2w字長文！硬肝一套 Java 基礎面試題

時間 2020-06-14

標籤 2w 字長一套 java 基礎面試欄目 Java 简体版

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Java 基礎篇

Java 有哪些特色

併發性的：你能夠在其中執行許多語句，而沒必要一次執行它
面向對象的：基於類和麪向對象的編程語言。
獨立性的：支持一次編寫，處處運行的獨立編程語言，即編譯後的代碼能夠在支持 Java 的全部平臺上運行。

Java 的特性

Java 的特性有以下這幾點java

簡單，Java 會讓你的工做變得更加輕鬆，使你把關注點放在主要業務邏輯上，而沒必要關心指針、運算符重載、內存回收等與主要業務無關的功能。git
便攜性，Java 是平臺無關性的，這意味着在一個平臺上編寫的任何應用程序均可以輕鬆移植到另外一個平臺上。github
安全性，編譯後會將全部的代碼轉換爲字節碼，人類沒法讀取。它使開發無病毒，無篡改的系統/應用成爲可能。面試
動態性，它具備適應不斷變化的環境的能力，它可以支持動態內存分配，從而減小了內存浪費，提升了應用程序的性能。編程
分佈式，Java 提供的功能有助於建立分佈式應用。使用遠程方法調用（RMI），程序能夠經過網絡調用另外一個程序的方法並獲取輸出。您能夠經過從互聯網上的任何計算機上調用方法來訪問文件。這是革命性的一個特色，對於當今的互聯網來講過重要了。設計模式
健壯性，Java 有強大的內存管理功能，在編譯和運行時檢查代碼，它有助於消除錯誤。數組
高性能，Java 最黑的科技就是字節碼編程，Java 代碼編譯成的字節碼能夠輕鬆轉換爲本地機器代碼。經過 JIT 即時編譯器來實現高性能。緩存
解釋性，Java 被編譯成字節碼，由 Java 運行時環境解釋。安全
多線程性，Java支持多個執行線程（也稱爲輕量級進程），包括一組同步原語。這使得使用線程編程更加容易，Java 經過管程模型來實現線程安全性。性能優化

描述一下值傳遞和引用傳遞的區別

要想真正理解的話，能夠參考這篇文章： www.zhihu.com/question/31…

簡單理解的話就是

值傳遞是指在調用函數時將實際參數複製一份到函數中，這樣的話若是函數對其傳遞過來的形式參數進行修改，將不會影響到實際參數

引用傳遞 是指在調用函數時將對象的地址直接傳遞到函數中，若是在對形式參數進行修改，將影響到實際參數的值。

== 和 equals 區別是什麼

== 是 Java 中一種操做符，它有兩種比較方式

對於基本數據類型來講， == 判斷的是兩邊的值是否相等

public class DoubleCompareAndEquals {

    Person person1 = new Person(24,"boy");
    Person person2 = new Person(24,"girl");
    int c = 10;

    private void doubleCompare(){

        int a = 10;
        int b = 10;

        System.out.println(a == b);
        System.out.println(a == c);
        System.out.println(person1.getId() == person2.getId());

    }
}
複製代碼

對於引用類型來講， == 判斷的是兩邊的引用是否相等，也就是判斷兩個對象是否指向了同一塊內存區域。

private void equals(){

  System.out.println(person1.getName().equals(person2.getName()));
}
複製代碼

equals 是 Java 中全部對象的父類，即 Object 類定義的一個方法。它只能比較對象，它表示的是引用雙方的值是否相等。因此記住，並非說 == 比較的就是引用是否相等，equals 比較的就是值，這須要區分來講的。

equals 用做對象之間的比較具備以下特性

自反性：對於任何非空引用 x 來講，x.equals(x) 應該返回 true。
對稱性：對於任何非空引用 x 和 y 來講，若x.equals（y）爲 true，則y.equals（x）也爲 true。
傳遞性：對於任何非空引用的值來講，有三個值，x、y 和 z，若是x.equals(y) 返回true，y.equals(z) 返回true，那麼x.equals(z) 也應該返回true。
一致性：對於任何非空引用 x 和 y 來講，若是 x.equals(y) 相等的話，那麼它們必須始終相等。
非空性：對於任何非空引用的值 x 來講，x.equals(null) 必須返回 false。

String 中的 equals 是如何重寫的

String 表明的是 Java 中的字符串，String 類比較特殊，它整個類都是被 final 修飾的，也就是說，String 不能被任何類繼承，任何 修改 String 字符串的方法都是建立了一個新的字符串。

equals 方法是 Object 類定義的方法，Object 是全部類的父類，固然也包括 String，String 重寫了 equals 方法，下面咱們來看看是怎麼重寫的

首先會判斷要比較的兩個字符串它們的引用是否相等。若是引用相等的話，直接返回 true ，不相等的話繼續下面的判斷
而後再判斷被比較的對象是不是 String 的實例，若是不是的話直接返回 false，若是是的話，再比較兩個字符串的長度是否相等，若是長度不想等的話也就沒有比較的必要了；長度若是相同，會比較字符串中的每一個 字符 是否相等，一旦有一個字符不相等，就會直接返回 false。

下面是它的流程圖

這裏再提示一下，你可能有疑惑何時是

if (this == anObject) {
  return true;
}
複製代碼

這個判斷語句如何才能返回 true？由於都是字符串啊，字符串比較的不都是堆空間嗎，猛然一看發現好像永遠也不會走，可是你忘記了 String.intern() 方法，它表示的概念在不一樣的 JDK 版本有不一樣的區分

