Java 基础知识

1. 面向对象和面向过程的区别

面向过程：单片机、嵌入式开发、Linux/Unix 等一般采用面向过程开发。面向过程没有面向对象易维护、易复用、易扩展。
面向对象：面向对象易维护、易复用、易扩展。因为面向对象有封装、继承、多态性的特性，所以可以设计出低耦合的系统，使系统更加灵活、更加易于维护。

2、Java性能比C/C++低的原因

Java 是半编译语言，执行时需要将字节码转换为机器码，C/C++直接执行机器码。

3. Java 语言有哪些特点

简单易学
面向对象（封装，继承，多态）
平台无关性（ Java 虚拟机实现平台无关性）
可靠性
安全性
支持多线程
支持网络编程并且很方便
编译与解释并存（解释：JVM将字节码转换为机器码，并执行）

4、JVM

Java 虚拟机（JVM）是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现（Windows，Linux，macOS），目的是使用相同的字节码，它们都会给出相同的结果。

什么是字节码?采用字节码的好处是什么?

在 Java 中，JVM 可以理解的代码就叫做字节码（即扩展名为 .class 的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。

Java 语言通过字节码的方式，在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题，同时又保留了解释型语言可移植的特点。

字节码=>机器码，源代码=>机器码，Java 程序运行时比解释型语言要高效。

字节码并不针对一种特定的机器，因此，Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。

字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译，随处可以运行”的关键所在。

Java 程序从源代码到运行一般有下面 3 步：

Java程序运行过程

.class->机器码这一步， JVM 类加载器首先加载字节码文件，然后通过解释器逐行解释执行，这种方式的执行速度很慢。

有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码)，所以后面引进了 JIT 编译器，JIT 属于运行时编译，当 JIT 编译器完成第一次编译后，其会将字节码对应的机器码保存下来，下次可以直接使用。

HotSpot 采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法，根据二八定律，消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码（热点代码），而这也就是 JIT 所需要编译的部分。JVM 会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化，因此执行的次数越多，它的速度就越快。JDK 9 引入了一种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation)，它是直接将字节码编译成机器码，这样就避免了 JIT 预热等各方面的开销。JDK 支持分层编译和 AOT 协作使用。但是，AOT 编译器的编译质量是肯定比不上 JIT 编译器的。

5、JDK 和 JRE

JDK 即 Java Development Kit，它是功能齐全的 Java SDK。它拥有 JRE 所拥有的一切，还有编译器（javac）和工具（如 javadoc 和 jdb）。它能够创建和编译程序。

JRE 是 Java 运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合，包括 Java 虚拟机（JVM），Java 类库，java 命令和其他的一些基础构件。但是，它不能用于创建新程序。

如果你只是为了运行一下 Java 程序的话，那么你只需要安装 JRE 就可以了。如果你需要进行一些 Java 编程方面的工作，那么你就需要安装 JDK 了。但是，这不是绝对的。有时，即使您不打算在计算机上进行任何 Java 开发，仍然需要安装 JDK。例如，如果要使用 JSP 部署 Web 应用程序，那么从技术上讲，只是在应用程序服务器中运行 Java 程序。那为什么需要 JDK 呢？因为应用程序服务器会将 JSP 转换为 Java servlet，并且需要使用 JDK 来编译 servlet。

6、 Oracle JDK 和 OpenJDK 的对比

OpenJDK 是一个参考模型并且是完全开源的，而 Oracle JDK 是 OpenJDK 的一个实现，并不是完全开源的；
Oracle JDK 比 OpenJDK 更稳定。OpenJDK 和 Oracle JDK 的代码几乎相同，但 Oracle JDK 有更多的类和一些错误修复。如果想开发企业/商业软件，建议选择 Oracle JDK。
在响应性和 JVM 性能方面，Oracle JDK 比 OpenJDK更出色。
Oracle JDK 不会为即将发布的版本提供长期支持，用户每次都必须通过更新到最新版本来获得支持。

7. Java 和 C++的区别

都是面向对象的语言，都支持封装、继承和多态
Java 不提供指针来直接访问内存，程序内存更加安全
Java 的类是单继承的（只能直接继承一个父类，但可以同时实现多个接口），C++ 支持多重继承。 Java 的类不可以多继承，但是接口可以多继承，一个接口可以同时继承多个父接口。
Java 有自动内存管理机制，不需要程序员手动释放无用内存

在 C 语言中，字符串或字符数组最后都会有一个额外的字符‘\0’来表示结束。

而且字符串定义的长度必须大于字符序列的长度，如：char arr[4]={"abcd"}；不能通过编译，而应写成char arr[5]={"abcd"}；系统会自动在字符串的最后存放一个结束符‘\0’。

strlen(arr)输出的长度为4，并不是5；printf()也一样，并不会输出结束符‘\0’

