硬核！20 道經典 Java 基礎面試題

前言

大家好，我是陌溪

最近整理了 20 道 Java 基礎面試題，大家一起加油哈

1. ArrayList 和 LinkedList 有什麼區別？

可以從它們的底層數據結構、效率、開銷進行闡述哈

ArrayList 是數組的數據結構，LinkedList 是鏈表的數據結構。
隨機訪問的時候，ArrayList 的效率比較高，因爲 LinkedList 要移動指針，而 ArrayList 是基於索引 (index) 的數據結構，可以直接映射到。
插入、刪除數據時，LinkedList 的效率比較高，因爲 ArrayList 要移動數據。
LinkedList 比 ArrayList 開銷更大，因爲 LinkedList 的節點除了存儲數據，還需要存儲引用。

2. final, finally, finalize 的區別

final 用於聲明屬性, 方法和類, 分別表示屬性不可變, 方法不可覆蓋, 類不可繼承.
finally 是異常處理語句結構的一部分，表示總是執行.
finalize 是 Object 類的一個方法，在垃圾收集器執行的時候會調用被回收對象的此方法，可以覆蓋此方法提供垃圾收集時的其他資源回收，例如關閉文件等. JVM 不保證此方法總被調用.

3. 重寫和重載的區別

作用範圍：重寫的作用範圍是父類和子類之間；重載是發生在一個類裏面
參數列表：重載必須不同；重寫不能修改
返回類型：重載可修改；重寫方法返回相同類型或子類
拋出異常：重載可修改；重寫可減少或刪除，一定不能拋出新的或者更廣的異常
訪問權限：重載可修改；重寫一定不能做更嚴格的限制

4. Java 8 的接口新增了哪些特性？

JDK8 的新特性

lambada 表達式
函數式接口
方法引用
默認方法
Stream API
Optional
Date Time API（如 LocalDate）
重複註解
Base64
JVM 的新特性（如元空間 Metaspace 代替持久代）

5. 兩個對象的 hashCode() 相同，則 equals() 是否也一定爲 true？

兩個對象 equals 相等，則它們的 hashcode 必須相等，如果兩個對象的 hashCode() 相同，則 equals() 不一定爲 true。

hashCode 的常規協定：

在 Java 應用程序執行期間，在對同一對象多次調用 hashCode 方法時，必須一致地返回相同的整數，前提是將對象進行 equals 比較時所用的信息沒有被修改。從某一應用程序的一次執行到同一應用程序的另一次執行，該整數無需保持一致。

兩個對象的 equals() 相等，那麼對這兩個對象中的每個對象調用 hashCode 方法都必須生成相同的整數結果。

兩個對象的 equals() 不相等，那麼對這兩個對象中的任一對象上調用 hashCode 方法不要求一定生成不同的整數結果。但是，爲不相等的對象生成不同整數結果可以提高哈希表的性能。

6. 抽象類和接口有什麼區別

抽象類要被子類繼承，接口要被子類實現。
抽象類可以有構造方法，接口中不能有構造方法。
抽象類中可以有普通成員變量，接口中沒有普通成員變量，它的變量只能是公共的靜態的常量
一個類可以實現多個接口，但是隻能繼承一個父類，這個父類可以是抽象類。
接口只能做方法聲明，抽象類中可以作方法聲明，也可以做方法實現。
抽象級別（從高到低）：接口 > 抽象類 > 實現類。
抽象類主要是用來抽象類別，接口主要是用來抽象方法功能。
抽象類的關鍵字是 abstract，接口的關鍵字是 interface

7. BIO、NIO、AIO 有什麼區別？

BIO 是同步並阻塞的，NIO 是同步非阻塞，AIO 是異步非阻塞。

BIO：線程發起 IO 請求，不管內核是否準備好 IO 操作，從發起請求起，線程一直阻塞，直到操作完成。

NIO：線程發起 IO 請求，立即返回；內核在做好 IO 操作的準備之後，通過調用註冊的回調函數通知線程做 IO 操作，線程開始阻塞，直到操作完成。

AIO：線程發起 IO 請求，立即返回；內存做好 IO 操作的準備之後，做 IO 操作，直到操作完成或者失敗，通過調用註冊的回調函數通知線程做 IO 操作完成或者失敗。

