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Java 核心面试指南：基础、并发与集合实战
涵盖 Java 基础语法、集合框架、多线程并发、IO 流及 Web 开发等核心知识点。内容包含 JDK 与 JRE 区别、equals 与 hashCode 机制、String 不可变性原理、HashMap 底层实现、线程池状态管理、synchronized 锁升级过程等高频考点。适合求职者系统复习，帮助理解 JVM 内存模型与并发安全策略，提升面试通过率。
Java 基础
1. 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，JDK 包含了 JRE。如果你需要编写 Java 程序，必须安装 JDK；若只需运行程序，安装 JRE 即可。JDK 中还包含了编译器 javac 以及调试分析工具。
2. == 和 equals 的区别是什么？
== 的作用：
- 基本类型：比较值是否相同。
- 引用类型：比较内存地址是否相同。
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));
x 和 y 指向常量池中的同一引用，所以为 true；new String() 开辟了新的堆内存，所以为 false。equals 默认比较引用，但 String 等类重写了该方法以比较值。
equals 源码解读：
Object 类的默认实现如下：
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
String 类重写了 equals 方法，将引用比较改为内容比较。
3. 两个对象的 hashCode() 相同，则 equals() 也一定为 true，对吗？
不对。hashCode 相等只说明哈希值相同，不代表对象内容相等。
String str1 = "通话";
String str2 = "重地";
System.out.println(String.format(, str1.hashCode(), str2.hashCode()));
System.out.println(str1.equals(str2));
"str1：%d | str2：%d"
输出结果中两者 hash 值可能相同，但 equals 返回 false。散列表中哈希冲突是常见现象。
4. final 在 Java 中有什么作用？
- 修饰类：该类不能被继承。
- 修饰方法：该方法不能被重写。
- 修饰变量：成为常量，初始化后不可修改。
5. Java 中的 Math.round(-1.5) 等于多少？
等于 -1。Math.round 采用四舍五入规则，负数 0.5 时向下取整。
6. 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 是对象。
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 String、StringBuffer、StringBuilder。
- String：不可变对象，每次修改都会生成新对象。
- StringBuffer：可变，线程安全，性能略低。
- StringBuilder：可变，非线程安全，性能最高。
单线程下推荐 StringBuilder，多线程下推荐 StringBuffer。
8. String str="i"与 String str=new String('i')一样吗？
9. 如何将字符串反转？
使用 StringBuilder 或 StringBuffer 的 reverse() 方法。
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("abcdefg");
System.out.println(sb.reverse());
10. String 类的常用方法有哪些？
- 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。
- 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，但不能直接实例化。
12. 普通类和抽象类有哪些区别？
- 普通类可包含具体方法，可直接实例化。
- 抽象类可包含抽象方法，不能直接实例化。
13. 抽象类能使用 final 修饰吗？
不能。final 禁止继承，abstract 要求被继承，二者矛盾。
14. 接口和抽象类有什么区别？
- 继承方式：类实现接口用 implements，继承抽象类用 extends。
- 构造函数：抽象类可有，接口不可有。
- 数量限制：类可实现多个接口，但只能继承一个抽象类。
- 访问权限：接口方法默认为 public，抽象类方法任意。
15. 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（8 位）、字符流（16 位）。
16. BIO、NIO、AIO 有什么区别？
- BIO：同步阻塞 IO，传统模式，并发能力低。
- NIO：同步非阻塞 IO，基于 Channel 和 Selector，支持多路复用。
- AIO：异步非阻塞 IO，基于事件和回调机制。
17. Files 的常用方法有哪些？
- exists(): 检测路径是否存在。
- createFile()/createDirectory(): 创建文件/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, Stack）、Set（HashSet, LinkedHashSet, TreeSet）。
- Map：HashMap, LinkedHashMap, TreeMap, ConcurrentHashMap, Hashtable。
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）。
20. List、Set、Map 之间的区别是什么？
- List：有序，允许重复。
- Set：无序（部分实现有序），不允许重复。
- Map：键值对存储，Key 唯一。
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？
- 插入/删除/定位频繁：选 HashMap（O(1)）。
- 需要按键排序遍历：选 TreeMap（红黑树结构）。
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，链表法存储；Java 8 后冲突较多时转为红黑树。
24. 说一下 HashSet 的实现原理？
底层基于 HashMap。所有元素作为 key 存入 HashMap，value 为固定对象 PRESENT。因此不支持重复值。
25. ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么？
- 结构：ArrayList 动态数组，LinkedList 双向链表。
- 随机访问：ArrayList 快（索引访问），LinkedList 慢（需遍历）。
- 增删：中间增删 LinkedList 快（无需移动元素），ArrayList 慢。
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()。
27. ArrayList 和 Vector 的区别是什么？
- 线程安全：Vector 使用 synchronized，线程安全；ArrayList 不安全。
- 扩容：Vector 扩容翻倍，ArrayList 增加 50%。
- 性能：ArrayList 优于 Vector。
28. Array 和 ArrayList 有何区别？
- 类型：Array 存基本类型和对象，ArrayList 仅存对象。
- 大小：Array 固定，ArrayList 动态扩展。
- 方法：ArrayList 提供更多集合操作方法。
29. 在 Queue 中 poll() 和 remove() 有什么区别？
- 都返回并移除第一个元素。
