Java笔试题解答和部分面试题

Posted 2020-08-04 肥宅兜

面试类 

 

银行类的问题

问题一：在多线程环境中使用HashMap会有什么问题？在什么情况下使用get()方法会产生无限循环？

HashMap本身没有什么问题，有没有问题取决于你是如何使用它的。比如，你在一个线程里初始化了一个HashMap然后在多个其他线程里对其进行读取，这肯定没有任何问题。有个例子就是使用HashMap来存储系统配置项。当有多于一个线程对HashMap进行修改操作的时候才会真正产生问题，比如增加、删除、更新键值对的时候。因为put()操作可以造成重新分配存储大小（re-sizeing）的动作，因此有可能造成无限循环的发生，所以这时需要使用Hashtable或者ConcurrentHashMap，而后者更优。

问题二：不重写Bean的hashCode()方法是否会对性能带来影响？

这个问题非常好，每个人可能都会有自己的体会。按照我掌握的知识来说，如果一个计算hash的方法写得不好，直接的影响是，当向HashMap中添加元素的时候会更频繁地造成冲突，因此最终增加了耗时。但是自从Java 8开始，这种影响不再像前几个版本那样显著了，因为当冲突的发生超出了一定的限度之后，链表类的实现将会被替换成二叉树（binary tree）实现，这时你仍可以得到O(logN)的开销，优于链表类的O(n)。

问题三：对于一个不可修改的类，它的每个对象是不是都必须声明成final的？

不尽然，因为你可以通过将成员声明成非final且private，并且不要在除了构造函数的其他地方来修改它。不要为它们提供setter方法，同时不会通过任何函数泄露出对此成员的引用。需要记住的是，把对象声明成final仅仅保证了它不会被重新赋上另外一个值，你仍然可以通过此引用来修改引用对象的属性。这一点是关键，面试官通常喜欢听到你强调这一点。

问题四：String的substring()方法内部是如何实现的？

又一个Java面试的好问题，你应该答出“substring方法通过原字符串创建了一个新的对象”，否则你的回答肯定是不能令人满意的。这个问题也经常被拿来测试应聘者对于substring()可能带来的内存泄漏风险是否有所了解。直到Java 1.7版本之前，substring会保存一份原字符串的字符数组的引用，这意味着，如果你从1GB大小的字符串里截取了5个字符，而这5个字符也会阻止那1GB内存被回收，因为这个引用是强引用。

到了Java 1.7，这个问题被解决了，原字符串的字符数组已经不再被引用，但是这个改变也使得substring()创建字符串的操作更加耗时，以前的开销是O(1)，现在最坏情况是O(n)。

问题五：能否写一个单例模式，并且保证实例的唯一性？

这算是Java一个比较核心的问题了，面试官期望你能知道在写单例模式时应该对实例的初始化与否进行双重检查。记住对实例的声明使用Volatile关键字，以保证单例模式是线程安全的。下面是一段示例，展示了如何用一种线程安全的方式实现了单例模式：

public class Singleton {

    private static volatile Singleton _instance;

    /**
     * Double checked locking code on Singleton
     * @return Singelton instance
     */
    public static Singleton getInstance() {
        if (_instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (_instance == null) {
                    _instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return _instance;
    }

}

问题六：你在写存储过程或者在Java里调用存储过程的时候如何来处理错误情况？

这是个很棘手的Java面试题，答案也并不固定。我的答案是，写存储过程的时候一旦有操作失败，则一定要返回错误码。但是在调用存储过程的时候出错的话捕捉SQLException却是唯一能做的。

问题七：Executor.submit()和Executor.execute()这两个方法有什么区别？

此问题来自另外一篇文章，《15个最流行的java多线程面试问题》，现在对熟练掌握并发技能的开发者的需求越来越大，因此这个问题也越来越引起大家的重视。答案是：前者返回一个Future对象，可以通过这个对象来获得工作线程执行的结果。

当我们考察异常处理的时候，又会发现另外一个不同。当你使用execute提交的任务抛出异常时，此异常将会交由未捕捉异常处理过程来处理（uncaught exception handler），当你没有显式指定一个异常处理器的话，默认情况下仅仅会通过System.err打印出错误堆栈。当你用submit来提交一个任务的时候，这个任务一旦抛出异常（无论是否是运行时异常），那这个异常是任务返回对象的一部分。对这样一种情形，当你调用Future.get()方法的时候，这个方法会重新抛出这个异常，并且会使用ExecutionException进行包装。

问题八：工厂模式和抽象工厂模式有何不同？

抽象工厂模式提供了多一级的抽象。不同的工厂类都继承了同一个抽象工厂方法，但是却根据工厂的类别创建不同的对象。例如，AutomobileFactory, UserFactory, RoleFactory都继承了AbstractFactory，但是每个工厂类创建自己对应类型的对象。下面是工厂模式和抽象工厂模式对应的UML图。

问题九：什么是单例模式？创建单例对象的时候是将整个方法都标记为synchronized好还是仅仅把创建的的语句标记为synchronized好？

在Java中，单例类是指那些在整个Java程序中只存在一份实例的类，例如java.lang.Runtime就是一个单例类。在Java 4版本及以前创建单例会有些麻烦，但是自从Java 5引入了Enum类型之后，事情就变得简单了。可以去看看我的关于如何使用Enum来创建单例类的文章，同时再看看问题五来看看如何在创建单例类的时候进行双重检查。

问题十：能否写一段用Java 4或5来遍历一个HashMap的代码？

事实上，用Java可以有四种方式来遍历任何一个Map，一种是使用keySet()方法获取所有的键，然后遍历这些键，再依次通过get()方法来获取对应的值。第二种方法可以使用entrySet()来获取键值对的集合，然后使用for each语句来遍历这个集合，遍历的时候获得的每个键值对已经包含了键和值。这种算是一种更优的方式，因为每轮遍历的时候同时获得了key和value，无需再调用get()方法，get()方法在那种如果bucket位置有一个巨大的链表的时候的性能开销是O(n)。第三种方法是获取entrySet之后用iterator依次获取每个键值对。第四种方法是获得key set之后用iterator依次获取每个key，然后再根据key来调用get方法。