Java 中则没有结束符这一概念。

java中没有结束符的原因：

Java里面一切都是对象，字符串也是对象，有length属性来存储字符串的长度，编译器通过length属性就可以确定字符串长度，没必要再去浪费那1字节的空间来标明字符串的结束。
C语言中，char arr[5]只是分配了5个char的存储空间，并不知道字符串（数组）到哪里结束，所以需要结束符来标识。

8. Java 程序的主类

主类是指包含 main（）方法的类，主类是 Java 程序执行的入口点，一个Java项目|程序中只能有一个主类。

main()方法必须写成以下形式：public static void main(String[] args){ }

至于主类，不要求是public类，但写成public类，此主类才可以在其它包下的类中使用。

9. 字符常量和字符串常量的区别

形式上: 字符常量是单引号引起的一个字符; 字符串常量是双引号引起的若干个字符
含义上: 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值),可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)
占内存大小字符常量只占 2 个字节; 字符串常量占若干个字节 (注意： char 在 Java 中占两个字节)

Java基本类型占用的空间是固定，比如char占2个字节，不管是什么操作系统、不管机器硬件配置如何，都是占2个字节；

这一点和很多语言不一样，很多语言的基本类型占的空间，会随机器硬件架构的变化而变化。

char占2个字节，java编译器默认使用unicode编码，使用Unicode时任何字符（不管是英文字母、还是汉字）都是使用2个字节来表示，所以char也可以表示一个汉字。

10. 重载和重写的区别

重载：

发生在同一个类中
方法名必须相同，参数类型不同、个数不同、顺序不同这三个满足一个即可
方法返回值和访问修饰符则没有要求，可以相同、也可以不同

重写：

重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写，发生在子类中
方法名、参数列表必须相同，返回值的范围要小于等于父类，抛出的异常范围要小于等于父类，访问修饰符范围要大于等于父类
如果父类方法访问修饰符为 private ，则子类不能重写该方法

也就是说方法提供的行为改变了，但方法的外貌并没有改变。

11. 构造器 Constructor 是否可以被 override?

Constructor 不能被 override（重写）,但是可以 overload（重载）,所以可以看到一个类中有多个构造函数的情况。

12. 面向对象编程三大特性: 封装、继承、多态

封装

封装把一个对象的属性私有化，同时提供一些可以被外界访问的属性的方法，如果属性不想被外界访问，我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没有提供给外界访问的方法，那么这个类也没有什么意义了。

继承

继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术，新类的定义可以增加新的数据或新的功能，也可以用父类的功能，但不能选择性地继承父类。

通过使用继承我们能够非常方便地复用以前的代码。

关于继承有以下3点需要注意：

子类拥有父类所有的属性和方法（包括私有属性、私有方法），但父类中的私有属性和方法子类是无法访问，只是拥有
子类可以拥有自己属性和方法，即子类可以对父类进行扩展
子类可以用自己的方式实现父类的方法（方法重写）
super代表当前对象的父类对象，可以使用super.xxx调用父类的非私有成员。如果要调用父类的构造方法，通过 super(实参表) 的方式调用，这个语句只能放在子类的构造函数中，且必须放在方法体的首行。如果使用new 父类()的方式，放在哪都行。

多态

多态是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，

即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。

在 Java 中有两种形式可以实现多态：继承（多个类继承同一父类）、接口（多个类实现同一接口）。

13. String 为什么是不可变的? String、StringBuffer 、 StringBuilder 的区别是什么?

可变性

String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串，private final char value[]，所以 String 对象是不可变的。

补充：在 Java 9 之后，String 类的实现改用 byte 数组存储字符串 private final byte[] value;

而 StringBuilder 、StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类，AbstractStringBuilder类也是使用字符数组保存字符串char[]value 但是没有用 final 关键字修饰，所以这两种对象都是可变的。

String不可变是指堆中的字符串对象、或者常量池中的字符串常量是不可变的，栈中的变量指向的地址是可变的，即变量本身是可变的。

        String a = "hello";  //hello是字符串常量，放在常量池中，hello本身不可变
        String b=new String("hello");  //new出来的对象放在堆中，new String("hello")这个对象本身是不可变的。其实"hello"还是在常量池中，堆中指向常量池。

        //变量名a、b都放在栈中，实际存储的都是堆中|常量池的对应地址。这个指向的地址是可以变的、可以改的
        
        a = "h"; //比如说指向常量池中的另一个字符串常量
        b=new String("h"); //指向堆中的另一个字符串对象
        
        //只要是指向String类型，都可以

AbstractStringBuilder.java的部分源码如下：

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
    /**
     * The value is used for character storage.
     */
    char[] value;

    /**
     * The count is the number of characters used.
     */
    int count;

    AbstractStringBuilder(int capacity) {
        value = new char[capacity];
    }

String、StringBuffer 、 StringBuilder 的区别：

1、线程安全性

String 中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。

AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 、 StringBuffer 的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。

StringBuffer 对自身的方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。

记法：头上有buff的是神，没人敢惹，很安全。防御工事还在修建build，不安全。

2、性能

每次对 String 类型进行修改的时候，都会生成一个新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象，开销很大。

