Java基础篇

1. Final 有什么用？

被final修饰的类不可以被继承

被final修饰的方法不可以被重写

被final修饰的变量不可以被改变，

被final修饰不可变的是变量的引用，而不是引用指向的内容， 引用指向的内容是可以改变的

2. 什么是重载（Overload）和重写（Override） ?

重载：发生在同一个类中，方法名相同参数列表不同（参数类型不同、个数不同、顺序不同），与 方法返回值和访问修饰符无关，即重载的方法不能根据返回类型进行区分

重写：发生在父子类中，方法名、参数列表必须相同，返回值小于等于父类，抛出的异常小于等于 父类，访问修饰符大于等于父类（里氏代换原则）；如果父类方法访问修饰符为private则子类中 就不能重写。

3. 重载的方法能否根据返回类型进行区分？

方法重载不可以根据返回类型区分

4. == 和 equals 的区别是什么

== : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即，判断两个对象是不是同一个对象。(基本数 据类型 == 比较的是值，引用数据类型 == 比较的是内存地址)

equals() : 它的作用也是判断两个对象是否相等。

5. 什么是反射机制？

JAVA反射机制是在运行状态中，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。

6. 反射机制优缺点

优点： 运行期类型的判断，动态加载类，提高代码灵活度。

缺点： 性能瓶颈：反射相当于一系列解释操作，通知 JVM 要做的事情，性能比直接的java代码要 慢很多

7. 在你进行项目开发的过程中有没有用到过反射

在我们的项目中经常会使用反射 + 自定义注解的方式去实现一些功能 , 例如 :

1. 在前后端交互的时候, 后端Long类型返回前端后会产生精度丢失 , 我们的处理方式就是在服务端, 通过配置修改Jackson的序列化规则, 将一些Long类型字段转化为字符串返回给前端, 这个时候我们自定义了一个@IdEncrpt注解 , 通过反射获取类的属性, 判断属性上是否添加了@IdEncrpt注解, 如果添加了 , 就会通过反射获取属性值, 转化为字符串
2. 在整合EMQ的时候 , 为了能够方便的接收订阅消息, 我们自定义了一个@Topic注解 , 作用在类上 , 之后我们通过反射获取类的字节码, 并且获取类上的@Topic注解, 读取到里面定义的主题 , 通过策略模式将不同主题的消息分发到不同的处理器中
3. 除了上述之外, 在我们项目开发中经常使用的一些框架, 例如 : Mybatis , Spring , SpringMVC 等, 以及一些常用的工具库 common-utils , hutool工具库等都大量使用到了反射机制

8. String和StringBuffer、StringBuilder的区别是什么？

可变性 : String类中使用字符数组保存字符串，所以string对象是不可变 的。

StringBuilder与StringBuffer这两种对象都是可变的。

线程安全性 : String中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。StringBuffer对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同 步锁，所以是线程安全的。StringBuilder并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。

性能 : 每次对String 类型进行改变的时候，都会生成一个新的String对象，然后将指针指向新的String 对 象。StringBuffer每次都会对StringBuffer对象本身进行操作，而不是生成新的对象并改变对象引 用。

StirngBuilder 相比使用StringBuffer而言效率更高

9. java常见的集合类有哪些

Map接口和Collection接口是所有集合框架的父接口：

1. Collection接口的子接口包括：Set接口和List接口
2. Map接口的实现类主要有：HashMap、TreeMap、Hashtable、ConcurrentHashMap以及 Properties等
3. Set接口的实现类主要有：HashSet、TreeSet、LinkedHashSet等
4. List接口的实现类主要有：ArrayList、LinkedList、Stack以及Vector等

10. 常用的线程安全的类有哪些 ?

1. Vector：就比Arraylist多了个 synchronized （线程安全），因为效率较低，现在已经不太建议使 用。
  2. hashTable：就比hashMap多了个synchronized (线程安全)，不建议使用。
  3. ConcurrentHashMap：是Java5中支持高并发、高吞吐量的线程安全HashMap实现

11. ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

1. 数据结构实现：ArrayList 是动态数组的数据结构实现，而 LinkedList 是双向链表的数据结构实 现。
2. 随机访问效率：ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高，因为 LinkedList 是线性的数 据存储方式，所以需要移动指针从前往后依次查找。
3. 增加和删除效率：在非首尾的增加和删除操作，LinkedList 要比 ArrayList 效率要高，因为 ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。
4. 内存空间占用：LinkedList 比 ArrayList 更占内存，因为 LinkedList 的节点除了存储数据，还存储 了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向后一个元素。
5. 线程安全：ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；

12. 说一下HashMap的实现原理？

HashMap的数据结构： HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构，即数组和链表的结合体。

HashMap 基于 Hash 算法实现的

1. 当我们往HashMap中put元素时，利用key的hashCode重新hash计算出当前对象的元素在数 组中的下标
2. 存储时，如果出现hash值相同的key，此时有两种情况。

