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Java 核心面试题汇总及解析
Java 面试通常涉及基础语法、集合框架、多线程机制、JVM 等核心领域。本文整理了高频考点，包括 JDK 与 JRE 区别、equals 与 hashCode 规范、String 内存模型、HashMap 原理、线程状态与锁升级机制等。内容覆盖 IO 流、反射、设计模式及主流框架 Spring 相关知识点，旨在帮助开发者梳理知识体系，应对技术面试挑战。
Java 基础
1. JDK 和 JRE 有什么区别？
- JDK：Java Development Kit，开发工具包，提供开发环境和运行环境。
- JRE：Java Runtime Environment，运行环境，为 Java 程序运行提供支持。
简单来说，JDK 包含了 JRE。如果你需要编写 Java 程序，必须安装 JDK；如果只需要运行程序，安装 JRE 即可。
2. == 和 equals 的区别是什么？
== 解读
对于基本类型和引用类型，== 的作用效果不同：
- 基本类型：比较值是否相同。
- 引用类型：比较引用地址是否相同。
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个对象，所以 == 为 true；new String() 开辟了新的堆内存，所以 == 为 false。equals 默认比较的是引用，但 String 等类重写了该方法用于比较值。
equals 解读
Object 类的 equals 方法本质上就是 ==。看下面的代码就明白了：
class Cat {
public Cat(String name) { this.name = name; }
private String name;
public String getName() { return name; }
}
Cat c1 = new Cat();
();
System.out.println(c1.equals(c2));
"王磊"
Cat
c2
=
new
Cat
"王磊"
输出结果为 false，因为默认比较的是地址。而 String 重写了 equals 方法，将引用比较改成了内容比较。
总结：== 对基本类型比值，对引用类型比地址；equals 默认比地址，但多数类（如 String、Integer）重写了它来比值。
3. 两个对象的 hashCode() 相同，则 equals() 也一定为 true，对吗？
不对。hashCode 相等只意味着哈希桶位置可能相同，不代表对象内容相等。
String str1 = "通话";
String str2 = "重地";
System.out.println(str1.hashCode());
System.out.println(str2.hashCode());
System.out.println(str1.equals(str2));
散列表中，哈希值相等即键值对的哈希值相等，但键值对不一定相等。
4. final 在 Java 中有什么作用？
- 修饰类：最终类，不能被继承。
- 修饰方法：最终方法，不能被重写。
- 修饰变量：常量，必须初始化且不可修改。
5. Java 中的 Math.round(-1.5) 等于多少？
等于 -1。Math.round 的原理是'加 0.5 向下取整'。数轴上取值时，中间值向右取整，正 0.5 往上取整，负 0.5 直接舍弃。
6. String 属于基础的数据类型吗？
不属于。基础类型有 8 种：byte、boolean、char、short、int、float、long、double。String 属于对象。
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，每次操作生成新对象。
- StringBuffer：可变，线程安全，性能较低。
- StringBuilder：可变，非线程安全，性能高于 StringBuffer。
经常改变字符串内容时，推荐使用 StringBuilder（单线程）或 StringBuffer（多线程）。
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 类的常用方法都有那些？
- indexOf()：返回指定字符索引。
- charAt()：返回指定索引字符。
- replace()：替换字符串。
- trim()：去除两端空白。
- split()：分割字符串。
- getBytes()：转为 byte 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，但不能直接实例化。
12. 普通类和抽象类有哪些区别？
- 抽象类可包含抽象方法，普通类不能。
- 抽象类不能直接实例化，普通类可以。
13. 抽象类能使用 final 修饰吗？
不能。final 表示不可继承，abstract 表示需被继承，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：抽象类可以有，接口不能有。
- 数量限制：类可实现多个接口，但只能继承一个抽象类。
- 访问修饰符：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：Block IO，同步阻塞式，传统 IO，并发能力低。
- NIO：Non-blocking IO，同步非阻塞，基于 Channel 多路复用。
- AIO：Asynchronous IO，异步非阻塞，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/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，所有集合类的父接口。
- Collections：包装类，提供静态方法（如排序），不能被实例化。
20. List、Set、Map 之间的区别是什么？
- List：有序，允许重复。
- Set：无序（HashSet），不允许重复。
- Map：键唯一，值可重复。
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？
插入、删除、定位选 HashMap（更快）；需要对 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 hash 值存入 bucket。hash 冲突时用链表或红黑树存储。冲突少用链表，多用红黑树。
24. 说一下 HashSet 的实现原理？
底层基于 HashMap。HashSet 不允许重复值，相关操作直接调用 HashMap 方法。
25. 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 需遍历。
