Java精华知识点汇总（Most Common Problems in Interview for Java Engineer）

转载自Java面试题全集（上）

参考

面向对象相关

指出下面程序的运行结果。

class A {    static {        System.out.print("1");    }    public A() {        System.out.print("2");    }}class B extends A{    static {        System.out.print("a");    }    public B() {        System.out.print("b");    }}public class Hello {    public static void main(String[] args) {        A ab = new B();        ab = new B();    }}

答：执行结果：1a2b2b。创建对象时构造器的调用顺序是：先初始化静态成员，然后调用父类构造器，再初始化非静态成员，最后调用自身构造器。

提示：如果不能给出此题的正确答案，说明之前第21题Java类加载机制还没有完全理解，赶紧再看看吧。

类

两个对象值相同(x.equals(y) == true)，但却可有不同的hash code，这句话对不对？

答：不对，如果两个对象x和y满足x.equals(y) == true，它们的哈希码（hash code）应当相同。Java对于eqauls方法和hashCode方法是这样规定的：(1)如果两个对象相同（equals方法返回true），那么它们的hashCode值一定要相同；(2)如果两个对象的hashCode相同，它们并不一定相同。当然，你未必要按照要求去做，但是如果你违背了上述原则就会发现在使用容器时，相同的对象可以出现在Set集合中，同时增加新元素的效率会大大下降（对于使用哈希存储的系统，如果哈希码频繁的冲突将会造成存取性能急剧下降）。

补充：关于equals和hashCode方法，很多Java程序都知道，但很多人也就是仅仅知道而已，在Joshua Bloch的大作《Effective Java》（很多软件公司，《Effective Java》、《Java编程思想》以及《重构：改善既有代码质量》是Java程序员必看书籍，如果你还没看过，那就赶紧去亚马逊买一本吧）中是这样介绍equals方法的：首先equals方法必须满足自反性（x.equals(x)必须返回true）、对称性（x.equals(y)返回true时，y.equals(x)也必须返回true）、传递性（x.equals(y)和y.equals(z)都返回true时，x.equals(z)也必须返回true）和一致性（当x和y引用的对象信息没有被修改时，多次调用x.equals(y)应该得到同样的返回值），而且对于任何非null值的引用x，x.equals(null)必须返回false。实现高质量的equals方法的诀窍包括：

1. 使用==操作符检查”参数是否为这个对象的引用”；
2. 使用instanceof操作符检查”参数是否为正确的类型”；
3. 对于类中的关键属性，检查参数传入对象的属性是否与之相匹配；
4. 编写完equals方法后，问自己它是否满足对称性、传递性、一致性；
5. 重写equals时总是要重写hashCode；
6. 不要将equals方法参数中的Object对象替换为其他的类型，在重写时不要忘掉@Override注解。

三特性与意义

封装

通常认为封装是把数据和操作数据的方法绑定起来，对数据的访问只能通过已定义的接口。面向对象的本质就是将现实世界描绘成一系列完全自治、封闭的对象。我们在类中编写的方法就是对实现细节的一种封装；我们编写一个类就是对数据和数据操作的封装。可以说，封装就是隐藏一切可隐藏的东西，只向外界提供最简单的编程接口（可以想想普通洗衣机和全自动洗衣机的差别，明显全自动洗衣机封装更好因此操作起来更简单；我们现在使用的智能手机也是封装得足够好的，因为几个按键就搞定了所有的事情）。

继承

继承是从已有类得到继承信息创建新类的过程。提供继承信息的类被称为父类（超类、基类）；得到继承信息的类被称为子类（派生类）。继承让变化中的软件系统有了一定的延续性，同时继承也是封装程序中可变因素的重要手段（如果不能理解请阅读阎宏博士的《Java与模式》或《设计模式精解》中关于桥梁模式的部分）

多态

多态性是指允许不同子类型的对象对同一消息作出不同的响应。简单的说就是用同样的对象引用调用同样的方法但是做了不同的事情。多态性分为编译时的多态性和运行时的多态性。

如果将对象的方法视为对象向外界提供的服务，那么运行时的多态性可以解释为：当A系统访问B系统提供的服务时，B系统有多种提供服务的方式，但一切对A系统来说都是透明的（就像电动剃须刀是A系统，它的供电系统是B系统，B系统可以使用电池供电或者用交流电，甚至还有可能是太阳能，A系统只会通过B类对象调用供电的方法，但并不知道供电系统的底层实现是什么，究竟通过何种方式获得了动力）。

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）。运行时的多态是面向对象最精髓的东西，要实现多态需要做两件事：

1. 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）；
2. 对象造型（用父类型引用引用子类型对象，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）。

重载（Overload）和重写（Override）的区别。重载的方法能否根据返回类型进行区分？

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。

抽象类（abstract class）和接口（interface）有什么异同？

答：

同：抽象类和接口都不能够实例化，但可以定义抽象类和接口类型的引用。一个类如果继承了某个抽象类或者实现了某个接口都需要对其中的抽象方法全部进行实现，否则该类仍然需要被声明为抽象类。

异：接口比抽象类更加抽象，因为抽象类中可以定义构造器，可以有抽象方法和具体方法，而接口中不能定义构造器而且其中的方法全部都是抽象方法。抽象类中的成员可以是private、默认、protected、public的，而接口中的成员全都是public的。抽象类中可以定义成员变量，而接口中定义的成员变量实际上都是常量。有抽象方法的类必须被声明为抽象类，而抽象类未必要有抽象方法。

静态嵌套类(Static Nested Class)和内部类（Inner Class）的不同？

答：Static Nested Class是被声明为静态（static）的内部类，它可以不依赖于外部类实例被实例化。而通常的内部类需要在外部类实例化后才能实例化，其语法看起来挺诡异的，如下所示。

面试题 – 下面的代码哪些地方会产生编译错误？

class Outer {    class Inner {}    public static void foo() { new Inner(); }    public void bar() { new Inner(); }    public static void main(String[] args) {        new Inner();    }}

注意：Java中非静态内部类对象的创建要依赖其外部类对象，上面的面试题中foo和main方法都是静态方法，静态方法中没有this，也就是说没有所谓的外部类对象，因此无法创建内部类对象，如果要在静态方法中创建内部类对象，可以这样做：

new Outer().new Inner();

Anonymous Inner Class(匿名内部类)是否可以继承其它类？是否可以实现接口？

答：可以继承其他类或实现其他接口，在Swing编程和Android开发中常用此方式来实现事件监听和回调。

---

数据类型

基本数据类型

数据类型之间的转换：

• 如何将字符串转换为基本数据类型？
• 如何将基本数据类型转换为字符串？

答：
- 调用基本数据类型对应的包装类中的方法parseXXX(String)或valueOf(String)即可返回相应基本类型；
- 一种方法是将基本数据类型与空字符串（””）连接（+）即可获得其所对应的字符串；另一种方法是调用String 类中的valueOf()方法返回相应字符串

float f=3.4;是否正确？

答: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。类似有：

    int a1=10;    byte a2=a1; //Compile Error,a1是int型，精度高于byte，向下转型丢失精度，需要强转。    byte a3=1;  //OK    byte a4=127; //OK    byte a5=128;//Compile Error,byte由8位bit构成，取值范围是[-128,127]，当初始化赋予的值>127时，数字自动默认为int型。同上。    byte a4=-128; //OK    byte a4=-129; //Compile Error，与上同理

short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有错吗?short s1 = 1; s1 += 1;有错吗？

答：对于short s1 = 1; s1 = s1 + 1;由于1是int类型，因此s1+1运算结果也是int 型，需要强制转换类型才能赋值给short型。而short s1 = 1; s1 += 1;可以正确编译，因为s1+= 1;相当于s1 = (short)(s1 + 1);其中有隐含的强制类型转换。

自动装箱与拆箱

Java是一个近乎纯洁的面向对象编程语言，但是为了编程的方便还是引入了基本数据类型，但是为了能够将这些基本数据类型当成对象操作，Java为每一个基本数据类型都引入了对应的包装类型（wrapper class），int的包装类就是Integer，从Java 5开始引入了自动装箱/拆箱机制，使得二者可以相互转换。
Java 为每个原始类型提供了包装类型：
- 原始类型: boolean，char，byte，short，int，long，float，double
- 包装类型：Boolean，Character，Byte，Short，Integer，Long，Float，Double

class AutoUnboxingTest {    public static void main(String[] args) {        Integer a = new Integer(3);        Integer b = 3;                  // 将3自动装箱成Integer类型        int c = 3;        System.out.println(a == b);     // false 两个引用没有引用同一对象        System.out.println(a == c);     // true a自动拆箱成int类型再和c比较    }}

