Java基础大厂面试题与答案

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-10-06 15:43 153阅读 0赞

**目录**

八种基本数据类型以及包装类

八种基本数据类型默认值？大小？范围区间？包装类的缓存区间？

转换关系是什么？

包装类有哪些共性？

核心类之Object

Object类有哪些核心方法？

equal() 与 "=="的区别？

clone()如何使用？深clone与浅clone的区别？

finalize()方法什么时候被调用？

String

String的底层数据结构是什么？

String定义为final的原因？

String为什么非常适合作为HashMap的key？

集合体系架构图

HashMap

底层数据结构是什么？

put一个元素的全过程？

get一个元素的全过程？

初始容量是什么？什么时候转红黑树？什么时候扩容？如何扩容？

为什么每次扩容2倍而不是3倍？

可不可以不扩容，会有什么问题？

多线程put时会出现哪些问题？

红黑树的特性要求是什么？

ConcurrentHashMap

底层数据结构是什么？

如果保证线程安全？

高并发下扩容原理是什么？

高并发下size值如何计算？

ArrayList

底层数据结构是什么？

如果在中间位置add或remove一个元素会发生什么？

什么时候扩容，扩容多少？

适合哪种场景使用？

LinkedList

底层数据结构是什么？

如何add一个元素？

描述get一个元素的过程

适合哪种场景使用？

LinkedHashMap

实现LRU

泛型

泛型的作用和原理是什么？

使用泛型有什么好处？

＜? extends T＞与＜? super T＞的区别是什么？

stream

stream的底层实现是怎样的？

并行流是什么？

lambda实现List分组、过滤、去重、排序、转Map

stream().map与stream().flatMap的区别？

反射

反射的原理是什么？

反射为什么性能差？

IO流

Java Socket

Socket连接过程是什么？

BIO与NIO

如何理解同步、异步、阻塞、非阻塞？

什么是同步非阻塞？

BIO与NIO的区别是什么？

NIO的核心概念有哪些？

--------------------

## 八种基本数据类型以及包装类 ##

### 八种基本数据类型默认值？大小？范围区间？包装类的缓存区间？ ###

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>序号</td> 
   <td>类型名称</td> 
   <td>默认值</td> 
   <td>大小</td> 
   <td>最小值</td> 
   <td>最大值</td> 
   <td>包装类</td> 
   <td>缓冲区间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>boolean</td> 
   <td>false</td> 
   <td>1B</td> 
   <td>0(false)</td> 
   <td>1(true)</td> 
   <td>Boolean</td> 
   <td>无</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>byte</td> 
   <td>(byte)0</td> 
   <td>1B</td> 
   <td>-128</td> 
   <td>127</td> 
   <td>Byte</td> 
   <td>-128 ~ 127</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3</td> 
   <td>char</td> 
   <td>'\u0000'</td> 
   <td>2B</td> 
   <td>'\u0000'</td> 
   <td>'\uFFFF'</td> 
   <td>Character</td> 
   <td>(char)0 ~ (char)127</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4</td> 
   <td>short</td> 
   <td>(short)0</td> 
   <td>2B</td> 
   <td>-2^15</td> 
   <td>2^15 - 1</td> 
   <td>Short</td> 
   <td>-128 ~ 127</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td>int</td> 
   <td>0</td> 
   <td>4B</td> 
   <td>-2^31</td> 
   <td>2^31 - 1</td> 
   <td>Integer</td> 
   <td>-128 ~ 127</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>6</td> 
   <td>long</td> 
   <td>0L</td> 
   <td>8B</td> 
   <td>-2^63</td> 
   <td>2^63 - 1</td> 
   <td>Long</td> 
   <td>-128 ~ 127</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>7</td> 
   <td>float</td> 
   <td>0.0f</td> 
   <td>4B</td> 
   <td>1.4e-45 (1.4 * 10^-45)</td> 
   <td>3.4e+38 (3.4 * 10^38)</td> 
   <td>Float</td> 
   <td>无</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>8</td> 
   <td>double</td> 
   <td>0.0d</td> 
   <td>8B</td> 
   <td>4.9e-324(4.9 * 10^-324)</td> 
   <td>1.798e+308(1.798 * 10^308)</td> 
   <td>Double</td> 
   <td>无&nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 转换关系是什么？ ###

