Java 基础 知识
1.面向对象的特征
封装：就是把对象的属性和行为结合为一个独立的整体，并尽可能隐藏对象的内部实现细节，就是把不想告诉或者不该告诉别人的东西隐藏起来，把可以告诉别人的公开，别人只能用我提供的功能实现需求，而不知道是如何实现的，增加安全性。
继承：子类继承父类的数据属性和行为，并能根据自己的需求扩展出新的行为，提高代码的复用性。
多态：指允许不同的对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。封装和继承几乎都是为多态而准备的，在执行期间判断引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其响应的方法。
抽象：表示对问题领域进行分析、设计中得出的抽象的概念，是对一系列看上去不同，但是本质上相同的具体概念的抽象，在java中抽象用abstract关键字来修饰，用abstract修饰类时，此类就不能被实例化，从这里可以看出，抽象类（接口）就是为了继承而存在的。
2.java的基本数据类型
3.JDK JRE JVM 的区别
jdk是整个java的核心，是java开发工具包，包括了java运行环境JRE、java工具和java基础类库
jre是运行java程序所必须的环境的集合，包含java虚拟机和java程序的一些核心类库
jvm是java虚拟机的缩写，是整个java实现跨平台的最核心的部分，能够运行以java语言写作的软件程序
4 重载和重写的区别
重载：发生在同一个类中，方法名必须相同，参数类型不同、个数不同、顺序不同，方法返回值和访问修饰符不同，发生在编译时。
重写：发生在父子类中，方法名、参数列表必须相同，返回值范围小于等于父类，抛出的异常范围小于等于父类，访问修饰符大于等于父类；如果父类方法访问修饰符为private则子类就不能重写该方法。
5 Java 中==和 equals 的区别
==的作用：
基本类型：比较的是值是否相同
引用类型：比较的是地址是否相同
equasl的作用：
引用类型：默认情况下，比较的是地址值
特殊情况下，String、Integer、Date这类类库中equals被重写，比较的是内容而不是地址
两者区别：==比较的是两个字符串内存地址的数值是否相等，属于数字比较；equals比较的是两个字符串的内容，属于内容的比较
6.String、StringBuffer、StringBuilder 三者之间的区别
String 字符串常量：
String 中的 String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串，private
final char value[] ，String 对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。
StringBuffer 字符串变量（线程安全）
AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类，定义了
一些字符串的基本操作，如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。
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 字符串变量（非线程安全）：StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。
小结：
（1）如果要操作少量的数据用 String；
（2）多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据用 StringBuffer；
（3）单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据用 StringBuilder
7 接口和抽象类的区别是什么？
实现：抽象类的子类使用extends来继承；接口必须使用implements来实现接口。
构造函数：抽象类可以有构造函数，接口不能有构造函数
main方法：抽象类可以有main方法，并且我们能够运行它，接口不能有main方法。
实现数量：类可以实现很多个接口，但是只能继承一个抽象类
访问修饰符：接口中的方法默认使用public修饰，抽象类中的方法可以使任意访问修饰符
8.string 常用的方法有哪些？
indexOf()：返回指定字符的索引。
charAt()：返回指定索引处的字符。
replace()：字符串替换。
trim()：去除字符串两端空白。
split()：分割字符串，返回一个分割后的字符串数组。
getBytes()：返回字符串的 byte 类型数组。
length()：返回字符串长度。
toLowerCase()：将字符串转成小写字母。
toUpperCase()：将字符串转成大写字符。
substring()：截取字符串。
equals()：字符串比较。
9 什么是单例模式？有几种
单例模式：某个类的实例在 多线程环境下只会被创建一次出来。
单例模式有饿汉式单例模式、懒汉式单例模式和双检锁单例模式三种
饿汉式：线程安全，一开始就初始化。
懒汉式：非线程安全，延迟初始化。
双检锁：线程安全，延迟初始化。
