Java面试资料

Java面试资料全集

本文章根据开源项目JavaGuide改编+Java开发方向大厂真实面试题！（本文章会持续更新，直到两年后博主拿到大厂offer！）

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文章目录

• Java面试资料全集
• 前言
• 第1章 Java基础
• 第2章 Java集合
• 第3章 Java多线程
• 总结

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前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容。

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第1章 Java基础

1.1 关于 JVM JDK 和 JRE 详细通俗的解答

• JVM： 是一种运行Java字节码的虚拟机，它针对不同的操作系统（Windows、Linux、macOS）有特定的实现，目的是让相同的字节码在不同的操作系统下面，得到相同的结果。
• 字节码：它是一种.class文件，是一种只有JVM可以理解的代码，不面向其他任何处理器，只面向JVM虚拟机。
• 字节码的好处：字节码使得Java程序拥有良好的移植性，解决了传统解释型语言执行效率低的问题，无需重新编译程序就可在多种不同的操作系统下面直接运行。
• Java程序从源代码到执行过程：
  
• JDK：是功能齐全的Java SDK，它拥有JRE所有的功能，还有编译器（javac）和工具（javadoc），它可以创建和编译程序。
• JRE：是java运行时的环境，它不能创建程序。
  如果只是为了运行程序，那么只需装JRE即可，如果需要编程那么需要装JDK。但是有时候不在计算机进行编程也需要装JDK，因为有些其他软件需要JDK环境的支持（比如：Neo4j，在使用Neo4j图数据库前，需要预装JDK环境， 因为Neo4j是用java编写的。使用JSP来部署Web应用程序也需要JDK，因为应用服务程序服务器会将JSP转换为Java Servlet，需要使用JDK来编译Servlet）。

1.2 Java和C++的区别？

• Java和C++都是面向对象的语言，都支持继承、封装和多态。
• Java不提供指针来访问内存，使得程序内存更加安全。
• Java类继承是单继承，C++支持多继承。Java可以通过接口来实现多继承。
• Java有自动内存管理机制，C++需要程序员手动释放无用的内存。

1.3 什么是 Java 程序主类，应⽤程序和⼩程序的主类有何不同？

• 一个程序中可以有多个类，但是只能有一个主类，主类是java程序执行的入口。
• 在java应用程序中，主类是指包含main()方法的类，在java小程序中，主类是指继承自JApplet或Applet的子类。
• 在java应用程序中，主类不一定要求是public类，在java小程序中，主类必须是public类。

1.4 字符常量和字符串常量的区别？

• 字符常量是用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。
• 字符常量相当于一个整型值，可以参与表达式运算；字符串常量代表一个地址值。
• 字符常量占2个内存，字符串常量占若干个字节。

1.5 构造器 Constructor 是否可被重写？重写和重载的区别？

构造器不可以被重写，但是可以被重载。

1.6 重写和重载的区别？

• 重载：发生在编译期，在同一个类中，可以对任意的方法重载，不只局限于对构造器进行重载。方法名必须相同，必须修改参数列表（个数、类型、顺序），返回值类型、访问修饰符可以不同。
• 重写：发生在运行期，在子类中，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。对构造函数不可以重写。要求方法名、返回值类型、参数列表必须相同，而且子类的访问修饰符范围要大于父类。（外表样子不可以改变，但是内部逻辑可以改变）。

1.7 String 为什么是不可变的?

String类中使用final关键字来修饰字符数组来保存字符串（private final char value[]），在Java 9以后，改用byte[]数组来存储字符串（private final byte value[]）

1.8 String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么?

• 是否可变性：String由于是字符串常量，所以是不可变的。StringBuffer和StringBuilder是继承自AbstractStringBuiler类（也是用char[] value 来保存字符串，但是没有用final来修饰），所以StringBuffer和StringBuilder是可变的。
• 线程安全性：由于String是字符串常量，所以它是线程安全的。StringBuffer对方法或对调用的方法加了同步锁，所以StringBuffer是线程安全的。但是StringBuilder没有对方法加同步锁，所以StringBuilder是线程不安全的。
• 性能方面：需要对String进行修改的时候，每次都要生成一个新的String对象，然后将指针指向新的String对象。但是StringBuffer进行修改的时候，都是对自身进行修改，不是生成新的对象并且对其进行改变。相同情况下，使用StringBuilder仅能提升大约10%左右的性能，但是要冒着线程不安全的风险。

1.9 自动装箱与自动拆箱?

