JAVA基础

JAVA基础

1、JAVA中的几种基本数据类型是什么，各自占用多少字节？

PS:JVM规范中，boolean当做int处理，也就是4个字节，而boolean数组当做byte数组处理，即boolean类型的数组里面每一个元素占一个字节

2、String类能被继承么，为什么？

不可以，因为String类有final，而final修饰的类是不能被继承的

3、String、StringBuffer、StringBuilder的区别及扩容机制

• String：不可变，每次对String进行操作都会产生新对象，效率低且浪费内存空间
• StringBuffer：可变字符序列，效率低，线程安全
• StringBuilder：可变字符序列，效率高，线程不安全

StringBuilder、StringBuffer继承AbstractStringBuilder，无参数默认初始容量为16，追加字符串的时候长度超过16则扩容：增加自身长度一倍再加2，如果还放不下，则扩容为所需长度minCapacity

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private int newCapacity(int minCapacity){
	int newCapacity = (value.length <<1)+2;
    if(newCapacity - minCapacity < 0){
        newCapacity = minCapacity;
    }
}

4、ArrayList和LinkedList有什么区别

• ArrayList：基于数组实现的非线程安全的集合。查询速度快，插入、删除中间元素速度慢
• LinkedList：基于链表实现的非线程安全的集合。采用synchronize加锁，性能比ArrayList差
• CopyOnWriteArrayList：基于数组实现的线程安全的写时复制集合，采用ReentrantLock加锁，性能比Vector高，适合读多写少的场景

5、讲讲类的实例化顺序，比如父类静态数据，构造函数，字段，子类静态数据，构造函数，字段，当new的时候，他们的执行顺序。

父类静态变量

父类静态代码块

子类静态变量

子类静态代码块

父类非静态变量（父类实例成员变量）

父类构造函数

子类非静态变量（子类实例成员变量）

子类构造函数

6、用过哪些Map类，都有什么区别，HashMap是线程安全的么？并发下使用的Map是什么，他们内部原理分别是什么，比如存储方式，hashcode,扩容，默认容量等

HashMap、ConcurrentHashMap、TreeMap、LinkedHashMap

HashMap线程不安全，由数组（Node数组）+链表+红黑树（链表长度大于8转换为红黑树）实现。采用

hash表来存储，key采用hashcode,数量超过threshold时进行2倍扩容，默认容量16，负载因子0.75，桶的数量11，采用链地址法解决hash冲突，简单来说，就是数组加链表的结合。在每个数组元素上都有一个链表结构，当数据被hash后，得到数组下标，把数据放在对应下标元素的链表上，大量采用CAS操作，JDK1.7对Segment进行加锁，JDK1.8对桶中的头结点进行加锁。

TreeMap和LinkedHashMap有序的，TreeMap默认升序，LinkedHashMap记录插入的顺序

6.1 为什么HashMap是非线程安全的？什么情况下会出现线程安全的问题？

HashMap会进行resize操作，在resize操作的时候会造成线程不安全

• put的时候导致多线程数据不一致
• get操作可能因为resize而引起死循环（cpu100%）

7、JAVA8的ConcurrentHashMap为什么放弃了分段锁，有什么问题吗？如果你来设计，你会如何设计

Segment继承ReentrantLock，每个锁控制一段，当每个Segment越来越大时，锁定粒度则变大，性能会下降ConcurrentHashMap底层采用数组+链表+红黑树，大量采用CAS操作，加锁采用synchronized，只对桶的头节点进行加锁，粒度较小。

• 减少内存开销。如果采用ReentrantLock需要节点继承AQS来获取同步支持，增加内存开销，

• 内部优化。 synchronized是有JVM直接支持的，JVM能够在运行时做相应优化：锁粗化、锁消除、锁自旋等。

8、有没有有顺序的Map实现类，如果有，他们是怎么保证有序的

TreeMap和LinkedHashMap有序的（TreeMap默认升序，LinkedHashMap记录插入的顺序）

TreeMap是基于比较器Comparator实现有序的，LinkedHashMap是基于链表实现数据插入有序的

9、抽象类和接口的区别，类可以继承多个类么，接口可以继承多个接口么，类可以实现多个接口么

• 接口只能做方法声明，抽象类既可以做方法声明也可以做方法实现
• 接口里定义的变量只能是公共的静态变量，抽象类中变量是普通变量
• 抽象类里可以没有抽象类，如果一个类中有抽象方法，则一定是抽象类
• 抽象方法要被实现，所以不能是静态的，也不能是私有的
• 接口继承接口，并可多继承接口，但类只能单继承
• 类不能继承多个类
• 接口可以继承多个接口
• 类可以实现多个接口

