Java基础面试题-核心关键

一、Java基础

1.Java 中的序列化和反序列化是什么?

‌序列化‌（Serialization）指将Java对象的状态转换为字节序列的过程，使得对象可以脱离程序独立存在，便于存储或传输。‌反序列化‌（Deserialization）是其逆过程，将字节序列重新构造成内存中的对象。‌‌
‌核心实现机制‌
(1)标记接口‌：需实现java.io.Serializable接口（无方法，仅标记语义），否则会抛出NotSerializableException。‌‌
(2)默认规则‌：序列化自动处理非静态、非transient字段。若父类未实现Serializable，需确保其有无参构造方法。‌‌
(3)版本控制‌：显式声明serialVersionUID字段可避免类结构变更导致的版本冲突异常。‌‌
(‌4)主要应用场景‌
‌持久化存储‌：如保存用户会话状态至文件或数据库。‌‌
‌网络传输‌：支持RMI、Socket等远程调用及分布式系统通信。‌‌
‌跨平台交互‌：通过通用格式（如JSON/XML扩展工具）实现多语言数据交换。‌‌

2.Java 中 Exception 和 Error 有什么区别？

Exception（异常）：
表示程序在运行过程中出现的可以被合理处理的意外情况。这些情况通常是由程序逻辑错误、外部资源问题（如文件不存在、网络连接失败）等导致的，开发者可以通过代码（如try-catch）捕获并处理，使程序继续执行。
例如：NullPointerException（空指针异常）、IOException（输入输出异常）。
Error（错误）：
表示程序运行时出现的严重问题，这些问题通常是由 JVM（Java 虚拟机）或系统底层错误导致的，超出了开发者的控制范围，无法通过代码捕获并处理，最终会导致程序终止。
例如：OutOfMemoryError（内存溢出错误）、StackOverflowError（栈溢出错误）。

1.1、Java SE vs Java EE

• Java SE（Java Platform，Standard Edition）: Java 平台标准版，Java 编程语言的基础，它包含了支持 Java 应用程序开发和运行的核心类库以及虚拟机等核心组件。Java SE 可以用于构建桌面应用程序或简单的服务器应用程序。

• Java EE（Java Platform, Enterprise Edition ）：Java 平台企业版，建立在 Java SE 的基础上，包含了支持企业级应用程序开发和部署的标准和规范（比如 Servlet、JSP、EJB、JDBC、JPA、JTA、JavaMail、JMS）。 Java EE 可以用于构建分布式、可移植、健壮、可伸缩和安全的服务端 Java 应用程序，例如 Web 应用程序。

简单来说，Java SE 是 Java 的基础版本，Java EE 是 Java 的高级版本。Java SE 更适合开发桌面应用程序或简单的服务器应用程序，Java EE 更适合开发复杂的企业级应用程序或 Web 应用程序。除了 Java SE 和 Java EE，还有一个 Java ME（Java Platform，Micro Edition）。Java ME 是 Java 的微型版本，主要用于开发嵌入式消费电子设备的应用程序，例如手机、PDA、机顶盒、冰箱、空调等。Java ME 无需重点关注，知道有这个东西就好了，现在已经用不上了。

1.2、JVM vs JDK vs JRE
JVM
Java 虚拟机（Java Virtual Machine, JVM）是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现（Windows，Linux，macOS），目的是使用相同的字节码，它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译，随处可以运行”的关键所在。

运行在 Java 虚拟机之上的编程语言JVM 并不是只有一种！只要满足 JVM 规范，每个公司、组织或者个人都可以开发自己的专属 JVM。 也就是说我们平时接触到的 HotSpot VM 仅仅是是 JVM 规范的一种实现而已。除了我们平时最常用的 HotSpot VM 外，还有 J9 VM、Zing VM、JRockit VM 等 JVM 。维基百科上就有常见 JVM 的对比：Comparison of Java virtual machinesopen in new window ，感兴趣的可以去看看。并且，你可以在 Java SE Specificationsopen in new window 上找到各个版本的 JDK 对应的 JVM 规范。

JDK 和 JRE
JDK（Java Development Kit），它是功能齐全的 Java SDK，是提供给开发者使用，能够创建和编译 Java 程序的开发套件。它包含了 JRE，同时还包含了编译 java 源码的编译器 javac 以及一些其他工具比如 javadoc（文档注释工具）、jdb（调试器）、jconsole（基于 JMX 的可视化监控⼯具）、javap（反编译工具）等等。

JRE（Java Runtime Environment） 是 Java 运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合，主要包括 Java 虚拟机（JVM）、Java 基础类库（Class Library）。

也就是说，JRE 是 Java 运行时环境，仅包含 Java 应用程序的运行时环境和必要的类库。而 JDK 则包含了 JRE，同时还包括了 javac、javadoc、jdb、jconsole、javap 等工具，可以用于 Java 应用程序的开发和调试。如果需要进行 Java 编程工作，比如编写和编译 Java 程序、使用 Java API 文档等，就需要安装 JDK。而对于某些需要使用 Java 特性的应用程序，如 JSP 转换为 Java Servlet、使用反射等，也需要 JDK 来编译和运行 Java 代码。因此，即使不打算进行 Java 应用程序的开发工作，也有可能需要安装 JDK。

不过，从 JDK 9 开始，就不需要区分 JDK 和 JRE 的关系了，取而代之的是模块系统（JDK 被重新组织成 94 个模块）+ jlinkopen in new window 工具 (随 Java 9 一起发布的新命令行工具，用于生成自定义 Java 运行时映像，该映像仅包含给定应用程序所需的模块) 。并且，从 JDK 11 开始，Oracle 不再提供单独的 JRE 下载。

在 Java 9 新特性概览open in new window这篇文章中，我在介绍模块化系统的时候提到：

在引入了模块系统之后，JDK 被重新组织成 94 个模块。Java 应用可以通过新增的 jlink 工具，创建出只包含所依赖的 JDK 模块的自定义运行时镜像。这样可以极大的减少 Java 运行时环境的大小。

也就是说，可以用 jlink 根据自己的需求，创建一个更小的 runtime（运行时），而不是不管什么应用，都是同样的 JRE。

定制的、模块化的 Java 运行时映像有助于简化 Java 应用的部署和节省内存并增强安全性和可维护性。这对于满足现代应用程序架构的需求，如虚拟化、容器化、微服务和云原生开发，是非常重要的。

1.3、什么是字节码?采用字节码的好处是什么?
在 Java 中，JVM 可以理解的代码就叫做字节码（即扩展名为 .class 的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式，在一定程度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。所以， Java 程序运行时相对来说还是高效的（不过，和 C、 C++，Rust，Go 等语言还是有一定差距的），而且，由于字节码并不针对一种特定的机器，因此，Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。

Java 程序从源代码到运行的过程如下图所示：

我们需要格外注意的是 .class->机器码 这一步。在这一步 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执行，这种方式的执行速度会相对比较慢。而且，有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码)，所以后面引进了 JIT（Just in Time Compilation） 编译器，而 JIT 属于运行时编译。当 JIT 编译器完成第一次编译后，其会将字节码对应的机器码保存下来，下次可以直接使用。而我们知道，机器码的运行效率肯定是高于 Java 解释器的。这也解释了我们为什么经常会说 Java 是编译与解释共存的语言 。