问题十一：你在什么时候会重写hashCode()和equals()方法？

当你需要根据业务逻辑来进行相等性判断、而不是根据对象相等性来判断的时候你就需要重写这两个函数了。例如，两个Employee对象相等的依据是它们拥有相同的emp_id，尽管它们有可能是两个不同的Object对象，并且分别在不同的地方被创建。同时，如果你准备把它们当作HashMap中的key来使用的话，你也必须重写这两个方法。现在，作为Java中equals-hashcode的一个约定，当你重写equals的时候必须也重写hashcode，否则你会打破诸如Set, Map等集合赖以正常工作的约定。你可以看看我的另外一篇博文来理解这两个方法之间的微妙区别与联系。

问题十二：如果不重写hashCode方法会有什么问题？

如果不重写equals方法的话，equals和hashCode之间的约定就会被打破：当通过equals方法返回相等的两个对象，他们的hashCode也必须一样。如果不重写hashCode方法的话，即使是使用equals方法返回值为true的两个对象，当它们插入同一个map的时候，因为hashCode返回不同所以仍然会被插入到两个不同的位置。这样就打破了HashMap的本来目的，因为Map本身不允许存进去两个key相同的值。当使用put方法插入一个的时候，HashMap会先计算对象的hashcode，然后根据它来找到存储位置(bucket)，然后遍历此存储位置上所有的Map.Entry对象来查看是否与待插入对象相同。如果没有提供hashCode的话，这些就都做不到了。

问题十三：我们要同步整个getInstance()方法，还是只同步getInstance()方法中的关键部分？

答案是：仅仅同步关键部分（Critical Section）。这是因为，如果我们同步整个方法的话，每次有线程调用getInstance()方法的时候都会等待其他线程调用完成才行，即使在此方法中并没有执行对象的创建操作。换句话说，我们只需要同步那些创建对象的代码，而创建对象的代码只会执行一次。一旦对象创建完成之后，根本没有必要再对方法进行同步保护了。事实上，从性能上来说，对方法进行同步保护这种编码方法非常要命，因为它会使性能降低10到20倍。下面是单例模式的UML图。

再补充一下，创建线程安全的单例对象有多种方法，你也可以顺便提一下。

问题十四：HashMap，在调用get()方法的时候equals()和hashCode()方法都起了什么样的作用？

这个问题算是对问题十二的补充，应聘者应该知道的是，一旦你提到了hashCode()方法，人们很可能要问HashMap是如何使用这个函数的。当你向HashMap插入一个key的时候，首先，这个对象的hashCode()方法会被调用，调用结果用来计算将要存储的位置(bucket)。

因为某个位置上可能以链表的方式已经包含了多个Map.Entry对象，所以HashMap会使用equals()方法来将此对象与所有这些Map.Entry所包含的key进行对比，以确定此key对象是否已经存在。

问题十五：在Java中如何避免死锁？

你可以通过打破互相等待的局面来避免死锁。为了达到这一点，你需要在代码中合理地安排获取和释放锁的顺序。如果获得锁的顺序是固定的，并且获得的顺序和释放的顺序刚好相反的话，就不会产生出现死锁的条件了。

问题十六：创建字符串对象的时候，使用字面值和使用new String()构造器这两种方式有什么不同？

当我们使用new String构造器来创建字符串的时候，字符串的值会在堆中创建，而不会加入JVM的字符串池中。相反，使用字面值创建的String对象会被放入堆的PermGen段中。例如：

String str=new String(“Test”);

这句代码创建的对象str不会放入字符串池中，我们需要显式调用String.intern()方法来将它放入字符串池中。仅仅当你使用字面值创建字符串时，Java才会自动将它放入字符串池中，比如：String s=”Test”。顺便提一下，这里有个容易被忽视的地方，当我们将参数“Test”传入构造器的时候，这个参数是个字面值，因此它也会在字符串池中保存另外一份。想了解更多关于字面值字符串和字符串对象之间的差别，请看这篇文章。

下图很好地解释了这种差异。

问题十七：什么是不可修改对象(Immutable Object)？你能否写一个例子？

不可修改对象是那些一旦被创建就不能修改的对象。对这种对象的任何改动的后果都是会创建一个新的对象，而不是在原对象本身做修改。例如Java中的String类就是不可修改的。大多数这样的类通常都是final类型的，因为这样可以避免自己被继承继而被覆盖方法，在覆盖的方法里，不可修改的特性就难以得到保证了。你通常也可以通过将类的成员设置成private但是非final的来获得同样的效果。

另外，你同样要保证你的类不要通过任何方法暴露成员，特别是那些可修改类型的成员。同样地，当你的方法接收客户类传入的可修改对象的话，你应该使用一个复制的对象来防止客户代码来修改这个刚传入的可修改类。比如，传入java.util.Date对象的话，你应该自己使用clone()方法来获得一个副本。

当你通过类函数返回一个可修改对象的时候，你也要采取类似的防护措施，返回一个类成功的副本，防止客户代码通过此引用修改了成员对象的属性。千万不要直接把你的可修改成员直接返回给客户代码。

问题十八：如何在不使用任何分析工具的情况下用最简单的方式计算某个方法的执行所花费的时间？

在执行此方法之前和之后获取一个系统时间，取这两个时间的差值，即可得到此方法所花费的时间。

需要注意的是，如果执行此方法花费的时间非常短，那么得到的时间值有可能是0ms。这时你可以在一个计算量比较大的方法上试一下效果。

long start=System.currentTimeMillis();

method();

long end=System.currentTimeMillis();

