面试Java基础问题汇总

矫情吗；* 2023-10-03 20:41 51阅读 0赞

#### 编译时多态、运行时多态 ####

c++要更复杂，Java相对而言更容易回答。 多态按执行过程分为两种情况，编译时多态和运行时多态。

运行时多态的概念也可以被说成“一个接口，多个方法”。

**方法重载**都是编译时多态。根据参数列表(数据类型、个数和次序)，Java在编译时能够确定执行重载方法的哪一个。

**方法覆盖**会表现出两种不同的多态性，当对象引用本类实例时，为编译时多态，否则(例：父类对象引用子类实例)则为运行时多态。

在性能要求较高的代码中不提倡运用运行时多态，运行时多态方法较普通方法而言系统开销更大。

补充：泛型也是多态性的一种体现，是编译时多态。

#### equals() ####

==就不介绍了，它永远比较值。基础数据类型比较大小，引用数据类型比较地址值是否相同。

`equals()`判断两个对象是否相等：

1.  类没有覆盖equals方法，则等价于通过"=="比较对象。
2.  类覆盖了equal是方法。一般会去比较两个对象的内容是否相等。

Java String equals方法实例

public boolean equals(Object anObject) {
            if (this == anObject) {
                return true;
            }
            if (anObject instanceof String) {
                String anotherString = (String)anObject;
                int n = value.length;
                if (n == anotherString.value.length) {
                    char v1[] = value;
                    char v2[] = anotherString.value;
                    int i = 0;
                    while (n-- != 0) {
                        if (v1[i] != v2[i])
                            return false;
                        i++;
                    }
                    return true;
                }
            }
            return false;
        }

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即先比较两个对象地址是否相等，如果地址相等，则他们的内容一定相等；如果地址不相等，会比较String的内容是否相等，比较方法就是遍历存储string的value数组(char类型，JDK9变为byte类型)。

#### hashCode() ####

`hashCode()`函数的作用是获取散列码，它只在散列表中有用，在其他情况下没用。在散列表中，`hashCode()` 的作⽤是获取对象的散列码，进⽽确定该对象在散列表中的位置。如果两个对象的hashcode不相等，则它们一定不相等；如果hashcode相等，两个对象也不一定相等(hash collision)，再调用`equals`方法判断两者是否相等。这样可以减少`equals()`的调用次数，大大提高执行速度。

下面是String类里面的hashCode()函数。

public int hashCode() {
            int h = hash;
            if (h == 0 && value.length > 0) {
                char val[] = value;
    
                for (int i = 0; i < value.length; i++) {
                    h = 31 * h + val[i];
                }
                hash = h;
            }
            return h;
        }

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#### 线程基本状态 ####

Java线程只有这六种状态。

*  NEW
 *  RUNNABLE (就绪和运行统称)
 *  BLOCKED
 *  WAITING
 *  TIME\_WAITING
 *  TERMINATED

#### Java IO ####

详细请去其他地方看，这里只总结一些规律。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th> <p>特点</p> </th> 
   <th> <p>划分</p> </th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>Reader/Writer结尾</p> </td> 
   <td> <p>字符流</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>Stream结尾</p> </td> 
   <td> <p>字节流</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### BIO\\NIO\\AIO (重点、必考) ####

再去其他地方看看，面试只懂下面这些肯定不行。

BIO(Blocking I/O): 同步阻塞I/O模型，数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在连接数不是很高的情况下，还是不错的，每一个连接专注于自己的I/O并且编程模型简单，不用考虑系统的过载，限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗，可以缓冲一些系统处理不了的连接请求。但是，十万级/百万级连接的时候，传统的BIO模型是无能为力的。

NIO(Non-blocking/New I/O): 同步非阻塞I/O模型，在Java1.4中引入了NIO框架，对应java.nio包，提供了`Channel`, `Selector`, `Buffer`等抽象。它支持面向缓冲的，基于通道的I/O操作方法。NIO提供了与传统BIO模型中的`Socket`和`SeverSocket`相对应的`SocketChannel`和`ServerSocketChannel`两种不同的套接字通道实现，两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式，阻塞模型使用就像传统中的支持一样，简单，但是性能和可靠性都不好；非阻塞模型刚好相反。

对于低负载、低并发的应用程序，可以使用同步阻塞I/O来提升开发速率和更好的维护性；对于高负载、高并发的(网络)应用，应使用NIO的非阻塞模式开发。

AIO(Asynchronous I/O): AIO即NIO2。于Java 7引入，它是异步非阻塞的IO模型。异步IO基于事件和回调机制实现，也就是应用操作之后会直接返回，不会阻塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知线程进行后续的操作。