- 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。
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 线程安全（synchronized），ArrayList 非线程安全。
- 扩容：Vector 扩容 1 倍，ArrayList 扩容 50%。
- 性能：ArrayList 更优。
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 自动扩展。
- 方法：ArrayList 内置方法更多（addAll, removeAll 等）。
29. 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：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，ConcurrentHashMap 替代了 Hashtable。
31. 迭代器 Iterator 是什么？
提供遍历 Collection 的接口。取代 Enumeration，支持移除元素。
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);
}
特点是更安全，遍历时修改集合会抛出 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、获取索引。
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。
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。一个进程至少有一个线程，可包含多个线程。
37. 守护线程是什么？
运行在后台的特殊进程，独立于控制终端。例如垃圾回收线程。
38. 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。
39. 说一下 runnable 和 callable 有什么区别？
Runnable 无返回值，Callable 有返回值且可抛出异常。
40. 线程有哪些状态？
NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED。
41. sleep() 和 wait() 有什么区别？
- 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。
42. notify() 和 notifyAll() 有什么区别？
notify() 唤醒一个线程，notifyAll() 唤醒所有线程。
43. 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() 只能一次。
44. 创建线程池有哪几种方式？
最核心的是 ThreadPoolExecutor。常见工厂方法包括：
- newSingleThreadExecutor()
- newCachedThreadPool()
- newFixedThreadPool(int nThreads)
- newScheduledThreadPool()
- newWorkStealingPool()
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() 仅执行 Runnable，submit() 可执行 Runnable 和 Callable（可获返回值）。
47. 在 Java 程序中怎么保证多线程的运行安全？
- 使用安全类（java.util.concurrent）。
- 使用 synchronized。
- 使用 Lock（如 ReentrantLock）。
48. 多线程中 synchronized 锁升级的原理是什么？
Java 6 后优化了 synchronized。锁升级路径：偏向锁 -> 轻量级锁 -> 重量级锁。目的是降低锁带来的性能消耗。
49. 什么是死锁？
线程 A 持有锁 a 等待锁 b，线程 B 持有锁 b 等待锁 a，互相阻塞。
50. 怎么防止死锁？
- 设置超时时间（tryLock）。
- 使用并发包代替手写锁。
- 降低锁粒度。
- 减少同步代码块。
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。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？
由 monitorenter/monitorexit 指令实现。Java 6 前依赖操作系统互斥锁（重量级），6 后引入偏向锁、轻量级锁、重量级锁三种 monitor 实现。
53. synchronized 和 volatile 的区别是什么？
- 作用：volatile 修饰变量，synchronized 修饰类/方法/块。
- 原子性：volatile 不保证原子性，synchronized 保证。
- 阻塞：volatile 不阻塞，synchronized 可能阻塞。
54. synchronized 和 Lock 有什么区别？
- 范围：synchronized 可修饰类/方法/块，Lock 仅代码块。
- 释放：synchronized 自动释放，Lock 需手动 unlock。
- 查询：Lock 可判断是否获取成功，synchronized 不行。
55. synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？
ReentrantLock 更灵活但需手动释放；synchronized 简单且异常时自动释放。Java 6 后 synchronized 性能已大幅提升。
56. 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
57. 什么是反射？
运行时动态获取类的所有属性和方法，并动态调用对象的方法和功能。
58. 什么是 Java 序列化？什么情况下需要序列化？
保存对象状态到文件或数据库，或通过网络传输。场景：RMI、套接字传输、持久化。
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 数据查询、RPC。
60. 怎么实现动态代理？
JDK 原生动态代理（基于接口）和 CGLIB（基于继承子类）。
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JavaScript 字符串转义/反转义；Java 风格 \uXXXX（Native2Ascii）编码与解码。 在线工具，Escape 与 Native 编解码在线工具，online
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