1.4、为什么说 Java 语言“编译与解释并存”？
其实这个问题我们讲字节码的时候已经提到过，因为比较重要，所以我们这里再提一下。

我们可以将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open in new window 会通过编译器open in new window将源代码一次性翻译成可被该平台执行的机器码。一般情况下，编译语言的执行速度比较快，开发效率比较低。常见的编译性语言有 C、C++、Go、Rust 等等。
• 解释型：解释型语言open in new window会通过解释器open in new window一句一句的将代码解释（interpret）为机器代码后再执行。解释型语言开发效率比较快，执行速度比较慢。常见的解释性语言有 Python、JavaScript、PHP 等等。

为什么说 Java 语言“编译与解释并存”？
这是因为 Java 语言既具有编译型语言的特征，也具有解释型语言的特征。因为 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。
2、Java有哪些数据类型
定义：Java语言是强类型语言，对于每一种数据都定义了明确的具体的数据类 型，在内存中分配了不同大小的内存空间。

分类：

基本数据类型

​ - 数值型
​ 整数类型(byte,short,int,long)
​ 浮点类型(float,double)
​ - 字符型(char)
​ - 布尔型(boolean)
引用数据类型

• ​ 类(class)
• ​ 接口(interface)
• ​ 数组([])

Java基本数据类型图

3、java三大特性
1、封装
定义： 封装是指将对象的状态（属性）和行为（方法）捆绑在一起，并对外部隐藏对象的内部实现细节，仅提供公共的访问方式。通过封装，可以保护数据不被外部随意访问和修改，提高代码的安全性和可维护性。

示例代码：

**// 定义一个 Person 类
class Person {

// 私有属性，外部无法直接访问
private String name;
private int age;

// 公共的 getter 方法，用于获取 name 属性
public String getName() {
    return name;
}

// 公共的 setter 方法，用于设置 name 属性
public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

// 公共的 getter 方法，用于获取 age 属性
public int getAge() {
    return age;
}

// 公共的 setter 方法，用于设置 age 属性
public void setAge(int age) {
    if (age >= 0) {
        this.age = age;
    } else {
        System.out.println("年龄不能为负数");
    }
}

}

public class EncapsulationExample {

public static void main(String[] args) {
    Person person = new Person();
    // 通过 setter 方法设置属性值
    person.setName("张三");
    person.setAge(25);
    // 通过 getter 方法获取属性值
    System.out.println("姓名: " + person.getName());
    System.out.println("年龄: " + person.getAge());
}

}**

解释： 在上述代码中，Person 类的 name 和 age 属性被声明为 private，这意味着它们只能在 Person 类内部被访问。外部代码要访问和修改这些属性，必须通过公共的 getter 和 setter 方法。这样可以对属性的访问进行控制，例如在 setAge 方法中，添加了对年龄的合法性检查，避免了非法数据的输入。
2、继承
定义：继承是指一个类（子类）可以继承另一个类（父类）的属性和方法，从而实现代码的复用和扩展。子类可以拥有父类的所有非私有属性和方法，并且可以根据需要添加自己的属性和方法，或者重写父类的方法。
示例代码：

// 定义一个父类 Animal
class Animal {
    // 父类的属性
    protected String name;

    // 父类的方法
    public void eat() {
        System.out.println(name + " 正在吃东西");
    }
}

// 定义一个子类 Dog，继承自 Animal 类
class Dog extends Animal {
    // 子类的方法
    public void bark() {
        System.out.println(name + " 正在汪汪叫");
    }
}

public class InheritanceExample {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        // 子类可以使用父类的属性
        dog.name = "旺财";
        // 子类可以调用父类的方法
        dog.eat();
        // 子类可以调用自己的方法
        dog.bark();
    }
}

解释：在上述代码中，Dog 类继承了 Animal 类，因此 Dog 类可以使用 Animal 类的 name 属性和 eat 方法。同时，Dog 类还添加了自己的 bark 方法，实现了功能的扩展。

3、多态
定义： 多态是指同一个方法调用可以根据对象的不同类型而表现出不同的行为。多态的实现依赖于继承和方法重写，通过父类引用指向子类对象，在运行时根据实际对象的类型来调用相应的方法。

示例代码:

// 定义一个父类 Shape
class Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("绘制图形");
    }
}

// 定义一个子类 Circle，继承自 Shape 类，并重写 draw 方法
class Circle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制圆形");
    }
}

// 定义一个子类 Rectangle，继承自 Shape 类，并重写 draw 方法
class Rectangle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制矩形");
    }
}

public class PolymorphismExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 父类引用指向子类对象
        Shape circle = new Circle();
        Shape rectangle = new Rectangle();

        // 调用 draw 方法，根据实际对象的类型表现出不同的行为
        circle.draw();
        rectangle.draw();
    }
}

解释：在上述代码中，Circle 类和 Rectangle 类都继承自 Shape 类，并且重写了 draw 方法。在 main 方法中，使用 Shape 类型的引用分别指向 Circle 和 Rectangle 对象，然后调用 draw 方法。在运行时，根据实际对象的类型来决定调用哪个子类的 draw 方法，从而实现了多态。

4、重载和重写的区别
4.1.重写(Override)
从字面上看，重写就是 重新写一遍的意思。其实就是在子类中把父类本身有的方法重新写一遍。子类继承了父类原有的方法，但有时子类并不想原封不动的继承父类中的某个方法，所以在方法名，参数列表，返回类型(除过子类中方法的返回值是父类中方法返回值的子类时)都相同的情况下， 对方法体进行修改或重写，这就是重写。但要注意子类函数的访问修饰权限不能少于父类的。

例如：

public class Father {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Son s = new Son();
        s.sayHello();
    }

    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello");
    }
}

class Son extends Father{

    @Override
    public void sayHello() {
    、    // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("hello by ");
    }

}

重写 总结：

• 发生在父类与子类之间
• 方法名，参数列表，返回类型（除过子类中方法的返回类型是父类中返回类型的子类）必须相同
• 访问修饰符的限制一定要大于被重写方法的访问修饰符（public>protected>default>private)
• 重写方法一定不能抛出新的检查异常或者比被重写方法申明更加宽泛的检查型异常

4.2.重载(Overload)
在一个类中，同名的方法如果有不同的参数列表（参数类型不同、参数个数不同甚至是参数顺序不同）则视为重载。同时，重载对返回类型没有要求，可以相同也可以不同，但不能通过返回类型是否相同来判断重载。
例如：

public class Father {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Father s = new Father();
        s.sayHello();
        s.sayHello("wintershii");

    }

    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello");
    }

    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello" + " " + name);
    }
}

重载 总结：

• 重载Overload是一个类中多态性的一种表现
• 重载要求同名方法的参数列表不同(参数类型，参数个数甚至是参数顺序)
• 重载的时候，返回值类型可以相同也可以不相同。无法以返回型别作为重载函数的区分标准

面试时，问：重载（Overload）和重写（Override）的区别？
答：方法的重载和重写都是实现多态的方式，区别在于前者实现的是编译时的多态性，而后者实现的是运行时的多态性。重载发生在一个类中，同名的方法如果有不同的参数列表（参数类型不同、参数个数不同或者二者都不同）则视为重载；重写发生在子类与父类之间，重写要求子类被重写方法与父类被重写方法有相同的参数列表，有兼容的返回类型，比父类被重写方法更好访问，不能比父类被重写方法声明更多的异常（里氏代换原则）。重载对返回类型没有特殊的要求，不能根据返回类型进行区分。
5、访问修饰符 public,private,protected,以及不写（默认）时的 区别
定义：Java中，可以使用访问修饰符来保护对类、变量、方法和构造方法的访 问。Java 支持 4 种不同的访问权限。