*  从左到右自动转换，从右到左需要强制转换；

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyMTIzOTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

### 包装类有哪些共性？ ###

1.  具有基本数值作为参数的构造函数。例如：Integer i = new Integer(66);
2.  具有字符串作为参数的构造函数。例如Integer i = new Integer("-12");如果字符串内容与当前包装类型不匹配，会抛出NumberFormatException异常，例如Integer i = new Integer("-12.5");
3.  具有返回对象基本值的typeValue方法，例如int num = i.intValue();
4.  具有将字符串转换为基本值的parseType方法，例如int num = Integer.parseInt("56");
5.  所有包装类都覆写了hashCode与equals方法，以提供对Map的支持；
6.  equals方法用于比较同一类型两个对象的值是否相等，不要使用"=="；
7.  具有将值转成字符串的方法toString()方法；
8.  都支持自动装箱与拆箱，大大方便了基本数据类型与它们包装类的使用。

## 核心类之Object ##

### Object类有哪些核心方法？ ###

*  getClass()、hashcode()、equals()、clone()、toString()、notify()、notifyAll()、wait()、finalize() 等。

### equal() 与 "=="的区别？ ###

*  equal被重写前无区别。

### clone()如何使用？深clone与浅clone的区别？ ###

*  想要实现clone，需要实现Cloneable接口，并重写Object的clone()方法；
 *  浅clone：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型进行引用传递般的拷贝，此为浅拷贝；
 *  深clone：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型可以通过以下方式实现：
    
     *  如果所有对象都支持clone，可以在clone方法内再一次clone引用的对象，然后set进去；
     *  通过字节流反序列化实现；
     *  通过序列化工具实现，如apache.commons.lang3.SerializationUtils或Gson。

### finalize()方法什么时候被调用？ ###

*  对象被GC回收前。

## String ##

### String的底层数据结构是什么？ ###

*  不可变的字符数组。

### String定义为final的原因？ ###

*  作为与基本数据类型有着相同地位的数据结构，不可变性是定义常量的基础，因此JVM中才可以定义字符串常量池，以此来提升使用效率与安全性。

### String为什么非常适合作为HashMap的key？ ###

*  String重写了Object类的hashCode()与equals()方法，这两个方法都是根据字符串的内容去计算和比较，而非内存地址；
 *  hash值在首次计算后会被缓存，性能良好，这也是String能广泛使用于Map的key的原因。

## 集合体系架构图 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyMTIzOTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

## HashMap ##

### 底层数据结构是什么？ ###

*  数组 + 链表 + 红黑树

### put一个元素的全过程？ ###

*  初始化 -> hashCode寻址 -> equals比较 -> 替换或追加 -> 扩容

### get一个元素的全过程？ ###

*  hashCode寻址 -> equals确认

### 初始容量是什么？什么时候转红黑树？什么时候扩容？如何扩容？ ###

*  初始容量16；
 *  链表长度 >= 8，且总容量 >= 64 转红黑树；
 *  扩容因子0.75；
 *  扩大2倍；

### 为什么每次扩容2倍而不是3倍？ ###

*  容量n为2的指数倍可以保证元素在数组中分布的更均匀：（n - 1）% hashcode 等价于二进制运算 1111 & 0101

### 可不可以不扩容，会有什么问题？ ###

*  不扩容会导致hash冲突越来越多，使用效率逐渐下降。

### 多线程put时会出现哪些问题？ ###

*  同一个槽下的元素可能被覆盖；
 *  扩容时，原put到旧table的元素会丢失；
 *  jdk1.7在对链表追加元素时，使用头插法，扩容后，链表元素顺序会发生反转，多线程同时触发扩容会导致死链；
 *  jdk1.8在扩容时，将链表的头插法改为尾插法，保证链表的顺序不会改变，避免了死链发生。

### 红黑树的特性要求是什么？ ###

*  每个节点要么是红色，要么是黑色，但根节点永远是黑色的；
 *  红色节点不能连续，也就是说，红色节点的子和父都不能是红色的；
 *  从任一节点到其每个叶子节点的路径都包含相同数量的黑色节点。

