Java基础八股

Java语言

Java语言有什么特点

• Java是一门面向对象的编程语言,具备封装,继承,多态,抽象四大特性
  封装: 提高类的易用性,减少编程过程中代码出错的风险
  继承: 实现代码的复用
  抽象: 能让程序的设计和实现分离
  多态: 提高了程序的可扩展性

• Java具有平台独立性和移植性
  一次编写,到处运行.已编译的Java程序可以在任何带有JVM的平台上运行.
  方式: 将代码编译成.class文件,再把class文件打成java包,这个jar包就可以在不同的平台运行了.

• Java具有稳健型
  Java上一个强类型语言:
  检测潜在类型不匹配问题的功能;
  要求显示的方法声明,不支持c风格的隐式说明;
  有异常处理;

Java与C++区别

• C++支持多继承,并且有指针的概念,程序员自己管理内存
• Java上单继承,可以用接口实现多继承;Java不提供指针直接访问内存,有JVM自动内存管理机制,不需要程序员手动释放无用内存.

Java如何实现跨平台

Java通过JVM(Java虚拟机)实现跨平台
JVM可以理解成一个软件,不同平台有不同版本.
编写的Java代码编译后生成.class文件(字节码文件).
JVM就是负责将字节码文件翻译成特定平台下的机器码.
不同平台下翻译生成的字节码上一样的,但是由JVM翻译成的机器码却不一样的.

JVMvsJDKvsJRE

JVM上运行Java字节码的虚拟机.
JVM有针对不同系统的特定实现(windos,linux,macOS)
目的是使用相同的字节码,他们都会给出相同的结果.
JVM并不是只有一种,只要满足JVM规范,每个人或组织都可以开发自己的专属JVM.

JDK
JDK是Java Development Kit(Java开发工具包) 缩写,它是功能齐全的Java 还有编译器和工具,可以创建和编译程序.

SDK(Software Development Kit)软件开发工具包.

JRE
Java运行时环境,它是运行已编译Java程序所需的所有内容集合(包括JVM,Java类库,Java命令和其他一些基础构件)

总结
JRE = JVM+Java核心库
JDK = jRE+Java工具+编译器+调试器

什么是字节码,采用字节码的好处是什么?

JVM可以理解的代码为字节码(扩展名为.class的文件),它不面向任何特定的处理器,只面向虚拟机.
一定程序上解决了传统解释型语言执行效率低的问题,同时又保留了解释型语言可移植的特点.
因为字节码并不针对一种特定的机器,所以Java程序无序重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行.

在.class->机器码这步,JVM类加载器首先加载字节码文件,然后通过解释器逐行解释.
但这种方式执行速度相对较慢,同时有些方法和代码块是需要被经常调用(热点代码)
我们引进JIT(just-in-time compilation,及时编译)编译器.
JIT完成第一次编译后,会将字节码对应的机器码保存下来,下次可以直接使用.

为什么说Java语言是“编译与解释并存“

高级编程语言按照程序的执行方式分为两种:

• 编译型
  编译型语言通过编译器将源代码一次性翻译为可被该平台执行的机器码.
  执行速度比较快,开发效率比较低(C,C++,Go,Rust)
• 解释型
  通过解释器一句一句将代码解释为机器代码后再执行.
  解释型语言执行速度比较慢,开发效率比较快(Python,JS,PHP等)
  JVM为了避免解释型语言带来的执行效率低问题,采用了即时编译JIT技术,将热点代码的字节码直接编译为机器指令来提高性能.
  Java程序要经过先编译,后解释两个步骤,由Java编写的程序需要先经过编译步骤,生成字节码(.class文件),这种字节码必须由Java解释器来解释执行.
  先编译为字节码目的是实现平台无关性,而字节码采用解释的方式是为了实现一些动态特性(例如动态代理),最后JIT会因为性能需要进行一个提前编译.

Java和C++的区别

Java和C++都是面向对象语言,都支持封装,继承和多态,但还是有一些方面不同

• Java不提供指针直接访问内存,程序内存更加方便,并且提供垃圾回收机制,不需要程序员手动释放无用内存
• Java类是单继承,C++支持多继承,但Java提供接口来解决提供多继承功能
• Java只支持方法重载,不支持操作符重载

标识符和关键字的区别是什么

写程序时,需要为程序,类,变量,方法取名字就有了标识符.
简单来说,标识符就是一个名字
但对于有些标识符,Java语言已经赋予了其特殊的含义,只能用于特定的地方,这些特殊的标识符就是关键字.

