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Java 核心面试题与实战解析
Java 核心面试题与实战解析涵盖了基础语法、集合框架、多线程并发、Web 技术、主流框架及中间件等 19 个模块。内容深入探讨 JDK 与 JRE 区别、HashMap 底层原理、线程池状态流转、锁升级机制及 Spring 生态配置等关键技术点，旨在帮助开发者系统梳理知识体系，提升面试通过率与技术深度。
1qazxsw20 浏览 本文整理了 Java 开发领域 19 个核心模块的 208 道高频面试题，涵盖基础、容器、并发、Web、框架及中间件等方向。内容旨在帮助开发者系统梳理知识体系，应对技术面试挑战。
Java 基础
JDK 和 JRE 有什么区别？
JDK（Java Development Kit）是开发工具包，提供了开发环境和运行环境；JRE（Java Runtime Environment）是运行环境，仅包含运行所需组件。
简单来说，如果你需要编写 Java 程序，必须安装 JDK；如果只需运行程序，安装 JRE 即可。JDK 内部其实包含了 JRE，同时还提供了编译器 javac 以及调试分析工具。
== 和 equals 的区别是什么？
== 对于基本类型比较的是值是否相同，对于引用类型比较的是内存地址是否一致。
equals 本质上也是 ==，但像 String、Integer 这类类重写了该方法，将其变成了值比较。
代码示例：
String x = "string";
String y = "string";
String z = new String("string");
System.out.println(x == y);
System.out.println(x == z);
System.out.println(x.equals(y));
System.out.println(x.equals(z));
注意： 自定义类如果不重写 equals 方法，默认比较的是引用地址。例如两个值相同的 Cat 对象，直接调用 equals 会返回 false。
两个对象的 hashCode() 相同，则 equals() 也一定为 true，对吗？
不对。hashCode 相同只代表哈希值相等，即可能发生哈希冲突，但键值对不一定相等。
代码示例：
String str1 = "通话";
String str2 = "重地";
System.out.println(String.format("str1：%d | str2：%d", str1.hashCode(), str2.hashCode()));
System.out.println(str1.equals(str2));
final 在 Java 中有什么作用？
- 修饰类：该类不能被继承。
- 修饰方法：该方法不能被子类重写。
- 修饰变量：成为常量，初始化后不可修改。
Java 中的 Math.round(-1.5) 等于多少？
等于 -1。因为在数轴上取值时，中间值（0.5）向右取整，所以正 0.5 往上取整，负 0.5 则是直接舍弃小数部分。
String 属于基础的数据类型吗？
不属于。Java 有 8 种基本数据类型（byte、boolean、char、short、int、float、long、double），String 属于对象。
Java 中操作字符串都有哪些类？它们之间有什么区别？
主要有 String、StringBuffer、StringBuilder。
- String：不可变对象，每次操作都会生成新对象，指针指向新对象。
- StringBuffer：可变对象，线程安全，性能略低。
- StringBuilder：可变对象，非线程安全，性能高于 StringBuffer。
建议单线程下用 StringBuilder，多线程下用 StringBuffer。
String str="i"与 String str=new String('i')一样吗？
如何将字符串反转？
使用 StringBuilder 或 StringBuffer 的 reverse() 方法。
String 类的常用方法都有那些？
包括 indexOf()、charAt()、replace()、trim()、split()、getBytes()、length()、toLowerCase()、toUpperCase()、substring()、equals() 等。
抽象类必须要有抽象方法吗？
普通类和抽象类有哪些区别？
- 普通类不能包含抽象方法，抽象类可以。
- 抽象类不能直接实例化，普通类可以。
抽象类能使用 final 修饰吗？
不能。final 表示不可继承，而抽象类的设计初衷就是为了让其他类继承，两者矛盾。
接口和抽象类有什么区别？
- 实现方式：子类用 extends 继承抽象类，用 implements 实现接口。
- 构造函数：抽象类可以有，接口不能有。
- 数量限制：类可以实现多个接口，但只能继承一个抽象类。
- 访问修饰符：接口方法默认为 public，抽象类方法可以是任意修饰符。
Java 中 IO 流分为几种？
按功能分：输入流（input）、输出流（output）。
按类型分：字节流和字符流。字节流按 8 位传输，字符流按 16 位传输。
BIO、NIO、AIO 有什么区别？
- BIO：同步阻塞式 IO，模式简单但并发处理能力低。
- NIO：同步非阻塞 IO，通过 Channel 通讯，支持多路复用。
- AIO：异步非阻塞 IO（NIO2），基于事件和回调机制。
Files 的常用方法都有哪些？
包括 exists()、createFile()、createDirectory()、delete()、copy()、move()、size()、read()、write() 等。
容器
Java 容器都有哪些？
主要分为 Collection 和 Map 两大类。