BIO 是一個連接一個線程。,NIO 是一個請求一個線程。,AIO 是一個有效請求一個線程。

BIO：同步並阻塞，服務器實現模式爲一個連接一個線程，即客戶端有連接請求時服務器端就需要啓動一個線程進行處理，如果這個連接不做任何事情會造成不必要的線程開銷，當然可以通過線程池機制改善。

NIO：同步非阻塞，服務器實現模式爲一個請求一個線程，即客戶端發送的連接請求都會註冊到多路複用器上，多路複用器輪詢到連接有 I/O 請求時才啓動一個線程進行處理。

AIO：異步非阻塞，服務器實現模式爲一個有效請求一個線程，客戶端的 IO 請求都是由 OS 先完成了再通知服務器應用去啓動線程進行處理。

8. String，Stringbuffer，StringBuilder 的區別

String：

String 類是一個不可變的類，一旦創建就不可以修改。
String 是 final 類，不能被繼承
String 實現了 equals() 方法和 hashCode() 方法

StringBuffer：

繼承自 AbstractStringBuilder，是可變類。
StringBuffer 是線程安全的
可以通過 append 方法動態構造數據。

StringBuilder：

繼承自 AbstractStringBuilder，是可變類。
StringBuilder 是非線性安全的。
執行效率比 StringBuffer 高。

9. 靜態代理和動態代理的區別

靜態代理中代理類在編譯期就已經確定，而動態代理則是 JVM 運行時動態生成，靜態代理的效率相對動態代理來說相對高一些，但是靜態代理代碼冗餘大，一單需要修改接口，代理類和委託類都需要修改。

10. JAVA 中的幾種基本數據類型是什麼，各自佔用多少字節呢

J2bQjE

對於 boolean，官方文檔未明確定義，它依賴於 JVM 廠商的具體實現。邏輯上理解是佔用 1 位，但是實際中會考慮計算機高效存儲因素

感興趣的小夥伴，可以去看官網

11. Comparator 與 Comparable 有什麼區別？

Comparable & Comparator 都是用來實現集合中元素的比較、排序的，只是 Comparable 是在集合內部定義的方法實現的排序，Comparator 是在集合外部實現的排序，所以，如想實現排序，就需要在集合外定義 Comparator 接口的方法或在集合內實現 Comparable 接口的方法。
Comparator 位於包 java.util 下，而 Comparable 位於包 java.lang 下。
Comparable 是一個對象本身就已經支持自比較所需要實現的接口（如 String、Integer 自己就可以完成比較大小操作，已經實現了 Comparable 接口）自定義的類要在加入 list 容器中後能夠排序，可以實現 Comparable 接口，在用 Collections 類的 sort 方法排序時，如果不指定 Comparator，那麼就以自然順序排序，這裏的自然順序就是實現 Comparable 接口設定的排序方式。
而 Comparator 是一個專用的比較器，當這個對象不支持自比較或者自比較函數不能滿足你的要求時，你可以寫一個比較器來完成兩個對象之間大小的比較。
可以說一個是自已完成比較，一個是外部程序實現比較的差別而已。用 Comparator 是策略模式（strategy design pattern），就是不改變對象自身，而用一個策略對象（strategy object）來改變它的行爲。比如：你想對整數採用絕對值大小來排序，Integer 是不符合要求的，你不需要去修改 Integer 類（實際上你也不能這麼做）去改變它的排序行爲，只要使用一個實現了 Comparator 接口的對象來實現控制它的排序就行了。

12. JDK 動態代理和 CGLIB 動態代理的區別

JDK 動態代理只能對實現了接口的類生成代理，而不能針對類。
CGLIB 是針對類實現代理，主要是對指定的類生成一個子類，覆蓋其中的方法。因爲是繼承，所以該類或方法最好不要聲明成 final。

13. String 類能被繼承嗎，爲什麼。

首先，String 是一個 final 修飾的類，final 修飾的類不可以被繼承。

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {

String 類爲什麼不能被繼承呢？

有兩個原因：

效率性，String 類作爲最常用的類之一，禁止被繼承和重寫，可以提高效率。
安全性，String 類中有很多調用底層的本地方法，調用了操作系統的 API，如果方法可以重寫，可能被植入惡意代碼，破壞程序。

