Java程序员基础面试题总结(一)

作为一名资深的Java程序猿，面试时常有的事，由于时间久啦，那些Java基础就基本忘啦，在这里，我简单的总结下。

1. 面向对象软件开发的优点有哪些？
   答：开发模块化，更易维护和修改；代码之间可以复用；增强代码的可靠性、灵活性和可理解性。

2. 多态的定义？
   答：多态是编程语言给不同的底层数据类型做相同的接口展示的一种能力。一个多态类型上的操作可以应用到其他类型的值上面。

3. 继承的定义？
   答：继承给对象提供了从基类获取字段和方法的能力。继承提供了代码的重用行，也可以在不修改类的情况下给现存的类添加新特性

4. 抽象的定义？抽象和封装的不同点？
   答：抽象是把想法从具体的实例中分离出来的步骤，因此，要根据他们的功能而不是实现细节来创建类。Java支持创建只暴漏接口而不包含方法实现的抽象的类。这种抽象技术的主要目的是把类的行为和实现细节分离开。
   抽象和封装是互补的概念。一方面，抽象关注对象的行为。另一方面，封装关注对象行为的细节。一般是通过隐藏对象内部状态信息做到封装，因此，封装可以看成是用来提供抽象的一种策略。

5. 接口和抽象类的区别是什么？
   答：Java提供和支持创建抽象类和接口。它们的实现有共同点，不同点在于：
   接口中所有的方法隐含的都是抽象的。而抽象类则可以同时包含抽象和非抽象的方法。
   类可以实现很多个接口，但是只能继承一个抽象类
   类可以不实现抽象类和接口声明的所有方法，当然，在这种情况下，类也必须得声明成是抽象的。
   抽象类可以在不提供接口方法实现的情况下实现接口。
   Java接口中声明的变量默认都是final的。抽象类可以包含非final的变量。
   Java接口中的成员函数默认是public的。抽象类的成员函数可以是private，protected或者是public。
   接口是绝对抽象的，不可以被实例化。抽象类也不可以被实例化，但是，如果它包含main方法的话是可以被调用的。

6. 什么是Java虚拟机？为什么Java被称作是“平台无关的编程语言”？
   答：上次电话面试被问到了这个问题，一脸蒙B。
   Java虚拟机是一个可以执行Java字节码的虚拟机进程。Java源文件被编译成能被Java虚拟机执行的字节码文件。
   Java被设计成允许应用程序可以运行在任意的平台，而不需要程序员为每一个平台单独重写或者是重新编译。Java虚拟机让这个变为可能，因为它知道底层硬件平台的指令长度和其他特性。
   这里分享一个讲Java虚拟机的趣文，小说的形式。很有趣，读完你就明白虚拟机的工作原理：http://blog.jobbole.com/101114/

7. ”static”关键字是什么意思？Java中是否可以覆盖(override)一个private或者是static的方法？
   答：“static”关键字表明一个成员变量或者是成员方法可以在没有所属的类的实例变量的情况下被访问。
   Java中static方法不能被覆盖，因为方法覆盖是基于运行时动态绑定的，而static方法是编译时静态绑定的。static方法跟类的任何实例都不相关，所以概念上不适用。

8. Java中的方法覆盖(Overriding)和方法重载(Overloading)是什么意思？
   答：这道题如果面试考概念，80%会被问到。太容易被混淆了，上次面试时候，一紧张就说反了。
   Java中的方法重载发生在同一个类里面两个或者是多个方法的方法名相同但是参数不同的情况。与此相对，方法覆盖是说子类重新定义了父类的方法。方法覆盖必须有相同的方法名，参数列表和返回类型。覆盖者可能不会限制它所覆盖的方法的访问。

9. Java支持的数据类型有哪些？什么是自动拆装箱？
   答：byte，short，int，long，float，double，boolean，char
   自动装箱是Java编译器在基本数据类型和对应的对象包装类型之间做的一个转化。比如：把int转化成Integer，double转化成Double，等等。反之就是自动拆箱。