StringBuffer 、StringBuilder每次都是对对象本身进行操作，但StringBuffer使用了同步锁有一些额外的开销。

性能：StringBuilder > StringBuffer > String

相同情况下使用StringBuilder比使用StringBuffer仅能获得 10%~15% 左右的性能提升，但却要冒多线程不安全的风险。

如何选择？

操作少量的数据: 适用 String
单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuilder
多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuffer

14. 自动装箱与拆箱

装箱：将基本类型用它们对应的引用类型包装起来；
拆箱：将包装类型转换为基本数据类型；

15. 静态方法

静态方法内只能调用类的静态成员，不能调用类的非静态成员。

因为静态方法可以不通过对象进行调用，要保证通过类名调用时也可以正常执行（该类没有对象时也可以正常执行），所以在静态方法中不能调用类的非静态成员。

16、空参构造器又不做事，存在的意义是什么？

如果子类的构造方法中没有使用super()显式调用父类的某个构造方法，会自动调用父类空参的构造方法，

此时，如果父类中只定义了有参数的构造方法，则默认不会自动提供空参的构造方法，编译时会发生错误，需要在父类中手动加一个空参的构造方法；

如果父类中没有带参数的构造方法，就算没有显式提供空参的构造方法，也会自动提供一个空参的构造方法。

17. 接口和抽象类的区别是什么？

接口的方法默认是 public，所有方法在接口中不能有实现(Java 8 开始接口方法可以有默认实现），而抽象类可以有非抽象的方法。
接口中除了 static、final 变量，不能有其他变量，而抽象类中则无此要求。
一个类可以实现多个接口，但只能实现|直接继承（extends）一个抽象类。接口自己本身可以通过 extends 关键字扩展多个接口。
接口方法默认修饰符是 public（也只能用public修饰，jdk8也可以用default、static修饰，jdk9也可以用private修饰），抽象方法可以用 public、protected 、default 、private 修饰，但抽象方法是为了被子类重写而设计的，用private修饰没有意义。
从设计层面来说，抽象是对类的抽象，是一种模板设计，而接口是对行为的抽象，是一种行为的规范。

jdk7~jdk9 中接口概念的变化：

在 jdk 7 或更早版本中，接口里面的变量只能是常量变量（static、final），接口方法不能有实现。
jdk8中接口可以有默认方法（default）和静态方法（static），且这2种方法可以有实现，但静态方法只能通过接口名来调用。如果同时实现两个接口，接口中定义了一样的默认方法，则必须重写默认方法，不然会报错。
Jdk 9 在接口中引入了私有方法和私有静态方法。

public interface Test{

    //jdk8开始，接口中可以定义默认方法，且默认方法可以有实现
    default void test1() {
        System.out.println(1);
    }

    //jdk8开始，接口中可以定义静态方法，但静态方法只能通过接口名来调用
    static void test2(){ //访问权限默认为public
        System.out.println(2);
    }

}

抽象类中的抽象方法的默认访问权限：
JDK 1.8以前，抽象类的方法默认访问权限为protected
JDK 1.8及以后，抽象类的方法默认访问权限变为default

接口中方法的访问权限：
JDK 1.8以前，接口中的方法必须是public的
JDK 1.8时，接口中的方法也可以是default的
JDK 1.9时，接口中的方法也可以是private的

默认都是public的。

18. 成员变量与局部变量的区别有哪些？

从语法形式上看:成员变量是属于类的，而局部变量是在方法中定义的变量或是方法的参数；成员变量可以被 public,private,static 等修饰符所修饰，而局部变量不能被访问控制修饰符及 static 所修饰；但是，成员变量和局部变量都能被 final 所修饰。
从变量在内存中的存储方式来看:如果成员变量是使用static修饰的，那么这个成员变量是属于类的，如果没有使用static修饰，这个成员变量是属于实例的。对象（成员变量）存在于堆内存，局部变量则存在于栈内存。
从变量在内存中的生存时间上看:成员变量是对象的一部分，随着对象的创建而创建、随对象的销毁而被销毁，局部变量随着方法的调用而被创建、方法调用结束时被销毁。
如果成员变量没有被赋初值，会自动赋该类型的默认值（一种情况例外：被 final 修饰的成员变量必须显式赋值|手动赋值）；局部变量不会自动赋初值，如果局部变量未赋初值，编译时会报错，通不过编译。

19. 创建一个对象用什么运算符?对象实体与对象引用有何不同?

new 运算符，new 创建对象实例（对象实例在堆内存中），对象引用指向对象实例（对象引用存放在栈内存中）。

一个对象引用可以指向 0 个或 1 个对象;一个对象可以有 n 个引用指向它。

20. 一个类的构造方法的作用是什么? 若一个类没有声明构造方法，该程序能正确执行吗? 为什么?