Collection 下有 List（ArrayList、LinkedList、Vector、Stack）和 Set（HashSet、LinkedHashSet、TreeSet）。
Map 下有 HashMap、LinkedHashMap、TreeMap、ConcurrentHashMap、Hashtable 等。
Collection 和 Collections 有什么区别？
- Collection：集合接口，List、Set 都是其子类。
- Collections：包装类，提供静态方法（如排序），不能被实例化。
List、Set、Map 之间的区别是什么？
- List：有序，可重复。
- Set：无序（HashSet），不可重复。
- Map：键唯一，值可重复。
HashMap 和 Hashtable 有什么区别？
- 存储：HashMap 允许 key 和 value 为 null，Hashtable 不允许。
- 线程安全：Hashtable 是线程安全的，HashMap 是非线程安全的。
- 推荐使用：Hashtable 是遗留类不建议使用，单线程用 HashMap，多线程用 ConcurrentHashMap。
如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？
如果需要快速插入、删除、定位，选 HashMap；如果需要按键有序遍历，选 TreeMap。
说一下 HashMap 的实现原理？
基于 Hash 算法。put(key, value) 时计算 hash 值存入 bucket。hash 冲突时使用链表或红黑树存储。冲突少用链表，冲突多用红黑树。
说一下 HashSet 的实现原理？
基于 HashMap 实现，底层用 HashMap 保存元素，不允许重复值。
ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？
- 数据结构：ArrayList 是动态数组，LinkedList 是双向链表。
- 随机访问：ArrayList 效率高，LinkedList 需移动指针。
- 增删效率：非首尾操作，LinkedList 优于 ArrayList。
频繁读取用 ArrayList，频繁增删用 LinkedList。
如何实现数组和 List 之间的转换？
- 数组转 List：Arrays.asList(array)
- List 转数组：list.toArray()
ArrayList 和 Vector 的区别是什么？
- 线程安全：Vector 使用 synchronized 线程安全，ArrayList 非线程安全。
- 扩容：Vector 扩容 1 倍，ArrayList 扩容 50%。
- 性能：ArrayList 优于 Vector。
Array 和 ArrayList 有何区别？
- 类型：Array 可存基本类型和对象，ArrayList 只能存对象。
- 大小：Array 固定，ArrayList 自动扩展。
- 方法：ArrayList 内置方法更多（如 addAll、removeAll）。
在 Queue 中 poll() 和 remove() 有什么区别？
- 相同点：都返回并删除第一个元素。
- 不同点：poll() 无元素返回 null，remove() 抛出异常。
哪些集合类是线程安全的？
Vector、Hashtable、Stack 是线程安全的。JDK 1.5 后，concurrent 包提供了 ConcurrentHashMap 等替代方案。
迭代器 Iterator 是什么？
提供遍历任何 Collection 的接口，取代了 Enumeration，允许在迭代过程中移除元素。
Iterator 怎么使用？有什么特点？
使用 hasNext() 判断，next() 获取元素。特点是更安全，遍历中修改集合会抛出 ConcurrentModificationException。
Iterator 和 ListIterator 有什么区别？
- 范围：Iterator 可遍历 Set 和 List，ListIterator 只能遍历 List。
- 方向：Iterator 单向，ListIterator 双向。
- 功能：ListIterator 支持添加、替换、获取索引。
怎么确保一个集合不能被修改？
使用 Collections.unmodifiableCollection(Collection c) 创建只读集合，修改会抛出 UnsupportedOperationException。
多线程
并行和并发有什么区别？
- 并行：多核处理器同时处理多个任务。
- 并发：单核 CPU 通过时间片轮流执行多个任务，逻辑上同时。
线程和进程的区别？
一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。多线程可增加执行速度。
守护线程是什么？
运行在后台的特殊进程，独立于控制终端，如垃圾回收线程。
创建线程有哪几种方式？
- 继承 Thread 重写 run 方法。
- 实现 Runnable 接口。
- 实现 Callable 接口。
说一下 runnable 和 callable 有什么区别？
runnable 无返回值，callable 有返回值，callable 可看作是 runnable 的补充。
线程有哪些状态？
NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED。
sleep() 和 wait() 有什么区别？
- 来源：sleep() 来自 Thread，wait() 来自 Object。
- 锁：sleep() 不释放锁，wait() 释放锁。
- 唤醒：sleep() 时间到自动恢复，wait() 需 notify()/notifyAll() 唤醒。
notify() 和 notifyAll() 有什么区别？