System.out.println("Time taken for execution is "+(end-start));

问题十九：当你要把某个类作为HashMap的key使用的话，你需要重写这个类的哪两个方法？

为了使类可以在HashMap或Hashtable中作为key使用，必须要实现这个类自己的equals()和hashCode()方法。具体请参考问题十四。

问题二十：你如何阻止客户代码直接初始化你的类的构造方法？例如，你有一个名为Cache的接口和两个具体的实现类MemoryCache和DiskCache，你如何保证这两个类禁止客户代码用new关键字来获取它们的实例？

我把这最后一个问题留给你做练习吧，你可以在我给出答案之前好好思索一下。我确信你能够找到正确的方法的，因为这是将类的实现掌控在自己手中的一个重要的方法，同时也能为以后的维护提供巨大的好处。

 

 

Java 面试中的重要话题

除了你看到的惊人的问题数量，我也尽量保证质量。我不止一次分享各个重要主题中的问题，也确保包含所谓的高级话题，这些话题很多程序员不喜欢准备或者直接放弃，因为他们的工作不会涉及到这些。Java NIO 和 JVM 底层就是最好的例子。你也可以将设计模式划分到这一类中，但是越来越多有经验的程序员了解 GOF 设计模式并应用这些模式。我也尽量在这个列表中包含 2015 年最新的面试问题，这些问题可能是来年关注的核心。为了给你一个大致的了解,下面列出这份 Java 面试问题列表包含的主题：

多线程，并发及线程基础
数据类型转换的基本原则
垃圾回收（GC）
Java 集合框架
数组
字符串
GOF 设计模式
SOLID （单一功能、开闭原则、里氏替换、接口隔离以及依赖反转）设计原则
抽象类与接口
Java 基础，如 equals 和 hashcode
泛型与枚举
Java IO 与 NIO
常用网络协议
Java 中的数据结构和算法
正则表达式
JVM 底层
Java 最佳实践
JDBC
Date, Time 与 Calendar
Java 处理 XML
JUnit
编程

120 大 Java 面试题及答案

现在是时候给你展示我近 5 年从各种面试中收集来的 120 个问题了。我确定你在自己的面试中见过很多这些问题，很多问题你也能正确回答。

多线程、并发及线程的基础问题

1）Java 中能创建 Volatile 数组吗？
能，Java 中可以创建 volatile 类型数组，不过只是一个指向数组的引用，而不是整个数组。我的意思是，如果改变引用指向的数组，将会受到 volatile 的保护，但是如果多个线程同时改变数组的元素，volatile 标示符就不能起到之前的保护作用了。

2）volatile 能使得一个非原子操作变成原子操作吗？
一个典型的例子是在类中有一个 long 类型的成员变量。如果你知道该成员变量会被多个线程访问，如计数器、价格等，你最好是将其设置为 volatile。为什么？因为 Java 中读取 long 类型变量不是原子的，需要分成两步，如果一个线程正在修改该 long 变量的值，另一个线程可能只能看到该值的一半（前 32 位）。但是对一个 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子。

3）volatile 修饰符的有过什么实践？
一种实践是用 volatile 修饰 long 和 double 变量，使其能按原子类型来读写。double 和 long 都是64位宽，因此对这两种类型的读是分为两部分的，第一次读取第一个 32 位，然后再读剩下的 32 位，这个过程不是原子的，但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原子的。volatile 修复符的另一个作用是提供内存屏障（memory barrier），例如在分布式框架中的应用。简单的说，就是当你写一个 volatile 变量之前，Java 内存模型会插入一个写屏障（write barrier），读一个 volatile 变量之前，会插入一个读屏障（read barrier）。意思就是说，在你写一个 volatile 域时，能保证任何线程都能看到你写的值，同时，在写之前，也能保证任何数值的更新对所有线程是可见的，因为内存屏障会将其他所有写的值更新到缓存。

4）volatile 类型变量提供什么保证？(答案)
volatile 变量提供顺序和可见性保证，例如，JVM 或者 JIT为了获得更好的性能会对语句重排序，但是 volatile 类型变量即使在没有同步块的情况下赋值也不会与其他语句重排序。 volatile 提供 happens-before 的保证，确保一个线程的修改能对其他线程是可见的。某些情况下，volatile 还能提供原子性，如读 64 位数据类型，像 long 和 double 都不是原子的，但 volatile 类型的 double 和 long 就是原子的。

5) 10 个线程和 2 个线程的同步代码，哪个更容易写？
从写代码的角度来说，两者的复杂度是相同的，因为同步代码与线程数量是相互独立的。但是同步策略的选择依赖于线程的数量，因为越多的线程意味着更大的竞争，所以你需要利用同步技术，如锁分离，这要求更复杂的代码和专业知识。

6）你是如何调用 wait（）方法的？使用 if 块还是循环？为什么？(答案)
wait() 方法应该在循环调用，因为当线程获取到 CPU 开始执行的时候，其他条件可能还没有满足，所以在处理前，循环检测条件是否满足会更好。下面是一段标准的使用 wait 和 notify 方法的代码：

// The standard idiom for using the wait method
synchronized (obj) {
while (condition does not hold)
obj.wait(); // (Releases lock, and reacquires on wakeup)
... // Perform action appropriate to condition
}

参见 Effective Java 第 69 条，获取更多关于为什么应该在循环中来调用 wait 方法的内容。

7）什么是多线程环境下的伪共享（false sharing）？
伪共享是多线程系统（每个处理器有自己的局部缓存）中一个众所周知的性能问题。伪共享发生在不同处理器的上的线程对变量的修改依赖于相同的缓存行，如下图所示：

