Java基础高频面试题总结

大家好我是Java小羽，最近临近毕业，在苦逼的找工作，所以总结了一下Java的基础面试题，希望可以帮到大家。

1.面向对象

什么是面向对象？

其实是一种优良的设计设计模式，更多的是以人类的思维来理解计算机的编程逻辑。

面向对象三大特性

封装：封装的意义在于，使用者无需关心内部实现细节，只需要关心如何使用外部调用。

最常用的例子就是Java实体类，属性私有，通过set方法赋值，get方法取值。

继承：就是继承父类的方法，并做自己的改变或拓展。子类继承父类的时候，子类可直接调用父类的方法和属性，只需要定义自己的拓展类就可以了。

多态：多态字面意思就是多种形态，是指对象所属的类型不同，外部对同一个方法的调用，实际上锁执行的逻辑不同。

最常见的就是父类引用指向子类对象。

//Father 父类
//Son 子类
Father father=new Son();

编译时表现的形态是子类，运行时表现的形态是父类。实际上这个例子运行时调用的是父类的方法。

我们再通过一个例子深入理解一下多态：

package Demo;

/**
 * @author shenyi
 * @data 2022/9/12
 * @apiNote
 */
public class oop {

    public void faction1(){
        System.out.println("aaa");
    }

    public void faction(){
        System.out.println("111");
    }

    public static void main(String[] args) {
        oop o=new child();
        o.faction1(); //实际上调用的是子类重写的faction1方法 输出bbb。
        o.faction();  //可以调用父类中的方法，无法调用子类中特有的方法。

    }

}


class child extends oop{

    @Override
    public void faction1(){
        System.out.println("bbb");
    }


    public void faction2(){
        System.out.println("ccc");
    }

}

多态总结：

可以使用父类引用指向子类对象（向上转型）
该引用只能调用父类已经存在的方法，无法调用子类特有的方法
当继承的子类重写父类的方法时，调用的方法其实是子类重写过的方法。
变量是不能被重写的，重写只是针对方法，重写变量会编译报错。

2.JDK、JRE、JVM三者区别

JDK：jdk其实就是Java的开发工具。

JRE：jre是Java程序运行时的环境。

JVM：jvm是Java虚拟机，也就是java跨平台的关键。

三者关系是 JDK包含JRE，JRE包含JVM

Java程序在系统中的运行流程：

3.==和equals比较

== ：对于基本数据类型来说是比较的两个数据的值，也就是对比栈中的数据，对于引用数据类型来说对比的是堆中存放数据的地址。

equals：在object中默认也是采用==号进行比较，通常会重写。重写之后的equals比较的是两个变量的值。

String str1 "Hello";
String str2 new string("Hello");
String str3=str2;//引用传递
System.out.println(strl ==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

什么是hashCode？

hashCode()其实就是获取哈希码，也叫做散列码；它其实返回的是一个int的整数。这个哈希码的作用是确定该对象的在哈希表中的位置，简单的来说，就是根据“key”（hashCode（）的返回值）快速检索出对应的“value”（存放对象的地址），以此来快速找到所需要的对象。

为什么要有hashCode呢？

因为通过hashcode()可以快速的找到所需要的对象。

举个例子：

HashSet如何检查重复？

HashSet的特性是不能存放相同的值，且无序。

当对象加入hashSet时，首先通过hashCode来确定对象存储的位置
当hashCode存在冲突时，先判断当前位置是否有值
若没有值则重新计算hashCode，若有值则调用equals()判断该地址中的值是否相等。
若该地址中的值相等则为同一个对象，执行不成功；若不相等则在该值后面以链表的形式存储最新的值。

这样最大的好处就是减少了equals调用的次数，相应的就大大提高了执行的速度。

总结：

若两个对象相等，则hashCode一定相等。
若hashCode相等，则两个对象不一定相等。
若hashCode相等，equals也相等，则两个对象相等。

因此，equals方法和hashCode方法必须重写。

hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特的值。如果没有重写hashCode的话，则相等的两个对象无论如何都不可能相等。

5.简述final作用是什么？

final修饰变量的话，变量需要初始化值，赋值之后无法改变
final修饰方法的话，该方法无法被重写
final修饰类的话，该类无法被继承

6.String、StringBuffer、StringBuilder的区别

String是不可变的，如果尝试去修改，会新生成一个字符串对象，StringBuffer和StringBuilder是可变的
StringBuffer是线程安全的，StringBuilder是线程不安全的，所以在单线程环境下String Builder效率会更高

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，子类就不能重写该方法。

//此时不是重载，会在编译时报错
public int add(int age,String name);
public String add(int age,String name);

