Java技能树之“常见面试题”（下）

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1、哪些情况下的对象会被垃圾回收机制处理掉？

利用可达性分析算法，虚拟机会将一些对象定义为 GC Roots，从 GC Roots 出发沿着引用链向下寻找，如果某个对象不能通过 GC Roots 寻找到，虚拟机就认为该对象可以被回收掉。
2、哪些对象可以被看做是 GC Roots 呢？

1）虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象；

2）方法区中的类静态属性引用的对象，常量引用的对象；

3）本地方法栈中 JNI(Native 方法）引用的对象；
3、对象不可达，一定会被垃圾收集器回收么？

即使不可达，对象也不一定会被垃圾收集器回收，1）先判断对象是否有必要执行 finalize() 方法，对象必须重写 finalize()方法且没有被运行过。2）若有必要执行，会把对象放到一个队列中，JVM 会开一个线程去回收它们，这是对象最后一次可以逃逸清理的机会。
4、讲一下常见编码方式？

编码的意义：计算机中存储的最小单元是一个字节即 8bit，所能表示的字符范围是 255 个， 而人类要表示的符号太多，无法用一个字节来完全表示，固需要将符号编码，将各种语言翻译成计算机能懂的语言。

1）ASCII 码：总共 128 个，用一个字节的低 7 位表示，0〜31 控制字符如换回车删除等；32~126是打印字符，可通过键盘输入并显示出来；

2）ISO-8859-1,用来扩展 ASCII 编码，256 个字符，涵盖了大多数西欧语言字符。

3）GB2312:双字节编码，总编码范围是 A1-A7,A1-A9 是符号区，包含 682 个字符，B0-B7 是汉字区，包含 6763 个汉字；

4）GBK 为了扩展 GB2312,加入了更多的汉字，编码范围是 8140~FEFE，有 23940 个码位，能表示 21003 个汉字。

5）UTF-16: ISO 试图想创建一个全新的超语言字典，世界上所有语言都可通过这本字典Unicode 来相互翻译，而 UTF-16 定义了 Unicode 字符在计算机中存取方法，用两个字节来表示 Unicode 转化格式。不论什么字符都可用两字节表示，即 16bit，固叫 UTF-16。

6）UTF-8：UTF-16 统一采用两字节表示一个字符，但有些字符只用一个字节就可表示，浪费存储空间，而 UTF-8 采用一种变长技术，每个编码区域有不同的字码长度。 不同类型的字 符 可 以 由 1~6 个 字 节 组成。
5、utf-8 编码中的中文占几个字节；int 型几个字节？

utf-8 是一种变长编码技术，utf-8 编码中的中文占用的字节不确定，可能 2 个、3 个、4 个，
int 型占 4 个字节。
6、静态代理和动态代理的区别，什么场景使用？

代理是一种常用的设计模式，目的是：为其他对象提供一个代理以控制对某个对象的访问， 将两个类的关系解耦。代理类和委托类都要实现相同的接口，因为代理真正调用的是委托类的方法。

区别：

1）静态代理：由程序员创建或是由特定工具生成，在代码编译时就确定了被代理的类是哪一个是静态代理。静态代理通常只代理一个类；

2）动态代理：在代码运行期间，运用反射机制动态创建生成。动态代理代理的是一个接口下的多个实现类；

实现步骤：

a. 实现 InvocationHandler 接口创建自己的调用处理器；

b. 给 Proxy 类提供ClassLoader 和代理接口类型数组创建动态代理类；

c.利用反射机制得到动态代理类的构造函数；d.利用动态代理类的构造函数创建动态代理类对象；

使用场景：Retrofit 中直接调用接口的方法；Spring 的 AOP 机制；
7、Java 的异常体系

Java 中 Throwable 是所有异常和错误的超类，两个直接子类是 Error（错误）和 Exception（异常）：

1）Error 是程序无法处理的错误，由 JVM 产生和抛出，如 OOM、ThreadDeath 等。这些异常发生时，JVM 一般会选择终止程序。

2）Exception 是程序本身可以处理的异常，又分为运行时异常(RuntimeException)(也叫Checked Eception) 和 非 运 行 时 异 常 ( 不 检 查 异 常 Unchecked Exception) 。 运 行 时异 常 有 NullPointerException\IndexOutOfBoundsException 等，这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，应尽可能避免。非运行时异常有IOException\SQLException\FileNotFoundException 以及由用户自定义的 Exception 异常等。
8、谈谈你对解析与分派的认识。