有经验程序员的 Java 面试题

伪共享问题很难被发现，因为线程可能访问完全不同的全局变量，内存中却碰巧在很相近的位置上。如其他诸多的并发问题，避免伪共享的最基本方式是仔细审查代码，根据缓存行来调整你的数据结构。

8）什么是 Busy spin？我们为什么要使用它？
Busy spin 是一种在不释放 CPU 的基础上等待事件的技术。它经常用于避免丢失 CPU 缓存中的数据（如果线程先暂停，之后在其他CPU上运行就会丢失）。所以，如果你的工作要求低延迟，并且你的线程目前没有任何顺序，这样你就可以通过循环检测队列中的新消息来代替调用 sleep() 或 wait() 方法。它唯一的好处就是你只需等待很短的时间，如几微秒或几纳秒。LMAX 分布式框架是一个高性能线程间通信的库，该库有一个 BusySpinWaitStrategy 类就是基于这个概念实现的，使用 busy spin 循环 EventProcessors 等待屏障。

9）Java 中怎么获取一份线程 dump 文件？
在 Linux 下，你可以通过命令 kill -3 PID （Java 进程的进程 ID）来获取 Java 应用的 dump 文件。在 Windows 下，你可以按下 Ctrl + Break 来获取。这样 JVM 就会将线程的 dump 文件打印到标准输出或错误文件中，它可能打印在控制台或者日志文件中，具体位置依赖应用的配置。如果你使用Tomcat。

10）Swing 是线程安全的？(答案)
不是，Swing 不是线程安全的。你不能通过任何线程来更新 Swing 组件，如 JTable、JList 或 JPanel，事实上，它们只能通过 GUI 或 AWT 线程来更新。这就是为什么 Swing 提供 invokeAndWait() 和 invokeLater() 方法来获取其他线程的 GUI 更新请求。这些方法将更新请求放入 AWT 的线程队列中，可以一直等待，也可以通过异步更新直接返回结果。你也可以在参考答案中查看和学习到更详细的内容。

11）什么是线程局部变量？(答案)
线程局部变量是局限于线程内部的变量，属于线程自身所有，不在多个线程间共享。Java 提供 ThreadLocal 类来支持线程局部变量，是一种实现线程安全的方式。但是在管理环境下（如 web 服务器）使用线程局部变量的时候要特别小心，在这种情况下，工作线程的生命周期比任何应用变量的生命周期都要长。任何线程局部变量一旦在工作完成后没有释放，Java 应用就存在内存泄露的风险。

12）用 wait-notify 写一段代码来解决生产者-消费者问题？(答案)
请参考答案中的示例代码。只要记住在同步块中调用 wait() 和 notify()方法，如果阻塞，通过循环来测试等待条件。

13) 用 Java 写一个线程安全的单例模式（Singleton）？(答案)
请参考答案中的示例代码，这里面一步一步教你创建一个线程安全的 Java 单例类。当我们说线程安全时，意思是即使初始化是在多线程环境中，仍然能保证单个实例。Java 中，使用枚举作为单例类是最简单的方式来创建线程安全单例模式的方式。

14）Java 中 sleep 方法和 wait 方法的区别？(答案)
虽然两者都是用来暂停当前运行的线程，但是 sleep() 实际上只是短暂停顿，因为它不会释放锁，而 wait() 意味着条件等待，这就是为什么该方法要释放锁，因为只有这样，其他等待的线程才能在满足条件时获取到该锁。

15）什么是不可变对象（immutable object）？Java 中怎么创建一个不可变对象？(答案)
不可变对象指对象一旦被创建，状态就不能再改变。任何修改都会创建一个新的对象，如 String、Integer及其它包装类。详情参见答案，一步一步指导你在 Java 中创建一个不可变的类。

16）我们能创建一个包含可变对象的不可变对象吗？
是的，我们是可以创建一个包含可变对象的不可变对象的，你只需要谨慎一点，不要共享可变对象的引用就可以了，如果需要变化时，就返回原对象的一个拷贝。最常见的例子就是对象中包含一个日期对象的引用。

数据类型和 Java 基础面试问题

17）Java 中应该使用什么数据类型来代表价格？(答案)
如果不是特别关心内存和性能的话，使用BigDecimal，否则使用预定义精度的 double 类型。

18）怎么将 byte 转换为 String？(答案)
可以使用 String 接收 byte[] 参数的构造器来进行转换，需要注意的点是要使用的正确的编码，否则会使用平台默认编码，这个编码可能跟原来的编码相同，也可能不同。

19）Java 中怎样将 bytes 转换为 long 类型？
这个问题你来回答

20）我们能将 int 强制转换为 byte 类型的变量吗？如果该值大于 byte 类型的范围，将会出现什么现象？
是的，我们可以做强制转换，但是 Java 中 int 是 32 位的，而 byte 是 8 位的，所以，如果强制转化是，int 类型的高 24 位将会被丢弃，byte 类型的范围是从 -128 到 128。

21）存在两个类，B 继承 A，C 继承 B，我们能将 B 转换为 C 么？如 C = (C) B；(answer答案)

22）哪个类包含 clone 方法？是 Cloneable 还是 Object？(答案)
java.lang.Cloneable 是一个标示性接口，不包含任何方法，clone 方法在 object 类中定义。并且需要知道 clone() 方法是一个本地方法，这意味着它是由 c 或 c++ 或 其他本地语言实现的。

23）Java 中 ++ 操作符是线程安全的吗？(答案)
23）不是线程安全的操作。它涉及到多个指令，如读取变量值，增加，然后存储回内存，这个过程可能会出现多个线程交差。

