Java基础面试题(1)

1、一个”.java”源文件中是否可以包括多个类（不是内部类）？有什么限制？
可以有多个类，但只能有一个public的类，并且public的类名必须与文件名相一致。

2、Java有没有goto?
java中的保留字，现在没有在java中使用。

3、说说&和&&的区别。
&和&&都可以用作逻辑与的运算符，表示逻辑与（and），当运算符两边的表达式的结果都为true时，整个运算结果才为true，否则，只要有一方为false，则结果为false。
&&还具有短路的功能，即如果第一个表达式为false，则不再计算第二个表达式，例如，对于if(str != null && !str.equals(“”))表达式，当str为null时，后面的表达式不会执行，所以不会出现NullPointerException如果将&&改为&，则会抛出NullPointerException异常。If(x==33 & ++y>0) y会增长，If(x==33 && ++y>0)不会增长
&还可以用作位运算符，当&操作符两边的表达式不是boolean类型时，&表示按位与操作，我们通常使用0x0f来与一个整数进行&运算，来获取该整数的最低4个bit位，例如，0x31 & 0x0f的结果为0x01。

4、在JAVA中如何跳出当前的多重嵌套循环？

在Java中，要想跳出多重循环，可以在外面的循环语句前定义一个标号，然后在里层循环体的代码中使用带有标号的break 语句，即可跳出外层循环。例如，

label:  
    for(int i=0;i<10;i++)  
    {  
        for(int j=0;j<10;j++)  
        {  
            System.out.println(“i=” + i + “,j=” + j);  
            if(j == 5) break label;  
        }  
    }  

5、switch语句能否作用在byte上，能否作用在long上，能否作用在String上?
　　在switch（expr1）中，expr1只能是一个整数表达式或者枚举常量，整数表达式可以是int基本类型或Integer包装类型，由于，byte,short,char都可以隐含转换为int，所以，这些类型以及这些类型的包装类型也是可以的。显然，long和String类型都不符合switch的语法规定，并且不能被隐式转换成int类型，所以，它们不能作用于swtich语句中。

6、short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有什么错? short s1 = 1; s1 += 1;有什么错?
　　对于short s1 = 1; s1 = s1 + 1; 由于s1+1运算时会自动提升表达式的类型，所以结果是int型，再赋值给short类型s1时，编译器将报告需要强制转换类型的错误。
　　对于short s1 = 1; s1 += 1;由于 += 是java语言规定的运算符，java编译器会对它进行特殊处理，因此可以正确编译。

7、char型变量中能不能存贮一个中文汉字?为什么?
　　char型变量是用来存储Unicode编码的字符的，unicode编码字符集中包含了汉字，所以，char型变量中当然可以存储汉字啦。不过，如果某个特殊的汉字没有被包含在unicode编码字符集中，那么，这个char型变量中就不能存储这个特殊汉字。补充说明：unicode编码占用两个字节，所以，char类型的变量也是占用两个字节。

8、用最有效率的方法算出2乘以8等於几?
　　2 << 3，
　　因为将一个数左移n位，就相当于乘以了2的n次方，那么，一个数乘以8只要将其左移3位即可，而位运算cpu直接支持的，效率最高，所以，2乘以8等於几的最效率的方法是2 << 3。

