面试中会遇到的 Java 冷知识，你懂多少？

Posted 2021-03-30 OKMOOC

通常，在面试中，会遇到面试官提一些比较“偏冷”的基础知识，比如基本数据类型所占用的字节数，或者Unicode和UTF-8的区别之类的问题，这时很多应聘者会答错。还有在平常编码的过程中，很多时候会用到除法计算，比如对一个长度为100万的List中的所有元素进行除16的操作，那么CPU对element<<4操作的运算会快于element/16的操作……

因此，本文对一些容易被遗忘的基础知识进行归纳，希望可以帮助广大程序员轻松应对面试官的基础技术问题，以及提升编码效率。本文适合有一定Java基础的人员阅读。

(1)整形

byte  1字节

short  2字节

int  4字节

long  8字节

(2)浮点型

float  4字节

double  8字节

(3)字符类型

char  2字节(Unicode-16)

(4)布尔类型

布尔类型boolean比较特殊，尽管Java虚拟机定义了boolean类型，但虚拟机对boolean类型的支持是有限的，没有为boolean值单独设计JVM指令。操作布尔值的表达式在编译之后，它使用的是JVM的int数据类型，也就是占用4个字节。

JVM也不会直接支持boolean数组，boolean数组在编译之后，它的元素采用byte数据类型，用0表示false，1表示true，也就是boolean数组的元素只占用一个字节。

Unicode是一个统一的编码标准，将现有的所有字符进行唯一编码。在第一个Unicode版本中，使用两个字节（16位）来表示一个字符，注意这里的字节并非指的是计算机内存中的存储单元，而是一个数学长度单位而已。然而，一个Unicode字符在内存中存储所占用的长度，就需要一个具体的编码规则来实现，比如UTF-8。因此，Unicode只是一个编码标准，而UTF-8是对这个标准的一个实现，UTF-8规定了一个Unicode字符在内存中占用的空间（英文和中文所占空间是不同的，有兴趣的读者可以查阅相关资料）。

代码点指的是可以用于对字符集进行编码的那些数字，比如在16位的Unicode编码字符集中，字符“A”的编码是U+0041，那么0041就是一个代码点。

代码单元指的是字符所占空间的单元。例如在UTF-32中，一个代码单元为32位，一个字符占用32位，恰好使用一个代码单元，这种方式会耗费大量内存。在UTF-16中，一个代码单元为16位，值 U+0000 至 U+FFFF 编码对应一个字符，每个字符占用一个代码单元，但是，对于超过这个范围的那些增补字符的编码，需要两个这样的单元（即32位）。而在UTF-8中，一个代码单元为8位，UTF-8 使用一至四个字节的序列对编码 Unicode 代码点进行编码，原理同UTF-32和UTF-16。

在Java语言中，一个String字符串常量对应着一个String对象，并且是不可更改和继承的（因为String类被final关键字修饰）。Java语言这样设计，主要是为了使得字符串常量（注意是字符串常量，字符串变量不符合这里所讲的规则）可以共享，因为JVM将字符串常量放入公共的存储池中，不同的变量可以引用相同的字符串常量。

以上代码运行结果为：true。这就说明a和b引用的是同一String对象。

在双操作数运算中，会根据操作数类型将低级的一个类型转换为高级的一个类型。

1）只要两个操作数中有一个是double类型的，另一个将会被转换成double类型，并且结果也是double类型；

2）只要两个操作数中有一个是float类型的，另一个将会被转换成float类型，并且结果也是float类型；

3）只要两个操作数中有一个是long类型的，另一个将会被转换成long类型，并且结果也是long类型；

4）两个操作数（包括byte、short、int、char）都将会被转换成int类型，并且结果也是int类型。

以上代码启动交换a和b所引用的对象，但实际编译执行会发现没有成功交换。这也就证明Java不是按引用调用的，a和b仅代表两个Person对象的值，而不是代表两个对象的引用，在参数传递上与int等基本类型的值没有区别。