24）a = a + b 与 a += b 的区别(答案)
+= 隐式的将加操作的结果类型强制转换为持有结果的类型。如果两这个整型相加，如 byte、short 或者 int，首先会将它们提升到 int 类型，然后在执行加法操作。如果加法操作的结果比 a 的最大值要大，则 a+b 会出现编译错误，但是 a += b 没问题，如下：
byte a = 127;
byte b = 127;
b = a + b; // error : cannot convert from int to byte
b += a; // ok
（译者注：这个地方应该表述的有误，其实无论 a+b 的值为多少，编译器都会报错，因为 a+b 操作会将 a、b 提升为 int 类型，所以将 int 类型赋值给 byte 就会编译出错）

25）我能在不进行强制转换的情况下将一个 double 值赋值给 long 类型的变量吗？(答案)
不行，你不能在没有强制类型转换的前提下将一个 double 值赋值给 long 类型的变量，因为 double 类型的范围比 long 类型更广，所以必须要进行强制转换。

26）3*0.1 == 0.3 将会返回什么？true 还是 false？(答案)
false，因为有些浮点数不能完全精确的表示出来。

27）int 和 Integer 哪个会占用更多的内存？(答案)
Integer 对象会占用更多的内存。Integer 是一个对象，需要存储对象的元数据。但是 int 是一个原始类型的数据，所以占用的空间更少。

28）为什么 Java 中的 String 是不可变的（Immutable）？(answer答案)
Java 中的 String 不可变是因为 Java 的设计者认为字符串使用非常频繁，将字符串设置为不可变可以允许多个客户端之间共享相同的字符串。更详细的内容参见答案。

29）我们能在 Switch 中使用 String 吗？(answer答案)
从 Java 7 开始，我们可以在 switch case 中使用字符串，但这仅仅是一个语法糖。内部实现在 switch 中使用字符串的 hash code。

30）Java 中的构造器链是什么？(answer答案)
当你从一个构造器中调用另一个构造器，就是Java 中的构造器链。这种情况只在重载了类的构造器的时候才会出现。

JVM 底层 与 GC（Garbage Collection） 的面试问题

31）64 位 JVM 中，int 的长度是多数？
Java 中，int 类型变量的长度是一个固定值，与平台无关，都是 32 位。意思就是说，在 32 位 和 64 位 的Java 虚拟机中，int 类型的长度是相同的。

32）Serial 与 Parallel GC之间的不同之处？(答案)
Serial 与 Parallel 在GC执行的时候都会引起 stop-the-world。它们之间主要不同 serial 收集器是默认的复制收集器，执行 GC 的时候只有一个线程，而 parallel 收集器使用多个 GC 线程来执行。

33）32 位和 64 位的 JVM，int 类型变量的长度是多数？(答案)
32 位和 64 位的 JVM 中，int 类型变量的长度是相同的，都是 32 位或者 4 个字节。

34）Java 中 WeakReference 与 SoftReference的区别？(答案)
虽然 WeakReference 与 SoftReference 都有利于提高 GC 和 内存的效率，但是 WeakReference ，一旦失去最后一个强引用，就会被 GC 回收，而软引用虽然不能阻止被回收，但是可以延迟到 JVM 内存不足的时候。

35）WeakHashMap 是怎么工作的？(答案)
WeakHashMap 的工作与正常的 HashMap 类似，但是使用弱引用作为 key，意思就是当 key 对象没有任何引用时，key/value 将会被回收。

36）JVM 选项 -XX:+UseCompressedOops 有什么作用？为什么要使用？(答案)
当你将你的应用从 32 位的 JVM 迁移到 64 位的 JVM 时，由于对象的指针从 32 位增加到了 64 位，因此堆内存会突然增加，差不多要翻倍。这也会对 CPU 缓存（容量比内存小很多）的数据产生不利的影响。因为，迁移到 64 位的 JVM 主要动机在于可以指定最大堆大小，通过压缩 OOP 可以节省一定的内存。通过 -XX:+UseCompressedOops 选项，JVM 会使用 32 位的 OOP，而不是 64 位的 OOP。

37）怎样通过 Java 程序来判断 JVM 是 32 位 还是 64 位？(答案)
你可以检查某些系统属性如 sun.arch.data.model 或 os.arch 来获取该信息。

38）32 位 JVM 和 64 位 JVM 的最大堆内存分别是多数？(答案)
理论上说上 32 位的 JVM 堆内存可以到达 2^32，即 4GB，但实际上会比这个小很多。不同操作系统之间不同，如 Windows 系统大约 1.5 GB，Solaris 大约 3GB。64 位 JVM允许指定最大的堆内存，理论上可以达到 2^64，这是一个非常大的数字，实际上你可以指定堆内存大小到 100GB。甚至有的 JVM，如 Azul，堆内存到 1000G 都是可能的。

39）JRE、JDK、JVM 及 JIT 之间有什么不同？(答案)
JRE 代表 Java 运行时（Java run-time），是运行 Java 引用所必须的。JDK 代表 Java 开发工具（Java development kit），是 Java 程序的开发工具，如 Java 编译器，它也包含 JRE。JVM 代表 Java 虚拟机（Java virtual machine），它的责任是运行 Java 应用。JIT 代表即时编译（Just In Time compilation），当代码执行的次数超过一定的阈值时，会将 Java 字节码转换为本地代码，如，主要的热点代码会被准换为本地代码，这样有利大幅度提高 Java 应用的性能。

3 年工作经验的 Java 面试题

40）解释 Java 堆空间及 GC？(答案)
当通过 Java 命令启动 Java 进程的时候，会为它分配内存。内存的一部分用于创建堆空间，当程序中创建对象的时候，就从对空间中分配内存。GC 是 JVM 内部的一个进程，回收无效对象的内存用于将来的分配。

JVM 底层面试题及答案

41）你能保证 GC 执行吗？(答案)
不能，虽然你可以调用 System.gc() 或者 Runtime.gc()，但是没有办法保证 GC 的执行。

42）怎么获取 Java 程序使用的内存？堆使用的百分比？
可以通过 java.lang.Runtime 类中与内存相关方法来获取剩余的内存，总内存及最大堆内存。通过这些方法你也可以获取到堆使用的百分比及堆内存的剩余空间。Runtime.freeMemory() 方法返回剩余空间的字节数，Runtime.totalMemory() 方法总内存的字节数，Runtime.maxMemory() 返回最大内存的字节数。

