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Java 基础

对象相等判断​

== 和 equals 区别是什么？​

  • == 比较的是内存地址是否一样
  • equals 比较的是两个对象的内容是否相同

为什么重写 equals() 方法必须重写 hashCode() 方法 ？​

如果只重写了 equals 方法，可能会导致， equals 方法返回 true，但是 hashCode() 方法的返回值不一致。在哈希表中可能会导致相同的对象被散列到不同的位置。

String 为什么要设计成不可变的？​

1.字符串常量池的需要 2.使多线程安全 3.避免安全问题（例如：数据库链接地址是一个字符串，避免被黑客修改为其他）

字符型常量和字符串常量的区别？​

字符串由字符数组实现。

String str="aaa"与 String str=new String("aaa")一样吗？new String(“aaa”);创建了几个字符串对象?​

  • String str="aaa" 1 个对象
  • String str=new String("aaa") 2 个对象

String有哪些特性?​

不变性：不变模式的主要作用在于当一个对象需要被多线程共享并频繁访问时，可以保证数据的一致性；字符串常量池的需要。 常量池优化：String 对象创建之后，会在字符串常量池中进行缓存，如果下次创建同样的对象时，会直接返回缓存的引用； final：使用 final 来定义 String 类，表示 String 类不能被继承，提高了系统的安全性。

在使用 HashMap 的时候，用 String 做 key 有什么好处？​

HashMap 内部是通过 key 的hashcode 确定 value 的位置， String 是不可变的，内部有一个 hash 的私有变量存储了字符串的 hashcode，不需要重新计算，相比于其他对象更快。

包装类型是什么？基本类型和包装类型有什么区别？​

Java 为每个原始类型提供了包装类型： 原始类型: boolean，char，byte，short，int，long，float，double 包装类型：Boolean，Character，Byte，Short，Integer，Long，Float，Double 自动装箱/拆箱机制，把基本类型转换成包装类型的过程叫做装箱（boxing）；反之，把包装类型转换成基本类型的过程叫做拆箱（unboxing），使得二者可以相互转换。

基本类型和包装类型的区别​

包装类型可以为 null，而基本类型不可以。POJO 的属性必须要用包装类型呢？ 数据库的查询结果可能是 null，如果使用基本类型的话，因为要自动拆箱会抛出 NullPointerException 的异常。 包装类型可用于泛型，而基本类型不可以。 基本类型比包装类型更高效。基本类型在栈中直接存储的具体数值，而包装类型则存储的是堆中的引用。 很显然，相比较于基本类型而言，包装类型需要占用更多的内存空间。

int 和 Integer 有什么区别?​

  • Integer是int的包装类；int是基本数据类型；
  • Integer变量必须实例化后才能使用；int变量不需要；
  • Integer实际是对象的引用，指向此new的Integer对象；int是直接存储数据值 ；
  • Integer的默认值是null；int的默认值是0。
Integer i = new Integer(10000);
Integer j = new Integer(10000);
System.out.print(i == j); //false

i 和 j 是 2 给对象。

 int a = 10000;
 Integer b = new Integer(10000);
 Integer c=10000;
 System.out.println(a == b); // true
 System.out.println(a == c); // true

b、c 在比较是会自动拆箱成 int 类型。

 Integer b = new Integer(10000);
 Integer c=10000;
 System.out.println(b == c); // false

b 是堆中的对象，c 是 Java 常量池中的对象

Integer i = 100;
Integer j = 100;
System.out.print(i == j); //true

Integer i = 128;
Integer j = 128;
System.out.print(i == j); //false

两个变量的值在区间-128到127之间，则比较结果为true，如果两个变量的值不在此区间，则比较结果为false

当值在 -128 ~ 127之间时，java会进行自动装箱，然后会对值进行缓存，如果下次再有相同的值，会直接在缓存中取出使用。

缓存是通过Integer的内部类IntegerCache来完成的。当值超出此范围，会在堆中new出一个对象来存储。

反射​

反射是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为 Java 语言的反射机制。

反射机制的优缺点有哪些？​

优点：能够运行时动态获取类的实例，提高灵活性；可与动态编译结合Class.forName('com.mysql.jdbc.Driver.class');，加载MySQL的驱动类。

缺点：使用反射性能较低，需要解析字节码，将内存中的对象进行解析。

反射使用的步骤？​

  1. 获取想要操作的类的Class对象，这是反射的核心，通过Class对象我们可以任意调用类的方法。
  2. 调用 Class 类中的方法，既就是反射的使用阶段。
  3. 使用反射 API 来操作这些信息。

反射机制的应用有哪些？​

JDBC 的数据库的连接

Spring 框架的使用，最经典的就是xml的配置模式。

Spring 通过 XML 配置模式装载 Bean 的过程：

  1. 将程序内所有 XML 或 Properties 配置文件加载入内存中；
  2. Java类里面解析xml或properties里面的内容，得到对应实体类的字节码字符串以及相关的属性信息；
  3. 使用反射机制，根据这个字符串获得某个类的Class实例；
  4. 动态配置实例的属性。