分类：

• private : 在同一类内可见。使用对象：变量、方法。 注意：不能修饰类（外部 类）
• default (即缺省，什么也不写，不使用任何关键字）: 在同一包内可见，不使用 任何修饰符。使用对象：类、接口、变量、方法。
• protected : 对同一包内的类和所有子类可见。使用对象：变量、方法。 注意： 不能修饰类（外部类）。
• public : 对所有类可见。使用对象：类、接口、变量、方法

访问修饰符图

6、==和equals的区别
== 对于基本类型和引用类型的作用效果是不同的：

• 对于基本数据类型来说，== 比较的是值。
• 对于引用数据类型来说，== 比较的是对象的内存地址。

因为 Java 只有值传递，所以，对于 == 来说，不管是比较基本数据类型，还是引用数据类型的变量，其本质比较的都是值，只是引用类型变量存的值是对象的地址。

equals() 不能用于判断基本数据类型的变量，只能用来判断两个对象是否相等。equals()方法存在于Object类中，而Object类是所有类的直接或间接父类，因此所有的类都有equals()方法。

Object 类 equals() 方法

public boolean equals(Object obj) {
     return (this == obj);
}

equals() 方法存在两种使用情况：

• 类没有重写 equals()方法：通过equals()比较该类的两个对象时，等价于通过“==”比较这两个对象，使用的默认是 Object类equals()方法。
• 类重写了 equals()方法：一般我们都重写 equals()方法来比较两个对象中的属性是否相等；若它们的属性相等，则返回 true(即，认为这两个对象相等)。

举个例子（这里只是为了举例。实际上，你按照下面这种写法的话，像 IDEA 这种比较智能的 IDE 都会提示你将 == 换成 equals() ）：

String a = new String("ab"); // a 为一个引用
String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样
String aa = "ab"; // 放在常量池中
String bb = "ab"; // 从常量池中查找
System.out.println(aa == bb);// true
System.out.println(a == b);// false
System.out.println(a.equals(b));// true
System.out.println(42 == 42.0);// true

String 中的 equals 方法是被重写过的，因为 Object 的 equals 方法是比较的对象的内存地址，而 String 的 equals 方法比较的是对象的值。

当创建 String 类型的对象时，虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象，如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个 String 对象。

String类equals()方法：

public boolean equals(Object anObject) {
    if (this == anObject) {
        return true;
    }
    if (anObject instanceof String) {
        String anotherString = (String)anObject;
        int n = value.length;
        if (n == anotherString.value.length) {
            char v1[] = value;
            char v2[] = anotherString.value;
            int i = 0;
            while (n-- != 0) {
                if (v1[i] != v2[i])
                    return false;
                i++;
            }
            return true;
        }
    }
    return false;
}

hashCode() 有什么用？
hashCode() 的作用是获取哈希码（int 整数），也称为散列码。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。

hashCode() 方法hashCode() 定义在 JDK 的 Object 类中，这就意味着 Java 中的任何类都包含有 hashCode() 函数。另外需要注意的是：Object 的 hashCode() 方法是本地方法，也就是用 C 语言或 C++ 实现的。

散列表存储的是键值对(key-value)，它的特点是：能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码！（可以快速找到所需要的对象）

为什么要有 hashCode？
我们以“HashSet 如何检查重复”为例子来说明为什么要有 hashCode？
下面这段内容摘自我的 Java 启蒙书《Head First Java》:

当你把对象加入 HashSet 时，HashSet 会先计算对象的 hashCode 值来判断对象加入的位置，同时也会与其他已经加入的对象的hashCode 值作比较，如果没有相符的 hashCode，HashSet 会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashCode 值的对象，这时会调用 equals() 方法来检查 hashCode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同，HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不同的话，就会重新散列到其他位置。这样我们就大大减少了 equals 的次数，相应就大大提高了执行速度。

其实， hashCode() 和 equals()都是用于比较两个对象是否相等。

那为什么 JDK 还要同时提供这两个方法呢？
这是因为在一些容器（比如 HashMap、HashSet）中，有了 hashCode() 之后，判断元素是否在对应容器中的效率会更高（参考添加元素进HashSet的过程）！

我们在前面也提到了添加元素进HashSet的过程，如果 HashSet 在对比的时候，同样的 hashCode 有多个对象，它会继续使用 equals() 来判断是否真的相同。也就是说 hashCode 帮助我们大大缩小了查找成本。

那为什么不只提供 hashCode() 方法呢？
这是因为两个对象的hashCode 值相等并不代表两个对象就相等。
那为什么两个对象有相同的 hashCode 值，它们也不一定是相等的？
因为 hashCode() 所使用的哈希算法也许刚好会让多个对象传回相同的哈希值。越糟糕的哈希算法越容易碰撞，但这也与数据值域分布的特性有关（所谓哈希碰撞也就是指的是不同的对象得到相同的 hashCode )。

总结下来就是：

如果两个对象的hashCode 值相等，那这两个对象不一定相等（哈希碰撞）。
如果两个对象的hashCode 值相等并且equals()方法也返回 true，我们才认为这两个对象相等。
如果两个对象的hashCode 值不相等，我们就可以直接认为这两个对象不相等。
相信大家看了我前面对 hashCode() 和 equals() 的介绍之后，下面这个问题已经难不倒你们了。

为什么重写 equals() 时必须重写 hashCode() 方法？
因为两个相等的对象的 hashCode 值必须是相等。也就是说如果 equals 方法判断两个对象是相等的，那这两个对象的 hashCode 值也要相等。

如果重写 equals() 时没有重写 hashCode() 方法的话就可能会导致 equals 方法判断是相等的两个对象，hashCode 值却不相等。

思考：重写 equals() 时没有重写 hashCode() 方法的话，使用 HashMap 可能会出现什么问题。

总结：

equals 方法判断两个对象是相等的，那这两个对象的 hashCode 值也要相等。
两个对象有相同的 hashCode 值，他们也不一定是相等的（哈希碰撞）。
7、&和&&的区别
用法：　&&和&都是表示 与
区别是：&&若第一个条件不满足，后面条件就不再判断。而&要对所有的条件都进行判断
返回值：true/false
8、 | 和 || 的区别
用法：|| 和 | 都是表示 或
区别： || 若第一个条件满足，后面条件就不再判断。而 | 要对所有的条件都进行判断
返回值：true/false
9、String、StringBuffer、StringBuilder的区别

1）String
String是不可变的，即一旦一个String对象被创建以后，包含在这个对象中的字符序列是不可改变的，直至这个对象被销毁。

可以看出来，再次给s赋值时，并不是对原来堆中实例对象进行重新赋值，而是生成一个新的实例对象，并且指向“def”这个字符串，s则指向最新生成的实例对象，之前的实例对象仍然存在，如果没有被再次引用，则会被垃圾回收。

2）StringBuffer
StringBuffer对象则代表一个字符序列可变的字符串，当一个StringBuffer被创建以后，通过StringBuffer提供的append()、insert()、reverse()、setCharAt()、setLength()等方法可以改变这个字符串对象的字符序列。一旦通过StringBuffer生成了最终想要的字符串，就可以调用它的toString()方法将其转换为一个String对象。StringBuffer对象是一个字符序列可变的字符串，它没有重新生成一个对象，而且在原来的对象中可以连接新的字符串。


