Java后端面试题总结一

简介

分享几道常见的Java后端基础面试题，以下部分内容来自网络，只是笔者学习的一些总结，方便后面翻阅查看。

List 和 Set 的区别?

List , Set 都是继承自 Collection 接口
List 特点：元素有放入顺序，元素可重复， Set 特点：元素无放入顺序，元素不可重复，重复元素会覆盖掉，元素虽然无放入顺序，但是元素在set中的位置是有该元素的 HashCode 决定的，其位置其实是固定的，加入Set 的 Object 必须定义 equals ()方法，另外list支持for循环，也就是通过下标来遍历，也可以用迭代器，但是set只能用迭代，因为他无序，无法用下标来取得想要的值。

Set和List对比 Set：检索元素效率低下，删除和插入效率高，插入和删除不会引起元素位置改变。
List：和数组类似，List可以动态增长，查找元素效率高，插入删除元素效率低，因为会引起其他元素位置改变

HashSet 是如何保证不重复的?

向 HashSet 中 add ()元素时，判断元素是否存在的依据，不仅要比较hash值，同时还要结合 equles 方法比较。
HashSet 中的 add ()方法会使用 HashMap 的 add ()方法。以下是 HashSet 部分源码：

private static final Object PRESENT = new Object();
private transient HashMap<E,Object> map;
public HashSet() { map = new HashMap<>(); }
public boolean add(E e) {
return map.put(e, PRESENT)==null;
}

HashMap 的 key 是唯一的，由上面的代码可以看出 HashSet 添加进去的值就是作为 HashMap 的key。所以不会重复（ HashMap 比较key是否相等是先比较 hashcode 在比较 equals ）。

HashMap 是线程安全的吗，为什么不是线程安全的?

不是线程安全的；
如果有两个线程A和B，都进行插入数据，刚好这两条不同的数据经过哈希计算后得到的哈希码是一样的，且该位置还没有其他的数据。假设一种情况，线程A通过if判断，该位置没有哈希冲突，进入了if语句，还没有进行数据插入，这时候 CPU 就把资源让给了线程B，线程A停在了if语句里面，线程B判断该位置没有哈希冲突（线程A的数据还没插入），也进入了if语句，线程B执行完后，轮到线程A执行，现在线程A直接在该位置插入而不用再判断。这时候，你会发现线程A把线程B插入的数据给覆盖了。发生了线程不安全情况。本来在 HashMap 中，发生哈希冲突是可以用链表法或者红黑树来解决的，但是在多线程中，可能就直接给覆盖了。

HashMap 的扩容过程?

当向容器添加元素的时候，会判断当前容器的元素个数，如果大于等于阈值—即当前数组的长度乘以加载因子的值的时候，就要自动扩容啦。扩容( resize )就是重新计算容量，向 HashMap 对象里不停的添加元素，而 HashMap 对象内部的数组无法装载更多的元素时，对象就需要扩大数组的长度，以便能装入更多的元素。当然 Java 里的数组是无法自动扩容的，方法是使用一个新的数组代替已有的容量小的数组，就像我们用一个小桶装水，如果想装更多的水，就得换大水桶。

cap =3， hashMap 的容量为4；
cap =4， hashMap 的容量为4；
cap =5， hashMap 的容量为8；
cap =9， hashMap 的容量为16；
如果 cap 是2的n次方，则容量为 cap ，否则为大于 cap 的第一个2的n次方的数。

final、finally、finalize的区别？

final可以修饰类、变量、方法，修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。
finally一般作用在try-catch代码块中，在处理异常的时候，通常我们将一定要执行的代码方法finally代码块中，表示不管是否出现异常，该代码块都会执行，一般用来存放一些关闭资源的代码。
finalize是一个方法，属于Object类的一个方法，而Object类是所有类的父类，该方法一般由垃圾回收器来调用，当我们调用System.gc() 方法的时候，由垃圾回收器调用finalize()，回收垃圾，一个对象是否可回收的最后判断。

Java获取反射的三种方法?

