最最最常见的Java面试题总结(二)

曾经终败给现在 2022-03-17 07:38 170阅读 0赞

### 一、String 和 StringBuffer、StringBuilder的区别是什么？String为什么是不可变的？ ###

#### String 和 StringBuffer、StringBuilder的区别 ####

**可变性**  
`String` 类中使用 `final` 关键字字符数组保存字符串，`private final char value[]` ,所以 `String` 对象是不可变的。而 `StringBuilder` 与 `StringBuffer` 都继承自 `AbstractStringBuilder` 类，在 `AbstractStringBuilder` 中也是使用字符数组保存字符串 `char[] value` 但是没有用 `final` 关键字修饰， 所以这两种对象都是可变的。

StringBuilder 与 StringBuffer 的构造方法都是调用父类构造方法也就是 AbstractStringBuilder 实现的，可以自行查阅源码。  
AbstractStringBuilder.java

abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence { 
        char[] value;
        int count;
        AbstractStringBuilder() { 
        }
        AbstractStringBuilder(int capacity) { 
            value = new char[capacity];
        }
    }

**线程安全性**  
`String` 中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。 `AbstractStringBuilder` 是 `StringBuilder` 与 `StringBuffer` 的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如 `expandCapacity`、`append`、`insert`、`indexOf` 等公共方法。`StringBuffer` 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。 `StringBuilder` 并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。

**性能**  
每次对 `String` 类型进行改变的时候，都会生成一个新的 `String` 对象，然后将指针指向新的 `String` 对象。  
`StringBuffer` 每次都会对 `StringBuffer` 对象本身进行操作，而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 `StringBuilder` 相比使用 `StringBuffer` 仅能获得 10% ~ 15% 左右的性能提升，但即要冒多线程不安全的风险。

**对于三者使用的总结：**  
1、操作海量的数据 = `String`  
2、单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = `StringBuilder`  
3、多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = `StringBuffer`

#### String 为什么是不可变的吗？ ####

简单来说就是 `String` 类利用了 `final` 修饰的 `char` 类型数组存储字符，源码如下：

/** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

#### String 真的是不可变的吗？ ####

**String不可变但不代表引用不可以变**

String str = "Hello";
    str = str + " World";
    System.out.println("str=" + str);

结果：

str=Hello World

实际上，原来 `String` 的内容是不变的，只是str由原来指向 `Hello` 的内存地址转为指向 `Hello World` 的内存地址而已，也就是说多开辟了一块内存区域给 `Hello World` 字符串。

**通过反射是可以修改所谓的 不可变 对象**

// 创建字符串"Hello World"， 并赋给引用s
    String s = "Hello World";
    
    System.out.println("s = " + s); // Hello World
    
    // 获取String类中的value字段
    Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value");
    
    // 改变value属性的访问权限
    valueFieldOfString.setAccessible(true);
    
    // 获取s对象上的value属性的值
    char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s);
    
    // 改变value所引用的数组中的第5个字符
    value[5] = '_';
    
    System.out.println("s = " + s); // Hello_World

结果

s = Hello World
    s = Hello_World

用反射可以访问私有成员，然后反射出 `String` 对象中的 `value` 属性，进而改变通过获得的 `value` 引用改变数组的结构。但是一般我们不会这么做。知道有这个东西就可以了。

### 什么是反射机制？反射机制的应用场景有哪些？ ###

#### 反射机制介绍 ####

`JAVA` 反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法，对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性，这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为 `JAVA` 语言的反射机制。

#### 静态编译和动态编译 ####

*  \*\*静态编译：\*\*在编译时确定类型，绑定对象
 *  \*\*动态编译：\*\*运行时确定类型，绑定对象

#### 反射机制优缺点 ####

*  **优点：** 运行期类型的判断，动态加载类，提高代码灵活度。
 *  **缺点：** 性能瓶颈，反射相当于一系列解释操作，通知 `JVM` 要做的事情，性能比直接的 `JAVA` 代码要慢很多。

#### 反射的应用场景 ####

反射是框架设计的灵魂

在我们平时的项目开发过程中，基本上很少会直接使用到反射机制，但这不能说明反射机制没有用，实际上有很多设计、开发都与反射机制有关，例如模块化的开发，通过反射去调用对应的字节码，动态代理设计模式也采用了反射机制，还有我们日常使用的 `Spring`、`Hibernate` 等框架也大量使用到了反射机制。

举例：①我们在使用 `JDBC` 连接数据库时使用 `Class.forName()` 通过反射加载数据库的驱动程序。② `Spring` 框架也用到很多反射机制，最经典的就是 `XML` 的配置模式， `Spring` 通过 `XML` 配置模式装载 `Bean` 的过程：1)将程序内所有 `XML` 或 `Properties` 配置文件加载入内存中。2)`JAVA` 类里面解析 `XML` 或 `Properties` 里面的内容，得到对应实体类的字节码字符串以及相关的属性信息，3)使用反射机制，根据这个字符串获得某个类的 `Class` 实例，4)动态配置实例的属性。  
**推荐阅读：**

