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Java 面试核心知识点梳理:基础、容器与多线程
Java 面试涵盖基础语法、集合框架、多线程并发及 IO 网络等核心领域。本文梳理了 JDK 与 JRE 区别、equals 与 hashCode 机制、HashMap 实现原理、线程状态与锁升级、IO 流分类等关键考点,并结合代码示例解析常见陷阱,适合求职者系统复习 Java 核心技术栈。
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;如果只需运行程序,安装 JRE 即可。
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:比较内存地址引用是否相同。
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));
equals 的本质
默认情况下 equals 就是 ==,但像 String、Integer 等类重写了该方法,将其变为值比较。
class Cat {
public Cat(String name) { this.name = name; }
private String name;
public String getName() { return name; }
}
Cat c1 = new Cat("王磊");
Cat c2 = ();
System.out.println(c1.equals(c2));
new
Cat
"王磊"
String 类源码中重写了 equals,逐字符比较内容,所以返回 true。
3. 两个对象的 hashCode() 相同,则 equals() 也一定为 true,对吗?
不对。hashCode 相同只代表哈希值冲突,不代表内容相等。
String str1 = "通话";
String str2 = "重地";
System.out.println(str1.hashCode());
System.out.println(str2.hashCode());
System.out.println(str1.equals(str2));
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,0.5 向右取整,负数同理。
6. String 属于基础的数据类型吗?
不属于。基础类型只有 8 种(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,性能稍低。
- StringBuilder:可变,非线程安全,单线程下性能最高。
频繁修改字符串建议使用 StringBuilder,多线程场景用 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。
10. String 类的常用方法有哪些?
- indexOf(), charAt(), replace(), trim()
- split(), getBytes(), length()
- toLowerCase(), toUpperCase(), substring(), equals()
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?
- 普通类不能包含抽象方法,抽象类可以。
- 普通类可直接实例化,抽象类需子类实现。
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:类继承抽象类用 extends,实现接口用 implements。
- 构造函数:抽象类有,接口无。
- 多重性: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、输出流。
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 Buffer,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(), createFile(), createDirectory(), delete(), copy(), move(), size(), read(), write()
容器
18. Java 容器都有哪些?
- 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)。
20. List、Set、Map 之间的区别是什么?
- List:有序,可重复。
- Set:无序,不可重复。
- Map:键值对存储,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 不安全。
- 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。
- 需要按键排序遍历:选 TreeMap。
23. 说一下 HashMap 的实现原理?
基于 Hash 算法。put(key, value) 时计算 hash 值存入 bucket。hash 冲突时使用链表或红黑树存储。JDK 1.8 后链表长度超过阈值转为红黑树。
24. 说一下 HashSet 的实现原理?
底层基于 HashMap 实现,利用 HashMap 的 Key 来保证元素唯一性。
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(索引访问),LinkedList 慢(需遍历)。
- 增删:LinkedList 在非首尾位置效率更高,ArrayList 需移动元素。
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()
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 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 大小固定,ArrayList 自动扩展。
- ArrayList 内置更多实用方法。
29. 在 Queue 中 poll() 和 remove() 有什么区别?
- 都有元素时行为一致。
- 无元素时:poll() 返回 null,remove() 抛异常。
30. 哪些集合类是线程安全的?
Vector、Hashtable、Stack。JDK 1.5+ 推荐使用 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,支持移除元素。
32. Iterator 怎么使用?有什么特点?
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()) {
String obj = it.next();
}
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?
- ListIterator 专用于 List,支持双向遍历。
- ListIterator 可添加、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(list) 创建只读视图。
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任务。
36. 线程和进程的区别?
进程是资源分配单位,线程是 CPU 调度单位。一个进程可包含多个线程。
37. 守护线程是什么?
后台服务线程,如 GC 线程。用户线程结束时,守护线程随之结束。
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?
- 所属类:sleep 属 Thread,wait 属 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。
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(),run() 只是普通方法调用。start() 只能调用一次。
44. 创建线程池有哪几种方式?
- newSingleThreadExecutor()
- newCachedThreadPool()
- newFixedThreadPool(int nThreads)
- 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() 只接受 Runnable,submit() 支持 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?
- 使用并发包类(如 ConcurrentHashMap)
- 使用 synchronized 锁
- 使用 Lock 显式锁
48. 多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么?
JDK 6 优化后,锁经历偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁的升级过程,旨在减少性能消耗。
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,减少同步块
51. ThreadLocal 是什么?有哪些使用场景?
为每个线程提供独立变量副本。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。JDK 6 前依赖操作系统互斥锁,之后引入偏向锁、轻量级锁、重量级锁优化。
53. synchronized 和 volatile 的区别是什么?
- volatile 保证可见性,不保证原子性;synchronized 两者都保证。
- volatile 不阻塞线程,synchronized 可能阻塞。
54. synchronized 和 Lock 有什么区别?
- synchronized 自动释放锁,Lock 需手动 unlock。
- Lock 可尝试获取锁并判断是否成功。
55. synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么?
ReentrantLock 更灵活,支持公平锁、中断响应等,但需手动管理锁释放。
56. 说一下 atomic 的原理?
基于 CAS (Compare And Swap) 和 volatile 实现原子操作,避免 synchronized 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。用于网络传输、RMI、持久化存储等场景。
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 原生代理(基于接口)和 CGLIB 代理(基于继承)。
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 接口通过序列化反序列化(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。
- 深拷贝:递归复制所有引用类型成员。
Java Web
64. JSP 和 servlet 有什么区别?
JSP 侧重视图,本质是 Servlet;Servlet 侧重控制逻辑,纯 Java 代码。
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), request(请求级), session(会话级), application(应用级)
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:cookie 易篡改,session 更安全。
- 容量:cookie 有限制,session 取决于服务端内存。
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