解析指方法在运行前，即编译期间就可知的，有一个确定的版本，运行期间也不会改变。解 析是静态的，在类加载的解析阶段就可将符号引用转变成直接引用。

分派可分为静态分派和动态分派，重载属于静态分派，覆盖属于动态分派。静态分派是指在 重载时通过参数的静态类型而非实际类型作为判断依据，在编译阶段，编译器可根据参数的 静态类型决定使用哪一个重载版本。动态分派则需要根据实际类型来调用相应的方法。
9、修改对象 A 的 equals 方法的签名，那么使用 HashMap 存放这个对象实例的时候，会调用哪个 equals 方法？

会调用对象的 equals 方法，如果对象的 equals 方法没有被重写，equals 方法和==都是比较栈内局部变量表中指向堆内存地址值是否相等。
10、Java 中实现多态的机制是什么？
11、如何将一个 Java 对象序列化到文件里？
12、说说你对 Java 反射的理解
13、说说你对 Java 注解的理解
14、说一下泛型原理，并举例说明
15、Java 中 String 的了解
16、String 为什么要设计成不可变的？

Excption与Error包结构。OOM你遇到过哪些情况，SO F你遇到过哪些情况

Throwable是 Java 语言中所有错误或异常的超类。 Throwable包含两个子类: Error 和 Exception 。它们通常用于指示发生了异常情况。 Throwable包含了其线程创建时线程执行堆栈的快照，它提供了printStackTrace()等接口用于获取堆栈跟踪数据等信息。

Java将可抛出(Throwable)的结构分为三种类型：

被检查的异常(Checked Exception)。 运行时异常(RuntimeException)。 错误(Error)。

运行时异常RuntimeException

定义 : RuntimeException及其子类都被称为运行时异常。 特点 : Java编译器不会检查它 也就是说，当程序中可能出现这类异常时，倘若既"没有通过throws声明抛出它"，也"没有用try-catch语句捕获它"，还是会编译通过。

例如，除数为零时产生的ArithmeticException异常，数组越界时产生的IndexOutOfBoundsException异常，fail-fail机制产生的ConcurrentModificationException异常等，都属于运行时异常。

堆内存溢出 OutOfMemoryError（OOM）

除了程序计数器外，虚拟机内存的其他几个运行时区域都有发生OutOfMemoryError(OOM)异常的可能。

Java Heap 溢出。 一般的异常信息：java.lang.OutOfMemoryError:Java heap spacess。 java堆用于存储对象实例，我们只要不断的创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，就会在对象数量达到最大堆容量限制后产生内存溢出异常。

堆栈溢出 StackOverflow （SOF）

StackOverflowError 的定义： 当应用程序递归太深而发生堆栈溢出时，抛出该错误。 因为栈一般默认为1-2m，一旦出现死循环或者是大量的递归调用，在不断的压栈过程中，造成栈容量超过1m而导致溢出。

栈溢出的原因：

递归调用。 大量循环或死循环。 全局变量是否过多。 数组、List、map数据过大。
Java(OOP)面向对象的三个特征与含义

封装（高内聚低耦合 -->解耦）

封装是指将某事物的属性和行为包装到对象中，这个对象只对外公布需要公开的属性和行为，而这个公布也是可以有选择性的公布给其它对象。在java中能使用private、protected、public三种修饰符或不用（即默认defalut）对外部对象访问该对象的属性和行为进行限制。

java的继承（重用父类的代码）

继承是子对象可以继承父对象的属性和行为，亦即父对象拥有的属性和行为，其子对象也就拥有了这些属性和行为。

java中的多态（父类引用指向子类对象）

多态是指父对象中的同一个行为能在其多个子对象中有不同的表现。

有两种多态的机制：编译时多态、运行时多态。

1、方法的重载：重载是指同一类中有多个同名的方法，但这些方法有着不同的参数。，因此在编译时就可以确定到底调用哪个方法，它是一种编译时多态。 2、方法的重写：子类可以覆盖父类的方法，因此同样的方法会在父类中与子类中有着不同的表现形式。
Override和Overload的含义去区别

