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10道不得不会的Java基础面试题

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以下都是Java的基础面试题，相信大家都会有种及眼熟又陌生的感觉、看过可能在短暂的面试后又马上忘记了。JavaPub在这里整理这些容易忘记的重点知识及解答，建议收藏，经常温习查阅。

评论区见

  1. instanceof 关键字的作用
  2. Java自动装箱和拆箱
  3. 重载和从写区别
  4. equals与==区别
  5. 谈谈BIO和BIO区别
  6. String、StringBuffer、StringBuilder 的区别是什么？
  7. 泛型是什么，有什么特点
  8. final 有哪些用法
  9. 说一下Java注解
  10. Java创建对象有几种方式


1. instanceof 关键字的作用

instanceof 是 Java 的保留关键字。它的作用是测试它左边的对象是否是它右边的类的实例，返回 boolean 的数据类型。

boolean result = obj instanceof class 

当 obj 为 Class 的对象，或者是其直接或间接子类，或者是其接口的实现类，结果result 都返回 true，否则返回false。

注意一点：编译器会检查 obj 是否能转换成右边的class类型，如果不能转换则直接报错，如果不能确定类型，则通过编译，具体看运行时定。

obj 必须为引用类型，只能作为对象的判断，不能是基本类型。

int i = 0;
System.out.println(i instanceof Integer);//编译不通过
System.out.println(i instanceof Object);//编译不通过

源码参考：JavaSE 8 instanceof 的实现算法：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/html/jvms-6.html#jvms-6.5.instanceof

2. Java自动装箱和拆箱

什么是装箱拆箱，这里不做源码层面解读，源码解读在JavaPub公众号发出。这里通过讲解 int 和 Interger 区别，解答Java自动装箱和拆箱。

自动装箱 —– 基本类型的值 → 包装类的实例

自动拆箱 —– 基本类型的值 ← 包装类的实例

  1. Integer变量必须实例化后才能使用，而int变量不需要
  2. Integer实际是对象的引用，当new一个Integer时，实际上是生成一个指针指向此对象；而int则是直接存储数据值 。
  3. Integer的默认值是null，int的默认值是0

Java中8种基本数据类型。左边基本类型，右边包装类型。10道不得不会的Java基础面试题

在面试中：

下面这段代码的输出结果是什么？

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
         
        Integer i1 = 100;
        Integer i2 = 100;
        Integer i3 = 200;
        Integer i4 = 200;
         
        System.out.println(i1==i2);
        System.out.println(i3==i4);
    }
}
 
//true
//false

输出结果表明i1和i2指向的是同一个对象，而i3和i4指向的是不同的对象。此时只需一看源码便知究竟，下面这段代码是Integer的valueOf方法的具体实现：

public static Integer valueOf(int i) {
        if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + 128];
        else
            return new Integer(i);
}
private static class IntegerCache {
        static final int high;
        static final Integer cache[];
 
        static {
            final int low = -128;
 
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                // Use Long.decode here to avoid invoking methods that
                // require Integer's autoboxing cache to be initialized
                int i = Long.decode(integerCacheHighPropValue).intValue();
                i = Math.max(i, 127);
                // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - -low);
            }
            high = h;
 
            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);
        }
 
        private IntegerCache() {}
    }

从这2段代码可以看出，在通过valueOf方法创建Integer对象的时候，如果数值在[-128,127]之间，便返回指向IntegerCache.cache中已经存在的对象的引用；否则创建一个新的Integer对象。

上面的代码中i1和i2的数值为100，因此会直接从cache中取已经存在的对象，所以i1和i2指向的是同一个对象，而i3和i4则是分别指向不同的对象。

注意，Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf方法的实现是类似的。Double、Float的valueOf方法的实现是类似的（没有缓存数值，这里的数值想想都有很多，不适合缓存）。

