Java面试题-经典基础知识

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1.  基础知识
   1.  集合类
      1.  简述

集合类是用来存放某类对象的。集合类有一个共同特点，就是它们只容纳对象（实际上是对象名，即指向地址的指针）。这一点和数组不同，数组可以容纳对象和简单数据。如果在集合类中既想使用简单数据类型，又想利用集合类的灵活性，就可以把简单数据类型数据变成该数据类型类的对象，然后放入集合中处理，但这样执行效率会降低。

集合类容纳的对象都是Object类的实例，一旦把一个对象置入集合类中，它的类信息将丢失，也就是说，集合类中容纳的都是指向Object类对象的指针。这样的设计是为了使集合类具有通用性，因为Object类是所有类的祖先，所以可以在这些集合中存放任何类而不受限制。当然这也带来了不便，这令使用集合成员之前必须对它重新造型。

集合类是Java数据结构的实现。在编写程序时，经常需要和各种数据打交道，为了处理这些数据而选用数据结构对于程序的运行效率是非常重要的。

1. 1. 1.  分类

Java中的集合类可以分为两大类：一类是实现Collection接口；另一类是实现Map接口。

Collection

├List

│├linkedList

│├ArrayList

│└Vector 线程安全

│　└Stack

└Set

Set是一种不包含重复的元素的Collection，即任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false，Set最多有一个null元素

Map

├Hashtable

├HashMap

└WeakHashMap

Hashtable继承Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象都可作为key或者value

HashMap和Hashtable类似，不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即null value和null key。

1. 1. 1.  特点

集合类的特点有三个：

第一点，集合类这种框架是高性能的。对基本类集（动态数组，链接表，树和散列表）的实现是高效率的。一般人很少去改动这些已经很成熟并且高效的APl；

第二点，集合类允许不同类型的集合以相同的方式和高度互操作方式工作；

第三点，集合类容易扩展和修改，程序员可以很容易地稍加改造就能满足自己的数据结构需求。

1. 1. 1.  集合类带来的好处

（1）降低编程难度：在编程中会经常需要链表、向量等集合类，如果自己动手写代码实现这些类，需要花费较多的时间和精力。调用Java中提供的这些接口和类，可以很容易的处理数据。

（2）提升程序的运行速度和质量：Java提供的集合类具有较高的质量，运行时速度也较快。使用这些集合类提供的数据结构，程序员可以从“重复造轮子”中解脱出来，将精力专注于提升程序的质量和性能。

（3）无需再学习新的APl：借助泛型，只要了解了这些类的使用方法，就可以将它们应用到很多数据类型中。如果知道了linkedList的使用方法，也会知道linkedList怎么用，则无需为每一种数据类型学习不同的API。

（4）增加代码重用性：也是借助泛型，就算对集合类中的元素类型进行了修改，集合类相关的代码也几乎不用修改

1. 1.  什么是开放 - 封闭法则 ( OCP )？

开放封闭原则（OCP，Open Closed Principle）是所有面向对象原则的核心。软件设计本身所追求的目标就是封装变化、降低耦合，而开放封闭原则正是对这一目标的最直接体；软件实体应该是可扩展，而不可修改的。也就是说，对扩展是开放的，而对修改是封闭的。

因此，开放封闭原则主要体现在两个方面：

对扩展开放，意味着有新的需求或变化时，可以对现有代码进行扩展，以适应新的情况。

对修改封闭，意味着类一旦设计完成，就可以独立完成其工作，而不要对类进行任何修改。

只有依赖于抽象。实现开放封闭的核心思想就是对抽象编程，而不对具体编程，因为抽象相对稳定。让类依赖于固定的抽象，所以对修改就是封闭的；而通过面向对象的继承和对多态机制，可以实现对抽象体的继承，通过覆写其方法来改变固有行为，实现新的扩展方法，所以对于扩展就是开放的。这是实施开放封闭原则的基本思路，同时这种机制是建立在两个基本的设计原则的基础上。

1. 1.  详细介绍一下对象在分带内存区域的分配过程？

JVM 会试图为相关 Java 对象在 Eden 中初始化一块内存区域。

当 Eden 空间足够时，内存申请结束；否则到下一步。

JVM 试图释放在 Eden 中所有不活跃的对象（这属于 1 或更高级的垃圾回收）。释放后若 Eden 空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分 Eden 中活跃对象放入 Survivor 区。

Survivor 区被用来作为 Eden 及 Old 的中间交换区域，当 Old 区空间足够时，Survivor 区的对象会被移到 Old 区，否则会被保留在 Survivor 区。

当 Old 区空间不够时，JVM 会在 Old 区进行完全的垃圾收集。

完全垃圾收集后，若 Survivor 及 Old 区仍然无法存放从 Eden 复制过来的部分对象，导致 JVM 无法在 Eden 区为新对象创建内存区域，则出现 “ out of memory ” 错误。

1. 1.  什么是内存溢出， 内存泄露？ 他们的区别是什么？

内存溢出 out of memory，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现 out of memory；

