面向對象編程（OOP）

Java是一個支持并發(fā)、基于類和面向對象的計算機編程語言话速。下面列出了面向對象軟件開發(fā)的優(yōu)點：

代碼開發(fā)模塊化露久，更易維護和修改奕污。
代碼復用谒撼。
增強代碼的可靠性和靈活性。
增加代碼的可理解性。
面向對象編程有很多重要的特性，比如：封裝状共，繼承，多態(tài)和抽象谁帕。下面我們會逐個分析這些特性峡继。

封裝

封裝給對象提供了隱藏內部特性和行為的能力。對象提供一些能被其他對象訪問的方法來改變它內部的數據匈挖。在Java當中碾牌，有3種修飾符：public，private和protected儡循。每一種修飾符給其他的位于同一個包或者不同包下面對象賦予了不同的訪問權限舶吗。

下面列出了使用封裝的一些好處：

通過隱藏對象的屬性來保護對象內部的狀態(tài)。
提高了代碼的可用性和可維護性择膝，因為對象的行為可以被單獨的改變或者是擴展誓琼。
禁止對象之間的不良交互提高模塊化。
參考這個文檔獲取更多關于封裝的細節(jié)和示例调榄。

多態(tài)

多態(tài)是編程語言給不同的底層數據類型做相同的接口展示的一種能力。一個多態(tài)類型上的操作可以應用到其他類型的值上面呵扛。

繼承

繼承給對象提供了從基類獲取字段和方法的能力每庆。繼承提供了代碼的重用行，也可以在不修改類的情況下給現存的類添加新特性今穿。

抽象

抽象是把想法從具體的實例中分離出來的步驟缤灵，因此，要根據他們的功能而不是實現細節(jié)來創(chuàng)建類蓝晒。Java支持創(chuàng)建只暴漏接口而不包含方法實現的抽象的類腮出。這種抽象技術的主要目的是把類的行為和實現細節(jié)分離開。

抽象和封裝的不同點

抽象和封裝是互補的概念芝薇。一方面胚嘲，抽象關注對象的行為。另一方面洛二，封裝關注對象行為的細節(jié)馋劈。一般是通過隱藏對象內部狀態(tài)信息做到封裝攻锰，因此，封裝可以看成是用來提供抽象的一種策略妓雾。

常見的Java問題

什么是Java虛擬機娶吞？為什么Java被稱作是“平臺無關的編程語言”？

Java虛擬機是一個可以執(zhí)行Java字節(jié)碼的虛擬機進程械姻。Java源文件被編譯成能被Java虛擬機執(zhí)行的字節(jié)碼文件妒蛇。

Java被設計成允許應用程序可以運行在任意的平臺，而不需要程序員為每一個平臺單獨重寫或者是重新編譯楷拳。Java虛擬機讓這個變?yōu)榭赡苄宥幔驗樗赖讓佑布脚_的指令長度和其他特性。

JDK和JRE的區(qū)別是什么唯竹？

Java運行時環(huán)境(JRE)是將要執(zhí)行Java程序的Java虛擬機乐导。它同時也包含了執(zhí)行applet需要的瀏覽器插件。Java開發(fā)工具包(JDK)是完整的Java軟件開發(fā)包浸颓，包含了JRE物臂，編譯器和其他的工具(比如：JavaDoc，Java調試器)产上，可以讓開發(fā)者開發(fā)棵磷、編譯、執(zhí)行Java應用程序晋涣。

”static”關鍵字是什么意思仪媒？Java中是否可以覆蓋(override)一個private或者是static的方法？

“static”關鍵字表明一個成員變量或者是成員方法可以在沒有所屬的類的實例變量的情況下被訪問谢鹊。
Java中static方法不能被覆蓋算吩，因為方法覆蓋是基于運行時動態(tài)綁定的，而static方法是編譯時靜態(tài)綁定的佃扼。static方法跟類的任何實例都不相關偎巢，所以概念上不適用。

是否可以在static環(huán)境中訪問非static變量兼耀？

static變量在Java中是屬于類的压昼，它在所有的實例中的值是一樣的。當類被Java虛擬機載入的時候瘤运，會對static變量進行初始化窍霞。如果你的代碼嘗試不用實例來訪問非static的變量，編譯器會報錯拯坟，因為這些變量還沒有被創(chuàng)建出來但金，還沒有跟任何實例關聯上。