主要作用是完成对类对象的初始化工作。可以执行。因为一个类即使没有声明构造方法也会有默认的不带参数的构造方法。

21. 构造方法有哪些特性？

名字与类名相同。
没有返回值，但不能用 void 声明构造函数。
创建类的对象时自动执行，无需手动调用。

22. 静态方法和实例方法有何不同

在某个类的外部调用该类的方法时，静态方法可以通过类名来调用（更符合static的设计初衷，推荐），也可以通过对象名来调用，实例方法只能通过对象名来调用。不创建类的对象就可以调用类的静态方法。
在静态方法中访问本类的成员时，只能访问静态成员（静态成员变量、静态方法），不允许访问实例的成员变量、方法；实例方法则无此限制，可以访问类的所有成员。

23. 对象的相等与指向他们的引用相等,两者有什么不同?

对象的相等，比的是内存中存放的内容是否相等。而引用相等，比较的是他们指向的内存地址是否相等。

24. 在调用子类构造方法之前会先调用父类没有参数的构造方法,其目的是?

帮助子类做初始化工作（创建、初始化继承自父类的部分）。

25. == 与 equals() （重要）

== ：基本数据类型根据变量值来判断，引用数据类型根据指向的内存地址来判断。

equals() : equals()是Object类中的方法，Object是所有类的根类，所有的类都继承了equals()方法。Object类的equals()作用和==完全相同。但有一些类重写了equals()，比如String类，比较两个对象的内容是否相等，根据内容来进行判断，若内容相等，就认为这2个对象相同|相等，返回 true 。


String a = new String("hello"); //a是一个引用，a本身在栈中，new出来的是对象，字符串对象在堆中，a指向堆中的对象
String b = new String("hello"); //b是另一个引用,对象的内容一样。会在堆中开辟一块新的空间，创建一个新的String对象。new 新的，每一次new都是新的，新的内存空间、新的对象  

String aa = "hello"; //变量aa在栈中，值"hello"是字符串常量，放在常量池中，aa指向常量池中的"hello"
String bb = "hello"; //变量bb在栈中，值"hello"在常量池中已经有了，直接指向常量池中的"hello"。aa、bb指向常量池中的同一个常量  

if (a == b) //都是引用类型，根据地址（指向的对象）判断，不是同一个对象，false
    System.out.println("a==b");

if (aa == bb) //都是常量，根据值|内容来判断，true
    System.out.println("aa==bb");

if (a.equals(b)) //String重写了equals()，是根据内容来判断，true
    System.out.println("a EQ b");

if (aa.equals(bb)) //true
    System.out.println("aa EQ bb");

if (42 == 42.0) //都是常量（放在常量池中），比较值是否相等，true
    System.out.println("42 == 42.0");

26. hashCode 与 equals (重要)

面试官可能会问你：“你重写过 hashcode() 和 equals() 吗，为什么重写 equals() 时必须重写 hashCode()？”

hashCode（）介绍

hashCode() 的作用是获取哈希码，也称为散列码，返回一个 int 整数（hash码）。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的存储位置。

hashCode()是Object类中的方法，这就意味着 Java 中的任何类都有 hashCode() 方法。注意：基本类型没有hashCode()方法，基本类型对应的包装类才有。

哈希表存储的是键值对(key-value)，它的特点是：能根据“键”快速的检索出对应的“值”，这其中就利用到了哈希码（可以快速找到对应的对象）

为什么要使用 hashCode？

以“HashSet 如何检查重复”为例：

把对象加入 HashSet 时，HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来得到此对象在哈希表中的存储位置，与该位置上已经加入的对象的 hashcode 值作比较，

如果hashcode不同，则认为不是同一个对象（即没有重复），存入此对象。

如果有相同 hashcode 值的对象，会调用 equals()方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同，如果两者相同，HashSet 就不会让其加入；如果不同的话，则加入。

如果不使用hashcode，将要存入的元素与哈希表中所有已存入的元素进行相等比较，有多少个已存入元素，就要调用多少次equals()，操作量很大、速度很慢；

使用hashcode，根据hashcode确定元素的存储位置，该位置上没有元素说明没有重复，直接存入该元素；如果该位置上有元素，再调用equals()进行比较是否真的相同，真的相同则不加入，注意并不会报错什么的，只是不加入罢了。

1次性搞定，大大减少了 equals 的次数，极大提高了执行速度。

hashCode()在哈希表中才有用（比如HashSet、HashMap、HashTable等），在其它情况下没用。

一个类的对象要放到哈希表中，使用从Object继承来的hashCode()、equals()肯定不行，比如我们要添加一个班的所有学生：

        HashSet<Student> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add(new Student(1, "chy"));
        hashSet.add(new Student(1, "chy"));