43）Java 中堆和栈有什么区别？(答案)
JVM 中堆和栈属于不同的内存区域，使用目的也不同。栈常用于保存方法帧和局部变量，而对象总是在堆上分配。栈通常都比堆小，也不会在多个线程之间共享，而堆被整个 JVM 的所有线程共享。

关于内存的的面试问题和答案

Java 基本概念面试题

44）“a==b”和”a.equals(b)”有什么区别？(答案)
如果 a 和 b 都是对象，则 a==b 是比较两个对象的引用，只有当 a 和 b 指向的是堆中的同一个对象才会返回 true，而 a.equals(b) 是进行逻辑比较，所以通常需要重写该方法来提供逻辑一致性的比较。例如，String 类重写 equals() 方法，所以可以用于两个不同对象，但是包含的字母相同的比较。

45）a.hashCode() 有什么用？与 a.equals(b) 有什么关系？(答案)
hashCode() 方法是相应对象整型的 hash 值。它常用于基于 hash 的集合类，如 Hashtable、HashMap、LinkedHashMap等等。它与 equals() 方法关系特别紧密。根据 Java 规范，两个使用 equal() 方法来判断相等的对象，必须具有相同的 hash code。

46）final、finalize 和 finally 的不同之处？(答案)
final 是一个修饰符，可以修饰变量、方法和类。如果 final 修饰变量，意味着该变量的值在初始化后不能被改变。finalize 方法是在对象被回收之前调用的方法，给对象自己最后一个复活的机会，但是什么时候调用 finalize 没有保证。finally 是一个关键字，与 try 和 catch 一起用于异常的处理。finally 块一定会被执行，无论在 try 块中是否有发生异常。

47）Java 中的编译期常量是什么？使用它又什么风险？
公共静态不可变（public static final ）变量也就是我们所说的编译期常量，这里的 public 可选的。实际上这些变量在编译时会被替换掉，因为编译器知道这些变量的值，并且知道这些变量在运行时不能改变。这种方式存在的一个问题是你使用了一个内部的或第三方库中的公有编译时常量，但是这个值后面被其他人改变了，但是你的客户端仍然在使用老的值，甚至你已经部署了一个新的jar。为了避免这种情况，当你在更新依赖 JAR 文件时，确保重新编译你的程序。

Java 集合框架的面试题

这部分也包含数据结构、算法及数组的面试问题

48) List、Set、Map 和 Queue 之间的区别(答案)
List 是一个有序集合，允许元素重复。它的某些实现可以提供基于下标值的常量访问时间，但是这不是 List 接口保证的。Set 是一个无序集合。

49）poll() 方法和 remove() 方法的区别？
poll() 和 remove() 都是从队列中取出一个元素，但是 poll() 在获取元素失败的时候会返回空，但是 remove() 失败的时候会抛出异常。

50）Java 中 LinkedHashMap 和 PriorityQueue 的区别是什么？(答案)
PriorityQueue 保证最高或者最低优先级的的元素总是在队列头部，但是 LinkedHashMap 维持的顺序是元素插入的顺序。当遍历一个 PriorityQueue 时，没有任何顺序保证，但是 LinkedHashMap 课保证遍历顺序是元素插入的顺序。

51）ArrayList 与 LinkedList 的不区别？(答案)
最明显的区别是 ArrrayList 底层的数据结构是数组，支持随机访问，而 LinkedList 的底层数据结构书链表，不支持随机访问。使用下标访问一个元素，ArrayList 的时间复杂度是 O(1)，而 LinkedList 是 O(n)。更多细节的讨论参见答案。

52）用哪两种方式来实现集合的排序？(答案)
你可以使用有序集合，如 TreeSet 或 TreeMap，你也可以使用有顺序的的集合，如 list，然后通过 Collections.sort() 来排序。

53）Java 中怎么打印数组？(answer答案)
你可以使用 Arrays.toString() 和 Arrays.deepToString() 方法来打印数组。由于数组没有实现 toString() 方法，所以如果将数组传递给 System.out.println() 方法，将无法打印出数组的内容，但是 Arrays.toString() 可以打印每个元素。

54）Java 中的 LinkedList 是单向链表还是双向链表？(答案)
是双向链表，你可以检查 JDK 的源码。在 Eclipse，你可以使用快捷键 Ctrl + T，直接在编辑器中打开该类。

55）Java 中的 TreeMap 是采用什么树实现的？(答案)
Java 中的 TreeMap 是使用红黑树实现的。

56) Hashtable 与 HashMap 有什么不同之处？(答案)
这两个类有许多不同的地方，下面列出了一部分：
a) Hashtable 是 JDK 1 遗留下来的类，而 HashMap 是后来增加的。
b）Hashtable 是同步的，比较慢，但 HashMap 没有同步策略，所以会更快。
c）Hashtable 不允许有个空的 key，但是 HashMap 允许出现一个 null key。
更多的不同之处参见答案。

57）Java 中的 HashSet，内部是如何工作的？(answer答案)
HashSet 的内部采用 HashMap来实现。由于 Map 需要 key 和 value，所以所有 key 的都有一个默认 value。类似于 HashMap，HashSet 不允许重复的 key，只允许有一个null key，意思就是 HashSet 中只允许存储一个 null 对象。

58）写一段代码在遍历 ArrayList 时移除一个元素？(答案)
该问题的关键在于面试者使用的是 ArrayList 的 remove() 还是 Iterator 的 remove()方法。这有一段示例代码，是使用正确的方式来实现在遍历的过程中移除元素，而不会出现 ConcurrentModificationException 异常的示例代码。