## ConcurrentHashMap ##

### 底层数据结构是什么？ ###

*  数组 + 链表 + 红黑树

### 如果保证线程安全？ ###

*  在put和resize时加乐观锁cas。

### 高并发下扩容原理是什么？ ###

*  在put过程中，如果发现table处于迁移状态，当前线程会协助迁移，将老数据都迁移到新的table中后再执行put过程。

### 高并发下size值如何计算？ ###

*  并发量不大的情况下直接通过cas更新baseCount，并发量很大的情况下采用分段计算方式，把新增加的值落到counterCells\[\]数组来减少冲突，counterCells满了还会扩容，最后 size = baseCount + counterCells。

## ArrayList ##

### 底层数据结构是什么？ ###

*  初始大小为10的数组。

### 如果在中间位置add或remove一个元素会发生什么？ ###

*  导致该位置后的元素都需要进行位移，从而导致内存拷贝。

### 什么时候扩容，扩容多少？ ###

*  数组满的时候，扩容1.5倍。

### 适合哪种场景使用？ ###

*  数组内存连续，查询效率较高O(1)；
 *  而修改可能会导致元素位移，内存copy；
 *  因此适合查询多，修改少（特别是在中间位置修改）的场景。

## LinkedList ##

### 底层数据结构是什么？ ###

*  双向链表。

### 如何add一个元素？ ###

*  先找到要add的位置，再将前后节点的引用指向该节点，同时更新该节点的前序后续节点的引用。

### 描述get一个元素的过程 ###

*  如果知道位置，则根据总量判断该节点距离头近还是尾近，然后从近的一端去遍历。如果不知道位置则直接去遍历。

### 适合哪种场景使用？ ###

*  修改只修改引用，不涉及内存copy，因此代价较低；
 *  但是查询只能从头或从尾去遍历O(n)；
 *  适合写多读少的场景。

## LinkedHashMap ##

### 实现LRU ###

*  LinkedHashMap extends HashMap 具有和HashMap一样快的查找速度；
 *  内部维护一个双向链表，用来维护插入顺序或者LRU顺序；
 *  内部属性accessOrder决定了顺序，默认为false,此时维护的是插入顺序 ；
 *  构造函数 LinkedHashMap(int initialCapacity,float loadFactor,boolean accessOrder)；
 *  when accessOrder = true；
 *  get操作会将该节点移到链表尾部，保证链表尾部是最近访问的节点，链表head节点就是最久未使用的节点；
 *  put操作会将该节点移到链表尾部，保证链表尾部是最近访问的节点，链表head节点就是最久未使用的节点；
 *  put操作后，when removeEldestEntry()方法返回为true会移除最晚的节点，就是head节点；
 *  removeEldestEntry()默认为false，如果为true，必须继承LinkedHashMap重写这个方法；
 *  实例：实现LRU缓存，通过移除最近最久未使用的节点。从而保证缓存空间足够。并且缓存的数据都是热点数据。

## 泛型 ##

### 泛型的作用和原理是什么？ ###

*  泛型可以消除代码中的强制类型转换，同时获得一个附加的类型检查层，该检查层可以防止有人将错误类型的键或值保存在集合中。这就是泛型所做的工作。
 *  Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节码中是不包含泛型中的类型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数，会在编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。

### 使用泛型有什么好处？ ###

*  泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。
    
     *  类型安全：提高编译器验证的效率；
     *  消除强制类型转换：提高代码可读性，简化程序员开发难度；
     *  提升性能：将强制类型转换、安全校验等操作在编译器完成，简化了程序执行期的工作。

### ＜? extends T＞与＜? super T＞的区别是什么？ ###

*  <? extends T>可以赋值给任何T以及T的子类的集合，上界为T，取出的类型带有泛型限制，向上转型为T，除了null以外，任何元素不得添加进<? extends T>集合内。
 *  <? super T>可以赋值给任何T以及T的父类集合，下界为T，取出的类型会泛型丢失，添加时只能添加T或T的子类。

## stream ##

### stream的底层实现是怎样的？ ###

*  Stream 处理数据的过程可以类别成工厂的流水线。数据可以看做流水线上的原料，对数据的操作可以看做流水线上的工人对原料的操作；
 *  Stream 是一个接口，最主要的实现是ReferencePipeline；
 *  ReferencePipeline 包含了控制数据流入的 Head ，中间操作 StatelessOp、StatefulOp，终止操作 TerminalOp；
    