这2个对象都会被加入，因为确实是2个不同的对象，实际需求往往是要按对象的内容进行比较。这就需要我们重写hashCode()、equals()了。

重写hashCode()、equals()示例：

class Student{
    private Integer id; //学号
    private String name;

    public Student(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int hashCode(){
        return id.hashCode();  //以值唯一的字段作为哈希值
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj){
        if(obj == null)
            return false;
        if(this == obj) //如果是同一个对象直接返回true
            return true;
        if(this.getClass() != obj.getClass()) //如果Class对象不同，肯定是不同的对象，返回false
            return false;

        //执行到此说明是类型相同，都是Student类
        //Student another = (Student) obj;
        return id.equals(another.id) && name.equals(another.name); //比较每一个字段是否相同
    }
    
}

再添加2个内容完全相同的对象，只会添加一个。也就实现了哈希表的元素去重。

哈希表的元素去重不是哈希表自带的，需要我们自己重写hashCode()、equals()来实现。

基本类型的包装类型、String都重写了hashCode()、equals()，不用我们管。其它类型（比如数组、集合类型）都没有重写hashCode()、equals()。

至于基本类型，基本类型没有hashCode()、equals()方法（不继承Object），且泛型不能声明为基本类型，比如不能写成HashSet<int>，要写成HashSet<Integer>，所以基本类型不用管。

        HashSet<Integer> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add(1);
        hashSet.add(1);
        System.out.println(hashSet);

加进去的都是常量，以值来比较，肯定相同，会自动去重。

        HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();
        hashSet.add("hello");
        hashSet.add("hello");
        System.out.println(hashSet);

都是常量，会自动去重。

你要是add(new String())，或者new 基本类型的包装类加进去，

基本类型的包装类、String都重写了hashCode()、equals()，会去重。

我们自定义的类型，比如Student、User，要把它们的对象放到哈希表中，就需要自己重写这些类的hashCode()、equals(）。

我上面重写时使用class对象进行判断

if(this.getClass() != obj.getClass()) //如果Class对象不同，肯定是不同的对象，返回false
    return false;

//执行到此说明是类型相同，都是Student类
//Student another = (Student) obj;
return id.equals(another.id) && name.equals(another.name); //比较每一个字段是否相同。因为都是本类中，可以直接访问成员变量，不必使用getXxx()

比如说当前类是Student，现在有一个子类XxxStudent，加了一个字段age；

Student student=new Student(1,"chy");

XxxStudent xxxStudent=new XxxStudent(1,"chy",20);

按照上面的机制进行判断，class对象分别是Student、XxxStudent，不相等，直接返回false，认为子类对象和父类对象（或者其他子类对象）是不同的（即使共有的字段是相同的）。

还有一种常见的写法：

if( !(obj instanceof Student) ) //判断是否是同一类型，不是就直接返回false
    return false;

//执行到此说明都是Student类型，但obj可能是Student的子类对象，先转换一下,去掉子类扩展的字段。其实这一步可以不要，因为都是以父类（当前类）的字段为标准去判断
Student another = (Student) obj;
return id.equals(another.id) && name.equals(another.name); //比较每一个字段是否相同

这种机制会认为student、xxxStudent是相同的2个对象。只要与父类共有字段的值相同，就认为2个对象相同。

重写hashCode()、equals()的要求：

如果两个对象（内容）相等，则 hashcode 一定要相同。所以重写equals()时也要重写hashCode()，保证2个对象（内容）相同时hashCode也相同。当然，如果只判断2个对象内容是否相等，不放到哈希表中去，那就不必重写hashCode()，重写equals()就行了。
两个对象（内容）相等,对两个对象分别调用 equals 方法都返回 true
两个对象有相同的 hashcode 值，它们也不一定是相等的。hashCode()只是做初步判断。
hashCode() 的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写 hashCode()，则该 class 的两个对象无论如何都不会相等（即使这两个对象内容相同）

27. Java 中有哪些传参方式？

Java中函数传参只有值传递，把实参的值copy一份传给形参，注意只是浅拷贝。

基本类型、String都是把值copy一份，传给形参，函数中对形参的修改不会影响到实参。（注意String也是）

引用类型（比如User类的对象user），传过去的确实是user的值，只不过是浅拷贝，拷贝的是user对象的地址（因为user变量本身存储就是对象的内初地址），并不是拷贝对象本身，所以对形参内容的修改就是对实参内容的修改。比如形参user.setName(); 修改的就是实参的name，因为操作的是堆中的同一个对象（地址相同）。

如果把对象地址给改了，则后续操作不会影响到实参：

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student(1,"chy");
        test(student);
        System.out.println(student);
    }

    public static void test(Student student){
        student = new Student(2, "zhangsan"); //指向另一个对象，即形参指向的地址改了，不再指向实参的对象
        //后续对形参的操作跟实参对象没有丝毫关系，不会影响到实参对象
    }

}

28. 简述线程、程序、进程的基本概念。以及它们之间关系是什么?