内存泄露 memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存，迟早会被占光。

内存溢出就是你要求分配的内存超出了系统能给你的，系统不能满足需求，于是产生溢出。

内存泄漏是指你向系统申请分配内存进行使用（new），可是使用完了以后却不归还（delete），结果你申请到的那块内存你自己也不能再访问（也许你把它的地址给弄丢了），而系统也不能再次将它分配给需要的程序。

1. 1.  介绍一下 JVM 提供的常用工具

jps：用来显示本地的 Java 进程，可以查看本地运行着几个 Java 程序，并显示他们的进程号。 命令格式：jps

jinfo：运行环境参数：Java System 属性和 JVM 命令行参数，Java class path 等信息。 命令格式：jinfo 进程 pid

jstat：监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。 命令格式：jstat -gc 123 250 20

jstack：可以观察到 JVM 中当前所有线程的运行情况和线程当前状态。 命令格式：jstack 进程 pid

jmap：观察运行中的 JVM 物理内存的占用情况（如：产生哪些对象，及其数量）。 命令格式：jmap [option] pid

1. 1.  说一下强引用、软引用、弱引用、虚引用以及他们之间和 gc 的关系

强引用：new 出的对象之类的引用，只要强引用还在，永远不会回收。

软引用：引用但非必须的对象，内存溢出异常之前，回收。

弱引用：非必须的对象，对象能生存到下一次垃圾收集发生之前。

虚引用：对生存时间无影响，在垃圾回收时得到通知。

1. 1.  关键字
      1.  switch 是否能作用在 byte 上，是否能作用在 long 上，是否能作用在 String 上
2. 在 Java 5 以前，switch(expr)中，expr 只能是 byte、short、char、int。
3. 从 Java5 开始，Java 中引入了枚举类型，expr 也可以是 enum 类型，
4. 从 Java 7 开始，expr 还可以是字符串（String），但是长整型（long）在目前所有的版本中都是不可以的。
   1. 1.  float f=3.4;是否正确

不正确。3.4 是双精度数，将双精度型（double）赋值给浮点型（float）属于下转型（down-casting，也称为窄化）会造成精度损失，因此需要强制类型转换float f =(float)3.4; 或者写成 float f =3.4F;。

1. 1. 1.  this与super的区别
2. super:它引用当前对象的直接父类中的成员（用来访问直接父类中被隐藏的父类中成员数据或函数，基类与派生类中有相同成员定义时如：super.变量名 super.成员函数据名（实参）
3. this：它代表当前对象名（在程序中易产生二义性之处，应使用this来指明当前对象；如果函数的形参与类中的成员数据同名，这时需用this来指明成员变量名）
4. super()和this()类似,区别是，super()在子类中调用父类的构造方法，this()在本类内调用本类的其它构造方法。
5. super()和this()均需放在构造方法内第一行。
6. 尽管可以用this调用一个构造器，但却不能调用两个。
7. this和super不能同时出现在一个构造函数里面，因为this必然会调用其它的构造函数，其它的构造函数必然也会有super语句的存在，所以在同一个构造函数里面有相同的语句，就失去了语句的意义，编译器也不会通过。
8. this()和super()都指的是对象，所以，均不可以在static环境中使用。包括：static变量,static方法，static语句块。
9. 从本质上讲，this是一个指向本对象的指针, 然而super是一个Java关键字。
   1. 1.  break ,continue ,return 的区别及作用

1. break 跳出总上一层循环，不再执行循环(结束当前的循环体)
2. continue 跳出本次循环，继续执行下次循环(结束正在执行的循环 进入下一个循环条件)
3. return 程序返回，不再执行下面的代码(结束当前的方法 直接返回)
   1. 1.  BIO,NIO,AIO 有什么区别?

1. 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。
2. 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。
3. 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。
   1. 1.  String str="i"与 String str=new String(“i”)一样吗？

不一样，因为内存的分配方式不一样。String str="i"的方式，java 虚拟机会将其分配到常量池中；而 String str=new String(“i”) 则会被分到堆内存中。

1. 1. 1. java中String、StringBuffer和StringBuilder的区别

java中用于处理字符串常用的有三个类:

1、java.lang.String

2、java.lang.StringBuffer

3、java.lang.StrungBuilder

1. 三者共同之处:都是final类,不允许被继承，主要是从性能和安全性上考虑的，因为这几个类都是经常被使用着，且考虑到防止其中的参数被参数修改影响到其他的应用。
2. StringBuffer是线程安全，可以不需要额外的同步用于多线程中;
3. StringBuilder是非同步,运行于多线程中就需要使用着单独同步处理，但是速度就比StringBuffer快多了;
4. StringBuffer与StringBuilder两者共同之处:可以通过append、indert进行字符串的操作。

String实现了三个接口:Serializable、Comparable、CarSequence

StringBuilder只实现了两个接口Serializable、CharSequence，相比之下String的实例可以通过compareTo方法进行比较，其他两个不可以。

1. 首先说运行速度，或者说是执行速度，在这方面运行速度快慢为：StringBuilder > StringBuffer > String

String最慢的原因：String为字符串常量，而StringBuilder和StringBuffer均为字符串变量，即String对象一旦创建之后该对象是不可更改的，但后两者的对象是变量，是可以更改的