（2021最新版）Java后端面试题|Java基础部分

Posted 2022-12-07 程序员追风

前言

很多朋友问，如何短时间突击 Java 通过面试？

面试前还是很有必要针对性的刷一些题，很多朋友的实战能力很强，但是理论比较薄弱，面试前不做准备是很吃亏的。这里整理了很多面试常考的一些面试题，希望能帮助到你面试前的复习并且找到一个好的工作，也节省你在网上搜索资料的时间来学习。

整理的这些Java面试题，包括Java基础、Java多线程与并发编程、spring、spring mvc、spring boot、mybatis。mysql、Redis、消息中间件MQ、分布式与微服务。持续更新中…

完整版Java面试题地址：105道Java面试题总结|含答案解析

内容	地址
Java基础	本文
多线程与并发	未更新
Spring	未更新
Spring MVC、Spring Boot	未更新
MyBatis	未更新
MySQL	未更新
Redis	未更新
分布式与微服务	未更新
MQ	未更新

1、面向对象

什么是面向对象？

对比面向过程，是两种不同的处理问题的角度

面向过程更注重事情的每一个步骤及顺序，面向对象更注重事情有哪些参与者（对象）、及各自需要做什么

比如：洗衣机洗衣服

面向过程会将任务拆解成一系列的步骤（函数），1、打开洗衣机----->2、放衣服----->3、放洗衣粉----->4、清洗----->5、烘干

面向对象会拆出人和洗衣机两个对象：

人：打开洗衣机 放衣服 放洗衣粉

洗衣机：清洗 烘干

从以上例子能看出，面向过程比较直接高效，而面向对象更易于复用、扩展和维护

面向对象

封装：封装的意义，在于明确标识出允许外部使用的所有成员函数和数据项

内部细节对外部调用透明，外部调用无需修改或者关心内部实现

（1）、javabean的属性私有，提供getset对外访问，因为属性的赋值或者获取逻辑只能由javabean本身决 定。而不能由外部胡乱修改

private String name;
public void setName(String name)
	this.name = "tuling_"+name;

该name有自己的命名规则，明显不能由外部直接赋值

（2）、orm框架

操作数据库，我们不需要关心链接是如何建立的、sql是如何执行的，只需要引入mybatis，调方法即可

继承：继承基类的方法，并做出自己的改变和/或扩展

子类共性的方法或者属性直接使用父类的，而不需要自己再定义，只需扩展自己个性化的

多态：基于对象所属类的不同，外部对同一个方法的调用，实际执行的逻辑不同。

继承，方法重写，父类引用指向子类对象

父类类型 变量名 = new 子类对象 ;
变量名.方法名();

无法调用子类特有的功能

2、 JDK、JRE、JVM

JDK：

Java Develpment Kit java 开发工具

JRE：

Java Runtime Environment java运行时环境

JVM：

java Virtual Machine java 虚拟机

3、 ==和equals比较

==对比的是栈中的值，基本数据类型是变量值，引用类型是堆中内存对象的地址

equals：object中默认也是采用==比较，通常会重写

Object

public Boolean equals(Object obj) 
	return (this == obj);

String

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;

上述代码可以看出，String类中被复写的equals()方法其实是比较两个字符串的内容。

public class StringDemo 
	public static void main(String args[]) 
		String str1 = "Hello";
		String str2 = new String("Hello");
		String str3 = str2;
		// 引用传递
		System.out.println(str1 == str2);
		// false
		System.out.println(str1 == str3);
		// false
		System.out.println(str2 == str3);
		// true
		System.out.println(str1.equals(str2));
		// true
		System.out.println(str1.equals(str3));
		// true
		System.out.println(str2.equals(str3));
		// true
	

4、hashCode与equals

hashCode介绍：

hashCode() 的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回一个int整数。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() 定义在JDK的Object.java中，Java中的任何类都包含有hashCode() 函数。

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：

以HashSet如何检查重复为例子来说明为什么要有hashCode：

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，看该位置是否有值，如果没有、HashSet会假设对象没有重复出现。但是如果发现有值，这时会调用equals（）方法来检查两个对象是否真的相同。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。这样就大大减少了equals的次数，相应就大大提高了执行速度。