10 反射
在 Java 中的反射机制是指在运行状态中，对于任意一个类都能够知道这个类所有的属性和方法；并且对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能成为 Java 语言的反射机制。
获取 Class 对象的 3 种方法 ：
调用某个对象的 getClass()方法
Person p=new Person();
Class clazz=p.getClass();
调用某个类的 class 属性来获取该类对应的 Class 对象
Class clazz=Person.class;
使用 Class 类中的 forName()静态方法(最安全/性能最好)
Class clazz=Class.forName("类的全路径"); (最常用)
11 jdk1.8 的新特性
1 Lambda 表达式
Lambda 允许把函数作为一个方法的参数。
2 方法引用
方法引用允许直接引用已有 Java 类或对象的方法或构造方法。
上例中我们将 System.out::println 方法作为静态方法来引用。
3 函数式接口
有且仅有一个抽象方法的接口叫做函数式接口，函数式接口可以被隐式转换为Lambda 表达式。通常函数式接口上会添加@FunctionalInterface 注解。
4 接口允许定义默认方法和静态方法
从 JDK8 开始，允许接口中存在一个或多个默认非抽象方法和静态方法。
5 Stream API
新添加的 Stream API（java.util.stream）把真正的函数式编程风格引入到 Java
中。这种风格将要处理的元素集合看作一种流，流在管道中传输，并且可以在管道的节点上进行处理，比如筛选，排序，聚合等。
6 日期/时间类改进
之前的 JDK 自带的日期处理类非常不方便，我们处理的时候经常是使用的第三方工具包，比如 commons-lang包等。不过 JDK8 出现之后这个改观了很多，比如日期时间的创建、比较、调整、格式化、时间间隔等。
这些类都在 java.time 包下，LocalDate/LocalTime/LocalDateTime。
7 Optional 类
Optional 类是一个可以为 null 的容器对象。如果值存在则 isPresent()方法会返
回 true，调用 get()方法会返回该对象。
8 Java8 Base64 实现
Java 8 内置了 Base64 编码的编码器和解码器。
12 Java 的异常
Throwable 是所有 Java 程序中错误处理的父类，有两种资类：Error 和Exception。
Error：表示由 JVM 所侦测到的无法预期的错误，由于这是属于 JVM 层次的严重错误，导致 JVM 无法继续执行，因此，这是不可捕捉到的，无法采取任何恢复的操作，顶多只能显示错误信息。
Exception：表示可恢复的例外，这是可捕捉到的。
1.运行时异常：都是 RuntimeException 类及其子类异常，如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序
逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。运行时异常的特点是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，即使没有用 try-catch语句捕获它，也没有用 throws 子句声明抛出它，也会编译通过。
2.非运行时异常（编译异常）：是 RuntimeException 以外的异常，类型上都属于 Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。如 IOException、SQLException 等以及用户自定义的 Exception 异常，一般情况下不自定义检查异常。
常见的 RunTime 异常几种如下：
NullPointerException - 空指针引用异常
ClassCastException - 类型强制转换异常。
IllegalArgumentException - 传递非法参数异常。
ArithmeticException - 算术运算异常
ArrayStoreException - 向数组中存放与声明类型不兼容对象异常
IndexOutOfBoundsException - 下标越界异常
NegativeArraySizeException - 创建一个大小为负数的数组错误异常
NumberFormatException - 数字格式异常
SecurityException - 安全异常
UnsupportedOperationException - 不支持的操作异常
13 BIO、NIO、AIO 有什么区别？
BIO：Block IO 同步阻塞式 IO，就是我们平常使用的传统 IO，它的特点是模式简单使用方便，并发处理能力低。
NIO：New IO 同步非阻塞 IO，是传统 IO 的升级，客户端和服务器端通过Channel（通道）通讯，实现了多路复用。
AIO：Asynchronous IO 是 NIO 的升级，也叫 NIO2，实现了异步非堵塞 IO ，异步 IO 的操作基于事件和回调机制。