在 JDK1.7 及之後調用 intern 方法是判斷運行時常量池中是否有指定的字符串，若是沒有的話，就把字符串添加到常量池中，並返回常量池中的對象。

驗證過程以下

private void StringOverrideEquals(){

  String s1 = "aaa";
  String s2 = "aa" + new String("a");
  String s3 = new String("aaa");

  System.out.println(s1.intern().equals(s1));
  System.out.println(s1.intern().equals(s2));
  System.out.println(s3.intern().equals(s1));

}
複製代碼

首先 s1.intern.equals(s1) 這個不管如何都返回 true，由於 s1 字符串建立出來就已經在常量池中存在了。
而後第二條語句返回 false，由於 s1 返回的是常量池中的對象，而 s2 返回的是堆中的對象
第三條語句 s3.intern.equals(s1)，返回 true ，由於 s3 對象雖然在堆中建立了一個對象，可是 s3 中的 "aaa" 返回的是常量池中的對象。

爲何重寫 equals 方法必須重寫 hashcode 方法

equals 方法和 hashCode 都是 Object 中定義的方法，它們常常被一塊兒重寫。

equals 方法是用來比較對象大小是否相等的方法，hashcode 方法是用來判斷每一個對象 hash 值的一種方法。若是隻重寫 equals 方法而不重寫 hashcode 方法，極可能會形成兩個不一樣的對象，它們的 hashcode 也相等，形成衝突。好比

String str1 = "通話";
String str2 = "重地";
複製代碼

它們兩個的 hashcode 相等，可是 equals 可不相等。

咱們來看一下 hashCode 官方的定義

總結起來就是

若是在 Java 運行期間對同一個對象調用 hashCode 方法後，不管調用多少次，都應該返回相同的 hashCode，可是在不一樣的 Java 程序中，執行 hashCode 方法返回的值可能不一致。
若是兩個對象的 equals 相等，那麼 hashCode 必須相同
若是兩個對象 equals 不相等，那麼 hashCode 也有可能相同，因此須要重寫 hashCode 方法，由於你不知道 hashCode 的底層構造（反正我是不知道，有大牛能夠傳授傳授），因此你須要重寫 hashCode 方法，來爲不一樣的對象生成不一樣的 hashCode 值，這樣可以提升不一樣對象的訪問速度。
hashCode 一般是將地址轉換爲整數來實現的。

String s1 = new String("abc") 在內存中建立了幾個對象

一個或者兩個，String s1 是聲明瞭一個 String 類型的 s1 變量，它不是對象。使用 new 關鍵字會在堆中建立一個對象，另一個對象是 abc ，它會在常量池中建立，因此一共建立了兩個對象；若是 abc 在常量池中已經存在的話，那麼就會建立一個對象。

詳細請翻閱筆者的另一篇文章一篇不同凡響的 String、StringBuffer、StringBuilde 詳解

String 爲何是不可變的、jdk 源碼中的 String 如何定義的、爲何這麼設計。

首先了解一下什麼是不可變對象，不可變對象就是一經建立後，其對象的內部狀態不能被修改，啥意思呢？也就是說不可變對象須要遵照下面幾條原則

不可變對象的內部屬性都是 final 的
不可變對象的內部屬性都是 private 的
不可變對象不能提供任何能夠修改內部狀態的方法、setter 方法也不行
不可變對象不能被繼承和擴展

與其說問 String 爲何是不可變的，不如說如何把 String 設計成不可變的。

String 類是一種對象，它是獨立於 Java 基本數據類型而存在的，String 你能夠把它理解爲字符串的集合，String 被設計爲 final 的，表示 String 對象一經建立後，它的值就不能再被修改，任何對 String 值進行修改的方法就是從新建立一個字符串。String 對象建立後會存在於運行時常量池中，運行時常量池是屬於方法區的一部分，JDK1.7 後把它移到了堆中。

不可變對象不是真的不可變，能夠經過反射來對其內部的屬性和值進行修改，不過通常咱們不這樣作。

static 關鍵字是幹什麼用的？談談你的理解

static 是 Java 中很是重要的關鍵字，static 表示的概念是 靜態的，在 Java 中，static 主要用來

修飾變量，static 修飾的變量稱爲靜態變量、也稱爲類變量，類變量屬於類全部，對於不一樣的類來講，static 變量只有一份，static 修飾的變量位於方法區中；static 修飾的變量可以直接經過 類名.變量名 來進行訪問，不用經過實例化類再進行使用。
修飾方法，static 修飾的方法被稱爲靜態方法，靜態方法可以直接經過 類名.方法名 來使用，在靜態方法內部不能使用非靜態屬性和方法
static 能夠修飾代碼塊，主要分爲兩種，一種直接定義在類中，使用 static{}，這種被稱爲靜態代碼塊，一種是在類中定義靜態內部類，使用 static class xxx 來進行定義。
static 能夠用於靜態導包，經過使用 import static xxx 來實現，這種方式通常不推薦使用
static 能夠和單例模式一塊兒使用，經過雙重檢查鎖來實現線程安全的單例模式。

詳情請參考這篇文章一篇 static 還能可貴住我？

final 關鍵字是幹什麼用的？談談你的理解

final 是 Java 中的關鍵字，它表示的意思是 不可變的，在 Java 中，final 主要用來

修飾類，final 修飾的類不能被繼承，不能被繼承的意思就是不能使用 extends 來繼承被 final 修飾的類。
修飾變量，final 修飾的變量不能被改寫，不能被改寫的意思有兩種，對於基本數據類型來講，final 修飾的變量，其值不能被改變，final 修飾的對象，對象的引用不能被改變，可是對象內部的屬性能夠被修改。final 修飾的變量在某種程度上起到了不可變的效果，因此，能夠用來保護只讀數據，尤爲是在併發編程中，由於明確的不能再爲 final 變量進行賦值，有利於減小額外的同步開銷。
修飾方法，final 修飾的方法不能被重寫。
final 修飾符和 Java 程序性能優化沒有必然聯繫

