Java常见面试题--后端——JavaSE后篇

2024-01-08 11:25:46

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为什么String不可变

String 在 Java 中被设计为不可变的，这是出于多方面的考虑：

安全性：不可变的字符串是线程安全的。在多线程环境下，如果字符串是可变的，多个线程可能同时修改字符串，导致不确定的行为。通过使字符串不可变，可以避免这种情况。
缓存：由于字符串不可变，可以被缓存，例如字符串常量池。多个字符串变量如果指向相同的字符串常量，它们可以共享相同的内存地址，节约内存空间。
优化：字符串不可变使得编译器可以进行优化，例如在拼接字符串时可以使用常量折叠，直接合并为一个新的字符串。
安全性和哈希码：由于字符串不可变，它们的哈希码在创建后就不会改变。这使得字符串适合用作 Map 的键，保证了哈希码的一致性。
参数传递：字符串作为方法参数传递时，不可变性确保了传递的参数不会被改变。

因此，不可变的特性带来了安全性、线程安全性、性能优化以及更简单的代码编写和维护。

判断两个String对象相等应该怎么写?

在 Java 中判断两个 String 对象相等，应该使用 equals() 方法而不是 == 操作符。equals() 方法用于比较两个字符串对象的内容是否相同，而 == 操作符用于比较两个对象的引用是否相同（即是否指向同一个内存地址）。

示例代码如下：

String str1 = "Hello";
String str2 = "Hello";
String str3 = new String("Hello");
?
// 使用 equals() 方法比较字符串内容是否相等
boolean isEqual1 = str1.equals(str2); // true
boolean isEqual2 = str1.equals(str3); // true
?
// 使用 == 操作符比较字符串对象的引用是否相同
boolean isSameReference = str1 == str2; // true
boolean isSameReference2 = str1 == str3; // false

在上面的例子中，equals() 方法比较了字符串对象的内容，而 == 操作符比较了对象的引用。通常情况下，我们想要比较两个字符串的内容是否相等，所以应该使用 equals() 方法。

判断两个Double类型的数相等应该怎么写?

在 Java 中，由于浮点数的精度问题，直接使用 == 操作符来比较两个 Double 类型的数可能不够准确。通常建议使用以下方法来判断两个 Double 类型的数是否相等：

使用 Double 类的 equals 方法：

Double num1 = 0.1 + 0.2;
Double num2 = 0.3;
?
boolean isEqual = num1.equals(num2); // 使用 Double 的 equals 方法比较

使用比较的误差范围（epsilon）：

由于浮点数计算可能存在精度问题，可以定义一个很小的误差范围（通常称为 epsilon），在比较两个浮点数时，判断它们的差值是否小于这个误差范围。

double num1 = 0.1 + 0.2;
double num2 = 0.3;
?
double epsilon = 0.0000001; // 定义一个很小的误差范围
?
boolean isEqual = Math.abs(num1 - num2) < epsilon; // 比较差值是否小于误差范围

第二种方法更常用，因为它允许您指定比较的精度范围，尤其是在涉及浮点数计算时。

Java中Stringbuilder与Stringbuffer区别及应用场景

StringBuilder 和 StringBuffer 是用于处理可变字符串的类，它们之间的主要区别在于线程安全性和性能：

线程安全性：
- StringBuilder 不是线程安全的，因此在多线程环境下使用时需要注意同步问题。
- StringBuffer 是线程安全的，所有公共方法都是同步的，可以在多线程环境下安全使用。
性能：
- 由于 StringBuffer 的所有方法都是同步的（使用了 synchronized 关键字），在单线程环境下其性能比 StringBuilder 差一些。
- StringBuilder 没有线程安全的保证，但因为不需要进行同步，所以在单线程环境下其性能更好。

应用场景：

如果在单线程环境下进行字符串操作，并且对性能有较高要求，可以使用 StringBuilder。
如果在多线程环境下进行字符串操作，或者需要线程安全性，可以使用 StringBuffer。