3. 重载和重写区别

重载和重写是一个特别好理解的概念，这里说一个通俗的解答方式

重载（Overload）:首先是位于一个类之中或者其子类中，具有相同的方法名，但是方法的参数不同，返回值类型可以相同也可以不同。

  1. 方法名必须相同
  2. 方法的参数列表一定不一样。
  3. 访问修饰符和返回值类型可以相同也可以不同。

其实简单而言：重载就是对于不同的情况写不同的方法。比如，同一个类中，写不同的构造函数用于初始化不同的参数。

public class JavaPubTest {
    public void out(){
        System.out.println("参数"+null);
    }
    //参数数目不同
    public void out(Integer n){
        System.out.println("参数"+n.getClass().getName());
    }
 
    //参数类型不同
    public void out(String string){
        System.out.println("参数"+string.getClass().getName());
    }
 
    public void out(Integer n ,String string){
        System.out.println("参数"+n.getClass().getName()+","+string.getClass().getName());
    }
    //参数顺序不同
    public void out(String string,Integer n){
        System.out.println("参数"+string.getClass().getName()+","+n.getClass().getName());
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        JavaPubTest javaPubTest = new JavaPubTest();
        javaPubTest.out();
        javaPubTest.out(1);
        javaPubTest.out("string");
        javaPubTest.out(1,"string");
        javaPubTest.out("string",1);
    }
}

**重写（Overriding）**发生在父类子类之间，比如所有类都是继承与Object类的，Object类中本身就有equals、hashcode、toString方法等。在任意子类中定义了重名和同样的参数列表就构成方法重写。

  1. 方法名必须相同，返回值类型必须相同。
  2. 参数列表必须相同。
  3. 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类的一个方法被声明为public，那么在子类中重写该方法就不能声明为protected。
  4. 子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为private和final的方法。
  5. 构造方法不能被重写。

4. equals与==区别

“==”是判断两个变量或实例是不是指向同一个内存空间。“equals”是判断两个变量或实例所指向的内存空间的值是不是相同。

除了这俩点，这个问题大概率会引出以下问题：

为什么重写equals还要重写hashcode?

通过上面俩条我们知道 “equals”是判断两个变量或实例所指向的内存空间的值是不是相同。 但是一些特殊场景，我们需要对比俩个对象是否相等，例如：User user1 = new User(); User user2 = new User(); user1 和 user2 对比。这是我们就需要重写 equals 方法。

所以可以通过重写equals()方法来判断对象的值是否相等，但是有一个要求：equals()方法实现了等价关系，即：

  • 自反性：对于任何非空引用x，x.equals(x)应该返回true；
  • 对称性：对于任何引用x和y，如果x.equals(y)返回true，那么y.equals(x)也应该返回true；
  • 传递性：对于任何引用x、y和z，如果x.equals(y)返回true，y.equals(z)返回true，那么x.equals(z)也应该返回true；
  • 一致性：如果x和y引用的对象没有发生变化，那么反复调用x.equals(y)应该返回同样的结果；
  • 非空性：对于任意非空引用x，x.equals(null)应该返回false；

到这里也是一个很正常的操作，但是当我们要用到 HashSet 等集合时。存储的对象我们需要用 hashcode 判断对象是否存在，如果使用 Object 默认的hashcode方法，那我们同样属性的俩个用户一定是不相等的(例如下面user3、user4)，因为内存地址不同，这并不符合我们的业务，所以决定了重写 hashcode 的必要性。

User user3 = new User("JavaPub", "man", "1996-08-28")
User user4 = new User("JavaPub", "man", "1996-08-28")

5. 谈谈NIO和BIO区别

致力于大白话说清楚。NIO和BIO是一个相对有点抽象的概念，如果你对网络有点了解，理解起来可能会更顺畅。首先说一下基本

BIO：同步阻塞IO，每一个客户端连接，服务端都会对应一个处理线程，对于没有分配到处理线程的连接就会被阻塞或者拒绝。相当于是一个连接一个线程。

NIO：同步非阻塞IO，基于Reactor模型，客户端和channel进行通信，channel可以进行读写操作，通过多路复用器selector来轮询注册在其上的channel，而后再进行IO操作。这样的话，在进行IO操作的时候再用一个线程去处理就可以了，也就是一个请求一个线程。

Reactor模型是什么?

