Java异常、IO、NIO、反射、序列化面试题

Java异常、IO、NIO、反射、序列化面试题

Java异常

  1. Java异常分为哪两种？

    编译时异常、运行时异常

  2. 异常的处理机制有哪两种？

    异常捕捉：try-catch-finally；异常抛出：throws

  3. 如何自定义异常？

    继承一个异常类，通常是RuntimeException或者Exception

  4. try-catch-finally中，try有return，finally还执行吗？

    执行，因为finally的执行早于try中的return。

    • 不管是否出现异常，finally中的代码块都会执行；
    • 当try和catch中有return时，finally仍然会执行；
    • finally是在return后面的表达式运算后执行的，所以函数返回值是在finally之前确定的；
    • finally中最好不要包含return，否则程序会提前退出，返回值不是try或catch中保存的返回值。

  5. Exception与Error包结构

    Java可抛出Throwable的结构可以分为三种类型：被检查的异常（CheckedException）、运行时异常（RuntimeException）、错误（Error）。

    运行时异常：

    定义：RuntimeException及其子类都被称为运行时异常。

    特点：Java编译器不会检查它。

    常见的五种运行时异常：

    • ClassCastException（类转换异常）
    • IndexOutOfBoundsException（数组越界异常）
    • NullPointerException（空指针异常）
    • ArrayStoreException（数据存储异常，操作数组类型不一致）
    • BufferOverFlowException（缓冲区溢出异常）

    被检查异常：

    定义：Exception类本身，以及Exception的子类中除了“运行时异常”之外的其它子类都属于被检查异常。

    特点：Java编译器会检查它。此类异常要么通过throws进行声明抛出，要么通过try-catch进行捕获处理，否则不能通过编译。

    例如：

    • IOException
    • FileNotException
    • SQLException
    • ClassNotSupportException

    错误：

    定义：Error类及其子类

    特点：和运行时异常一样，编译器也不会对错误进行检查。当资源不足、约束失败、或是其他程序无法继续运行的条件发生时就产生错误。程序本身无法修复这些错误，出现这种错误会导致程序终止运行。

  6. throws和throw区别

    位置不同：

    throws用在函数上，后面跟异常类，可以有多个异常类；throw用在函数内，后面跟异常对象。

    功能不同：

    • throws用来声明出现异常的一种可能性，并不一定会发生这种异常；throw则是抛出了异常，执行throw则一定抛出了某种异常对象。
    • 两者都是消极处理异常的方式，只是抛出或可能抛出异常，但是不会有函数去处理异常，真正的处理异常函数由函数的上层调用处理。

  7. Error和Exception的区别

    Error和Exception都继承Throwable类，都是java错误处理机制的一部分。

    Error表示系统错误，不能通过程序来进行错误处理；

    Exception表示的是异常，异常可以通过程序来捕捉，或者优化程序来避免。

IO与NIO

  1. Java中的IO流是什么？

    Java中的IO流的三种区分方式：

    • 按照流的流向分，可以分为输入流和输出流；
    • 按照操作单元分，可以分为字节流和字符流；
    • 按照流的角色划分为节点流和处理流。

    Java中的IO流共涉及40多个类，都是从4个抽象类基类中派生出来的：

    • InputStream和Reader：所有输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流；
    • OutputSteam和Writer：所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。

  2. Java中IO与NIO的区别

    NIO即New IO，这个库在JDK1.4被引入。NIO与IO有相同的作用和目的，但实现的方式不同。NIO主要用到的是块，所以更高效。在Java API中提供了两套NIO，一套是针对标准输入输出NIO，另一套是网络编程NIO。

  3. 列举常用的IO类

    File
FileInputSteam，FileOutputStream
BufferInputStream，BufferOutputStream
PrintWrite
FileReader，FileWriter
BufferReader，BufferWriter
ObjectInputStream，ObjectOutputStream

  4. 字节流和字符流的区别

    字节流：以字节为单位输入输出数据，按8位传输；

    字符流：以字符为单位输入输入数据，按16位传输。

  5. 阻塞IO模型

    最传统的一种IO模型，即在读写过程中会发生阻塞现象。当用户线程发出IO请求后，内核会去查看数据是否就绪，如果没有就绪就会等待数据就绪，而用户线程就会处于阻塞状态，用户线程交出CPU。让数据就绪后，内核会将数据拷贝到用户线程，用户线程才会解除block阻塞状态。

  6. 非阻塞IO模型

    当用户线程发起一个read操作后，并不需要等待，而是马上就得到了一个结果。如果结果是一个error时，它就知道数据还没有准备好，于是它可以再次发送read操作。一旦内核中的数据准备好了，并且又再次收到了用户线程的请求，那么它马上就能将数据拷贝到用户线程，然后返回。所以事实上，在非阻塞IO模型中，用户线程需要不断询问内核数据是否就绪，也就说阻塞IO不会交出CPU而会一直占用CPU。非阻塞IO模型需要不断询问内核数据是否就绪，会导致CPU占用率高。