抽象類和接口的區別是什麼

抽象類和接口都是 Java 中的關鍵字，抽象類和接口中都容許進行方法的定義，而不用具體的方法實現。抽象類和接口都容許被繼承，它們普遍的應用於 JDK 和框架的源碼中，來實現多態和不一樣的設計模式。

不一樣點在於

抽象級別不一樣：類、抽象類、接口實際上是三種不一樣的抽象級別，抽象程度依次是接口 > 抽象類 > 類。在接口中，只容許進行方法的定義，不容許有方法的實現，抽象類中能夠進行方法的定義和實現；而類中只容許進行方法的實現，我說的方法的定義是不容許在方法後面出現 {}
使用的關鍵字不一樣：類使用 class 來表示；抽象類使用 abstract class 來表示；接口使用 interface 來表示
變量：接口中定義的變量只能是公共的靜態常量，抽象類中的變量是普通變量。

重寫和重載的區別

在 Java 中，重寫和重載都是對同一方法的不一樣表現形式，下面咱們針對重寫和重載作一下簡單的區分

子父級關係不一樣，重寫是針對子級和父級的不一樣表現形式，而重載是在同一類中的不一樣表現形式；
概念不一樣，子類重寫父類的方法通常使用 @override 來表示；重寫後的方法其方法的聲明和參數類型、順序必需要與父類徹底一致；重載是針對同一類中概念，它要求重載的方法必須知足下面任何一個要求：方法參數的順序，參數的個數，參數的類型任意一個保持不一樣便可。

byte的取值範圍是多少，怎麼計算出來的

byte 的取值範圍是 -128 -> 127 之間，一共是 256 位。一個 byte 類型在計算機中佔據一個字節，那麼就是 8 bit，因此最大就是 2^8 = 1111 1111。

Java 中用補碼來表示二進制數，補碼的最高位是符號位，最高位用 0 表示正數，最高位 1 表示負數，正數的補碼就是其自己，因爲最高位是符號位，因此正數表示的就是 0111 1111 ，也就是 127。最大負數就是 1111 1111，這其中會涉及到兩個 0 ，一個 +0 ，一個 -0 ，+0 歸爲正數，也就是 0 ，-0 歸爲負數，也就是 -128，因此 byte 的範圍就是 -128 - 127。

HashMap 和 HashTable 的區別

相同點

HashMap 和 HashTable 都是基於哈希表實現的，其內部每一個元素都是 key-value 鍵值對，HashMap 和 HashTable 都實現了 Map、Cloneable、Serializable 接口。

不一樣點

父類不一樣：HashMap 繼承了 AbstractMap 類，而 HashTable 繼承了 Dictionary 類
空值不一樣：HashMap 容許空的 key 和 value 值，HashTable 不容許空的 key 和 value 值。HashMap 會把 Null key 當作普通的 key 對待。不容許 null key 重複。

線程安全性：HashMap 不是線程安全的，若是多個外部操做同時修改 HashMap 的數據結構好比 add 或者是 delete，必須進行同步操做，僅僅對 key 或者 value 的修改不是改變數據結構的操做。能夠選擇構造線程安全的 Map 好比 Collections.synchronizedMap 或者是 ConcurrentHashMap。而 HashTable 自己就是線程安全的容器。
性能方面：雖然 HashMap 和 HashTable 都是基於單鏈表的，可是 HashMap 進行 put 或者 get􏱤 操做，能夠達到常數時間的性能；而 HashTable 的 put 和 get 操做都是加了 synchronized 鎖的，因此效率不好。

初始容量不一樣：HashTable 的初始長度是11，以後每次擴充容量變爲以前的 2n+1（n爲上一次的長度）而 HashMap 的初始長度爲16，以後每次擴充變爲原來的兩倍。建立時，若是給定了容量初始值，那麼HashTable 會直接使用你給定的大小，而 HashMap 會將其擴充爲2的冪次方大小。

HashMap 和 HashSet 的區別

HashSet 繼承於 AbstractSet 接口，實現了 Set、Cloneable,、java.io.Serializable 接口。HashSet 不容許集合中出現重複的值。HashSet 底層其實就是 HashMap，全部對 HashSet 的操做其實就是對 HashMap 的操做。因此 HashSet 也不保證集合的順序，也不是線程安全的容器。

HashMap 的底層結構

JDK1.7 中，HashMap 採用位桶 + 鏈表的實現，即便用鏈表來處理衝突，同一 hash 值的鏈表都存儲在一個數組中。可是當位於一個桶中的元素較多，即 hash 值相等的元素較多時，經過 key 值依次查找的效率較低。

因此，與 JDK 1.7 相比，JDK 1.8 在底層結構方面作了一些改變，當每一個桶中元素大於 8 的時候，會轉變爲紅黑樹，目的就是優化查詢效率。

HashMap 的長度爲何是 2 的冪次方

這道題我想了幾天，以前和羣裏小夥伴們探討每日一題的時候，問他們爲何 length%hash == (n - 1) & hash，它們說相等的前提是 length 的長度 2 的冪次方，而後我回了一句難道 length 還能不是 2 的冪次方嗎？實際上是我沒有搞懂因果關係，由於 HashMap 的長度是 2 的冪次方，因此使用餘數來判斷在桶中的下標。若是 length 的長度不是 2 的冪次方，小夥伴們能夠舉個例子來試試

