Java 基础查漏补缺

1.深入解读：JDK与JRE的区别

JDK提供了完整的Java开发工具和资源，包括编译器、调试器和其他开发工具，满足开发人员的各种需求。
JRE则相对更为基础，它只提供了Java程序运行所需的环境，包含了Java虚拟机（JVM）和Java核心类库，不包含开发工具。在部署Java应用程序时，只需要安装JRE来运行程序即可。
JDK< JRE , 开发工具 >
JRE< JVM , 核心类库 >

2.Java 中 boolean 占多少字节？

《Java 虚拟机规范》提议：
如果 boolean 是 “单独使用”：boolean 被编译为 int 类型，占 4 个字节；
如果boolean 是以 “boolean 数组” 的形式使用：boolean 占 1 个字节，Java 虚拟机直接支持 boolean 数组，通过 newarray 指令创建 boolean 数组，然后通过 byte 数组指令 baload 和 bastore 来访问和修改 boolean 数组。
但是，具体占用大小仍然取决于每个虚拟机的具体实现是否按照规范来

其他基本数据类型占用字节数
char：2B；
byte-short-int- long:1-2-4-8B;
float-double:4-8B

3.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。

4.为什么重写equals时必须重写hashcode方法

Object 的 hashcode 方法是本地方法，该方法直接返回对象的内存地址。如果没有重写hashCode()，则任何对象的hashCode（）值都不相等。如果只重写equals没有重写hashCode()，就会导致相同的key值也被hashcode认为是不同的key值

5.为什么Java字符串是不可变的？有什么好处？

String 类被 final 关键字修饰，这就意味着没有子类可以重写它的方法。
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。
好处：
-保证 String 对象的安全性，避免被篡改；
-保证哈希值不会频繁变更。以哈希表的键值来说，经常变更的话，哈希表的性能会下降。在 String 类中，哈希值是在第一次计算时缓存的，后续对该哈希值的请求将直接使用缓存值；
-实现字符串常量池，Java 会将相同内容的字符串存储在字符串常量池中。这样，具有相同内容的字符串变量可以指向同一个 String 对象，节省内存空间。

6.Integer类的缓存机制

IntegerCache: Integer 类内部中内置了 256 个 Integer 类型的缓存数据，数据范围在 -128~127 之间。超过此范围，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。
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通过 Integer.valueOf() 方法获取整数对象时，会先检查该整数是否在 IntegerCache 中，如果在，则返回缓存中的对象，否则创建一个新的对象并缓存起来。
如果使用 new Integer() 创建对象，即使值在 -128 到 127 范围内，也不会被缓存，每次都会创建新的对象。【比如new Integer(10) == new Integer(10) ：false】因此，推荐使用 Integer.valueOf() 方法获取整数对象。
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相关补充：String 转成 Integer，主要有两个方法：Integer.parseInt(String s)、Integer.valueOf(String s)

7.异常

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。
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 和 运行时异常。
编译时异常在编译时必须被显式处理（捕获或声明抛出），比如IOException、SQLException 等。
运行时异常在运行时抛出，通常是由程序逻辑错误导致的，如 NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException 等。

NoClassDefFoundError 和 ClassNotFoundException 有什么区别
它们都是由于系统运行时找不到要加载的类导致的，但是触发的原因不一样。
NoClassDefFoundError：当JVM在加载一个类的时候，这个类在编译时是可用的，但是在运行时找不到这个类的定义。原因可能是 jar 包缺失或者调用了初始化失败的类。
ClassNotFoundException：当应用程序运行的过程中尝试使用类加载器去加载Class文件的时候，没有在classpath中查找到指定的类。原因可能是要加载的类不存在或者类名写错了。

异常的处理主要有两种方式：抛出（throw，throws） 和捕获（try{} catch(){} finally{}）
throw 和 throws 的区别
1）throws 关键字用于声明异常；而 throw 关键字用于显式的抛出异常。
2）throws 关键字后面跟的是异常的名字；而 throw 关键字后面跟的是异常的对象。
3）throws 关键字出现在方法签名上，而 throw 关键字出现在方法体里。
4）throws 关键字在声明异常的时候可以跟多个，用逗号隔开；而 throw 关键字每次只能抛出一个异常。

try 里的 return 先执行还是 finally 先执行？
finally 先执行。但是，在执行 finally 之前，JVM 会先将 return 的结果暂存起来，即使 finally 修改了 return 的变量值，返回值也不会改变。

8.BIO、NIO、AIO

BIO（Blocking I/O）：阻塞 I/O，基于流模型。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）：非阻塞 I/O ，基于通道和缓冲区。线程在等待 I/O 时可执行其他任务，适用于连接数多但连接时间短的场景。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。
AIO（Asynchronous I/O）：异步 I/O ，引入了异步通道的概念，基于事件和回调机制。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。

补充：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，问题就在于这个过程比较耗时，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。
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。

9.序列化和反序列化

serialVersionUID 是标识类版本的唯一标识符，确保在序列化和反序列化过程中类的版本是兼容的；
Serializable接口用于标记一个类可以被序列化；
序列化只会保存对象的状态，因此不包含静态变量；
可以使用 transient 关键字修饰不想序列化的变量；

10.Java反射

反射就是在运行时才知道要操作的类是什么，并且可以在运行时获取类的完整构造，并调用对应的方法。
反射的原理：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。