Java后台开发常见面试题

Posted 2021-11-27

八种基本数据类型的大小，以及他们的封装类

    整数型：        byte    1个字节    -128~127                    封装类：Byte
        short   2个字节        -32768~32767                        Short
        Int     4个字节        -2147483648~2147483647              Integer
        long    8个字节        -2的63方~2的63次方-1             Long

    浮点型：        float   4个字节        单精度                             Float
                    Double  8个字节        双精度                                 Double

    布尔类型：   boolean 4个字节        true或false                          Boolean

    字符类型：   char        2个字节                                        Character

引用数据类型：
分为3种，类、接口和数组

Switch能否用String做参数

        在jdk7以前，switch只支持byte、int、short、char或者对应的包装类和枚举。

equals和==的区别

        a)  对象类型不同 equals是超类Object的方法，而==是操作符

        b)  比较类型不同 equals用来检测两个对象是否相同，即两个对象的内容是否相等，==比较引用数据类型和基本数据类型时具有不同的功能。==比较的是变量（栈）内存中存放的对象的内存地址，用来判断两个对象的地址是否相同，即是否指向同一对象，比较的是真正意义上的指针操作，而equals用来比较的是两个对象的内容是否相同，适用于所有对象。

        c)  注意：如果没有对该对象进行覆盖的话，调用的仍然是超类Object的方法，而Object中的equals方法返回的是==的判断。

自动拆装箱和常量池

        a)  Java自动将原始数据类型值转换成对应的对象，比如将int类型的变量转换成Integer类型，自动装箱时调用valueOf将原始数据类型转换成对应的对象。

        b)  反之，将Integer对象装换成int类型值，这个过程叫拆箱，自动拆箱通过调用类似intValue、doubleValue这类的方法将对象转换成对应的原始数据类型。

        c)  Java中的常量池，实际上分为两种形态：静态常量池和运行时常量池。
            i.  静态常量池：即.*class文件中的常量池，class文件中的常量池不仅仅包含字符串，还包含类、方法的信息，占用class文件绝大部分空间。
            ii. 而运行时常量池：则是jvm虚拟机在完成类装载过程后，将class文件中的常量池载入到内存中，并保存在方法区中，我们常说的常量池就是指方法区中的运行时常量池。

Object中有哪些公用方法？

    a)  Clone：实现对象的浅复制，只有实现了cloneable接口才可以调用此方法，否则会抛出CloneNotSupportedException异常。

    b)  Equals：在Object中和==是一样的，子类一般需要重写此方法。

    c)  Hashcode：该方法用于哈希查找，重写了equals方法一般都要重写hashcode方法，这个方法在一些具有哈希功能的collection中用到。

    d)  getClass：获得运行时的类型。

    e)  wait：是当前线程等待该对象的锁，当前线程必须是该对象的拥有者，也就是说具有该对象的锁！

    f)  Notify：唤醒在对象上等待的某个线程。

    g)  notifyAll：唤醒该对象上等待的所有线程。

    h)  toString：转换成字符串，一般子类都要重写此方法，否则打印句柄。

Java的四种引用，强弱软虚。

    a)  强引用：最常见，把一个对象赋给引用数据类型则为强引用。如果内存中不足，java虚拟机将会跑出OutOfMemoryError错误，从而将程序异常停止强引用的对象是不可以gc回收的,不可以随意回收具有强引用的对象来解决内存不足的问题。在java中，强引用是一种默认的状态，除非Java虚拟机停止工作。

    b)  软引用：如果一个对象具有软引用，内存空间足够，垃圾回收就不会回收它，如果内存空间不足了，就会回收这些对象的内存。只要垃圾回收器没有回收它，该对象就可以被程序继续使用。软引用用来实现内存敏感的高速缓存，比如网页缓存或图片缓存，使用软引用能防止内存泄露，增强程序的健壮性。

    c)  弱引用：用来描述非必需对象的，当jvm进行垃圾回收的时候，无论内存是否充足，都会回收被弱引用关联的对象。

    d)  虚引用：他不影响对象的生命周期，如果一个对象与虚引用关联，则跟没有与之关联一样，在任何时候都可能被垃圾回收器回收。

hashcode的作用

    比较两个对象是否相等，重写的equals方法一般比较全面，比较复杂，效率比较低，而采用hashcode方法进行对比，只需要生成一个hashcode进行比较就可以了！