例如長度爲 9 時候，3 & (9-1) = 0，2 & (9-1) = 0 ，都在 0 上，碰撞了；

這樣會增大 HashMap 碰撞的概率。

HashMap 多線程操做致使死循環問題

HashMap 不是一個線程安全的容器，在高併發場景下，應該使用 ConcurrentHashMap，在多線程場景下使用 HashMap 會形成死循環問題（基於 JDK1.7），出現問題的位置在 rehash 處，也就是

do {
    Entry<K,V> next = e.next; // <--假設線程一執行到這裏就被調度掛起了
    int i = indexFor(e.hash, newCapacity);
    e.next = newTable[i];
    newTable[i] = e;
    e = next;
} while (e != null);
複製代碼

這是 JDK1.7 的 rehash 代碼片斷，在併發的場景下會造成環。

JDK1.8 也會形成死循環問題。

HashMap 線程安全的實現有哪些

由於 HashMap 不是一個線程安全的容器，因此併發場景下推薦使用 ConcurrentHashMap ，或者使用線程安全的 HashMap，使用 Collections 包下的線程安全的容器，好比說

Collections.synchronizedMap(new HashMap());
複製代碼

還可使用 HashTable ，它也是線程安全的容器，基於 key-value 存儲，常常用 HashMap 和 HashTable 作比較就是由於 HashTable 的數據結構和 HashMap 相同。

上面效率最高的就是 ConcurrentHashMap。

講一下 HashMap put 的過程

首先會使用 hash 函數來計算 key，而後執行真正的插入方法

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent, boolean evict) {
  Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
  // 若是table 爲null 或者沒有爲table分配內存，就resize一次
  if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
    n = (tab = resize()).length;
  // 指定hash值節點爲空則直接插入，這個(n - 1) & hash纔是表中真正的哈希
  if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
    tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
  // 若是不爲空
  else {
    Node<K,V> e; K k;
    // 計算表中的這個真正的哈希值與要插入的key.hash相比
    if (p.hash == hash &&
        ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
      e = p;
    // 若不一樣的話，而且當前節點已經在 TreeNode 上了
    else if (p instanceof TreeNode)
      // 採用紅黑樹存儲方式
      e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
    // key.hash 不一樣而且也再也不 TreeNode 上，在鏈表上找到 p.next==null
    else {
      for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
        if ((e = p.next) == null) {
          // 在表尾插入
          p.next = newNode(hash, key, value, null);
          // 新增節點後若是節點個數到達閾值，則進入 treeifyBin() 進行再次判斷
          if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
            treeifyBin(tab, hash);
          break;
        }
        // 若是找到了同hash、key的節點，那麼直接退出循環
        if (e.hash == hash &&
            ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
          break;
        // 更新 p 指向下一節點
        p = e;
      }
    }
    // map中含有舊值，返回舊值
    if (e != null) { // existing mapping for key
      V oldValue = e.value;
      if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
        e.value = value;
      afterNodeAccess(e);
      return oldValue;
    }
  }
  // map調整次數 + 1
  ++modCount;
  // 鍵值對的數量達到閾值，須要擴容
  if (++size > threshold)
    resize();
  afterNodeInsertion(evict);
  return null;
}
複製代碼

HashMap put 方法的核心就是在 putval 方法，它的插入過程以下

首先會判斷 HashMap 中是不是新構建的，若是是的話會首先進行 resize
而後判斷須要插入的元素在 HashMap 中是否已經存在（說明出現了碰撞狀況），若是不存在，直接生成新的k-v 節點存放，再判斷是否須要擴容。
若是要插入的元素已經存在的話，說明發生了衝突，這就會轉換成鏈表或者紅黑樹來解決衝突，首先判斷鏈表中的 hash，key 是否相等，若是相等的話，就用新值替換舊值，若是節點是屬於 TreeNode 類型，會直接在紅黑樹中進行處理，若是 hash ,key 不相等也不屬於 TreeNode 類型，會直接轉換爲鏈表處理，進行鏈表遍歷，若是鏈表的 next 節點是 null，判斷是否轉換爲紅黑樹，若是不轉換的話，在遍歷過程當中找到 key 徹底相等的節點，則用新節點替換老節點

ConcurrentHashMap 底層實現

ConcurrentHashMap 是線程安全的 Map，它也是高併發場景下的首選數據結構，ConcurrentHashMap 底層是使用分段鎖來實現的。

Integer 緩存池

Integer 緩存池也就是 IntegerCache ，它是 Integer 的靜態內部類。

它的默認值用於緩存 -128 - 127 之間的數字，若是有 -128 - 127 之間的數字的話，使用 new Integer 不用建立對象，會直接從緩存池中取，此操做會減小堆中對象的分配，有利於提升程序的運行效率。

例如建立一個 Integer a = 24，實際上是調用 Integer 的 valueOf ，能夠經過反編譯得出這個結論

而後咱們看一下 valueOf 方法

若是在指定緩存池範圍內的話，會直接返回緩存的值而不用建立新的 Integer 對象。

緩存的大小可使用 XX:AutoBoxCacheMax 來指定，在 VM 初始化時，java.lang.Integer.IntegerCache.high 屬性會設置和保存在 sun.misc.VM 的私有系統屬性中。

UTF-8 和 Unicode 的關係

因爲每一個國家都有本身獨有的字符編碼，因此Unicode 的發展旨在建立一個新的標準，用來映射當今使用的大多數語言中的字符，這些字符有一些不是必要的，可是對於建立文原本說倒是不可或缺的。Unicode 統一了全部字符的編碼，是一個 Character Set，也就是字符集，字符集只是給全部的字符一個惟一編號，可是卻沒有規定如何存儲，不一樣的字符其存儲空間不同，有的須要一個字節就能存儲，有的則須要二、三、4個字節。