1. 如果key相同，则覆盖原始值；
2. 如果key不同（出现冲突），则将当前的key-value放入链表中

3. 获取时，直接找到hash值对应的下标，在进一步判断key是否相同，从而找到对应值。

HashMap JDK1.8之前

JDK1.8之前采用的是拉链法。拉链法：将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组，数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突，则将冲突的值加到链表中即可。

HashMap JDK1.8之后

相比于之前的版本，jdk1.8在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（默认为8） 时，将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。扩容 resize( ) 时，红黑树拆分成的 树的结点数小于等于临界值6个，则退化成链表。

13. HashMap的put方法的具体流程？

1. 判断键值对数组table[i]是否为空或为null，否则执行resize()进行扩容；
2. 根据键值key计算hash值得到插入的数组索引i，如果table[i]==null，直接新建节点添加，转向 ⑥，如果table[i]不为空，转向③；
3. 判断table[i]的首个元素是否和key一样，如果相同直接覆盖value，否则转向④，这里的相同指的 是hashCode以及equals；
4. 判断table[i] 是否为treeNode，即table[i] 是否是红黑树，如果是红黑树，则直接在树中插入键值 对，否则转向5；
5. 遍历table[i]，判断链表长度是否大于8，大于8的话把链表转换为红黑树，在红黑树中执行插入操 作，否则进行链表的插入操作；遍历过程中若发现key已经存在直接覆盖value即可；
6. 插入成功后，判断实际存在的键值对数量size是否超多了最大容量threshold，如果超过，进行扩 容。

14. 讲一讲HashMap的扩容机制

1. 在jdk1.8中，resize方法是在hashmap中的键值对大于阀值(0.75)时或者初始化时，就调用resize方法进 行扩容；
2. 每次扩展的时候，都是扩展2倍；
3. 扩展后Node对象的位置要么在原位置，要么移动到原偏移量两倍的位置。

在putVal()中，我们看到在这个函数里面使用到了2次resize()方法，resize()方法表示的在进行第一 次初始化时会对其进行扩容，或者当该数组的实际大小大于其临界值值(第一次为12) , 这个时候在扩 容的同时也会伴随的桶上面的元素进行重新分发，这也是JDK1.8版本的一个优化的地方，在1.7 中，扩容之后需要重新去计算其Hash值，根据Hash值对其进行分发，但在1.8版本中，则是根据 在同一个桶的位置中进行判断(e.hash & oldCap)是否为0，重新进行hash分配后，该元素的位置 要么停留在原始位置，要么移动到原始位置+增加的数组大小这个位置上

15. ConcurrentHashMap 底层具体实现知道吗？

ConcurrentHashMap 是一种线程安全的高效Map集合

底层数据结构：

• JDK1.7的 ConcurrentHashMap 底层采用 分段的数组+链表 实现，
• JDK1.8 采用的数据结构跟HashMap1.8的结构一样，数组+链表/红黑二叉树。

JDK1.7

首先将数据分为一段一段的存储，然后给每一段数据配一把锁，当一个线程占用锁访问其中一个段 数据时，其他段的数据也能被其他线程访问。

在JDK1.7中，ConcurrentHashMap采用Segment + HashEntry的方式进行实现

一个 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment 数组。Segment 的结构和HashMap类似，是一 种数组和链表结构，一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组，每个 HashEntry 是一个链表结构 的元素，每个 Segment 守护着一个HashEntry数组里的元素，当对 HashEntry 数组的数据进行修 改时，必须首先获得对应的 Segment的锁。

Segment 是一种可重入的锁 ReentrantLock，每个 Segment 守护一个HashEntry 数组里得元 素，当对 HashEntry 数组的数据进行修改时，必须首先获得对应的 Segment 锁。

JDK1.8

在JDK1.8中，放弃了Segment臃肿的设计，取而代之的是采用Node + CAS + Synchronized来保 证并发安全进行实现，synchronized只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点，这样只要hash不冲 突，就不会产生并发 , 效率得到提升

16. 创建线程的四种方式

1. 继承 Thread 类；
2. 实现 Runnable 接口；
3. 实现 Callable 接口；
4. 使用匿名内部类方式

17. runnable 和 callable 有什么区别

• Runnable 接口 run 方法无返回值；Callable 接口 call 方法有返回值，是个泛型，和Future、 FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果
• Runnable 接口 run 方法只能抛出运行时异常，且无法捕获处理；Callable 接口 call 方法允许抛出 异常，可以获取异常信息 注：Callalbe接口支持返回执行结果，需要调用FutureTask.get()得到， 此方法会阻塞主进程的继续往下执行，如果不调用不会阻塞。

18. 加锁的方式有哪些 ?

使用synchronized关键字

使用Lock锁

synchronized和Lock有什么区别 ?

首先synchronized是Java内置关键字，在JVM层面，Lock是个Java类；

synchronized 可以给类、方法、代码块加锁；而 lock 只能给代码块加锁。

synchronized 不需要手动获取锁和释放锁，使用简单，发生异常会自动释放锁，不会造成死锁； 而 lock 需要自己加锁和释放锁，如果使用不当没有 unLock()去释放锁就会造成死锁。

通过 Lock 可以知道有没有成功获取锁，而 synchronized 却无法办到。