3）StringBuilder

StringBuilder类也代表可变字符串对象。实际上，StringBuilder和StringBuffer基本相似，两个类的构造器和方法也基本相同。不同的是：StringBuffer是线程安全的，而StringBuilder则没有实现线程安全功能，所以性能略高。
4）StringBuffer类中实现的方法，StringBuffer是如何实现线程安全的呢？

StringBuffer类中的方法都添加了synchronized关键字，也就是给这个方法添加了一个锁，用来保证线程安全。
5）StringBuilder类中实现的方法。

6、String、StringBuffer、StringBuilder比较。

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。

• StringBuffer是线程安全，可以不需要额外的同步用于多线程中;
• 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;
• 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。

7、运行速度
执行速度由快到慢：StringBuilder > StringBuffer > String

8、小结：

• 如果要操作少量的数据用 String；
• 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 StringBuffer；
• 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 StringBuilder。

10、反射
在运行过程中，对于任何一个类都能获取它的属性和方法，任何一个对象都能调用其方法，动态获取信息和动态调用，就是反射。

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

11、浅拷贝和深拷贝的区别
浅拷贝： 基础数据类型复制值，引用类型复制引用地址，修改一个对象的值，另一个对象也随之改变。
深拷贝： 基础数据类型复制值，引用类型在新的内存空间复制值，新老对象不共享内存，修改一个值，不影响另一个。
**
深拷贝和浅拷贝的示意图大致如下：**

12、抽象类和接口的区别

• 抽象类只能单继承，接口可以实现多个。
• 抽象类有构造方法，接口没有构造方法。
• 抽象类可以有实例变量，接口中没有实例变量，有常量。
• 抽象类可以包含非抽象方法，接口在java7之前所有方法都是抽象的，java8之后可以包含非抽象方法。
• 抽象类中方法可以是任意修饰符，接口中java8之前都是public，java9支持private。

扩展：普通类是亲爹，手把手教你怎么学，抽象类(多个类具有相同的东西，拿出来放抽象类)是师傅，教你一部分秘籍，然后告诉你怎么学。接口(规范了某些行为)是干爹，只给你秘籍，怎么学全靠你。

**13、Error和Exception有什么区别
Error： 程序无法处理，比较严重的问题，程序会立即崩溃，jvm停止运行。
Exception： 程序本身可以处理(向上抛出或者捕获)。编译时异常和运行时异常

14、final关键字有哪些用法？

• 修饰类： 不能被继承。
• 修饰方法： 不能被重写。
• 修饰变量： 声明时给定初始值，只能读取不能修改。如果是对象引用不能改，但是对象的属性可以修改。

15、jdk1.8的新特性
1）lambda 表达式
Lambda是一个匿名函数，我们可以将Lambda表达式理解为一段可以传递的代码（将代码像数据一样传递）。使用它可以写出简洁、灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格，使java语言表达能力得到提升。

2）方法引用
当要传递给Lambda体的操作已经有实现方法，可以直接使用方法引用(实现抽象方法的列表，必须要和方法引用的方法参数列表一致)

方法引用：使用操作符“：：”将方法名和（类或者对象）分割开来。

有下列三种情况：

• 对象：：实例方法
• 类：：实例方法
• 类：：静态方法

3）函数式接口
函数式接口：只包含一个抽象方法的接口，称为函数式接口，并且可以使用lambda表达式来创建该接口的对象，可以在任意函数式接口上使用@FunctionalInterface注解，来检测它是否是符合函数式接口。同时javac也会包含一条声明，说明这个接口是否符合函数式接口。

4）Optional类
optional类是一个容器，代表一个值存在或者不存在，原来使用null表示一个值存不存在，现在使用optional可以更好的表达这个概念，并且可以避免空指针异常。

Optional常用的方法：

Optional.of(T t) : 创建一个Optional实例；

Optional.empty() : 创建一个空的Optional实例；

Optional.ofNullable(T t) :若t不为空创建一个Optional实例否则创建一个空实例；

isPresent() : 判断是否包含值；

orElse(T t) ：如果调用对象包含值，返回该值，否则返回t；

orElseGet(Supplier s) : 如果调用对象包含值，返回该值，否则返回s获取的值；

map（Function f） ： 如果有值对其处理，并返回处理后的Optional，否则返回Optional.empty();

flatMap(Function mapper) : 与map类似，要求返回值必须是Optional。

其他等等

16、Java和C++的区别
我知道很多人没学过C++，但是面试官就是没事喜欢拿咱们Java和C++比呀！ 没办法！！！就算没学过C++，也要记下来！

• 都是面向对象的语言，都支持封装、继承和多态
• Java不提供指针来直接访问内存，程序内存更加安全
• Java的类是单继承的，C++支持多重继承；虽然Java的类不可以多继承，但是 接口可以多继承。
• Java有自动内存管理机制，不需要程序员手动释放无用内存

17、Oracle JDK 和 OpenJDK 的对比
1）Oracle JDK版本将每三年发布一次，而OpenJDK版本每三个月发布一 次；
2）OpenJDK 是一个参考模型并且是完全开源的，而Oracle JDK是 OpenJDK的一个实现，并不是完全开源的；
3）Oracle JDK 比 OpenJDK 更稳定。OpenJDK和Oracle JDK的代码几乎 相同，但Oracle JDK有更多的类和一些错误修复。因此，如果您想开发企 业/商业软件，我建议您选择Oracle JDK，因为它经过了彻底的测试和稳 定。某些情况下，有些人提到在使用OpenJDK 可能会遇到了许多应用程 序崩溃的问题，但是，只需切换到Oracle JDK就可以解决问题；
4）在响应性和JVM性能方面，Oracle JDK与OpenJDK相比提供了更好的 性能；
5）Oracle JDK不会为即将发布的版本提供长期支持，用户每次都必须通过 更新到最新版本获得支持来获取最新版本；
6）Oracle JDK根据二进制代码许可协议获得许可，而OpenJDK根据GPL v2许可获得许可。
18、 用最有效率的方法计算 2 乘以 8
2 << 3（左移 3 位相当于乘以 2 的 3 次方，右移 3 位相当于除以 2 的 3 次 方）。

19、 loat 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;。

20、Java语言采用何种编码方案？有何特点？
Java语言采用Unicode编码标准，Unicode（标准码），它为每个字符制订了一 个唯一的数值，因此在任何的语言，平台，程序都可以放心的使用。

21、 final、finally、finalize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。

22、this关键字的用法
this是自身的一个对象，代表对象本身，可以理解为：指向对象本身的一个指针。

this的用法在java中大体可以分为3种：

• 普通的直接引用，this相当于是指向当前对象本身。
• 形参与成员名字重名，用this来区分：
• 引用本类的构造函数

23、 super关键字的用法
super可以理解为是指向自己超（父）类对象的一个指针，而这个超类指的是离自己最近的一个父类。

super也有三种用法：

1）普通的直接引用与this类似，super相当于是指向当前对象的父类的引用，这样就可以用super.xxx来引用父类的成员。

2）子类中的成员变量或方法与父类中的成员变量或方法同名时，用super进行区分

3）引用父类构造函数

• super（参数）：调用父类中的某一个构造函数（应该为构造函数中的第一条语句）。
• this（参数）：调用本类中另一种形式的构造函数（应该为构造函数中的第一条语句）。

24、break ,continue ,return 的区别及作用

• break 跳出总上一层循环，不再执行循环(结束当前的循环体)
• 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)
• 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)

