Java基础面试题与答案

八种基本数据类型以及包装类

八种基本数据类型默认值？大小？范围区间？包装类的缓存区间？

序号类型名称默认值大小最小值最大值包装类缓冲区间
1booleanfalse1B0(false)1(true)Boolean无
2byte(byte)01B-128127Byte-128 ~ 127
3char‘\u0000’2B‘\u0000’‘\uFFFF’Character(char)0 ~ (char)127
4short(short)02B-2^152^15 - 1Short-128 ~ 127
5int04B-2^312^31 - 1Integer-128 ~ 127
6long0L8B-2^632^63 - 1Long-128 ~ 127
7float0.0f4B1.4e-45 (1.4 * 10^-45)3.4e+38 (3.4 * 10^38)Float无
8double0.0d8B4.9e-324(4.9 * 10^-324)1.798e+308(1.798 * 10^308)Double无

转换关系是什么？

  • 从左到右自动转换，从右到左需要强制转换；

img

包装类有哪些共性？

  1. 具有基本数值作为参数的构造函数。例如：Integer i = new Integer(66);
  2. 具有字符串作为参数的构造函数。例如Integer i = new Integer("-12");如果字符串内容与当前包装类型不匹配，会抛出NumberFormatException异常，例如Integer i = new Integer("-12.5");
  3. 具有返回对象基本值的typeValue方法，例如int num = i.intValue();
  4. 具有将字符串转换为基本值的parseType方法，例如int num = Integer.parseInt(“56”);
  5. 所有包装类都覆写了hashCode与equals方法，以提供对Map的支持；
  6. equals方法用于比较同一类型两个对象的值是否相等，不要使用"=="；
  7. 具有将值转成字符串的方法toString()方法；
  8. 都支持自动装箱与拆箱，大大方便了基本数据类型与它们包装类的使用。

核心类之Object

Object类有哪些核心方法？

  • getClass()、hashcode()、equals()、clone()、toString()、notify()、notifyAll()、wait()、finalize() 等。

equal() 与 "=="的区别？

  • equal被重写前无区别。

clone()如何使用？深clone与浅clone的区别？

  • 想要实现clone，需要实现Cloneable接口，并重写Object的clone()方法；
  • 浅clone：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型进行引用传递般的拷贝，此为浅拷贝；
  • 深clone：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型可以通过以下方式实现：
    • 如果所有对象都支持clone，可以在clone方法内再一次clone引用的对象，然后set进去；
    • 通过字节流反序列化实现；
    • 通过序列化工具实现，如apache.commons.lang3.SerializationUtils或Gson。

finalize()方法什么时候被调用？

  • 对象被GC回收前。

String

String的底层数据结构是什么？

  • 不可变的字符数组。

String定义为final的原因？

  • 作为与基本数据类型有着相同地位的数据结构，不可变性是定义常量的基础，因此JVM中才可以定义字符串常量池，以此来提升使用效率与安全性。

String为什么非常适合作为HashMap的key？

  • String重写了Object类的hashCode()与equals()方法，这两个方法都是根据字符串的内容去计算和比较，而非内存地址；
  • hash值在首次计算后会被缓存，性能良好，这也是String能广泛使用于Map的key的原因。

集合体系架构图

img

HashMap

底层数据结构是什么？

  • 数组 + 链表 + 红黑树

put一个元素的全过程？

  • 初始化 -> hashCode寻址 -> equals比较 -> 替换或追加 -> 扩容

get一个元素的全过程？

  • hashCode寻址 -> equals确认

初始容量是什么？什么时候转红黑树？什么时候扩容？如何扩容？

  • 初始容量16；
  • 链表长度 >= 8，且总容量 >= 64 转红黑树；
  • 扩容因子0.75；
  • 扩大2倍；

为什么每次扩容2倍而不是3倍？

  • 容量n为2的指数倍可以保证元素在数组中分布的更均匀：（n - 1）% hashcode 等价于二进制运算 1111 & 0101

可不可以不扩容，会有什么问题？

  • 不扩容会导致hash冲突越来越多，使用效率逐渐下降。

多线程put时会出现哪些问题？

  • 同一个槽下的元素可能被覆盖；
  • 扩容时，原put到旧table的元素会丢失；
  • jdk1.7在对链表追加元素时，使用头插法，扩容后，链表元素顺序会发生反转，多线程同时触发扩容会导致死链；
  • jdk1.8在扩容时，将链表的头插法改为尾插法，保证链表的顺序不会改变，避免了死链发生。