     *  Head节点定义了集合流入流水线的规范与方式；
     *  StatelessOp是无状态操作，每个数据的处理是独立的，不会影响或依赖之前的数据，如filter()、map、flatMap()；
     *  StatefulOp是有状态操作，处理时会记录状态，比如处理了几个。后面元素的处理会依赖前面记录的状态，或者拿到所有元素才能继续下去，如distinct()、sorted()、limit()；
     *  TerminalOp是终止操作，其中又分为短路操作和非短路操作；
        
         *  短路操作：拿到符合预期的结果就会停下来，不一定会处理完所有数据。如anyMatch()、allMatch()、findFirst()、findAny() 等；
         *  非短路操作：处理完所有数据才能得到结果。如collect()、count()、forEach()、max()、min()、reduce()、toArray()等。

fruitList.stream().filter(a -> a.getName().equals("香蕉")).collect(Collectors.toList());

### 并行流是什么？ ###

*  parallelStream

### lambda实现List分组、过滤、去重、排序、转Map ###

[https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/96432029][https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_96432029]

### stream().map与stream().flatMap的区别？ ###

*  map处理完数据后返回的是一个与原结构一致的stream；
 *  flatMap把流中的层级结构扁平化，就是将最底层元素抽出来放到一起。

## 反射 ##

### 反射的原理是什么？ ###

*  反射通过解析字节码，根据动态信息获取类、方法、属性等相关信息的技术。

### 反射为什么性能差？ ###

*  java反射之所以慢，根本原因是JIT即时编译器没法对反射相关的代码做优化；
 *  JIT是指在程序运行期间把字节码文件编译成机器码的过程，由于反射涉及动态解析的类型，没有具体的字节码，所以无法被JIT优化。

## IO流 ##

常见的IO流有哪些？

[https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103774297][https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_103774297]

## Java Socket ##

### Socket连接过程是什么？ ###

[https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103775022][https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_103775022]

## BIO与NIO ##

### 如何理解同步、异步、阻塞、非阻塞？ ###

*  同步强调的是顺序，所谓同步调用，就是可以确定程序执行的顺序的调用。比如说执行一个调用，知道调用返回之前下一行代码不会执行。这种顺序是确定的情况，就是同步；
 *  而异步调用则恰恰相反，异步调用不明确执行顺序。比如说一个回调函数，不知道何时会回来；
 *  阻塞和非阻塞是一种读取或者写入操作函数的实现方式，阻塞方式下读取或者写入函数将一直等待，而非阻塞方式下，读取或者写入函数会立即返回一个状态值；
 *  同步/异步是宏观上（进程间通讯，通常表现为网络IO的处理上），阻塞/非阻塞是微观上（进程内数据传输，通常表现为对本地IO的处理上）；阻塞和非阻塞是同步/异步的表现形式。
 *  由上描述基本可以总结一句简短的话：同步和异步是针对目的和顺序，阻塞和非阻塞是针对实现方式。

### 什么是同步非阻塞？ ###

*  同步主要是针对client端获取结果的过程而言。一个线程从某条通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有可用数据，就什么都不会获取，它不会保持线程阻塞，可以暂时做其它事情，但是仍然需要时不时的去询问，看数据有没有就绪（虽然不用阻塞，但仍然要定时询问，而不是等人家送上门）。
 *  非阻塞是针对server端的处理过程而言。一个线程请求写入一些数据到某条通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情（多路复用）。 线程通常将非阻塞 IO 的空闲时间用于在其它通道上执行 IO 操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出的通道（channel）。
 *  Java NIO 是一种同步非阻塞模式 IO。

### BIO与NIO的区别是什么？ ###

[https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103796894][https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_103796894]

### NIO的核心概念有哪些？ ###

[https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103789632][https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_103789632]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTEyMTIzOTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221005/8826584d090b4ccabbad548a538f72bc.png
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[https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_96432029]: https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/96432029
[https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_103774297]: https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103774297
[https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_103775022]: https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103775022
[https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_103796894]: https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103796894
[https_hujinyang.blog.csdn.net_article_details_103789632]: https://hujinyang.blog.csdn.net/article/details/103789632