还有以下例子:

public class Test03 {    public static void main(String[] args) {        Integer f1 = 100, f2 = 100, f3 = 150, f4 = 150;        System.out.println(f1 == f2);        System.out.println(f3 == f4);    }}

如果不明就里很容易认为两个输出要么都是true要么都是false。首先需要注意的是f1、f2、f3、f4四个变量都是Integer对象引用，所以下面的==运算比较的不是值而是引用。装箱的本质是什么呢？当我们给一个Integer对象赋一个int值的时候，会调用Integer类的静态方法valueOf，如果看看valueOf的源代码就知道发生了什么。

public static Integer valueOf(int i) {    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];    return new Integer(i);}

简单的说，如果整型字面量的值在-128到127之间，那么不会new新的Integer对象，而是直接引用常量池中的Integer对象，所以上面的面试题中f1==f2的结果是true，而f3==f4的结果是false。

提醒：越是貌似简单的面试题其中的玄机就越多，需要面试者有相当深厚的功力。

char 型变量中能不能存贮一个中文汉字，为什么？

char类型可以存储一个中文汉字，因为Java中使用的编码是Unicode（不选择任何特定的编码，直接使用字符在字符集中的编号，这是统一的唯一方法），一个char类型占2个字节（16比特），所以放一个中文是没问题的。

补充：使用Unicode意味着字符在JVM内部和外部有不同的表现形式，在JVM内部都是Unicode，当这个字符被从JVM内部转移到外部时（例如存入文件系统中），需要进行编码转换。所以Java中有字节流和字符流，以及在字符流和字节流之间进行转换的转换流，如InputStreamReader和OutputStreamReader，这两个类是字节流和字符流之间的适配器类，承担了编码转换的任务；对于C程序员来说，要完成这样的编码转换恐怕要依赖于union（联合体/共用体）共享内存的特征来实现了。

String

String 是最基本的数据类型吗？

答：不是。Java中的基本数据类型只有8个：byte、short、int、long、float、double、char、boolean；除了基本类型（primitive type）和枚举类型（enumeration type），剩下的都是引用类型（reference type）。

是否可以继承String类？

答：String 类是final类，不可以被继承。

String和StringBuilder、StringBuffer的区别？

答：Java平台提供了两种类型的字符串：String和StringBuffer/StringBuilder，它们可以储存和操作字符串。其中String是只读字符串，也就意味着String引用的字符串内容是不能被改变的。而StringBuffer/StringBuilder类表示的字符串对象可以直接进行修改。StringBuilder是Java 5中引入的，它和StringBuffer的方法完全相同，区别在于它是在单线程环境下使用的，因为它的所有方面都没有被synchronized修饰，因此它的效率也比StringBuffer要高。也即StringBuffer是相对线程安全的。

面试题1 - 什么情况下用+运算符进行字符串连接比调用StringBuffer/StringBuilder对象的append方法连接字符串性能更好？

面试题2 - 请说出下面程序的输出。

class StringEqualTest {    public static void main(String[] args) {        String s1 = "Programming";        String s2 = new String("Programming");        String s3 = "Program" + "ming";        System.out.println(s1 == s2); //false        System.out.println(s1 == s3); //true        System.out.println(s1 == s1.intern()); //true    }}

补充：String对象的intern方法会得到字符串对象在常量池中对应的版本的引用（如果常量池中有一个字符串与String对象的equals结果是true），如果常量池中没有对应的字符串，则该字符串将被添加到常量池中，然后返回常量池中字符串的引用。

String s = new String(“xyz”);创建了几个字符串对象？

答：两个对象，一个是静态区的”xyz”，一个是用new创建在堆上的对象。

如何实现字符串的反转及替换？

答：方法很多，可以自己写实现也可以使用String或StringBuffer/StringBuilder中的方法。有一道很常见的面试题是用递归实现字符串反转，代码如下所示：

    public static String reverse(String originStr) {          if(originStr == null || originStr.length() <= 1)               return originStr;          return reverse(originStr.substring(1)) + originStr.charAt(0);    }

怎样将GB2312编码的字符串转换为ISO-8859-1编码的字符串？

String s1 = "你好";String s2 = new String(s1.getBytes("GB2312"), "ISO-8859-1");

---

集合框架

TreeMap和TreeSet在排序时如何比较元素？Collections工具类中的sort()方法如何比较元素？

答：TreeSet要求存放的对象所属的类必须实现Comparable接口，该接口提供了比较元素的compareTo()方法，当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。TreeMap要求存放的键值对映射的键必须实现Comparable接口从而根据键对元素进行排序。Collections工具类的sort方法有两种重载的形式，第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现Comparable接口以实现元素的比较；第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较，但是要求传入第二个参数，参数是Comparator接口的子类型（需要重写compare方法实现元素的比较），相当于一个临时定义的排序规则，其实就是通过接口注入比较元素大小的算法，也是对回调模式的应用（Java中对函数式编程的支持）。
例子1：

public class Student implements Comparable<Student> {    private String name;        // 姓名    private int age;            // 年龄    public Student(String name, int age) {        this.name = name;        this.age = age;    }    @Override    public String toString() {        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";    }    @Override    public int compareTo(Student o) {        return this.age - o.age; // 比较年龄(年龄的升序)    }import java.util.Set;import java.util.TreeSet;class Test01 {    public static void main(String[] args) {        Set<Student> set = new TreeSet<>();     // Java 7的钻石语法(构造器后面的尖括号中不需要写类型)        set.add(new Student("Hao LUO", 33));        set.add(new Student("XJ WANG", 32));        set.add(new Student("Bruce LEE", 60));        set.add(new Student("Bob YANG", 22));        for(Student stu : set) {            System.out.println(stu);        }//      输出结果: //      Student [name=Bob YANG, age=22]//      Student [name=XJ WANG, age=32]//      Student [name=Hao LUO, age=33]//      Student [name=Bruce LEE, age=60]    }}例子2：public class Student {    private String name;    // 姓名    private int age;        // 年龄    public Student(String name, int age) {        this.name = name;        this.age = age;    }    /**     * 获取学生姓名     */    public String getName() {        return name;    }    /**     * 获取学生年龄     */    public int getAge() {        return age;    }    @Override    public String toString() {        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";    }import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.Comparator;import java.util.List;class Test02 {    public static void main(String[] args) {        List<Student> list = new ArrayList<>();     // Java 7的钻石语法(构造器后面的尖括号中不需要写类型)        list.add(new Student("Hao LUO", 33));        list.add(new Student("XJ WANG", 32));        list.add(new Student("Bruce LEE", 60));        list.add(new Student("Bob YANG", 22));        // 通过sort方法的第二个参数传入一个Comparator接口对象        // 相当于是传入一个比较对象大小的算法到sort方法中        // 由于Java中没有函数指针、仿函数、委托这样的概念        // 因此要将一个算法传入一个方法中唯一的选择就是通过接口回调        Collections.sort(list, new Comparator<Student> () {            @Override            public int compare(Student o1, Student o2) {                return o1.getName().compareTo(o2.getName());    // 比较学生姓名            }        });        for(Student stu : list) {            System.out.println(stu);        }//      输出结果: //      Student [name=Bob YANG, age=22]//      Student [name=Bruce LEE, age=60]//      Student [name=Hao LUO, age=33]//      Student [name=XJ WANG, age=32]    }}

List、Map、Set三个接口存取元素时，各有什么特点？

答：List以特定索引来存取元素，可以有重复元素。Set不能存放重复元素（用对象的equals()方法来区分元素是否重复）。Map保存键值对（key-value pair）映射，映射关系可以是一对一或多对一。Set和Map容器都有基于哈希存储和排序树的两种实现版本，基于哈希存储的版本理论存取时间复杂度为O(1)，而基于排序树版本的实现在插入或删除元素时会按照元素或元素的键（key）构成排序树从而达到排序和去重的效果。

Collection和Collections的区别？

答：Collection是一个接口，它是Set、List等容器的父接口；Collections是个一个工具类，提供了一系列的静态方法来辅助容器操作，这些方法包括对容器的搜索、排序、线程安全化等等