10. Java中，什么是构造函数？什么是构造函数重载？什么是复制构造函数？
    答：当新对象被创建的时候，构造函数会被调用。每一个类都有构造函数。在程序员没有给类提供构造函数的情况下，Java编译器会为这个类创建一个默认的构造函数。
    Java中构造函数重载和方法重载很相似。可以为一个类创建多个构造函数。每一个构造函数必须有它自己唯一的参数列表。
    Java不支持像C++中那样的复制构造函数，这个不同点是因为如果你不自己写构造函数的情况下，Java不会创建默认的复制构造函数。

11. Java支持多继承么？
    答：Java中类不支持多继承，只支持单继承（即一个类只有一个父类）。 但是java中的接口支持多继承，或者说一个类可以实现多个接口。（接口的作用是用来扩展对象的功能，一个子接口继承多个父接口，说明子接口扩展了多个功能，当类实现接口时，类就扩展了相应的功能）。

12. 什么是值传递和引用传递？
    答：这个问题也比较经典。
    值传递是对基本型变量而言的,传递的是该变量的一个副本,改变副本不影响原变量.
    引用传递一般是对于对象型变量而言的,传递的是该对象地址的一个副本, 并不是原对象本身 。 所以对引用对象进行操作会同时改变原对象。一般认为,java内的传递都是值传递。

13. 创建线程有几种不同的方式？
    答：有三种方式可以用来创建线程：
    继承Thread类
    实现Runnable接口
    应用程序可以使用Executor框架来创建线程池
    实现Runnable接口这种方式更受欢迎，因为这不需要继承Thread类。在应用设计中已经继承了别的对象的情况下，这需要多继承（而Java不支持多继承），只能实现接口。同时，线程池也是非常高效的，很容易实现和使用。

14. 概括的解释下线程的几种可用状态。
    答：线程从创建、运行到结束总是处于下面五个状态之一：新建状态、就绪状态、运行状态、阻塞状态及死亡状态。

15. 同步方法和同步代码块的区别是什么？
    答：同步方法默认用this或者当前类class对象作为锁；
    同步代码块可以选择以什么来加锁，比同步方法要更细颗粒度，我们可以选择只同步会发生同步问题的部分代码而不是整个方法
    

16. 在监视器(Monitor)内部，是如何做线程同步的？程序应该做哪种级别的同步？
    答：监视器和锁在Java虚拟机中是一块使用的。监视器监视一块同步代码块，确保一次只有一个线程执行同步代码块。每一个监视器都和一个对象引用相关联。线程在获取锁之前不允许执行同步代码。

17. Java集合类框架的基本接口有哪些？
    答：集合类接口指定了一组叫做元素的对象。集合类接口的每一种具体的实现类都可以选择以它自己的方式对元素进行保存和排序。有的集合类允许重复的键，有些不允许。
    Java集合类提供了一套设计良好的支持对一组对象进行操作的接口和类。Java集合类里面最基本的接口有：
    Collection：代表一组对象，每一个对象都是它的子元素。
    Set：不包含重复元素的Collection。
    List：有顺序的collection，并且可以包含重复元素。
    Map：可以把键(key)映射到值(value)的对象，键不能重复。

18. 什么是迭代器(Iterator)？
    答：Iterator接口提供了很多对集合元素进行迭代的方法。每一个集合类都包含了可以返回迭代器实例的迭代方法。迭代器可以在迭代的过程中删除底层集合的元素,但是不可以直接调用集合的
    remove(Object Obj)删除，可以通过迭代器的remove()方法删除。

19. Iterator和ListIterator的区别是什么？
    答：Iterator可用来遍历Set和List集合，但是ListIterator只能用来遍历List。
    Iterator对集合只能是前向遍历，ListIterator既可以前向也可以后向。
    ListIterator实现了Iterator接口，并包含其他的功能，比如：增加元素，替换元素，获取前一个和后一个元素的索引，等等。

20. Java中的HashMap的工作原理是什么？
    答：Java中的HashMap是以键值对(key-value)的形式存储元素的。HashMap需要一个hash函数，它使用hashCode()和equals()方法来向集合/从集合添加和检索元素。当调用put()方法的时候，HashMap会计算key的hash值，然后把键值对存储在集合中合适的索引上。如果key已经存在了，value会被更新成新值。HashMap的一些重要的特性是它的容量(capacity)，负载因子(load factor)和扩容极限(threshold resizing)。