UTF-8 只是衆多可以對文本字符進行解碼的一種方式，它是一種變長的方式。UTF-8 表明 8 位一組表示 Unicode 字符的格式，使用 1 - 4 個字節來表示字符。

U+ 0000 ~ U+ 007F: 0XXXXXXX
U+ 0080 ~ U+ 07FF: 110XXXXX 10XXXXXX
U+ 0800 ~ U+ FFFF: 1110XXXX 10XXXXXX 10XXXXXX
U+10000 ~ U+1FFFF: 11110XXX 10XXXXXX 10XXXXXX 10XXXXXX
複製代碼

能夠看到，UTF-8 經過開頭的標誌位位數實現了變長。對於單字節字符，只佔用一個字節，實現了向下兼容 ASCII，而且能和 UTF-32 同樣，包含 Unicode 中的全部字符，又能有效減小存儲傳輸過程當中佔用的空間。

項目爲 UTF-8 環境，char c = '中'，是否合法

能夠，由於 Unicode 編碼採用 2 個字節的編碼，UTF-8 是 Unicode 的一種實現，它使用可變長度的字符集進行編碼，char c = '中' 是兩個字節，因此可以存儲。合法。

Arrays.asList 得到的 List 應該注意什麼

Arrays.asList 是 Array 中的一個靜態方法，它可以實現把數組轉換成爲 List 序列，須要注意下面幾點

Arrays.asList 轉換完成後的 List 不能再進行結構化的修改，什麼是結構化的修改？就是不能再進行任何 List 元素的增長或者減小的操做。

public static void main(String[] args) {
  Integer[] integer = new Integer[] { 1, 2, 3, 4 };
  List integetList = Arrays.asList(integer);
  integetList.add(5);
}
複製代碼

結果會直接拋出

Exception in thread "main" java.lang.UnsupportedOperationException
複製代碼

咱們看一下源碼就能發現問題

// 這是 java.util.Arrays 的內部類，而不是 java.util.ArrayList 
private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements RandomAccess, java.io.Serializable 複製代碼

繼承 AbstractList 中對 add、remove、set 方法是直接拋異常的，也就是說若是繼承的子類沒有去重寫這些方法，那麼子類的實例去調用這些方法是會直接拋異常的。

下面是AbstractList中方法的定義，咱們能夠看到具體拋出的異常：

public void add(int index, E element) {
  throw new UnsupportedOperationException();
}
public E remove(int index) {
  throw new UnsupportedOperationException();
}
public E set(int index, E element) {
  throw new UnsupportedOperationException();
}
複製代碼

雖然 set 方法也拋出了一場，可是因爲內部類 ArrayList 重寫了 set 方法，因此支持其能夠對元素進行修改。

Arrays.asList 不支持基礎類型的轉換

Java 中的基礎數據類型（byte,short,int,long,float,double,boolean）是不支持使用 Arrays.asList 方法去轉換的

Collection 和 Collections 的區別

Collection 和 Collections 都是位於 java.util 包下的類

Collection 是集合類的父類，它是一個頂級接口，大部分抽象類好比說 AbstractList、AbstractSet 都繼承了 Collection 類，Collection 類只定義一節標準方法好比說 add、remove、set、equals 等，具體的方法由抽象類或者實現類去實現。

Collections 是集合類的工具類，Collections 提供了一些工具類的基本使用

sort 方法，對當前集合進行排序, 實現 Comparable 接口的類，只能使用一種排序方案，這種方案叫作天然比較
好比實現線程安全的容器 Collections.synchronizedList、 Collections.synchronizedMap 等
reverse 反轉，使用 reverse 方法能夠根據元素的天然順序對指定列表按降序進行排序。
fill，使用指定元素替換指定列表中的全部元素。

有不少用法，讀者能夠翻閱 Collections 的源碼查看，Collections 不能進行實例化，因此 Collections 中的方法都是由 Collections.方法 直接調用。

你知道 fail-fast 和 fail-safe 嗎

fail-fast 是 Java 中的一種快速失敗機制，java.util 包下全部的集合都是快速失敗的，快速失敗會拋出 ConcurrentModificationException 異常，fail-fast 你能夠把它理解爲一種快速檢測機制，它只能用來檢測錯誤，不會對錯誤進行恢復，fail-fast 不必定只在多線程環境下存在，ArrayList 也會拋出這個異常，主要緣由是因爲 modCount 不等於 expectedModCount。

fail-safe 是 Java 中的一種 安全失敗 機制，它表示的是在遍歷時不是直接在原集合上進行訪問，而是先複製原有集合內容，在拷貝的集合上進行遍歷。因爲迭代時是對原集合的拷貝進行遍歷，因此在遍歷過程當中對原集合所做的修改並不能被迭代器檢測到，因此不會觸發 ConcurrentModificationException。java.util.concurrent 包下的容器都是安全失敗的，能夠在多線程條件下使用，併發修改。

