java基础若干问题

1.JDK 和 JRE 有什么区别？

JDK

​ JDK是Java Development Kit的缩写，是Java的开发工具包，主要包含了各种类库和工具，当然也包含了另外一个JRE.。那么为什么要包含另外一个JRE呢？而且<JDK安装目录>/JRE/bin目录下，包含有server一个文件夹~包含一个jvm.dll，这说明JDK提供了一个虚拟机。

​ 另外，JDK的bin目录下有各种Java程序需要用到的命令，与JRE的bin目录最明显的区别就是JDK文件下才有javac，这一点很好理解，因为JRE只是一个运行环境而已，与开发无关。正因为如此，具备开发功能的JDK所包含的JRE下才会同时有server的JVM，而仅仅作为运行环境的JRE下，只需要server的jvm.dll就够了。

注意：JDK所提供的运行环境和工具度需要进行环境变量的配置以后，才能使用，最主要的配置就是把<JDK安装目录>/bin目录设置为Path环境变量值的一部分。

JRE

​ JRE是Java Runtime Environment的缩写，是Java程序的运行环境。既然是运行，当然要包含JVM，也就是所谓的Java虚拟机，还有所以的Java类库的class文件，都在lib目录下，并且都打包成了jar。

JDK与JRE的区别

​ JDK是Java的开发工具，它不仅提供了Java程序运行所需的JRE，还提供了一系列的编译，运行等工具，如javac，java，javaw等。JRE只是Java程序的运行环境，它最核心的内容就是JVM（Java虚拟机）及核心类库。

2.== 和 equals 的区别是什么？

==是判断两个变量或实例是不是指向同一个内存空间，equals是判断两个变量或实例所指向的内存空间的值是不是相同

==是指对内存地址进行比较 ， equals()是对字符串的内容进行比较

==指引用是否相同， equals()指的是值是否相同

3.两个对象的 hashCode()相同，则 equals()也一定为 true，对吗？

\1. 如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的

\2. 两个对象相等,对两个对象分别调用equals方法都返回true

\3. 两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的

4.final, finally 和 finalize 的区别？

final 用于声明属性，方法和类，表示属性不可变，方法不可被重写，类不可被继承。

final成员变量表示常量，只能被赋值一次，赋值后值不再改变。

当final修饰一个基本数据类型时，表示该基本数据类型的值一旦在初始化后便不能发生变化；如果final修饰一个引用类型时，则在对其初始化之后便不能再让其指向其他对象了，但该引用所指向的对象的内容是可以发生变化的。本质上是一回事，因为引用的值是一个地址，final要求值，即地址的值不发生变化。

final修饰一个成员变量（属性），必须要显示初始化。这里有两种初始化方式，一种是在变量声明的时候初始化；第二种方法是在声明变量的时候不赋初值，但是要在这个变量所在的类的所有的构造函数中对这个变量赋初值。

当函数的参数类型声明为final时，说明该参数是只读型的。即你可以读取使用该参数，但是无法改变该参数的值。

finally 是异常处理语句结构的一部分，表示总是执行。

finalize 是 object 类的一个方法，在垃圾收集器执行的时候会调用这个对象回收的方法，工垃圾收集时其他资源的回收，比如关闭文件。

5 JDK 中的 java.lang.Math 类

• round() ：返回四舍五入，负 .5 小数返回较大整数，如 -1.5 返回 -1。

• ceil() ：返回小数所在两整数间的较大值，如 -1.5 返回 -1。

• tail() ：返回小数所在两整数间的较小值，如 -1.5 返回 -2。

6.String 属于基础的数据类型吗？

答：不是。String是一个final对象，是java等编程语言的字符串。

7.java 中操作字符串都有哪些类？它们之间有什么区别？

答：String、StringBuffer、StringBuilder

String : final修饰，String类的方法都是返回new String。即对String对象的任何改变都不影响到原对象，对字符串的修改操作都会生成新的对象。
StringBuffer : 对字符串的操作的方法都加了synchronized，保证线程安全。
StringBuilder : 不保证线程安全，在方法体内需要进行字符串的修改操作，可以new StringBuilder对象，调用StringBuilder对象的append、replace、delete等方法修改字符串。