Java支持的數據類型有哪些郁季？什么是自動拆裝箱傲绣？

Java語言支持的8中基本數據類型是：

byte
short
int
long
float
double
boolean
char

自動裝箱是Java編譯器在基本數據類型和對應的對象包裝類型之間做的一個轉化掠哥。比如：把int轉化成Integer，double轉化成double秃诵，等等续搀。反之就是自動拆箱。

Java中的方法覆蓋(Overriding)和方法重載(Overloading)是什么意思菠净？

Java中的方法重載發(fā)生在同一個類里面兩個或者是多個方法的方法名相同但是參數不同的情況禁舷。與此相對，方法覆蓋是說子類重新定義了父類的方法毅往。方法覆蓋必須有相同的方法名牵咙，參數列表和返回類型。覆蓋者可能不會限制它所覆蓋的方法的訪問攀唯。

Java中洁桌，什么是構造函數？什么是構造函數重載侯嘀？什么是復制構造函數另凌？

當新對象被創(chuàng)建的時候，構造函數會被調用戒幔。每一個類都有構造函數吠谢。在程序員沒有給類提供構造函數的情況下，Java編譯器會為這個類創(chuàng)建一個默認的構造函數诗茎。

Java中構造函數重載和方法重載很相似工坊。可以為一個類創(chuàng)建多個構造函數敢订。每一個構造函數必須有它自己唯一的參數列表王污。

Java不支持像C++中那樣的復制構造函數，這個不同點是因為如果你不自己寫構造函數的情況下楚午，Java不會創(chuàng)建默認的復制構造函數昭齐。

Java支持多繼承么？

不支持醒叁，Java不支持多繼承司浪。每個類都只能繼承一個類泊业，但是可以實現多個接口把沼。

接口和抽象類的區(qū)別是什么？

Java提供和支持創(chuàng)建抽象類和接口吁伺。它們的實現有共同點饮睬，不同點在于：

接口中所有的方法隱含的都是抽象的。而抽象類則可以同時包含抽象和非抽象的方法篮奄。
類可以實現很多個接口捆愁，但是只能繼承一個抽象類
類如果要實現一個接口割去，它必須要實現接口聲明的所有方法。但是昼丑，類可以不實現抽象類聲明的所有方法呻逆，當然，在這種情況下菩帝，類也必須得聲明成是抽象的咖城。
抽象類可以在不提供接口方法實現的情況下實現接口。
Java接口中聲明的變量默認都是final的呼奢。抽象類可以包含非final的變量宜雀。
Java接口中的成員函數默認是public的。抽象類的成員函數可以是private握础，protected或者是public辐董。
接口是絕對抽象的，不可以被實例化禀综。抽象類也不可以被實例化简烘，但是，如果它包含main方法的話是可以被調用的菇存。
也可以參考JDK8中抽象類和接口的區(qū)別

什么是值傳遞和引用傳遞夸研？

對象被值傳遞，意味著傳遞了對象的一個副本依鸥。因此亥至，就算是改變了對象副本，也不會影響源對象的值贱迟。

對象被引用傳遞姐扮，意味著傳遞的并不是實際的對象，而是對象的引用衣吠。因此茶敏，外部對引用對象所做的改變會反映到所有的對象上。

Java線程

進程和線程的區(qū)別是什么缚俏？

進程是執(zhí)行著的應用程序惊搏，而線程是進程內部的一個執(zhí)行序列。一個進程可以有多個線程忧换。線程又叫做輕量級進程恬惯。

創(chuàng)建線程有幾種不同的方式？你喜歡哪一種亚茬？為什么酪耳？

有三種方式可以用來創(chuàng)建線程：

繼承Thread類
實現Runnable接口
應用程序可以使用Executor框架來創(chuàng)建線程池
實現Runnable接口這種方式更受歡迎，因為這不需要繼承Thread類刹缝。在應用設計中已經繼承了別的對象的情況下碗暗，這需要多繼承（而Java不支持多繼承）颈将，只能實現接口。同時言疗，線程池也是非常高效的晴圾，很容易實現和使用。