Hashmap中的hashcode的作用

    a)  Hashcode的存’用于查找的快捷性，如hashtable、hashmap等，hashcode是在散列结构中确定对象的地址。

    b)  如果两个对象相同，就是适用equals方法，那么这两个对象的hashcode一定要相同。

    c)  如果对象的equals方法被重写，那么对象的hashcode也尽量重写，并且产生hashcode使用的对象，一定要和equals放法使用的一致，否则会违反上面的第二点。

    d)  两个对象的hashcode相同，并不代表这两个对象就相同，也就是不一定适用equals方法，只能说明这两个对象在散列存储结构中，如hashtable，他们“存放在同一个篮子里”。

为什么重载hashcode方法？

        一般不需要重载hashcode方法，只有当类放在hshtable、hashmap、hashset等hash结构的集合时，才会重载hashcode。就hashmap来说，好比hashmap就是一个大内存块，里面有许多小内存块，小内存里面就是一系列的对象，可以利用hashcode查找小内存块，，所以当equals相等时，hashcode必需相等，而且如果是Object对象，必须重载hashcode和equals方法。

Arraylist、linkedlist和vector的区别？

    a)  Arraylist：底层数据结构是数组，查询快、增删慢，线程不安全。

    b)  Liskedlist；底层数据结构是链表，查询慢、增删块，线程不安全。

    c)  Vector：底层是数组，查询慢、增删慢，线程安全。

String、stringbuffer与stringbulder的区别？

    a)  String是不可变的对象，因此每次对string类型进行改变的时候，就等于生成了一个新的对象，然后蒋指针指向一个新的string的对象，因此经常改变内容的字符串最好不用string，因为每次生成对象都会对系统性能产生影响，特别是当内存中无引用对象过多时，jvm的gc就会开始工作，那么速度一定会非常慢。

    b)  而stringbuffer结果就完成不一样了，每次结果都会对stringbuffer本省进行操作，而不是生成新的对象，再改变对象的引用。是线程安全的。

    c)  Stringbuildere是jdk5以后新增的，其用法和stringbuffer完全一致，但它是线程不安全的，在单线程中是最佳的，因为不需要维护线程的安全。

Map、set、list、queue、stack的特点与用法。

    a)  Map是键值对，键key是唯一不能重复的，一个键对应一个值，值可以重复，treemap可以保证顺序，hashmap不保证顺序，即是无序的，map可以把key和value单独抽取出来，其中keyset()方法可以将所存的key抽取成一个set。而valuses方法可以将map中所有的value抽取成一个集合。

    b)  Set：不包含重复元素，且最多包含一个null元素，只能用iterater实现单向遍历， set没有同步方法。

    c)  List：有序的可重复集合，可以在任何位置增加和删除元素。用Iterator实现单向遍历，也可以用listIterator实现是双向遍历。

    d)  Queue：遵从先进先出原则，使用时尽量避免add（）和remove（）方法，而只是使用offer（）来添加元素，使用poll来移除元素，它的优点是可以通过返回值来判断是否成功，LinkedList实现Queue接口，Queue通常不允许插入null元素。

    e)  Stack：遵从先进后出原则，stack继承自vector，它通过五个操作对类vector进行扩展，允许将向量视为堆栈，它提供push和pop操作，以及取堆栈顶点的peek（）方法，测试堆栈是否为空的empty（）方法等。

    f)  用法：如果涉及堆栈、队列等操作，建议使用list，对于快速插入和删除元素，建议使用linkedlist，如果，快速随机访问元素，建议使用ArrayList。

Hashmap和hashtable的区别？

a) 都是map接口的实现类，都是基于hash表的实现类。

b) Hashmap集合线程不安全的类，不同步，执行效率高，允许键和值是null。

c) Hashtable集合是线程安全的类，同步，执行效率低，不允许键和值为null。

Jdk7和jdk8中的hashmap的实现。

    a)  Jdk7：hashmap底层维护一个数组，数组中的每一项都是一个entry，我们向hashmap中放置的对象实际上存储在该数组中，map中的key和value则以entry的形式存放在数组中，而这个key放在数组的哪一个位置上，是通过key的hashcode来计算的。

    b)  Jdk8：采用（位桶+链表）红黑树的方式，也是非线程安全的。

Hashmap和hashConcurrentHashmap的区别，hashmap的底层源码。

        Hashmap是线程非安全的，效率比较高，hashtable和ConcurrentHashmap是线程安全的，效率比hashmap差一点，但ConcurrentHashmap采用了更高级的分段锁机制，具体可以理解为把hashmap拆分为n个小的hashtable，根据key。Hashcode（）来决定把key放到哪个hashtable中，在concurrenthashmap中，就是把map分为n个segment，put和get时，都是key.hashcode（）算出放到哪个segment中。