线程与进程相似，但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。同一个进程的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源，所以系统产生一个线程，或是在各个线程之间作切换工作时，负担要比进程小得多，也正因为如此，线程也被称为轻量级进程。

程序是含有指令和数据的文件，被存储在磁盘或其他的数据存储设备中，也就是说程序是静态的代码。

进程是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位，因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建，运行到消亡的过程。简单来说，一个进程就是一个执行中的程序，它在计算机中一个指令接着一个指令地执行着，同时，每个进程还占有某些系统资源如 CPU 时间，内存空间，文件，输入输出设备的使用权等等。换句话说，当程序在执行时，将会被操作系统载入内存中。线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的，而各线程则不一定，因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。从另一角度来说，进程属于操作系统的范畴，主要是同一段时间内，可以同时执行一个以上的程序，而线程则是在同一程序内几乎同时执行一个以上的程序段。

29. 线程有哪些基本状态?

Java 线程在运行的生命周期中的指定时刻只可能处于下面 6 种不同状态的其中一个状态。

Java线程的状态

线程在生命周期中并不是固定处于某一个状态而是随着代码的执行在不同状态之间切换

Java线程状态变迁

线程创建之后它将处于 NEW（新建）状态，调用 start() 方法后开始运行，线程这时候处于 READY（可运行）状态。可运行状态的线程获得了 cpu 时间片（timeslice）后就处于 RUNNING（运行）状态。

操作系统隐藏 Java 虚拟机（JVM）中的 READY 和 RUNNING 状态，它只能看到 RUNNABLE 状态，所以一般将这两个状态统称为 RUNNABLE（运行中）状态。

统称是6种，细分是7种。有的还把超时等待划分到等待中，变为5种。

RUNNABLE-VS-RUNNING

当线程执行 wait()方法之后，线程进入 WAITING（等待）状态。进入等待状态的线程需要依靠其他线程的通知才能够返回到运行状态，而 TIME_WAITING(超时等待) 状态相当于在等待状态的基础上增加了超时限制，比如通过 sleep（long millis）方法或 wait（long millis）方法可以将 Java 线程置于 TIMED WAITING 状态。当超时时间到达后 Java 线程将会返回到 RUNNABLE 状态。当线程调用同步方法时，在没有获取到锁的情况下，线程将会进入到 BLOCKED（阻塞）状态。线程在执行 Runnable 的run()方法之后将会进入到 TERMINATED（终止）状态。

30、 Java 中的异常处理

Java 异常类层次结构图

Java异常类层次结构图

在 Java 中，所有的异常都有一个共同的祖先 java.lang 包中的 Throwable 类。Throwable：有两个重要的子类：Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。

Error（错误）:是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，Java 虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java 虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。

这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如 Java 虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java 中，错误通过 Error 的子类描述。

Exception（异常）:是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 异常由 Java 虚拟机抛出。NullPointerException（要访问的变量没有引用任何对象时，抛出该异常）、ArithmeticException（算术运算异常，一个整数除以 0 时，抛出该异常）和 ArrayIndexOutOfBoundsException （数组下标越界异常）。

注意：异常和错误的区别：异常能被程序本身处理，错误是无法处理。

Throwable 类常用方法

public string getMessage():返回异常发生时的简要描述
public string toString():返回异常发生时的详细信息
public string getLocalizedMessage():返回异常对象的本地化信息。使用 Throwable 的子类覆盖这个方法，可以生成本地化信息。如果子类没有覆盖该方法，则该方法返回的信息与 getMessage（）返回的结果相同
public void printStackTrace():在控制台上打印 Throwable 对象封装的异常信息

异常处理总结

try 块：用于捕获异常。其后可接零个或多个 catch 块，如果没有 catch 块，则必须跟一个 finally 块。
catch 块：用于处理 try 捕获到的异常。
finally 块：无论是否捕获或处理异常，finally 块里的语句都会被执行。当在 try 块或 catch 块中遇到 return 语句时，finally 语句块将在方法返回之前被执行。

在以下 4 种特殊情况下，finally 块不会被执行：

在 finally 语句块第一行发生了异常。因为在其他行，finally 块还是会得到执行
在前面的代码中用了 System.exit(int)已退出程序。
程序所在的线程死亡。
关闭 CPU。

注意：当 try 语句和 finally 语句中都有 return 语句时，在方法返回之前，finally 语句的内容将被执行，并且 finally 语句的返回值将会覆盖之前的返回值，最终返回的是finally中指定的值。

31、 Java 序列化中如果有些字段不想进行序列化，怎么办？

对于不想进行序列化的成员变量，使用 transient 关键字修饰。

transient 关键字的作用是：阻止实例中那些用此关键字修饰的的成员变量序列化；当对象被反序列化时，被 transient 修饰的变量值也就不会恢复。

transient 只能修饰成员变量，不能修饰类和方法。

32、获取用键盘输入常用的两种方法

方法 1：通过 Scanner

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String s  = scanner.nextLine();
scanner.close();

方法 2：通过 BufferedReader

 InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
 BufferedReader br= new BufferedReader(isr);
 String s = br.readLine();
 isr.close();
 br.close();

33、 Java 中 IO 流

Java 中 IO 流分为几种?