区别：String是不可变的对象，对每次对String类型的改变时都会生成一个新的对象，StringBuffer和StringBuilder是可以改变对象的。

对于操作效率：StringBuilder > StringBuffer > String

对于线程安全：StringBuffer 是线程安全，可用于多线程；StringBuilder 是非线程安全，用于单线程

不频繁的字符串操作使用 String。反之，StringBuffer 和 StringBuilder 都优于String

8.String str="i"与 String str=new String(“i”)一样吗？

首先，通过main（）方法进栈。

然后再栈中定义一个对象s1,去堆中开辟一个内存空间，将内存空间的引用赋值给s1，“i”是常量，然后去字符串常量池 查看是否有i字符串对象，没有的话分配一个空间存放i，并且将其空间地址存入堆中new出来的空间中。

字符串的分配，和其他的对象分配一样，耗费高昂的时间与空间代价。JVM为了提高性能和减少内存开销，在实例化字符串常量的时候进行了一些优化。为 了减少在JVM中创建的字符串的数量，字符串类维护了一个字符串池，每当代码创建字符串常量时，JVM会首先检查字符串常量池。如果字符串已经存在池中， 就返回池中的实例引用。如果字符串不在池中，就会实例化一个字符串并放到池中。

在栈中定义一个对象s2，然后去字符串常量池中查看是否有”i”字符串对象，有，直接把”i”的地址赋值给s2.

即s1中存的是堆中分配的空间，堆中分配的空间中存的是字符串常量池中分配空间存放”i”的空间的地址值。而s2中之间存的是字符串常量池中分配空间存放”i”的空间的地址值

9.如何将字符串反转？

方法1

public static string ReverseByRecursive(string original){
if (original.Length == 1)
return original;
else
return original.Substring(1).ReverseByRecursive() + original[0];}

方法2 charAt() 方法用于返回指定索引处的字符。索引范围为从 0 到 length() - 1。

​ public static String reverse2(String s) {

​ int length = s.length();

​ String reverse = “”;

​ for(int i = length-1; i >=0; i–)

 reverse = s.charAt(i) + reverse;

​ return reverse; }

方法3 toCharArray() 方法将字符串转换为字符数组。

​ public static String reverse3(String s) {

char[] array = s.toCharArray();

String reverse = “”;

for(int i = array.length - 1; i >= 0; i–)

reverse += array[i];

return reverse;}

public static string ReverseByCharBuffer2(string original)
{
char[] c = original.ToCharArray();
int l = original.Length;
for (int i = 0; i < l / 2; i++)
{
char t = c[i];
c[i] = c[l - i - 1];
c[l - i - 1] = t;
}
return new string©;
}

方法4

对于字符串反转，我们可以使用.NET类库自带的Array.Reverse方法

public static string ReverseByArray(string original)
{
char[] c = original.ToCharArray();
Array.Reverse©;
return new string©;
}

方法5

public static String reverse4(String s) {

return new StringBuffer(s).reverse().toString();

}

方法6

ublic static string ReverseByStack(this string original)
{
Stack stack = new Stack();
foreach (char ch in original)
{
stack.Push(ch);
}
char[] c = new char[original.Length];
for (int i = 0; i < original.Length; i++)
{
c[i] = stack.Pop();
}
return new string©;
}

10.String 类的常用方法都有那些？

答：下面列举了20个常用方法。格式：返回类型 方法名 作用。

1、和长度有关：

• int length() 得到一个字符串的字符个数

2、和数组有关：

• byte[] getByte() ) 将一个字符串转换成字节数组
• char[] toCharArray() 将一个字符串转换成字符数组
• String split(String) 将一个字符串按照指定内容劈开