8.接口和抽象类的区别

抽象类可以存在普通成员函数，而接口中只能存在oublic abstract方法。
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。
抽象类只能继承一个，接口可以实现多个。

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。

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Nul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Nul元素对象，取元素时只能用lterator接口取得所有元素，在逐一遍历各个元素

10.ArrayList和LinkedList的区别

ArrayList是基于动态数组的，拥有连续的存储空间，扩容机制是为当前数组长度的1.5倍；LinkedList是基于链表，可以存储在分散的内存中
ArrayList查询快，增删慢；LinkedList增删快，查询慢。

11.HashMap和HashTable的区别？底层实现是什么？

区别：

HashMap方法没有synchronized修饰，线程非安全，HashTable线程安全；
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Nod节点存在。
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
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，
如果产生hash冲突，先进行equall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
key为nul,存在下标o的位置

12.ConcurrentHashMap的扩容机制

1.8版本

1.8版本的ConcurrentHashMap不再基于Segment?实现
当某个线程进行put时，如果发现ConcurrentHashMap.正在进行扩容那么该线程一起进行扩容
如果某个线程put时，发现没有正在进行扩容，则将key-value添加到ConcurrentHashMap中，然后判断是否超过阈值，超过了则进行扩容
ConcurrentHashMap是支持多个线程同时扩容的
扩容之前也先生成一个新的数组
在转移元素时，先将原数组分组，将每组分给不同的线程来进行元素的转移，每个线程负责一组或多组的元素转移工作

13. 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

14.Jdk1.7到Jdk1.8 HashMap发生了什么变化（底层）？

1.7中底层是数组+链表，1.8中底层是数组+链表+红黑树，加红黑树的目的是提高HashMapi插入和查询整体效率
1.7中链表插入使用的是头插法，1.8中链表插入使用的是尾插法，因为1.8中插入key和vlue时需要判断链表元素个数，所以需要遍历链表统计链表元素个数，所以正好就直接使用尾插法

15.说一下HashMap的Put方法

根据Key通过哈希算法与与运算得出数组下标
如果数组下标位置元素为空，则将key和value封装为Entry>对象(JDK1.7中是Entry>对象，JDK1.8中是Node对象)并放入该位置
如果数组下标位置元素不为空，则要分情况讨论
如果是DK1.7,则先判断是否需要扩容，如果要扩容就进行扩容，如果不用扩容就生成tny对象，并使用头插法添加到当前位置的链表中
如果是DK1.8,则会先判断当前位置上的Node的类型，看是红黑树Node,还是链表Node

如果是红黑树Node,则将key和value封装为一个红黑树节点并添加到红黑树中去，在这个过程中会判断红黑树中是否存在当前key,如果存在则更新value
如果此位置上的Node对象是链表节点，则将key和value封装为一个链表Node并通过尾插法插入到链表的最后位置去，因为是尾插法，所以需要遍历链表，在遍历链表的过程中会判断是否存在当前key,如果存在则更新value,当遍历完链表后，将新链表Node插入到链表中，插入到链表后，会看当前链表的节点个数，如果超过了8，那么则会将该链表转成红黑树
将key和value封装位Node插入到链表或红黑树中后，再判断是否需要进行扩容，如果需要就扩容，如果不需要就介绍PUT方法

16.泛型中extendsi和super的区别

<?extends T>表示包括T在内的任何T的子类
<？super T>表示包括T在内的任何T的父类

17.深拷贝和浅拷贝

浅拷贝是指，只会拷贝基本数据类型的值，以及实例对象的引用地址，并不会复制一份引用地址所指向的对象，也就是浅拷贝出来的对象，内部的类属性指向的是同一个对象
深拷贝是指，既会拷贝基本数据类型的值，也会针对实例对象的引用地址所指向的对象进行复制，深拷贝出来的对象，内部的类执行指向的不是同一个对象

18.CopyOnWriteArrayListl的底层原理是怎样的

首先CopyOnWriteArrayListP内部也是用过数组来实现的，在向CopyOnWriteArrayListi添加元素时，会复制一个新的数组，写操作在新数组上进行，读操作在原数组上进行
并且，写操作会加锁，防止出现并发写入丢失数据的问题
写操作结束之后会把原数组指向新数组
CopyOnWriteArrayList允许在写操作时来读取数据，大大提高了读的性能，因此适合读多写少的应用场景，但是CopyOnWriteArrayLista会比较占内存，同时可能读到的数据不是实时最新的数据，所以不适合实时性要求很高的场景

19.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RunTimeExceptioni运行时异常和CheckedException检查常。
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。