按照流的流向分，可以分为输入流和输出流；
按照操作单元划分，可以划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。节点流是直接接触输入|输出节点，比如文件、控制台等

Java Io 流共涉及 40 多个类，这些类看上去很杂乱，但实际上很有规则，而且彼此之间存在非常紧密的联系， Java I0 流的 40 多个类都是从如下 4 个抽象类基类中派生出来的。

InputStream、Reader: 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。
OutputStream、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。

按操作方式分类结构图：

IO-操作方式分类

按操作对象分类结构图：

IO-操作对象分类

既然有了字节流,为什么还要有字符流?

问题本质想问：不管是文件读写还是网络发送接收，信息的最小存储单元都是字节，那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢？

回答：如果要操作文本文件，使用字节流，把字符转换为字节，再把字节转换为字符，麻烦且花时间。字符流是Java提供的一个直接操作字符的接口，方便对字符直接进行流操作。如果音频文件、图片等二进制文件用字节流比较好，如果涉及到字符（文本文件）的话使用字符流比较好。

BIO,NIO,AIO 有什么区别?

BIO (Blocking I/O): 同步阻塞 I/O 模式，数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高（小于单机 1000）的情况下，这种模型是比较不错的，可以让每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单，也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗，可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是，当面对十万甚至百万级连接的时候，传统的 BIO 模型是无能为力的。因此，我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。
NIO (New I/O): NIO 是一种同步非阻塞的 I/O 模型，在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架，对应 java.nio 包，提供了 Channel , Selector，Buffer 等抽象。NIO 中的 N 可以理解为 Non-blocking，不单纯是 New。它支持面向缓冲的，基于通道的 I/O 操作方法。 NIO 提供了与传统 BIO 模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好；非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序，可以使用同步阻塞 I/O 来提升开发速率和更好的维护性；对于高负载、高并发的（网络）应用，应使用 NIO 的非阻塞模式来开发
AIO (Asynchronous I/O): AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的 IO 模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步 IO 的缩写，虽然 NIO 在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说，我们的业务线程是在 IO 操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行 IO 操作，IO 操作本身是同步的。目前来说 AIO 的应用还不是很广泛，Netty 之前也尝试使用过 AIO，不过又放弃了。

34. 常见关键字总结：this，super，final，static

this关键字表示当前类的当前对象的引用，用于访问类的当前对象的成员变量、方法，可以将成员变量与同名的局部变量区分开。

super关键字代表当前对象的父类对象的引用，用于在子类中访问父类的成员变量、成员方法，以super.xxx的方式访问，且只能访问父类的protected、default、public成员，不能访问父类的private成员。在子类的构造函数中可以以super(参数表)的形式调用父类的构造函数，如果要用这个语句，这个语句必须放在子类构造函数中，且必须要放在函数体的第一行。

this、super都不能用在static方法中。因为在static中只能访问类的静态成员。

被 static 修饰的成员属于类，不属于单个这个类的某个对象，被类中所有对象共享。而 this 代表对本类对象的引用，指向本类对象；而 super 代表对父类对象的引用，指向父类对象；所以， this和super是属于对象范畴的东西，而静态方法是属于类范畴的东西。

final 关键字主要用在三个地方：变量、方法、类。

对于一个 final 变量，如果是基本数据类型的变量，则其数值一旦在初始化之后便不能更改；如果是引用类型的变量，则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象，指向的对象本身是可以修改的，只不过栈中存储的对象地址不能修改。
使用 final 修饰方法时，会把方法锁定，以防任何继承类修改它的含义。类中所有的 private 方法都隐式地指定（默认）为 final。
当用 final 修饰一个类时，表明这个类不能被继承。final 类中的所有成员方法都会被隐式地指定为 final 方法。

注意是final，不是try...catch那个finally。

static 关键字主要有以下四种使用场景：

修饰成员变量和成员方法: 被 static 修饰的成员属于类，不属于单个这个类的某个对象，被类中所有对象共享，可以并且建议通过类名调用。被static 声明的成员变量属于静态成员变量，静态变量存放在 Java 内存区域的方法区。
静态代码块: 静态代码块定义在类中方法外, 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—>非静态代码块—>构造方法)。该类不管创建多少对象，静态代码块只执行一次.静态代码块常用于初始化静态成员变量。
静态内部类（static修饰类的话只能修饰内部类）：静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别: 非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用，该引用是指向创建它的外围类，但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着：1. 它的创建是不需要依赖外围类的创建。2. 它不能使用任何外围类的非static成员变量和方法。
静态导包(用来导入类中的静态资源，1.5之后的新特性): 格式为：import static 这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源，并且不需要使用类名调用类中静态成员，可以直接使用类中静态成员变量和成员方法。

static{}静态代码块与{}非静态代码块(构造代码块)：

静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—非静态代码块—构造方法)。静态代码块只在第一次new执行一次，之后不再执行，而非静态代码块在每new一次就执行一次。一个类中可以同时存在多个静态代码块、非静态代码块。