自增自减运算符

符号在前先加减,符号在后后加减

移位运算符

移位操作中,被操作的数据被视为二进制数,移位就是向左或向右移动若干位的运算.
三种移位运算符

• << :左移运算符,向左移若干位,高位丢弃,低位补零

• : 带符号右移,向右移若干位,高位补符号位,低位丢弃.
  正数高位补0,负数高位补1.

• : 无符号右移,忽略符号位,空位都以0补齐
  移位操作服支持的类型只有int和long.
  编译器对short,byte,char类型进行移位前,都会将其转换为int类型再操作.
  移位超过所占有位数会先求余(%)再进行左移和右移操作

continue,break,return的区别是什么

循环结构中,当循环条件不满足或者是循环次数达到要求时,循环正常结束,
但有时候需要中循环过程中,发生某种条件时,提前终止循环,就会用到下面几个关键词

• continue: 跳出当前的这一次循环,继续下一次循环
• break: 跳出整个循环体,继续执行循环下面的语句
• return: 跳出所在方法,结束该方法的运行.

final,finally,finalize的区别

• final
  用于修饰属性,方法和类,分别表示
  属性不能被重新修改
  方法不可被覆盖
  类不可被继承
• finally
  异常处理语句结构的一部分,一般已try-catch-finally的形式出现,finally总是被执行
• finalize
  Object 类的一个方法,该方法一般由垃圾回收器来调用,当我们调用System.gc方法时,由垃圾回收器调用finalize方法回收垃圾,JVM并不保证此方法总被调用(垃圾回收的确切时间和频率是由 JVM 的垃圾回收器（GC）算法和策略决定的，这些算法和策略可能因不同的 JVM 实现和配置而异。)

final关键字的作用时什么

• final修饰的类不能被继承
• final修饰的方法不能被重写
• final修饰的变量叫常量,常量必须初始化,初始化之后值就不能被修改.

变量

成员变量与局部变量的区别

• 语法
  成员变量属于类,局部变量属于代码块或方法定义的变量或者方法的参数
  成员变量可以被访问控制符修饰以及static,final修饰.
  成员变量和局部变量只能被final修饰.
• 存储方式
  变量存储在内存中.
  成员变量如果用static修饰—成员变量则是属于类的,此成员变量放在方法区
  如果没有用static修饰–成员变量属于实例,而对象存在在堆内存,所以该成员变量存放在堆内存

局部变量存在与栈内存

• 生存时间
  成员变量上对象的一部分,它随着对象创建而存在
  局部变量是随着方法的生命周期创建和消亡.
• 默认值
  成员变量会自动以类型的默认值而赋值(如果被final修饰则必须显式地赋值)
  局部变量不会自动赋值.

字符型常量和字符串常量的区别

• 语法
  字符常量上单引号的一个字符
  字符串上双引号的0个字符或n个字符
• 含义
  字符常量相当于一个整型值(ASCII值),可以参加表达式运算
  字符串常量代表一个地址值(该字符串中内存中存放位置)
• 内存大小
  字符常量只占2个字节;
  字符串常量上n个字节;

方法

静态方法为什么不能调用非静态成员

静态方法上属于类的,在类加载的时候就会被分配内存,可以通过类名直接访问.
非静态成员属于实例对象,只有在对象实例化之后才存在,通过通过类实例对象去访问

所以,类的非静态成员不存在的时候静态方法就已经存在了,此时调用在内存中还不存在的非静态成员,属于非法操作.

静态方法和实例方法有什么不同

• 调用方式
  在外部调用静态方式时,使用类名.方法名的方式,也可以使用对象.方法名的方式.
  而实例方法只有对象.方法名的方式.
  也就是说,调用静态方法无需创建对象.
  注意:不建议使用对象.方法名调用静态方法,容易造成误解,静态方法不属于对象而是属于类
• 访问类成员是否存在限制
  静态方法访问本类成员时,只允许访问静态成员(静态成员变量和静态方法),不允许访问实例成员.