List、Set、Map是否继承自Collection接口？

答：List、Set 是，Map 不是。Map是键值对映射容器，与List和Set有明显的区别，而Set存储的零散的元素且不允许有重复元素（数学中的集合也是如此），List是线性结构的容器，适用于按数值索引访问元素的情形。

阐述ArrayList、Vector、LinkedList的存储性能和特性。

答：ArrayList 和Vector都是使用数组方式存储数据，此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中的方法由于添加了synchronized修饰，因此Vector是线程安全的容器，但性能上较ArrayList差，因此已经是Java中的遗留容器。LinkedList使用双向链表实现存储（将内存中零散的内存单元通过附加的引用关联起来，形成一个可以按序号索引的线性结构，这种链式存储方式与数组的连续存储方式相比，内存的利用率更高），按序号索引数据需要进行前向或后向遍历，但是插入数据时只需要记录本项的前后项即可，所以插入速度较快。Vector属于遗留容器（Java早期的版本中提供的容器，除此之外，Hashtable、Dictionary、BitSet、Stack、Properties都是遗留容器），已经不推荐使用，但是由于ArrayList和LinkedListed都是非线程安全的，如果遇到多个线程操作同一个容器的场景，则可以通过工具类Collections中的synchronizedList方法将其转换成线程安全的容器后再使用（这是对装潢模式的应用，将已有对象传入另一个类的构造器中创建新的对象来增强实现）。

补充：遗留容器中的Properties类和Stack类在设计上有严重的问题，Properties是一个键和值都是字符串的特殊的键值对映射，在设计上应该是关联一个Hashtable并将其两个泛型参数设置为String类型，但是Java API中的Properties直接继承了Hashtable，这很明显是对继承的滥用。这里复用代码的方式应该是Has-A关系而不是Is-A关系，另一方面容器都属于工具类，继承工具类本身就是一个错误的做法，使用工具类最好的方式是Has-A关系（关联）或Use-A关系（依赖）。同理，Stack类继承Vector也是不正确的。Sun公司的工程师们也会犯这种低级错误，让人唏嘘不已。

---

基本语法

Java中有几种类型的流？

答：字节流和字符流。字节流继承于InputStream、OutputStream，字符流继承于Reader、Writer。在java.io 包中还有许多其他的流，主要是为了提高性能和使用方便。关于Java的I/O需要注意的有两点：一是两种对称性（输入和输出的对称性，字节和字符的对称性）；二是两种设计模式（适配器模式和装潢模式）。另外Java中的流不同于C#的是它只有一个维度一个方向。

面试题 - 编程实现文件拷贝。（这个题目在笔试的时候经常出现，下面的代码给出了两种实现方案）

import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.nio.ByteBuffer;import java.nio.channels.FileChannel;public final class MyUtil {    private MyUtil() {        throw new AssertionError();    }    public static void fileCopy(String source, String target) throws IOException {        try (InputStream in = new FileInputStream(source)) {            try (OutputStream out = new FileOutputStream(target)) {                byte[] buffer = new byte[4096];                int bytesToRead;                while((bytesToRead = in.read(buffer)) != -1) {                    out.write(buffer, 0, bytesToRead);                }            }        }    }    public static void fileCopyNIO(String source, String target) throws IOException {        try (FileInputStream in = new FileInputStream(source)) {            try (FileOutputStream out = new FileOutputStream(target)) {                FileChannel inChannel = in.getChannel();                FileChannel outChannel = out.getChannel();                ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(4096);                while(inChannel.read(buffer) != -1) {                    buffer.flip();                    outChannel.write(buffer);                    buffer.clear();                }            }        }    }}

注意：上面用到Java 7的TWR(Try With Resource,类似Python中的with语句作用)，使用TWR后可以不用在finally中释放外部资源 ，从而让代码更加优雅。

Java中如何实现序列化，有什么意义？

答：序列化就是一种用来处理对象流的机制，所谓对象流也就是将对象的内容进行流化。可以对流化后的对象进行读写操作，也可将流化后的对象传输于网络之间。序列化是为了解决对象流读写操作时可能引发的问题（如果不进行序列化可能会存在数据乱序的问题）。
要实现序列化，需要让一个类实现Serializable接口，该接口是一个标识性接口，标注该类对象是可被序列化的，然后使用一个输出流来构造一个对象输出流并通过writeObject(Object)方法就可以将实现对象写出（即保存其状态）；如果需要反序列化则可以用一个输入流建立对象输入流，然后通过readObject方法从流中读取对象。序列化除了能够实现对象的持久化之外，还能够用于对象的深度克隆（可以参考第29题）。

阐述final、finally、finalize的区别。

答：
- final：修饰符（关键字）有三种用法：如果一个类被声明为final，意味着它不能再派生出新的子类，即不能被继承，因此它和abstract是反义词。将变量声明为final，可以保证它们在使用中不被改变，被声明为final的变量必须在声明时给定初值，而在以后的引用中只能读取不可修改。被声明为final的方法也同样只能使用，不能在子类中被重写。
- finally：通常放在try…catch…的后面构造总是执行代码块，这就意味着程序无论正常执行还是发生异常，这里的代码只要JVM不关闭都能执行，可以将释放外部资源的代码写在finally块中。
- finalize：Object类中定义的方法，Java中允许使用finalize()方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在销毁对象时调用的，通过重写finalize()方法可以整理系统资源或者执行其他清理工作。

列出一些你常见的运行时异常？

答：
- ArithmeticException（算术异常）
- ClassCastException （类转换异常）
- IllegalArgumentException （非法参数异常）
- IndexOutOfBoundsException （下标越界异常）
- NullPointerException （空指针异常）
- SecurityException （安全异常）

运行时异常与受检异常有何异同？

答：异常表示程序运行过程中可能出现的非正常状态，运行时异常表示虚拟机的通常操作中可能遇到的异常，是一种常见运行错误，只要程序设计得没有问题通常就不会发生。受检异常跟程序运行的上下文环境有关，即使程序设计无误，仍然可能因使用的问题而引发。Java编译器要求方法必须声明抛出可能发生的受检异常，但是并不要求必须声明抛出未被捕获的运行时异常。异常和继承一样，是面向对象程序设计中经常被滥用的东西，在Effective Java中对异常的使用给出了以下指导原则：
- 不要将异常处理用于正常的控制流（设计良好的API不应该强迫它的调用者为了正常的控制流而使用异常）
- 对可以恢复的情况使用受检异常，对编程错误使用运行时异常
- 避免不必要的使用受检异常（可以通过一些状态检测手段来避免异常的发生）
- 优先使用标准的异常
- 每个方法抛出的异常都要有文档
- 保持异常的原子性
- 不要在catch中忽略掉捕获到的异常

Java语言如何进行异常处理，关键字：throws、throw、try、catch、finally分别如何使用？

答：Java通过面向对象的方法进行异常处理，把各种不同的异常进行分类，并提供了良好的接口。在Java中，每个异常都是一个对象，它是Throwable类或其子类的实例。当一个方法出现异常后便抛出一个异常对象，该对象中包含有异常信息，调用这个对象的方法可以捕获到这个异常并可以对其进行处理。Java的异常处理是通过5个关键词来实现的：try、catch、throw、throws和finally。一般情况下是用try来执行一段程序，如果系统会抛出（throw）一个异常对象，可以通过它的类型来捕获（catch）它，或通过总是执行代码块（finally）来处理；try用来指定一块预防所有异常的程序；catch子句紧跟在try块后面，用来指定你想要捕获的异常的类型；throw语句用来明确地抛出一个异常；throws用来声明一个方法可能抛出的各种异常（当然声明异常时允许无病呻吟）；finally为确保一段代码不管发生什么异常状况都要被执行；try语句可以嵌套，每当遇到一个try语句，异常的结构就会被放入异常栈中，直到所有的try语句都完成。如果下一级的try语句没有对某种异常进行处理，异常栈就会执行出栈操作，直到遇到有处理这种异常的try语句或者最终将异常抛给JVM。

try{}里有一个return语句，那么紧跟在这个try后的finally{}里的代码会不会被执行，什么时候被执行，在return前还是后?