#### 深拷贝 vs 浅拷贝 ####

对于基本数据类型来讲，都是值传递。

对引用数据来讲，对于引用进行的传递的拷贝，为浅拷贝；创建新的对象，复制其内容，返回新对象的地址，为深拷贝。

C++、Python都有这个概念。

import copy
    nums = [1, 2, 3, 4]
    c1 = copy.copy(nums) # 浅拷贝
    c2 = copy.deepcopy(nums) # 深拷贝

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#### ArrayList扩容 ####

初始化ArrayList，不加参数的时候，默认生成了一个空数组。

加入第一个元素的时候，`add()`方法首先调用`ensureCapacityInternal(size + 1)`，将`minCapacity`设置为传入参数(1)和默认容量(10)，此时minCapacity = 10。

然后调用`ensureExplicitCapacity`方法。

//判断是否需要扩容
        private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
            modCount++;
    
            // overflow-conscious code
            if (minCapacity - elementData.length > 0)
                //调用grow方法进行扩容，调用此方法代表已经开始扩容了
                grow(minCapacity);
        }

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加入第一个元素是，`minCapacity` \-`elementData.length` = 10- 0 = 10 > 0，调用`grow()`扩容。

/**
         * 要分配的最大数组大小
         */
        private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
    
        /**
         * ArrayList扩容的核心方法。
         */
        private void grow(int minCapacity) {
            // oldCapacity为旧容量，newCapacity为新容量
            int oldCapacity = elementData.length;
            //将oldCapacity 右移一位，其效果相当于oldCapacity /2，
            //我们知道位运算的速度远远快于整除运算，整句运算式的结果就是将新容量更新为旧容量的1.5倍，
            int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
            //然后检查新容量是否大于最小需要容量，若还是小于最小需要容量，那么就把最小需要容量当作数组的新容量，
            if (newCapacity - minCapacity < 0)
                newCapacity = minCapacity;
           // 如果新容量大于 MAX_ARRAY_SIZE,进入(执行) `hugeCapacity()` 方法来比较 minCapacity 和 MAX_ARRAY_SIZE，
           //如果minCapacity大于最大容量，则新容量则为`Integer.MAX_VALUE`，否则，新容量大小则为 MAX_ARRAY_SIZE 即为 `Integer.MAX_VALUE - 8`。
            if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
                newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
            // minCapacity is usually close to size, so this is a win:
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
        }

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newCapacity(1) - minCapacity(10) < 0，newCapacity被置为10。

下次容量超过10的时候再次扩容，扩容之后为原来的.大约1.5倍，偶数正好，奇数抹去了小数部分。

#### HashMap和HashTable的区别 ####

HashTable已经基本被淘汰，建议使用CocurrentHashMap。

1.  HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的。HashTable内部的方法基本都经过`synchronized`修饰。
2.  HashMap的效率更好(因为不需要考虑线程安全)。
3.  HashMap，`null`可以作为键，这样的键只有一个，可以有一个或者多个键所对应的值为`null`。HashTable中如果put进`null`作键值，会报`NullPointerException`。
4.  初始容量大小和每次扩充容量大小的不同：(1) 创建时如果不指定容量初始值，HashTable默认初始大小为11，每次扩充变为原来的`2n+1`。HashMap默认的初始化大小为16，每次扩容变为原来2倍。 (2) 创建时如果给定了容量的初始值，那么HashTable会直接使用你给的大小，而HashMap会将其扩充为2的幂次方大小(`HashMap`中的`tableSizeFor()`方法保证，HashMap总是使用2的幂作为哈希表的大小，这是因为`indexFor`方法使用(h&length-1)来决定索引位置，是有length是2的幂次方时，&运算接近%运算，能够均分，不会冲突。
5.  底层数据结构：JDK1.8以后HashMap解决哈希冲突时，链表长度大于阀值(默认为8)，会将链表转化为红黑树，以减少搜索时间。HashTable没有这个机制。

#### HashMap和HashSet的区别 ####

HashSet底层基于HashMap实现。HashSet的源码中，除了`clone()`、`writeObject()`、`readObject()`是HashSet自己不得不实现之外，其他都是直接调用HashMap中的方法。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th> <p>HashMap</p> </th> 
   <th> <p>HashSet</p> </th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <p>实现了Map接口</p> </td> 
   <td> <p>实现了Set接口</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>存储键值对</p> </td> 
   <td> <p>仅存储对象</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>put()添加元素</p> </td> 
   <td> <p>add()添加元素</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> <p>HashMap使用键(Key)计算hashcode。</p> </td> 
   <td> <p>HashSet使用成员对象来计算hashcode值，对于两个对象来说hashcode可能相同，所以使用equals()方法来判断对象的相等性。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

####  ####