重载和重写有什么区别

• 重载
  同一个类中多个同名方法根据不同的传参来执行不同的逻辑处理
• 重写
  子类对父类方法的重新改造,外部样子不能改变,内部逻辑可以改变.、
  但是要遵从两同两小一大
  两同:
  方法名相同,行参列表相同
  两小:
  子类方法返回值类型比父类更小或相等
  子类方法抛出的异常类比父类抛出的更小或相等
  一大:
  子类方法访问权限比父类更大或相等
  这里返回值类型不够准确:
  如果方法返回类型时void和基本数据类型----返回值重写时不可修改
  方法返回值时引用类型----返回值可以返回引用类型的子类

基本数据类型

几种基本数据类型

Java有8种基本数据类型,分别为:

• 6种数字类型

1. 4种整数型
   byte,short,int,long
2. 2种浮点型
   float,double

• 字符类型
  char
• 布尔类型
  boolean

基本类型和包装类型的区别

• 默认值
  基本类型有默认值且不为null
  包装类型不赋值就是null
• 是否可以用于范型
  基本类型不可以用
  包装类可用
• 存储位置
  基本类型:
  局部变量—JVM栈中的局部变量表
  成员变量—JVM的堆中(未被static修饰)
  包装类型:
  包装类型属于对象类型,都存在于堆中.
• 占用空间大小
  基本数据类型: 占用空间非常小
  包装类型: 占用空间>基本数据类型

为什么需要包装类

Java是面向对象语言,很多地方需要使用对象而不是基本数据类型.
比如在集合中,无法将int等类型放进去----因为集合要求元素是Object类型
为了让基本类型也有对象的特征,就出现了包装类型,并且为其添加了属性和方法,丰富了基本类型的操作.

包装类的缓存机制了解吗

Java包装类型的大部分都用到了缓存机制来提升性能
在类初始化时,提前创建好会频繁使用的包装类对象,当需要使用某个类的包装类对象时,如果该对象包装的值在缓存范围内,就返回缓存的对象,否则就创建新的对象并返回

注意: 所有整型包装类对象之间值的比较,全部使用equals方法比较
举例:

Integer A = 40;
Integer B = new Integer(40);
System.out.println(A == B)

第一行代码会发生装箱,也就说这行代码等价于Integer A = Integer.valueOf(40).
所以A直接使用的是缓存中的对象,而Integer B 会直接创建新的对象,
所以答案是false/

Integer 和 int 有什么区别

• 数据类型
  int 是基本数据类型,Integer是引用数据类型
  基本数据类型是预定义的,不需要实例化就可以使用
  引用数据类型是需要实例化后才可以使用
  这意味着基本数据类型不需要任何额外的内存分配
  而引用数据类型必须为对象分配内存.
• 自动装箱和拆箱
  Integer作为int的包装类可用实现自动装箱和拆箱.
• 空指针异常
  基本数据类型不会出现空指针异常
  而包装类必须通过实例化对象来赋值,否则对其进行操作时就会出现空指针异常.
  null值是无法进行自动拆箱的

自动装箱与拆箱了解吗?原理是什么?

装箱: 将基本类型用它们对象的引用类型包装起来
拆箱: 将包装类型转换为基本数据类型
装箱起时就是调用了包装类的valueOf方法
而拆箱就是调用了xxxValue方法(xxx根据类型发生改变)
频繁的拆装箱会严重影响系统的性能,应该尽量避免不必要的拆装箱操作.

面向对象基础

面向对象和面向过程的区别

主要区别是解决问题的方式不同

• 面向过程
  把解决问题的过程拆成一个个方法,通过一个个方法的执行解决问题
• 面向对象
  先抽象出对象,然后用对象执行方法的方式去解决问题
  面向对象开发程序一般更容易去维护,复用和扩展.

创建对象用什么运算符,对象实体与对象引用有什么不同

New运算符.
New创建对象实例(在堆内存中),对象引用指向对象实例(引用一般放在栈或者堆内存中)
1个对象引用可以指向0/1个对象
一个对象可以有n个引用指向它.

对象相等和引用相等的区别

对象相等比较的是内存中存放的内容是否相等
引用相等比较多说它们指向内存地址是否相等

面向对象的三大特征

封装，就是将客观事物抽象为逻辑实体，实体的属性和功能相结合，形成一个有机的整体。并对实体的属性和功能实现进行访问控制，向信任的实体开放，对不信任的实体隐藏。，通过开放的外部接口即可访问，无需知道功能如何实现。

也就是说，封装主要有以下目的：

可隐藏实体实现的细节。
提高安全性，设定访问控制，只允许具有特定权限的使用者调用。
简化编程，调用方无需知道功能是怎么实现的，即可调用。

• 封装
  将客观事物抽象为逻辑实体,实体的属性和功能相结合,形成一个整体.
  并实现对属性和功能的控制访问.
  通过开放的外部接口即可访问,无需知道功能里面是如何实现的
  例子:
  我们看不到空调内部零件,但是可以通过遥控器控制空调.