  1. 基于池化思想，避免为每个连接创建线程，连接完成后将业务处理交给线程池处理
  2. 基于IO复用模型，多个连接共用同一个阻塞对象，不用等待所有的连接。遍历到有新数据可以处理时，操作系统会通知程序，线程跳出阻塞状态，进行业务逻辑处理 .

简单来说：Reactor线程模型的思想就是基于IO复用和线程池的结合。

AIO：（一般都会把AIO和NIO、BIO放一块比较，这里简单提一下。）异步非阻塞IO，相比NIO更进一步，完全由操作系统来完成请求的处理，然后通知服务端开启线程去进行处理，因此是一个有效请求一个线程。

那么怎么理解同步和阻塞？

首先，可以认为一个IO操作包含两个部分：

  1. 发起IO请求
  2. 实际的IO读写操作

同步和异步在于第二个，实际的IO读写操作，如果操作系统帮你完成了再通知你，那就是异步，否则都叫做同步。

阻塞和非阻塞在于第一个，发起IO请求，对于NIO来说通过channel发起IO操作请求后，其实就返回了，所以是非阻塞。

NIO和BIO是非常重要的计算机知识，学习后会对整个计算机的理解更近一步，一次学会终身受益。JavaPub会单独写一篇深入图解NIO和BIO。

网上看到一个例子（一定要看，会对你有所帮助）：

一辆从 A 开往 B 的公共汽车上，路上有很多点可能会有人下车。司机不知道哪些点会有哪些人会下车，对于需要下车的人，如何处理更好？   

1. 司机过程中定时询问每个乘客是否到达目的地，若有人说到了，那么司机停车，乘客下车。 ( 类似阻塞式 )   

2. 每个人告诉售票员自己的目的地，然后睡觉，司机只和售票员交互，到了某个点由售票员通知乘客下车。 ( 类似非阻塞 )     

很显然，每个人要到达某个目的地可以认为是一个线程，司机可以认为是 CPU 。在阻塞式里面，每个线程需要不断的轮询，上下文切换，以达到找到目的地的结果。而在非阻塞方式里，每个乘客 ( 线程 ) 都在睡觉 ( 休眠 ) ，只在真正外部环境准备好了才唤醒，这样的唤醒肯定不会阻塞。

建议阅读：https://www.cnblogs.com/aspirant/p/6877350.html https://www.cnblogs.com/shoshana-kong/p/11228555.html

6. String、StringBuffer、StringBuilder 的区别是什么？

String是Immutable类的典型实现，被声明为 final class，除了hash这个属性其它属性都声明为final。它的不可变性，所以例如拼接字符串时候会产生很多无用的中间对象，如果频繁的进行这样的操作对性能有所影响。

StringBuffer、StringBuilder就是解决String的这个性能问题。

StringBuffer 是线程安全的，本质是一个线程安全的可修改的字符序列，把所有修改数据的方法都加上synchronized。

StringBuilder 线程不安全，但是性能更好。

7. 泛型是什么，有什么特点

泛型在编码中有非常广泛的使用（jdk5引入），你一定经常能见到类似这种写法 <T> 。

泛型提供了编译时类型安全检测机制，允许在编译时检测到非法的类型。本质是参数化类型。

  1. 把类型当作是参数一样传递
  2. <数据类型>只能是引用类型

泛型：就是一种不确定的数据类型。

泛型的好处：

  1. 省略了强转的代码。
  2. 可以把运行时的问题提前到编译时期。

引入泛型主要想实现一个通用的、可以处理不同类型的方法

泛型擦除:

泛型时提供给javac编译器使用的，用于限定集合的输入类型，让编译器在源代码级别上，避免向集合中插入非法数据。但编译器编译完带有泛型的java程序后，生成的class文件中不再带有泛型信息，以此使程序运行效率不受影响，这个过程称为擦除。

JVM并不知道泛型的存在，因为泛型在编译阶段就已经被处理成普通的类和方法；处理机制是通过类型擦除，擦除规则：

  • 若泛型类型没有指定具体类型，用Object作为原始类型；

  • 若有限定类型< T exnteds XClass >，使用XClass作为原始类型；

  • 若有多个限定< T exnteds XClass1 & XClass2 >，使用第一个边界类型XClass1作为原始类型；

8. final 有哪些用法

final关键字有四个常见用法。

final修饰一个类

当 final 关键字用来修饰一个类的时候，表明这个类不能有任何的子类，也就是说这个类不能被继承。

final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法，也就是说一个类如果是final的，那么其中所有的成员方法都无法进行覆盖重写。

     public final class 类名称 {

        // ...