概括的解釋下線程的幾種可用狀態(tài)噪奄。

線程在執(zhí)行過程中疑务，可以處于下面幾種狀態(tài)：

就緒(Runnable):線程準備運行，不一定立馬就能開始執(zhí)行梗醇。
運行中(Running)：進程正在執(zhí)行線程的代碼知允。
等待中(Waiting):線程處于阻塞的狀態(tài)，等待外部的處理結束叙谨。
睡眠中(Sleeping)：線程被強制睡眠温鸽。
I/O阻塞(Blocked on I/O)：等待I/O操作完成。
同步阻塞(Blocked on Synchronization)：等待獲取鎖手负。
死亡(Dead)：線程完成了執(zhí)行涤垫。
14.同步方法和同步代碼塊的區(qū)別是什么？

在Java語言中竟终，每一個對象有一把鎖蝠猬。線程可以使用synchronized關鍵字來獲取對象上的鎖。synchronized關鍵字可應用在方法級別(粗粒度鎖)或者是代碼塊級別(細粒度鎖)统捶。

在監(jiān)視器(Monitor)內部榆芦，是如何做線程同步的？程序應該做哪種級別的同步喘鸟？

監(jiān)視器和鎖在Java虛擬機中是一塊使用的匆绣。監(jiān)視器監(jiān)視一塊同步代碼塊，確保一次只有一個線程執(zhí)行同步代碼塊什黑。每一個監(jiān)視器都和一個對象引用相關聯崎淳。線程在獲取鎖之前不允許執(zhí)行同步代碼。

什么是死鎖(deadlock)愕把？

兩個進程都在等待對方執(zhí)行完畢才能繼續(xù)往下執(zhí)行的時候就發(fā)生了死鎖拣凹。結果就是兩個進程都陷入了無限的等待中。

如何確保N個線程可以訪問N個資源同時又不導致死鎖恨豁？

使用多線程的時候嚣镜，一種非常簡單的避免死鎖的方式就是：指定獲取鎖的順序，并強制線程按照指定的順序獲取鎖圣絮。因此祈惶，如果所有的線程都是以同樣的順序加鎖和釋放鎖雕旨，就不會出現死鎖了扮匠。

Java集合類

Java集合類框架的基本接口有哪些捧请？

Java集合類提供了一套設計良好的支持對一組對象進行操作的接口和類。Java集合類里面最基本的接口有：

Collection：代表一組對象棒搜，每一個對象都是它的子元素疹蛉。
Set：不包含重復元素的Collection。
List：有順序的collection力麸，并且可以包含重復元素可款。
Map：可以把鍵(key)映射到值(value)的對象，鍵不能重復克蚂。

為什么集合類沒有實現Cloneable和Serializable接口闺鲸？

集合類接口指定了一組叫做元素的對象。集合類接口的每一種具體的實現類都可以選擇以它自己的方式對元素進行保存和排序埃叭。有的集合類允許重復的鍵摸恍，有些不允許。

什么是迭代器(Iterator)赤屋？

Iterator接口提供了很多對集合元素進行迭代的方法立镶。每一個集合類都包含了可以返回迭代器實例的
迭代方法。迭代器可以在迭代的過程中刪除底層集合的元素类早。

克隆(cloning)或者是序列化(serialization)的語義和含義是跟具體的實現相關的媚媒。因此，應該由集合類的具體實現來決定如何被克隆或者是序列化涩僻。

Iterator和ListIterator的區(qū)別是什么缭召？

下面列出了他們的區(qū)別：

Iterator可用來遍歷Set和List集合，但是ListIterator只能用來遍歷List逆日。
Iterator對集合只能是前向遍歷恼琼，ListIterator既可以前向也可以后向。
ListIterator實現了Iterator接口屏富，并包含其他的功能晴竞，比如：增加元素，替換元素狠半，獲取前一個和后一個元素的索引噩死，等等。

快速失敗(fail-fast)和安全失敗(fail-safe)的區(qū)別是什么神年？

Iterator的安全失敗是基于對底層集合做拷貝已维，因此，它不受源集合上修改的影響已日。java.util包下面的所有的集合類都是快速失敗的垛耳，而java.util.concurrent包下面的所有的類都是安全失敗的。快速失敗的迭代器會拋出ConcurrentModificationException異常堂鲜，而安全失敗的迭代器永遠不會拋出這樣的異常栈雳。

