java 常見問題總結（一）
Q：面向物件程式設計的四大特性及其含義？
對現實世界的事物進行概括，抽象為在計算機虛擬世界中有意義的實體
封裝：將某事物的屬性和行為包裝到物件中，構成一個不可分割的獨立實體，資料被保護在抽象資料型別的內部，並且儘可能地隱藏內部的細節，只保留一些對外介面使之與外部發生聯絡
繼承：子類繼承父類，不僅可以有父類原有的方法和屬性，也可以增加自己的或者重寫父類的方法及屬性
多型：允許不同類的物件對同一訊息做出各自的響應
Q：String、StringBuffer和StringBuilder的區別？
String是字串常量，而StringBuffer、StringBuilder都是字串變數，即String物件一建立後不可更改，而後兩者的物件是可更改的： StringBuffer是執行緒安全的，而StringBuilder是非執行緒安全的，這是由於StringBuffer對方法加了同步鎖或者對呼叫的方法加了同步鎖 String更適用於少量的字串操作的情況，StringBuilder適用於單執行緒下在字元緩衝區進行大量操作的情況，StringBuffer適用於多執行緒下在字元緩衝區進行大量操作的情況
Q：String a=""和String a=new String("")的的關係和異同？
通過String a=""直接賦值的方式得到的是一個字串常量，存在於常量池；注意，相同內容的字串在常量池中只有一個，即如果池已包含內容相等的字串會返回池中的字串，反之會將該字串放入池中
通過new String("")建立的字串不是常量是例項物件，會在堆記憶體開闢空間並存放資料，且每個例項物件都有自己的地址空間
引申：對於用String a=""和String a=new String("")兩種方式定義的字串，判斷使用equals()、"=="比較結果是什麼
Q：Object的equal()和==的區別？
equals()：是Object的公有方法，具體含義取決於如何重寫，比如String的equals()比較的是兩個字串的內容是否相同
"==" ：對於基本資料型別來說，比較的是兩個變數值是夠是否相等，對於引用型別來說，比較的是兩個物件的記憶體地址是否相同
引申：對於用String a=""和String a=new String("")兩種方式定義的字串，判斷使用equals()、"=="比較結果是什麼
Q：裝箱、拆箱什麼含義？
裝箱就是自動將基本資料型別轉換為包裝器型別，拆箱就是自動將包裝器型別轉換為基本資料型別
Q：int和Integer的區別？
Integer是int的包裝類，int則是java的一種基本資料型別 Integer變數必須例項化後才能使用，而int變數不需要 Integer實際是物件的引用，當new一個Integer時，實際上是生成一個指標指向此物件；而int則是直接儲存資料值 Integer的預設值是null，int的預設值是0
Q：遇見過哪些執行時異常？異常處理機制知道哪些？
對Throwable異常進行分類說明每種異常的特點和常見問題，簡述幾種常見異常處理機制，詳見Java基礎之異常機制
（1） Throwable繼承層次結構，可見分成兩大類Error和Exception：
Error（錯誤）:指程式 無法 恢復的異常情況，表示執行應用程式中較嚴重的問題；發生於虛擬機器自身、或者在虛擬機器試圖執行應用時，如Virtual MachineError（Java虛擬機器執行錯誤）、NoClassDefFoundError（類定義錯誤）；屬於 不可查 異常，即不強制程式設計師必須處理，即使不處理也不會出現語法錯誤。
Exception（異常）:指程式 有可能 恢復的異常情況，表示程式本身可以處理的異常。又分兩大類：
RuntimeException（執行時異常）：由程式 自身 的問題導致產生的異常；如NullPointerException（空指標異常）、IndexOutOfBoundsException（下標越界異常）；屬於 不可查 異常。
非執行時異常：由程式 外部 的問題引起的異常；除了RuntimeException以外的異常，如FileNotFoundException（檔案不存在異常）；屬於 可查 異常，即強制程式設計師必須進行處理，如果不進行處理則會出現語法錯誤。