ArrayList、LinkedList 和 Vector 的區別

這也是一道老生常談的問題了

ArrayList、LinkedList、Vector 都是位於 java.util 包下的工具類，它們都實現了 List 接口。

ArrayList 的底層是動態數組，它是基於數組的特性而演變出來的，因此ArrayList 遍歷訪問很是快，可是增刪比較慢，由於會涉及到數組的拷貝。ArrayList 是一個非線程安全的容器，在併發場景下會形成問題，若是想使用線程安全的容器的話，推薦使用 Collections.synchronizedList；ArrayList 在擴容時會增長 50% 的容量。
LinkedList 的底層是雙向鏈表，因此 LinkedList 的增長和刪除很是快，只需把元素刪除，把各自的指針指向新的元素便可。可是 LinkedList 遍歷比較慢，由於只有每次訪問一個元素才能知道下一個元素的值。LinkedList 也是一個非線程安全的容器，推薦使用 Collections.synchronizedList
Vector 向量是最先出現的集合容器，Vector 是一個線程安全的容器，它的每一個方法都粗暴的加上了 synchronized 鎖，因此它的增刪、遍歷效率都很低。Vector 在擴容時，它的容量會增長一倍。

Exception 和 Error 有什麼區別

Exception 泛指的是 異常，Exception 主要分爲兩種異常，一種是編譯期出現的異常，稱爲 checkedException ，一種是程序運行期間出現的異常，稱爲 uncheckedException，常見的 checkedException 有 IOException，uncheckedException 統稱爲 RuntimeException，常見的 RuntimeException 主要有NullPointerException、 IllegalArgumentException、ArrayIndexOutofBoundException等，Exception 能夠被捕獲。

Error 是指程序運行過程當中出現的錯誤，一般狀況下會形成程序的崩潰，Error 一般是不可恢復的，Error 不能被捕獲。

詳細能夠參考這篇文章看完這篇 Exception 和 Error ，和麪試官扯皮就沒問題了

String、StringBuilder 和 StringBuffer 有什麼區別

String 特指的是 Java 中的字符串，String 類位於 java.lang 包下，String 類是由 final 修飾的，String 字符串一旦建立就不能被修改，任何對 String 進行修改的操做都至關於從新建立了一個字符串。String 字符串的底層使用 StringBuilder 來實現的

StringBuilder 位於 java.util 包下，StringBuilder 是一非線程安全的容器，StringBuilder 的 append 方法經常使用於字符串拼接，它的拼接效率要比 String 中 + 號的拼接效率高。StringBuilder 通常不用於併發環境

StringBuffer 位於 java.util 包下，StringBuffer 是一個線程安全的容器，多線程場景下通常使用 StringBuffer 用做字符串的拼接

StringBuilder 和 StringBuffer 都是繼承於AbstractStringBuilder 類，AbstractStringBuilder 類實現了 StringBuffer 和 StringBuilder 的常規操做。

動態代理是基於什麼原理

代理通常分爲靜態代理和 動態代理，它們都是代理模式的一種應用，靜態代理指的是在程序運行前已經編譯好，程序知道由誰來執行代理方法。

而動態代理只有在程序運行期間才能肯定，相比於靜態代理，動態代理的優點在於能夠很方便的對代理類的函數進行統一的處理，而不用修改每一個代理類中的方法。能夠說動態代理是基於 反射 實現的。經過反射咱們能夠直接操做類或者對象，好比獲取類的定義，獲取聲明的屬性和方法，調用方法，在運行時能夠修改類的定義。

動態代理是一種在運行時構建代理、動態處理方法調用的機制。動態代理的實現方式有不少，Java 提供的代理被稱爲 JDK 動態代理，JDK 動態代理是基於類的繼承。

int 和 Integer 的區別

int 和 Integer 區別可就太多了

int 是 Java 中的基本數據類型，int 表明的是 整型，一個 int 佔 4 字節，也就是 32 位，int 的初始值是默認值是 0 ，int 在 Java 內存模型中被分配在棧中，int 沒有方法。
Integer 是 Java 中的基本數據類型的包裝類，Integer 是一個對象，Integer 能夠進行方法調用，Integer 的默認值是 null，Integer 在 Java 內存模型中被分配在堆中。int 和 Integer 在計算時能夠進行相互轉換，int -> Integer 的過程稱爲 裝箱，Integer -> int 的過程稱爲 拆箱，Integer 還有 IntegerCache ，會自動緩存 -128 - 127 中的值

Java 提供了哪些 I/O 方式

Java I/O 方式有不少種，傳統的 I/O 也稱爲 BIO，主要流有以下幾種

Java I/O 包的實現比較簡單，可是容易出現性能瓶頸，傳統的 I/O 是基於同步阻塞的。

JDK 1.4 以後提供了 NIO，也就是位於 java.nio 包下，提供了基於 channel、Selector、Buffer的抽象，能夠構建多路複用、同步非阻塞 I/O 程序。

JDK 1.7 以後對 NIO 進行了進一步改進，引入了 異步非阻塞 的方式，也被稱爲 AIO(Asynchronous IO)。能夠用生活中的例子來講明：項目經理交給手下員工去改一個 bug，那麼項目經理不會一直等待員工解決 bug，他確定在員工解決 bug 的期間給其餘手下分配 bug 或者作其餘事情，員工解決完 bug 以後再告訴項目經理 bug 解決完了。

談談你知道的設計模式

一張思惟導圖鎮場

好比全局惟一性能夠用 單例模式。

可使用 策略模式 優化過多的 if...else...

制定標準用 模版模式

接手其餘人的鍋，但不想改原來的類用 適配器模式

使用 組合 而不是繼承

使用 裝飾器能夠製做加糖、加奶酪的咖啡

代理 能夠用於任何中間商......