一般情况下，由于现代应用程序更倾向于使用不可变对象和线程安全的集合类，StringBuilder 在大多数情况下是更常用的选择，因为它在单线程环境下提供了更好的性能。只有在需要线程安全性时才应该使用 StringBuffer。

判断输出结果

Integer x = new Integer(123);
Integer y = new Integer(123);
System.out.println(x == y);
输出的结果，为什么？
Integer z = Integer.valueOf(123);
Integer k = Integer.valueOf(123);
System.out.println(z == k);
输出的结果，为什么？

在 Java 中，对于 Integer 类型的对象，范围在 -128 到 127 之间的整数对象会被缓存，以提高性能和节省内存。所以在这个范围内，两个对象指向同一个缓存对象，超出这个范围则会创建新的对象。

对于第一个问题：

Integer x = new Integer(123);
Integer y = new Integer(123);
System.out.println(x == y);

输出结果是 false。这是因为 new Integer(123) 每次都会创建一个新的对象，所以 x 和 y 指向不同的对象，即使它们的值相同。

对于第二个问题：

Integer z = Integer.valueOf(123);
Integer k = Integer.valueOf(123);
System.out.println(z == k);

输出结果是 true。这是因为在使用 Integer.valueOf() 方法时，会先检查范围，如果在 -128 到 127 之间，则会从缓存中返回已有的对象，因此 z 和 k 实际上指向了同一个缓存对象，所以 == 比较返回 true。

equals重写了什么算法

在 Java 中，equals() 方法是用于比较两个对象的内容是否相等的方法，它的默认实现是比较对象的引用是否相等（即比较对象的地址）。然而，大部分类都会重写 equals() 方法以根据自身的需求进行对象内容的比较。

在重写 equals() 方法时，需要遵循以下原则：

自反性：对于任何非空引用值 x，x.equals(x) 应返回 true。
对称性：对于任何非空引用值 x 和 y，如果 x.equals(y) 返回 true，那么 y.equals(x) 也应返回 true。
传递性：对于任何非空引用值 x、y 和 z，如果 x.equals(y) 返回 true，并且 y.equals(z) 返回 true，那么 x.equals(z) 也应返回 true。
一致性：如果两个对象的内容没有发生变化，多次调用 equals() 应该始终返回相同的结果。
非空性：对于任何非空引用值 x，x.equals(null) 应返回 false。

对于实现 equals() 方法的算法，通常会检查对象的类型、比较对象的字段或属性值是否相等，以确定对象是否相等。例如，在比较自定义类的对象时，常见的做法是逐个比较对象的属性值。需要注意的是，重写 equals() 方法时需要同时重写 hashCode() 方法，以确保对象在放入哈希集合（如 HashMap、HashSet）等集合类时能够正确地定位对象。

面向对象的特性（oop特性）

面向对象编程（OOP）的特性包括以下几个方面：

封装（Encapsulation）：
- 将数据和操作数据的方法封装在对象内部，隐藏对象的内部实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。
继承（Inheritance）：
- 允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法，子类可以重用父类的特性，提高代码的复用性和扩展性。
多态（Polymorphism）：
- 允许不同类的对象对同一消息做出响应，即同样的方法调用可以在不同的对象上产生不同的行为。包括方法重载和方法重写。
抽象（Abstraction）：
- 将复杂的现实世界抽象为类和对象，只关注对象的行为和特性，隐藏不必要的细节，简化复杂性。