• 自动装箱：将基本类型用它们对应的引用类型包装起来，装箱过程是通过调用包装器的valueOf方法实现的。（int->Integer）
• 自动拆箱：将包装类型转换成基本数据类型，拆箱过程是通过调用包装器的 xxxValue方法实现的。（Integer->int）

Integer i = 10;  //装箱			int n = i;   //拆箱
public class Main {
    public static void main(String[] args) {         
        Integer i1 = 100;
        Integer i2 = 100;
        Integer i3 = 200;
        Integer i4 = 200;
        System.out.println(i1==i2, i3==i4);
    }
}
输出：true, false
原因：
public static Integer valueOf(int i) {
	if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)
		return IntegerCache.cache[i + 128];
else
        return new Integer(i);
}

在通过valueOf方法创建Integer对象的时候，如果数值在[-128,127]之间，便返回指向IntegerCache.cache中已经存在的对象的引用；否则创建一个新的Integer对象。

上面的代码中i1和i2的数值为100，因此会直接从cache中取已经存在的对象，所以i1和i2指向的是同一个对象，而i3和i4则是分别指向不同的对象。

1.10 在⼀个静态方法内调用⼀个非静态成员为什么是非法的？

因为调用静态方法中的方法可以不通过对象来调用，所以在静态方法里，不能调用非静态变量，也不可以访问非静态变量成员。

1.11 在 Java 中定义⼀个不做事且没有参数的构造方法的作用？

因为Java程序在执行子类的构造方法之前，如果子类没有通过super()方法来调用父类特定的构造方法，那么会直接调用父类中无参构造方法。这时候，如果父类只定义了有参构造函数，没有定义无参构造函数，那么就会报错。

1.12 接口和抽象类的区别？

• 接口的默认修饰符是public，抽象方法的修饰符可以有public、protected和default（不能有private，因为抽象方法就是为了被重写）。
• 接口中不能存在实现方法，抽象类里面可以有非抽象方法。
• 一个类可以实现多个接口（java通过接口实现多继承），一个类智能实现一个抽象类。接口本身可以通过extends来扩展多个接口。

1.13 成员变量与局部变量的区别？

	成员变量	局部变量
在类中的位置不同	在类中方法外面	在方法或者参数列表中
在内存中的位置不同	在堆中（方法区中的静态区）	在栈中
生命周期不同	随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失	随着方法的调用或者代码块的执行而存在，随着方法的调用完毕或者代码块的执行完毕而消失
初始值	有默认初始值	没有默认初始值，使用之前需要赋值，否则编译器会报错

第2章 Java集合

本章主要介绍Java中集合类！

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2.1 说一下List、Set和Map三者的区别？

• List存储一组不唯一（可以有重复元素）的有序对象。
• Set存储一组无重复（不可重复）数据的集合。
• Map使用键值对来存储数据，Key不可重复，Value可重复。

2.2 说一下ArrayList和LinkedList的区别？

1. 线程安全：两者都是不同步的，所以都是线程不安全的。
2. 底层实现方式：ArrayList底层采用数组实现，LinkedList底层采用双向链表实现（JDK1.6之前采用循环链表来实现）
3. 插入和删除是否受元素位置影响：ArrayList底层采用数组实现，所以插入和删除受元素位置影响（执行add()方法时，默认将元素追加到列表末尾，时间复杂度为O(1)。但是当指定插入的位置或者删除某个元素的时候，需要循环遍历数组，时间复杂度为O(n)）。LinkedList的底层采用链表实现，所以插入和删除不受元素位置影响，时间复杂度为O(1)。
4. 是否支持快速随机访问：ArrayList的get()方法通过索引数组下标可以快速访问，但是LinkedList不支持快速随机访问。
5. 内存空间占用情况：ArrayList浪费空间体现在：在list列表后面预留若干空间。LinkedList浪费空间体现在：它的每个元素都需要消耗比ArrayList多的空间（需要存放直接后继和直接前驱）。

2.3 ArrayList 与 Vector 区别呢?为什么要⽤Arraylist取代Vector呢？

• Vector是线程安全的，可以由两个线程安全地访问一个Vector对象，但是当单线程访问Vector对象时，会在同步操作上浪费大量的时间。
• ArrayList是线程不安全的，在不需要线程安全时建议使用ArrayList节省时间开销。

2.4 说一说 ArrayList 的扩容机制？

• 扩容时机：当数组的大小大于初始容量的时候(比如默认初始为10，当添加第11个元素的时候)，就会进行扩容，新的容量为旧的容量的1.5倍。
• 扩容方式：以新的容量创建新的数组，让原来的数组指向新的数组，原数组被抛弃（GC回收）。

2.5 说一下HashMap和Hashtable的区别？

• 线程是否安全：HashMap是线程不安全的，Hashtable是线程安全的（内部的方法都经过synchronized修饰）。
• 效率：由于线程安全问题，HashMap的执行效率比Hashtable高（现在几乎不用Hashtable）。
• 对key = null的支持：HashMap中key可以等于null（这样的键只能有一个）。但是在Hashtable中，如果key等于null，会抛出空指针异常。
• 初始容量以及扩容：
  • 创建时不指定初始容量
    HashMap的初始容量为16，再次扩容大小为2n；Hashtable的初始容量为11，再次扩容的大小为2n+1。
  • 创建时指定初始容量
    HashMap的初始容量直接扩容大小为2的幂次方大小；Hashtable会直接使用初始容量。
• 底层数据结构：JDK1.8之后，HashMap在解决哈希冲突上面有了较大变化，当链表大小大于阈值（默认为8）时，将链表转化成红黑树。Hashtable没有此机制。