3、和判断有关：

• boolean equals() 判断两个字符串的内容是否一样
• boolean equalsIsIgnoreCase(String) 忽略太小写的比较两个字符串的内容是否一样
• boolean contains(String) 判断一个字符串里面是否包含指定的内容
• boolean startsWith(String) 判断一个字符串是否以指定的内容开头
• boolean endsWith(String) 判断一个字符串是否以指定的内容结尾

4、和改变内容有关：

• String toUpperCase() 将一个字符串全部转换成大写
• String toLowerCase() 将一个字符串全部转换成小写
• String replace(String,String) 将某个内容全部替换成指定内容
• String replaceAll(String,String) 将某个内容全部替换成指定内容，支持正则
• String repalceFirst(String,String) 将第一次出现的某个内容替换成指定的内容
• String substring(int) 从指定下标开始一直截取到字符串的最后
• String substring(int,int) 从下标x截取到下标y-1对应的元素
• String trim() 去除一个字符串的前后空格

5、和位置有关：

• char charAt(int) 得到指定下标位置对应的字符
• int indexOf(String) 得到指定内容第一次出现的下标
• int lastIndexOf(String) 得到指定内容最后一次出现的下标

11.抽象类必须要有抽象方法吗？（abstract）

答：抽象类中不一定要包含抽象(abstrace)方法。也就是了，抽象中可以没有抽象(abstract)方法。反之，类中含有抽象方法，那么类必须声明为抽象类。

12.普通类和抽象类有哪些区别？

答：

1. 抽象类不能被实例

2. 抽象类不能有构造函数，抽象方法也不能被声明为静态必须使用abstract关键字修饰

3. 抽象类可以有抽象方法

4. 抽象类的抽象方法必须被非抽象子类继承

   接口：1、接口使用interface修饰；2、接口不能被实例化；3、一个类只能继承一个类，但是可以实现多个接口；4、接口中方法均为抽象方法；5、接口中不能包含实例域或静态方法（静态方法必须实现，接口中方法是抽象方法，不能实现）

   15.java 中 IO 流分为几种？

   答：可以分4种。

   1. 字节输入流（InputStream）

   2. 字节输出流（OutputStream）

   3. 字符输入流（Reader）

   4. 字符输出流（Writer）

      16.BIO、NIO、AIO 有什么区别

      BIO：Block IO 同步阻塞式 IO，就是我们平常使用的传统 IO，它的特点是模式简单使用方便，并发处理能力低。
      NIO：Non IO 同步非阻塞 IO，是传统 IO 的升级，客户端和服务器端通过 Channel（通道）通讯，实现了多路复用。
      AIO：Asynchronous IO 是 NIO 的升级，也叫 NIO2，实现了异步非堵塞 IO ，异步 IO 的操作基于事件和回调机制。

      BIO是一个连接一个线程。 NIO是一个请求一个线程。 AIO是一个有效请求一个线程。

      BIO：同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然可以通过线程池机制改善。

      NIO：同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。

      AIO：异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。

      https://blog.csdn.net/m0_38109046/article/details/89449305

      IO流是阻塞的，NIO流是不阻塞的。

      Java NIO使我们可以进行非阻塞IO操作。比如说，单线程中从通道读取数据到buffer，同时可以继续做别的事情，当数据读取到buffer中后，线程再继续处理数据。写数据也是一样的。另外，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，这个线程同时可以去做别的事情。

      Java IO的各种流是阻塞的。这意味着，当一个线程调用 read() 或 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。该线程在此期间不能再干任何事情了

      2)Buffer(缓冲区)

      IO 面向流(Stream oriented)，而 NIO 面向缓冲区(Buffer oriented)。

      Buffer是一个对象，它包含一些要写入或者要读出的数据。在NIO类库中加入Buffer对象，体现了新库与原I/O的一个重要区别。在面向流的I/O中·可以将数据直接写入或者将数据直接读到 Stream 对象中。虽然 Stream 中也有 Buffer 开头的扩展类，但只是流的包装类，还是从流读到缓冲区，而 NIO 却是直接读到 Buffer 中进行操作。

