println("Short bit num : " + Short.SIZE);
        System.out.println("Character bit num: " + Character.SIZE);
        System.out.println("Integer bit num: " + Integer.SIZE);
        System.out.println("Float bit num: " + Float.SIZE);
        System.out.println("Long bit num: " + Long.SIZE);
        System.out.println("Double bit num: " + Double.SIZE);
    }
}

運行結果：

Byte bit num: 8
Short bit num : 16
Character bit num: 16
Integer bit num: 32
Float bit num: 32
Long bit num: 64
Double bit num: 64

String s 與new String的區別

String str ="whx";
String newStr =new String ("whx");

String str ="whx"

先在常量池中查找有沒有"whx" 這個對象,如果有，就讓str指向那個"whx".如果沒有，在常量池中新建一個“whx”對象，並讓str指向在常量池中新建的對象"whx"。

String newStr =new String (“whx”);

是在堆中建立的對象"whx" ,在棧中創建堆中"whx" 對象的內存地址。

如圖所示：

這篇文章講的挺好的：
String和New String()的區別

Bio、Nio、Aio區別

BIO

就是傳統的 java.io 包，它是基於流模型實現的，交互的方式是同步、阻塞方式，也就是說在讀入輸入流或者輸出流時，在讀寫動作完成之前，線程會一直阻塞在那裏，它們之間的調用時可靠的線性順序。它的有點就是代碼比較簡單、直觀；缺點就是 IO 的效率和擴展性很低，容易成爲應用性能瓶頸。

NIO

是 Java 1.4 引入的 java.nio 包，提供了 Channel、Selector、Buffer 等新的抽象，可以構建多路複用的、同步非阻塞 IO 程序，同時提供了更接近操作系統底層高性能的數據操作方式。

AIO

是 Java 1.7 之後引入的包，是 NIO 的升級版本，提供了異步非堵塞的 IO 操作方式，所以人們叫它 AIO（Asynchronous IO），異步 IO 是基於事件和回調機制實現的，也就是應用操作之後會直接返回，不會堵塞在那裏，當後臺處理完成，操作系統會通知相應的線程進行後續的操作。

以上內容來自這篇文章，大家可以看一下，寫得比較詳細

Java核心（五）深入理解BIO、NIO、AIO

談談spring的生命週期

• 首先容器啓動後，對bean進行初始化
• 按照bean的定義，注入屬性
• 檢測該對象是否實現了xxxAware接口，並將相關的xxxAware實例注入給bean，如BeanNameAware等
• 以上步驟，bean對象已正確構造，通過實現BeanPostProcessor接口，可以再進行一些自定義方法處理。
  如:postProcessBeforeInitialzation。
• BeanPostProcessor的前置處理完成後，可以實現postConstruct，afterPropertiesSet,init-method等方法，
  增加我們自定義的邏輯，
• 通過實現BeanPostProcessor接口，進行postProcessAfterInitialzation後置處理
• 接着Bean準備好被使用啦。
• 容器關閉後，如果Bean實現了DisposableBean接口，則會回調該接口的destroy()方法
• 通過給destroy-method指定函數，就可以在bean銷燬前執行指定的邏

反射的原理，反射創建類實例的三種方式是什麼。

Java反射機制：

Java 的反射機制是指在運行狀態中，對於任意一個類都能夠知道這個類所有的屬性和方法； 並且對於任意一個對象，都能夠調用它的任意一個方法；這種動態獲取信息以及動態調用對象方法的功能成爲Java語言的反射機制

獲取 Class 類對象三種方式：

• 使用 Class.forName 靜態方法
• 使用類的.class 方法
• 使用實例對象的 getClass() 方法

可以看一下我寫的這篇文章：
談談Java反射：從入門到實踐，再到原理

說幾種實現冪等的方式

什麼是冪等性？一次和多次請求某一個資源對於資源本身應該具有同樣的結果。就是說，其任意多次執行對資源本身所產生的影響均與一次執行的影響相同。

實現冪等一般有以下幾種方式：

• 悲觀鎖方式（如數據庫的悲觀鎖，select…for update）
• 樂觀鎖方式 (如CAS算法)
• 唯一性約束（如唯一索引）
• 分佈式鎖 （redis分佈式鎖等）

可以看一下這篇文章，寫得不錯：
探討一下實現冪等性的幾種方式

講講類的實例化順序，如父類靜態數據，構造函數，字段，子類靜態數據，構造函數，字段等。

直接看個例子吧：

public class Parent {
    {
        System.out.println("父類非靜態代碼塊");
    }
    static {
        System.out.println("父類靜態塊");
    }
    public Parent() {
        System.out.println("父類構造器");
    }
}
public class Son extends Parent {
    public Son() {
        System.out.println("子類構造器");
    }
    static {
        System.out.println("子類靜態代碼塊");
    }
    {
        System.out.println("子類非靜態代碼塊");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Son son = new Son();
    }
}

運行結果：

父類靜態塊
子類靜態代碼塊
父類非靜態代碼塊
父類構造器
子類非靜態代碼塊
子類構造器

所以，類實例化順序爲：
父類靜態代碼塊/靜態域->子類靜態代碼塊/靜態域 -> 父類非靜態代碼塊 -> 父類構造器 -> 子類非靜態代碼塊 -> 子類構造器

反射中，Class.forName和ClassLoader區別

Class.forName和ClassLoader都可以對類進行加載。它們區別在哪裏呢？
ClassLoader負責加載 Java 類的字節代碼到 Java 虛擬機中。Class.forName其實是調用了ClassLoader，如下：

