Java必背45道

一、Java基础8道1. 和 equals() 的区别是什么在java中和equals()主要的区别在于比较的内容不同。是一个运算符对于基本数据类型来说比较的是数值本身比如比较两个int数值是否相同对于引用数据类型比较的是两个对象的内存地址是否相同——即是否指向同一个对象比如比较两个String类型。equals()是Object类自带的方法默认实现也是比较对象的内存地址所以与的功能一样但是String、Integer等类都对equals()方法进行了重写用来对比内容是否相同。总结来说比较值或地址。equals()默认比较地址但很多类会重写用于比较内容。2. hashCode() 和 equals() 为什么必须一起重写在java中我们如果重写了equals()方法那么也必须重写hashCode()方法。原生的hashCode()的作用基于对象身份而不是内容为对象生成一个哈希值整数用于在 哈希结构如HashMap、HashSet中快速定位对象的位置。对于内同相同的两个不同对象hashCode()的结果也不同。Java规定如果两个元素的通过equsls()判断是相等的那么hashCode()也必须相同。这就导致对于内容相同、内存地址不同的两个对象虽然重写后的equals()相同但是原生的hashCode()并不相同这违背了Java规定。因此必须也一起重写。许多集合类HasnMapHashSet在判断对象是否相等时,会调用这两个方法以hashMap为例它会先调用hasnCode()计算该元素的哈希值来确定元素放在哈希表中的位置如果两个元素的哈希值相同就会再调用equals()方法来判断内容是否相同。如果只重写equals()不重写hashCode()会怎么样呢我们举个例子将两个相同的元素塞入一个 Set 计算的hashCode()不同会被分配到桶bucket而equals()根本没有机会被调用这会导致 Set 这种不允许重复的数据结构集合中出现逻辑上的重复元素。3. String、StringBuilder、StringBuffer 的区别这三个类都用于字符串操作它们的核心区别是是否可变以及线程安全性。首先是StringSring是不可变对象一旦被创建内容不能进行改变。如果对字符串进行操作其实是创建了一个新的字符串而原本的对象不进行改变。String由于是不可变对象所以它是线程安全的。然后是StringBuilderStringBuilder是可变对象它的本质是使用一个内部的字符数组来存储数据在字符串拼接时也是在原有的对象上进行修改而不是新建一个对象因此性能上也更好。但是StringBuilder是线程不安全的只能在单线程环境下使用。最后是StringBufferStringBuffer的实现和StringBuilder基本一样但是大部分方法都加上了线程锁synchronized因此是线程安全的但是性能稍微低一些。总的来说String不可变对象StringBuilder可变线程不安全性能最好StringBuffer可变线程安全[!tip] 线程安全和线程不安全线程安全指的是在多线程环境下多个线程同时访问同一个对象或方法时不会出现数据不一致或错误结果。如果一个类在并发情况下不需要额外同步措施也能保证正确性就称为线程安全。线程不安全则是指在多线程访问时可能出现数据竞争例如多个线程同时修改共享变量导致结果不正确。在 Java 中通常通过 synchronized、Lock、CAS 或并发容器来保证线程安全。4. final 关键字可以修饰哪些东西分别有什么作用在Java中final关键字可以用来修饰类、方法、变量。修饰类时表示这个类不能被继承比如String类就是用final进行修饰的保证了类的不变性和安全性。修饰方法时这个方法不能被子类进行重写通常用与防止核心方法被修改。修饰变量时变量被赋予的值不能被改变一般用于常量。需要注意的是在修饰引用类型的变量时它限制的是引用地址不能改变但是对象内部的数据任然可以改变。final List list new ArrayList(); list.add(one);5. static 关键字的作用是什么static用于修饰类内部的变量或者方法表示它属于类而不是属于对象。如果一个变量被static修饰那它就是类变量所有创建的对象共享一份数据。如果一个内部方法被static修饰那它就是类方法静态方法可以直接通过类名进行调用而不需要创建对象。需要注意的是静态方法在类加载时就存在因此它只能直接访问静态成员不能使用this或super。static还有一种特殊的用法静态代码块static block它是 Java 类中的一种特殊代码块用static修饰它会在类加载时执行一次并且只执行一次通常用于做类级别的初始化操作。class Test { static { System.out.println(静态代码块执行); } }6. Java 中的值传递和引用传递到底是怎么回事Java中只有值传递没有引用传递。对于基本数据类型方法调用时会把变量的数值复制一份传递进去因此在方法内部进行修改参数变量的值并不会发生改变。对于引用数据类型方法调用时传递的是对象的地址副本方法内外的变量都指向同一个对象如果修改对象内容则外部可以看到变化但是如果在方法内部重新给引用赋值则不会影响外部引用。public class Test { public static void change(String s){ s hello; } public static void main(String[] args){ String str abc; change(str); System.out.println(str); } }就比如上面的输出结果String的结果就不会发生改变。