Spring这样做的好处是：

  • 不用每一次都要在代码里面去new或者做其他的事情；
  • 以后要改的话直接改配置文件，代码维护起来就很方便了；
  • 有时为了适应某些需求，Java类里面不一定能直接调用另外的方法，可以通过反射机制来实现。

throw 和 throws 的区别是什么？​

  • throw 关键字用在方法内部，只能用于抛出一种异常，用来抛出方法或代码块中的异常，受查异常和非受查异常都可以被抛出。
  • throws 关键字用在方法声明上，可以抛出多个异常，用来标识该方法可能抛出的异常列表。一个方法用 throws 标识了可能抛出的异常列表，调用该方法的方法中必须包含可处理异常的代码，否则也要在方法签名中用 throws 关键字声明相应的异常。

BIO、NIO、AIO的区别？​

  • BIO：同步并阻塞，在服务器中实现的模式为一个连接一个线程。也就是说，客户端有连接请求的时候，服务器就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销，当然这也可以通过线程池机制改善。BIO一般适用于连接数目小且固定的架构，这种方式对于服务器资源要求比较高，而且并发局限于应用中，是JDK1.4之前的唯一选择，但好在程序直观简单，易理解。
  • NIO：同步并非阻塞，在服务器中实现的模式为一个请求一个线程，也就是说，客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到有连接IO请求时才会启动一个线程进行处理。NIO一般适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，并发局限于应用中，编程比较复杂，从JDK1.4开始支持。
  • AIO：异步并非阻塞，在服务器中实现的模式为一个有效请求一个线程，也就是说，客户端的IO请求都是通过操作系统先完成之后，再通知服务器应用去启动线程进行处理。AIO一般适用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，充分调用操作系统参与并发操作，编程比较复杂，从JDK1.7开始支持。

Java IO都有哪些设计模式？​

使用了适配器模式和装饰器模式

适配器模式：

Reader reader = new INputStreamReader(inputStream);

把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本因接口不匹配而无法在一起工作的两个类能够在一起工作

  • 类适配器：Adapter类（适配器）继承Adaptee类（源角色）实现Target接口（目标角色）
  • 对象适配器：Adapter类（适配器）持有Adaptee类（源角色）对象实例，实现Target接口（目标角色）

装饰器模式：

new BufferedInputStream(new FileInputStream(inputStream));

一种动态地往一个类中添加新的行为的设计模式。就功能而言，装饰器模式相比生成子类更为灵活，这样可以给某个对象而不是整个类添加一些功能。

  • ConcreteComponent（具体对象）和Decorator（抽象装饰器）实现相同的Conponent（接口）并且Decorator（抽象装饰器）里面持有Conponent（接口）对象，可以传递请求。
  • ConcreteComponent（具体装饰器）覆盖Decorator（抽象装饰器）的方法并用super进行调用，传递请求。

常见的对比​

Runnable vs Callable​

  • Callable仅在 Java 1.5 中引入,目的就是为了来处理Runnable不支持的用例。Callable 接口可以返回结果或抛出检查异常
  • Runnable 接口不会返回结果或抛出检查异常，
  • 如果任务不需要返回结果或抛出异常推荐使用 Runnable接口，这样代码看起来会更加简洁
  • 工具类 Executors 可以实现 Runnable 对象和 Callable 对象之间的相互转换。（Executors.callable（Runnable task）或 Executors.callable（Runnable task，Object resule））

execute() vs submit()​

  • execute()方法用于提交不需要返回值的任务，所以无法判断任务是否被线程池执行成功与否；
  • submit()方法用于提交需要返回值的任务。线程池会返回一个 Future 类型的对象，通过这个 Future 对象可以判断任务是否执行成功（可以通过 Future 的 get()方法来获取返回值，get()方法会阻塞当前线程直到任务完成，而使用 get（long timeout，TimeUnit unit）方法则会阻塞当前线程一段时间后立即返回，这时候有可能任务没有执行完。）

shutdown()VSshutdownNow()​

  • shutdown（） :关闭线程池，线程池的状态变为 SHUTDOWN。线程池不再接受新任务了，但是队列里的任务得执行完毕。
  • shutdownNow（） :关闭线程池，线程的状态变为 STOP。线程池会终止当前正在运行的任务，并停止处理排队的任务并返回正在等待执行的 List。 shutdownNow的原理是遍历线程池中的工作线程，然后逐个调用线程的interrupt方法来中断线程，所以无法响应中断的任务可能永远无法终

isTerminated() VS isShutdown()​

  • isShutDown 当调用 shutdown() 方法后返回为 true。
  • isTerminated 当调用 shutdown() 方法后，并且所有提交的任务完成后返回为 true

sleep() 方法和 wait() 方法区别和共同点?​

区别​

  • sleep方法：是Thread类的静态方法，当前线程将睡眠n毫秒，线程进入阻塞状态。当睡眠时间到了，会解除阻塞，进入可运行状态，等待CPU的到来。睡眠不释放锁（如果有的话）。
  • wait方法：是Object的方法，必须与synchronized关键字一起使用，线程进入阻塞状态，当notify或者notifyall被调用后，会解除阻塞。但是，只有重新占用互斥锁之后才会进入可运行状态。睡眠时，会释放互斥锁。
  • sleep 方法没有释放锁，而 wait 方法释放了锁 。
  • sleep 通常被用于暂停执行Wait 通常被用于线程间交互/通信
  • sleep() 方法执行完成后，线程会自动苏醒。或者可以使用 wait(long timeout)超时后线程会自动苏醒。wait() 方法被调用后，线程不会自动苏醒，需要别的线程调用同一个对象上的 notify() 或者 notifyAll() 方法