重载 Overload方法名相同，参数列表不同(个数、顺序、类型不同)与返回类型无关。 重写 Override 覆盖。 将父类的方法覆盖。 重写方法重写：方法名相同，访问修饰符只能大于被重写的方法访问修饰符，方法签名个数，顺序个数类型相同。

Override（重写）

    方法名、参数、返回值相同。
    子类方法不能缩小父类方法的访问权限。
    子类方法不能抛出比父类方法更多的异常(但子类方法可以不抛出异常)。
    存在于父类和子类之间。
    方法被定义为final不能被重写。

Overload（重载）

    参数类型、个数、顺序至少有一个不相同。
    不能重载只有返回值不同的方法名。
    存在于父类和子类、同类中。

而重载的规则

1、必须具有不同的参数列表。 2、可以有不同的返回类型，只要参数列表不同就可以了。 3、可以有不同的访问修饰符。 4、可以抛出不同的异常。

重写方法的规则

1、参数列表必须完全与被重写的方法相同，否则不能称其为重写而是重载。 2、返回的类型必须一直与被重写的方法的返回类型相同，否则不能称其为重写而是重载。 3、访问修饰符的限制一定要大于被重写方法的访问修饰符（public>protected>default>private）。 4、重写方法一定不能抛出新的检查异常或者比被重写方法申明更加宽泛的检查型异常。

例如： 父类的一个方法申明了一个检查异常IOException，在重写这个方法是就不能抛出Exception,只能抛出IOException的子类异常，可以抛出非检查异常。
Interface与abstract类的区别

Interface 只能有成员常量，只能是方法的声明。 Abstract class可以有成员变量，可以声明普通方法和抽象方法。

interface是接口，所有的方法都是抽象方法，成员变量是默认的public static final 类型。接口不能实例化自己。

abstract class是抽象类，至少包含一个抽象方法的累叫抽象类，抽象类不能被自身实例化，并用abstract关键字来修饰。
Static?class?与non?static?class的区别

static class（内部静态类）

1、用static修饰的是内部类，此时这个内部类变为静态内部类；对测试有用。 2、内部静态类不需要有指向外部类的引用。 3、静态类只能访问外部类的静态成员，不能访问外部类的非静态成员。

non static class（非静态内部类）

1、非静态内部类需要持有对外部类的引用。 2、非静态内部类能够访问外部类的静态和非静态成员。 3、一个非静态内部类不能脱离外部类实体被创建。 4、一个非静态内部类可以访问外部类的数据和方法。
java多态的实现原理
foreach与正常for循环效率对比

用for循环arrayList 10万次花费时间：5毫秒。 用foreach循环arrayList 10万次花费时间：7毫秒。 用for循环linkList 10万次花费时间：4481毫秒。 用foreach循环linkList 10万次花费时间：5毫秒。

循环ArrayList时，普通for循环比foreach循环花费的时间要少一点。 循环LinkList时，普通for循环比foreach循环花费的时间要多很多。

当我将循环次数提升到一百万次的时候，循环ArrayList，普通for循环还是比foreach要快一点；但是普通for循环在循环LinkList时，程序直接卡死。

ArrayList：ArrayList是采用数组的形式保存对象的，这种方式将对象放在连续的内存块中，所以插入和删除时比较麻烦，查询比较方便。

LinkList：LinkList是将对象放在独立的空间中，而且每个空间中还保存下一个空间的索引，也就是数据结构中的链表结构，插入和删除比较方便，但是查找很麻烦，要从第一个开始遍历。

结论：

需要循环数组结构的数据时，建议使用普通for循环，因为for循环采用下标访问，对于数组结构的数据来说，采用下标访问比较好。

需要循环链表结构的数据时，一定不要使用普通for循环，这种做法很糟糕，数据量大的时候有可能会导致系统崩溃。
Java?IO与NIO

NIO是为了弥补IO操作的不足而诞生的，NIO的一些新特性有：非阻塞I/O，选择器，缓冲以及管道。管道（Channel），缓冲（Buffer） ，选择器（ Selector）是其主要特征。