这些特性共同构成了面向对象编程的核心理念，并提供了一种有效的方法来组织和管理复杂的软件系统，使得代码更易于理解、扩展和维护。

重写和重载的区别

重写（Override）和重载（Overload）是面向对象编程中的两个概念，它们指的是不同类型的方法操作。

重载（Overload）：
- 重载发生在同一个类中，指的是在同一个类中定义多个方法，它们具有相同的名称但参数列表不同（参数类型、参数个数或参数顺序不同）。
- 重载的目的是为了提供多种方法来处理相似的操作，便于程序员记忆和使用。
示例：
```
public class Calculator {
 ? ?public int add(int a, int b) {
 ? ? ? ?return a + b;
 ?  }
?
 ? ?public double add(double a, double b) {
 ? ? ? ?return a + b;
 ?  }
}
```
重写（Override）：
- 重写发生在子类和父类之间，指的是子类定义了一个与父类中某个方法名称、返回类型和参数列表完全相同的方法。
- 重写的目的是改变父类方法的实现，以适应子类的需求，实现多态性。
示例：
```
class Animal {
 ? ?public void makeSound() {
 ? ? ? ?System.out.println("Animal is making a sound");
 ?  }
}
?
class Dog extends Animal {
 ? ?@Override
 ? ?public void makeSound() {
 ? ? ? ?System.out.println("Dog is barking");
 ?  }
}
```

总结：

重载是在同一个类中，方法名称相同但参数列表不同；
重写是在子类和父类之间，子类重新定义了父类的方法，方法名称、返回类型和参数列表完全相同。

在 Java 中，编译器根据方法的参数列表来区分重载的方法，而根据方法的签名（名称、参数列表、返回类型）来确定是否重写父类的方法。

try. catch、finally执行顺序

在 Java 中，try-catch-finally 是用于处理异常的结构。其执行顺序如下：

try 块：包含可能会抛出异常的代码块。当异常被抛出时，会立即跳出 try 块，并将异常抛给相应的 catch 块。
catch 块：用于捕获和处理 try 块中抛出的异常。当 try 块中的代码抛出异常时，会在对应的 catch 块中进行异常处理。如果捕获到异常，则执行 catch 块中的代码，然后执行 finally 块。
finally 块：不管是否发生异常，都会执行的代码块。finally 块通常用于执行清理工作或确保资源的释放。即使在 try 块中有 return 语句，finally 块也会在 return 之前执行。

执行顺序如下：

如果没有异常抛出：
- 先执行 try 块中的代码。
- 然后执行 finally 块中的代码。
如果发生异常：
- 先执行 try 块中抛出异常前的代码。
- 找到匹配的 catch 块处理异常，执行 catch 块中的代码。
- 最后执行 finally 块中的代码。

无论是否发生异常，finally 块中的代码都会被执行。如果有 return 语句，会在 finally 块执行后才返回。

为什么使用接口，接口的好处

接口在面向对象编程中起着重要作用，其主要好处包括：

实现多态性（Polymorphism）：
- 接口允许类通过实现接口来定义行为，一个类可以实现多个接口。这种多态性使得对象能够被视为多种类型，提高了灵活性和扩展性。
解耦合（Decoupling）：
- 接口定义了类与类之间的契约，而不是具体的实现细节。这种分离允许代码模块化，降低了代码的耦合度，使得代码更易于维护和修改。
实现代码重用（Code Reusability）：
- 接口定义了一组方法规范，多个类可以通过实现同一个接口来重用接口定义的方法，避免了重复编写相似的代码。
实现面向对象设计原则：
- 接口有助于实现面向对象编程中的抽象、封装、继承和多态等基本原则。它们促进了良好的设计实践和模式的应用。
提供规范和约束：
- 接口定义了类应该具有的方法和行为，为开发者提供了一种规范和约束，使得代码更易于理解和协作开发。

总的来说，接口是一种重要的抽象工具，能够提供灵活性、可扩展性和代码重用性，有助于实现良好的面向对象设计。通过接口，程序员可以定义统一的契约和规范，使得系统更易于扩展和维护。

谈一谈对反射的了解

反射（Reflection）是指程序在运行时能够检查、获取和修改其自身状态或行为的能力。在 Java 中，反射允许程序在运行时检查和操作类、对象、方法、字段等元数据信息。