相同​

  • 两者都可以暂停线程的执行。

8.为什么我们调用 start() 方法时会执行 run() 方法，为什么我们不能直接调用 run() 方法​

  • new 一个 Thread，线程进入了新建状态; 调用start() 会执行线程的相应准备工作，然后自动执行 run() 方法的内容，（调用 start() 方法，会启动一个线程并使线程进入了就绪状态，当分配到时间片后就可以开始运行了。）这是真正的多线程工作。
  • 直接执行 run() 方法，会把 run 方法当成一个 main 线程下的普通方法去执行，并不会在某个线程中执行它，所以这并不是多线程工作。 调用 start 方法方可启动线程并使线程进入就绪状态，而 run 方法只是 thread 的一个普通方法调用，还是在主线程里执行。

9.ThreadLocal是什么？有什么用？​

ThreadLocal是一个本地线程副本变量工具类。主要用于将私有线程和该线程存放的副本对象做一个映射，各个线程之间的变量互不干扰，在高并发场景下，可以实现无状态的调用，特别适用于各个线程依赖不通的变量值完成操作的场景。

简单说ThreadLocal就是一种以空间换时间的做法，在每个Thread里面维护了一个以开地址法实现的ThreadLocal.ThreadLocalMap，把数据进行隔离，数据不共享，自然就没有线程安全方面的问题了。

Thread类中的 yield 方法有什么作用？​

Yield方法可以暂停当前正在执行的线程对象，让其它有相同优先级的线程执行。它是一个静态方法而且只保证当前线程放弃CPU占用而不能保证使其它线程一定能占用CPU，执行yield()的线程有可能在进入到暂停状态后马上又被执行。

Java中的fork join框架是什么？​

fork join框架是JDK7中出现的一款高效的工具，Java开发人员可以通过它充分利用现代服务器上的多处理器。它是专门为了那些可以递归划分成许多子模块设计的，目的是将所有可用的处理能力用来提升程序的性能。fork join框架一个巨大的优势是它使用了工作窃取算法，可以完成更多任务的工作线程可以从其它线程中窃取任务来执行。

synchronized 和 ReentrantLock 的区别​

1.两者都是可重入锁

可重入锁：重入锁，也叫做递归锁，可重入锁指的是在一个线程中可以多次获取同一把锁，比如： 一个线程在执行一个带锁的方法，该方法中又调用了另一个需要相同锁的方法，则该线程可以直接执行调用的方法，而无需重新获得锁， 两者都是同一个线程每进入一次，锁的计数器都自增1，所以要等到锁的计数器下降为0时才能释放锁。

2.synchronized 依赖于 JVM 而 ReentrantLock 依赖于 API

  • synchronized 是依赖于 JVM 实现的，前面我们也讲到了 虚拟机团队在 JDK1.6 为 synchronized 关键字进行了很多优化，但是这些优化都是在虚拟机层面实现的
  • ReentrantLock 是 JDK 层面实现的（也就是 API 层面，需要 lock() 和 unlock() 方法配合 try/finally 语句块来完成）

3.ReentrantLock 比 synchronized 增加了一些高级功能

相比synchronized，ReentrantLock增加了一些高级功能。主要来说主要有三点：①等待可中断；②可实现公平锁；③可实现选择性通知（锁可以绑定多个条件）

  • 等待可中断.通过lock.lockInterruptibly()来实现这个机制。也就是说正在等待的线程可以选择放弃等待，改为处理其他事情。
  • ReentrantLock可以指定是公平锁还是非公平锁。而synchronized只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁。 ReentrantLock默认情况是非公平的，可以通过 ReentrantLock类的ReentrantLock(boolean fair)构造方法来制定是否是公平的。
  • ReentrantLock类线程对象可以注册在指定的Condition中，从而可以有选择性的进行线程通知，在调度线程上更加灵活。 在使用notify()/notifyAll()方法进行通知时，被通知的线程是由 JVM 选择的，用ReentrantLock类结合Condition实例可以实现“选择性通知”

4.使用选择

  • 除非需要使用 ReentrantLock 的高级功能，否则优先使用 synchronized。
  • synchronized 是 JVM 实现的一种锁机制，JVM 原生地支持它，而 ReentrantLock 不是所有的 JDK 版本都支持。并且使用 synchronized 不用担心没有释放锁而导致死锁问题，因为 JVM 会确保锁的释放