（2）常見的異常處理機制有：
捕捉異常：由系統自動丟擲異常，即try捕獲異常->catch處理異常->finally 最終處理
丟擲異常：在方法中將異常物件 顯性 地丟擲，之後異常會沿著呼叫層次向上丟擲，交由呼叫它的方法來處理。配合throws宣告丟擲的異常和throw丟擲異常
自定義異常：繼承Execption類或其子類
Q：什麼是反射，有什麼作用和應用？Java基礎之泛型&反射
含義 ：在執行狀態中，對於任意一個類都能知道它的所有屬性和方法，對於任何一個物件都能夠呼叫它的任何一個方法和屬性。
功能 ：動態性，體現在：在執行時判斷任意一個類所具有的屬性和方法； 在執行時判斷任意一個物件所屬的類；在執行時構造任意一個類的物件；在執行時呼叫任意一個物件的方法；生成動態代理
引申：是否在專案中使用過反射機制，有什麼優缺點
Q：什麼是內部類？有什麼作用？靜態內部類和非靜態內部類的區別？
內部類就是定義在另外一個類裡面的類。它隱藏在外部類中，封裝性更強，不允許除外部類外的其他類訪問它；但它可直接訪問外部類的成員。靜態內部類和非靜態內部類的區別有：
靜態內部類是指被宣告為static的內部類，可不依賴外部類例項化；而非靜態內部類需要通過生成外部類來間接生成。
靜態內部類只能訪問外部類的靜態成員變數和靜態方法，而非靜態內部類由於持有對外部類的引用，可以訪問外部類的所用成員
引申：談談匿名內部類
Q：final、finally、finalize()分別表示什麼含義
final關鍵字表示不可更改，具體體現在：
final修飾的變數必須要初始化，且賦初值後不能再重新賦值
final修飾的方法不能被子類重寫
final修飾的類不能被繼承
finally：和try、catch成套使用進行異常處理，無論是否捕獲或處理異常，finally塊裡的語句都會被執行，在以下4種特殊情況下，finally塊才不會被執行：
在finally語句塊中發生了異常
在前面的程式碼中用了System.exit()退出程式
程式所在的執行緒死亡
關閉CPU
finalize()：是Object中的方法，當垃圾回收器將回收物件從記憶體中清除出去之前會呼叫finalize()，但此時並不代表該回收物件一定會“死亡”，還有機會“逃脫”
Q：重寫和過載的區別？
參考回答：重寫表示子類重寫父類的方法；過載表示有多個同名函式同時存在，區別在於有不同的引數個數或型別
引申：談談動態分派和靜態分派
Q：抽象類和介面的異同？
使用上的區別：一個類只能繼承一個抽象類卻可以實現多個介面
設計上的區別：介面是對行為的抽象，無需有子類的前提，是自上而下的設計理念；抽象類是對類的抽象，建立於相似子類之上，是自下而上的設計理念
Q：為什麼匿名內部類中使用區域性變數要用final修飾？
一方面，由於方法中的區域性變數的生命週期很短，一旦方法結束變數就要被銷燬，為了保證在內部類中能找到外部區域性變數，通過final關鍵字可得到一個外部變數的引用；另一方面，通過final關鍵字也不會在內部類去做修改該變數的值，保護了資料的一致性。
Q：Object有哪些公有方法？
equals()： 和==作用相似
hashCode()：用於雜湊查詢，重寫了equals()一般都要重寫該方法
getClass()： 獲取Class物件
wait()：讓當前執行緒進入等待狀態，並釋放它所持有的鎖
notify()¬ifyAll()： 喚醒一個（所有）正處於等待狀態的執行緒
toString()：轉換成字串
引申：equals()和==的不同、在synchronized 同步程式碼塊裡wait()和notify()¬ifyAll()如何配合、hashCode()和equals()的關係、獲取Class物件還有什麼方法
Q：Java集合框架中有哪些類？都有什麼特點
可將Java集合框架大致可分為Set、List、Queue 和Map四種體系
Set：代表 無序、不可重複 的集合，常見的類如HashSet、TreeSet
List：代表 有序、可重複 的集合，常見的類如動態陣列ArrayList、雙向連結串列LinkedList、可變陣列Vector
Map：代表具有 對映關係 的集合，常見的類如HashMap、LinkedHashMap、TreeMap
Queue：代表一種 佇列 集合
Q：集合、陣列、泛型的關係，並比較