9、请设计一个一百亿的计算器
　　首先要明白这道题目的考查点是什么，一是大家首先要对计算机原理的底层细节要清楚、要知道加减法的位运算原理和知道计算机中的算术运算会发生越界的情况，二是要具备一定的面向对象的设计思想。
　　首先，计算机中用固定数量的几个字节来存储的数值，所以计算机中能够表示的数值是有一定的范围的，为了便于讲解和理解，我们先以byte 类型的整数为例，它用1个字节进行存储，表示的最大数值范围为-128到+127。-1在内存中对应的二进制数据为11111111，如果两个-1相加，不考虑Java运算时的类型提升，运算后会产生进位，二进制结果为1,11111110，由于进位后超过了byte类型的存储空间，所以进位部分被舍弃，即最终的结果为11111110，也就是-2，这正好利用溢位的方式实现了负数的运算。-128在内存中对应的二进制数据为10000000，如果两个-128相加，不考虑Java运算时的类型提升，运算后会产生进位，二进制结果为1,00000000，由于进位后超过了byte类型的存储空间，所以进位部分被舍弃，即最终的结果为00000000，也就是0，这样的结果显然不是我们期望的，这说明计算机中的算术运算是会发生越界情况的，两个数值的运算结果不能超过计算机中的该类型的数值范围。由于Java中涉及表达式运算时的类型自动提升，我们无法用byte类型来做演示这种问题和现象的实验，大家可以用下面一个使用整数做实验的例子程序体验一下：
　 int a = Integer.MAX_VALUE;
　　int b = Integer.MAX_VALUE;
　　int sum = a + b;
　　System.out.println(“a=”+a+”,b=”+b+”,sum=”+sum);　
　　先不考虑long类型，由于int的正数范围为2的31次方，表示的最大数值约等于2*1000*1000*1000，也就是20亿的大小，所以，要实现一个一百亿的计算器，我们得自己设计一个类可以用于表示很大的整数，并且提供了与另外一个整数进行加减乘除的功能，大概功能如下：
　　（）这个类内部有两个成员变量，一个表示符号，另一个用字节数组表示数值的二进制数
　　（）有一个构造方法，把一个包含有多位数值的字符串转换到内部的符号和字节数组中
　　（）提供加减乘除的功能

public class BigInteger  
{  
        int sign;  
        byte[] val;  
        public Biginteger(String val)  
        {  
            sign = ;  
            val = ;  
        }  
        public BigInteger add(BigInteger other)  
        {  

        }  
        public BigInteger subtract(BigInteger other)  
        {  

        }  
        public BigInteger multiply(BigInteger other)  
        {  

        }  
        public BigInteger divide(BigInteger other)  
        {  

        }  

}  

10、使用final关键字修饰一个变量时，是引用不能变，还是引用的对象不能变？
　　使用final关键字修饰一个变量时，是指引用变量不能变，引用变量所指向的对象中的内容还是可以改变的。例如，对于如下语句：
　　 final StringBuffer a=new StringBuffer(“immutable”);执行如下语句将报告编译期错误：
　　 a=new StringBuffer(“”);

 但是，执行如下语句则可以通过编译：

　　 a.append(” broken!”);
　　
　　有人在定义方法的参数时，可能想采用如下形式来阻止方法内部修改传进来的参数对象：
　　 public void method(final StringBuffer param)
　　 {
　　 }
　　实际上，这是办不到的，在该方法内部仍然可以增加如下代码来修改参数对象：
　　 param.append(“a”);

11、”==”和equals方法究竟有什么区别？
　　（单独把一个东西说清楚，然后再说清楚另一个，这样，它们的区别自然就出来了，混在一起说，则很难说清楚）
　　==操作符专门用来比较两个变量的值是否相等，也就是用于比较变量所对应的内存中所存储的数值是否相同，要比较两个基本类型的数据或两个引用变量是否相等，只能用==操作符。
　　如果一个变量指向的数据是对象类型的，那么，这时候涉及了两块内存，对象本身占用一块内存（堆内存），变量也占用一块内存，例如Objet obj = new Object();变量obj是一个内存，new Object()是另一个内存，此时，变量obj所对应的内存中存储的数值就是对象占用的那块内存的首地址。对于指向对象类型的变量，如果要比较两个变量是否指向同一个对象，即要看这两个变量所对应的内存中的数值是否相等，这时候就需要用==操作符进行比较。
　　equals方法是用于比较两个独立对象的内容是否相同，就好比去比较两个人的长相是否相同，它比较的两个对象是独立的。例如，对于下面的代码：
　　String a=new String(“foo”);
　　String b=new String(“foo”);
　　两条new语句创建了两个对象，然后用a,b这两个变量分别指向了其中一个对象，这是两个不同的对象，它们的首地址是不同的，即a和b中存储的数值是不相同的，所以，表达式a==b将返回false，而这两个对象中的内容是相同的，所以，表达式a.equals(b)将返回true。
　　在实际开发中，我们经常要比较传递进行来的字符串内容是否等，例如，String input = …;input.equals(“quit”)，许多人稍不注意就使用==进行比较了，这是错误的，随便从网上找几个项目实战的教学视频看看，里面就有大量这样的错误。记住，字符串的比较基本上都是使用equals方法。
　　如果一个类没有自己定义equals方法，那么它将继承Object类的equals方法，Object类的equals方法的实现代码如下：
　　boolean equals(Object o){
　　　return this==o;
　　}
　　这说明，如果一个类没有自己定义equals方法，它默认的equals方法（从Object 类继承的）就是使用==操作符，也是在比较两个变量指向的对象是否是同一对象，这时候使用equals和使用==会得到同样的结果，如果比较的是两个独立的对象则总返回false。如果你编写的类希望能够比较该类创建的两个实例对象的内容是否相同，那么你必须覆盖equals方法，由你自己写代码来决定在什么情况即可认为两个对象的内容是相同的。