10、继承、组合、聚合有什么区别

继承：is-a的关系，指一个类继承另一个类 public class A extends B{}

聚合：has-a的关系，A可以有B public class A {List<B> b}

组合：contains-a,强聚合，A一定有B public class A {B b}

####11、IO模型有哪些，讲讲你理解的nio,它和bio,aio的区别是啥，谈谈reactor模型

BIO、NIO、AIO

• BIO: 同步并阻塞。客户端有一个IO请求，服务端就需要启动一个线程进行处理。适用于连接数比较少，tomcat采用传统的BIO+线程池模式
• NIO:同步非阻塞。客户端的IO请求会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到有IO请求时才启动一个线程处理。适用于连接数多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器
• AIO:异步非阻塞。客户端的IO请求都是有OS完成后，在通知服务器启动线程处理。适用于连接数多且连接比较长（重操作）的架构，如相册服务器

Reactor模型

• 事件驱动
• 可以处理一个或多个输入源
• 通过Service Handle同步的将输入事件采用多路复用分发给相应的Request Handler（一个或多个）处理

12、反射的原理，反射创建类实例的三种方式是什么

所谓的反射机制就是JAVA语言在运行时拥有一项自观的能力

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Class class1 = HelloWorld.class;
Class class2 = helloWorld.getClass();
Class class3 = Class.forName("com.huximi.HelloWorld");

class1.newInstance();

13、反射中，Class.forName和ClassLoader的区别

Class.forName(className)内部实际调用的是Class.forName(className,true,classLoader),其中true表示初始化，静态变量与静态代码块执行

ClassLoader.loadClass(className)内部实际调用的是ClassLoader.loadClass(className,false),false表示目标对象不进行链接（即验证、准备、解析），意味着也不进行初始化工作，静态变量与静态代码块不执行

14、描述动态代理的几种实现方式，分别说出相应的优缺点

JAVA动态代理 借助JAVA内部反射机制来生成代理接口匿名类，在调用具体方法前调用InvocationHandler，反射机制在生成类的过程中比较高效，应用前提必须为目标类基于统一的接口

CGLIB动态代理 借助ASM来实现，对代理对象的class文件加载进来，通过修改其字节码生成子类来处理，ASM在生成类后执行过程中比较高效

15、为什么CGLIB方式可以对接口实现代理

对接口进行代理的CGLIB，最后的源码是实现了该接口和Factory接口

对实现类进行代理的CGLIB，最后的源码时继承了实现类并实现了Factory接口

16、final的用途

final 修饰符既可以修饰类、方法，也可以修饰变量

• 用final修饰的类不能被继承
• 用final修饰的方法不能被重写
• 用final 修饰的变量只能赋值一次且不可修改，静态、实例、局部变量必然被明确赋值

17、写出单例模式的三种实现方式

见单例模式

18、如何在父类中为子类自动完成所有的hashcode和equals实现？这么做有何优劣

父类的equals方法不一定满足子类equals的需求，比如所有的对象都继承Object,默认使用其equals方法，比较两个对象的时候，看他们是否指向同一个地址

但我们的需求是对象的某个属性相同，就相同，此时需要重写equals方法与hashcode方法，否则会降低map等集合的索引速度

19、请结合 OO设计理念，谈谈访问修饰符public 、private、protected、default在应用设计中的作用

OO设计理念：封装、继承、多态

20、深拷贝和浅拷贝的区别

如果一个对象内部只有基本数据类型，那么clone()方法获取到的就是这个对象的深拷贝，而如果其内部还有引用数据类型，那么clone()方法：

浅拷贝 对基本数据类型进行值拷贝，对引用数据类型进行引用传递般的拷贝，此为浅拷贝；

深拷贝 对基本数据类型进行值拷贝，对引用数据类型，创建一个新的对象，并复制其内容，此炎深拷贝

• 序列化
• clone 方法 对其内部引用类型的变量，再进行一次clone

21、数组和链表数据结构描述，各自的时间复杂度

数组 元素在内存中连续存放，可以通过下标迅速访问数组中任何元素。但是如果要在数组中增加一个元素，需要移动大量元素，在内存中空出一个元素的空间，然后将要增加的元素放在其中。同样的道理，如果想删除一个元素，同样需要移动大量元素去填掉被移动的元素。如果应用需要快速访问数据，很少或不插入和删除元素，就应该用数组。