接口和继承的区别？接口内可以定义常量吗？继承可以继承父类的那些东西？

    a)  区别：
        i.  标识符不同，interface和extends
        ii. 接口支持多继承，而不支持继承的继承
        iii.    接口中只能定义全局变量和抽象变量，而继承中可以定义属性、方法、常量、变量等。
        iv. 某接口被实现，在类中一定要实现接口所有的方法，而继承只需要用哪一个就调用哪一个。

    b)  接口不可以定义常量。

    c)  继承可以继承父类所有的东西（成员方法、成员变量、包括私有）。

如何修改父类中以private关键字修饰的变量？

    如果父类中有public的set方法，就可以通过set方法修改父类中以private修改的变量。

Java中public、private 、protect、default的区别？

    a)  Public：java中访问限制最宽的修饰符，即公共的，被修饰的类、属性、方法允许跨类访问，甚至可以跨包访问。

    b)  Private：是java中访问限制最窄的修饰符，被private修饰的类、属性、方法只能被本类的对象进行访问，其子类不能访问，更不允许跨包访问。

    c)  Protec：介于public和private之间的一种访问修饰符，一般称受保护的，被其修饰的类、方法、属性只能被本类和子类进行访问，即使子类不在同一个包下。

    d)  Default：意为默认的，即不加修饰符，该模式下只能同一个包下进行访问。

数据库锁的问题？如何上锁？是不是行锁？

    a)  当多个用户同时对数据库进行操作时，会带来数据不一致的问题，所以锁主要是用于多用户环境下保证数据库完整性和一致性.

    b)  锁分类：从数据库系统来看：排它锁、悲观锁、更新锁
    从程序员角度来看：一种是乐观锁，一种是悲观锁。
    i.  悲观锁：很悲观，每次去拿数据的时候，都以为别人会修改，所以在每次拿数据的时候，都会上锁，这样别人拿这个数据就会block，直到它合锁。具有强烈的排他性和独占性，悲观锁的实现依靠数据库提供的机制，也只有数据库底层提供的机制才能保证数据访问的排他性。传统的关系型数据库用到了很多这同样的机制，比如行锁、表锁、读锁、写锁等，都是在操作前加上锁。
    ii. 乐观锁：很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。悲观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库如果提供类似于write—condition机制的其实都是提供的乐观锁。

c) 按作用性质分：

i.  共享锁：也叫读锁，用于所有只读操作，不能同时增删改，可以查。
例如：select * from 表 lock in share mode；

    ii. 排它锁：也叫读锁，表示对数据进行写操作，一个事务对象施加了排它锁，其他事务就不能加锁了。
例如：查询时加排它锁，别人不能加共享锁和排它锁。
Select * from 表 for update；
        仅允许一个事务封锁此表，其他事务必须等到此锁被释放才能访问。
        排它锁（x锁）一直到事务结束才能释放。
iii.    更新锁：允许其他事务读，但不允许在施加x锁和u锁，当要被读取的对象要被更新的时候，则升级为x锁，防止死锁，如果一个数据在修改前直接申请更新锁，在修改时再升级为排它锁，就可以避免死锁。

d) 按范围分：

i.  行锁：锁的范围是行级别，数据能够确定哪些行需要锁的情况下使用行锁（inodb），如果在不知道会影响到哪些数据的时候就会使用表锁
例如：一个用户表有主键id和birthday。
Update …where id=？  行锁
Update … where birthday=？   表锁

ii. 表锁：锁的范围是整张表。 MyISAM

22.事务的隔离性

a)  隔离性级别越低，并发性越好，但数据库的一致性就越差。
隔离级别越高，并发性越差，但数据库的一致性高。

b)  由低到高
读未提交<读提交<可重复读（默认）<序列化读

c)  错误的级别由低到高：
脏读、不可重复读、幻读
脏读：两个事物，一个事务先修改，另一个事务读，结果是修改前的结果。
不可重复读：两个事物，一个先读是一个结果，一个后修改，再读，又是一个结果。
幻读：第一个事务表中有10、20、30、40几个部门，第二个事务插入表中50的部门，然后提交，第一个事务插入50部门，主键冲突。