59）我们能自己写一个容器类，然后使用 for-each 循环码？
可以，你可以写一个自己的容器类。如果你想使用 Java 中增强的循环来遍历，你只需要实现 Iterable 接口。如果你实现 Collection 接口，默认就具有该属性。

60）ArrayList 和 HashMap 的默认大小是多数？(答案)

在 Java 7 中，ArrayList 的默认大小是 10 个元素，HashMap 的默认大小是16个元素（必须是2的幂）。这就是 Java 7 中 ArrayList 和 HashMap 类的代码片段：

// from ArrayList.java JDK 1.7
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

//from HashMap.java JDK 7
static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4; // aka 16

61）有没有可能两个不相等的对象有有相同的 hashcode？
有可能，两个不相等的对象可能会有相同的 hashcode 值，这就是为什么在 hashmap 中会有冲突。相等 hashcode 值的规定只是说如果两个对象相等，必须有相同的hashcode 值，但是没有关于不相等对象的任何规定。

62）两个相同的对象会有不同的的 hash code 吗？
不能，根据 hash code 的规定，这是不可能的。

63）我们可以在 hashcode() 中使用随机数字吗？(答案)
不行，因为对象的 hashcode 值必须是相同的。参见答案获取更多关于 Java 中重写 hashCode() 方法的知识。

64）Java 中，Comparator 与 Comparable 有什么不同？(答案)
Comparable 接口用于定义对象的自然顺序，而 comparator 通常用于定义用户定制的顺序。Comparable 总是只有一个，但是可以有多个 comparator 来定义对象的顺序。

65）为什么在重写 equals 方法的时候需要重写 hashCode 方法？(答案)
因为有强制的规范指定需要同时重写 hashcode 与 equal 是方法，许多容器类，如 HashMap、HashSet 都依赖于 hashcode 与 equals 的规定。

Java IO 和 NIO 的面试题

IO 是 Java 面试中一个非常重要的点。你应该很好掌握 Java IO，NIO，NIO2 以及与操作系统，磁盘 IO 相关的基础知识。下面是 Java IO 中经常问的问题。

66）在我 Java 程序中，我有三个 socket，我需要多少个线程来处理？

67）Java 中怎么创建 ByteBuffer？

68）Java 中，怎么读写 ByteBuffer ？

69）Java 采用的是大端还是小端？

70）ByteBuffer 中的字节序是什么？

71）Java 中，直接缓冲区与非直接缓冲器有什么区别？(答案)

72）Java 中的内存映射缓存区是什么？(answer答案)

73）socket 选项 TCP NO DELAY 是指什么？

74）TCP 协议与 UDP 协议有什么区别？(answer答案)

75）Java 中，ByteBuffer 与 StringBuffer有什么区别？(答案)

Java 最佳实践的面试问题

包含 Java 中各个部分的最佳实践，如集合，字符串，IO，多线程，错误和异常处理，设计模式等等。

76）Java 中，编写多线程程序的时候你会遵循哪些最佳实践？(答案)
这是我在写Java 并发程序的时候遵循的一些最佳实践：
a）给线程命名，这样可以帮助调试。
b）最小化同步的范围，而不是将整个方法同步，只对关键部分做同步。
c）如果可以，更偏向于使用 volatile 而不是 synchronized。
d）使用更高层次的并发工具，而不是使用 wait() 和 notify() 来实现线程间通信，如 BlockingQueue，CountDownLatch 及 Semeaphore。
e）优先使用并发集合，而不是对集合进行同步。并发集合提供更好的可扩展性。

77）说出几点 Java 中使用 Collections 的最佳实践(答案)
这是我在使用 Java 中 Collectionc 类的一些最佳实践：
a）使用正确的集合类，例如，如果不需要同步列表，使用 ArrayList 而不是 Vector。
b）优先使用并发集合，而不是对集合进行同步。并发集合提供更好的可扩展性。
c）使用接口代表和访问集合，如使用List存储 ArrayList，使用 Map 存储 HashMap 等等。
d）使用迭代器来循环集合。
e）使用集合的时候使用泛型。

78）说出至少 5 点在 Java 中使用线程的最佳实践。(答案)
这个问题与之前的问题类似，你可以使用上面的答案。对线程来说，你应该：
a）对线程命名
b）将线程和任务分离，使用线程池执行器来执行 Runnable 或 Callable。
c）使用线程池

79）说出 5 条 IO 的最佳实践(答案)
IO 对 Java 应用的性能非常重要。理想情况下，你不应该在你应用的关键路径上避免 IO 操作。下面是一些你应该遵循的 Java IO 最佳实践：
a）使用有缓冲区的 IO 类，而不要单独读取字节或字符。
b）使用 NIO 和 NIO2
c）在 finally 块中关闭流，或者使用 try-with-resource 语句。
d）使用内存映射文件获取更快的 IO。

80）列出 5 个应该遵循的 JDBC 最佳实践(答案)
有很多的最佳实践，你可以根据你的喜好来例举。下面是一些更通用的原则：
a）使用批量的操作来插入和更新数据
b）使用 PreparedStatement 来避免 SQL 异常，并提高性能。
c）使用数据库连接池
d）通过列名来获取结果集，不要使用列的下标来获取。

81）说出几条 Java 中方法重载的最佳实践？(答案)
下面有几条可以遵循的方法重载的最佳实践来避免造成自动装箱的混乱。
a）不要重载这样的方法：一个方法接收 int 参数，而另个方法接收 Integer 参数。
b）不要重载参数数量一致，而只是参数顺序不同的方法。
c）如果重载的方法参数个数多于 5 个，采用可变参数。