目的:

1. 隐藏实体实现的细节。
2. 提高安全性，设定访问控制，只允许具有特定权限的使用者调用。
3. 简化编程，调用方无需知道功能是怎么实现的，即可调用。
   -继承
   形成有层级的类，使得低层级的类可以延用高层级类的特征和方法。继承的实现方式有两种：实现继承、接口继承。
   有了继承就使得类有了层级,低层级的类可以延用高层级类的特征和方法.
   实现方式有两种:
   一: 实现继承
   直接使用基类公开的属性和方法,不需要额外敲代码
   二:接口继承
   使用接口公开的属性和方法名称,需要子类实现

目的:
一:复用代码,减少冗余代码,减少开发工作量
二:为多态实现打下基础,使类与类之间产生联系

• 多态
  一个类的同名方法,在不同情况下实现细节不同.
  多态机制使得不同内部实现结构共用一个外部接口

目的:
一个外部接口可以被多个同类使用
不同对象调用同个方法,可以有不同实现

所以可以看出,多态的实现基础是基于继承

面向对象的五大基本原则

接口和抽象类的共同点和区别

共同点

1. 都不能被实例化
2. 都可以包含抽象方法
3. 都可以有默认的实现方法(java8 可以用default关键字在接口中定义默认方法)
   区别
   一:
   接口是对类的行为进行约束,你实现了某个接口就具有了对应的行为
   抽象类主要用于代码的服用,且强调的是所属关系
   二:
   接口的成员变量只能说 public static final,不能背修改且必须有初始值.
   抽象类的成员变量默认为default,可在子类中重新定义,也可以背重新赋值.

深拷贝和浅拷贝区别了解吗?

• 深拷贝
  完全复制整个对象.包含这个对象所包含的内部对象
• 浅拷贝
  会在堆上创建一个新的对象(区别引用拷贝的一点),只拷贝对象本身,如果原对象内部属性是引用类型的话,会复制内部对象的引用地址,与原对象共用一个内部对象.

Java中是值传递还是引用传递,还是两者共存

Java传递的只有值
执行方法时,会将方法的栈帧压入栈内存,但是栈帧中的变量不会相互影响.

Java基础
6. Java语言的特点
7. 面向对象四大特性
8. JVM,JDK,JRE
9. 详细说编译与解释并存
10. 标识符与关键字
11. final,finally,finalize区别
12. 成员变量与局部变量的区别
13. 重载和重写有什么区别
14. 深拷贝与浅拷贝
10.String,StringBuffer,StringBuilder区别,
15. == 和equals
16. java异常的了解
17.
18. 了解范型吗
19. 范型的使用方式
20. 了解反射吗
21. 动态代理
22. 了解注解吗
23. 注解的解析方法有哪几种

新特性
java8

集合
1.ArrayList与LinkedList区别,他们对于内存空间占用
2. ArrayList扩容机制
3. HashSet的实现原理
4. HashSet不允许重复的值,数据结构有什么区别.
5. Queue与Deque的区别
6. HashMap的put流程
7. HashMap的长度为什么说2的幂次方
8. HashMap在多线程操作会导致什么问题.如何解决呢
9. HashMap和HashTable有什么区别?

Java并发
1.并发编程三个必要因素
10. 如何保证多线程的运行安全
11. happens-before
12. 创建线程的几种方式
13. sleep和wait 有什么区别
14. 唤醒阻塞的线程
15. 说一下你对锁的理解
16. 说一下你对synchronize底层原理
17. 可重入原理是什么
18. 内存模型
19. Lock接口和synchronize对比同步有什么优势.
20. 乐观锁和悲观锁的理解
21. CAS是什么
22. CAS会产生什么问题?
23. 线程池是什么,我们为什么要用线程池.核心参数
24. 线程池的拒绝策略有哪些
25. 线程池有哪些状态
26. AQS底层数据结构
27. CLH入队的流程

并发集合
28. ConcurrentHashMap实现原理
29.lian biao
29. ConcurrentHashMap的put流程
30. get方法需要枷锁吗,为什么?key,value是否为空