25、在 Java 中，如何跳出当前的多重嵌套循环
在Java中，要想跳出多重循环，可以在外面的循环语句前定义一个标号，然后在里层循环体的代码中使用带有标号的break 语句，即可跳出外层循环。例如：

1 public static void main(String[] args) {
2 ok:
3 for (int i = 0; i < 10; i++) {
4 for (int j = 0; j < 10; j++) {
5 System.out.println("i=" + i + ",j=" + j);
6 if (j == 5) {
7 break ok;
8 }
10 }
11 }
12 }

26、面向对象三大特性
1）面向对象的特征有哪些方面
面向对象的特征主要有以下几个方面：

• 抽象：抽象是将一类对象的共同特征总结出来构造类的过程，包括数据抽象和行 为抽象两方面。抽象只关注对象有哪些属性和行为，并不关注这些行为的细节是 什么。
• 封装 : 封装把一个对象的属性私有化，同时提供一些可以被外界访问的属性的方法，如 果属性不想被外界访问，我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没 有提供给外界访问的方法，那么这个类也没有什么意义了。
• 继承 : 继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术，新类的定义可以增加新 的数据或新的功能，也可以用父类的功能，但不能选择性地继承父类。通过使用 继承我们能够非常方便地复用以前的代码。

​关于继承如下 3 点请记住：

• ​子类拥有父类非 private 的属性和方法。
• 子类可以拥有自己属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
• 子类可以用自己的方式实现父类的方法。

多态 : 所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出 的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量到 底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的 方法，必须在由程序运行期间才能决定。

在Java中有两种形式可以实现多态：继承（多个子类对同一方法的重写）和接口 （实现接口并覆盖接口中同一方法）。

其中Java 面向对象编程三大特性：封装 继承 多态

封装：隐藏对象的属性和实现细节，仅对外提供公共访问方式，将变化隔离，便 于使用，提高复用性和安全性。

继承：继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术，新类的定义可以 增加新的数据或新的功能，也可以用父类的功能，但不能选择性地继承父类。通 过使用继承可以提高代码复用性。继承是多态的前提。

关于继承如下 3 点请记住：

• 子类拥有父类非 private 的属性和方法。
• 子类可以拥有自己属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
• 子类可以用自己的方式实现父类的方法。

多态性：父类或接口定义的引用变量可以指向子类或具体实现类的实例对象。提 高了程序的拓展性。

在Java中有两种形式可以实现多态：继承（多个子类对同一方法的重写）和接口 （实现接口并覆盖接口中同一方法）。

方法重载（overload）实现的是编译时的多态性（也称为前绑定），而方法重 写（override）实现的是运行时的多态性（也称为后绑定）。

一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是 哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。运行时的多态是面向对 象精髓的东西，要实现多态需要做两件事：

• 方法重写（子类继承父类并重写父类中已有的或抽象的方法）；
• 对象造型（用父类型引用子类型对象，这样同样的引用调用同样的方法就会根据 子类对象的不同而表现出不同的行为）。

2）什么是多态机制？Java语言是如何实现多态的？
所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出 的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量倒 底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的 方法，必须在由程序运行期间才能决定。因为在程序运行时才确定具体的类，这 样，不用修改源程序代码，就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上，从而 导致该引用调用的具体方法随之改变，即不修改程序代码就可以改变程序运行时 所绑定的具体代码，让程序可以选择多个运行状态，这就是多态性。

多态分为编译时多态和运行时多态。其中编辑时多态是静态的，主要是指方法的 重载，它是根据参数列表的不同来区分不同的函数，通过编辑之后会变成两个不 同的函数，在运行时谈不上多态。而运行时多态是动态的，它是通过动态绑定来 实现的，也就是我们所说的多态性
3）多态的实现
Java实现多态有三个必要条件：继承、重写、向上转型。

继承：在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。

重写：子类对父类中某些方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的 方法。

向上转型：在多态中需要将子类的引用赋给父类对象，只有这样该引用才能够具 备技能调用父类的方法和子类的方法。

只有满足了上述三个条件，我们才能够在同一个继承结构中使用统一的逻辑实现 代码处理不同的对象，从而达到执行不同的行为。

对于Java而言，它多态的实现机制遵循一个原则：当超类对象引用变量引用子类 对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但 是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。

4） 面向对象五大基本原则是什么（可选）

• 单一职责原则SRP(Single Responsibility Principle)类的功能要单一，不能包罗万象，跟杂货铺似的。
• 开放封闭原则OCP(Open－Close Principle)一个模块对于拓展是开放的，对于修改是封闭的，想要增加功能热烈欢迎，想要修改，哼，一万个不乐意。
• 里式替换原则LSP(the Liskov Substitution Principle LSP)子类可以替换父类出现在父类能够出现的任何地方。比如你能代表你爸去你姥姥家干活。哈哈~~
• 依赖倒置原则DIP(the Dependency Inversion Principle DIP)高层次的模块不应该依赖于低层次的模块，他们都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体实现，具体实现应该依赖于抽象。就是你出国要说你是中国人，而不能说你是哪个村子的。比如说中国人是抽象的，下面有具体的xx省，xx市，xx县。你要依赖的抽象是中国人，而不是你是xx村的。
• 接口分离原则ISP(the Interface Segregation Principle ISP)

设计时采用多个与特定客户类有关的接口比采用一个通用的接口要好。就比如一个手机拥有
打电话，看视频，玩游戏等功能，把这几个功能拆分成不同的接口，比在一个接口里要好的
多。

27、静态变量和实例变量区别
静态变量： 静态变量由于不属于任何实例对象，属于类的，所以在内存中只会 有一份，在类的加载过程中，JVM只为静态变量分配一次内存空间。

实例变量： 每次创建对象，都会为每个对象分配成员变量内存空间，实例变量 是属于实例对象的，在内存中，创建几次对象，就有几份成员变量。

28、 什么是内部类？
在Java中，可以将一个类的定义放在另外一个类的定义内部，这就是内部类。内部类本身就是类的一个属性，与其他属性定义方式一致。

29、 内部类的分类有哪些
在Java中，可以将一个类的定义放在另外一个类的定义内部，这就是内部类。内 部类本身就是类的一个属性，与其他属性定义方式一致。

内部类可以分为四种：成员内部类、局部内部类、匿名内部类和静态内部类。

30、IO流
1）java 中 IO 流分为几种?
按照流的流向分，可以分为输入流和输出流； 按照操作单元划分，可以划分为字节流和字符流； 按照流的角色划分为节点流和处理流。 Java Io流共涉及40多个类，这些类看上去很杂乱，但实际上很有规则，而且彼 此之间存在非常紧密的联系， Java I0流的40多个类都是从如下4个抽象类基类 中派生出来的。

• InputStream/Reader: 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符 输入流。
• OutputStream/Writer: 所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输 出流。

2）BIO,NIO,AIO 有什么区别?
简答

• 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。
• 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。

• 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。

详细回答

• BIO (Blocking I/O): 同步阻塞I/O模式，数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高（小于单机1000）的情况下，这种模型是比较不错的，可以让每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单，也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗，可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是，当面对十万甚至百万级连接的时候，传统的 BIO 模型是无能为力的。因此，我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。
• NIO (New I/O): NIO是一种同步非阻塞的I/O模型，在Java 1.4 中引入了NIO框架，对应 java.nio 包，提供了 Channel , Selector，Buffer等抽象。NIO中的 N可以理解为Non-blocking，不单纯是New。它支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法。 NIO提供了与传统BIO模型中的 Socket 和 ServerSocket 相对应的 SocketChannel 和 ServerSocketChannel 两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好；非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序，可以使用同步阻塞I/O来提升开发速率和更好的维护性；对于高负载、高并发的（网络）应用，应使用 NIO 的非阻塞模式来开发
• AIO (Asynchronous I/O): AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的IO模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步IO的缩写，虽然 NIO 在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说，我们的业务线程是在 IO 操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行 IO 操作，IO操作本身是同步的。查阅网上相关资料，我发现就目前来说 AIO 的应用还不是很广泛，Netty 之前也尝试使用过 AIO，不过又放弃了。