*  [Reflection：Java反射机制的应用场景][Reflection_Java]
 *  [Java基础之—反射（非常重要）][Java]

### 什么是 JDK？ 什么是 JRE？ 什么是 JVM？三者之间的联系与区别 ###

这几个是Java中很基本很基本的东西，但是我相信一定还有很多人搞不清楚！为什么呢？因为我们大多数时候在使用现成的编译工具以及环境的时候，并没有去考虑这些东西。

\*\*JDK：\*\*顾名思义它是给开发者提供的开发工具箱,是给程序开发者用的。它除了包括完整的JRE（Java Runtime Environment），Java运行环境，还包含了其他供开发者使用的工具包。

**JRE：** 普通用户而只需要安装JRE（Java Runtime Environment）来运行Java程序。而程序开发者必须安装JDK来编译、调试程序。

**JVM：** 当我们运行一个程序时，JVM负责将字节码转换为特定机器代码，JVM提供了内存管理/垃圾回收和安全机制等。这种独立于硬件和操作系统，正是java程序可以一次编写多处执行的原因。

#### 区别与联系： ####

1、JDK用于开发，JRE用于运行JAVA程序。  
2、JDK和JRE中包含JVM。  
3、JVM是Java编程语言的核心并且具有平台独立性。

### 什么是字节码？采用字节码的最大好处是什么？ ###

**先看下Java中的编译器和解释器：**  
Java中引入了虚拟机的概念，即在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟的机器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由包解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在Java中，这种虚拟机理解的代码叫做 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。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。Java源程序经过编译器编译后变成字节码，字节码由虚拟机解释执行，虚拟机将每一条执行的字节码发送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后在特定的机器上运行。这也就解释了Java的编译与解释并存的特点。

Java源代码 ——> 编译器 ——> Jvm可执行的Java字节码（即虚拟指令）——> Jvm ——> Jvm中解释器 ——> 机器可执行的二进制机器码 ——> 程序运行。

**采用字节码的好处：**  
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程序运行时比较高效，而且，由于字节码并不专对一种特定的机器，因此，Java程序无须重新编译便可在多种不同的计算机上运行。

### 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

### 接口和抽象类的区别是什么？ ###

1、接口的方法默认是 public，所有方法在接口中不能有实现，抽象类可以有非抽象的方法  
2、接口中的实例变量默认是 final 类型的， 而抽象类中则不定  
3、一个类可以实现多个接口，但最多只能实现一个抽象类  
4、一个类实现接口的话要实现接口的所有方法，而抽象类不一定  
5、接口不能用 new 实例化，但可以声明，但是必须引用一个实现该接口的对象从设计层面来说，抽象是对类的抽象，是一种模板设计，接口是行为的抽象，是一种行为的规范  
\*\*注意：\*\*Java8 后接口可以有默认实现（default）。

### 成员变量与局部变量的区别有哪些？ ###

1、从语法形式上，看成员变量是属于类的，而局部变量是在方法中定义的变量或是方法的参数；成员变量可以被 `public` ,`private`,`static` 等修饰符所修饰，而局部变量不能被访问控制修饰符及`static`所修饰；但是，成员变量和局部变量都能被`final`所修饰。  
2、从变量在内存中的存储方式来看，成员变量是对象的一部分，而对象存在于堆内存，局部变量存在于栈内存。  
3、从变量在内存中的生存时间上看，成员变量是对象的一部分，它随着对象的创建而存在，而局部变量随着方法的调用而自动消失。  
4、成员变量如果没有被赋初值，则会自动以类型的默认值而赋值（一种情况例外被`final`修饰但没有被`static`修饰的成员变量必须显示地赋值），而局部变量则不会自动赋值。

### 重载和重写的区别？ ###

**重载：** 发生在同一个类中，方法名必须相同，参数类型不同、个数不同、顺序不同，方法返回值和访问修饰符可以不同，发生在编译时。 　　  
**重写：** 发生在父子类中，方法名、参数列表必须相同，返回值范围小于等于父类，抛出的异常范围小于等于父类，访问修饰符范围大于等于父类；如果父类方法访问修饰符为`private`则子类就不能重写该方法。

### 字符型常量和字符串常量的区别？ ###

**形式上:**  
字符常量是单引号引起的一个字符  
字符串常量是双引号引起的若干个字符  
**含义上:**  
字符常量相当于一个整形值(ASCII值),可以参加表达式运算  
字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)  
**占内存大小**  
字符常量只占一个字节  
字符串常量占若干个字节(至少一个字符结束标志)

[Reflection_Java]: https://segmentfault.com/a/1190000010162647?utm_source=tuicool&utm_medium=referral
[Java]: https://blog.csdn.net/sinat_38259539/article/details/71799078