答：会执行，在方法返回调用者前执行。

注意：在finally中改变返回值的做法是不好的，因为如果存在finally代码块，try中的return语句不会立马返回调用者，而是记录下返回值待finally代码块执行完毕之后再向调用者返回其值，然后如果在finally中修改了返回值，就会返回修改后的值。显然，在finally中返回或者修改返回值会对程序造成很大的困扰，C#中直接用编译错误的方式来阻止程序员干这种龌龊的事情，Java中也可以通过提升编译器的语法检查级别来产生警告或错误，Eclipse中可以在如图所示的地方进行设置，强烈建议将此项设置为编译错误。

此处【存疑】！！！

笔者自己写了个代码做了测试：

public class Test {   public static void main(String[] args){       System.out.println(test());   }   public static int test(){       int a=1;       try{           return a;       }       finally{           a++;           System.out.println("a:"+a);       }   }}

结果:

说明finally的代码确实在碰到return后继续执行，但是返回的值已经在程序执行到return语句时确定了，finally中的语句即使对返回值尝试更改，也不会改变最后真正返回的值。

Error和Exception有什么区别？

答：Error表示系统级的错误和程序不必处理的异常，是恢复不是不可能但很困难的情况下的一种严重问题；比如内存溢出，不可能指望程序能处理这样的情况；Exception表示需要捕捉或者需要程序进行处理的异常，是一种设计或实现问题；也就是说，它表示如果程序运行正常，从不会发生的情况。

面试题：2005年摩托罗拉的面试中曾经问过这么一个问题“If a process reports a stack overflow run-time error, what’s the most possible cause?”，给了四个选项a. lack of memory; b. write on an invalid memory space; c. recursive function calling; d. array index out of boundary. Java程序在运行时也可能会遭遇StackOverflowError，这是一个无法恢复的错误，只能重新修改代码了，这个面试题的答案是c。如果写了不能迅速收敛的递归，则很有可能引发栈溢出的错误，如下所示：

    class StackOverflowErrorTest {        public static void main(String[] args) {            main(null);        }    }

提示：用递归编写程序时一定要牢记两点：1. 递归公式；2. 收敛条件（什么时候就不再继续递归）。

什么时候用断言（assert）？

答：断言在软件开发中是一种常用的调试方式，很多开发语言中都支持这种机制。一般来说，断言用于保证程序最基本、关键的正确性。断言检查通常在开发和测试时开启。为了保证程序的执行效率，在软件发布后断言检查通常是关闭的。断言是一个包含布尔表达式的语句，在执行这个语句时假定该表达式为true；如果表达式的值为false，那么系统会报告一个AssertionError。断言的使用如下面的代码所示：

1
assert(a > 0); // throws an AssertionError if a <= 0
断言可以有两种形式：
assert Expression1;
assert Expression1 : Expression2 ;
Expression1 应该总是产生一个布尔值。
Expression2 可以是得出一个值的任意表达式；这个值用于生成显示更多调试信息的字符串消息。

要在运行时启用断言，可以在启动JVM时使用-enableassertions或者-ea标记。要在运行时选择禁用断言，可以在启动JVM时使用-da或者-disableassertions标记。要在系统类中启用或禁用断言，可使用-esa或-dsa标记。还可以在包的基础上启用或者禁用断言。

注意：断言不应该以任何方式改变程序的状态。简单的说，如果希望在不满足某些条件时阻止代码的执行，就可以考虑用断言来阻止它。

Java 中的final关键字有哪些用法？

答：(1)修饰类：表示该类不能被继承；(2)修饰方法：表示方法不能被重写；(3)修饰变量：表示变量只能一次赋值以后值不能被修改（常量）。

switch 是否能作用在byte 上，是否能作用在long 上，是否能作用在String上？

答：在Java 5以前，switch(expr)中，expr只能是byte、short、char、int。从Java 5开始，Java中引入了枚举类型，expr也可以是enum类型，从Java 7开始，expr还可以是字符串（String），但是长整型（long）在目前所有的版本中都是不可以的。

用最有效率的方法计算2乘以8？

答： 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）。

抽象的（abstract）方法是否可同时是静态的（static）,是否可同时是本地方法（native），是否可同时被synchronized修饰？

答：都不能。抽象方法需要子类重写，而静态的方法是无法被重写的，因此二者是矛盾的。本地方法是由本地代码（如C代码）实现的方法，而抽象方法是没有实现的，也是矛盾的。synchronized和方法的实现细节有关，抽象方法不涉及实现细节，因此也是相互矛盾的。

如何实现对象克隆？

答：有两种方式：
1). 实现Cloneable接口并重写Object类中的clone()方法；

2). 实现Serializable接口，通过对象的序列化和反序列化实现克隆，可以实现真正的深度克隆，代码如下。

注意：基于序列化和反序列化实现的克隆不仅仅是深度克隆，更重要的是通过泛型限定，可以检查出要克隆的对象是否支持序列化，这项检查是编译器完成的，不是在运行时抛出异常，这种是方案明显优于使用Object类的clone方法克隆对象。让问题在编译的时候暴露出来总是优于把问题留到运行时。

网络编程

实用类

日期和时间：

• 如何取得年月日、小时分钟秒？
• 如何取得从1970年1月1日0时0分0秒到现在的毫秒数？
• 如何取得某月的最后一天？
• 如何格式化日期？

答：
问题1：创建java.util.Calendar 实例，调用其get()方法传入不同的参数即可获得参数所对应的值。Java 8中可以使用java.time.LocalDateTimel来获取，代码如下所示。

public class DateTimeTest {    public static void main(String[] args) {        Calendar cal = Calendar.getInstance();        System.out.println(cal.get(Calendar.YEAR));        System.out.println(cal.get(Calendar.MONTH));    // 0 - 11        System.out.println(cal.get(Calendar.DATE));        System.out.println(cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));        System.out.println(cal.get(Calendar.MINUTE));        System.out.println(cal.get(Calendar.SECOND));        // Java 8        LocalDateTime dt = LocalDateTime.now();        System.out.println(dt.getYear());        System.out.println(dt.getMonthValue());     // 1 - 12        System.out.println(dt.getDayOfMonth());        System.out.println(dt.getHour());        System.out.println(dt.getMinute());        System.out.println(dt.getSecond());    }}

问题2：以下方法均可获得该毫秒数。

Calendar.getInstance().getTimeInMillis();System.currentTimeMillis();Clock.systemDefaultZone().millis(); // Java 8

问题3：代码如下所示。

Calendar time = Calendar.getInstance();time.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH);

问题4：利用java.text.DataFormat 的子类（如SimpleDateFormat类）中的format(Date)方法可将日期格式化。Java 8中可以用java.time.format.DateTimeFormatter来格式化时间日期，代码如下所示。

import java.text.SimpleDateFormat;import java.time.LocalDate;import java.time.format.DateTimeFormatter;import java.util.Date;class DateFormatTest {    public static void main(String[] args) {        SimpleDateFormat oldFormatter = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd");        Date date1 = new Date();        System.out.println(oldFormatter.format(date1));        // Java 8        DateTimeFormatter newFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd");        LocalDate date2 = LocalDate.now();        System.out.println(date2.format(newFormatter));    }}

补充：Java的时间日期API一直以来都是被诟病的东西，为了解决这一问题，Java 8中引入了新的时间日期API，其中包括LocalDate、LocalTime、LocalDateTime、Clock、Instant等类，这些的类的设计都使用了不变模式，因此是线程安全的设计。如果不理解这些内容，可以参考我的另一篇文章《关于Java并发编程的总结和思考》。

打印昨天的当前时刻

import java.util.Calendar;class YesterdayCurrent {    public static void main(String[] args){        Calendar cal = Calendar.getInstance();        cal.add(Calendar.DATE, -1);        System.out.println(cal.getTime());    }}

在Java 8中，可以用下面的代码实现相同的功能。

import java.time.LocalDateTime;class YesterdayCurrent {    public static void main(String[] args) {        LocalDateTime today = LocalDateTime.now();        LocalDateTime yesterday = today.minusDays(1);        System.out.println(yesterday);    }}

多线程

简述synchronized 和java.util.concurrent.locks.Lock的异同？

答：Lock是Java 5以后引入的新的API，和关键字synchronized相比主要相同点：Lock 能完成synchronized所实现的所有功能；主要不同点：Lock有比synchronized更精确的线程语义和更好的性能，而且不强制性的要求一定要获得锁。synchronized会自动释放锁，而Lock一定要求程序员手工释放，并且最好在finally 块中释放（这是释放外部资源的最好的地方）。

