2024年完整版Java面试八股文!

标签：链表 Java HashMap 对象 2024 线程 完整版 方法

1、String能被继承吗 为什么用final修饰    难度系数：⭐

1. 不能被继承，因为String类有final修饰符，而final修饰的类是不能被继承的。
2. String 类是最常用的类之一，为了效率，禁止被继承和重写。
3. 为了安全。String 类中有native关键字修饰的调用系统级别的本地方法，调用了操作系统的 API，如果方法可以重写，可能被植入恶意代码，破坏程序。Java 的安全性也体现在这里。

2、String buffer和String builder区别    难度系数：⭐

1. StringBuffer 与 StringBuilder 中的方法和功能完全是等价的，
2. 只是StringBuffer 中的方法大都采用了 synchronized 关键字进行修饰，因此是线程安全的，而 StringBuilder 没有这个修饰，可以被认为是线程不安全的。
3. 在单线程程序下，StringBuilder效率更快，因为它不需要加锁，不具备多线程安全而StringBuffer则每次都需要判断锁，效率相对更低

3、final、finally、finalize    难度系数：⭐

1. final：修饰符（关键字）有三种用法：修饰类、变量和方法。修饰类时，意味着它不能再派生出新的子类，即不能被继承，因此它和abstract是反义词。修饰变量时，该变量使用中不被改变，必须在声明时给定初值，在引用中只能读取不可修改，即为常量。修饰方法时，也同样只能使用，不能在子类中被重写。
2. finally：通常放在try…catch的后面构造最终执行代码块，这就意味着程序无论正常执行还是发生异常，这里的代码只要JVM不关闭都能执行，可以将释放外部资源的代码写在finally块中。
3. finalize：Object类中定义的方法，Java中允许使用finalize() 方法在垃圾收集器将对象从内存中清除出去之前做必要的清理工作。这个方法是由垃圾收集器在销毁对象时调用的，通过重写finalize() 方法可以整理系统资源或者执行其他清理工作。

4、Object中有哪些方法    难度系数：⭐

1. protected Object clone()--->创建并返回此对象的一个副本。
2. boolean equals(Object obj)--->指示某个其他对象是否与此对象“相等
3. protected void finalize()--->当垃圾回收器确定不存在对该对象的更多引用时，由对象的垃圾回收器调用此方法。
4. Class<? extendsObject> getClass()--->返回一个对象的运行时类。
5. int hashCode()--->返回该对象的哈希码值。
6. void notify()--->唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
7. void notifyAll()--->唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
8. String toString()--->返回该对象的字符串表示。
9. void wait()--->导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法。
         void wait(long timeout)--->导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll()方法，或者超过指定的时间量。
         void wait(long timeout, int nanos)--->导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify()

5、HashMap底层是 数组+链表+红黑树，为什么要用这几类结构    难度系数：⭐⭐

1. 数组 Node<K,V>[] table ,哈希表，根据对象的key的hash值进行在数组里面是哪个节点
2. 链表的作用是解决hash冲突，将hash值取模之后的对象存在一个链表放在hash值对应的槽位
3. 红黑树 JDK8使用红黑树来替代超过8个节点的链表，主要是查询性能的提升，从原来的O(n)到O(logn),
4. 通过hash碰撞，让HashMap不断产生碰撞，那么相同的key的位置的链表就会不断增长，当对这个Hashmap的相应位置进行查询的时候，就会循环遍历这个超级大的链表，性能就会下降，所以改用红黑树

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6、HashMap和HashTable区别    难度系数：⭐

1. 线程安全性不同

HashMap是线程不安全的，HashTable是线程安全的，其中的方法是Synchronized，在多线程并发的情况下，可以直接使用HashTable，但是使用HashMap时必须自己增加同步处理。

1. 是否提供contains方法

HashMap只有containsValue和containsKey方法；HashTable有contains、containsKey和containsValue三个方法，其中contains和containsValue方法功能相同。

1. key和value是否允许null值

Hashtable中，key和value都不允许出现null值。HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个；可以有一个或多个键所对应的值为null。

1. 数组初始化和扩容机制

HashTable在不指定容量的情况下的默认容量为11，而HashMap为16，Hashtable不要求底层数组的容量一定要为2的整数次幂，而HashMap则要求一定为2的整数次幂。

Hashtable扩容时，将容量变为原来的2倍加1，而HashMap扩容时，将容量变为原来的2倍。

7、线程的创建方式    难度系数：⭐

1. 继承Thread类创建线程
2. 实现Runnable接口创建线程
3. 使用Callable和Future创建线程   有返回值
4. 使用线程池创建线程

1. #### 代码演示

2. import java.util.concurrent.*;

3. public class threadTest{

4.     public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

5.         //继承thread

6.         ThreadClass thread = new ThreadClass();

7.         thread.start();

8.         Thread.sleep(100);

9.         System.out.println("#####################");

11.         //实现runnable

12.         RunnableClass runnable = new RunnableClass();

13.         new Thread(runnable).start();

