java超有用的面试题目

### Java基础知识点详解 #### Arrays.sort实现原理与Collection实现原理 - **Arrays.sort**：`Arrays.sort()` 方法内部实现依赖于具体的JDK版本。在Java 7及之前版本，对于基本类型，它采用的是快速排序算法；对于对象类型，则采用归并排序。到了Java 8，`Arrays.sort()` 对于基本类型的排序算法被调整为TimSort，这是一种结合了插入排序和归并排序的混合排序算法，具有更好的性能表现。 - **Collections.sort**：对于`List`的排序，`Collections.sort()` 方法内部实际上是基于归并排序的一个变种——TimSort。这种排序算法首先会检查列表是否已经部分有序，如果是，则直接利用这种有序性进行排序，这使得算法在处理近乎有序的数据时更加高效。 #### foreach与while的区别 - **foreach**：在编译后，`foreach` 实际上转换为对迭代器的使用。这种方式更加简洁且易于阅读，但在内部实现上，它依赖于`Iterator`接口来遍历集合或数组。 - **while**：`while` 循环则直接通过条件判断来控制循环，没有经过额外的封装。两者的主要区别在于代码的清晰度和维护性上。 #### 线程池种类、区别与使用场景 - **种类**： - `newFixedThreadPool`: 固定大小的线程池，适用于任务量相对稳定的情况。 - `newCachedThreadPool`: 可缓存的线程池，适用于执行大量的短期异步任务的场合。 - `newSingleThreadExecutor`: 单线程化的线程池，确保所有任务都在同一个线程中执行。 - `newScheduledThreadPool`: 定期执行任务的线程池。 - **区别**：不同的线程池类型主要在管理线程数量、执行策略上有差异，适用于不同的应用场景。 - **使用场景**：固定大小线程池适用于处理固定任务量的场景；缓存线程池适用于处理大量短暂的任务；单线程池用于确保任务按顺序执行；定期执行线程池用于周期性任务。 #### 线程池的实现原理与线程的调度过程 - **实现原理**：线程池主要由工作队列、核心线程数、最大线程数等组成，内部通过`ThreadPoolExecutor`类实现。当提交任务时，线程池会根据当前的工作队列状态和线程状态决定是否立即执行任务或将其放入队列等待。 - **调度过程**：线程池会根据核心线程数创建线程，并将任务分配给这些线程。如果任务数超过了核心线程数但不超过最大线程数，则继续创建新线程直至达到最大线程数；超过最大线程数时，将任务放入阻塞队列等待执行。 #### 线程池如何调优 - 调整核心线程数和最大线程数。 - 设置合理的队列大小，避免因队列满导致拒绝策略的频繁触发。 - 使用适当的拒绝策略，如丢弃最旧任务或直接抛出异常等。 #### 线程池的最大线程数目确定依据 - 应用场景：根据实际业务需求确定。 - 系统资源：考虑服务器的CPU核心数等因素。 - 性能需求：平衡响应时间和吞吐量。 #### 动态代理的几种方式 - **JDK动态代理**：通过`java.lang.reflect.Proxy`类创建代理对象，只能代理实现了接口的类。 - **CGLIB动态代理**：使用字节码技术为类创建子类，可以代理未实现接口的类。 #### HashMap的并发问题 - 在并发环境下，`HashMap`可能会出现死锁等问题，主要是因为其内部操作是非线程安全的。 - 解决方案通常包括使用`ConcurrentHashMap`或者对`HashMap`进行外部同步控制。 #### LinkedHashMap的应用 - `LinkedHashMap`继承自`HashMap`，通过链接列表保持元素的插入顺序或访问顺序。 - 常用于实现LRU缓存等功能。 #### 反射的原理与创建实例的方式 - **原理**：通过`Class`类的`newInstance()`方法创建实例，或者通过`Constructor`类的`newInstance()`方法指定构造方法创建实例。 - **方式**：除了上述两种方式外，还可以通过`clone()`方法克隆已有的实例。 #### cloneable接口实现原理 - `cloneable`实际上是指实现了`Cloneable`接口的类可以通过`clone()`方法复制自身。 - 浅拷贝：仅复制对象本身及其引用的成员变量的值。 - 深拷贝：不仅复制对象本身，还递归复制该对象引用的每个对象。 #### Java NIO使用 - `Java NIO`（New IO）提供了一种更高效的文件读写方式。 - 主要组件包括`Buffer`、`Channel`和`Selector`等。 #### hashtable与hashmap的区别及实现原理 - **区别**：`Hashtable`不允许`null`键和值，线程安全；`HashMap`允许`null`键和值，非线程安全。 - **实现原理**：两者都基于哈希表实现，通过计算哈希码将数据映射到桶的位置上。 #### ArrayList与LinkedList区别及实现原理 - **ArrayList**：基于动态数组实现，支持随机访问，增删效率较低。 - **LinkedList**：基于双向链表实现，不支持随机访问，增删效率较高。 #### Class.forName与ClassLoader区别 - `Class.forName`：静态方法，通过字符串类名获取Class对象。 - `ClassLoader`：类加载器，提供了更灵活的类加载方式。 #### String、Stringbuffer与StringBuilder的区别 - **String**：不可变字符串，每次修改都会创建新的String对象。 - **StringBuffer**：可变字符串，线程安全。 - **StringBuilder**：可变字符串，非线程安全，性能优于`StringBuffer`。 #### 两个不相等的对象是否有相同的hashcode - 有可能，哈希冲突是正常现象，但应尽量减少。 - 实际应用中可通过合理设计哈希算法降低冲突概率。 #### NIO最佳实践 - 使用`Netty`、`MINA`等成熟框架简化开发过程。 - 高效利用`Selector`进行多路复用，提高性能。 #### TreeMap的实现原理 - `TreeMap`基于红黑树实现，支持按键自然排序或自定义比较器排序。 #### JVM相关知识点 - **类的实例化顺序**：遵循从父类到子类的顺序，先执行静态初始化块，再执行构造函数。 - **JVM内存分代**：分为年轻代（Young Generation）和老年代（Old Generation），其中年轻代又分为Eden区和两个Survivor区。 - **Java 8内存分代改进**：引入了G1垃圾收集器，改变了传统的分代模型。 - **JVM垃圾回收机制**：包括Minor GC、Full GC等，根据对象的存活状态决定是否回收。 - **GC流程**：从Young GC到Full GC的过程涉及不同代的垃圾回收策略。 - **垃圾收集器**：如CMS、G1等，各有优缺点。 - **内存回收策略**：年轻代采用复制算法，老年代采用标记-整理算法。 - **Eden和Survivor比例分配**：通常设置为8:1，但可调整。 - **Classloader**：包括启动类加载器、扩展类加载器、应用类加载器等，采用双亲委派机制。 #### Java内存模型与并发应用 - **指令重排序**：为了优化性能，编译器和处理器可能会重新排列指令执行顺序。 - **内存栅栏**：一种特殊的指令，用于控制内存可见性和一致性。 #### OOM错误与常见异常 - **OutOfMemoryError**：当JVM无法申请更多内存时抛出。 - **StackOverflowError**：当程序栈深度超出限制时抛出。 - **PermGenSpaceError**：永久代空间不足，现已替换为Metaspace。 #### JVM常用参数 - `-Xms`、`-Xmx`：设定堆内存初始和最大值。 - `-XX:+UseG1GC`：启用G1垃圾收集器。 - `-XX:+PrintGCDetails`：打印GC详细信息。 #### Tomcat结构与类加载器流程 - Tomcat采用层次化的类加载器体系结构。 - 类加载遵循“从下往上”的原则。 #### volatile语义与线程安全性 - `volatile`关键字保证变量的可见性和禁止指令重排序。 - 即使使用`volatile`修饰，某些情况下仍需其他同步手段确保线程安全。 #### G1与CMS的区别 - **G1**：面向服务端应用，支持并行与并发，目标是最短的停顿时间。 - **CMS**：并发标记-清除算法，侧重于最短的回收停顿时间。 #### classpath理解 - `classpath`环境变量用于指定JVM查找类的路径。 - 如果类不在classpath中，尝试加载时会抛出`ClassNotFoundException`。 #### 引用类型与GC关系 - **强引用**：对象不会被垃圾回收。 - **软引用**：当内存不足时可能被回收。 - **弱引用**：在下一次GC时一定会被回收。 - **虚引用**：主要用于跟踪对象的销毁过程。 #### JUC/并发相关知识点 - **ThreadLocal原理**：每个线程拥有独立的副本，避免了线程间的共享和竞争。 - **Synchronized与Lock**：`Synchronized`关键字提供内置锁，而`Lock`接口提供更灵活的锁定机制。 - **ConcurrentHashMap**：在JDK 8中采用了分段锁和哈希表优化。 - **原子类**：如`AtomicInteger`，提供原子更新整数值的方法。 - **CAS问题**：ABA问题，通过版本号或原子标志位解决。 #### Spring相关知识点 - **Spring AOP与IOC**：AOP实现切面编程，IOC实现依赖注入。 - **beanFactory与factoryBean**：前者是Spring的核心容器接口，后者用于创建自定义对象。 - **Spring事务隔离级别**：如`READ_COMMITTED`、`REPEATABLE_READ`等。 #### 分布式相关知识点 - **Dubbo底层实现原理**：基于SPI服务发现机制，使用Netty作为通信框架。 - **服务治理**：包括服务注册与发现、负载均衡、容错机制等。 - **分布式事务**：如两阶段提交、三阶段提交等协议。 - **负载均衡算法**：轮询、随机、最少连接等。 - **Zookeeper**：用于分布式协调服务，实现配置管理、命名服务等功能。 - **数据拆分**：垂直拆分针对功能模块，水平拆分针对数据量。 - **分布式锁**：通过Zookeeper等工具实现跨进程的互斥访问。 以上总结了从Java基础到高级特性的多个面试题知识点，旨在帮助面试者更好地准备和应对Java相关职位的面试。