线程的基本状态以及状态之间的关系？

答：

说明：其中Running表示运行状态，Runnable表示就绪状态（万事俱备，只欠CPU），Blocked表示阻塞状态，阻塞状态又有多种情况，可能是因为调用wait()方法进入等待池，也可能是执行同步方法或同步代码块进入等锁池，或者是调用了sleep()方法或join()方法等待休眠或其他线程结束，或是因为发生了I/O中断。

什么是线程池（thread pool）？

答：在面向对象编程中，创建和销毁对象是很费时间的，因为创建一个对象要获取内存资源或者其它更多资源。在Java中更是如此，虚拟机将试图跟踪每一个对象，以便能够在对象销毁后进行垃圾回收。所以提高服务程序效率的一个手段就是尽可能减少创建和销毁对象的次数，特别是一些很耗资源的对象创建和销毁，这就是”池化资源”技术产生的原因。线程池顾名思义就是事先创建若干个可执行的线程放入一个池（容器）中，需要的时候从池中获取线程不用自行创建，使用完毕不需要销毁线程而是放回池中，从而减少创建和销毁线程对象的开销。
Java 5+中的Executor接口定义一个执行线程的工具。它的子类型即线程池接口是ExecutorService。要配置一个线程池是比较复杂的，尤其是对于线程池的原理不是很清楚的情况下，因此在工具类Executors面提供了一些静态工厂方法，生成一些常用的线程池，如下所示：
- newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。这个线程池只有一个线程在工作，也就是相当于单线程串行执行所有任务。如果这个唯一的线程因为异常结束，那么会有一个新的线程来替代它。此线程池保证所有任务的执行顺序按照任务的提交顺序执行。
- newFixedThreadPool：创建固定大小的线程池。每次提交一个任务就创建一个线程，直到线程达到线程池的最大大小。线程池的大小一旦达到最大值就会保持不变，如果某个线程因为执行异常而结束，那么线程池会补充一个新线程。
- newCachedThreadPool：创建一个可缓存的线程池。如果线程池的大小超过了处理任务所需要的线程，那么就会回收部分空闲（60秒不执行任务）的线程，当任务数增加时，此线程池又可以智能的添加新线程来处理任务。此线程池不会对线程池大小做限制，线程池大小完全依赖于操作系统（或者说JVM）能够创建的最大线程大小。
- newScheduledThreadPool：创建一个大小无限的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。
- newSingleThreadExecutor：创建一个单线程的线程池。此线程池支持定时以及周期性执行任务的需求。

启动一个线程是调用run()还是start()方法？

答：启动一个线程是调用start()方法，使线程所代表的虚拟处理机处于可运行状态，这意味着它可以由JVM 调度并执行，这并不意味着线程就会立即运行。run()方法是线程启动后要进行回调（callback）的方法。

synchronized关键字的用法？

答：synchronized关键字可以将对象或者方法标记为同步，以实现对对象和方法的互斥访问，可以用synchronized(对象) { … }定义同步代码块，或者在声明方法时将synchronized作为方法的修饰符。在第60题的例子中已经展示了synchronized关键字的用法。

举例说明同步和异步。

答：如果系统中存在临界资源（资源数量少于竞争资源的线程数量的资源），例如正在写的数据以后可能被另一个线程读到，或者正在读的数据可能已经被另一个线程写过了，那么这些数据就必须进行同步存取（数据库操作中的排他锁就是最好的例子）。当应用程序在对象上调用了一个需要花费很长时间来执行的方法，并且不希望让程序等待方法的返回时，就应该使用异步编程，在很多情况下采用异步途径往往更有效率。事实上，所谓的同步就是指阻塞式操作，而异步就是非阻塞式操作。

编写多线程程序有几种实现方式？

答：Java 5以前实现多线程有两种实现方法：一种是继承Thread类；另一种是实现Runnable接口。两种方式都要通过重写run()方法来定义线程的行为，推荐使用后者，因为Java中的继承是单继承，一个类有一个父类，如果继承了Thread类就无法再继承其他类了，显然使用Runnable接口更为灵活。

补充：Java 5以后创建线程还有第三种方式：实现Callable接口，该接口中的call方法可以在线程执行结束时产生一个返回值，代码如下所示：

import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;class MyTask implements Callable<Integer> {    private int upperBounds;    public MyTask(int upperBounds) {        this.upperBounds = upperBounds;    }    @Override    public Integer call() throws Exception {        int sum = 0;         for(int i = 1; i <= upperBounds; i++) {            sum += i;        }        return sum;    }}class Test {    public static void main(String[] args) throws Exception {        List<Future<Integer>> list = new ArrayList<>();        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);        for(int i = 0; i < 10; i++) {            list.add(service.submit(new MyTask((int) (Math.random() * 100))));        }        int sum = 0;        for(Future<Integer> future : list) {            // while(!future.isDone()) ;            sum += future.get();        }        System.out.println(sum);    }}

请说出与线程同步以及线程调度相关的方法。

答：
- wait()：使一个线程处于等待（阻塞）状态，并且释放所持有的对象的锁；
- sleep()：使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要处理InterruptedException异常；
- notify()：唤醒一个处于等待状态的线程，当然在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且与优先级无关；
- notityAll()：唤醒所有处于等待状态的线程，该方法并不是将对象的锁给所有线程，而是让它们竞争，只有获得锁的线程才能进入就绪状态；

提示：关于Java多线程和并发编程的问题，建议大家看我的另一篇文章《关于Java并发编程的总结和思考》。

补充：Java 5通过Lock接口提供了显式的锁机制（explicit lock），增强了灵活性以及对线程的协调。Lock接口中定义了加锁（lock()）和解锁（unlock()）的方法，同时还提供了newCondition()方法来产生用于线程之间通信的Condition对象；此外，Java 5还提供了信号量机制（semaphore），信号量可以用来限制对某个共享资源进行访问的线程的数量。在对资源进行访问之前，线程必须得到信号量的许可（调用Semaphore对象的acquire()方法）；在完成对资源的访问后，线程必须向信号量归还许可（调用Semaphore对象的release()方法）。

下面的例子演示了100个线程同时向一个银行账户中存入1元钱，在没有使用同步机制和使用同步机制情况下的执行情况。

银行账户类：

/** * 银行账户 * @author 骆昊 * */public class Account {    private double balance;     // 账户余额    /**     * 存款     * @param money 存入金额     */    public void deposit(double money) {        double newBalance = balance + money;        try {            Thread.sleep(10);   // 模拟此业务需要一段处理时间        }        catch(InterruptedException ex) {            ex.printStackTrace();        }        balance = newBalance;    }    /**     * 获得账户余额     */    public double getBalance() {        return balance;    }}

存钱线程类：

/** * 存钱线程 * @author 骆昊 * */public class AddMoneyThread implements Runnable {    private Account account;    // 存入账户    private double money;       // 存入金额    public AddMoneyThread(Account account, double money) {        this.account = account;        this.money = money;    }    @Override    public void run() {        account.deposit(money);    }}

测试类：

import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class Test01 {    public static void main(String[] args) {        Account account = new Account();        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(100);        for(int i = 1; i <= 100; i++) {            service.execute(new AddMoneyThread(account, 1));        }        service.shutdown();        while(!service.isTerminated()) {}        System.out.println("账户余额: " + account.getBalance());    }}

在没有同步的情况下，执行结果通常是显示账户余额在10元以下，出现这种状况的原因是，当一个线程A试图存入1元的时候，另外一个线程B也能够进入存款的方法中，线程B读取到的账户余额仍然是线程A存入1元钱之前的账户余额，因此也是在原来的余额0上面做了加1元的操作，同理线程C也会做类似的事情，所以最后100个线程执行结束时，本来期望账户余额为100元，但实际得到的通常在10元以下（很可能是1元哦）。解决这个问题的办法就是同步，当一个线程对银行账户存钱时，需要将此账户锁定，待其操作完成后才允许其他的线程进行操作，代码有如下几种调整方案：