      在NIO厍中，所有数据都是用缓冲区处理的。在读取数据时，它是直接读到缓冲区中的; 在写入数据时，写入到缓冲区中。任何时候访问NIO中的数据，都是通过缓冲区进行操作。

      最常用的缓冲区是 ByteBuffer,一个 ByteBuffer 提供了一组功能用于操作 byte 数组。除了ByteBuffer,还有其他的一些缓冲区，事实上，每一种Java基本类型（除了Boolean类型）都对应有一种缓冲区。

      3)Channel (通道)

      NIO 通过Channel（通道） 进行读写。

      通道是双向的，可读也可写，而流的读写是单向的。无论读写，通道只能和Buffer交互。因为 Buffer，通道可以异步地读写。

      4)Selectors(选择器)

      NIO有选择器，而IO没有。

      选择器用于使用单个线程处理多个通道。因此，它需要较少的线程来处理这些通道。线程之间的切换对于操作系统来说是昂贵的。 因此，为了提高系统效率选择器是有用的。

      ​

17.Files的常用方法都有哪些？
createNewFile()在指定位置创建一个空文件，成功就返回true，如果已存在就不创建，然后返回false。
mkdir() 在指定位置创建一个单级文件夹。
mkdirs() 在指定位置创建一个多级文件夹。
renameTo(File dest)如果目标文件与源文件是在同一个路径下，那么renameTo的作用是重命名， 如果目标文件与源文件不是在同一个路径下，那么renameTo的作用就是剪切，而且还不能操作文件夹。

删除：
delete() 删除文件或者一个空文件夹，不能删除非空文件夹，马上删除文件，返回一个布尔值。
deleteOnExit()jvm退出时删除文件或者文件夹，用于删除临时文件，无返回值。
判断：
exists() 文件或文件夹是否存在。
isFile() 是否是一个文件，如果不存在，则始终为false。
isDirectory() 是否是一个目录，如果不存在，则始终为false。
isHidden() 是否是一个隐藏的文件或是否是隐藏的目录。
isAbsolute() 测试此抽象路径名是否为绝对路径名。
获取：
getName() 获取文件或文件夹的名称，不包含上级路径。
getAbsolutePath()获取文件的绝对路径，与文件是否存在没关系
length() 获取文件的大小（字节数），如果文件不存在则返回0L，如果是文件夹也返回0L。
getParent() 返回此抽象路径名父目录的路径名字符串；如果此路径名没有指定父目录，则返回null。
lastModified()获取最后一次被修改的时间。

文件夹相关：
static File[] listRoots()列出所有的根目录（Window中就是所有系统的盘符）
list() 返回目录下的文件或者目录名，包含隐藏文件。对于文件这样操作会返回null。
listFiles() 返回目录下的文件或者目录对象（File类实例），包含隐藏文件。对于文件这样操作会返回null。
list(FilenameFilter filter)返回指定当前目录中符合过滤条件的子文件或子目录。对于文件这样操作会返回null。
listFiles(FilenameFilter filter)返回指定当前目录中符合过滤条件的子文件或子目录。对于文件这样操作会返回null。

18.java 容器都有哪些？

答：List、Set、Map

19.Collection 和 Collections 有什么区别？

Collcetion是一个集合接口，它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。实现该接口的类主要有List和Set，该接口的设计目标是为各种具体的集合提供最大化的统一操作方式。

Collections是针对集合类的一个包装类，它提供了一系列的静态方法以实现对各种集合的搜索、排序、线程安全化等操作，其中大多数方法都是用来处理线性表。 Collections类不能实例化，如同一个工具类，服务于Collection。若是在使用Collections类的方法时候，对应的collection的对象为null，则这些方法都会抛出 NullPointerException 。之前我们见到的包装类还有Arrays，它是为数组提供服务的。