（1）集合和陣列的區別：
陣列元素可以是基本型別，也可以是物件；陣列長度限定；陣列只能儲存一種型別的資料元素
集合元素只能是物件；集合長度可變；集合可儲存不同種的資料元素
（2）泛型相比與集合的好處在於它 安全簡單 。具體體現在提供編譯時的強型別檢查，而不用等到執行；可避免類型別強制轉換
Q：ArrayList和LinkList的區別？
ArrayList 的底層結構是 陣列 ，可用索引實現快速查詢；是動態陣列，相比於陣列容量可實現動態增長
LinkedList 底層結構是 連結串列 ，增刪速度快；是一個 雙向迴圈 連結串列，也可以被當作堆疊、佇列或雙端佇列
Q：ArrayList和Vector的區別？
安全，建議在單執行緒中才使用ArrayList，而在多執行緒中可以選擇Vector或者CopyOnWriteArrayList；預設初始容量為10，每次擴容為原來的1.5倍
Vector 使用了synchronized關鍵字，是 執行緒安全 的，比ArrayList開銷更大，訪問更慢；預設初始容量為10，預設每次擴容為原來的2倍，可通過 capacityIncrement 屬性設定
Q：HashSet和TreeSet的區別？
HashSet 不能保證元素的排列順序；使用 Hash演算法 來儲存集合中的元素，有良好的存取和查詢效能；通過equal()判斷兩個元素是否相等，並兩個元素的hashCode()返回值也相等
TreeSet 是SortedSet介面的實現類，根據元素 實際值的大小 進行排序；採用 紅黑樹 的資料結構來儲存集合元素；支援兩種排序方法： 自然排序 （預設情況）和 定製排序 。前者通過實現 Comparable介面 中的compareTo()比較兩個元素之間大小關係，然後按升序排列；後者通過實現 Comparator介面 中的compare()比較兩個元素之間大小關係，實現定製排列
Q：HashMap和Hashtable的區別？
HashMap 基於AbstractMap類，實現了Map、 Cloneable （能被克隆）、 Serializable （支援序列化）介面； 非執行緒安全 ；允許存在一個為null的key和任意個為null的value；採用 連結串列雜湊 的資料結構，即陣列和連結串列的結合；初始容量為16，填充因子預設為0.75，擴容時是當前容量翻倍，即2capacity
Hashtable 基於Map介面和Dictionary類； 執行緒安全 ，開銷比HashMap大，如果多執行緒訪問一個Map物件，使用Hashtable更好；不允許使用null作為key和value；底層基於雜湊表結構；初始容量為11，填充因子預設為0.75，擴容時是容量翻倍+1，即2capacity+1
Q：HashMap在put、get元素的過程？體現了什麼資料結構？
向Hashmap中put元素時，首先判斷key是否為空，為空則直接呼叫putForNullKey()，不為空則計算key的hash值得到該元素在陣列中的下標值；如果陣列在該位置處沒有元素，就直接儲存；如果有，還要比較是否存在相同的key，存在的話就覆蓋原來key的value，否則將該元素儲存在鏈頭，先儲存的在鏈尾。
從Hashmap中get元素時，計算key的hash值找到在陣列中的對應的下標值，返回該key對應的value即可，如果有衝突就遍歷該位置連結串列尋找key相同的元素並返回對應的value
由此可看出HashMap採用 連結串列雜湊 的資料結構，即陣列和連結串列的結合，在Java8後又結合了紅黑樹，當連結串列元素超過8個將連結串列轉換為紅黑樹
Q：如何解決Hash衝突？
開放定址法：常見的線性探測方式，在衝突發生時，順序查看錶中下一單元，直到找出一個空單元或查遍全表
鏈地址法：將有衝突陣列位置生出連結串列
建立公共溢位區：將雜湊表分為基本表和溢位表兩部分，和基本表發生衝突的元素一律填入溢位表
再雜湊法：構造多個不同的雜湊函式，有衝突使用下一個雜湊函式計算hash值
Q：如何保證HashMap執行緒安全？什麼原理？
思路：這裡回答一種辦法，使用ConcurrentHashMap
參考回答：ConcurrentHashMap是執行緒安全的HashMap，它採取鎖分段技術，將資料分成一段一段的儲存，然後給每一段資料配一把鎖，當一個執行緒佔用鎖訪問其中一個段資料的時候，其他段的資料也能被其他執行緒訪問。在JDK1.8中對ConcurrentHashmap做了兩個改進：