红黑树的特性要求是什么？

  • 每个节点要么是红色，要么是黑色，但根节点永远是黑色的；
  • 红色节点不能连续，也就是说，红色节点的子和父都不能是红色的；
  • 从任一节点到其每个叶子节点的路径都包含相同数量的黑色节点。

ConcurrentHashMap

底层数据结构是什么？

  • 数组 + 链表 + 红黑树

如果保证线程安全？

  • 在put和resize时加乐观锁cas。

高并发下扩容原理是什么？

  • 在put过程中，如果发现table处于迁移状态，当前线程会协助迁移，将老数据都迁移到新的table中后再执行put过程。

高并发下size值如何计算？

  • 并发量不大的情况下直接通过cas更新baseCount，并发量很大的情况下采用分段计算方式，把新增加的值落到counterCells[]数组来减少冲突，counterCells满了还会扩容，最后 size = baseCount + counterCells。

ArrayList

底层数据结构是什么？

  • 初始大小为10的数组。

如果在中间位置add或remove一个元素会发生什么？

  • 导致该位置后的元素都需要进行位移，从而导致内存拷贝。

什么时候扩容，扩容多少？

  • 数组满的时候，扩容1.5倍。

适合哪种场景使用？

  • 数组内存连续，查询效率较高O(1)；
  • 而修改可能会导致元素位移，内存copy；
  • 因此适合查询多，修改少（特别是在中间位置修改）的场景。

LinkedList

底层数据结构是什么？

  • 双向链表。

如何add一个元素？

  • 先找到要add的位置，再将前后节点的引用指向该节点，同时更新该节点的前序后续节点的引用。

描述get一个元素的过程

  • 如果知道位置，则根据总量判断该节点距离头近还是尾近，然后从近的一端去遍历。如果不知道位置则直接去遍历。

适合哪种场景使用？

  • 修改只修改引用，不涉及内存copy，因此代价较低；
  • 但是查询只能从头或从尾去遍历O(n)；
  • 适合写多读少的场景。

LinkedHashMap

实现LRU

  • LinkedHashMap extends HashMap 具有和HashMap一样快的查找速度；
  • 内部维护一个双向链表，用来维护插入顺序或者LRU顺序；
  • 内部属性accessOrder决定了顺序，默认为false,此时维护的是插入顺序 ；
  • 构造函数 LinkedHashMap(int initialCapacity,float loadFactor,boolean accessOrder)；
  • when accessOrder = true；
  • get操作会将该节点移到链表尾部，保证链表尾部是最近访问的节点，链表head节点就是最久未使用的节点；
  • put操作会将该节点移到链表尾部，保证链表尾部是最近访问的节点，链表head节点就是最久未使用的节点；
  • put操作后，when removeEldestEntry()方法返回为true会移除最晚的节点，就是head节点；
  • removeEldestEntry()默认为false，如果为true，必须继承LinkedHashMap重写这个方法；
  • 实例：实现LRU缓存，通过移除最近最久未使用的节点。从而保证缓存空间足够。并且缓存的数据都是热点数据。

泛型

泛型的作用和原理是什么？

  • 泛型可以消除代码中的强制类型转换，同时获得一个附加的类型检查层，该检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。这就是泛型所做的工作。
  • Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节码中是不包含泛型中的类型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数，会在编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。

使用泛型有什么好处？

  • 泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。
    • 类型安全：提高编译器验证的效率；
    • 消除强制类型转换：提高代码可读性，简化程序员开发难度；
    • 提升性能：将强制类型转换、安全校验等操作在编译器完成，简化了程序执行期的工作。