在银行账户的存款（deposit）方法上同步（synchronized）关键字

/** * 银行账户 * @author 骆昊 * */public class Account {    private double balance;     // 账户余额    /**     * 存款     * @param money 存入金额     */    public synchronized void deposit(double money) {        double newBalance = balance + money;        try {            Thread.sleep(10);   // 模拟此业务需要一段处理时间        }        catch(InterruptedException ex) {            ex.printStackTrace();        }        balance = newBalance;    }    /**     * 获得账户余额     */    public double getBalance() {        return balance;    }}在线程调用存款方法时对银行账户进行同步/** * 存钱线程 * @author 骆昊 * */public class AddMoneyThread implements Runnable {    private Account account;    // 存入账户    private double money;       // 存入金额    public AddMoneyThread(Account account, double money) {        this.account = account;        this.money = money;    }    @Override    public void run() {        synchronized (account) {            account.deposit(money);         }    }}通过Java 5显示的锁机制，为每个银行账户创建一个锁对象，在存款操作进行加锁和解锁的操作import java.util.concurrent.locks.Lock;import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;/** * 银行账户 *  * @author 骆昊 * */public class Account {    private Lock accountLock = new ReentrantLock();    private double balance; // 账户余额    /**     * 存款     *      * @param money     *            存入金额     */    public void deposit(double money) {        accountLock.lock();        try {            double newBalance = balance + money;            try {                Thread.sleep(10); // 模拟此业务需要一段处理时间            }            catch (InterruptedException ex) {                ex.printStackTrace();            }            balance = newBalance;        }        finally {            accountLock.unlock();        }    }    /**     * 获得账户余额     */    public double getBalance() {        return balance;    }}

按照上述三种方式对代码进行修改后，重写执行测试代码Test01，将看到最终的账户余额为100元。当然也可以使用Semaphore或CountdownLatch来实现同步。

当一个线程进入一个对象的synchronized方法A之后，其它线程是否可进入此对象的synchronized方法B？

答：不能。其它线程只能访问该对象的非同步方法，同步方法则不能进入。因为非静态方法上的synchronized修饰符要求执行方法时要获得对象的锁，如果已经进入A方法说明对象锁已经被取走，那么试图进入B方法的线程就只能在等锁池（注意不是等待池哦）中等待对象的锁。

线程的sleep()方法和yield()方法有什么区别？

答：
① sleep()方法给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级，因此会给低优先级的线程以运行的机会；yield()方法只会给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会；
② 线程执行sleep()方法后转入阻塞（blocked）状态，而执行yield()方法后转入就绪（ready）状态；
③ sleep()方法声明抛出InterruptedException，而yield()方法没有声明任何异常；
④ sleep()方法比yield()方法（跟操作系统CPU调度相关）具有更好的可移植性。

Thread类的sleep()方法和对象的wait()方法都可以让线程暂停执行，它们有什么区别?

答：sleep()方法（休眠）是线程类（Thread）的静态方法，调用此方法会让当前线程暂停执行指定的时间，将执行机会（CPU）让给其他线程，但是对象的锁依然保持，因此休眠时间结束后会自动恢复（线程回到就绪状态，请参考第66题中的线程状态转换图）。wait()是Object类的方法，调用对象的wait()方法导致当前线程放弃对象的锁（线程暂停执行），进入对象的等待池（wait pool），只有调用对象的notify()方法（或notifyAll()方法）时才能唤醒等待池中的线程进入等锁池（lock pool），如果线程重新获得对象的锁就可以进入就绪状态。

补充：可能不少人对什么是进程，什么是线程还比较模糊，对于为什么需要多线程编程也不是特别理解。简单的说：进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位；线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程的划分尺度小于进程，这使得多线程程序的并发性高；进程在执行时通常拥有独立的内存单元，而线程之间可以共享内存。使用多线程的编程通常能够带来更好的性能和用户体验，但是多线程的程序对于其他程序是不友好的，因为它可能占用了更多的CPU资源。当然，也不是线程越多，程序的性能就越好，因为线程之间的调度和切换也会浪费CPU时间。时下很时髦的Node.js就采用了单线程异步I/O的工作模式。

线程池

深入理解Java之线程池

内存相关

解释内存中的栈(stack)、堆(heap)和静态区(static area)的用法。

答：通常我们定义一个基本数据类型的变量，一个对象的引用，还有就是函数调用的现场保存都使用内存中的栈空间；而通过new关键字和构造器创建的对象放在堆空间；程序中的字面量（literal）如直接书写的100、”hello”和常量都是放在静态区中。栈空间操作起来最快但是栈很小，通常大量的对象都是放在堆空间，理论上整个内存没有被其他进程使用的空间甚至硬盘上的虚拟内存都可以被当成堆空间来使用。

String str = new String("hello");

上面的语句中变量str放在栈上，用new创建出来的字符串对象放在堆上，而”hello”这个字面量放在静态区

补充：较新版本的Java（从Java 6的某个更新开始）中使用了一项叫”逃逸分析”的技术，可以将一些局部对象放在栈上以提升对象的操作性能。

Java 中会存在内存泄漏吗，请简单描述。

答：理论上Java因为有垃圾回收机制（GC）不会存在内存泄露问题（这也是Java被广泛使用于服务器端编程的一个重要原因）；然而在实际开发中，可能会存在无用但可达的对象，这些对象不能被GC回收，因此也会导致内存泄露的发生。例如hibernate的Session（一级缓存）中的对象属于持久态，垃圾回收器是不会回收这些对象的，然而这些对象中可能存在无用的垃圾对象，如果不及时关闭（close）或清空（flush）一级缓存就可能导致内存泄露。下面例子中的代码也会导致内存泄露。

import java.util.Arrays;import java.util.EmptyStackException;public class MyStack<T> {    private T[] elements;    private int size = 0;    private static final int INIT_CAPACITY = 16;    public MyStack() {        elements = (T[]) new Object[INIT_CAPACITY];    }    public void push(T elem) {        ensureCapacity();        elements[size++] = elem;    }    public T pop() {        if(size == 0)             throw new EmptyStackException();        return elements[--size];    }    private void ensureCapacity() {        if(elements.length == size) {            elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);        }    }}

上面的代码实现了一个栈（先进后出（FILO））结构，乍看之下似乎没有什么明显的问题，它甚至可以通过你编写的各种单元测试。然而其中的pop方法却存在内存泄露的问题，当我们用pop方法弹出栈中的对象时，该对象不会被当作垃圾回收，即使使用栈的程序不再引用这些对象，因为栈内部维护着对这些对象的过期引用（obsolete reference）。在支持垃圾回收的语言中，内存泄露是很隐蔽的，这种内存泄露其实就是无意识的对象保持。如果一个对象引用被无意识的保留起来了，那么垃圾回收器不会处理这个对象，也不会处理该对象引用的其他对象，即使这样的对象只有少数几个，也可能会导致很多的对象被排除在垃圾回收之外，从而对性能造成重大影响，极端情况下会引发Disk Paging（物理内存与硬盘的虚拟内存交换数据），甚至造成OutOfMemoryError。

GC是什么？为什么要有GC？

答：GC是垃圾收集的意思，内存处理是编程人员容易出现问题的地方，忘记或者错误的内存回收会导致程序或系统的不稳定甚至崩溃，Java提供的GC功能可以自动监测对象是否超过作用域从而达到自动回收内存的目的，Java语言没有提供释放已分配内存的显示操作方法。Java程序员不用担心内存管理，因为垃圾收集器会自动进行管理。要请求垃圾收集，可以调用下面的方法之一：System.gc() 或Runtime.getRuntime().gc() ，但JVM可以屏蔽掉显示的垃圾回收调用。
垃圾回收可以有效的防止内存泄露，有效的使用可以使用的内存。垃圾回收器通常是作为一个单独的低优先级的线程运行，不可预知的情况下对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用的对象进行清除和回收，程序员不能实时的调用垃圾回收器对某个对象或所有对象进行垃圾回收。在Java诞生初期，垃圾回收是Java最大的亮点之一，因为服务器端的编程需要有效的防止内存泄露问题，然而时过境迁，如今Java的垃圾回收机制已经成为被诟病的东西。移动智能终端用户通常觉得iOS的系统比Android系统有更好的用户体验，其中一个深层次的原因就在于Android系统中垃圾回收的不可预知性。

JVM

描述一下JVM加载class文件的原理机制？

答：JVM中类的装载是由类加载器（ClassLoader）和它的子类来实现的，Java中的类加载器是一个重要的Java运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入类文件中的类。