2.6 说一下HashMap的底层实现？

• JDK1.8之前：底层是数组+链表（链表散列）结合在一起使用。处理冲突的方法是拉链法（创建一个链表数组，数组中的每一格都是一个链表。若遇到哈希冲突，将冲突的值加入到链表中）。
• JDK1.8之后：在解决哈希冲突上面有了较大变化，当链表大小大于阈值（默认为8）时，将链表转化成红黑树。

2.7 HashMap的工作原理？

HashMap是基于hashing的原理，我们使用put(key, value)存储对象到HashMap中，使用get(key)从HashMap中获取对象。当我们给put()方法传递键和值时，我们先对键调用hashCode()方法，返回的hashCode用于找到bucket位置来储存Entry对象。

2.8 HashMap中两个对象的hashcode相同会发生什么？

因为hashcode相同，所以它们的bucket位置相同，‘碰撞’会发生。因为HashMap使用链表存储对象，这个Entry(包含有键值对的Map.Entry对象)会存储在链表中。

2.9 如果两个键的hashcode相同，你如何获取值对象？

当我们调用get()方法，HashMap会使用键对象的hashcode找到bucket位置。找到bucket位置之后，会调用keys.equals()方法去找到链表中正确的节点，最终找到要找的值对象。

2.10 如果HashMap的大小超过负载因子(load factor)定义的容量，怎么办？

默认的负载因子大小为0.75，也就是说，当一个map填满了75%的bucket时候，和其它集合类(如ArrayList)一样，将会创建原来HashMap大小的两倍的bucket数组，来重新调整map的大小，并将原来的对象放入新的bucket数组中。

2.11 你了解重新调整HashMap大小存在什么问题吗？

当重新调整HashMap大小的时候，确实存在条件竞争，因为如果两个线程都发现HashMap需要重新调整大小了，它们会同时试着调整大小。在调整大小的过程中，存储在链表中的元素的次序会反过来，因为移动到新的bucket位置的时候，HashMap并不会将元素放在链表的尾部，而是放在头部，这是为了避免尾部遍历(tail traversing)。如果条件竞争发生了，那么就死循环了。

2.12 说一下HashMap的长度为什么是2的幂次方？

利用位移运算的效率比直接求余运算效率高。所以数组下标的计算方法是“（n-1）&hash”（底层源码）。当进行位移运算时，如果长度不是2的幂次方很容易出现冲突，所以为了尽量较少碰撞和让数据均匀分布，HashMap的长度取2的幂次方。

2.13 说一下HashMap和HashSet的区别？

HashMap	HashSet
实现Map接口	实现Set接口
存储键值对	存储唯一对象
调用put()向map添加元素	调用add ()向set添加元素
HashMap使用键（Key）计算Hashcode	HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象来说hashcode可能相同，所以equals()方法用来判断对象的相等性，如果两个对象不同的话，那么返回false

2.14 HashSet如何检查重复的？

首先计算加入对象的hashcode值来判断对象的加入位置，如果存在一个对象的hashcode值和加入的对象的相同，那么利用equals()方法来判断两个对象本身是否相同。如果两个对象相同，那么HashSet就不会让操作成功。

2.15 HashMap 多线程操作导致死循环问题？

因为在并发下rehash会造成元素之间形成循环链表，在JDK1.8之后解决了这个问题，但是不建议在多线程下使用HashMap，因为在并发环境下还会出现数据丢失问题。并发环境推荐使用ConcurrentHashMap。

2.16 说一下ConcurrentHashMap和Hashtable的区别？

• 底层数据结构：

  • ConcurrentHashMap：JDK1.7采用分段的数组+链表实现，JDK1.8采用数组+链表/红黑树实现。
  • Hashtable：一直采用数组+链表，数组是主体，链表只是为了解决哈希冲突。

• 两者都是线程安全的，但是实现线程安全的方式不同。

  • ConcurrentHashMap（分段锁）：在JDK1.7时，对桶数组进行分段分割，每把锁只锁一部分数据，多线程访问容器内不同的数据段的数据时，不会存在锁竞争，提高并发效率。在JDK1.8时，直接使用数组+链表+红黑树来实现，并发控制使用synchronized和CAS来操作。看起来像优化过的且进程安全的HashMap。

  • Hashtable（全表锁）：使用synchronized保证线程安全，效率低下。当多个线程同时访问同步方法时，有可能进入堵塞或者轮询状态。

2.17 说一下Comparable和Comparator的区别？

• Comparable接口来自java.lang，Comparator接口来自java.util。
• Comparable是一个内比较器，支持自己和自己作比较。Comparator是一个外比较器，可以通过重写compare()方法来定制自己想要的比较规则。
  代码如下（示例）：

Arrays.sort(intervals,new Comparator<int[]>(){
            public int compare(int[] a,int[] b){
                if(a[0]!=b[0]){
                    return a[0]-b[0];
                }else{
                    return a[1]-b[1];
                }
            }
        });
Arrays.sort(intervals, (v1, v2) -> v1[0] - v2[0]);

第3章 Java多线程

该处使用的url网络请求的数据。

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总结

提示：