（1）如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的

（2）两个对象相等,对两个对象分别调用equals方法都返回true

（3）两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的

（4）因此，equals方法被覆盖过，则hashCode方法也必须被覆盖

（5）hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode()，则该class的两个 对象无论如何都不会相等（即使这两个对象指向相同的数据）

5、final

最终的

修饰类：表示类不可被继承

修饰方法：表示方法不可被子类覆盖，但是可以重载

修饰变量：表示变量一旦被赋值就不可以更改它的值。

（1）修饰成员变量

如果final修饰的是类变量，只能在静态初始化块中指定初始值或者声明该类变量时指定初始值。
如果final修饰的是成员变量，可以在非静态初始化块、声明该变量或者构造器中执行初始值。

（2）修饰局部变量

系统不会为局部变量进行初始化，局部变量必须由程序员显示初始化。因此使用final修饰局部变量时，即可以在定义时指定默认值（后面的代码不能对变量再赋值），也可以不指定默认值，而在后面的代码中对final变量赋初值（仅一次）

public class FinalVar 
	final static int a = 0;
	//再声明的时候就需要赋值 或者静态代码块赋值
	/**
static
a = 0;

*/
	final int b = 0;
	//再声明的时候就需要赋值 或者代码块中赋值 或者构造器赋值
	/*
b = 0;
*/
	public static void main(String[] args) 
		final int localA;
		//局部变量只声明没有初始化，不会报错,与final无关。
		localA = 0;
		//在使用之前一定要赋值
		//localA = 1; 但是不允许第二次赋值
	

（3）修饰基本类型数据和引用类型数据

如果是基本数据类型的变量，则其数值一旦在初始化之后便不能更改；
如果是引用类型的变量，则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。但是引用的值是可变的。

public class FinalReferenceTest
	public static void main()
		final int[] iArr=1,2,3,4;
		iArr[2]=-3;
		//合法
		iArr=null;
		//非法，对iArr不能重新赋值
		final Person p = new Person(25);
		p.setAge(24);
		//合法
		p=null;
		//非法
	

为什么局部内部类和匿名内部类只能访问局部final变量？

编译之后会生成两个class文件，Test.class Test1.class

public class Test 
	public static void main(String[] args) 
	
	//局部final变量a,b
	public void test(final int b) 
		//jdk8在这里做了优化, 不用写,语法糖，但实际上也是有
		的，也不能修改
		final int a = 10;
		//匿名内部类
		new Thread()
			public void run() 
				System.out.println(a);
				System.out.println(b);
			
			;
		
		.start();
	

class OutClass 
	private int age = 12;
	public void outPrint(final int x) 
		class InClass 
			public void InPrint() 
				System.out.println(x);
				System.out.println(age);
			
		
		new InClass().InPrint();
	

首先需要知道的一点是: 内部类和外部类是处于同一个级别的，内部类不会因为定义在方法中就会随着 方法的执行完毕就被销毁。

这里就会产生问题：当外部类的方法结束时，局部变量就会被销毁了，但是内部类对象可能还存在(只有没有人再引用它时，才会死亡)。这里就出现了一个矛盾：内部类对象访问了一个不存在的变量。为了解决这个问题，就将局部变量复制了一份作为内部类的成员变量，这样当局部变量死亡后，内部类仍可以访问它，实际访问的是局部变量的"copy"。这样就好像延长了局部变量的生命周期

将局部变量复制为内部类的成员变量时，必须保证这两个变量是一样的，也就是如果我们在内部类中修改了成员变量，方法中的局部变量也得跟着改变，怎么解决问题呢？

就将局部变量设置为final，对它初始化后，我就不让你再去修改这个变量，就保证了内部类的成员变量 和方法的局部变量的一致性。这实际上也是一种妥协。使得局部变量与内部类内建立的拷贝保持一致。

6、String、StringBuffer、StringBuilder

String是final修饰的，不可变，每次操作都会产生新的String对象

StringBuffer和StringBuilder都是在原对象上操作

StringBuffer是线程安全的，StringBuilder线程不安全的

StringBuffer方法都是synchronized修饰的

性能：StringBuilder > StringBuffer > String

场景：经常需要改变字符串内容时使用后面两个

优先使用StringBuilder，多线程使用共享变量时使用StringBuffer

7、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。

public int add(int a,String b)
public String add(int a,String b)
//编译报错

8、接口和抽象类的区别

（1）抽象类可以存在普通成员函数，而接口中只能存在public abstract 方法。

（2）抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是public static final类型的。