Date、Time 及 Calendar 的面试题

82）在多线程环境下，SimpleDateFormat 是线程安全的吗？(答案)
不是，非常不幸，DateFormat 的所有实现，包括 SimpleDateFormat 都不是线程安全的，因此你不应该在多线程序中使用，除非是在对外线程安全的环境中使用，如 将 SimpleDateFormat 限制在 ThreadLocal 中。如果你不这么做，在解析或者格式化日期的时候，可能会获取到一个不正确的结果。因此，从日期、时间处理的所有实践来说，我强力推荐 joda-time 库。

83）Java 中如何格式化一个日期？如格式化为 ddMMyyyy 的形式？(答案)
Java 中，可以使用 SimpleDateFormat 类或者 joda-time 库来格式日期。DateFormat 类允许你使用多种流行的格式来格式化日期。参见答案中的示例代码，代码中演示了将日期格式化成不同的格式，如 dd-MM-yyyy 或 ddMMyyyy。

84）Java 中，怎么在格式化的日期中显示时区？(答案)

85）Java 中 java.util.Date 与 java.sql.Date 有什么区别？(答案)

86）Java 中，如何计算两个日期之间的差距？(程序)

87）Java 中，如何将字符串 YYYYMMDD 转换为日期？(答案)

单元测试 JUnit 面试题

89）如何测试静态方法？(答案)
可以使用 PowerMock 库来测试静态方法。

90）怎么利用 JUnit 来测试一个方法的异常？(答案)

91）你使用过哪个单元测试库来测试你的 Java 程序？(答案)

92）@Before 和 @BeforeClass 有什么区别？(答案)

编程和代码相关的面试题

93）怎么检查一个字符串只包含数字？(解决方案)

94）Java 中如何利用泛型写一个 LRU 缓存？(答案<)

95）写一段 Java 程序将 byte 转换为 long？(答案)

95）在不使用 StringBuffer 的前提下，怎么反转一个字符串？(解决方案)

97）Java 中，怎么获取一个文件中单词出现的最高频率？(解决方案)

98）如何检查出两个给定的字符串是反序的？(解决方案)

99）Java 中，怎么打印出一个字符串的所有排列？(解决方案)

100）Java 中，怎样才能打印出数组中的重复元素？(解决方案)

101）Java 中如何将字符串转换为整数？(解决方案)

102）在没有使用临时变量的情况如何交换两个整数变量的值？(解决方案)

关于 OOP 和设计模式的面试题

这部分包含 Java 面试过程中关于 SOLID 的设计原则，OOP 基础，如类，对象，接口，继承，多态，封装，抽象以及更高级的一些概念，如组合、聚合及关联。也包含了 GOF 设计模式的问题。

103）接口是什么？为什么要使用接口而不是直接使用具体类？
接口用于定义 API。它定义了类必须得遵循的规则。同时，它提供了一种抽象，因为客户端只使用接口，这样可以有多重实现，如 List 接口，你可以使用可随机访问的 ArrayList，也可以使用方便插入和删除的 LinkedList。接口中不允许写代码，以此来保证抽象，但是 Java 8 中你可以在接口声明静态的默认方法，这种方法是具体的。

104）Java 中，抽象类与接口之间有什么不同？(答案)
Java 中，抽象类和接口有很多不同之处，但是最重要的一个是 Java 中限制一个类只能继承一个类，但是可以实现多个接口。抽象类可以很好的定义一个家族类的默认行为，而接口能更好的定义类型，有助于后面实现多态机制。关于这个问题的讨论请查看答案。

105）除了单例模式，你在生产环境中还用过什么设计模式？
这需要根据你的经验来回答。一般情况下，你可以说依赖注入，工厂模式，装饰模式或者观察者模式，随意选择你使用过的一种即可。不过你要准备回答接下的基于你选择的模式的问题。

106）你能解释一下里氏替换原则吗?(答案)

107) 什么情况下会违反迪米特法则？为什么会有这个问题？(答案)
迪米特法则建议“只和朋友说话，不要陌生人说话”，以此来减少类之间的耦合。

108）适配器模式是什么？什么时候使用？
适配器模式提供对接口的转换。如果你的客户端使用某些接口，但是你有另外一些接口，你就可以写一个适配去来连接这些接口。

109）什么是“依赖注入”和“控制反转”？为什么有人使用？(答案)

110）抽象类是什么？它与接口有什么区别？你为什么要使用过抽象类？(答案)

111）构造器注入和 setter 依赖注入，那种方式更好？(答案)
每种方式都有它的缺点和优点。构造器注入保证所有的注入都被初始化，但是 setter 注入提供更好的灵活性来设置可选依赖。如果使用 XML 来描述依赖，Setter 注入的可读写会更强。经验法则是强制依赖使用构造器注入，可选依赖使用 setter 注入。

112）依赖注入和工程模式之间有什么不同？(答案)
虽然两种模式都是将对象的创建从应用的逻辑中分离，但是依赖注入比工程模式更清晰。通过依赖注入，你的类就是 POJO，它只知道依赖而不关心它们怎么获取。使用工厂模式，你的类需要通过工厂来获取依赖。因此，使用 DI 会比使用工厂模式更容易测试。关于这个话题的更详细讨论请参见答案。

113）适配器模式和装饰器模式有什么区别？(答案)
虽然适配器模式和装饰器模式的结构类似，但是每种模式的出现意图不同。适配器模式被用于桥接两个接口，而装饰模式的目的是在不修改类的情况下给类增加新的功能。

114）适配器模式和代理模式之前有什么不同？(答案)
这个问题与前面的类似，适配器模式和代理模式的区别在于他们的意图不同。由于适配器模式和代理模式都是封装真正执行动作的类，因此结构是一致的，但是适配器模式用于接口之间的转换，而代理模式则是增加一个额外的中间层，以便支持分配、控制或智能访问。

115）什么是模板方法模式？(答案)
模板方法提供算法的框架，你可以自己去配置或定

以上是关于Java笔试题解答和部分面试题的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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