Comparator 和 Comparable 有什麼不一樣

Comparable 更像是天然排序
Comparator 更像是定製排序

同時存在時採用 Comparator（定製排序）的規則進行比較。

對於一些普通的數據類型（好比 String, Integer, Double…），它們默認實現了Comparable 接口，實現了 compareTo 方法，咱們能夠直接使用。

而對於一些自定義類，它們可能在不一樣狀況下須要實現不一樣的比較策略，咱們能夠新建立 Comparator 接口，而後使用特定的 Comparator 實現進行比較。

Object 類中通常都有哪些方法

Object 類是全部對象的父類，它裏面包含一些全部對象都可以使用的方法

hashCode()：用於計算對象的哈希碼
equals()：用於對象之間比較值是否相等
toString(): 用於把對象轉換成爲字符串
clone(): 用於對象之間的拷貝
wait(): 用於實現對象之間的等待
notify(): 用於通知對象釋放資源
notifyAll(): 用於通知全部對象釋放資源
finalize(): 用於告知垃圾回收器進行垃圾回收
getClass(): 用於得到對象類

Java 泛型和類型擦除

關於 Java 泛型和擦除看着一篇就夠了。

反射的基本原理，反射建立類實例的三種方式是什麼

反射機制就是使 Java 程序在運行時具備自省(introspect) 的能力，經過反射咱們能夠直接操做類和對象，好比獲取某個類的定義，獲取類的屬性和方法，構造方法等。

建立類實例的三種方式是

對象實例.getClass()；
經過 Class.forName() 建立
對象實例.newInstance() 方法建立

強引用、若引用、虛引用和幻象引用的區別

咱們說的不一樣的引用類型其實都是邏輯上的，而對於虛擬機來講，主要體現的是對象的不一樣的可達性(reachable) 狀態和對垃圾收集(garbage collector)的影響。

能夠經過下面的流程來對對象的生命週期作一個總結

對象被建立並初始化，對象在運行時被使用，而後離開對象的做用域，對象會變成不可達並會被垃圾收集器回收。圖中用紅色標明的區域表示對象處於強可達階段。

JDK1.2 介紹了 java.lang.ref 包，對象的生命週期有四個階段：􏲧強可達􏰛(Strongly Reachable􏰜)、軟可達(Soft Reachable􏰜)、弱可達(Weak Reachable􏰜)、 幻象可達(Phantom Reachable􏰜)。

若是隻討論符合垃圾回收條件的對象，那麼只有三種：軟可達、弱可達和幻象可達。

軟可達：軟可達就是􏱬咱們只能經過軟引用􏳂才能訪問的狀態，軟可達的對象是由 SoftReference 引用的對象，而且沒有強引用的對象。軟引用是用來描述一些還有用可是非必須的對象。垃圾收集器會盡量長時間的保留軟引用的對象，可是會在發生 OutOfMemoryError 以前，回收軟引用的對象。若是回收完軟引用的對象，內存仍是不夠分配的話，就會直接拋出 OutOfMemoryError。
弱可達：弱可達的對象是 WeakReference 引用的對象。垃圾收集器能夠隨時收集弱引用的對象，不會嘗試保留軟引用的對象。
幻象可達：幻象可達是由 PhantomReference 引用的對象，幻象可達就是沒有強、軟、弱引用進行關聯，而且已經被 finalize 過了，只有幻象引用指向這個對象的時候。

除此以外，還有強可達和不可達的兩種可達性判斷條件

強可達：就是一個對象剛被建立、初始化、使用中的對象都是處於強可達的狀態
不可達(unreachable)：處於不可達的對象就意味着對象能夠被清除了。

下面是一個不一樣可達性狀態的轉換圖

判斷可達性條件，也是 JVM 垃圾收集器決定如何處理對象的一部分考慮因素。

全部的對象可達性引用都是 java.lang.ref.Reference 的子類，它裏面有一個get() 方法，返回引用對象。若是已經過程序或垃圾收集器清除了此引用對象，則此方法返回 null 。也就是說，除了幻象引用外，軟引用和弱引用都是能夠獲得對象的。並且這些對象能夠人爲拯救，變爲強引用，例如把 this 關鍵字賦值給對象，只要從新和引用鏈上的任意一個對象創建關聯便可。

final、finally 和 finalize() 的區別

這三者能夠說是沒有任何關聯之處，咱們上面談到了，final 能夠用來修飾類、變量和方法，能夠參考上面 final 的那道面試題。

finally 是一個關鍵字，它常常和 try 塊一塊兒使用，用於異常處理。使用 try...finally 的代碼塊種，finally 部分的代碼必定會被執行，因此咱們常常在 finally 方法中用於資源的關閉操做。

JDK1.7 中，推薦使用 try-with-resources 優雅的關閉資源，它直接使用 try(){} 進行資源的關閉便可，就不用寫 finally 關鍵字了。

finalize 是 Object 對象中的一個方法，用於對象的回收方法，這個方法咱們通常不推薦使用，finalize 是和垃圾回收關聯在一塊兒的，在 Java 9 中，將 finalize 標記爲了 deprecated，若是沒有特別緣由，不要實現 finalize 方法，也不要期望他來進行垃圾回收。

內部類有哪些分類，分別解釋一下

在 Java 中，能夠將一個類的定義放在另一個類的定義內部，這就是內部類。內部類自己就是類的一個屬性，與其餘屬性定義方式一致。

內部類的分類通常主要有四種

成員內部類
局部內部類
匿名內部類
靜態內部類

靜態內部類就是定義在類內部的靜態類，靜態內部類能夠訪問外部類全部的靜態變量，而不可訪問外部類的非靜態變量；

成員內部類 就是定義在類內部，成員位置上的非靜態類，就是成員內部類。成員內部類能夠訪問外部類全部的變量和方法，包括靜態和非靜態，私有和公有。

定義在方法中的內部類，就是局部內部類。定義在實例方法中的局部類能夠訪問外部類的全部變量和方法，定義在靜態方法中的局部類只能訪問外部類的靜態變量和方法。

匿名內部類 就是沒有名字的內部類，除了沒有名字，匿名內部類還有如下特色：

匿名內部類必須繼承一個抽象類或者實現一個接口
匿名內部類不能定義任何靜態成員和靜態方法。
當所在的方法的形參須要被匿名內部類使用時，必須聲明爲 final。
匿名內部類不能是抽象的，它必需要實現繼承的類或者實現的接口的全部抽象方法。

