Java 核心面试题与解析：基础、并发、容器篇

不对。hashCode() 相同只代表哈希值相等，不代表对象内容相等。

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));

执行结果会显示 hashCode 相同，但 equals 返回 false。在散列表中，哈希冲突是常见现象，因此不能仅凭 hashCode 判断对象相等。

4. final 在 Java 中有什么作用？

• 修饰类：该类不能被继承（最终类）。
• 修饰方法：该方法不能被重写。
• 修饰变量：成为常量，初始化后值不可修改。

5. Java 中的 Math.round(-1.5) 等于多少？

等于 -1。Math.round 的原理是'加 0.5 取整'，负数时 -1.5 + 0.5 = -1.0，向下取整即为 -1。正 0.5 向上取整，负 0.5 直接舍弃。

6. String 属于基础的数据类型吗？

不属于。Java 的基础数据类型只有 8 种：byte、boolean、char、short、int、float、long、double。String 属于引用类型（对象）。

7. Java 中操作字符串都有哪些类？它们之间有什么区别？

主要有三个类：String、StringBuffer、StringBuilder。

• String：不可变对象，每次修改都会生成新对象，指针指向新对象。
• StringBuffer：可变对象，线程安全（Synchronized），性能略低。
• StringBuilder：可变对象，非线程安全，性能高于 StringBuffer。

建议：单线程频繁修改用 StringBuilder，多线程用 StringBuffer，不修改用 String。

8. String str="i"与 String str=new String('i')一样吗？

不一样，内存分配方式不同。

• String str="i"：分配到常量池（如果存在）。
• String str=new String("i")：在堆内存中开辟新空间。

9. 如何将字符串反转？

使用 StringBuilder 或 StringBuffer 的 reverse() 方法。

// StringBuilder 示例
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("abcdefg");
System.out.println(sb.reverse()); // gfedcba

10. String 类的常用方法都有那些？

• indexOf()：查找字符索引。
• charAt()：获取指定位置字符。
• replace()：替换字符串。
• trim()：去除首尾空白。
• split()：分割字符串。
• getBytes()：转为字节数组。
• length()：获取长度。
• toLowerCase()/toUpperCase()：大小写转换。
• substring()：截取子串。
• equals()：比较内容。

11. 抽象类必须要有抽象方法吗？

不需要。抽象类可以没有抽象方法，但不能被实例化。

abstract class Cat {
    public static void sayHi() {
        System.out.println("hi~");
    }
}

12. 普通类和抽象类有哪些区别？

• 普通类不能有抽象方法，可直接实例化。
• 抽象类可以有抽象方法，不能直接实例化。

13. 抽象类能使用 final 修饰吗？

不能。final 表示不可继承，而 abstract 意为需要被继承，两者矛盾。

14. 接口和抽象类有什么区别？

• 实现方式：抽象类用 extends，接口用 implements。
• 构造函数：抽象类有，接口无。
• 继承数量：类可实现多个接口，但只能继承一个抽象类。
• 访问修饰符：接口方法默认为 public，抽象类方法可任意修饰。

15. Java 中 IO 流分为几种？

• 按功能：输入流（Input）、输出流（Output）。
• 按类型：字节流（8 位）、字符流（16 位）。

16. BIO、NIO、AIO 有什么区别？

• BIO (Block IO)：同步阻塞 IO，传统模式，简单但并发能力低。
• NIO (Non IO)：同步非阻塞 IO，基于 Channel 和 Selector，支持多路复用。
• AIO (Asynchronous IO)：异步非阻塞 IO，基于事件和回调机制。

17. Files 的常用方法都有哪些？

• exists()：检测文件是否存在。
• createFile()/createDirectory()：创建文件或目录。
• delete()：删除。
• copy()/move()：复制/移动。
• read()/write()：读写。

容器

18. Java 容器都有哪些？

主要分为 Collection 和 Map 两大类。

• Collection：List (ArrayList, LinkedList, Vector), Set (HashSet, TreeSet)。
• Map：HashMap, TreeMap, ConcurrentHashMap。