一些关于反射的基本概念和用法包括：

获取 Class 对象：
- 可以通过对象的 getClass() 方法或者类名的 .class 属性来获取对应类的 Class 对象。
- 也可以使用 Class.forName("ClassName") 方法来根据类的全限定名获取 Class 对象。
获取类的信息：
- 可以使用 Class 类的方法来获取类的信息，如获取类的名称、方法、字段、构造器等。
- 通过 Class 对象可以获取类的构造方法、成员方法、字段等信息，并可以动态调用它们。
创建对象：
- 可以使用 Class 类的 newInstance() 方法创建类的实例。在 Java 9 之后，推荐使用 Class.getDeclaredConstructor().newInstance() 方法。
调用方法和操作字段：
- 可以使用反射机制动态调用类的方法，通过 Method.invoke() 实现方法的调用。
- 也可以使用反射机制操作类的字段，通过 Field.get() 和 Field.set() 获取和设置字段的值。
处理权限和安全性：
- 反射允许绕过访问权限的限制，可以访问私有方法、字段等。这种能力需要小心使用，可能会降低代码的安全性。

反射是一种强大的特性，它允许程序在运行时动态地获取和操作类的信息，但同时也增加了代码的复杂性和运行时性能开销。因此，在使用反射时需要慎重考虑，合理利用其功能，并注意性能和安全方面的问题。

有什么办法可以把方法去内存撑爆

在 Java 中，方法的内存溢出通常是指方法区（Method Area）的内存溢出，这里存储着类的信息、静态变量、常量池等。撑爆方法区的几种方式包括：

大量动态生成类：
- 如果在程序运行过程中大量动态生成类（比如使用 CGLIB、动态代理等），可能会导致方法区内存不足。
大量字符串常量：
- 大量字符串常量的生成也会占用方法区内存。特别是使用大量字符串常量的场景，例如大量的类加载、大量的动态字符串拼接等。
无限递归调用：
- 在方法中进行无限递归调用，导致方法调用栈无限增长，最终导致栈溢出异常（StackOverflowError）。
类加载器泄漏：
- 如果自定义类加载器在加载类时没有正确地进行垃圾回收，可能会导致类加载器本身及其加载的类无法被回收，导致方法区内存溢出。

避免方法区内存溢出可以采取以下措施：

避免过多的动态生成类和字符串常量。
注意递归调用的结束条件，避免无限递归。
合理设计程序结构，确保自定义类加载器能够被垃圾回收。

需要注意的是，方法区内存溢出相对比较少见，而更常见的是堆内存溢出（Heap Overflow）或栈内存溢出（Stack Overflow），针对不同类型的内存溢出，解决方案也不同。

如何查看gc日志，主要关注哪些内容？

要查看 JVM 的 GC（垃圾回收）日志，你可以使用以下方法：

启用 GC 日志：
- 在启动 Java 应用程序时，可以使用以下参数启用 GC 日志记录：
```
-Xloggc:<file-path>
```
  这将把 GC 日志输出到指定文件中。
选择日志级别：
- 可以选择不同的日志级别，如：
  - -XX:+PrintGCDetails：打印详细的 GC 信息。
  - -XX:+PrintGCDateStamps：打印 GC 发生的日期时间。
  - -XX:+PrintHeapAtGC：在每次 GC 时打印堆信息。
日志文件分析：
- 分析 GC 日志时，关注以下内容：
  - GC 的类型（Minor GC、Major GC、Full GC）。
  - GC 发生的时间点和频率。
  - 内存的使用情况（堆内存、永久代/元空间等）。
  - GC 的停顿时间（Pause Time）。
  - 内存回收的效果（回收了多少内存）。
使用分析工具：
- 你也可以使用一些专门的分析工具来分析 GC 日志，比如 jstat、jvisualvm、VisualGC 等。

GC 日志的分析有助于了解程序的内存使用情况、垃圾回收的频率和效率等信息，有助于优化程序性能和内存的使用。

文章来源:https://blog.csdn.net/m0_58462450/article/details/135410160
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