      }

final修饰一个方法

当 final 关键字用来修饰一个方法的时候，这个方法就是最终方法，也就是不能被覆盖重写。

    修饰符 final 返回值类型 方法名称(参数列表) {

       // 方法体

     }

注意：对于类、方法来说，abstract 关键字和 final 关键字不能同时使用，因为矛盾。

final修饰一个局部变量

一旦使用 final 用来修饰局部变量，那么这个变量就不能进行更改「一次赋值，终生不变」。

  1. 对于基本类型来说，不可变说的是变量当中的数据不可改变；
  2. 对于引用类型来说，不可变说的是变量当中的地址值不可改变。

final修饰一个成员变量

对于成员变量来说，如果使用 final 关键字修饰，那么这个变量也照样是不可变。

  1. 由于成员变量具有默认值，所以用了 final 之后必须手动赋值，不会再给默认值了；
  2. 对于 final 的成员变量，要么使用直接赋值，要么通过构造方法赋值，必须二者选其一；
  3. 必须保证类当中所有重载的构造方法都最终会对 final 的成员变量进行赋值。

9. 说一下Java注解

在Java编程中，注解非常常见，注解的本质是什么？

注解大致分为以下三种：

  1. Java原生注解 如@Override，@Deprecated 等。大多用于 [标记] 和 [检查] 。

  2. 第三方注解，如 Spring、Mybatis等定义的注解（@Controller，@Data）。

  3. 自定义注解。

Java原生除了提供基本注解，还提供了 meta-annotation（元注解）。这些类型和它们所支持的类在java.lang.annotation包中可以找到。

  1. @Target
  2. @Retention
  3. @Documented
  4. @Inherited
10道不得不会的Java基础面试题
在这里插入图片描述

一般比较常用的有 @Target，@Retention。@Target表示这个注解可以修饰那些地方（比如类、方法、成员变量），@Retention 主要是设置注解的生命周期。

这是你一定会被问，

  1. 有使用过注解吗？
  2. 你是怎么使用的？

注解有一个非常常见的使用场景，大家可以用这个来理解学习。

场景一：自定义注解+拦截器 实现登录校验

实现功能：

接下来，我们使用springboot拦截器实现这样一个功能，如果方法上加了@LoginRequired，则提示用户该接口需要登录才能访问，否则不需要登录。

首先定义一个LoginRequired注解

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
 public @interface LoginRequired {
    
}

然后写两个简单的接口，访问sourceA，sourceB资源

@RestController
public class IndexController {

    @GetMapping("/sourceA")
    public String sourceA(){
        return "你正在访问sourceA资源";
    }

    @GetMapping("/sourceB")
    public String sourceB(){
        return "你正在访问sourceB资源";
    }

}

很简单的俩个接口，没添加拦截器之前成功访问

10道不得不会的Java基础面试题
在这里插入图片描述

实现 spring 的 HandlerInterceptor 类先实现拦截器，但不拦截，只是简单打印日志，如下：

public class SourceAccessInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("进入拦截器了");
        return true;
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {

    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {

    }
}

实现spring类 WebMvcConfigurer，创建配置类把拦截器添加到拦截器链中

@Configuration
public class InterceptorTrainConfigurer implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new SourceAccessInterceptor()).addPathPatterns("/**");
    }
}

拦截成功如下

10道不得不会的Java基础面试题在 sourceB 方法上添加我们的登录注解 @LoginRequired

@RestController
public class IndexController {

    @GetMapping("/sourceA")
    public String sourceA(){
        return "你正在访问sourceA资源";
    }