31、 Files的常用方法都有哪些？

• Files. exists()：检测文件路径是否存在。
• Files. createFile()：创建文件。
• Files. createDirectory()：创建文件夹。
• Files. delete()：删除一个文件或目录。
• Files. copy()：复制文件。
• Files. move()：移动文件。
• Files. size()：查看文件个数。
• Files. read()：读取文件。
• Files. write()：写入文件。

32、 在使用 HashMap 的时候，用 String 做 key 有什么好处？
HashMap 内部实现是通过 key 的 hashcode 来确定 value 的存储位置，因为字符串是不可变的，所以当创建字符串时，它的 hashcode 被缓存下来，不需要再次计算，所以相比于其他对象更快。

二、集合

1、 什么是集合 ？
集合框架： 用于存储数据的容器。

集合框架是为表示和操作集合而规定的一种统一的标准的体系结构。 任何集合框架都包含三大块内容：对外的接口、接口的实现和对集合运算的算 法。

接口：表示集合的抽象数据类型。接口允许我们操作集合时不必关注具体实现， 从而达到“多态”。在面向对象编程语言中，接口通常用来形成规范。

实现：集合接口的具体实现，是重用性很高的数据结构。

算法：在一个实现了某个集合框架中的接口的对象身上完成某种有用的计算的方 法，例如查找、排序等。这些算法通常是多态的，因为相同的方法可以在同一个 接口被多个类实现时有不同的表现。事实上，算法是可复用的函数。 它减少了程序设计的辛劳。

集合框架通过提供有用的数据结构和算法使你能集中注意力于你的程序的重要部 分上，而不是为了让程序能正常运转而将注意力于底层设计上。

通过这些在无关API之间的简易的互用性，使你免除了为改编对象或转换代码以 便联合这些API而去写大量的代码。 它提高了程序速度和质量。

集合的特点
集合的特点主要有如下两点：

• 对象封装数据，对象多了也需要存储。集合用于存储对象。
• 对象的个数确定可以使用数组，对象的个数不确定的可以用集合。因 为集合是可变长度的。

集合和数组的区别

• 数组是固定长度的；集合可变长度的。
• 数组可以存储基本数据类型，也可以存储引用数据类型；集合只能存 储引用数据类型。
• 数组存储的元素必须是同一个数据类型；集合存储的对象可以是不同 数据类型。

数据结构：就是容器中存储数据的方式。

对于集合容器，有很多种。因为每一个容器的自身特点不同，其实原理在于每个 容器的内部数据结构不同。

集合容器在不断向上抽取过程中，出现了集合体系。在使用一个体系的原则：参阅顶层内容。建立底层对象。
使用集合框架的好处

• 容量自增长；
• 提供了高性能的数据结构和算法，使编码更轻松，提高了程序速度和质 量； 3
• 允许不同 API 之间的互操作，API之间可以来回传递集合；
• 可以方便地扩展或改写集合，提高代码复用性和可操作性。
• 通过使用JDK自带的集合类，可以降低代码维护和学习新API成本。

2、常用的集合类有哪些？
Map接口和Collection接口是所有集合框架的父接口：

• Collection接口的子接口包括：Set接口和List接口
• Map接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、Hashtable、 ConcurrentHashMap以及Properties等
• Set接口的实现类主要有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等
• List接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack以及Vector等

3、List，Set，Map三者的区别？List、Set、Map 是否继 承自 Collection 接口？List、Map、Set 三个接口存取 元素时，各有什么特点？
Java 容器分为 Collection 和 Map 两大类，Collection集合的子接口有Set、 List、Queue三种子接口。我们比较常用的是Set、List，Map接口不是 collection的子接口。

Collection集合主要有List和Set两大接口

• List：一个有序（元素存入集合的顺序和取出的顺序一致）容器，元素可以重 复，可以插入多个null元素，元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。
• Set：一个无序（存入和取出顺序有可能不一致）容器，不可以存储重复元素， 只允许存入一个null元素，必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是 HashSet、 LinkedHashSet 以及 TreeSet。

Map是一个键值对集合，存储键、值和之间的映射。 Key无序，唯一；value 不 要求有序，允许重复。Map没有继承于Collection接口，从Map集合中检索元 素时，只要给出键对象，就会返回对应的值对象。

Map 的常用实现类：HashMap、TreeMap、HashTable、LinkedHashMap、 ConcurrentHashMap

4、集合框架底层数据结构
List

• Arraylist： Object数组
• Vector： Object数组
• LinkedList： 双向循环链表

Set

• HashSet（无序，唯一）：基于 HashMap 实现的，底层采用 HashMap 来保存元素
• LinkedHashSet： LinkedHashSet 继承与 HashSet，并且其内部是通过 LinkedHashMap 来实现的。有点类似于我们之前说的LinkedHashMap 其内部是基 于 Hashmap 实现一样，不过还是有一点点区别的。
• TreeSet（有序，唯一）： 红黑树(自平衡的排序二叉树。) Map
• HashMap： JDK1.8之前HashMap由数组+链表组成的，数组是HashMap的主 体，链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的（“拉链法”解决冲突）.JDK1.8以后
• 在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转 化为红黑树，以减少搜索时间
• LinkedHashMap：LinkedHashMap 继承自 HashMap，所以它的底层仍然是 基于拉链式散列结构即由数组和链表或红黑树组成。另外，LinkedHashMap 在上面 结构的基础上，增加了一条双向链表，使得上面的结构可以保持键值对的插入顺序。 同时通过对链表进行相应的操作，实现了访问顺序相关逻辑。
• HashTable： 数组+链表组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为 了解决哈希冲突而存在的
• TreeMap： 红黑树（自平衡的排序二叉树）

5、哪些集合类是线程安全的？

• vector：就比arraylist多了个同步化机制（线程安全），因为效率较低，现在已 经不太建议使用。在web应用中，特别是前台页面，往往效率（页面响应速度）是优 先考虑的。
• statck：堆栈类，先进后出。
• hashtable：就比hashmap多了个线程安全。
• enumeration：枚举，相当于迭代器。

6、Java集合的快速失败机制 “fail-fast”？
是java集合的一种错误检测机制，当多个线程对集合进行结构上的改变的操作 时，有可能会产生 fail-fast 机制。

例如：假设存在两个线程（线程1、线程2），线程1通过Iterator在遍历集合A中 的元素，在某个时候线程2修改了集合A的结构（是结构上面的修改，而不是简 单的修改集合元素的内容），那么这个时候程序就会抛出ConcurrentModificationException 异常，从而产生fail-fast机制。

原因：迭代器在遍历时直接访问集合中的内容，并且在遍历过程中使用一个 modCount 变量。集合在被遍历期间如果内容发生变化，就会改变modCount 的值。每当迭代器使用hashNext()/next()遍历下一个元素之前，都会检测 modCount变量是否为expectedmodCount值，是的话就返回遍历；否则抛出 异常，终止遍历。