＜? extends T＞与＜? super T＞的区别是什么？

  • <? extends T>可以赋值给任何T以及T的子类的集合，上界为T，取出的类型带有泛型限制，向上转型为T，除了null以外，任何元素不得添加进<? extends T>集合内。
  • <? super T>可以赋值给任何T以及T的父类集合，下界为T，取出的类型会泛型丢失，添加时只能添加T或T的子类。

stream

stream的底层实现是怎样的？

  • Stream 处理数据的过程可以类别成工厂的流水线。数据可以看做流水线上的原料，对数据的操作可以看做流水线上的工人对原料的操作；
  • Stream 是一个接口，最主要的实现是ReferencePipeline；
  • ReferencePipeline 包含了控制数据流入的 Head ，中间操作 StatelessOp、StatefulOp，终止操作 TerminalOp；
    • Head节点定义了集合流入流水线的规范与方式；
    • StatelessOp是无状态操作，每个数据的处理是独立的，不会影响或依赖之前的数据，如filter()、map、flatMap()；
    • StatefulOp是有状态操作，处理时会记录状态，比如处理了几个。后面元素的处理会依赖前面记录的状态，或者拿到所有元素才能继续下去，如distinct()、sorted()、limit()；
    • TerminalOp是终止操作，其中又分为短路操作和非短路操作；
      • 短路操作：拿到符合预期的结果就会停下来，不一定会处理完所有数据。如anyMatch()、allMatch()、findFirst()、findAny() 等；
      • 非短路操作：处理完所有数据才能得到结果。如collect()、count()、forEach()、max()、min()、reduce()、toArray()等。
fruitList.stream().filter(a -> a.getName().equals("香蕉")).collect(Collectors.toList());

并行流是什么？

  • parallelStream

lambda实现List分组、过滤、去重、排序、转Map

https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/96432029

stream().map与stream().flatMap的区别？

  • map处理完数据后返回的是一个与原结构一致的stream；
  • flatMap把流中的层级结构扁平化，就是将最底层元素抽出来放到一起。

反射

反射的原理是什么？

  • 反射通过解析字节码，根据动态信息获取类、方法、属性等相关信息的技术。

反射为什么性能差？

  • java反射之所以慢，根本原因是JIT即时编译器没法对反射相关的代码做优化；
  • JIT是指在程序运行期间把字节码文件编译成机器码的过程，由于反射涉及动态解析的类型，没有具体的字节码，所以无法被JIT优化。

IO流

常见的IO流有哪些？

https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103774297

Java Socket

Socket连接过程是什么？

https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103775022

BIO与NIO

如何理解同步、异步、阻塞、非阻塞？

  • 同步强调的是顺序，所谓同步调用，就是可以确定程序执行的顺序的调用。比如说执行一个调用，知道调用返回之前下一行代码不会执行。这种顺序是确定的情况，就是同步；
  • 而异步调用则恰恰相反，异步调用不明确执行顺序。比如说一个回调函数，不知道何时会回来；
  • 阻塞和非阻塞是一种读取或者写入操作函数的实现方式，阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待，而非阻塞方式下，读取或者写入函数会立即返回一个状态值；
  • 同步/异步是宏观上（进程间通讯，通常表现为网络IO的处理上），阻塞/非阻塞是微观上（进程内数据传输，通常表现为对本地IO的处理上）；阻塞和非阻塞是同步/异步的表现形式。
  • 由上描述基本可以总结一句简短的话：同步和异步是针对目的和顺序，阻塞和非阻塞是针对实现方式。

什么是同步非阻塞？

  • 同步主要是针对client端获取结果的过程而言。一个线程从某条通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有可用数据，就什么都不会获取，它不会保持线程阻塞，可以暂时做其它事情，但是仍然需要时不时的去询问，看数据有没有就绪（虽然不用阻塞，但仍然要定时询问，而不是等人家送上门）。
  • 非阻塞是针对server端的处理过程而言。一个线程请求写入一些数据到某条通道，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（多路复用）。 线程通常将非阻塞 IO 的空闲时间用于在其它通道上执行 IO 操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出的通道（channel）。
  • Java NIO 是一种同步非阻塞模式 IO。

BIO与NIO的区别是什么？

https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103796894

NIO的核心概念有哪些？

https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103789632

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