19. Collection 和 Collections 有什么区别？

• Collection：集合接口，List/Set 的父接口。
• Collections：包装类，提供静态工具方法（如排序、同步）。

20. 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：键值对，Key 不可重复。

21. HashMap 和 Hashtable 有什么区别？

• Null 值：HashMap 允许 key/value 为 null，Hashtable 不允许。
• 线程安全：Hashtable 线程安全，HashMap 非线程安全。
• 推荐：单线程用 HashMap，多线程用 ConcurrentHashMap。

22. 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap？

• 追求插入/查询速度：选 HashMap。
• 需要 Key 有序遍历：选 TreeMap。

23. 说一下 HashMap 的实现原理？

基于 Hash 算法。put(key, value) 时计算 key.hashCode() 确定 bucket 位置。若 hash 冲突，采用链表（Java 8 前）或红黑树（冲突较多时）存储。

24. 说一下 HashSet 的实现原理？

底层基于 HashMap。所有元素存入 HashMap 的 key，value 为一个固定对象（PRESENT）。因此 HashSet 不允许重复值。

25. ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？

• 结构：ArrayList 是动态数组，LinkedList 是双向链表。
• 随机访问：ArrayList 快（O(1)），LinkedList 慢（需遍历）。
• 增删：LinkedList 在非首尾位置效率更高（无需移动数组元素）。

26. 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()。

String[] array = {"item1", "item2"};
List<String> list = Arrays.asList(array);

27. ArrayList 和 Vector 的区别是什么？

• 线程安全：Vector 使用 synchronized 保证线程安全，ArrayList 不安全。
• 扩容：Vector 扩容 1 倍，ArrayList 扩容 50%。
• 性能：ArrayList 优于 Vector。

28. Array 和 ArrayList 有何区别？

• Array 可存基本类型和对象，ArrayList 只能存对象。
• Array 长度固定，ArrayList 自动扩展。
• ArrayList 提供更多集合操作方法。

29. 在 Queue 中 poll() 和 remove() 有什么区别？

• 都返回并删除第一个元素。
• poll() 为空时返回 null，remove() 抛异常。

30. 哪些集合类是线程安全的？

Vector、Hashtable、Stack 是线程安全的。JDK 1.5+ 后推荐使用 java.util.concurrent 包下的类，如 ConcurrentHashMap。

31. 迭代器 Iterator 是什么？

用于遍历 Collection 的标准接口。取代了 Enumeration，支持在遍历过程中移除元素。

32. Iterator 怎么使用？有什么特点？

List<String> list = new ArrayList<>();
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()) {
    String obj = it.next();
    System.out.println(obj);
}

特点：更安全，遍历时集合被修改会抛出 ConcurrentModificationException。

33. Iterator 和 ListIterator 有什么区别？

• ListIterator 只能遍历 List，Iterator 可遍历 Set/List。
• ListIterator 支持双向遍历，且可添加/替换元素。

34. 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。

多线程

35. 并行和并发有什么区别？

• 并行：多核 CPU 同时处理多个任务。
• 并发：单核 CPU 通过时间片轮转交替执行多个任务。

36. 线程和进程的区别？

进程是资源分配的最小单位，线程是 CPU 调度的最小单位。一个进程可包含多个线程。

37. 守护线程是什么？

运行在后台的特殊线程，不阻止 JVM 退出。例如垃圾回收线程。

38. 创建线程有哪几种方式？

1. 继承 Thread 类并重写 run()。
2. 实现 Runnable 接口。
3. 实现 Callable 接口（可返回值）。

39. 说一下 runnable 和 callable 有什么区别？

Runnable 无返回值，Callable 可返回结果且可能抛出异常。

40. 线程有哪些状态？

NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED。

41. sleep() 和 wait() 有什么区别？

• sleep() 来自 Thread，不释放锁；wait() 来自 Object，释放锁。
• sleep() 时间到自动恢复；wait() 需 notify() 唤醒。