取消segments欄位，直接採用transient volatile HashEntry<K,V>[] table儲存資料，將陣列元素作為鎖，對每一行資料進行加鎖，可減少併發衝突的概率
資料結構由“陣列＋單向連結串列”變為“陣列＋單向連結串列＋紅黑樹”，使得查詢的時間複雜度可以降低到O(logN)，改進一定的效能。
引申：LinkHashMap執行緒安全的底層實現
Q：HashMap是有序的嗎？如何實現有序？
技術點：LinkHashMap
思路：這裡回答一種辦法，使用LinkedHashMap
HashMap是無序的，而LinkedHashMap是有序的HashMap，預設為插入順序，還可以是訪問順序，基本原理是其內部通過Entry維護了一個雙向連結串列，負責維護Map的迭代順序
引申：LinkHashMap有序的底層實現
Q：HashMap是如何擴容的？如何避免擴容？
HashMap幾個預設值，初始容量為16、填充因子預設為0.75、擴容時容量翻倍。也就是說當HashMap中元素個數超過16*0.75=12時會把陣列的大小擴充套件為2*16=32，然後重新計算每個元素在陣列中的位置
由於每次擴容還需要重新計算元素Hash值，損耗效能，所以建議在使用HashMap時，最好先估算Map的大小，設定初始值，避免頻繁擴容
Q：hashcode()的作用，與equal()有什麼區別？
hashCode()用於計算物件的Hash值，確認物件在雜湊儲存結構中的儲存地址。和equal()的區別：
equals()比較兩個物件的地址值是否相等 ；hashCode()得到的是物件的儲存位置，可能不同物件會得到相同值
有兩個物件，若equals()相等，則hashcode()一定相等；hashcode()不等，則equals()一定不相等；hashcode()相等，equals()可能相等、可能不等
使用equals()比較兩個物件是否相等效率較低，最快辦法是先用hashCode()比較，如果hashCode()不相等，則這兩個物件肯定不相等；如果hashCode()相等，此時再用equal()比較，如果equal()也相等，則這兩個物件的確相等，反之併發
Q：同步和非同步、阻塞和非阻塞的概念
同步和非同步體現的是訊息的通知機制：所謂同步，方法A呼叫方法B後必須等到方法B返回結果才能繼續後面的操作；所謂非同步，方法A呼叫方法B後可讓方法B在呼叫結束後通過回撥等方式通知方法A
阻塞和非阻塞側重於等待訊息時的狀態：所謂阻塞，就是在結果返回之前讓當前執行緒掛起；所謂非阻塞，就是在等待時可做其他事情，通過輪詢去詢問是否已返回結果
Q：Thread的join()有什麼作用？
參考回答：Thread的join()的含義是等待該執行緒終止，即將掛起呼叫執行緒的執行，直到被呼叫的物件完成它的執行。比如存在兩個執行緒t1和t2，下述程式碼表示先啟動t1，直到t1的任務結束，才輪到t2啟動。
t1.start();
t1.join();
t2.start();
Q：執行緒的有哪些狀態？
可分條解釋每種狀態的特點以及如何轉換。詳見 ofollow,noindex">要點提煉| 理解JVM之記憶體模型&執行緒
參考回答：在任意一個時間點，一個執行緒只能有且只有其中的一種狀態：
新建 （New）：執行緒建立後尚未啟動
執行 （Runable）：包括正在執行（Running）和等待著CPU為它分配執行時間（Ready）兩種
無限期等待 （Waiting）：該執行緒不會被分配CPU執行時間，要等待被其他執行緒顯式地喚醒。以下方法會讓執行緒陷入無限期等待狀態：
沒有設定Timeout引數的Object.wait()
沒有設定Timeout引數的Thread.join()
LockSupport.park()
限期等待 （Timed Waiting）：該執行緒不會被分配CPU執行時間，但在一定時間後會被系統自動喚醒。以下方法會讓執行緒進入限期等待狀態：
Thread.sleep()
設定了Timeout引數的Object.wai()
設定了Timeout引數的Thread.join()
LockSupport.parkNanos()