    @LoginRequired
    @GetMapping("/sourceB")
    public String sourceB(){
        return "你正在访问sourceB资源";
    }

}

简单实现登录拦截逻辑

 @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("进入拦截器了");

        // 反射获取方法上的LoginRequred注解
        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod)handler;
        LoginRequired loginRequired = handlerMethod.getMethod().getAnnotation(LoginRequired.class);
        if(loginRequired == null){
            return true;
        }

        // 有LoginRequired注解说明需要登录，提示用户登录
        response.setContentType("application/json; charset=utf-8");
        response.getWriter().print("你访问的资源需要登录");
        return false;
    }

运行成功，访问sourceB时需要登录了，访问sourceA则不用登录。10道不得不会的Java基础面试题10道不得不会的Java基础面试题

场景二：自定义注解+AOP 实现日志打印

先导入切面需要的依赖包

<dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

定义一个注解@MyLog

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyLog {
    
}

定义一个切面类，见如下代码注释理解：

@Aspect // 1.表明这是一个切面类
@Component
public class MyLogAspect {

    // 2. PointCut表示这是一个切点，@annotation表示这个切点切到一个注解上，后面带该注解的全类名
    // 切面最主要的就是切点，所有的故事都围绕切点发生
    // logPointCut()代表切点名称
    @Pointcut("@annotation(com.javapub.blog.MyLog)")
    public void logPointCut(){};

    // 3. 环绕通知
    @Around("logPointCut()")
    public void logAround(ProceedingJoinPoint joinPoint){
        // 获取方法名称
        String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
        // 获取入参
        Object[] param = joinPoint.getArgs();

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for(Object o : param){
            sb.append(o + "; ");
        }
        System.out.println("进入[" + methodName + "]方法,参数为:" + sb.toString());

        // 继续执行方法
        try {
            joinPoint.proceed();
        } catch (Throwable throwable) {
            throwable.printStackTrace();
        }
        System.out.println(methodName + "方法执行结束");

    }
}

在步骤二中的IndexController写一个sourceC进行测试，加上我们的自定义注解：

    @MyLog
    @GetMapping("/sourceC/{source_name}")
    public String sourceC(@PathVariable("source_name") String sourceName){
        return "你正在访问sourceC资源";
    }

启动springboot web项目，输入访问地址

10道不得不会的Java基础面试题10道不得不会的Java基础面试题

有些面试官喜欢问，注解三要素是哪些：

  1. 注解声明、
  2. 使用注解的元素、
  3. 操作注解使其起作用(注解处理器)

10. Java创建对象有几种方式

Java中有5种创建对象的方式，下面给出它们的例子

10道不得不会的Java基础面试题使用new关键字

User user = new User();

使用Class类的newInstance方法

我们也可以使用Class类的newInstance方法创建对象。这个newInstance方法调用无参的构造函数创建对象。

Employee emp = (Employee) Class.forName("org.javapub.blog.Employee").newInstance();
或者
Employee emp2 = Employee.class.newInstance();

使用Constructor类的newInstance方法

和Class类的newInstance方法很像， java.lang.reflect.Constructor类里也有一个newInstance方法可以创建对象。我们可以通过这个newInstance方法调用有参数的和私有的构造函数。

Constructor<Employee> constructor = Employee.class.getConstructor();
Employee emp3 = constructor.newInstance();

使用clone方法

无论何时我们调用一个对象的clone方法，jvm就会创建一个新的对象，将前面对象的内容全部拷贝进去。用clone方法创建对象并不会调用任何构造函数。

要使用clone方法，我们需要先实现Cloneable接口并实现其定义的clone方法。

Employee emp4 = (Employee) emp3.clone();

使用反序列化

当我们序列化和反序列化一个对象，jvm会给我们创建一个单独的对象。在反序列化时，jvm创建对象并不会调用任何构造函数。

为了反序列化一个对象，我们需要让我们的类实现Serializable接口

ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("data.obj"));
Employee emp5 = (Employee) in.readObject();

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我是JavaPub，下期间。

原文始发于微信公众号（JavaPub）：10道不得不会的Java基础面试题

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文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/24300.html

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