在使用构造器初始化对象时，首先运行初始化块，然后运行构造器的主题部分。调用构造器的具体初始化步骤如下：

1）类的所有数据域被初始化为默认值（0、false或null）。

2）按照在类中声明的次序，依次执行所有初始化语句和初始化块。

3）如果构造器第一行调用了第二个构造器，则执行第二个构造器。

4）执行构造器的主体。

类第一次加载的时候，将会进行静态域的初始化。所有的静态初始化语句以及静态初始化块都将依照定义的顺序进行。

使用super调用构造器的语句必须是子类构造器的第一条语句。

在Java中，子类数组的引用可以转换成父类数组的引用，而不需要采用强制类型转换。

在覆盖一个方法的时候，子类方法不能低于父类方法的可见性。即父类方法是protected的，子类覆盖的方法只能是protected或public的。

如果将一个类声明为final的，只有其中的方法自动成为final，而不包括域。

Object类的equals方法用于检测一个对象与另一个对象是否相等，即判断两个变量的引用是否相同。如果重新定义了equals方法，就必须重新定义hashCode方法，因为向散列表中添加数据时会根据hashCode和equals方法来确定插入位置。如果x.equals(y)返回true，那么x.hashCode()与y.hashCode()的返回值必须相同。

由于枚举值具有固定的实例，因此直接使用“==”就可以判定两个枚举值是否相同，而不需使用equals方法。

JVM会为每个加载的类生成一个Class类型的实例，用于跟踪对象所属的类，获取Class类型实例的方法如下：

1）Object类中的getClass()方法将会返回一个Class类型的实例。

2）Class.forName(className)可以返回className指定类的Class实例。

3）MyClass.class可以返回MyClass类的Class实例。

在方法中声明的类称为局部类（也属于内部类），局部类不仅能够访问包含它们的外部类，还可以访问局部变量。不过，可以被访问的局部变量必须被声明为final。

利用代理可以在运行时创建一个实现了一组给定接口的新类，这种功能只有在编译时无法确定需要实现哪个接口时才有必要使用。我们需要提供一个实现InvocationHandler接口的类来处理调用过程：

关于类型变量限定的问题，一直以来是不少程序员感觉困惑的地方，本条就这个问题简要讨论一下。Java泛型一面有以下两种类型限定的泛型：

限定类型可以有多个，使用“&”分隔。比如：

<T super Comparable & Serializable>

无论何时定义一个泛型类型，都自动提供了一个相应的原始类型。程序运行时，擦除类型变量，并替换为第一个限定类型（比如被替换为Comparable），无限定的变量使用Object。

SaneseeDemo

不能用类型参数代替基本类型。因此没有SaneseeDemo，只有SaneseeDemo。

不能实例化参数化类型的数组，例如：

这是因为array被擦除类型之后，它的类型为SaneseeDemo []，元素类型为SaneseeDemo，则相应的原始类型为Object[]，那么就可以往里面添加任何类型的元素，也就会出现类型错误。

如果需要使用参数化类型对象，只有一种安全而有效的方法：使用ArrayList。

同时，也不能在静态域或方法中引用类型变量，无法通过编译，比如：

因为类型擦除之后，就变为原始类型Object了。如果它可以正常执行，那么任何类型的T最终都会变为Object，那么不管传入什么类型的T，最终只能获取相同的单例，这与我们想要的功能是不一致的。

不能抛出或捕获泛型类型的异常。

Sanesee不是Sanesee的子类，因此不能将Sanesee类型的值赋给Sanesee类型的值。

不能向<? extends Employee >类型的变量调用set方法的。假设它可以执行，因为程序无法知道这个变量的具体类型，它的类型可能是Manager，也可能是Executive，那么就会出现类型转换错误。只能向这个变量调用get方法，因为程序把获得的值自动转换为Employee类型，子类型可以自动转换为父类型。