12、静态变量和实例变量的区别？
　　在语法定义上的区别：静态变量前要加static关键字，而实例变量前则不加。
　　在程序运行时的区别：实例变量属于某个对象的属性，必须创建了实例对象，其中的实例变量才会被分配空间，才能使用这个实例变量。静态变量不属于某个实例对象，而是属于类，所以也称为类变量，只要程序加载了类的字节码，不用创建任何实例对象，静态变量就会被分配空间，静态变量就可以被使用了。总之，实例变量必须创建对象后才可以通过这个对象来使用，静态变量则可以直接使用类名来引用。
例如，对于下面的程序，无论创建多少个实例对象，永远都只分配了一个staticVar变量，并且每创建一个实例对象，这个staticVar就会加1；但是，每创建一个实例对象，就会分配一个instanceVar，即可能分配多个instanceVar，并且每个instanceVar的值都只自加了1次。

public class VariantTest  
{  
        public static int staticVar = 0;   
        public int instanceVar = 0;   
        public VariantTest()  
        {  
            staticVar++;  
            instanceVar++;  
            System.out.println(“staticVar=” + staticVar + ”,instanceVar=” + instanceVar);  
        }  
}  

13、是否可以从一个static方法内部发出对非static方法的调用？
　　不可以。因为非static方法是要与对象关联在一起的，必须创建一个对象后，才可以在该对象上进行方法调用，而static方法调用时不需要创建对象，可以直接调用。也就是说，当一个static方法被调用时，可能还没有创建任何实例对象，如果从一个static方法中发出对非static方法的调用，那个非static方法是关联到哪个对象上的呢？这个逻辑无法成立，所以，一个static方法内部不可发出对非static方法的调用。

14、Integer与int的区别
　　int是java提供的8种原始数据类型之一。Java为每个原始类型提供了封装类，Integer是java为int提供的封装类。int的默认值为0，而Integer的默认值为null，即Integer可以区分出未赋值和值为0的区别，int则无法表达出未赋值的情况，例如，要想表达出没有参加考试和考试成绩为0的区别，则只能使用Integer。在JSP开发中，Integer的默认为null，所以用el表达式在文本框中显示时，值为空白字符串，而int默认的默认值为0，所以用el表达式在文本框中显示时，结果为0，所以，int不适合作为web层的表单数据的类型。
　　在Hibernate中，如果将OID定义为Integer类型，那么Hibernate就可以根据其值是否为null而判断一个对象是否是临时的，如果将OID定义为了int类型，还需要在hbm映射文件中设置其unsaved-value属性为0。
　　另外，Integer提供了多个与整数相关的操作方法，例如，将一个字符串转换成整数，Integer中还定义了表示整数的最大值和最小值的常量。