14. 說說 Java 中多態的實現原理

多態機制包括靜態多態（編譯時多態）和動態多態（運行時多態）
靜態多態比如說重載，動態多態一般指在運行時才能確定調用哪個方法。
我們通常所說的多態一般指運行時多態，也就是編譯時不確定究竟調用哪個具體方法，一直等到運行時才能確定。
多態實現方式：子類繼承父類（extends）和類實現接口（implements）
多態核心之處就在於對父類方法的改寫或對接口方法的實現，以取得在運行時不同的執行效果。
Java 裏對象方法的調用是依靠類信息裏的方法表實現的，對象方法引用調用和接口方法引用調用的大致思想是一樣的。當調用對象的某個方法時，JVM 查找該對象類的方法表以確定該方法的直接引用地址，有了地址後才真正調用該方法。

舉個例子吧，假設有個 Fruit 父類，一個 taste 味道方法，兩個子類 Apple 和 Pear，如下：

abstract class Fruit {
    abstract String taste() ;
}

class Apple extends Fruit {
    @Override
    String taste() {
        return "酸酸的";
    }
}

class Pear extends Fruit {
    @Override
    String taste() {
        return "甜甜的";
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Fruit f = new Apple();
        System.out.println(f.taste());
    }
}

程序運行，當調用對象 Fruit f 的方法 taste 時，JVM 查找 Fruit 對象類的方法表以確定 taste 方法的直接引用地址，到底來自 Apple 還是 Pear，確定後才真正調用對應子類的 taste 方法，

15. 說下面向對象四大特性

封裝、繼承、多態、抽象。

16. int 和 Integer 有什麼區別，還有 Integer 緩存的實現

這裏考察 3 個知識點吧：

int 是基本數據類型，interger 是 int 的封裝類
int 默認值爲 0 ，而 interger 默認值爲 null， Interger 使用需要判空處理
Integer 的緩存機制：爲了節省內存和提高性能，Integer 類在內部通過使用相同的對象引用實現緩存和重用，Integer 類默認在 - 128 ~ 127 之間，可以通過 -XX:AutoBoxCacheMax 進行修改，且這種機制僅在自動裝箱的時候有用，在使用構造器創建 Integer 對象時無用。

看個 Integer 的緩存的例子，加深一下印象哈：

Integer a = 10;
Integer b = 10;

Integer c = 129;
Integer d = 129;
System.out.println(a == b);
System.out.println(c == d);
輸出結果：
true
false

17. 說說反射的用途及實現原理，Java 獲取反射的三種方法

這道面試題，看我這篇文章哈：談談 Java 反射：從入門到實踐，再到原理

Java 獲取反射的三種方法：

第一種，使用 Class.forName 靜態方法。
第二種，使用類的. class 方法
第三種，使用實例對象的 getClass() 方法。

18. & 和 && 的區別

按位與, a&b 表示把 a 和 b 都轉換成二進制數，再進行與的運算；
& 和 && 都是邏輯運算符號，&& 又叫短路運算符
邏輯與，a&& b ，a&b 都表示當且僅當兩個操作數均爲 true 時，其結果才爲 true，否則爲 false。
邏輯與跟短路與的差別是非常巨大的，雖然二者都要求運算符左右兩端的布爾值都是 true，整個表達式的值纔是 true。但是，&& 之所以稱爲短路運算，是因爲如果 && 左邊的表達式的值是 false，右邊的表達式會被直接短路掉，不會進行運算。

19. Java 中 IO 流分爲幾種?

Java 中的流分爲兩種：一種是字節流，另一種是字符流。
IO 流分別由四個抽象類來表示（兩輸入兩輸出）:InputStream，OutputStream，Reader，Writer。

20.Java 有哪些數據類型

定義：Java 語言是強類型語言，對於每一種數據都定義了明確的具體的數據類型，在內存中分配了不同大小的內存空間。

基本數據類型

數值型
整數類型 (byte,short,int,long)
浮點類型 (float,double)
字符型 (char)
布爾型 (boolean)

引用數據類型

類 (class)
接口 (interface)
數組 ([])

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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/yCsAPhPsc5Cn8yJF7CoGGw

前言