链表 元素在内存中不是顺序存储的，而是通过存在元素中的指针联系到一起。比如：上一个元素有个指针指到下一个元素，以此类推，直到最后一个元素。如果要访问链表中一个元素，需要从第一个元素开始，一直找到需要的元素位置。但是增加和删除一个元素对于链表数据结构就非常简单了，只要修改元素中的指针就可以了。如果应用需要经常插入和删除元素，你就需要用链表数据结构了。

数组和链表的区别

• 从逻辑结构角度来看：
  • 数组必须事先定义固定的长度（元素个数），不能适应数据动态地增减的情况。当数据增加时，可能超出原先定义的元素个数；当数据减少时，造成内存浪费。
  • 链表动态地进行存储分配，可以适应数据动态地增减的情况，且可以方便地插入、删除数据项。（数组中插入、删除数据项时，需要移动其它数据项）
• 数组元素在栈区，链表元素在堆区
• 从内存存储角度来看：
  • （静态）数据从栈中分配空间，对于程序员方便快速，但自由度小。
  • 链表从堆中分配空间，自由度大但申请管理比较麻烦。
  • 数组利用下标定位，时间复杂度为O(1)，链表定位元素时间复杂为度O(n);
  • 数组插入、删除元素的时候复杂度为O(n)，链表的时间复杂度为O(1)；

22、error和exception的区别，CheckedException、RuntimeException 的区别

• Error: 程序无法处理的错误，如OutOfMemoory
• Exception:程序可以处理的异常
• RuntimeException表示虚拟机运行时可能遇到的错误，只要程序设计的没有问题通常不会发生。如空指针、数据下标越界异常
• CheckedException与运行的上下文环境有关，即使程序设计无误，仍然可能因为使用问题而发生。

编译器不要求声明抛出RuntimeException，要求必须声明抛出CheckedException

23、请列出5个运行时异常

ClassCastException、IndexOutOfBoundsException、NullPointerException、ArrayStoreException、BufferOverflowException

24、在自己的代码中，如果创建一个java.lang.String类，这个类是否可以被类加载器加载?为什么

不能。由于双亲委派柳模型限制，先从父加载器加载，依次为引导类加载器 > 扩展类加载器 > 应用程序类加载器，父加载器找不到，才从子加载器加载，依次类推

25、在JDK1.5中，引入了泛型，泛型的存在是用来解决什么问题

泛型主要针对向下转型时带来的安全隐患，其核心组成是在声明类或接口时，不设置参数或属性的类型

类型擦除: 编译器声明的类型擦除并替换为Object(如果设置了上限如 T extend List)则替换为上限，最后插入强制转换，代码才能正常运行

26、这样的a.hashcode() 有什么用，与a.equals(b)有什么关系

hashcode()提供了对象的hashcode值，是一个native函数，返回的默认值与System.identityHashCode(obj)一致 作用是用一个数字标识对象，比如HashMap中的key就是基于hashcode, hashcode只能说是标识对象，在hash算法中可以将对象相对离散些，但不是唯一的，根据hashcode定位到具体的链表后，需要循环链表，然后通过equals()方法来对比key是否是一致的。 equals相等的两个对象，hashcode一定相等；hashcode相等的两个对象不一定equals相等

27、有没有可能2个不相等的对象有相同的hashcode

有。同26

28、Java中的HashSet内部是如何工作的

HashSet内部采用HashMap实现。实现了Set接口，不允许有重复的值，只允许有一个null key

29、什么是序列化，怎么序列化，为什么序列化，反序列化会遇到什么问题，如何解决

什么是序列化

• 序列化 把对象转换为字节序列的过程称为序列化
• 反序列化 把字节序列转化为对象的过程称为序列化

为什么序列化 内存对象保存到文件或数据库时需要序列化； 用套接字在网络上传输对象的时需要序列化; 通过RMI传输对象的时候需要序列化

怎么序列化 对象实现Serializable接口，然后通过ObjectOutputStream.writeObject进行序列化，通过ObjectInputStream.readObject进行反序列化

问题及解决方式 serialVersionUID未定义,导致反序列化报InvalidClassException,这是由于在反序列化时Java会自动为serialVersionUI赋值，导致两边不一致找不到旧数据报错 当属性是对象时，也需要实现serializable接口，不然会报NotSerializableException

ps: transient修饰的属性不参与序列化；静态属性不参与序列化

30、java8的新特性

• 接口提供默认方法
• Lambda表达式
• 函数式接口
• 方法与构造函数引用
• 扩展了集合类，可以通过 Collection.stream() 或者 Collection.parallelStream() 来创建一个Stream
• 在包java.time下包含了一组全新的时间日期API

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