（3）抽象类只能继承一个，接口可以实现多个。

接口的设计目的，是对类的行为进行约束（更准确的说是一种“有”约束，因为接口不能规定类不可以有什么行为），也就是提供一种机制，可以强制要求不同的类具有相同的行为。它只约束了行为的有无，但不对如何实现行为进行限制。

而抽象类的设计目的，是代码复用。当不同的类具有某些相同的行为(记为行为集合A)，且其中一部分行为的实现方式一致时（A的非真子集，记为B），可以让这些类都派生于一个抽象类。在这个抽象类中实现了B，避免让所有的子类来实现B，这就达到了代码复用的目的。而A减B的部分，留给各个子类自己实现。正是因为A-B在这里没有实现，所以抽象类不允许实例化出来（否则当调用到A-B时，无法执行）。

抽象类是对类本质的抽象，表达的是 is a 的关系，比如： BMW is a Car。抽象类包含并实现子类的通用特性，将子类存在差异化的特性进行抽象，交由子类去实现。

而接口是对行为的抽象，表达的是 like a 的关系。比如： Bird like a Aircraft（像飞行器一样可以飞），但其本质上 is a Bird。接口的核心是定义行为，即实现类可以做什么，至于实现类主体是谁、是如何实现的，接口并不关心。

使用场景：当你关注一个事物的本质的时候，用抽象类；当你关注一个操作的时候，用接口。

抽象类的功能要远超过接口，但是，定义抽象类的代价高。因为高级语言来说（从实际设计上来说也是）每个类只能继承一个类。在这个类中，你必须继承或编写出其所有子类的所有共性。虽然接口在功能上会弱化许多，但是它只是针对一个动作的描述。而且你可以在一个类中同时实现多个接口。在设计阶段会降低难度

9、List和Set的区别

List

有序，按对象进入的顺序保存对象，可重复，允许多个Null元素对象，可以使用Iterator取出所有元素，在逐一遍历，还可以使用get(int index)获取指定下标的元素

Set

无序，不可重复，最多允许有一个Null元素对象，取元素时只能用Iterator接口取得所有元素，在逐一遍历各个元素

10、ArrayList和LinkedList区别

ArrayList：

基于动态数组，连续内存存储，适合下标访问（随机访问），扩容机制：因为数组长度固定，超出长度存数据时需要新建数组，然后将老数组的数据拷贝到新数组，如果不是尾部插入数据还会涉及到元素的移动（往后复制一份，插入新元素），使用尾插法并指定初始容量可以极大提升性能、甚至超过linkedList（需要创建大量的node对象）

LinkedList：

基于链表，可以存储在分散的内存中，适合做数据插入及删除操作，不适合查询：需要逐一遍历

遍历LinkedList必须使用iterator不能使用for循环，因为每次for循环体内通过get(i)取得某一元素时都需要对list重新进行遍历，性能消耗极大。

另外不要试图使用indexOf等返回元素索引，并利用其进行遍历，使用indexlOf对list进行了遍历，当结 果为空时会遍历整个列表。

11、HashMap和HashTable有什么区别？其底层实现是什 么？

区别 ：

（1）HashMap方法没有synchronized修饰，线程非安全，HashTable线程安全；

（2）HashMap允许key和value为null，而HashTable不允许

底层实现：数组+链表实现

jdk8开始链表高度到8、数组长度超过64，链表转变为红黑树，元素以内部类Node节点存在

（1）计算key的hash值，二次hash然后对数组长度取模，对应到数组下标。

（2）如果没有产生hash冲突(下标位置没有元素)，则直接创建Node存入数组

（3）如果产生hash冲突，先进行equal比较，相同则取代该元素，不同，则判断链表高度插入链表，链表高度达到8，并且数组长度到64则转变为红黑树，长度低于6则将红黑树转回链表