說出幾種經常使用的異常

NullPointerException: 空指針異常
NoSuchMethodException：找不到方法
IllegalArgumentException：不合法的參數異常
IndexOutOfBoundException: 數組下標越界異常
IOException：因爲文件未找到、未打開或者I/O操做不能進行而引發異常
ClassNotFoundException ：找不到文件所拋出的異常
NumberFormatException：字符的UTF代碼數據格式有錯引發異常；
InterruptedException：線程中斷拋出的異常

靜態綁定和動態綁定的區別

一個Java 程序要通過編寫、編譯、運行三個步驟，其中編寫代碼不在咱們討論的範圍以內，那麼咱們的重點天然就放在了編譯 和 運行這兩個階段，因爲編譯和運行階段過程至關繁瑣，下面就個人理解來進行解釋：

Java 程序從源文件建立到程序運行要通過兩大步驟：

一、編譯時期是由編譯器將源文件編譯成字節碼的過程

二、字節碼文件由Java虛擬機解釋執行

綁定

綁定就是一個方法的調用與調用這個方法的類鏈接在一塊兒的過程被稱爲綁定。

綁定主要分爲兩種：

靜態綁定和動態綁定

綁定的其餘叫法

靜態綁定 == 前期綁定 == 編譯時綁定

動態綁定 == 後期綁定 == 運行時綁定

爲了方便區分：下面統一稱呼爲靜態綁定和動態綁定

靜態綁定

在程序運行前，也就是編譯時期 JVM 就可以肯定方法由誰調用，這種機制稱爲靜態綁定

識別靜態綁定的三個關鍵字以及各自的理解

若是一個方法由 private、static、final 任意一個關鍵字所修飾，那麼這個方法是前期綁定的

構造方法也是前期綁定

private：private 關鍵字是私有的意思，若是被 private 修飾的方法是沒法由本類以外的其餘類所調用的，也就是本類所特有的方法，因此也就由編譯器識別此方法是屬於哪一個類的

public class Person {

    private String talk;

    private String canTalk(){
        return talk;
    }
}

class Animal{

    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();
        // private 修飾的方法是Person類獨有的，因此Animal類沒法訪問(動物原本就不能說話)
// p.canTalk();
    }
}
複製代碼

final：final 修飾的方法不能被重寫，可是能夠由子類進行調用，若是將方法聲明爲 final 能夠有效的關閉動態綁定

public class Fruit {

    private String fruitName;

    final String eatingFruit(String name){
        System.out.println("eating " + name);
        return fruitName;
    }
}

class Apple extends Fruit{

      // 不能重寫final方法，eatingFruit方法只屬於Fruit類，Apple類沒法調用
// String eatingFruit(String name){
// super.eatingFruit(name);
// }

    String eatingApple(String name){
        return super.eatingFruit(name);
    }
}
複製代碼

static： static 修飾的方法比較特殊，不用經過 new 出某個類來調用，由類名.變量名直接調用該方法，這個就很關鍵了，new 很關鍵，也能夠認爲是開啓多態的導火索，而由類名.變量名直接調用的話，此時的類名是肯定的，並不會產生多態，以下代碼：

public class SuperClass {

    public static void sayHello(){
        
        System.out.println("由 superClass 說你好");
    }
}

public class SubClass extends SuperClass{

    public static void sayHello(){
        System.out.println("由 SubClass 說你好");
    }

    public static void main(String[] args) {
        SuperClass.sayHello();
        SubClass.sayHello();
    }
}
複製代碼

SubClass 繼承 SuperClass 後，在

是沒法重寫 sayHello 方法的，也就是說 sayHello() 方法是對子類隱藏的，可是你能夠編寫本身的 sayHello() 方法，也就是子類 SubClass 的sayHello() 方法，因而可知，方法由 static 關鍵詞所修飾，也是編譯時綁定

動態綁定

在運行時根據具體對象的類型進行綁定

除了由 private、final、static 所修飾的方法和構造方法外，JVM 在運行期間決定方法由哪一個對象調用的過程稱爲動態綁定

若是把編譯、運行當作一條時間線的話，在運行前必需要進行程序的編譯過程，那麼在編譯期進行的綁定是前期綁定，在程序運行了，發生的綁定就是後期綁定

public class Father {

    void drinkMilk(){
        System.out.println("父親喜歡喝牛奶");
    }
}

public class Son extends Father{

    @Override
    void drinkMilk() {
        System.out.println("兒子喜歡喝牛奶");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Father son = new Son();
        son.drinkMilk();
    }
}
複製代碼

Son 類繼承 Father 類，並重寫了父類的 dringMilk() 方法，在輸出結果得出的是兒子喜歡喝牛奶。那麼上面的綁定方式是什麼呢？

上面的綁定方式稱之爲動態綁定，由於在你編寫 Father son = new Son() 的時候，編譯器並不知道 son 對象真正引用的是誰，在程序運行時期才知道，這個 son 是一個 Father 類的對象，可是卻指向了 Son 的引用，這種概念稱之爲多態，那麼咱們就可以整理出來多態的三個原則：