1.通过new对象实现反射机制
2.通过路径实现反射机制
3.通过类名实现反射机制

//获取反射机制三种方式
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//方式一(通过建立对象)
Student stu = new Student(); Class classobj1 = stu.getClass(); System.out.println(classobj1.getName());
//方式二（所在通过路径-相对路径）
Class classobj2 = Class.forName("fanshe.Student"); System.out.println(classobj2.getName());
//方式三（通过类名）
Class classobj3 = Student.class; System.out.println(classobj3.getName()); }

Java反射机制?

Java 反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够获得这个类的所有属性和方法，对于任意一个对象都能够调用它的任意一个属性和方法。这种在运行时动态的获取信息以及动态调用对象的方法的功能称为 Java 的反射机制。
Class 类与 java.lang.reflect 类库一起对反射的概念进行了支持，该类库包含了 Field,Method,Constructor 类 (每个类都实现了 Member 接口)。这些类型的对象时由 JVM 在运行时创建的，用以表示未知类里对应的成员。这样你就可以使用 Constructor 创建新的对象，用 get() 和 set() 方法读取和修改与 Field 对象关联的字段，用invoke() 方法调用与 Method 对象关联的方法。另外，还可以调用 getFields() getMethods() 和 getConstructors() 等很便利的方法，以返回表示字段，方法，以及构造器的对象的数组。这样匿名对象的信息就能在运行时被完全确定下来，而在编译时不需要知道任何事情。

Cloneable 接口实现原理?

Cloneable接口是Java开发中常用的一个接口，它的作用是使一个类的实例能够将自身拷贝到另一个新的实例中，注意，这里所说的“拷贝”拷的是对象实例，而不是类的定义，进一步说，拷贝的是一个类的实例中各字段的值。

在开发过程中，拷贝实例是常见的一种操作，如果一个类中的字段较多，而我们又采用在客户端中逐字段复制的方法进行拷贝操作的话，将不可避免的造成客户端代码繁杂冗长，而且也无法对类中的私有成员进行复制，而如果让需要具备拷贝功能的类实现Cloneable接口，并重写clone()方法，就可以通过调用clone()方法的方式简洁地实现实例拷贝功能

浅拷贝是指拷贝对象时仅仅拷贝对象本身（包括对象中的基本变量），而不拷贝对象包含的引用指向的对象。深拷贝不仅拷贝对象本身，而且拷贝对象包含的引用指向的所有对象。
如：

对象 A1 中包含对 B1 的引用， B1 中包含对 C1 的引用。

浅拷贝 A1 得到 A2 ， A2 中依然包含对 B1 的引用， B1 中依然包含对 C1 的引用。
深拷贝则是对浅拷贝的递归，深拷贝A1 得到 A2 ， A2 中包含对 B2 （ B1 的 copy ）的引用， B2 中包含对 C2 （ C1 的 copy ）的引用。

若不对clone()方法进行改写，则调用此方法得到的对象即为浅拷贝

异常分类以及处理机制？

Java标准库内建了一些通用的异常，这些类以Throwable为顶层父类。
Throwable又派生出Error类和Exception类。

错误：Error类以及他的子类的实例，代表了JVM本身的错误。错误不能被程序员通过代码处理，Error很少出现。因此，程序员应该关注Exception为父类的分支下的各种异常类。
异常：Exception以及他的子类，代表程序运行时发送的各种不期望发生的事件。可以被Java异常处理机制使用，是异常处理的核心。