LockSupport.parkUntil()
阻塞 （Blocked）：執行緒被阻塞。和等待狀態不同的是，阻塞狀態表示在等待獲取到一個 排他鎖 ，在另外一個執行緒放棄這個鎖的時候發生；而等待狀態表示在等待一段 時間 或者 喚醒動作 的發生，在程式等待進入同步區域的時候發生。
結束 （Terminated）：執行緒已經結束執行
Q：什麼是執行緒安全？保障執行緒安全有哪些手段？
思路：詳見 要點提煉| 理解JVM之執行緒安全&鎖優化
參考回答：執行緒安全就是當多個執行緒訪問一個物件時，如果不用考慮這些執行緒在執行時環境下的排程和交替執行，也不需要進行額外的同步，或者在呼叫方進行任何其他的協調操作，呼叫這個物件的行為都可以獲得正確的結果，那這個物件是執行緒安全的。保證執行緒安全可從多執行緒三特性出發：
原子性 （Atomicity）：單個或多個操作是要麼全部執行，要麼都不執行
Lock：保證同時只有一個執行緒能拿到鎖，並執行申請鎖和釋放鎖的程式碼
synchronized：對執行緒加獨佔鎖，被它修飾的類/方法/變數只允許一個執行緒訪問
可見性 （Visibility）：當一個執行緒修改了共享變數的值，其他執行緒能夠立即得知這個修改
volatile：保證新值能 立即 同步到主記憶體，且每次使用前立即從主記憶體重新整理；
synchronized：在釋放鎖之前會將工作記憶體新值更新到主存中
有序性 （Ordering）：程式程式碼按照指令順序執行
volatile： 本身就包含了禁止指令重排序的語義
synchronized：保證一個變數在同一個時刻只允許一條執行緒對其進行lock操作，使得持有同一個鎖的兩個同步塊只能序列地進入
Q：ReentrantLock和synchronized的區別?
技術點：執行緒安全（ReentrantLock、synchronized）
思路：詳見 要點提煉| 理解JVM之執行緒安全&鎖優化
參考回答： ReentrantLock與synchronized的 不同 在於ReentrantLock：
等待可中斷 ：當持有鎖的執行緒長期不釋放鎖的時候，正在等待的執行緒可以選擇放棄等待，改為處理其他事情。
公平鎖 ：多個執行緒在等待同一個鎖時，必須按照申請鎖的時間順序來依次獲得鎖。而synchronized是非公平的，即在鎖被釋放時，任何一個等待鎖的執行緒都有機會獲得鎖。ReentrantLock預設情況下也是非公平的，但可以通過帶布林值的建構函式改用公平鎖。
鎖繫結多個條件 ：一個ReentrantLock物件可以通過多次呼叫newCondition()同時繫結多個Condition物件。而在synchronized中，鎖物件wait()和notify()或notifyAl()只能實現一個隱含的條件，若要和多於一個的條件關聯不得不額外地新增一個鎖。
Q：synchronized和volatile的區別？
synchronized能保證操作的原子性，而volatile不可以，假設執行緒A和執行緒B同時讀取到變數a值，A修改a後將值更新到主記憶體，同時B也修改a值會覆蓋A的修改操作 synchronized可修飾變數、方法和類，而volatile只能修飾變數 synchronized可能會造成執行緒阻塞，而volatile不會造成執行緒的阻塞
Q：synchronized同步程式碼塊還有同步方法本質上鎖住的是誰？為什麼？
參考回答：本質上鎖住的是物件。在java虛擬機器中，每個物件和類在邏輯上都和一個監視器相關聯，synchronized本質上是對一個物件監視器的獲取。當執行同步程式碼塊或同步方法時，執行方法的執行緒必須先獲得該物件的監視器，才能進入同步程式碼塊或同步方法；而沒有獲取到的執行緒將會進入阻塞佇列，直到成功獲取物件監視器的執行緒執行結束並釋放鎖後，才會喚醒阻塞佇列的執行緒，使其重新嘗試對物件監視器的獲取。
Q：sleep()和wait()的區別？
sleep()來自Thread類；wait()來自Object類 sleep()用於執行緒控制自身流程；而wait()用於執行緒間通訊，配合notify()/notifyAll()在同步程式碼塊或同步方法裡使用 sleep()的執行緒不會釋放物件鎖；wait()會釋放物件鎖進入等待狀態，使得其他執行緒能使用同步程式碼塊或同步方法