概念解释

Channel——管道实际上就像传统IO中的流，到任何目的地(或来自任何地方)的所有数据都必须通过一个 Channel 对象。一个 Buffer 实质上是一个容器对象。

NIO和传统的IO有什么区别呢？

IO是面向流的，NIO是面向块（缓冲区）的。

IO面向流的操作一次一个字节地处理数据。一个输入流产生一个字节的数据，一个输出流消费一个字节的数据。，导致了数据的读取和写入效率不佳。

NIO面向块的操作在一步中产生或者消费一个数据块。按块处理数据比按(流式的)字节处理数据要快得多，同时数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。通俗来说，NIO采取了“预读”的方式，当你读取某一部分数据时，他就会猜测你下一步可能会读取的数据而预先缓冲下来。

IO是阻塞的，NIO是非阻塞的

对于传统的IO，当一个线程调用read() 或 write()时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。

而对于NIO，使用一个线程发送读取数据请求，没有得到响应之前，线程是空闲的，此时线程可以去执行别的任务，而不是像IO中那样只能等待响应完成。

NIO和IO适用场景

NIO是为弥补传统IO的不足而诞生的，但是尺有所短寸有所长，NIO也有缺点，因为NIO是面向缓冲区的操作，每一次的数据处理都是对缓冲区进行的，那么就会有一个问题，在数据处理之前必须要判断缓冲区的数据是否完整或者已经读取完毕，如果没有，假设数据只读取了一部分，那么对不完整的数据处理没有任何意义。所以每次数据处理之前都要检测缓冲区数据。

那么NIO和IO各适用的场景是什么呢？

如果需要管理同时打开的成千上万个连接，这些连接每次只是发送少量的数据，例如聊天服务器，这时候用NIO处理数据可能是个很好的选择。

而如果只有少量的连接，而这些连接每次要发送大量的数据，这时候传统的IO更合适。使用哪种处理数据，需要在数据的响应等待时间和检查缓冲区数据的时间上作比较来权衡选择。

通俗解释，最后，对于NIO和传统IO

有一个网友讲的生动的例子：

以前的流总是堵塞的，一个线程只要对它进行操作，其它操作就会被堵塞，也就相当于水管没有阀门，你伸手接水的时候，不管水到了没有，你就都只能耗在接水（流）上。

nio的Channel的加入，相当于增加了水龙头（有阀门），虽然一个时刻也只能接一个水管的水，但依赖轮换策略，在水量不大的时候，各个水管里流出来的水，都可以得到妥

善接纳，这个关键之处就是增加了一个接水工，也就是Selector，他负责协调，也就是看哪根水管有水了的话，在当前水管的水接到一定程度的时候，就切换一下：临时关上当

前水龙头，试着打开另一个水龙头（看看有没有水）。

当其他人需要用水的时候，不是直接去接水，而是事前提了一个水桶给接水工，这个水桶就是Buffer。也就是，其他人虽然也可能要等，但不会在现场等，而是回家等，可以做

其它事去，水接满了，接水工会通知他们。

这其实也是非常接近当前社会分工细化的现实，也是统分利用现有资源达到并发效果的一种很经济的手段，而不是动不动就来个并行处理，虽然那样是最简单的，但也是最浪费资源的方式。
java反射的作用于原理

什么是Java的反射呢？

Java 反射是可以让我们在运行时，通过一个类的Class对象来获取它获取类的方法、属性、父类、接口等类的内部信息的机制。

这种动态获取信息以及动态调用对象的方法的功能称为JAVA的反射。

反射的作用？

反射就是：在任意一个方法里：

1.如果我知道一个类的名称/或者它的一个实例对象， 我就能把这个类的所有方法和变量的信息找出来(方法名，变量名，方法，修饰符，类型，方法参数等等所有信息)

2.如果我还明确知道这个类里某个变量的名称，我还能得到这个变量当前的值。

3.当然，如果我明确知道这个类里的某个方法名+参数个数类型，我还能通过传递参数来运行那个类里的那个方法。

反射机制主要提供了以下功能：

    在运行时判断任意一个对象所属的类。
    在运行时构造任意一个类的对象。
    在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
    在运行时调用任意一个对象的方法。
    生成动态代理。