15、Math.round(11.5)等於多少? Math.round(-11.5)等於多少?
　　Math类中提供了三个与取整有关的方法：ceil、floor、round，这些方法的作用与它们的英文名称的含义相对应，例如，ceil的英文意义是天花板，该方法就表示向上取整，所以，Math.ceil(11.3)的结果为12,Math.ceil(-11.3)的结果是-11；floor的英文意义是地板，该方法就表示向下取整，所以，Math.floor(11.6)的结果为11,Math.floor(-11.6)的结果是-12；最难掌握的是round方法，它表示“四舍五入”，算法为Math.floor(x+0.5)，即将原来的数字加上0.5后再向下取整，所以，Math.round(11.5)的结果为12，Math.round(-11.5)的结果为-11。

16、下面的代码有什么不妥之处?

 if(username.equals(“zxx”){}

    int  x = 1;

    return x==1?true:false;

a、如果username为空的话，if(username.equals(“zxx”)){}会报出空指针异常。改为：
if(“zxx”.equals(username)){}比较妥当。

b、第二个直接return x==1;

17、请说出作用域public，private，protected，以及不写时的区别

　　这四个作用域的可见范围如下表所示。
　　说明：如果在修饰的元素上面没有写任何访问修饰符，则表示friendly。
　　
　　作用域 当前类 同一package 子孙类 其他package
　　public √ √ √ √
　　protected √ √ √ ×
　　friendly √ √ × ×
　　private √ × × ×
　　备注：只要记住了有4种访问权限，4个访问范围，然后将全选和范围在水平和垂直方向上分别按排从小到大或从大到小的顺序排列，就很容易画出上面的图了。

18、Overload和Override的区别。Overloaded的方法是否可以改变返回值的类型?
　　Overload是重载的意思，Override是覆盖的意思，也就是重写。
　　重载Overload表示同一个类中可以有多个名称相同的方法，但这些方法的参数列表各不相同（即参数个数或类型不同）。
　　重写Override表示子类中的方法可以与父类中的某个方法的名称和参数完全相同，通过子类创建的实例对象调用这个方法时，将调用子类中的定义方法，这相当于把父类中定义的那个完全相同的方法给覆盖了，这也是面向对象编程的多态性的一种表现。子类覆盖父类的方法时，只能比父类抛出更少的异常，或者是抛出父类抛出的异常的子异常，因为子类可以解决父类的一些问题，不能比父类有更多的问题。子类方法的访问权限只能比父类的更大，不能更小。如果父类的方法是private类型，那么，子类则不存在覆盖的限制，相当于子类中增加了一个全新的方法。
　　至于Overloaded的方法是否可以改变返回值的类型这个问题，要看你倒底想问什么呢？这个题目很模糊。如果几个Overloaded的方法的参数列表不一样，它们的返回者类型当然也可以不一样。但我估计你想问的问题是：如果两个方法的参数列表完全一样，是否可以让它们的返回值不同来实现重载Overload。这是不行的，我们可以用反证法来说明这个问题，因为我们有时候调用一个方法时也可以不定义返回结果变量，即不要关心其返回结果，例如，我们调用map.remove(key)方法时，虽然remove方法有返回值，但是我们通常都不会定义接收返回结果的变量，这时候假设该类中有两个名称和参数列表完全相同的方法，仅仅是返回类型不同，java就无法确定编程者倒底是想调用哪个方法了，因为它无法通过返回结果类型来判断。