- 空队列时：poll() 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：Fail-Fast 机制，遍历时集合被修改会抛出 ConcurrentModificationException。
33. Iterator 和 ListIterator 有什么区别？
- 范围：Iterator 遍历 Set/List，ListIterator 仅遍历 List。
- 方向：Iterator 单向，ListIterator 双向。
- 功能：ListIterator 支持添加、替换元素及获取索引。
34. 怎么确保一个集合不能被修改？
使用 Collections.unmodifiableCollection() 创建只读视图，任何修改操作将抛出 UnsupportedOperationException。
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，线程是调度的最小单位。一个进程可包含多个线程，共享进程资源。
37. 守护线程是什么？
后台运行的线程，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？
- 继承 Thread 类并重写 run()。
- 实现 Runnable 接口。
- 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 可返回结果且可抛出异常。
40. 线程有哪些状态？
- NEW：未启动。
- RUNNABLE：正在执行或等待 CPU。
- BLOCKED：等待锁。
- WAITING：无限期等待。
- TIMED_WAITING：限时等待。
- TERMINATED：执行结束。
41. sleep() 和 wait() 有什么区别？
- 来源：sleep 属 Thread，wait 属 Object。
- 锁：sleep 不释放锁，wait 释放锁。
- 唤醒：sleep 自动恢复，wait 需 notify/notifyAll。
42. notify() 和 notifyAll() 有什么区别？
notify() 唤醒一个等待线程，notifyAll() 唤醒所有。通常建议用 notifyAll 避免死锁风险。
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，不会开启新线程。
44. 创建线程池有哪几种方式？
主要使用 Executors 工厂类或 ThreadPoolExecutor 构造函数。
- newSingleThreadExecutor：单线程顺序执行。
- newCachedThreadPool：缓存线程池，按需创建。
- newFixedThreadPool：定长线程池。
- newScheduledThreadPool：定时任务。
- ThreadPoolExecutor：最灵活，自定义参数。
45. 线程池都有哪些状态？
- RUNNING：接受任务。
- SHUTDOWN：不接受新任务，处理已完成任务。
- STOP：不接受新任务，中断正在执行任务。
- TIDYING：任务全部终止，准备销毁。
- TERMINATED：已销毁。
46. 线程池中 submit() 和 execute() 方法有什么区别？
execute() 仅执行 Runnable；submit() 可执行 Runnable 和 Callable，支持获取返回值。
47. 在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？
- 使用并发包类（ConcurrentHashMap 等）。
- 使用 synchronized 关键字。
- 使用 Lock 显式锁。
Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
} 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。
- 偏向锁：无竞争时记录线程 ID，减少同步开销。
- 轻量级锁：自旋尝试获取锁。
- 重量级锁：自旋失败后挂起线程，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资源，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。
- 尽量缩小同步块范围。
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，避免线程间数据共享。
典型场景：数据库连接管理、Session 管理。
52. 说一下 synchronized 底层实现原理？
基于 monitorenter/monitorexit 指令。早期依赖操作系统互斥锁（重量级），Java 6 后引入三种锁状态优化性能。
53. synchronized 和 volatile 的区别是什么？
- 作用：volatile 修饰变量，synchronized 修饰代码块/方法。
- 原子性：volatile 不保证原子性，synchronized 保证。
- 可见性：两者都保证可见性。
- 阻塞：volatile 不阻塞，synchronized 可能阻塞。
54. synchronized 和 Lock 有什么区别？
- 灵活性：Lock 更灵活，可中断、可超时。
- 释放：synchronized 自动释放，Lock 需手动 unlock。
- 异常处理：synchronized 异常自动释放，Lock 需 finally 保证释放。
55. synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？
ReentrantLock 需手动加锁解锁，支持公平锁、条件变量；synchronized 语法糖，使用简单。Java 6 后 synchronized 性能已大幅提升。
56. 说一下 atomic 的原理？
基于 CAS（Compare And Swap）和 volatile 实现无锁并发，避免 synchronized 上下文切换开销。
反射
57. 什么是反射？
58. 什么是 Java 序列化？什么情况下需要序列化？
将对象状态保存为字节流。场景：网络传输（Socket/RMI）、持久化存储（文件/DB）。
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：Spring AOP、Hibernate 查询、RPC。
60. 怎么实现动态代理？
- JDK 动态代理：基于接口。
- CGLIB 动态代理：基于继承子类。
对象拷贝
61. 为什么要使用克隆？
62. 如何实现对象克隆？
- 实现 Cloneable 接口，重写 clone()。
- 实现 Serializable，通过序列化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：复制对象本身及基本类型字段，引用类型字段仍指向原对象。
- 深拷贝：递归复制所有层级对象，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。JSP 编译后也是 Servlet。
65. JSP 有哪些内置对象？作用分别是什么？
- request：封装请求参数。
- response：封装响应。
- session：用户会话。
- application：全局上下文。
- out：输出流。
- config：配置信息。
- pageContext：页面上下文。
- page：当前页面对象。
- exception：异常对象。
66. 说一下 JSP 的 4 种作用域？
- page：页面内有效。
- request：请求内有效。
- session：会话内有效。
- application：整个应用有效。
67. session 和 cookie 有什么区别？
- 存储位置：session 在服务端，cookie 在客户端。
- 安全性：session 更安全，cookie 易被篡改。
- 容量：cookie 有限制，session 取决于服务器内存。
- 用途：session 适合敏感数据，cookie 适合轻量标识。
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