42. notify() 和 notifyAll() 有什么区别？

notify() 唤醒一个等待线程，notifyAll() 唤醒所有等待线程。

43. 线程的 run() 和 start() 有什么区别？

start() 启动新线程执行 run()；直接调用 run() 只是普通方法调用，不启动新线程。

44. 创建线程池有哪几种方式？

1. newSingleThreadExecutor()
2. newCachedThreadPool()
3. newFixedThreadPool(int nThreads)
4. newScheduledThreadPool()
5. newWorkStealingPool()
6. ThreadPoolExecutor()（最灵活，推荐）

45. 线程池都有哪些状态？

RUNNING、SHUTDOWN、STOP、TIDYING、TERMINATED。

46. 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）。

47. 在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？

1. 使用并发包（java.util.concurrent）。
2. 使用 synchronized 锁。
3. 使用 Lock 显式锁。

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    // 临界区
} finally {
    lock.unlock();
}

48. 多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么？

Java 6 优化了 synchronized，引入偏向锁、轻量级锁、重量级锁。

• 无竞争时：偏向锁（记录线程 ID）。
• 轻微竞争：轻量级锁（自旋）。
• 激烈竞争：重量级锁（依赖操作系统互斥量）。 目的是减少性能消耗。

49. 什么是死锁？

两个或多个线程互相持有对方需要的锁，导致永久阻塞。

50. 怎么防止死锁？

• 设置超时时间（tryLock）。
• 使用并发工具类代替手写锁。
• 降低锁粒度，避免嵌套锁。

51. ThreadLocal 是什么？有哪些使用场景？

为每个线程提供独立的变量副本。常用于数据库连接管理、Session 管理等。

52. 说一下 synchronized 底层实现原理？

基于 monitorenter/monitorexit 指令。Java 6 前是重量级锁，之后引入了三种锁升级机制。

53. synchronized 和 volatile 的区别是什么？

• volatile 修饰变量，synchronized 修饰代码块/方法。
• volatile 保证可见性，不保证原子性；synchronized 两者都保证。
• volatile 不会阻塞线程。

54. synchronized 和 Lock 有什么区别？

• synchronized 自动释放锁，Lock 需手动 unlock。
• Lock 可尝试获取锁（tryLock），synchronized 不行。

55. synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？

ReentrantLock 更灵活（公平锁、中断响应），但需手动管理生命周期；synchronized 更简洁。

56. 说一下 atomic 的原理？

基于 CAS (Compare And Swap) 和 volatile，实现无锁的高性能原子操作。

反射

57. 什么是反射？

在运行时动态获取类的信息（属性、方法）并调用的机制。

58. 什么是 Java 序列化？什么情况下需要序列化？

将对象状态保存到文件或网络传输。适用于 RMI、Socket 通信、持久化存储。

59. 动态代理是什么？有哪些应用？

运行时动态生成代理类。应用包括 Spring AOP、Hibernate 查询、RPC 等。

60. 怎么实现动态代理？

• JDK 原生：基于接口。
• CGLIB：基于继承子类。

对象拷贝

61. 为什么要使用克隆？

保存对象当前状态，避免直接引用导致的意外修改。

62. 如何实现对象克隆？

1. 实现 Cloneable 接口，重写 clone()。
2. 实现 Serializable，通过序列化和反序列化实现深度克隆。

63. 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，引用类型共享。
• 深拷贝：递归复制所有成员，完全独立。

Java Web

64. JSP 和 servlet 有什么区别？

JSP 本质是 Servlet，侧重视图展示；Servlet 侧重控制逻辑。

65. JSP 有哪些内置对象？

request、response、pageContext、session、application、out、config、page、exception。

66. 说一下 JSP 的 4 种作用域？

• page：页面级别。
• request：请求级别。
• session：会话级别。
• application：全局级别。

67. session 和 cookie 有什么区别？

• 存储位置：Server vs Browser。
• 安全性：Cookie 易篡改，Session 较安全。
• 容量：Cookie 有限制，Session 取决于服务器。
• 多样性：Session 可存 DB/Redis，Cookie 仅限浏览器。