override可以翻译为覆盖，从字面就可以知道，它是覆盖了一个方法并且对其重写，以求达到不同的作用。对我们来说最熟悉的覆盖就是对接口方法的实现，在接口中一般只是对方法进行了声明，而我们在实现时，就需要实现接口声明的所有方法。除了这个典型的用法以外，我们在继承中也可能会在子类覆盖父类中的方法。在覆盖要注意以下的几点：
1、覆盖的方法的标志必须要和被覆盖的方法的标志完全匹配，才能达到覆盖的效果；
2、覆盖的方法的返回值必须和被覆盖的方法的返回一致；
3、覆盖的方法所抛出的异常必须和被覆盖方法的所抛出的异常一致，或者是其子类；
4、被覆盖的方法不能为private，否则在其子类中只是新定义了一个方法，并没有对其进行覆盖。
overload对我们来说可能比较熟悉，可以翻译为重载，它是指我们可以定义一些名称相同的方法，通过定义不同的输入参数来区分这些方法，然后再调用时，VM就会根据不同的参数样式，来选择合适的方法执行。在使用重载要注意以下的几点：
1、在使用重载时只能通过不同的参数样式。例如，不同的参数类型，不同的参数个数，不同的参数顺序（当然，同一方法内的几个参数类型必须不一样，例如可以是fun(int,float)，但是不能为fun(int,int)）；
2、不能通过访问权限、返回类型、抛出的异常进行重载；
3、方法的异常类型和数目不会对重载造成影响；
4、对于继承来说，如果某一方法在父类中是访问权限是priavte，那么就不能在子类对其进行重载，如果定义的话，也只是定义了一个新方法，而不会达到重载的效果。

19、说说对javaee中的session的理解，你是怎么用session的？

在Java Servlet API中引入session机制来跟踪客户的状态。session指的是在一段时间内，单个客户与Web服务器的一连串相关的交互过程。在一个session中，客户可能会多次请求同一个网页，也有可能请求访问各种不同的服务器资源。例如在电子邮件应用中，从一个客户登录到电子邮件系统开始，经过收信，写信，和发信等，直至退出邮件系统，整个过程为一个session。再比如，在网上书店应用中，从一个客户开始购物，到最后结账，整个过程为一个session。
会话的创建：HttpSession session = request.getSession(boolean value);
HttpSession session = request.getSession();
会话的使用：javax.servlet.http.HttpSession接口中定义的方法，我们常用的是有关进行数据存取的方法。
session.setAttribute(String name , Object value);
session.getAttribute(String name);

20、说说has a与is a的区别。
答：is-a表示的是属于得关系。比如兔子属于一种动物（继承关系）。
has-a表示组合，包含关系。比如兔子包含有腿，头等组件；

21、线程如何同步

a.java.util.concurrent.atomic包下有一些将数字和对象引用进行原始状态转换的类,通过原子变量来解决;
b.使用synchronized关键字来解决。
c.加锁

Java提供了完善的内置锁机制：synchronized块。在方法前synchronized关键字或者在方法中加synchronized语句块，锁住的都是方法中包含的对象，如果线程想获得所，那么就需要进入有synchronized关键字修饰的方法或块。

内部锁(原子性)
扮演了互斥锁（即mutex）的角色，意味着同一时刻至多只能有一个线程可以拥有锁，当线程A想去请求一个被线程B占用的锁时，必然会发生阻塞，知道B释放该锁，如果B永不释放锁，A将一直等待下去。这种机制是一种基于调用的机制（每调用，即per-invocation），就是说不管哪个线程，如果调用声明为synchronized的方法，就可获得锁（前提是锁未被占用）。还有另一种机制，是基于每线程的（per-thread），就是我们下面要介绍的重进入——Reentrancy。

重进入(Reentrancy)

重进入是一种基于per-thread的机制，并不是一种独立的同步方法 。基本实现是这样的：每个锁关联一个请求计数器和一个占有它的线程，当计数器为0时，锁是未被占有的，线程请求时，JVM将记录锁的占有者，并将计数器增1，当同一线程再次请求这个锁时，计数器递增；线程退出时，计数器减1，直到计数器为0时，锁被释放。

显示锁Lock (可见性和过期数据)

Lock lock = new ReentrantLock();  
...  
lock.lock();  
try{  
     ...  
}finally{  
     lock.unlock();  
}  