7. instanceof 的作用是什么底层是怎么判断的instanceof是Java中判断对象类型的关键字它的作用是判断某个对象是否属于某个类或者其子类或者某个接口。例如Array testList new ArrayList(); testList instanceof ArrayList; testList instanceof List; testList instanceof Object;上面的结果都是true因为ArrayList实现了List接口而List接口继承自Object类。8. switch 在 Java 中支持哪些数据类型在早期Java中switch语句主要用于多分支判断但是在早期它只支持整数类型包括byteshortcharint后来在Java5引入了枚举类型、在Java7引入了String类型当使用String类型时底层是在通过hashCode()计算哈希值再通过equals()来进行比较实现的。需要注意的是Java并不支持long、float、double、boolean。二、面向对象OOP 8道9. 面向对象的三大特性是什么面向对象的三大特征封装、继承、多态。首先是封装封装是将现实事物务抽象为一个类将类中的属性私有化只有通过对外的接口才能进行访问和修改。这样做能隐藏类内部的细节、提高安全性和代码复用性。接着是继承继承是指某个子类可以通过extend关键字继承父类的属性和方法子类还可以对父类的方法进行扩展或者重写提高了代码的复用性。最后是多态多态是指同一个操作作用于不同对象表现出不同的行为。它使程序运行时根据调用对象的不同类型调用不同的方法实现同一接口、不同实现的效果。多态的实现主要通过继承、方法重写、向上转型父类指向子类引用通过动态绑定机制决定程序在运行时调用哪个子类的方法。10. 重载Overload和重写Override的区别重载和重写都是实现多态的方法但是它们实现的方式不同重载是指在同一个类中定义多个方法名相同但是参数不相同的方法参数的不同可以是个数不同、参数类型不同、顺序不同根据参数决定调用的具体方法。但是重载编译阶段就决定采用哪个方法是编译时多态。重写是指子类对父类或者实现接口中的方法进行重新实现方法名和参数必须严格相同。重写是在运行时才决定实现调用哪个方法属于运行时多态。11. 抽象类和接口有什么相同和区别相同点抽象类和接口都不能被实例化它们处在继承树的顶端为其他类提供模板和规范。都可以包含抽象方法抽象方法就是只有声明没有具体实现的方法。子类继承时必须实现这些方法否则也需要声明为抽象类或者接口。可以实现多态我们可以将父类或者实现接口引用指向子类对象。这样就能让程序在运行时根据具体的类调用对应的方法。不同点设计思想上的不同抽象类强调是什么它描述的是事物共有的属性和方法接口强调能做什么它描述的是事物共有的行为或者能力。定义方式不同抽象类使用abstract class来进行定义接口使用interface进行定义。内部方法不同抽象类中可以有抽象方法、实例方法但是在Java8之前接口中只能有抽象方法尽管在Java8之后引入了静态方法和默认方法。成员变量不同抽象类内部可以有实例变量和静态常量但是接口中只能由静态常量(使用static final定义)。继承和实现的方法不同一个类只能继承一个类但是可以实现多个接口。构造方法不同抽象类内部可以有构造方法但是接口中不允许由构造方法。访问修饰符不同接口中的抽象方法的权限修饰符默认是public abstract但是抽象类中可以使用多种权限修符[!tip] 默认方法默认方法是接口自带实现的方法实现类可以选择不重写而直接使用也可以重写来改变行为。它的设计主要是为了接口升级而不破坏已有实现类。12. Java 为什么是单继承Java只允许单继承这是为了避免多继承带来的歧义问题。最著名的问题就是菱形继承问题如果某个父类A有类B、C都继承了类A然后对它的方法进行重写又有类D同时继承了类B、C当D调用这个方法是它就难以选择实现类A的方法还是类B的方法。为了规避这种情况Java只允许单继承但是一个类可以实现多个接口。因为接口继承的抽象方法必须自己重写一遍。13. 接口为什么可以多实现在Java中接口只定义行为规范而不定义属性状态。接口内部不提供实例变量只有静态常量并且也只提供抽象方法一个子类继承了接口只需要重写接口提供的抽象方法即可。多个接口之间不会产生成员变量冲突和菱形继承的问题。14. 构造方法可以被重写吗为什么构造方法不能背重写原因主要有三点构造方法是用来初始化对象的在对象创建时进行调用并不是普通的方法调用。构造方法不能被继承继承是方法重写的条件之一。构造方法必须和类名相同但是重写时要求父类和子类的方法名相同这在逻辑上也相互矛盾。但是子类可以通过super()来调用父类的构造方法完成继承自父类属性的部分初始化。15. this 和 super 的区别this和super都是Java中对引用对象的关键字但是作用范围不同。this用来表示对当前对象的引用通常用来访问当前类中的成员变量和方法也可以用来区分同名的成员变量和内部变量。super用来表示对当前对象的父类对象引用用来访问父类中的成员变量和方法如果子类重写了父类的方法也能通过super.method()来实现对父类方法的调用。16. Java 中多态是如何实现的Java 中的多态主要依赖于继承关系和方法重写来实现。实现多态通常需要满足三个条件类之间必须存在继承或实现关系。子类需要重写父类的方法。程序中使用父类引用指向子类对象。