20.List、Set、Map 之间的区别是什么？

ArrayList是有序的,ArrayList长度可变
底层实现实际上就是一个数组.ArrayList就是对数组进行了一系列的包装,
线程不安全,优点,特性,简单的说就是增删速度比较慢,但是查找速度快
LinkedList底层是双向链表的结构LinkedList是有顺序的 长度也是可变的 也是可以重复的 底层实现是双向列表 线程不安全增删快,查询慢.

Hashset

HashSet是Set接口的典型实现, 大多数时候使用Set集合时就是使用这个实现类.HashSet按 Hash算法(实际上HsahSet没有自己实现存储,而是调用的HashMap的实现) 来存储集合中的元素.
HashSet无序 HashSet不能保证元素的排列顺序,顺序可能与添加的顺序不同,顺序也有可能发生变化.
线程不安全 HashSet不是线程同步的,如果多个线程同时修改一个HashSet,则必须通过代码来保证其同步.HashSet长度可变 HashSet通过计算存储对象的Hash码来保存数据,保存在HashSet中的数据元素在内存中的位置是不连续的,HashSet的长度也是不固定的.元素不可重复 HashSet容器中不允许包含相同的元素.后面我们会一起看下如何判断是否是相同元素的.用hashmap实现

HashMap

https://www.jianshu.com/p/ee0de4c99f87

• List：

  • 可以允许重复对象
  • 可以插入多个null元素
  • 是一个有序容器

• Set：

  • 不允许重复对象
  • 只允许一个null元素
  • 无序容器

• Map:

  • Map不是Collection的子接口或实现类。Map是一个接口
  • Map 的每个Entry都特有两个对象，也就是一个键一个值，Map可能会持有相同的值对象但键对象必须是唯一的
  • Map里可以拥有随意个niull值但最多只能有一个null键

  21.HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

  1、继承的父类不同

    Hashtable继承自Dictionary类，而HashMap继承自AbstractMap类。但二者都实现了Map接口。
  

  2、线程安全性不同

    javadoc中关于hashmap的一段描述如下：此实现不是同步的。如果多个线程同时访问一个哈希映射，而其中至少一个线程从结构上修改了该映射，则它必须保持外部同步。
  
    Hashtable 中的方法是Synchronize的，而HashMap中的方法在缺省情况下是非Synchronize的。在多线程并发的环境下，可以直接使用Hashtable，不需要自己为它的方法实现同步，但使用HashMap时就必须要自己增加同步处理。（结构上的修改是指添加或删除一个或多个映射关系的任何操作；仅改变与实例已经包含的键关联的值不是结构上的修改。）这一般通过对自然封装该映射的对象进行同步操作来完成。如果不存在这样的对象，则应该使用 Collections.synchronizedMap 方法来“包装”该映射。最好在创建时完成这一操作，以防止对映射进行意外的非同步访问，如下所示：
  
    Map m = Collections.synchronizedMap(new HashMap(...));
  
    Hashtable 线程安全很好理解，因为它每个方法中都加入了Synchronize。这里我们分析一下HashMap为什么是线程不安全的：
  
    HashMap底层是一个Entry数组，当发生hash冲突的时候，hashmap是采用链表的方式来解决的，在对应的数组位置存放链表的头结点。对链表而言，新加入的节点会从头结点加入。
  

  3、是否提供contains方法

    HashMap把Hashtable的contains方法去掉了，改成containsValue和containsKey，因为contains方法容易让人引起误解。
  
    Hashtable则保留了contains，containsValue和containsKey三个方法，其中contains和containsValue功能相同。
  