Java中的HashMap的工作原理是什么？

Java中的HashMap是以鍵值對(key-value)的形式存儲元素的缔莲。HashMap需要一個hash函數哥纫，它使用hashCode()和equals()方法來向集合/從集合添加和檢索元素。當調用put()方法的時候痴奏，HashMap會計算key的hash值蛀骇，然后把鍵值對存儲在集合中合適的索引上。如果key已經存在了读拆，value會被更新成新值擅憔。HashMap的一些重要的特性是它的容量(capacity)，負載因子(load factor)和擴容極限(threshold resizing)檐晕。

hashCode()和equals()方法的重要性體現在什么地方雕欺？

Java中的HashMap使用hashCode()和equals()方法來確定鍵值對的索引，當根據鍵獲取值的時候也會用到這兩個方法棉姐。如果沒有正確的實現這兩個方法屠列，兩個不同的鍵可能會有相同的hash值，因此伞矩，可能會被集合認為是相等的笛洛。而且，這兩個方法也用來發(fā)現重復元素乃坤。所以這兩個方法的實現對HashMap的精確性和正確性是至關重要的苛让。

HashMap和Hashtable有什么區(qū)別？

HashMap和Hashtable都實現了Map接口湿诊，因此很多特性非常相似狱杰。但是，他們有以下不同點：
HashMap允許鍵和值是null厅须，而Hashtable不允許鍵或者值是null仿畸。
Hashtable是同步的，而HashMap不是朗和。因此错沽，HashMap更適合于單線程環(huán)境，而Hashtable適合于多線程環(huán)境眶拉。
HashMap提供了可供應用迭代的鍵的集合千埃，因此，HashMap是快速失敗的忆植。另一方面放可，Hashtable提供了對鍵的列舉(Enumeration)谒臼。
一般認為Hashtable是一個遺留的類。

數組(Array)和列表(ArrayList)有什么區(qū)別耀里？什么時候應該使用Array而不是ArrayList蜈缤？

下面列出了Array和ArrayList的不同點：

Array可以包含基本類型和對象類型，ArrayList只能包含對象類型备韧。
Array大小是固定的，ArrayList的大小是動態(tài)變化的痪枫。
ArrayList提供了更多的方法和特性织堂，比如：addAll()，removeAll()奶陈，iterator()等等易阳。
對于基本類型數據，集合使用自動裝箱來減少編碼工作量吃粒。但是潦俺，當處理固定大小的基本數據類型的時候，這種方式相對比較慢徐勃。

ArrayList和LinkedList有什么區(qū)別事示？

ArrayList和LinkedList都實現了List接口，他們有以下的不同點：

ArrayList是基于索引的數據接口僻肖，它的底層是數組肖爵。它可以以O(1)時間復雜度對元素進行隨機訪問。與此對應臀脏，LinkedList是以元素列表的形式存儲它的數據劝堪，每一個元素都和它的前一個和后一個元素鏈接在一起，在這種情況下揉稚，查找某個元素的時間復雜度是O(n)秒啦。

相對于ArrayList，LinkedList的插入搀玖，添加余境，刪除操作速度更快，因為當元素被添加到集合任意位置的時候灌诅，不需要像數組那樣重新計算大小或者是更新索引葛超。

LinkedList比ArrayList更占內存，因為LinkedList為每一個節(jié)點存儲了兩個引用延塑，一個指向前一個元素绣张，一個指向下一個元素。

也可以參考ArrayList vs. LinkedList关带。

Comparable和Comparator接口是干什么的侥涵？列出它們的區(qū)別沼撕。

Java提供了只包含一個compareTo()方法的Comparable接口。這個方法可以個給兩個對象排序芜飘。具體來說务豺，它返回負數，0嗦明，正數來表明輸入對象小于笼沥，等于，大于已經存在的對象娶牌。