解决办法：

• 在遍历过程中，所有涉及到改变modCount值得地方全部加上 synchronized。
• 使用CopyOnWriteArrayList来替换ArrayList

7、 怎么确保一个集合不能被修改？
可以使用 Collections. unmodifiableCollection(Collection c) 方法来创建一个只读集合，这样改变集合的任何操作都会抛出 Java. lang. UnsupportedOperationException 异常。 示例代码如下：

 List<String> list = new ArrayList<>(); 
 list. add("x"); 
 Collection<String> clist = Collections. unmodifiableCollection(list); 
 clist. add("y"); // 运行时此行报错 
 System. out. println(list. size()); 

8、 说一下 ArrayList 的优缺点
ArrayList的优点如下：

• ArrayList 底层以数组实现，是一种随机访问模式。
• ArrayList 实现了 RandomAccess 接口，因此查找的时候非常快。
• ArrayList 在顺序添加一个元素的时候非常方便。

ArrayList 的缺点如下：

• 删除元素的时候，需要做一次元素复制操作。如果要复制的元素很多，那么就会比较耗费性能。
• 插入元素的时候，也需要做一次元素复制操作，缺点同上。

ArrayList 比较适合顺序添加、随机访问的场景。

9、 ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

• 数据结构实现：ArrayList 是动态数组的数据结构实现，而 LinkedList 是双向链表的数据结构实现。
• 随机访问效率：ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高，因为 LinkedList 是线性的数据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。
• 增加和删除效率：在非首尾的增加和删除操作，LinkedList 要比 ArrayList 效率要高，因为 ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。
• 内存空间占用：LinkedList 比 ArrayList 更占内存，因为 LinkedList 的节点除了存储数据，还存储了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向后一个元素。
• 线程安全：ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；

综合来说，在需要频繁读取集合中的元素时，更推荐使用 ArrayList，而在插入和删除操作较多时，更推荐使用 LinkedList。

补充：数据结构基础之双向链表

双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。

10、 ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

• 这两个类都实现了 List 接口（List 接口继承了 Collection 接口），他们都是有序集合
• 线程安全：Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步，是线程安全的，而ArrayList 是非线程安全的。
• 性能：ArrayList 在性能方面要优于 Vector
• 扩容：ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量，只不过在 Vector 扩容每次会增加 1 倍，而 ArrayList 只会增加 50%。
• Vector类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector的话代码要在同步操作上耗费大量的时间。
• Arraylist不是同步的，所以在不需要保证线程安全时时建议使用Arraylist。

11、 插入数据时，ArrayList、LinkedList、Vector谁速度较快？阐述 ArrayList、Vector、LinkedList 的存储性能和特性？

• ArrayList、LinkedList、Vector底层的实现都是使用数组方式存储数据。数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，它们都允许直接按序号索引元素，但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作，所以索引数据快而插入数据慢。
• Vector 中的方法由于加了 synchronized 修饰，因此 Vector是线程安全容器，但性能上较ArrayList差。
• LinkedList 使用双向链表实现存储，按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但插入数据时只需要记录当前项的前后项即可，所以LinkedList插入速度较快。

12、 多线程场景下如何使用 ArrayList？
ArrayList 不是线程安全的，如果遇到多线程场景，可以通过 Collections 的 synchronizedList 方法将其转换成线程安全的容器后再使用。例如像下面这样：

1    List<String> synchronizedList = Collections.synchronizedList(list);
2    synchronizedList.add("aaa");
3    synchronizedList.add("bbb");
4
5    for (int i = 0; i < synchronizedList.size(); i++) {
6    System.out.println(synchronizedList.get(i));
7    }

13、 List 和 Set 的区别

• List , Set 都是继承自Collection 接口
• List 特点：一个有序（元素存入集合的顺序和取出的顺序一致）容器，元素可以重复，可以插入多个null元素，元素都有索引。常用的实现类有ArrayList、LinkedList 和 Vector。
• Set 特点：一个无序（存入和取出顺序有可能不一致）容器，不可以存储重复元素，只允许存入一个null元素，必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。

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

14、说一下 HashSet 的实现原理？
HashSet 是基于 HashMap 实现的，HashSet的值存放于HashMap的key上，HashMap的value统一为PRESENT，因此 HashSet 的实现比较简单，相关 HashSet 的操作，基本上都是直接调用底层 HashMap 的相关方法来完成。

15、 HashSet如何检查重复？HashSet是如何保证数据不可重复的？

• 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put()方法。
• HashMap 的 key 是唯一的，由源码可以看出 HashSet 添加进去的值就是作为 HashMap 的key，并且在HashMap中如果K/V相同时，会用新的V覆盖掉旧的V，然后返回旧的V。所以不会重复（ HashMap 比较key是否相等是先比较 hashcode 再比较equals ）。

16、 BlockingQueue是什么？
Java.util.concurrent.BlockingQueue是一个队列，在进行检索或移除一个元素的时候，它会等待队列变为非空；当在添加一个元素时，它会等待队列中的可用空间。

BlockingQueue接口是Java集合框架的一部分，主要用于实现生产者-消费者模式。我们不需要担心等待生产者有可用的空间，或消费者有可用的对象，因为它都在BlockingQueue的实现类中被处理了。

Java提供了集中 BlockingQueue的实现，比如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue、SynchronousQueue等。

在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别？

• 相同点：都是返回第一个元素，并在队列中删除返回的对象。
• 不同点：如果没有元素 poll()会返回 null，而 remove()会直接抛出 NoSuchElementException 异常。

17、 Map接口
1）说一下 HashMap 的实现原理？
HashMap概述： HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作，并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序，特别是它不保证该顺序恒久不变。

HashMap的数据结构： 在Java编程语言中， 基本的结构就是两种，一个是数组，另外一个是模拟指针（引用），所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的，HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。

HashMap 基于 Hash 算法实现的：

• 当我们往Hashmap中put元素时，利用key的hashCode重新hash计算出当前对象的元素在数组中的下标
• 存储时，如果出现hash值相同的key，此时有两种情况。(1)如果key相同，则覆盖原始值；(2)如果key不同（出现冲突），则将当前的key-value 放入链表中
• 获取时，直接找到hash值对应的下标，在进一步判断key是否相同，从而找到对应值。
• 理解了以上过程就不难明白HashMap是如何解决hash冲突的问题，核心就是使用了数组的存储方式，然后将冲突的key的对象放入链表中，一旦发现冲突就在链表中做进一步的对比。

需要注意Jdk 1.8中对HashMap的实现做了优化，当链表中的节点数据超过八个之后，该链表会转为红黑树来提高查询效率，从原来的O(n)到O(logn)

2）HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同？ HashMap的底层实现
在Java中，保存数据有两种比较简单的数据结构：数组和链表。数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难；链表的特点是：寻址困难，但插入和删除容易；所以我们将数组和链表结合在一起，发挥两者各自的优势，使用一种叫做拉链法的方式可以解决哈希冲突。

JDK1.8之前
JDK1.8之前采用的是拉链法。拉链法：将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组，数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突，则将冲突的值加到链表中即可。

JDK1.8之后
相比于之前的版本，jdk1.8在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。

JDK1.7 VS JDK1.8 比较
JDK1.8主要解决或优化了一下问题：

• resize 扩容优化
• 引入了红黑树，目的是避免单条链表过长而影响查询效率，红黑树算法请参考
• 解决了多线程死循环问题，但仍是非线程安全的，多线程时可能会造成数据丢失问题。