14.         Thread.sleep(100);

15.         System.out.println("#####################");

17.         //实现callable

18.         FutureTask futureTask = new FutureTask(new CallableClass());

19.         futureTask.run();

20.         System.out.println("callable返回值：" + futureTask.get());

21.         Thread.sleep(100);

22.         System.out.println("#####################");

24.         //线程池

25.         ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(1, 1, 2, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(10));

26.         threadPoolExecutor.execute(thread);

27.         threadPoolExecutor.shutdown();

28.         Thread.sleep(100);

29.         System.out.println("#####################");

31.         //使用并发包Executors

32.         ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

33.         executorService.execute(thread);

34.         executorService.shutdown();

35.     }

36. }

38. class ThreadClass extends Thread{

39.     @Override

40.     public void run() {

41.         System.out.println("我是继承thread形式：" + Thread.currentThread().getName());

42.     }

43. }

45. class RunnableClass implements Runnable{

46.     @Override

47.     public void run(){

48.         System.out.println("我是实现runnable接口：" + Thread.currentThread().getName());

49.     }

50. }

52. class CallableClass  implements Callable<String> {

53.     @Override

54.     public String call(){

55.         System.out.println("我是实现callable接口：");

56.         return "我是返回值，可以通过get方法获取";

57.     }

58. }

Java

8、线程的状态转换有什么（生命周期）   难度系数：⭐

1. 新建状态(New) ：线程对象被创建后，就进入了新建状态。例如，Thread thread = new Thread()。
2. 就绪状态(Runnable): 也被称为“可执行状态”。线程对象被创建后，其它线程调用了该对象的start()方法，从而来启动该线程。例如，thread.start()。处于就绪状态的线程，随时可能被CPU调度执行。
3. 运行状态(Running)：线程获取CPU权限进行执行。需要注意的是，线程只能从就绪状态进入到运行状态。
4. 阻塞状态(Blocked)：阻塞状态是线程因为某种原因放弃CPU使用权，暂时停止运行。直到线程进入就绪状态，才有机会转到运行状态。阻塞的情况分三种：
   1. 等待阻塞 -- 通过调用线程的wait()方法，让线程等待某工作的完成。
   2. 同步阻塞 -- 线程在获取synchronized同步锁失败(因为锁被其它线程所占用)，它会进入同步阻塞状态。
   3. 其他阻塞 -- 通过调用线程的sleep()或join()或发出了I/O请求时，线程会进入到阻塞状态。当sleep()状态超时、join(）等待线程终止或者超时、或者I/O处理完毕时，线程重新转入就绪状态。
5. 死亡状态(Dead)：线程执行完了或者因异常退出了run()方法，该线程结束生命周期。

9、Java中有几种类型的流    难度系数：⭐

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10、请写出你最常见的5个RuntimeException    难度系数：⭐

1. java.lang.NullPointerException

空指针异常；出现原因：调用了未经初始化的对象或者是不存在的对象。

1. java.lang.ClassNotFoundException

指定的类找不到；出现原因：类的名称和路径加载错误；通常都是程序试图通过字符串来加载某个类时可能引发异常。

1. java.lang.NumberFormatException

字符串转换为数字异常；出现原因：字符型数据中包含非数字型字符。

1. java.lang.IndexOutOfBoundsException

数组角标越界异常，常见于操作数组对象时发生。

1. java.lang.IllegalArgumentException

方法传递参数错误。

1. java.lang.ClassCastException

数据类型转换异常。

11、谈谈你对反射的理解    难度系数：⭐

1. 反射机制

所谓的反射机制就是java语言在运行时拥有一项自观的能力。通过这种能力可以彻底了解自身的情况为下一步的动作做准备。

Java的反射机制的实现要借助于4个类：class，Constructor，Field，Method;其中class代表的时类对 象，Constructor－类的构造器对象，Field－类的属性对象，Method－类的方法对象。通过这四个对象我们可以粗略的看到一个类的各个组成部分。

1. Java反射的作用

在Java运行时环境中，对于任意一个类，可以知道这个类有哪些属性和方法。对于任意一个对象，可以调用它的任意一个方法。这种动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的功能来自于Java 语言的反射（Reflection）机制。

1. Java 反射机制提供功能

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

12、什么是 java 序列化，如何实现 java 序列化    难度系数：⭐

1. 序列化是一种用来处理对象流的机制，所谓对象流也就是将对象的内容进行流化。可以对流化后的对象进行读写操作，也可将流化后的对象传输于网络之间。序列化是为了解决在对对象流进行读写操作时所引发的问题。
2. 序 列 化 的 实 现 ： 将 需 要 被 序 列 化 的 类 实 现 Serializable 接 口 ， 该 接 口 没 有 需 要 实 现 的 方 法 ， implements Serializable 只是为了标注该对象是可被序列化的，然后使用一个输出流(如：FileOutputStream)来构造一个ObjectOutputStream(对象流)对象，接着，使用 ObjectOutputStream 对象的 writeObject(Object obj)方法就可以将参数为 obj 的对象写出(即保存其状态)，要恢复的话则用输入流。