23.能否用一个sql语句解决库存判断问题（非查询语句）。

用if语句：if（exper1，exper2，exper3）
        如果exper1的值是true，则返回是exper2的值，如果exper1的值是false，则返回exper3的值。
例如：id   name        number
            1       苹果      300
            2       梨           100
Update fruit set number=if（number>200,number，0）where if=’1’;
即如果苹果的数量大于200，就不变，否则，number改为0，即就可以判断内存是否充足。

24.红黑树

a)  特性：

i.  每个节点都是黑色或者红色。
ii. 根节点是黑色。
iii.    定义null为黑色。
iv. 如果某个子节点是红色，那么它的两个儿子都是黑色，且父节点一定是黑色。
v.  对于任意节点，它到叶子节点的每一条路径都包含相同数目的黑色节点
性质5称之为黑高。

b) 相对平衡：

i.  若H（left）>=H（right），则H（left）=2*H（right）+1
ii. 但BH（left）=BH（right），H（left）<H(right)同理。

c) 在调整节点p之前，必需保证p的左子树left、右子树right都已经是rbt。

i.  多个子问题成立->某个总问题成立
ii. 插入调整：删除调整均是由底向上

d) Rbt的插入调整（默认是红色）

i. 无需调整

1. X为根节点，将x由红染黑
2. 父亲节点是黑色

ii. 仅仅考虑父亲节点p是红色，由于性质4，爷爷节点必定是黑色，分为3中：

1.  Case1：y为黑色，x可左可右；p、y染黑，g染红；x回溯至g
2.  Case2：y为黑色，x为右孩子，左旋p，x指向p，转为case3
3.  Case3：y为黑色，x为左孩子，p染黑，g染红，右旋g结束。
Rbt的插入调整最多2次
右旋转：逆时针旋转两个节点，使父亲节点被右孩子取代，而自己变成左孩子。
左孩子：顺时针旋转两个子节点，使父亲节点被左孩子取代，自己变成右孩子。

25.Session是什么？和cookie的区别？

a)  Cookie通过客户端记录信息确认身份，session是通过服务端的信息确认身份。
b)  客户端浏览器访问服务器的时候，服务端把客户端的信息以某种形式记录在服务器上，这就是session，用户与服务器建立连接的同时，服务器自动分配一个sessionid。
c)  区别：cookie不×××全，别人可以分析本地存在的cookie并进行cookie欺骗，考虑到安全应当使用session。

26. 有哪些排序算法？说一下堆排序？时间复杂度是多少？

    a)  直接插入排序：第一个元素已经排序，第二个与第一个元素进行比较，第一个大，第一个则与第二个交换位置，第三个分别于第一个和第二个比较，以此类推。
    时间复杂度：O（n*n）
    
    b)  希尔排序：按步长grep进行分组，然后将每组元素利用直接插入排序的方法进行排序；每一次结束后再将步长grep减半，循环上述操作，直到步长grep=1，利用直接插入排序，完成排序。
    时间复杂度：O（log n）
    
    c)  简单选择排序：首先在未排序序列中找到最小（或最大）的元素，放在排序序列的起始位置，然后再从未排序序列中找到最小（最大）的元素，放在已排序序列的后面。
    时间复杂度：O（n*n）
    
    d)  堆排序：堆排序过程就是将待排序序列构造成一个堆，选出堆中最大的移走，再把剩下的整成堆，找出最大的在移走，重复直至有序。
    i.  每次将根节点与左右节点最大的进行交换，直到根节点最大，然后把根节点放在最后一个位置，然后再次执行循环，找到最大值放在长度-1的位置。
    ii. 时间复杂度：O（n log n）
    
    e)  冒泡排序：每次比较两个元素，把小的放在前面。
    时间复杂度：O（n*n）
    
    f)  快速排序：把一个序列分为两个子序列，步骤可分为：
    i.  从数列中选出一个元素，作为基准。
    ii. 重新排序数列，所有比基准序列小的元素放在基准前面，所有比基准大的元素放在基准后面，相同的放在任意一边，在这个分区结束后，该基准处于中间位置。
    iii.    递归将小于基准的子序列和大于基准的子序列排序。
    iv. 即：先对大序列进行排序，大序列分为两个子序列，然后递归调用方法对这两个序列进行排序。
    
    g)  归并排序：将两个或两个以上的有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列都是有序的，然后再把整个序列合并成整体有序序列。
    时间复杂度：O（nlogn）
    
    h)  基数排序：将所有待比较的数（正整数统一为同样的数位长度），数位数不足的前面补0，然后从低位开始，依次进行一次排序，这个序列从最低位排序一直到最高位排序完成以后，数列将变成一个有序序列。
    时间复杂度：O（d*（n+r））
    D为位数，r为基数，n为数据个数