Java提供了包含compare()和equals()兩個方法的Comparator接口奔浅。compare()方法用來給兩個輸入參數排序，返回負數诗良，0汹桦，正數表明第一個參數是小于，等于鉴裹，大于第二個參數舞骆。equals()方法需要一個對象作為參數，它用來決定輸入參數是否和comparator相等径荔。只有當輸入參數也是一個comparator并且輸入參數和當前comparator的排序結果是相同的時候督禽，這個方法才返回true。

什么是Java優(yōu)先級隊列(Priority Queue)总处？

PriorityQueue是一個基于優(yōu)先級堆的無界隊列赂蠢，它的元素是按照自然順序(natural order)排序的。在創(chuàng)建的時候辨泳，我們可以給它提供一個負責給元素排序的比較器虱岂。PriorityQueue不允許null值，因為他們沒有自然順序菠红，或者說他們沒有任何的相關聯的比較器第岖。最后，PriorityQueue不是線程安全的试溯，入隊和出隊的時間復雜度是O(log(n))蔑滓。

你了解大O符號(big-O notation)么？你能給出不同數據結構的例子么遇绞？

大O符號描述了當數據結構里面的元素增加的時候键袱，算法的規(guī)模或者是性能在最壞的場景下有多么好摹闽。
大O符號也可用來描述其他的行為蹄咖，比如：內存消耗。因為集合類實際上是數據結構付鹿，我們一般使用大O符號基于時間澜汤，內存和性能來選擇最好的實現蚜迅。大O符號可以對大量數據的性能給出一個很好的說明。

如何權衡是使用無序的數組還是有序的數組俊抵？

有序數組最大的好處在于查找的時間復雜度是O(log n)谁不，而無序數組是O(n)。有序數組的缺點是插入操作的時間復雜度是O(n)徽诲，因為值大的元素需要往后移動來給新元素騰位置刹帕。相反，無序數組的插入時間復雜度是常量O(1)谎替。

Java集合類框架的最佳實踐有哪些偷溺？

根據應用的需要正確選擇要使用的集合的類型對性能非常重要，比如：假如元素的大小是固定的院喜，而且能事先知道亡蓉，我們就應該用Array而不是ArrayList晕翠。
有些集合類允許指定初始容量喷舀。因此，如果我們能估計出存儲的元素的數目淋肾，我們可以設置初始容量來避免重新計算hash值或者是擴容硫麻。
為了類型安全，可讀性和健壯性的原因總是要使用泛型樊卓。同時拿愧，使用泛型還可以避免運行時的ClassCastException。
使用JDK提供的不變類(immutable class)作為Map的鍵可以避免為我們自己的類實現hashCode()和equals()方法碌尔。
編程的時候接口優(yōu)于實現浇辜。
底層的集合實際上是空的情況下，返回長度是0的集合或者是數組唾戚，不要返回null柳洋。

Enumeration接口和Iterator接口的區(qū)別有哪些？

Enumeration速度是Iterator的2倍叹坦，同時占用更少的內存熊镣。但是，Iterator遠遠比Enumeration安全募书，因為其他線程不能夠修改正在被iterator遍歷的集合里面的對象绪囱。同時，Iterator允許調用者刪除底層集合里面的元素莹捡，這對Enumeration來說是不可能的鬼吵。

HashSet和TreeSet有什么區(qū)別？

HashSet是由一個hash表來實現的篮赢，因此而柑，它的元素是無序的文捶。add()，remove()媒咳，contains()方法的時間復雜度是O(1)粹排。

另一方面，TreeSet是由一個樹形的結構來實現的涩澡，它里面的元素是有序的顽耳。因此，add()妙同，remove()射富，contains()方法的時間復雜度是O(logn)。

垃圾收集器(Garbage Collectors)

Java中垃圾回收有什么目的粥帚？什么時候進行垃圾回收胰耗？

垃圾回收的目的是識別并且丟棄應用不再使用的對象來釋放和重用資源。

System.gc()和Runtime.gc()會做什么事情芒涡？

這兩個方法用來提示JVM要進行垃圾回收柴灯。但是，立即開始還是延遲進行垃圾回收是取決于JVM的费尽。

finalize()方法什么時候被調用赠群？析構函數(finalization)的目的是什么？

在釋放對象占用的內存之前旱幼，垃圾收集器會調用對象的finalize()方法查描。一般建議在該方法中釋放對象持有的資源。

如果對象的引用被置為null柏卤，垃圾收集器是否會立即釋放對象占用的內存冬三？

不會，在下一個垃圾回收周期中缘缚，這個對象將是可被回收的勾笆。

Java堆的結構是什么樣子的？什么是堆中的永久代(Perm Gen space)?