13、Http 常见的状态码    难度系数：⭐

1. 200 OK      //客户端请求成功
2. 301      Permanently Moved （永久移除)，请求的 URL 已移走。Response 中应该包含一个 Location URL, 说明资源现在所处的位置
3. 302      Temporarily Moved  临时重定向
4. 400      Bad Request //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
5. 401      Unauthorized //请求未经授权，这个状态代码必须和 WWW-Authenticate 报头域一起使用
6. 403      Forbidden //服务器收到请求，但是拒绝提供服务
7. 404      Not Found //请求资源不存在，eg：输入了错误的 URL
8. 500      Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误
9. 503      Server Unavailable //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

14、GET 和POST 的区别    难度系数：⭐

1. GET 请求的数据会附在URL 之后（就是把数据放置在 HTTP 协议头中），以?分割URL 和传输数据，参数之间以&相连，如：login.action?name=zhagnsan&password=123456。POST 把提交的数据则放置在是 HTTP 包的包体中。
2. GET 方式提交的数据最多只能是 1024 字节，理论上POST 没有限制，可传较大量的数据。其实这样说是错误的，不准确的：“GET 方式提交的数据最多只能是 1024 字节"，因为 GET 是通过 URL 提交数据，那么 GET 可提交的数据量就跟URL 的长度有直接关系了。而实际上，URL 不存在参数上限的问题，HTTP 协议规范没有对 URL 长度进行限制。这个限制是特定的浏览器及服务器对它的限制。IE 对URL 长度的限制是2083 字节(2K+35)。对于其他浏览器，如Netscape、FireFox 等，理论上没有长度限制，其限制取决于操作系统的支持。
3. POST 的安全性要比GET 的安全性高。注意：这里所说的安全性和上面 GET 提到的“安全”不是同个概念。上面“安全”的含义仅仅是不作数据修改，而这里安全的含义是真正的 Security 的含义，比如：通过 GET 提交数据，用户名和密码将明文出现在 URL 上，因为(1)登录页面有可能被浏览器缓存，(2)其他人查看浏览器的历史纪录，那么别人就可以拿到你的账号和密码了，除此之外，使用 GET 提交数据还可能会造成 Cross-site request forgery 攻击。
4. Get 是向服务器发索取数据的一种请求，而 Post 是向服务器提交数据的一种请求，在 FORM（表单）中，Method
5. 默认为"GET"，实质上，GET 和 POST 只是发送机制不同，并不是一个取一个发！

15、Cookie 和Session 的区别    难度系数：⭐

1. Cookie 是 web 服务器发送给浏览器的一块信息，浏览器会在本地一个文件中给每个 web 服务器存储 cookie。以后浏览器再给特定的 web 服务器发送请求时，同时会发送所有为该服务器存储的 cookie
2. Session 是存储在 web 服务器端的一块信息。session 对象存储特定用户会话所需的属性及配置信息。当用户在应用程序的 Web 页之间跳转时，存储在 Session 对象中的变量将不会丢失，而是在整个用户会话中一直存在下去
3. Cookie 和session 的不同点

无论客户端做怎样的设置，session 都能够正常工作。当客户端禁用 cookie 时将无法使用 cookie

在存储的数据量方面：session 能够存储任意的java 对象，cookie 只能存储 String 类型的对象

第二章-Java高级篇

1、HashMap底层源码    难度系数：⭐⭐⭐

HashMap的底层结构在jdk1.7中由数组+链表实现，在jdk1.8中由数组+链表+红黑树实现，以数组+链表的结构为例。

JDK1.8之前Put方法：

JDK1.8之后Put方法：

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HashMap基于哈希表的Map接口实现，是以key-value存储形式存在，即主要用来存放键值对。HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。此外，HashMap中的映射不是有序的。

JDK1.8 之前 HashMap 由 数组+链表 组成的，数组是 HashMap 的主体，链表则是主要为了解决哈希冲突(两个对象调用的hashCode方法计算的哈希码值一致导致计算的数组索引值相同)而存在的（“拉链法”解决冲突）.JDK1.8 以后在解决哈希冲突时有了较大的变化，当链表长度大于阈值（或者红黑树的边界值，默认为 8）并且当前数组的长度大于64时，此时此索引位置上的所有数据改为使用红黑树存储。

补充：将链表转换成红黑树前会判断，即使阈值大于8，但是数组长度小于64，此时并不会将链表变为红黑树。而是选择进行数组扩容。

这样做的目的是因为数组比较小，尽量避开红黑树结构，这种情况下变为红黑树结构，反而会降低效率，因为红黑树需要进行左旋，右旋，变色这些操作来保持平衡 。同时数组长度小于64时，搜索时间相对要快些。所以综上所述为了提高性能和减少搜索时间，底层在阈值大于8并且数组长度大于64时，链表才转换为红黑树。具体可以参考 treeifyBin方法。

当然虽然增了红黑树作为底层数据结构，结构变得复杂了，但是阈值大于8并且数组长度大于64时，链表转换为红黑树时，效率也变的更高效。

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