21. hashCode()和equals()方法的重要性体现在什么地方？
    答：Java中的HashMap使用hashCode()和equals()方法来确定键值对的索引，当根据键获取值的时候也会用到这两个方法。如果没有正确的实现这两个方法，两个不同的键可能会有相同的hash值，因此，可能会被集合认为是相等的。而且，这两个方法也用来发现重复元素。所以这两个方法的实现对HashMap的精确性和正确性是至关重要的。

22. HashMap和Hashtable有什么区别？
    答：HashMap和Hashtable都实现了Map接口，因此很多特性非常相似。但是，他们有以下不同点：
    HashMap允许键和值是null，而Hashtable不允许键或者值是null。
    Hashtable是同步的，而HashMap不是。因此，HashMap更适合于单线程环境，而Hashtable适合于多线程环境。
    HashMap提供了可供应用迭代的键的集合，因此，HashMap是快速失败的。另一方面，Hashtable提供了对键的列举(Enumeration)。
    一般认为Hashtable是一个遗留的类。

23. 数组(Array)和列表(ArrayList)有什么区别？什么时候应该使用Array而不是ArrayList？
    答：Array可以包含基本类型和对象类型，ArrayList只能包含对象类型。
    Array大小是固定的，ArrayList的大小是动态变化的。
    ArrayList提供了更多的方法和特性，比如：addAll()，removeAll()，iterator()等等。
    对于基本类型数据，集合使用自动装箱来减少编码工作量。但是，当处理固定大小的基本数据类型的时候，这种方式相对比较慢。

24. ArrayList和LinkedList有什么区别？
    答：ArrayList是基于索引的数据接口，它的底层是数组。它可以以O(1)时间复杂度对元素进行随机访问。与此对应，LinkedList是以元素列表的形式存储它的数据，每一个元素都和它的前一个和后一个元素链接在一起，在这种情况下，查找某个元素的时间复杂度是O(n)。
    相对于ArrayList，LinkedList的插入，添加，删除操作速度更快，因为当元素被添加到集合任意位置的时候，不需要像数组那样重新计算大小或者是更新索引。
    LinkedList比ArrayList更占内存，因为LinkedList为每一个节点存储了两个引用，一个指向前一个元素，一个指向下一个元素。

25. Comparable和Comparator接口是干什么的？列出它们的区别。
    答：Java提供了只包含一个compareTo()方法的Comparable接口。这个方法可以个给两个对象排序。具体来说，它返回负数，0，正数来表明输入对象小于，等于，大于已经存在的对象。
    Java提供了包含compare()和equals()两个方法的Comparator接口。compare()方法用来给两个输入参数排序，返回负数，0，正数表明第一个参数是小于，等于，大于第二个参数。equals()方法需要一个对象作为参数，它用来决定输入参数是否和comparator相等。只有当输入参数也是一个comparator并且输入参数和当前comparator的排序结果是相同的时候，这个方法才返回true。

26. 什么是Java优先级队列(Priority Queue)？
    答：PriorityQueue是一个基于优先级堆的无界队列，它的元素是按照自然顺序(natural order)排序的。在创建的时候，我们可以给它提供一个负责给元素排序的比较器。PriorityQueue不允许null值，因为他们没有自然顺序，或者说他们没有任何的相关联的比较器。最后，PriorityQueue不是线程安全的，入队和出队的时间复杂度是O(log(n))。

27. 如何权衡是使用无序的数组还是有序的数组？
    答:有序数组最大的好处在于查找的时间复杂度是O(log n)，而无序数组是O(n)。有序数组的缺点是插入操作的时间复杂度是O(n)，因为值大的元素需要往后移动来给新元素腾位置。相反，无序数组的插入时间复杂度是常量O(1)。

28. Java集合类框架的最佳实践有哪些?
    答：根据应用的需要正确选择要使用的集合的类型对性能非常重要，比如：假如元素的大小是固定的，而且能事先知道，我们就应该用Array而不是ArrayList。
    有些集合类允许指定初始容量。因此，如果我们能估计出存储的元素的数目，我们可以设置初始容量来避免重新计算hash值或者是扩容。
    为了类型安全，可读性和健壮性的原因总是要使用泛型。同时，使用泛型还可以避免运行时的ClassCastException。
    使用JDK提供的不变类(immutable class)作为Map的键可以避免为我们自己的类实现hashCode()和equals()方法。
    编程的时候接口优于实现。
    底层的集合实际上是空的情况下，返回长度是0的集合或者是数组，不要返回null。