JVM的堆是運行時數據區(qū)忙灼，所有類的實例和數組都是在堆上分配內存匠襟。它在JVM啟動的時候被創(chuàng)建。對象所占的堆內存是由自動內存管理系統(tǒng)也就是垃圾收集器回收该园。

堆內存是由存活和死亡的對象組成的酸舍。存活的對象是應用可以訪問的，不會被垃圾回收里初。死亡的對象是應用不可訪問尚且還沒有被垃圾收集器回收掉的對象啃勉。一直到垃圾收集器把這些對象回收掉之前，他們會一直占據堆內存空間双妨。

串行(serial)收集器和吞吐量(throughput)收集器的區(qū)別是什么淮阐？

吞吐量收集器使用并行版本的新生代垃圾收集器叮阅，它用于中等規(guī)模和大規(guī)模數據的應用程序。而串行收集器對大多數的小應用(在現代處理器上需要大概100M左右的內存)就足夠了泣特。

在Java中浩姥，對象什么時候可以被垃圾回收？

當對象對當前使用這個對象的應用程序變得不可觸及的時候状您，這個對象就可以被回收了勒叠。

JVM的永久代中會發(fā)生垃圾回收么？

垃圾回收不會發(fā)生在永久代膏孟，如果永久代滿了或者是超過了臨界值眯分，會觸發(fā)完全垃圾回收(Full GC)。如果你仔細查看垃圾收集器的輸出信息柒桑，就會發(fā)現永久代也是被回收的弊决。這就是為什么正確的永久代大小對避免Full GC是非常重要的原因。請參考下Java8：從永久代到元數據區(qū)
(譯者注：Java8中已經移除了永久代魁淳，新加了一個叫做元數據區(qū)的native內存區(qū))

異常處理

Java中的兩種異常類型是什么飘诗？他們有什么區(qū)別？

Java中有兩種異常：受檢查的(checked)異常和不受檢查的(unchecked)異常先改。不受檢查的異常不需要在方法或者是構造函數上聲明疚察，就算方法或者是構造函數的執(zhí)行可能會拋出這樣的異常蒸走，并且不受檢查的異吵鹉蹋可以傳播到方法或者是構造函數的外面。相反比驻，受檢查的異常必須要用throws語句在方法或者是構造函數上聲明该溯。這里有Java異常處理的一些小建議丧蘸。

Java中Exception和Error有什么區(qū)別纸淮？

Exception和Error都是Throwable的子類。Exception用于用戶程序可以捕獲的異常情況恩急。Error定義了不期望被用戶程序捕獲的異常掸掸。

throw和throws有什么區(qū)別氯庆？

throw關鍵字用來在程序中明確的拋出異常，相反扰付，throws語句用來表明方法不能處理的異常堤撵。每一個方法都必須要指定哪些異常不能處理，所以方法的調用者才能夠確保處理可能發(fā)生的異常羽莺，多個異常是用逗號分隔的实昨。

異常處理的時候，finally代碼塊的重要性是什么盐固？(譯者注：作者標題的序號弄錯了)

無論是否拋出異常荒给，finally代碼塊總是會被執(zhí)行丈挟。就算是沒有catch語句同時又拋出異常的情況下，finally代碼塊仍然會被執(zhí)行志电。最后要說的是曙咽，finally代碼塊主要用來釋放資源，比如：I/O緩沖區(qū)挑辆，數據庫連接桐绒。

異常處理完成以后，Exception對象會發(fā)生什么變化之拨？

Exception對象會在下一個垃圾回收過程中被回收掉茉继。

finally代碼塊和finalize()方法有什么區(qū)別？

無論是否拋出異常蚀乔，finally代碼塊都會執(zhí)行烁竭，它主要是用來釋放應用占用的資源。finalize()方法是Object類的一個protected方法吉挣，它是在對象被垃圾回收之前由Java虛擬機來調用的派撕。