读写锁volatile(可见性)
在读取线程读取数据的时候，能够读到最新的数据就不会问题。此时符合读-写锁的特点：一个资源能够被多个线程读取，或者一个线程写入，二者不同时进行。

volatile变量，可以保证变量数据的可见性。在Java中设置变量值的操作，对于变量值的简单读写操作没有必要进行同步，都是原子操作。只有long和double类型的变量是非原子操作的。
JVM将二者（long和double都是64位的）的读写划分为两个32位的操作，这样就有可能就会不安全，只有声明为volatile，才会使得64位的long和double成为现场安全的。

在当前的Java内存模型下，线程可以把变量保存在本地内存（比如机器的寄存器）中，而不是直接在主存中进行读写。这就可能造成一个线程在主存中修改了一个变量的值，而另外一个线程还继续使用它在寄存器中的变量值的拷贝，造成数据的不一致。要解决这个问题，只有把该变量声明为volatile，这就指示JVM，这个变量是不稳定的，每次使用它都到主存中进行读取。而且，当成员变量发生变化时，强迫线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻，两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。Java语言规范中指出：为了获得最佳速度，允许线程保存共享成员变量的私有拷贝，而且只当线程进入或者离开同步代码块时才与共享成员变量的原始值对比。这样当多个线程同时与某个对象交互时，就必须要注意到要让线程及时的得到共享成员变量的变化。而volatile关键字就是提示JVM：对于这个成员变量不能保存它的私有拷贝，而应直接与共享成员变量交互。

此处注意：volatile关键字只能保证线程的可见性，但不能保证原子性

使用建议：在两个或者更多的线程访问的成员变量上使用volatile。当要访问的变量已在synchronized代码块中，或者为常量时，不必使用。由于使用volatile屏蔽掉了JVM中必要的代码优化，所以在效率上比较低，因此一定在必要时才使用此关键字。

Semaphore（信号量）

信号量的意思就是设置一个最大值，来控制有限个对象同时对资源进行访问。因为有的时候有些资源并不是只能由一个线程同时访问的，举个例子，我这儿有5个碗，只能满足5个人同时用餐，那么我可以设置一个最大值5，线程访问时，用acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，用完时用release() 释放一个许可。这样就保证了最多5个人同时用餐，不会造成安全问题，这是一种很简单的同步机制。

临界区

如果有多个线程试图同时访问临界区，那么在有一个线程进入后，其他所有试图访问此临界区的线程将被挂起，并一直持续到进入临界区的线程离开。临界区在被释放后，其他线程可以继续抢占，并以此达到用原子方式操作共享资源的目的。在使用临界区时，一般不允许其运行时间过长，只要进入临界区的线程还没有离开，其他所有试图进入此临界区的线程都会被挂起而进入到等待状态，并会在一定程度上影响程序的运行性能。尤其需要注意的是不要将等待用户输入或是其他一些外界干预的操作包含到临界区。如果进入了临界区却一直没有释放，同样也会引起其他线程的长时间等待。

同步容器

Java为我们提供非常完整的线程同步机制，这包括jdk1.5后新增的java.util.concurrent包，里面包含各种各样出色的线程安全的容器（即集合类）。如ConcurrentHashMap，CopyOnWriteArrayList、LinkedBlockingDeque等

Collections位集合类提供线程安全的支持

对于有些非线程安全的集合类，如HashMap，我们可以通过Collections的一些方法，使得HashMap变为线程安全的类，如:Collections.synchronizedMap(new HashMap());

excutor框架

Java中excutor只是一个接口，但它为一个强大的同步框架做好了基础，其实现可以用于异步任务执行，支持很多不同类型的任务执行策略。excutor框架适用于生产者-消费者模式，是一个非常成熟的框架，此处不多讲，在后续的文章中，我会细细分析它！

事件驱动

事件驱动的意思就是一件事情办完后，唤醒其它线程去干另一件。这样就保证：1、数据可见性。在A线程执行的时候，B线程处于睡眠状态，不可能对共享变量进行修改。2、互斥性。相当于上锁，不会有其它线程干扰。常用的方法有：sleep()、wait()、notify()等等。

去看我的一篇博文：Java之美[从菜鸟到高手演变]之线程同步的引入

22、ClassLoader如何加载class