不能向<? super Employee>类型的变量调用get方法，因为程序无法知道返回的具体类型，它的类型可能是Person，也有可能是Object。只能调用set方法，因为不管是传入Employee还是其子类，都可以成功执行。

总之，带有super限定的通配符可以向泛型对象写入，带有extends限定的通配符可以从泛型对象读取。而Sanesee和Sanesee类型的不同点在于，Sanesee类型擦除以后就是Object了，所以根本无法使用Object类型的对象去调用它，只有将它放在静态方法中执行一些简单的操作。

当对一个线程调用interupt方法时，线程的中断状态将被置位。每个线程都具有一个boolean类型的中断标志，通过它来判断线程是否被中断：

Thread.currentThread().isInterupted()

线程的run方法不能抛出任何受检异常，而受检异常会导致程序终止。然而，不需要使用catch语句来处理可以被传播的异常。相反，就在线程死亡之前，异常被传递到一个用于未捕获异常的处理器。可以使用setUncaughtExceptionHandler为任何线程安装一个处理器。

可以调用ReentrantLock的lock和unlock方法获取锁或解除锁，也可以调用条件对象Condition（由ReentrantLock的newCondition方法获取）的await和singal实现等待或通知功能。两种方式的不同点在于，lock获取到的锁，会等到程序执行结束调用unlock时才会释放，哪怕正在执行耗时比较长的任务，或者处于等待状态。而Condition在需要等待的地方调用await方法，进入等待集，当锁可用时，该线程继续保持阻塞状态，直到另一个线程调用同一条件上的singalAll方法为止（singal方法可以随机解除一个线程的阻塞状态）。然而，最好不使用Lock/Condition或synchronized关键字，可以使用java.util.concurrent包中的任何一种机制，它会为你处理所有的加锁。如果一定得使用关键字，优先使用synchronized，这样可以减少代码的数量，其次才是Lock/Condition。

ThreadLocal类型可以使得每个线程拥有自己的独立的变量。volatile类型为实例域的访问提供了一种免锁机制，可以使得线程每次都可以访问到最新的值（volatile变量不能保证原子性）。

ReentrantReadWriteLock类适合读数据多而写数据少的情形：

ReentrantReadWriteLock.readLock();//多个线程共享，排斥写

ReentrantReadWriteLock.writeLock();//单个线程使用，排斥读写

官方建议放弃使用stop和suspend方法，是因为stop强制终止一个线程是极不安全的操作，而suspend本身容易导致死锁。

在阻塞队列中，生产者向队列中插入元素，消费者向队列获取元素。当队列为空时，消费者线程会被阻塞；当队列慢时，生产者线程将被阻塞。LinkedBlockingQueue可以不限容量，而ArrayBlockingQueue需要指定容量。PriorityBlockingQueue是一个带有优先级的队列，DelayQueue需要在指定延迟慢之后才能移除元素。LinkedTransferQueue的transfer(item)方法允许生产者线程等待，直到消费者准备就绪并移除这个item元素。

java.util.concurrent包提供了Map、集合等的并发实现，ConcurrentHashMap、ConcurrentSkipListMap、ConcurrentSkipListSet和ConcurrentLinkedQueue，允许并发访问数据结构。

任何集合类型可以通过使用同步包装器变成线程安全的（当然最好使用java.util.concurrent包中定义的集合，因为它们经过了精心的设计）：

List list = Collections.synchronizedList(new ArrayList);

Map<K, V> map = Collections.synchronizedMap(new HashMap<K, V>());

Runnable封装了一个异步运行的任务，可以看做没有参数和返回值的异步方法。Callable与Runnable类似，但它有返回值。

Executors是一个线程执行器，用于管理线程的创建和执行，使用它可以创

建多种线程池，常见线程池如下：

Executors.newCachedThreadPool：必要时创建新线程，空闲线程会保留60秒。

Executors.newFixedThreadPool：创建固定容量的线程池。

Executors.newSingleThreadPool：创建只有一个线程的线程池。

Executors.newScheduledThreadPool：用于预定指定的线程池。

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