35. Collections 工具类和 Arrays 工具类的常用方法总结

Collections是操作集合的工具类，常用方法：

1、排序

void reverse(List list)//反转
void shuffle(List list)//随机排序（打乱原来的排列）
void sort(List list)//按自然排序的升序排序
void sort(List list, Comparator c)//定制排序，由Comparator控制排序逻辑
void swap(List list, int i , int j)//交换两个索引位置的元素
void rotate(List list, int distance)//旋转。当distance为正数时，将list后distance个元素整体移到前面。当distance为负数时，将 list的前distance个元素整体移到后面。

2、查找、替换

int binarySearch(List list, Object key)//对List进行二分查找，返回索引，注意List必须是有序的
int max(Collection coll)//根据元素的自然顺序，返回最大的元素。 类比int min(Collection coll)
int max(Collection coll, Comparator c)//根据定制排序，返回最大元素，排序规则由Comparatator类控制。类比int min(Collection coll, Comparator c)
void fill(List list, Object obj)//用指定的元素代替指定list中的所有元素。
int frequency(Collection c, Object o)//统计元素出现次数
int indexOfSubList(List list, List target)//统计target在list中第一次出现的索引，找不到则返回-1，类比int lastIndexOfSubList(List source, list target).
boolean replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal) //用新元素替换旧元素

3、同步控制

Collections提供了多个synchronizedXxx()方法·，该方法可以将指定集合包装成线程同步的集合，从而解决多线程并发访问集合时的线程安全问题。

HashSet，TreeSet，ArrayList，LinkedList，HashMap，TreeMap 都是线程不安全的。Collections提供了多个静态方法可以把他们包装成线程同步的集合。

synchronizedCollection(Collection<T>  c) //返回指定 collection 支持的同步（线程安全的）collection。
synchronizedList(List<T> list)//返回指定列表支持的同步（线程安全的）List。
synchronizedMap(Map<K,V> m) //返回由指定映射支持的同步（线程安全的）Map。
synchronizedSet(Set<T> s) //返回指定 set 支持的同步（线程安全的）set。

但这样做会使集合效率低下，尽量用 java.util.concurrent 包下提供的并发集合，面对并发，juc下提供的并发集合类更加专业。

4、设置不可变集合

emptyXxx()  //返回一个空的、不可变的集合对象
singletonXxx()  //返回一个只包含一个元素（单列集合）或一个键值对（map）的不可变的集合对象。参数是一个元素或一个键值对。
unmodifiableXxx()  //返回指定集合对象的不可变|只读版本。参数是一个集合对象，此函数并不会修改原集合。

Xxx可以是List、Set、Map，返回的都是一个"只读"的集合。

Arrays类是操作数组的工具类，主要方法：


sort(arr)  //升序排列
sort(arr,startIndex，endIndex） //只将指定区间上元素排序
parallelSort()  //并行排序，效率更高，用法同上


binarySearch(arr,element); //二分查找某个元素的位置（index）

equals(arr1, arr2)  //比较2个数组是否相同，返回boolean。元素个数、对应位置上的每个元素都相同，就认为2个数组相同

fill(arr, element)  //将数组的每个元素都换为|填充为指定的元素

fill(arr, element, startIndex, endIndex)  //只填充指定区间


asList(T... element)  //将多个元素组合为一个List，返回组成的List


copyOf(arr,n)  //复制数组的前n个元素，将复制的元素以新数组的形式返回

copyOf(arr,startIndex，endIndex)  //指定复制区间

工具类的方法都是静态方法，通过类名直接调用。

36.浅拷贝、深拷贝

浅拷贝：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型，将地址拷贝一份，传递给形参。
深拷贝：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型，将指向的对象本身拷贝一份，传给形参。

下图是对引用数据类型的拷贝：

deep and shallow copy

37、Java中的访问控制符

类的访问权限只能是public或默认。

默认的意思是不指定|缺省访问权限，并不是写个default放在那里。

修饰类：

public，可以在其他包下使用此类，在哪儿都可以使用此类。

默认，只能在此类所在的包下使用。（默认是package范围）

修饰类的成员：

在本类中都可以直接访问

private 只能在本类中访问，（本类）

默认同一包下可通过对象名直接访问（不管是不是子类）（本包）

protected 同一包下可通过对象名直接访问（不管是不是子类），在子类中可直接通过super访问（不管子类和父类在不在同一个包中）（本包+所有子类）

public 在哪儿都可以访问（本项目）

说明

本文转载自：https://snailclimb.gitee.io/javaguide/#/docs/java/Java%E5%9F%BA%E7%A1%80%E7%9F%A5%E8%AF%86

在此之上进行了少部分修改

posted @ 2020-03-13 19:18 chy_18883701161 阅读(505) 评论(0) 编辑收藏举报

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