最最最常見的Java面試題總結——第二週

SnailClimb發表於2018-08-16
Java面試題

String和StringBuffer、StringBuilder的區別是什麼？String為什麼是不可變的？

String和StringBuffer、StringBuilder的區別

可變性   String類中使用字元陣列:private final char value[]儲存字串，所以String物件是不可變的。StringBuilder與StringBuffer都繼承自AbstractStringBuilder類，在AbstractStringBuilder中也是使用字元陣列儲存字串，char[]value，這兩種物件都是可變的。   

執行緒安全性

String中的物件是不可變的，也就可以理解為常量，執行緒安全。AbstractStringBuilder是StringBuilder與StringBuffer的公共父類，定義了一些字串的基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等公共方法。StringBuffer對方法加了同步鎖或者對呼叫的方法加了同步鎖，所以是執行緒安全的。StringBuilder並沒有對方法進行加同步鎖，所以是非執行緒安全的。   

效能

每次對String 型別進行改變的時候，都會生成一個新的String物件，然後將指標指向新的String 物件。StringBuffer每次都會對StringBuffer物件本身進行操作，而不是生成新的物件並改變物件引用。相同情況下使用StirngBuilder 相比使用StringBuffer 僅能獲得10%~15% 左右的效能提升，但卻要冒多執行緒不安全的風險。

對於三者使用的總結：

  • 如果要操作少量的資料用 = String
  • 單執行緒操作字串緩衝區 下操作大量資料 = StringBuilder
  • 多執行緒操作字串緩衝區 下操作大量資料 = StringBuffer

String為什麼是不可變的嗎？

簡單來說就是String類利用了final修飾的char型別陣列儲存字元，原始碼如下圖所以：

    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];
複製程式碼

String真的是不可變的嗎？

我覺得如果別人問這個問題的話，回答不可變就可以了。 下面只是給大家看兩個有代表性的例子：

1) String不可變但不代表引用不可以變

		String str = "Hello";
		str = str + " World";
		System.out.println("str=" + str);
複製程式碼

結果：

str=Hello World
複製程式碼

解析：

實際上，原來String的內容是不變的，只是str由原來指向"Hello"的記憶體地址轉為指向"Hello World"的記憶體地址而已，也就是說多開闢了一塊記憶體區域給"Hello World"字串。

2) 通過反射是可以修改所謂的“不可變”物件

		// 建立字串"Hello World"， 並賦給引用s
		String s = "Hello World";

		System.out.println("s = " + s); // Hello World

		// 獲取String類中的value欄位
		Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value");

		// 改變value屬性的訪問許可權
		valueFieldOfString.setAccessible(true);

		// 獲取s物件上的value屬性的值
		char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s);

		// 改變value所引用的陣列中的第5個字元
		value[5] = '_';

		System.out.println("s = " + s); // Hello_World
複製程式碼

結果：

s = Hello World
s = Hello_World
複製程式碼

解析：

用反射可以訪問私有成員， 然後反射出String物件中的value屬性， 進而改變通過獲得的value引用改變陣列的結構。但是一般我們不會這麼做，這裡只是簡單提一下有這個東西。

什麼是反射機制？反射機制的應用場景有哪些？

反射機制介紹

JAVA反射機制是在執行狀態中，對於任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對於任意一個物件，都能夠呼叫它的任意一個方法和屬性；這種動態獲取的資訊以及動態呼叫物件的方法的功能稱為java語言的反射機制。

靜態編譯和動態編譯

  • **靜態編譯：**在編譯時確定型別，繫結物件
  • **動態編譯：**執行時確定型別，繫結物件

反射機制優缺點

  • 優點： 執行期型別的判斷，動態載入類，提高程式碼靈活度。
  • 缺點： 效能瓶頸：反射相當於一系列解釋操作，通知 JVM 要做的事情，效能比直接的java程式碼要慢很多。

反射的應用場景

反射是框架設計的靈魂。

在我們平時的專案開發過程中，基本上很少會直接使用到反射機制，但這不能說明反射機制沒有用，實際上有很多設計、開發都與反射機制有關，例如模組化的開發，通過反射去呼叫對應的位元組碼；動態代理設計模式也採用了反射機制，還有我們日常使用的 Spring／Hibernate 等框架也大量使用到了反射機制。

舉例：①我們在使用JDBC連線資料庫時使用Class.forName()通過反射載入資料庫的驅動程式；②Spring框架也用到很多反射機制，最經典的就是xml的配置模式。Spring 通過 XML 配置模式裝載 Bean 的過程：1) 將程式內所有 XML 或 Properties 配置檔案載入入記憶體中; 2)Java類裡面解析xml或properties裡面的內容，得到對應實體類的位元組碼字串以及相關的屬性資訊; 3)使用反射機制，根據這個字串獲得某個類的Class例項; 4)動態配置例項的屬性

推薦閱讀：

什麼是JDK?什麼是JRE？什麼是JVM？三者之間的聯絡與區別

這幾個是Java中很基本很基本的東西，但是我相信一定還有很多人搞不清楚！為什麼呢？因為我們大多數時候在使用現成的編譯工具以及環境的時候，並沒有去考慮這些東西。

JDK: 顧名思義它是給開發者提供的開發工具箱,是給程式開發者用的。它除了包括完整的JRE（Java Runtime Environment），Java執行環境，還包含了其他供開發者使用的工具包。