  7. 多路复用IO模型

    多路复用IO模型是目前使用得比较多的模型。Java NIO实际就是多路复用IO。在多路复用IO模型中，会有一个线程不断轮询多个socket的状态，只有当socket真正有读写事件时，才真正调用实际的IO读写操作。因为在多路复用IO模型中，只需要一个线程就可以管理多个socket，系统不需要建立新的进程或者线程，也不必维护这些进程和线程，并且只有在真正有socket读写事件进行时，才会使用IO资源，所以它大大减少了资源占用。在Java NIO中，是通过selector.select()去查询每个通道是否有到达事件，如果没有事件，就一直阻塞在那里，因此这种方式会导致用户线程的阻塞。多路复用IO模式，通过一个线程就可以管理多个socket，只有当socket真正有读写事件发生时才会占用资源来进行实际的读写操作。因此，多路复用IO比较适合连接数比较多的情况。在多路复用IO模型中轮询每个socket状态是在内核中进行的，这个效率要比用户线程高得多。但如果多路复用IO中的一个事件响应体很大，可能会导致后续事件迟迟得不到处理，并且影响新的事件轮询。

  8. 信号驱动IO模型

    在信号驱动IO模型中，当用户线程发起一个IO请求操作，会给对应的socket注册一个信号函数，然后用户线程会继续执行，当内核数据就绪时会发送一个信号给用户线程，用户线程接收到信号之后，便在信号函数中调用IO读写操作来进行实际的IO请求操作。

  9. 异步IO模型

    异步IO模型才是最理想的IO模型。在异步IO模型中，当用户线程发起read操作之后，立刻就可以开始做其他的时期。另一方面，从内核的角度，当它受到一个异步asynchronous read之后，它会立刻返回，说明read请求已经成功发起了，因此不会对用户线程产生任何block。然后，内核会等待数据准备完成，然后将数据拷贝到用户线程，当这一切都完成之后，内核会给用户线程发送一个信号，告诉它 read 操作完成了。也就说用户线程完全不需要实际的整个 IO 操作是如何进行的， 只需要先发起一个请求，当接收内核返回的成功信号时表示 IO 操作已经完成，可以直接去使用数据了。

    也就说在异步 IO 模型中， IO 操作的两个阶段都不会阻塞用户线程，这两个阶段都是由内核自动完成，然后发送一个信号告知用户线程操作已完成。用户线程中不需要再次调用 IO 函数进行具体的读写。这点是和信号驱动模型有所不同的，在信号驱动模型中，当用户线程接收到信号表示数据已经就绪，然后需要用户线程调用 IO 函数进行实际的读写操作；而在异步 IO 模型中，收到信号表示 IO 操作已经完成，不需要再在用户线程中调用 IO 函数进行实际的读写操作。

  10. Java NIO

    NIO主要由三大核心部分：Channel（通道），Buffer（缓冲区），Selector（选择区）。

    传统IO基于字节流和字符流进行操作，而NIO基于Channel和Buffer进行操作，数据总是从通道读取到缓冲区中，或者从缓冲区写入到通道中。Selector用于监听多个通道的事件（比如：连接打开，连接到达）。因此，单个线程可以监听多个数据通道。NIO和传统IO之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，NIO是面向缓冲区的。

  11. NIO的缓冲区

    Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，它们没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。

    NIO的缓冲导向方法不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是，还需要检查缓冲区中是否包含需要处理的数据。并且需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区中尚未处理的数据。

  12. NIO的非阻塞

    IO的各种流都是阻塞的。这意味着，当一个线程调用read()火write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间就不能干任何事情了。

    NIO的 非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时就什么都不会获取到，而不是保持线程阻塞。所以直至数据可以变的读取之前，该线程可用继续做其他的事情。非阻塞写也是如此，一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程可以同时做别的事情。线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在就可以管理多个输入和输出通道。

  13. Channel（通道）

    与单向的Stream（流）不同，Channel是双向的，既可以进行读操作，又可以进行写操作。

    NIO中的Channel实现主要有：FileChannel，DatagramChannel，SocketChannel，ServerSocketChannel

  14. Buffer（缓冲区）

    Buffer（缓冲区）是一个容器，是一个连续数组。Channel提供从文件、网络读取数据的渠道，但是读入或写入的都必须经由Buffer。在NIO中，Buffer是一个顶层父类，它是一个抽象类。

    常用的Buffer的子类有：ByteBuffer，IntBuffer，CharBuffer，ShortBuffer，LongBuffer，FloatBuffer，DoubleBuffer

  15. Selector（选择器）

    Selector是NIO的核心类，Selector能检测多个注册的通道上是否有事件发生，如果有事件发生，便获取事件然后针对每个事件进行相应的相应处理。这样一来，只是用一个单线程就可以管理多个通道，也就是管理多个连接。这样使得只有在连接真正有读写事件发生时，才会调用函数来进行读写，就大大地减少了系统开销，并且不必为每个连接都创建一个线程，不用去维护多个线程，并且避免了多线程之间的上下文切换导致的开销。