  4、key和value是否允许null值

    其中key和value都是对象，并且不能包含重复key，但可以包含重复的value。
  
    通过上面的ContainsKey方法和ContainsValue的源码我们可以很明显的看出：
  
    Hashtable中，key和value都不允许出现null值。但是如果在Hashtable中有类似put(null,null)的操作，编译同样可以通过，因为key和value都是Object类型，但运行时会抛出NullPointerException异常，这是JDK的规范规定的。
  

  HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个；可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时，可能是 HashMap中没有该键，也可能使该键所对应的值为null。因此，在HashMap中不能由get()方法来判断HashMap中是否存在某个键， 而应该用containsKey()方法来判断。
  5、两个遍历方式的内部实现上不同

    Hashtable、HashMap都使用了 Iterator。而由于历史原因，Hashtable还使用了Enumeration的方式 。
  

  6、hash值不同

    哈希值的使用不同，HashTable直接使用对象的hashCode。而HashMap重新计算hash值。
  
    hashCode是jdk根据对象的地址或者字符串或者数字算出来的int类型的数值。
  
    Hashtable计算hash值，直接用key的hashCode()，而HashMap重新计算了key的hash值，Hashtable在求hash值对应的位置索引时，用取模运算，而HashMap在求位置索引时，则用与运算，且这里一般先用hash&0x7FFFFFFF后，再对length取模，&0x7FFFFFFF的目的是为了将负的hash值转化为正值，因为hash值有可能为负数，而&0x7FFFFFFF后，只有符号外改变，而后面的位都不变。
  

  7、内部实现使用的数组初始化和扩容方式不同

    HashTable在不指定容量的情况下的默认容量为11，而HashMap为16，Hashtable不要求底层数组的容量一定要为2的整数次幂，而HashMap则要求一定为2的整数次幂。
    Hashtable扩容时，将容量变为原来的2倍加1，而HashMap扩容时，将容量变为原来的2倍。
  
    Hashtable和HashMap它们两个内部实现方式的数组的初始大小和扩容的方式。HashTable中hash数组默认大小是11，增加的方式是 old*2+1。
  

  22.如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？

  答：对于在 Map 中插入、删除、定位一个元素这类操作，HashMap 是最好的选择，因为相对而言 HashMap 的插入会更快，但如果你要对一个 key 集合进行有序的遍历，那 TreeMap 是更好的选择。

23.hashmap的实现

而是在执行put操作的时候才真正构建table数组

https://blog.csdn.net/woshimaxiao1/article/details/83661464

24.HashSet的实现原理：

①是基于HashMap实现的，默认构造函数是构建一个初始容量为16，负载因子为0.75 的HashMap。封装了一个 HashMap 对象来存储所有的集合元素，所有放入 HashSet 中的集合元素实际上由 HashMap 的 key 来保存，而 HashMap 的 value 则存储了一个 PRESENT，它是一个静态的 Object 对象。

②当我们试图把某个类的对象当成 HashMap的 key，或试图将这个类的对象放入 HashSet 中保存时，重写该类的equals(Object obj)方法和 hashCode() 方法很重要，而且这两个方法的返回值必须保持一致：当该类的两个的 hashCode() 返回值相同时，它们通过 equals() 方法比较也应该返回 true。通常来说，所有参与计算 hashCode() 返回值的关键属性，都应该用于作为 equals() 比较的标准。

③HashSet的其他操作都是基于HashMap的。
add添加的元素存放在HashMap中，其他方法结合源码分析，参考HashMap
HashMap数据结构分析链接：
特性

HashSet为什么不能存放相同元素：
在HashMap的put API中，在存入一个元素时，会调用其hashcode方法计算hashcode值，然后在计算出存放entry数组的index，当index相同时调用equals方法判断是否是同一个元素，是则不能存放。

25.ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

答：

• ArrayList 与 LinkedList都实现了List接口
• ArrayList 是线性表，底层是使用数组实现的，它在尾端插入和访问数据时效率较高
• LinkedList 是双向链表，它在中间插入或者插入时效率较高，在访问数据时效率较低