27.Statement和preparestatement的区别？

a)  代码的可读性和可维护性preparestatement更好。
b)  Preparestatement尽最大可能提高性能。
c)  提高安全性，preparestatement防止sql注入。

28.NIO和IO到底有什么区别？有什么关系？

a)  NIO是以块的方式处理数据，但是IO是以最基础的字节流的形式去写入和读出的，肯定NIO的效率比IO的效率高出好多。
b)  NIO不是和IO一样用Ouputstream和Inputstream输入流形式来处理数据，但是基于这种流的形式，而是采用通道和缓冲流的形式来处理数据的。
c)  NIO通道可以是双向的，IO中的流只能是单向的。
d)  还有就是NIO的缓冲区（其实也是一个字符数组）还可以进行分片，可以建立只读缓冲区、直接缓冲区和间接缓冲区，只读缓冲区很明显就字面意思，直接缓冲区是为了加快I/O速度，而以一种特殊的方式分配其内存的缓冲区。

29.数据库索引的分类，索引底层的实现，说一下b+树，b-树？
a) 索引的作用：

i.  提高查询速度
ii. 确保数据的唯一性
iii.    可以加快表与表之间的连接，实现表和表之间的完整性。
iv. 使用分组和排序字句进行数据检查时，可以减少分组和排序的时间。
v.  全文检索字段进行搜索优化。

b) 分类；

i.  主键索引（PRIMAY_KEY）：确保数据记录的唯一性，一个表只有一个。
ii. 唯一索引（UNIQUE）：避免一个表中某些数据列中的值重复。可以有多个。
iii.    常规索引（INDEX）：快速定位特定数据。
iv. 全文索引（FULLTEXT）：快速定位特定数据，只能用于MyISAM类型的数据表。

c) 索引底层实现：把平衡树当做数据表默认的索引数据结构，平衡树也就你、b+tree或者b-tree。

d) B-tree：适用于外查找的树，是平衡树的多叉树。

i.  一个m阶b树是一颗平衡的m路搜索树，它或者是空树，或者满足下列性质：

1.  定义任意非叶子节点最多有m个儿子，且m>=2；
2.  根节点的儿子数[2，m];
3.  除根节点以外的叶子节点的儿子数{m/2，m};
4.  每个节点存放m/2-1（向上取整）和至多m-1个关键字（至少2个）。
5.  非叶子节点的关键字个数=指向儿子的指针个数-1；
6.  非叶子节点的关键字：k[1]、k{2}…k[m-1]，且k{i}<k{i+1}。
7.  非叶子节点的指针：p{1} 、p{2} 、p{3}、 p{4} …p{m}，其中p[1】指向小于k[1]的子树，p[m]指向关键字属于k{i}和k{i+1}之间的子树。
8.  所有子树节点位于同一层。

ii. B-树的特性：

1.  关键字集合分布在整棵树中。
2.  任何一个关键字出现且只出现一个节点中。
3.  搜索可能在非叶子节点结束。
4.  其搜索性能等价于在在关键字全集中做一次二分查找。
5.  自动层次控制。

e) B+树：

    i.  B+树的定义：
        1.  其定义与b-树基本相同，除了：
        2.  非叶子节点的子树指针与关键字个数相同。
        3.  非叶子节点的子树指针p[i]，指向关键字属于k[i]，k[i+1]的子树。
        4.  为所有关键字增加一个键指针。
        5.  所有关键字在叶子节点出现。

    ii. B+树的特性：

1.  所有关键字都出现叶子节点的链表中（稠密索引）且链表中的关键字恰好是有序的。
2.  不可能在非叶子节点命中。
3.  非叶子节点相当于叶子节点的索引（稀疏索引），叶子节点相当于存储数据（关键字）的数据层。
4.  更适合文件索引系统。