這裏面，forName0的第二個參數爲true，表示對加載的類進行初始化化。其實還可以調用Class<?> forName(String name, boolean initialize, ClassLoader loader)方法實現一樣的功能，它的源碼如下：

所以，Class.forName和ClassLoader的區別，就是在類加載的時候，class.forName有參數控制是否對類進行初始化。

JDK動態代理與cglib實現的區別

• java動態代理是利用反射機制生成一個實現代理接口的匿名類，在調用具體方法前調用InvokeHandler來處理。
• cglib動態代理是利用asm開源包，對代理對象類的class文件加載進來，通過修改其字節碼生成子類來處理。
• JDK動態代理只能對實現了接口的類生成代理，而不能針對類
• cglib是針對類實現代理，主要是對指定的類生成一個子類，覆蓋其中的方法。因爲是繼承，所以該類或方法最好不要聲明成final

這篇文章寫得不錯，描述Java動態代理的幾種實現方式，分別說出相應的優缺點

error和exception的區別，CheckedException，RuntimeException的區別。

Error: 表示編譯時或者系統錯誤，如虛擬機相關的錯誤，OutOfMemoryError等，error是無法處理的。

Exception: 代碼異常，Java程序員關心的基類型通常是Exception。它能被程序本身可以處理，這也是它跟Error的區別。

它可以分爲RuntimeException（運行時異常）和CheckedException（可檢查的異常）。
常見的RuntimeException異常：

- NullPointerException 空指針異常
- ArithmeticException 出現異常的運算條件時，拋出此異常
- IndexOutOfBoundsException 數組索引越界異常
- ClassNotFoundException 找不到類異常
- IllegalArgumentException(非法參數異常)

常見的 Checked Exception 異常：

- IOException (操作輸入流和輸出流時可能出現的異常)
- ClassCastException(類型轉換異常類)

有興趣可以看我之前寫得這篇文章：
Java程序員必備：異常的十個關鍵知識點

CAS機制是什麼，如何解決ABA問題？

CAS涉及三個操作數

• 1.需要讀寫的內存地址V
• 2.進行比較的預期原值A
• 3.擬寫入的新值B
  如果內存位置的值V與預期原A值相匹配，那麼處理器會自動將該位置值更新爲新值B。

CAS思想：要進行更新時，認爲位置V上的值還是跟A值相等，如果是是相等，就認爲它沒有被別的線程更改過，即可更新爲B值。否則，認爲它已經被別的線程修改過，不更新爲B的值，返回當前位置V最新的值。

有興趣的朋友可以看一下我這篇文章，一次CAS思想解決實際問題：
CAS樂觀鎖解決併發問題的一次實踐

深拷貝和淺拷貝區別

淺拷貝

複製了對象的引用地址，兩個對象指向同一個內存地址，所以修改其中任意的值，另一個值都會隨之變化。

深拷貝

將對象及值複製過來，兩個對象修改其中任意的值另一個值不會改變

談談序列化與反序列化

• 序列化是指將對象轉換爲字節序列的過程，而反序列化則是將字節序列轉換爲對象的過程。
• Java對象序列化是將實現了Serializable接口的對象轉換成一個字節序列，能夠通過網絡傳輸、文件存儲等方式傳輸 ，傳輸過程中卻不必擔心數據在不同機器、不同環境下發生改變，也不必關心字節的順序或其他任何細節，並能夠在以後將這個字節序列完全恢復爲原來的對象。

這篇文章寫得很好：
Java Serializable：明明就一個空的接口嘛

==與equlas有什麼區別？

==

• 如果是基本類型，==表示判斷它們值是否相等；
• 如果是引用對象，==表示判斷兩個對象指向的內存地址是否相同。

equals

• 如果是字符串，表示判斷字符串內容是否相同；
• 如果是object對象的方法，比較的也是引用的內存地址值；
• 如果自己的類重寫equals方法，可以自定義兩個對象是否相等。

談談AQS 原理以及AQS同步組件

AQS原理面試題的核心回答要點

• state 狀態的維護。
• CLH隊列
• ConditionObject通知
• 模板方法設計模式
• 獨佔與共享模式。
• 自定義同步器。
• AQS全家桶的一些延伸，如：ReentrantLock等。

可以看我這篇文章：AQS解析與實戰

final、finalize()、finally的區別

• final是關鍵字，用於修飾類、成員變量和成員方法。
• Finalize是object類中的一個方法，子類可以重寫finalize()方法實現對資源的回收。
• finally一般跟try一起，出現在異常處理代碼塊中

synchronized 底層如何實現？

可以看一下我這篇文章：
Synchronized解析——如果你願意一層一層剝開我的心

Java線程池的原理？線程池有哪些？線程池工廠有哪些線程池類型，及其線程池參數是什麼？

對於Java線程池，這個流程圖比較重要：

可以看我這篇文章：
面試必備：Java線程池解析

待更新

還有哪些經典Java面試題呢？你也可以告訴我，哈哈。

參考與感謝

• String和New String()的區別
• 老生常談，HashMap的死循環
• Java核心（五）深入理解BIO、NIO、AIO
• 探討一下實現冪等性的幾種方式
• 在Java的反射中，Class.forName和ClassLoader的區別
• Java Serializable：明明就一個空的接口嘛

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