通过动态绑定也叫运行时多态在程序运行时根据实际的类型调用不同的方法。三、Java 核心类String / 包装类6题17. String 为什么是不可变的String在Java中是一个不可改变的对象一旦创建就已知保持不变主要有以下几点原因。安全性String一般用于类加载路径、数据库连接、网络地址等方面一旦被恶意代码篡改损失比较大。线程安全String是不可变对象是天然线程安全的多个线程共享同一个String变量时不需要额外同步。支持字符串常量池String不可变可以使多个内容相同的字符串字面量可以共享一个对象减少内存开销。提高Hash性能String作为hashMap和hashSet的key若String可变则每次都要重新计算hashCode不变能减少计算提高性能。18. String 常量池是什么什么时候会进入常量池字符串常量池是JVM中专门用于存放字符串常量的一个内存区域其作用是存储字符串字面量相同的字符串避免多次创建相同的字符串对象减少内存开销。当多个地方使用了相同的字符串字面量时会自动引用同一个对象而不是重复创建。进入常量池的方式有三种使用字符串字面量创建字符串比如String name Jack会直接将字符串放入字符串常量池。实例化一个String对象后调用intren()方法intern()会检查字符串常量池中是否已经存在一个内容相同的字符串如果存在就返回常量池中的引用如果不存在则把该字符串加入常量池并返回常量池中的引用。字符串拼接时JVM会将拼接后的字符串自动放入字符串常量池。[!tip] JVM中对字符串常量池的放置JDK6 中字符串常量池位于方法区而从 JDK7 开始字符串常量池被移动到了堆中。19. new String(“abc”) 创建了几个对象一般情况下如果字符串常量池中没有abc这个字符串那么就会创建两个对象。以下是创建过程因为有字符串字符面量所以在类加载时就会将这个对象存放在字符串常量池中。又因为new了一个字符串对象在对象创建时会在堆内存中创建一个对象然后字符串常量池中寻找这个字符串它内部字符数组引用了常量池中的字符。所以一共创建了两个对象一个是在字符串常量池中的对象另一个是在堆内存中的字符串对象。20. 自动装箱和自动拆箱是怎么实现的自动装箱和自动拆箱是 Java 提供的一种语法糖由编译器在编译阶段自动转换。自动装箱是将基本类型转变成包装类型比如Integer a 10;在编译阶段变成Integer a Integer.valueOf(10);。自动拆箱是将包装类型转变成基本类型比如Integer a 10; int b a;在编译阶段变成int b intValue(a)。21. Integer 缓存机制-128 ~ 127为什么存在对于一些较小的常数它们使用的频率非常大如果每次使用时都进行创建使用结束时都进行销毁那么对内存开销的非常大。在Integer内部实现了一个缓存机制IntegerCache默认存放-128~127的整形变量如果某行代码调用了Integer a 10valueOf(10)会先判断该数是不是在缓存数字的范围中如果在就直接返回缓存中的对象而不是创建一个新的对象。22. Integer a 10 与 Integer b 10 是否相同Integer a 130 与 Integer b 130 是否相同前者相同后者不同。10在Ingeter缓存的范围内-127~128因此引用的是相同的对象。而130并不在这个缓存范围内所以就必须创建两个不同的对象。四、集合框架重点10题23. Java 集合框架主要有哪些接口24. ArrayList 和 LinkedList 的区别25. ArrayList 的扩容机制是什么26. HashMap 的底层数据结构是什么27. HashMap 为什么要用红黑树28. HashMap 的 put 流程是什么29. HashMap 为什么线程不安全30. ConcurrentHashMap 是如何实现线程安全的31. HashSet 是如何保证不重复的32. TreeMap 和 HashMap 的区别五、异常机制4题33. Exception 和 Error 的区别在Java中所有的异常都继承自Throwable然后分为Exception和Error两个大类。Exception是程序运行中产生的错误。比如IO问题、网络不通畅、文件不存在等。这些错误不怎么严重的错误允许Java程序自己处理我们可以使用try-catch进行捕获或者使用throw抛出。Error是JVM或者硬件层面的严重错误程序无法自己解决。比如内存溢出、虚拟机崩溃等这类异常一般不建议自己处理。34. checked exception 和 unchecked exception 的区别35. try-catch-finally 的执行顺序一般情况下会按照以下顺序执行先执行try代码块。如果try中出现异常并且被catch匹配到则执行对应的catch。最后执行finally。36. finally 一定会执行吗除非JVM异常或者程序被强制停止无论异常处理的情况如何finally一定会执行。它的作用主要是释放资源比如关闭流、数据库连接等。六、反射与动态机制4题37. 什么是 Java 反射反射的使用场景38. 反射获取 Class 对象的三种方式39. 反射为什么慢40. 什么是动态代理动态代理的实现方式有哪些七、Java IO5题41. IO 流分为哪几类42. 字节流和字符流的区别43. InputStream 和 Reader 的区别44. 什么是序列化为什么需要序列化45. Serializable 和 Externalizable 的区别