JRE: 普通使用者而只需要安裝JRE（Java Runtime Environment）來執行Java程式。而程式開發者必須安裝JDK來編譯、除錯程式。

JVM： 當我們執行一個程式時，JVM負責將位元組碼轉換為特定機器程式碼，JVM提供了記憶體管理/垃圾回收和安全機制等。這種獨立於硬體和作業系統，正是java程式可以一次編寫多處執行的原因。

區別與聯絡：

  1. JDK用於開發，JRE用於執行java程式 ；
  2. JDK和JRE中都包含JVM ；
  3. JVM是java程式語言的核心並且具有平臺獨立性。

什麼是位元組碼？採用位元組碼的最大好處是什麼？

先看下java中的編譯器和直譯器：   

Java中引入了虛擬機器的概念，即在機器和編譯程式之間加入了一層抽象的虛擬的機器。這臺虛擬的機器在任何平臺上都提供給編譯程式一個的共同的介面。編譯程式只需要面向虛擬機器，生成虛擬機器能夠理解的程式碼，然後由直譯器來將虛擬機器程式碼轉換為特定系統的機器碼執行。在Java中，這種供虛擬機器理解的程式碼叫做位元組碼（即副檔名為.class的檔案），它不面向任何特定的處理器，只面向虛擬機器。每一種平臺的直譯器是不同的，但是實現的虛擬機器是相同的。Java源程式經過編譯器編譯後變成位元組碼，位元組碼由虛擬機器解釋執行，虛擬機器將每一條要執行的位元組碼送給直譯器，直譯器將其翻譯成特定機器上的機器碼，然後在特定的機器上執行。這也就是解釋了Java的編譯與解釋並存的特點。

Java原始碼---->編譯器---->jvm可執行的Java位元組碼(即虛擬指令)---->jvm---->jvm中直譯器----->機器可執行的二進位制機器碼---->程式執行。

採用位元組碼的好處：   

Java語言通過位元組碼的方式，在一定程度上解決了傳統解釋型語言執行效率低的問題，同時又保留了解釋型語言可移植的特點。所以Java程式執行時比較高效，而且，由於位元組碼並不專對一種特定的機器，因此，Java程式無須重新編譯便可在多種不同的計算機上執行。

Java和C++的區別

我知道很多人沒學過C++，但是面試官就是沒事喜歡拿我們們Java和C++比呀！沒辦法！！！就算沒學過C++，也要記下來！

  • 都是物件導向的語言，都支援封裝、繼承和多型
  • Java不提供指標來直接訪問記憶體，程式記憶體更加安全
  • Java的類是單繼承的，C++支援多重繼承；雖然Java的類不可以多繼承，但是介面可以多繼承。
  • Java有自動記憶體管理機制，不需要程式設計師手動釋放無用記憶體

介面和抽象類的區別是什麼？

  1. 介面的方法預設是public，所有方法在介面中不能有實現，抽象類可以有非抽象的方法
  2. 介面中的例項變數預設是final型別的，而抽象類中則不一定
  3. 一個類可以實現多個介面，但最多隻能實現一個抽象類
  4. 一個類實現介面的話要實現介面的所有方法，而抽象類不一定
  5. 介面不能用new例項化，但可以宣告，但是必須引用一個實現該介面的物件 從設計層面來說，抽象是對類的抽象，是一種模板設計，介面是行為的抽象，是一種行為的規範。

成員變數與區域性變數的區別有那些？

  1. 從語法形式上，看成員變數是屬於類的，而區域性變數是在方法中定義的變數或是方法的引數；成員變數可以被public,private,static等修飾符所修飾，而區域性變數不能被訪問控制修飾符及static所修飾；但是，成員變數和區域性變數都能被final所修飾；
  2. 從變數在記憶體中的儲存方式來看，成員變數是物件的一部分，而物件存在於堆記憶體，區域性變數存在於棧記憶體
  3. 從變數在記憶體中的生存時間上看，成員變數是物件的一部分，它隨著物件的建立而存在，而區域性變數隨著方法的呼叫而自動消失。
  4. 成員變數如果沒有被賦初值，則會自動以型別的預設值而賦值（一種情況例外被final修飾但沒有被static修飾的成員變數必須顯示地賦值）；而區域性變數則不會自動賦值。

過載和重寫的區別

過載： 發生在同一個類中，方法名必須相同，引數型別不同、個數不同、順序不同，方法返回值和訪問修飾符可以不同，發生在編譯時。   

重寫： 發生在父子類中，方法名、引數列表必須相同，返回值範圍小於等於父類，丟擲的異常範圍小於等於父類，訪問修飾符範圍大於等於父類；如果父類方法訪問修飾符為private則子類就不能重寫該方法。

字元型常量和字串常量的區別

  1. 形式上: 字元常量是單引號引起的一個字元 字串常量是雙引號引起的若干個字元
  2. 含義上: 字元常量相當於一個整形值(ASCII值),可以參加表示式運算 字串常量代表一個地址值(該字串在記憶體中存放位置)
  3. 佔記憶體大小 字元常量只佔一個位元組 字串常量佔若干個位元組(至少一個字元結束標誌)

寫在最後

開源文件推薦

Java-Guide： Java面試通關手冊（Java學習指南）Java Interview Customs Manual (Java Study Guide)。star:1.9k。

Github地址：github.com/Snailclimb/…

文件定位：一個專門為Java後端工程師準備的開源文件，相信不論你是Java新手還是已經成為一名Java工程師都能從這份文件中收穫到一些東西。

參考：

segmentfault.com/a/119000001…

blog.csdn.net/sinat_38259…

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