反射

  1. Java对象的创建方式？

    new创建对象，Java反射创建对象。

  2. new和Java反射创建对象哪个效率高？

    new创建对象效率高。通过反射创建对象需要先查找类资源，使用类加载器加载，过程繁琐效率低。

  3. Java反射的作用

    反射机制是在运行时，对于任意一个类，都可以知道这个类的所有属性和方法；对于任意个对象，都能够调用它的任意一个方法。在Java中，只要给定类的名字，就可以通过反射机制来获得类的所有信息。

  4. 哪里会用到反射机制？

    例：JDBC就是典型的反射

    Class.forName('com.mysql.jdbc.Driver.class');//加载MySQL的驱动类

  5. 反射的实现方式？

    1. Class.forName("类的路径");
    2. 类名.Class
    3. 对象名.getClass();
    4. 基本类型的包装类，可以调用包装类的TYPE属性来获得该包装类的Class对象

  6. 实现Java反射的类有什么

    1. Class：表示正在运行的Java应用程序的所有类和接口。

      注意：所有获取对象的信息都需要Class类来实现。

    2. Field：提供有关类和接口的属性信息，以及对它的动态访问权限。

    3. Constructor：提供关于类的单个构造方法的信息以及它的访问权限。

    4. Method：提供类或接口中某个方法的信息

  7. 反射机制的优缺点：

    优点：

    • 能够运行时动态获取类的实例，提高灵活性；
    • 与动态编译结合

    缺点：

    • 使用反射性能较低，需要解析字节码，将内存中的对象进行解析；

      解决方案：

      ①通过setAccessible(true)关闭JDK的安全检查来提升反射速度

      ②多次创建一个类的实例时，有缓存会快很多

      ③ReflectASM工具类，通过改变字节码生成的方式加快反射速度

    • 相对不安全，破坏了封装性（因为通过反射可以获得私有方法和属性）

  8. Java反射API有什么？

    反射 API 用来生成 JVM 中的类、接口或则对象的信息。

    1. Class 类：反射的核心类，可以获取类的属性，方法等信息。

    2. Field 类：Java.lang.reflect 包中的类，表示类的成员变量，可以用来获取和设置类之中的属性值。

    3. Method 类： Java.lang.reflect 包中的类，表示类的方法，它可以用来获取类中的方法信息或者执行方法。

    4. Constructor 类： Java.lang.reflect 包中的类，表示类的构造方法。

  9. 反射的使用步骤（获取Class对象、调用对象方法）

    1. 获取想要操作的类的Class对象，它是反射的核心，通过Class对象我们可以任意调用类的方法；
    2. 调用Class类中的方法，也就是反射的使用阶段；
    3. 使用反射API来操作这些信息。

  10. 获取Class对象的方法有哪些？

    1. 调用某个对象的getClass()方法

      Person p = new Person(); 
Class cls = p.getClass();

    2. 调用某个类的class属性来获取该类的Class对象

      Class cls = Persion.class;

    3. 使用Class类中的forName()静态方法（最安全/性能最好）

      Class cls = Class.forName("类的全路径");//最常用

      当我们获得了想要操作的类的Class对象后，可以通过Class类中的方法获取并查看该类中的方法和属性。

      //获取 Person 类的 Class 对象 
Class cls=Class.forName("reflection.Person"); 
//获取 Person 类的所有方法信息 
Method[] method=clazz.getDeclaredMethods(); 
for(Method m:method){ 
	System.out.println(m.toString()); 
}
//获取 Person 类的所有成员属性信息 
Field[] field=clazz.getDeclaredFields(); 
for(Field f:field){ 
	System.out.println(f.toString()); 
}
//获取 Person 类的所有构造方法信息 
Constructor[] constructor=clazz.getDeclaredConstructors(); 
for(Constructor c:constructor){ 
	System.out.println(c.toString());
}

  11. 如何利用反射动态创建对象实例

    • Class对象的newInstance()

      使用 Class 对象的 newInstance()方法来创建该 Class 对象对应类的实例，但是这种方法要求该 Class 对象对应的类有默认的空构造器。

    • 调用 Constructor 对象的 newInstance()

      先使用 Class 对象获取指定的 Constructor 对象，再调用 Constructor 对象的 newInstance()方法来创建 Class 对象对应类的实例,通过这种方法可以选定构造方法创建实例。

      //获取 Person 类的 Class 对象 
Class cls=Class.forName("reflection.Person"); 
//使用 newInstane 方法创建对象
Person p=(Person) cls.newInstance(); 
//获取构造方法并创建对象 
Constructor c=cls.getDeclaredConstructor(String.class,String.class,int.class); 
//创建对象并设置属性
Person p1=(Person) c.newInstance("李四","男",22);
posted @ 2021-04-14 18:07  1LDK  阅读(141)  评论(0)  编辑  收藏  举报