总体上我们根据 Javac 对异常的处理要求，将异常类分为二类。
非检查异常（ unckecked exception ）： Error 和 RuntimeException 以及他们的子类。
javac 在编译时，不会提示和发现这样的异常，不要求在程序处理这些异常。所以如果愿意，我们可以编写代码处理（使用 try… catch…finally ）这样的异常，也可以不处理。对于这些异常，我们应该修正代码，而不是去通过异常处理器处理。这样的异常发生的原因多半是代码写的有问题。
如：除0错误 ArithmeticException ，错误的强制类型转换错误ClassCastException，数组索引越界ArrayIndexOutOfBoundsException，使用了空对象NullPointerException 等等。
检查异常（ checked exception ）：除了 Error 和RuntimeException 的其它异常。 javac强制要求程序员为这样的异常做预备处理工作（使用 try…catch…finally 或者 throws ）。在方法中要么用try-catch 语句捕获它并处理，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。这样的异常一般是由程序的运行环境导致的。因为程序可能被运行在各种未知的环境下，而程序员无法干预用户如何使用他编写的程序，于是程序员就应该为这样的异常时刻准备着。如SQLException,IOException,ClassNotFoundException等。

wait 和 sleep 的区别？

1、sleep 来自 Thread 类，和 wait 来自 Object 类。
2、最主要是sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁，使得其他线程可以使用同步控制块或者方法。
3、wait，notify和 notifyAll 只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，而 sleep 可以在任何地方使用(使用范围)
4、sleep 必须捕获异常，而 wait ， notify 和 notifyAll 不需要捕获异常

(1) sleep 方法属于 Thread 类中方法，表示让一个线程进入睡眠状态，等待一定的时间之后，自动醒来进入到可运行状态，不会马上进入运行状态，因为线程调度机制恢复线程的运行也需要时间，一个线程对象调用了 sleep方法之后，并不会释放他所持有的所有对象锁，所以也就不会影响其他进程对象的运行。但在 sleep 的过程中过
程中有可能被其他对象调用它的 interrupt() ,产生InterruptedException 异常，如果你的程序不捕获这个异
常，线程就会异常终止，进入 TERMINATED 状态，如果你的程序捕获了这个异常，那么程序就会继续执行catch语句块(可能还有 finally 语句块)以及以后的代码。

注意 sleep() 方法是一个静态方法，也就是说他只对当前对象有效，通过 t.sleep() 让t对象进入 sleep，这样的做法是错误的，它只会是使当前线程被 sleep 而不是 t 线程。

(2) wait 属于 Object 的成员方法，一旦一个对象调用了wait方法，必须要采用 notify() 和 notifyAll() 方法唤醒该进程; 如果线程拥有某个或某些对象的同步锁，那么在调用了 wait() 后，这个线程就会释放它持有的所有同步资源，而不限于这个被调用了 wait() 方法的对象。 wait() 方法也同样会在 wait 的过程中有可能被其他对象调用 interrupt() 方法而产生。

数组在内存中如何分配？

对于 Java 数组的初始化，有以下两种方式：
静态初始化：初始化时由程序员显式指定每个数组元素的初始值，由系统决定数组长度，如：

//只是指定初始值，并没有指定数组的长度，但是系统为自动决定该数组的长度为4
String[] computers = {"Dell", "Lenovo", "Apple", "Acer"}; //①
//只是指定初始值，并没有指定数组的长度，但是系统为自动决定该数组的长度为3String[] names = new String[]{"多啦A梦", "大雄", "静香"}; //②

动态初始化：初始化时由程序员显示的指定数组的长度，由系统为数据每个元素分配初始值，如：

//只是指定了数组的长度，并没有显示的为数组指定初始值，但是系统会默认给数组数组元素分配初始值为null
String[] cars = new String[4]; //③

因为 Java 数组变量是引用类型的变量，所以上述几行初始化语句执行后，三个数组在内存中的分配情况如下图所示：

由上图可知，静态初始化方式，程序员虽然没有指定数组长度，但是系统已经自动帮我们给分配了，而动态初始化方式，程序员虽然没有显示的指定初始化值，但是因为 Java 数组是引用类型的变量，所以系统也为每个元素分配了初始化值 null ，当然不同类型的初始化值也是不一样的，假设是基本类型int类型，那么为系统分配的初始化值也是对应的默认值0。