3）HashMap的put方法的具体流程？

• 计算哈希值：首先调用键（key）的hashCode()方法获取原始哈希值，接着对该值进行二次哈希处理（即(h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16)），以此降低哈希冲突的出现几率。
• 存储位置：利用处理后的哈希值和哈希表的长度（(n - 1) & hash）来确定键值对在数组中的具体位置。
• 处理空桶情况：要是指定位置为空，就会创建一个新的节点并将其放入该位置。
• 处理哈希冲突：若该位置已存在节点，就需要进一步处理：
• • 链表节点：会遍历链表，若发现有相同的键，就更新其对应的值；若没有，则在链表尾部添加新节点。当链表长度达到 8 时，链表会转化为红黑树。
• • 树节点：会在红黑树中查找是否存在相同的键，若有则更新值，没有则插入新节点。插入后若树的节点数量减少到 6，树会转回链表。
• 扩容操作：在插入元素之后，若哈希表的大小超过了阈值（负载因子乘以容量），哈希表的容量就会翻倍，并且所有元素会重新进行哈希计算并分布到新的位置。

下面是put方法的简化代码实现，能帮助你更好地理解整个流程：

public V put(K key, V value) {
    return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
               boolean evict) {
    Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
    // 若哈希表为空或长度为0，则进行扩容
    if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
        n = (tab = resize()).length;
    // 若指定位置为空，直接插入新节点
    if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
        tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
    else {
        Node<K,V> e; K k;
        // 若键已存在，记录该节点
        if (p.hash == hash &&
            ((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
            e = p;
        // 若节点为树节点，在树中插入或更新
        else if (p instanceof TreeNode)
            e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
        else {
            // 遍历链表
            for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
                // 若到达链表尾部，插入新节点
                if ((e = p.next) == null) {
                    p.next = newNode(hash, key, value, null);
                    // 若链表长度达到阈值，转换为红黑树
                    if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
                        treeifyBin(tab, hash);
                    break;
                }
                // 若键已存在，记录该节点
                if (e.hash == hash &&
                    ((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
                    break;
                p = e;
            }
        }
        // 若键已存在，根据条件更新值
        if (e != null) { // existing mapping for key
            V oldValue = e.value;
            if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
                e.value = value;
            afterNodeAccess(e);
            return oldValue;
        }
    }
    // 结构修改次数加1
    ++modCount;
    // 若超过阈值，进行扩容
    if (++size > threshold)
        resize();
    afterNodeInsertion(evict);
    return null;
}

4）HashMap是怎么解决哈希冲突的？
答：在解决这个问题之前，我们首先需要知道什么是哈希冲突，而在了解哈希冲突之前我们还要知道什么是哈希才行；什么是哈希？

Hash，一般翻译为“散列”，也有直接音译为“哈希”的，这就是把任意长度的输入通过散列算法，变换成固定长度的输出，该输出就是散列值（哈希值）；这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间，不同的输入可能会散列成相同的输出，所以不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。

所有散列函数都有如下一个基本特性：根据同一散列函数计算出的散列值如果不同，那么输入值肯定也不同。但是，根据同一散列函数计算出的散列值如果相同，输入值不一定相同。

什么是哈希冲突？
当两个不同的输入值，根据同一散列函数计算出相同的散列值的现象，我们就把它叫做碰撞（哈希碰撞）。

HashMap的数据结构
在Java中，保存数据有两种比较简单的数据结构：数组和链表数组的特点是：寻址容易，插入和删除困难；链表的特点是：寻址困难，但插入和删除容易；所以我们将数组和链表结合在一起，发挥两者各自的优势，使用一种叫做链地址法的方式可以解决哈希冲突，这样我们就可以将拥有相同哈希值的对象(img)组织成一个链表放在hash值所对应的 bucket下，但相比于hashCode返回的int类型，我们HashMap初始的容量大小DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4（即2的四次方16）要远小于int类型的范围，所以我们如果只是单纯的用hashCode取余来获取对应的bucket这将会大大增加哈希碰撞的概率，并且最坏情况下还会将HashMap变成一个单链表，所以我们还需要对hashCode作一定的优化 hash()函数。

上面提到的问题，主要是因为如果使用hashCode取余，那么相当于参与运算的只有hashCode的低位，高位是没有起到任何作用的，所以我们的思路就是让 hashCode取值出的高位也参与运算，进一步降低hash碰撞的概率，使得数据分布更平均，我们把这样的操作称为扰动，在JDK 1.8中的hash()函数如下：

1    static final int hash(Object key) {
2    int h;
3    return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);// 与自己右移16位进行异或运算（高低位异或）
4    }

这比在JDK 1.7中，更为简洁，相比在1.7中的4次位运算，5次异或运算（9次扰动），在1.8中，只进行了1次位运算和1次异或运算（2次扰动）；

5）HashMap 的长度为什么是2的幂次方？
为了能让 HashMap 存取高效，尽量较少碰撞，也就是要尽量把数据分配均匀，每个链表/红黑树长度大致相同。这个实现就是把数据存到哪个链表/红黑树中的算法。

这个算法应该如何设计呢？我们首先可能会想到采用%取余的操作来实现。但是，重点来了：“取余(%)操作中如果除数是2的幂次则等价于与其除数减一的与(&)操作（也就是说 hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是2的 n 次方；）。” 并且 采用二进制位操作 &，相对于%能够提高运算效率，这就解释了 HashMap 的长度为什么是2的幂次方。

那为什么是两次扰动呢？

答：_这样就是加大哈希值低位的随机性，使得分布更均匀，从而提高对应数组存储下标位置的随机性&均匀性， 终减少Hash冲突，两次就够了，已经达到了高位低位同时参与运算的目的。_
6）HashMap 与 HashTable 有什么区别？

• 线程安全： HashMap 是非线程安全的，HashTable 是线程安全的；
• HashTable 内部的方法基本都经过 synchronized 修饰。（如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧！）；
• 效率： 因为线程安全的问题，HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外，HashTable 基本被淘汰，不要在代码中使用它；
• 对Null key 和Null value的支持： HashMap 中，null 可以作为键，这样的键只有一个，可以有一个或多个键所对应的值为 null。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null，直接抛NullPointerException。
• 初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 ： ①创建时如果不指定容量初始值，Hashtable 默认的初始大小为11，之后每次扩充，容量变为原来的2n+1。HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充，容量变为原来的2倍。②创建时如果给定了容量初始值，那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小，而 HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小。也就是说 HashMap 总是使用2的幂作为哈希表的大小，后面会介绍到为什么是2 的幂次方。
• 底层数据结构： JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8）时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。
• 推荐使用：在 Hashtable 的类注释可以看到，Hashtable 是保留类不建议使用，推荐在单线程环境下使用 HashMap 替代，如果需要多线程使用则用 ConcurrentHashMap 替代。

7)如何决定使用 HashMap 还是TreeMap？
对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作，HashMap是 好的选择。然而，假如你需要对一个有序的key集合进行遍历，TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小，也许向HashMap中添加元素会更快，将map换为TreeMap进行有序key的遍历。
8)HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别

• ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分割分段(Segment)，然后在每一个分段上都用lock锁进行保护，相对于HashTable的synchronized 锁的粒度更精细了一些，并发性能更好，而HashMap没有锁机制，不是线程安全的。（JDK1.8之后ConcurrentHashMap启了一种全新的方式实现,利用CAS算法。）
• HashMap的键值对允许有null，但是ConCurrentHashMap都不允许。