29. Enumeration接口和Iterator接口的区别有哪些？
    答：Enumeration速度是Iterator的2倍，同时占用更少的内存。但是，Iterator远远比Enumeration安全，因为其他线程不能够修改正在被iterator遍历的集合里面的对象。同时，Iterator允许调用者删除底层集合里面的元素，这对Enumeration来说是不可能的。

30. HashSet和TreeSet有什么区别？
    答：HashSet是由一个hash表来实现的，因此，它的元素是无序的。add()，remove()，contains()方法的时间复杂度是O(1)。
    另一方面，TreeSet是由一个树形的结构来实现的，它里面的元素是有序的。因此，add()，remove()，contains()方法的时间复杂度是O(logn)。

31. Java中垃圾回收有什么目的？什么时候进行垃圾回收？
    答：垃圾回收的目的是识别并且丢弃应用不再使用的对象来释放和重用资源。

32. finalize()方法什么时候被调用？析构函数(finalization)的目的是什么？
    答：垃圾回收器(garbage collector)决定回收某对象时，就会运行该对象的finalize()方法但是在Java中很不幸，如果内存总是充足的，那么垃圾回收可能永远不会进行，也就是说filalize()可能永远不被执行，显然指望它做收尾工作是靠不住的。 那么finalize()究竟是做什么的呢？它最主要的用途是回收特殊渠道申请的内存。Java程序有垃圾回收器，所以一般情况下内存问题不用程序员操心。但有一种JNI(Java Native Interface)调用non-Java程序（C或C++），finalize()的工作就是回收这部分的内存。

33. 如果对象的引用被置为null，垃圾收集器是否会立即释放对象占用的内存？
    答: 不会，在下一个垃圾回收周期中，这个对象将是可被回收的。

34. Java堆的结构是什么样子的？什么是堆中的永久代(Perm Gen space)?
    答：JVM的堆是运行时数据区，所有类的实例和数组都是在堆上分配内存。它在JVM启动的时候被创建。对象所占的堆内存是由自动内存管理系统也就是垃圾收集器回收。
    堆内存是由存活和死亡的对象组成的。存活的对象是应用可以访问的，不会被垃圾回收。死亡的对象是应用不可访问尚且还没有被垃圾收集器回收掉的对象。一直到垃圾收集器把这些对象回收掉之前，他们会一直占据堆内存空间。

35. 在Java中，对象什么时候可以被垃圾回收？
    答：当对象对当前使用这个对象的应用程序变得不可触及的时候，这个对象就可以被回收了。

36. Java中的两种异常类型是什么？他们有什么区别？
    答：Java中有两种异常：受检查的(checked)异常和不受检查的(unchecked)异常。不受检查的异常不需要在方法或者是构造函数上声明，就算方法或者是构造函数的执行可能会抛出这样的异常，并且不受检查的异常可以传播到方法或者是构造函数的外面。相反，受检查的异常必须要用throws语句在方法或者是构造函数上声明。

37. Java中Exception和Error有什么区别？
    答：Exception和Error都是Throwable的子类。Exception用于用户程序可以捕获的异常情况。Error定义了不期望被用户程序捕获的异常。
    

38. throw和throws有什么区别？
    答：throw关键字用来在程序中明确的抛出异常，相反，throws语句用来表明方法不能处理的异常。每一个方法都必须要指定哪些异常不能处理，所以方法的调用者才能够确保处理可能发生的异常，多个异常是用逗号分隔的。

39. 异常处理完成以后，Exception对象会发生什么变化？
    答：Exception对象会在下一个垃圾回收过程中被回收掉。

40. finally代码块和finalize()方法有什么区别？
    答：无论是否抛出异常，finally代码块都会执行，它主要是用来释放应用占用的资源。finalize()方法是Object类的一个protected方法，它是在对象被垃圾回收之前由Java虚拟机来调用的。