由于Java的跨平台性，经过编译的Java源程序并不是一个可执行程序，而是一个或多个类文件。当Java程序需要使用某个类时，JVM会确保这个类已经被加载、连接（验证、准备和解析）和初始化。类的加载是指把类的.class文件中的数据读入到内存中，通常是创建一个字节数组读入.class文件，然后产生与所加载类对应的Class对象。加载完成后，Class对象还不完整，所以此时的类还不可用。当类被加载后就进入连接阶段，这一阶段包括验证、准备（为静态变量分配内存并设置默认的初始值）和解析（将符号引用替换为直接引用）三个步骤。最后JVM对类进行初始化，包括：
1)如果类存在直接的父类并且这个类还没有被初始化，那么就先初始化父类；
2)如果类中存在初始化语句，就依次执行这些初始化语句。

类的加载是由类加载器完成的，类加载器包括：根加载器（BootStrap）、扩展加载器（Extension）、系统加载器（System）和用户自定义类加载器（java.lang.ClassLoader的子类）。从Java 2（JDK 1.2）开始，类加载过程采取了父亲委托机制（PDM）。PDM更好的保证了Java平台的安全性，在该机制中，JVM自带的Bootstrap是根加载器，其他的加载器都有且仅有一个父类加载器。类的加载首先请求父类加载器加载，父类加载器无能为力时才由其子类加载器自行加载。JVM不会向Java程序提供对Bootstrap的引用。下面是关于几个类加载器的说明：

Bootstrap：一般用本地代码实现，负责加载JVM基础核心类库（rt.jar）；

Extension：从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，它的父加载器是Bootstrap；

System：又叫应用类加载器，其父类是Extension。它是应用最广泛的类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中记载类，是用户自定义加载器的默认父加载器。

库函数

Math.round(11.5) 等于多少？Math.round(-11.5)等于多少？

答：Math.round(11.5)的返回值是12，Math.round(-11.5)的返回值是-11。四舍五入的原理是在参数上加0.5然后进行下取整。

设计模式

Java开发中的23种设计模式详解

简述一下你了解的设计模式。

答：所谓设计模式，就是一套被反复使用的代码设计经验的总结（情境中一个问题经过证实的一个解决方案）。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。设计模式使人们可以更加简单方便的复用成功的设计和体系结构。将已证实的技术表述成设计模式也会使新系统开发者更加容易理解其设计思路。

在GoF的《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》中给出了三类（创建型[对类的实例化过程的抽象化]、结构型[描述如何将类或对象结合在一起形成更大的结构]、行为型[对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化]）共23种设计模式，包括：Abstract Factory（抽象工厂模式），Builder（建造者模式），Factory Method（工厂方法模式），Prototype（原始模型模式），Singleton（单例模式）；Facade（门面模式），Adapter（适配器模式），Bridge（桥梁模式），Composite（合成模式），Decorator（装饰模式），Flyweight（享元模式），Proxy（代理模式）；Command（命令模式），Interpreter（解释器模式），Visitor（访问者模式），Iterator（迭代子模式），Mediator（调停者模式），Memento（备忘录模式），Observer（观察者模式），State（状态模式），Strategy（策略模式），Template Method（模板方法模式）， Chain Of Responsibility（责任链模式）。
面试被问到关于设计模式的知识时，可以拣最常用的作答，例如：

• 工厂模式：工厂类可以根据条件生成不同的子类实例，这些子类有一个公共的抽象父类并且实现了相同的方法，但是这些方法针对不同的数据进行了不同的操作（多态方法）。当得到子类的实例后，开发人员可以调用基类中的方法而不必考虑到底返回的是哪一个子类的实例。
• 代理模式：给一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制原对象的引用。实际开发中，按照使用目的的不同，代理可以分为：远程代理、虚拟代理、保护代理、Cache代理、防火墙代理、同步化代理、智能引用代理。
• 适配器模式：把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本因接口不匹配而无法在一起使用的类能够一起工作。
• 模板方法模式：提供一个抽象类，将部分逻辑以具体方法或构造器的形式实现，然后声明一些抽象方法来迫使子类实现剩余的逻辑。不同的子类可以以不同的方式实现这些抽象方法（多态实现），从而实现不同的业务逻辑。

除此之外，还可以讲讲上面提到的门面模式、桥梁模式、单例模式、装潢模式（Collections工具类和I/O系统中都使用装潢模式）等，反正基本原则就是拣自己最熟悉的、用得最多的作答，以免言多必失。

其它

比较一下Java和JavaSciprt。

答：JavaScript 与Java是两个公司开发的不同的两个产品。Java 是原Sun Microsystems公司推出的面向对象的程序设计语言，特别适合于互联网应用程序开发；而JavaScript是Netscape公司的产品，为了扩展Netscape浏览器的功能而开发的一种可以嵌入Web页面中运行的基于对象和事件驱动的解释性语言。JavaScript的前身是LiveScript；而Java的前身是Oak语言。
下面对两种语言间的异同作如下比较：
- 基于对象和面向对象：Java是一种真正的面向对象的语言，即使是开发简单的程序，必须设计对象；JavaScript是种脚本语言，它可以用来制作与网络无关的，与用户交互作用的复杂软件。它是一种基于对象（Object-Based）和事件驱动（Event-Driven）的编程语言，因而它本身提供了非常丰富的内部对象供设计人员使用。
- 解释和编译：Java的源代码在执行之前，必须经过编译。JavaScript是一种解释性编程语言，其源代码不需经过编译，由浏览器解释执行。（目前的浏览器几乎都使用了JIT（即时编译）技术来提升JavaScript的运行效率）
- 强类型变量和类型弱变量：Java采用强类型变量检查，即所有变量在编译之前必须作声明；JavaScript中变量是弱类型的，甚至在使用变量前可以不作声明，JavaScript的解释器在运行时检查推断其数据类型。
- 代码格式不一样。

补充：上面列出的四点是网上流传的所谓的标准答案。其实Java和JavaScript最重要的区别是一个是静态语言，一个是动态语言。目前的编程语言的发展趋势是函数式语言和动态语言。在Java中类（class）是一等公民，而JavaScript中函数（function）是一等公民，因此JavaScript支持函数式编程，可以使用Lambda函数和闭包（closure），当然Java 8也开始支持函数式编程，提供了对Lambda表达式以及函数式接口的支持。对于这类问题，在面试的时候最好还是用自己的语言回答会更加靠谱，不要背网上所谓的标准答案。

面试

网易面试

来源

1、Spring具有什么特点（IOC和AOP）

IOC

IoC与DI

　　首先想说说IoC（Inversion of Control，控制倒转）。这是spring的核心，贯穿始终。所谓IoC，对于spring框架来说，就是由spring来负责控制对象的生命周期和对象间的关系。这是什么意思呢，举个简单的例子，我们是如何找女朋友的？常见的情况是，我们到处去看哪里有长得漂亮身材又好的mm，然后打听她们的兴趣爱好、qq号、电话号、ip号、iq号………，想办法认识她们，投其所好送其所要，然后嘿嘿……这个过程是复杂深奥的，我们必须自己设计和面对每个环节。传统的程序开发也是如此，在一个对象中，如果要使用另外的对象，就必须得到它（自己new一个，或者从JNDI中查询一个），使用完之后还要将对象销毁（比如Connection等），对象始终会和其他的接口或类藕合起来。

　　那么IoC是如何做的呢？有点像通过婚介找女朋友，在我和女朋友之间引入了一个第三者：婚姻介绍所。婚介管理了很多男男女女的资料，我可以向婚介提出一个列表，告诉它我想找个什么样的女朋友，比如长得像李嘉欣，身材像林熙雷，唱歌像周杰伦，速度像卡洛斯，技术像齐达内之类的，然后婚介就会按照我们的要求，提供一个mm，我们只需要去和她谈恋爱、结婚就行了。简单明了，如果婚介给我们的人选不符合要求，我们就会抛出异常。整个过程不再由我自己控制，而是有婚介这样一个类似容器的机构来控制。Spring所倡导的开发方式就是如此，所有的类都会在spring容器中登记，告诉spring你是个什么东西，你需要什么东西，然后spring会在系统运行到适当的时候，把你要的东西主动给你，同时也把你交给其他需要你的东西。所有的类的创建、销毁都由 spring来控制，也就是说控制对象生存周期的不再是引用它的对象，而是spring。对于某个具体的对象而言，以前是它控制其他对象，现在是所有对象都被spring控制，所以这叫控制反转。如果你还不明白的话，我决定放弃。