14、Threadloal 的原理
ThreadLocal：为共享变量在每个线程中创建一个副本，每个线程都可以访问自己内部的副本变量。通过 threadlocal 保证线程的安全性。其实在 ThreadLocal 类中有一个静态内部类 ThreadLocalMap(其类似于 Map)，用键值对的形式存储每一个线程的变量副本，ThreadLocalMap 中元素的 key 为当前ThreadLocal 对象，而 value 对应线程的变量副本。ThreadLocal 本身并不存储值，它只是作为一个 key 保存到 ThreadLocalMap中，但是这里要注意的是它作为一个 key 用的是弱引用，因为没有强引用链，弱引用在 GC的时候可能会被回收。这样就会在 ThreadLocalMap 中存在一些 key 为 null 的键值对（Entry）。因为 key 变成 null 了，我们是没法访问这些 Entry 的，但是这些 Entry 本身是不会被清除的。如果没有手动删除对应 key 就会导致这块内存即不会回收也无法访问，也就是内存泄漏。使用完 ThreadLocal 之后，记得调用 remove 方法。 在不使用线程池的前提下，即使不调用 remove 方法，线程的"变量副本"也会被 gc 回收，即不会造成内存泄漏的情况。
15、同步锁、死锁、乐观锁、悲观锁
同步锁：
当多个线程同时访问同一个数据时，很容易出现问题。为了避免这种情况出现，我们要保证线程同步互斥，就是指并发执行的多个线程，在同一时间内只允许一个线程访问共享数据。Java 中可以使用 synchronized 关键字来取得一个对象的同步锁。
死锁：
何为死锁，就是多个线程同时被阻塞，它们中的一个或者全部都在等待某个资源被释放。
乐观锁：
总是假设最好的情况，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号机制和CAS 算法实现。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，像数据库提供的类似于 write_conditio 机制，其实都是提供的乐观锁。在 Java 中 java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量类就是使用了乐观锁的一种实现方式 CAS 实现的。
悲观锁：
总是假设最坏的情况，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会阻塞直到它拿到锁（共享资源每次只给一个线程使用，其它线程阻塞，用完后再把资源转让给其它线程）。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。Java 中synchronized 和 ReentrantLock 等独占锁就是悲观锁思想的实现。
16.synchronized 底层实现原理？
synchronized 可以保证方法或者代码块在运行时，同一时刻只有一个方法可以进入到临界区，同时它还可以保证共享变量的内存可见性。
Java 中每一个对象都可以作为锁，这是 synchronized 实现同步的基础：
普通同步方法，锁是当前实例对象
静态同步方法，锁是当前类的 class 对象
同步方法块，锁是括号里面的对象
17、 synchronized 和 volatile 的区别是什么？
volatile 本质是在告诉 jvm 当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取； synchronized 则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。
volatile 仅能使用在变量级别；synchronized 则可以使用在变量、方法、和类级别的。
volatile 仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而 synchronized 则可以保证变量的修改可见性和原子性。
volatile 不会造成线程的阻塞；synchronized 可能会造成线程的阻塞。
volatile 标记的变量不会被编译器优化；synchronized 标记的变量可以被编译器优化。
18、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 无法判断是否获取锁的状态，Lock 可以判断是否获取到锁；synchronized 会自动释放锁(a 线程执行完同步代码会释放锁 ；b 线程执行过程中发
生异常会释放锁)，Lock 需在 finally 中手工释放锁（unlock()方法释放锁），否则容易造成线程死锁；用 synchronized 关键字的两个线程 1 和线程 2，如果当前线程 1 获得锁，线程 2 线程等待。如果线程 1 阻塞，线程 2 则会一直等待下去，而 Lock 锁就不一定会等待下去，如果尝试获取不到锁，线程可以不用一直等待就结束了；synchronized 的锁可重入、不可中断、非公平，而 Lock 锁可重入、可判断、可公平（两者皆可）；Lock 锁适合大量同步的代码的同步问题，synchronized 锁适合代码少量的同步问题。