notify() 唤醒一个线程，notifyAll() 唤醒所有线程。notifyAll() 会将全部线程由等待池移到锁池参与竞争。
线程的 run() 和 start() 有什么区别？
start() 启动线程，run() 执行代码。run() 可重复调用，start() 只能调用一次。
创建线程池有哪几种方式？
常见方式包括 newSingleThreadExecutor、newCachedThreadPool、newFixedThreadPool、newScheduledThreadPool、newWorkStealingPool 等。最核心的是 ThreadPoolExecutor，上面方式多为对其封装。
线程池都有哪些状态？
RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING、TERMINATED。
线程池中 submit() 和 execute() 方法有什么区别？
execute() 只能执行 Runnable，submit() 可执行 Runnable 和 Callable（可获取返回值）。
在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？
- 使用安全类（如 concurrent 包）。
- 使用 synchronized 锁。
- 使用 Lock 手动锁。
多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么？
锁升级是为了降低性能消耗。从偏向锁升级为轻量级锁，再升级为重量级锁。Java 6 后优化了 synchronized 实现，减少了用户态到内核态的切换开销。
什么是死锁？
线程 A 持有锁 a 请求锁 b，线程 B 持有锁 b 请求锁 a，互相阻塞无法继续执行。
怎么防止死锁？
- 使用 tryLock 设置超时时间。
- 使用 concurrent 包代替手写锁。
- 降低锁粒度，减少同步代码块。
ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？
为每个线程提供独立变量副本，互不影响。经典场景：数据库连接管理、Session 管理。
说一下 synchronized 底层实现原理？
由 monitorenter/monitorexit 指令实现。Java 6 前是重量级锁，之后引入偏向锁、轻量级锁、重量级锁三种 monitor 实现，大幅提升性能。
synchronized 和 volatile 的区别是什么？
- 修饰：volatile 修饰变量，synchronized 修饰类、方法、代码段。
- 原子性：volatile 仅保证可见性，synchronized 保证可见性和原子性。
- 阻塞：volatile 不阻塞，synchronized 可能阻塞。
synchronized 和 Lock 有什么区别？
- 范围：synchronized 可修饰类、方法、代码块，Lock 只能代码块。
- 释放：synchronized 自动释放，Lock 需手动释放。
- 检测：Lock 可判断是否获取成功，synchronized 不行。
synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？
ReentrantLock 更灵活但需手动释放，synchronized 使用简单且异常自动释放。Java 6 后 synchronized 性能已大幅改进。
说一下 atomic 的原理？
利用 CAS (Compare And Swap) 和 volatile 及 native 方法保证原子操作，避免 synchronized 高开销。
反射
什么是反射？
运行时动态获取类的属性和方法，动态调用对象方法的功能。
什么是 Java 序列化？什么情况下需要序列化？
保存对象内存状态以便后续读取。场景：保存到文件/数据库、网络传输、RMI 远程调用。
动态代理是什么？有哪些应用？
运行时动态生成代理类。应用：Spring AOP、Hibernate 查询、RPC、注解处理等。
怎么实现动态代理？
JDK 原生代理基于接口，CGLIB 基于继承子类。
对象拷贝
为什么要使用克隆？
当需要新对象保存当前对象的状态，而 new 出来的对象属性均为初始值时，使用克隆。
如何实现对象克隆？
- 实现 Cloneable 接口并重写 clone()。
- 实现 Serializable 接口，通过序列化反序列化实现深度克隆。
深拷贝和浅拷贝区别是什么？
- 浅拷贝：只复制对象本身和值类型成员，引用类型未复制。
- 深拷贝：复制对象及其所有成员变量。
Java Web
JSP 和 servlet 有什么区别？
JSP 是 servlet 的简易方式，侧重视图；Servlet 侧重控制逻辑，Java 与 HTML 分离更好。
JSP 有哪些内置对象？作用分别是什么？
request（请求参数）、response（响应）、pageContext（获取其他对象）、session（会话）、application（全局环境）、out（输出流）、config（配置）、page（页面本身 this）、exception（异常）。
说一下 JSP 的 4 种作用域？
- page：页面相关。
- request：请求相关。
- session：会话相关。
- application：全局相关。
session 和 cookie 有什么区别？
- 存储位置：session 在服务端，cookie 在浏览器。
- 安全性：cookie 易伪造，session 更安全。
- 容量：cookie 有限制，session 取决于服务端。
- 多样性：session 可存 Redis/DB，cookie 只能在浏览器。
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