IoC的一个重点是在系统运行中，动态的向某个对象提供它所需要的其他对象。这一点是通过DI（Dependency Injection，依赖注入）来实现的。比如对象A需要操作数据库，以前我们总是要在A中自己编写代码来获得一个Connection对象，有了 spring我们就只需要告诉spring，A中需要一个Connection，至于这个Connection怎么构造，何时构造，A不需要知道。在系统运行时，spring会在适当的时候制造一个Connection，然后像打针一样，注射到A当中，这样就完成了对各个对象之间关系的控制。A需要依赖 Connection才能正常运行，而这个Connection是由spring注入到A中的，依赖注入的名字就这么来的。那么DI是如何实现的呢？ Java 1.3之后一个重要特征是反射（reflection），它允许程序在运行的时候动态的生成对象、执行对象的方法、改变对象的属性，spring就是通过反射来实现注入的。关于反射的相关资料请查阅java doc。
　理解了IoC和DI的概念后，一切都将变得简单明了，剩下的工作只是在spring的框架中堆积木而已

AOP

AOP（Aspect-OrientedProgramming，面向方面编程），可以说是OOP（Object-Oriented Programing，面向对象编程）的补充和完善。OOP引入封装、继承和多态性等概念来建立一种对象层次结构，用以模拟公共行为的一个集合。当我们需要为分散的对象引入公共行为的时候，OOP则显得无能为力。也就是说，OOP允许你定义从上到下的关系，但并不适合定义从左到右的关系。例如日志功能。日志代码往往水平地散布在所有对象层次中，而与它所散布到的对象的核心功能毫无关系。对于其他类型的代码，如安全性、异常处理和透明的持续性也是如此。这种散布在各处的无关的代码被称为横切（cross-cutting）代码，在OOP设计中，它导致了大量代码的重复，而不利于各个模块的重用。

而AOP技术则恰恰相反，它利用一种称为“横切”的技术，剖解开封装的对象内部，并将那些影响了多个类的公共行为封装到一个可重用模块，并将其名为“Aspect”，即方面。所谓“方面”，简单地说，就是将那些与业务无关，却为业务模块所共同调用的逻辑或责任封装起来，便于减少系统的重复代码，降低模块间的耦合度，并有利于未来的可操作性和可维护性。AOP代表的是一个横向的关系，如果说“对象”是一个空心的圆柱体，其中封装的是对象的属性和行为；那么面向方面编程的方法，就仿佛一把利刃，将这些空心圆柱体剖开，以获得其内部的消息。而剖开的切面，也就是所谓的“方面”了。然后它又以巧夺天功的妙手将这些剖开的切面复原，不留痕迹。

使用“横切”技术，AOP把软件系统分为两个部分：核心关注点和横切关注点。业务处理的主要流程是核心关注点，与之关系不大的部分是横切关注点。横切关注点的一个特点是，他们经常发生在核心关注点的多处，而各处都基本相似。比如权限认证、日志、事务处理。Aop 的作用在于分离系统中的各种关注点，将核心关注点和横切关注点分离开来。正如Avanade公司的高级方案构架师Adam Magee所说，AOP的核心思想就是“将应用程序中的商业逻辑同对其提供支持的通用服务进行分离。”

实现AOP的技术，主要分为两大类：一是采用动态代理技术，利用截取消息的方式，对该消息进行装饰，以取代原有对象行为的执行；二是采用静态织入的方式，引入特定的语法创建“方面”，从而使得编译器可以在编译期间织入有关“方面”的代码。

2、HashMap和HashSet的实现原理

HashMap和HashSet的区别

HashSet就是简化版的HashMap（看源码），其本质是一个存储的Value全部为一个Object对象的HashMap。只不过，HashSet的元素就是HashMap里的键Key。

而HashMap是用一个哈希表+链表维持的，和HashTable一样（区别在于HashTable是线程安全的，而HashMap虽然方法不是synchronized，但也因此效率更高，故一般情况下优先考虑HashMap）。

HashMap实现原理

添加、删除、获取元素时都是先计算hash，根据hash和table.length计算index也就是table数组的下标，然后进行相应操作，下面以HashMap为例说明下它的简单实现

HashMap的创建
HashMap默认初始化时会创建一个默认容量为16的Entry数组，默认加载因子为0.75，同时设置临界值为16*0.75

put方法
HashMap会对null值key进行特殊处理，总是放到table[0]位置
put过程是先计算hash然后通过hash与table.length取摸计算index值，然后将key放到table[index]位置，当table[index]已存在其它元素时，会在table[index]位置形成一个链表，将新添加的元素放在table[index]，原来的元素通过Entry的next进行链接，这样以链表形式解决hash冲突问题，当元素数量达到临界值(capactiy*factor)时，则进行扩容，是table数组长度变为table.length*2

get方法
同样当key为null时会进行特殊处理，在table[0]的链表上查找key为null的元素
get的过程是先计算hash然后通过hash与table.length取摸计算index值，然后遍历table[index]上的链表，直到找到key，然后返回

remove方法
remove方法和put get类似，计算hash，计算index，然后遍历查找，将找到的元素从table[index]链表移除

resize方法
resize方法在hashmap中并没有公开，这个方法实现了非常重要的hashmap扩容，具体过程为：先创建一个容量为table.length*2的新table，修改临界值，然后把table里面元素计算hash值并使用hash与table.length*2重新计算index放入到新的table里面
这里需要注意下是用每个元素的hash全部重新计算index，而不是简单的把原table对应index位置元素简单的移动到新table对应位置

containsValue方法
containsValue方法就比较粗暴了，就是直接遍历所有元素直到找到value，由此可见HashMap的containsValue方法本质上和普通数组和list的contains方法没什么区别，你别指望它会像containsKey那么高效

3、动态代理的原理

Java动态代理的两种实现方法

AOP的拦截功能是由java中的动态代理来实现的。说白了，就是在目标类的基础上增加切面逻辑，生成增强的目标类（该切面逻辑或者在目标类函数执行之前，或者目标类函数执行之后，或者在目标类函数抛出异常时候执行。不同的切入时机对应不同的Interceptor的种类，如BeforeAdviseInterceptor，AfterAdviseInterceptor以及ThrowsAdviseInterceptor等）。

那么动态代理是如何实现将切面逻辑（advise）织入到目标类方法中去的呢？下面我们就来详细介绍并实现AOP中用到的两种动态代理。

AOP的源码中用到了两种动态代理来实现拦截切入功能：jdk动态代理和cglib动态代理。两种方法同时存在，各有优劣。jdk动态代理是由Java内部的反射机制来实现的，cglib动态代理底层则是借助asm来实现的。总的来说，反射机制在生成类的过程中比较高效，而asm在生成类之后的相关执行过程中比较高效（可以通过将asm生成的类进行缓存，这样解决asm生成类过程低效问题）。还有一点必须注意：jdk动态代理的应用前提，必须是目标类基于统一的接口。如果没有上述前提，jdk动态代理不能应用。由此可以看出，jdk动态代理有一定的局限性，cglib这种第三方类库实现的动态代理应用更加广泛，且在效率上更有优势。。

4、java虚拟机类加载机制

Java虚拟机类加载机制

• 加载：获得定义类的二进制字节流，将字节流代表的静态存储结构转化为方法去运行时数据结构。在内存中生成一个代表这个类的Class对象。
• 连接（验证（字节流信息符合JVM要求）-准备（正式为类变量分配内存，并设置类变量初始值）-解析（将常量池内的符号引用替换成直接引用））
• 初始化：执行类构造器()方法的过程.()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块static{}中的语句合并产生的，编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序所决定的，静态语句块只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，在前面的静态语句块可以赋值，但是不能访问。

5、java虚拟机GC算法

Java虚拟机gc算法总结

Java虚拟机详解—-GC算法和种类【重要】

• 引用计数算法：（老牌垃圾回收算法。无法处理循环引用，没有被Java采纳）
• 根搜索算法
• 标记-清除算法
• 复制算法：（新生代的GC）

在根搜索算法的基础上，现代虚拟机的实现当中，垃圾搜集的算法主要有三种，分别是标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法。这三种算法都扩充了根搜索算法，不过它们理解起来还是非常好理解的。

6、包装类型和基本类型比较问题（例如，Integer类型的变量能否==int类型变量，能否作比较，什么时候不能作比较）

7、ArrayList和LInkedList的比较

8、单例模式都有什么，都是否线程安全，怎么改进（从synchronized 到 双重检验锁 到 枚举 Enum）

9、java锁机制

10、java线程安全都体现在哪些方面，如果维护线程安全