（4）key为null，存在下标0的位置数组扩容

12、ConcurrentHashMap原理，jdk7和jdk8版本的区别

jdk7：

数据结构：ReentrantLock+Segment+HashEntry，一个Segment中包含一个HashEntry数组，每个HashEntry又是一个链表结构

元素查询：二次hash，第一次Hash定位到Segment，第二次Hash定位到元素所在的链表的头部

锁：Segment分段锁 Segment继承了ReentrantLock，锁定操作的Segment，其他的Segment不受影响，并发度为segment个数，可以通过构造函数指定，数组扩容不会影响其他的segment

get方法无需加锁，volatile保证

jdk8：

数据结构：synchronized+CAS+Node+红黑树，Node的val和next都用volatile修饰，保证可见性

查找，替换，赋值操作都使用CAS

锁：锁链表的head节点，不影响其他元素的读写，锁粒度更细，效率更高，扩容时，阻塞所有的读写操作、并发扩容

读操作无锁：

Node的val和next使用volatile修饰，读写线程对该变量互相可见数组用volatile修饰，保证扩容时被读线程感知

13、什么是字节码？采用字节码的好处是什么？

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的共同的接口。

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，这种供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，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，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。这也就是解释了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。

14、Java中的异常体系

Java中的所有异常都来自顶级父类Throwable。

Throwable下有两个子类Exception和Error。

Error是程序无法处理的错误，一旦出现这个错误，则程序将被迫停止运行。

Exception不会导致程序停止，又分为两个部分RunTimeException运行时异常和CheckedException检查异常。

RunTimeException常常发生在程序运行过程中，会导致程序当前线程执行失败。CheckedException常 常发生在程序编译过程中，会导致程序编译不通过。

15、Java类加载器

JDK自带有三个类加载器：bootstrap ClassLoader、ExtClassLoader、AppClassLoader。

BootStrapClassLoader是ExtClassLoader的父类加载器，默认负责加载%JAVA_HOME%lib下的jar包和class文件。

ExtClassLoader是AppClassLoader的父类加载器，负责加载%JAVA_HOME%/lib/ext文件夹下的jar包和 class类。

AppClassLoader是自定义类加载器的父类，负责加载classpath下的类文件。系统类加载器，线程上下文加载器继承ClassLoader实现自定义类加载器

16、双亲委托模型

双亲委派模型的好处：

主要是为了安全性，避免用户自己编写的类动态替换 Java的一些核心类，比如 String。同时也避免了类的重复加载，因为 JVM中区分不同类，不仅仅是根据类名，相同的 class文件被不同的 ClassLoader加载就是不同的两个类

17、GC如何判断对象可以被回收

引用计数法：每个对象有一个引用计数属性，新增一个引用时计数加1，引用释放时计数减1，计数为0时可以回收，

可达性分析法：从 GC Roots 开始向下搜索，搜索所走过的路径称为引用链。当一个对象到 GCRoots 没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的，那么虚拟机就判断是可回收对象。

引用计数法，可能会出现A 引用了 B，B 又引用了 A，这时候就算他们都不再使用了，但因为相互引用 计数器=1 永远无法被回收。

GC Roots的对象有：

虚拟机栈(栈帧中的本地变量表）中引用的对象
方法区中类静态属性引用的对象
方法区中常量引用的对象
本地方法栈中JNI(即一般说的Native方法)引用的对象

可达性算法中的不可达对象并不是立即死亡的，对象拥有一次自我拯救的机会。对象被系统宣告死亡至少要经历两次标记过程：第一次是经过可达性分析发现没有与GC Roots相连接的引用链，第二次是在由虚拟机自动建立的Finalizer队列中判断是否需要执行finalize()方法。

当对象变成(GC Roots)不可达时，GC会判断该对象是否覆盖了finalize方法，若未覆盖，则直接将其回收。否则，若对象未执行过finalize方法，将其放入F-Queue队列，由一低优先级线程执行该队列中对象的finalize方法。执行finalize方法完毕后，GC会再次判断该对象是否可达，若不可达，则进行回收，否则，对象“复活”每个对象只能触发一次finalize()方法

由于finalize()方法运行代价高昂，不确定性大，无法保证各个对象的调用顺序，不推荐大家使用，建议遗忘它。