一、Java 基本功
1. Java 入门（基础概念与常识）
Java 语言有哪些特点?
- 简单易学；
- 面向对象（封装，继承，多态）；
- 平台无关性（ Java 虚拟机实现平台无关性）；
- 可靠性；
- 安全性；
- 支持多线程（ C++ 语言没有内置的多线程机制，因此必须调用操作系统的多线程功能来进行多线程程序设计，而 Java 语言却提供了多线程支持）；
- 支持网络编程并且很方便（ Java 语言诞生本身就是为简化网络编程设计的，因此 Java 语言不仅支持网络编程而且很方便）；
- 编译与解释并存；
修正（参见： issue#544）：C11 开始（2011 年的时候）,C就引入了多线程库，在 windows、linux、macos 都可以使用
std::thread和std::async来创建线程。参考链接：http://www.cplusplus.com/reference/thread/thread/?kw=thread
关于 JVM JDK 和 JRE 最详细通俗的解答
JVM
Java 虚拟机（JVM）是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现（Windows，Linux，macOS），目的是使用相同的字节码，它们都会给出相同的结果。
什么是字节码?采用字节码的好处是什么?
在 Java 中，JVM 可以理解的代码就叫做
字节码（即扩展名为.class的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。Java 语言通过字节码的方式，在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题，同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以 Java 程序运行时比较高效，而且，由于字节码并不针对一种特定的机器，因此，Java 程序无须重新编译便可在多种不同操作系统的计算机上运行。
Java 程序从源代码到运行一般有下面 3 步：
我们需要格外注意的是 .class->机器码 这一步。在这一步 JVM 类加载器首先加载字节码文件，然后通过解释器逐行解释执行，这种方式的执行速度会相对比较慢。而且，有些方法和代码块是经常需要被调用的(也就是所谓的热点代码)，所以后面引进了 JIT 编译器，而 JIT 属于运行时编译。当 JIT 编译器完成第一次编译后，其会将字节码对应的机器码保存下来，下次可以直接使用。而我们知道，机器码的运行效率肯定是高于 Java 解释器的。这也解释了我们为什么经常会说 Java 是编译与解释共存的语言。
HotSpot 采用了惰性评估(Lazy Evaluation)的做法，根据二八定律，消耗大部分系统资源的只有那一小部分的代码（热点代码），而这也就是 JIT 所需要编译的部分。JVM 会根据代码每次被执行的情况收集信息并相应地做出一些优化，因此执行的次数越多，它的速度就越快。JDK 9 引入了一种新的编译模式 AOT(Ahead of Time Compilation)，它是直接将字节码编译成机器码，这样就避免了 JIT 预热等各方面的开销。JDK 支持分层编译和 AOT 协作使用。但是 ，AOT 编译器的编译质量是肯定比不上 JIT 编译器的。
总结：
Java 虚拟机（JVM）是运行 Java 字节码的虚拟机。JVM 有针对不同系统的特定实现（Windows，Linux，macOS），目的是使用相同的字节码，它们都会给出相同的结果。字节码和不同系统的 JVM 实现是 Java 语言“一次编译，随处运行”的关键所在。
JDK 和 JRE
JDK 是 Java Development Kit 缩写，它是功能齐全的 Java SDK。它拥有 JRE 所拥有的一切，还有编译器（javac）和工具（如 javadoc 和 jdb）。它能够创建和编译程序。
JRE 是 Java 运行时环境。它是运行已编译 Java 程序所需的所有内容的集合，包括 Java 虚拟机（JVM），Java 类库，java 命令和其他的一些基础构件。但是，它不能用于创建新程序。
如果你只是为了运行一下 Java 程序的话，那么你只需要安装 JRE 就可以了。如果你需要进行一些 Java 编程方面的工作，那么你就需要安装 JDK 了。但是，这不是绝对的。有时，即使您不打算在计算机上进行任何 Java 开发，仍然需要安装 JDK。例如，如果要使用 JSP 部署 Web 应用程序，那么从技术上讲，您只是在应用程序服务器中运行 Java 程序。那你为什么需要 JDK 呢？因为应用程序服务器会将 JSP 转换为 Java servlet，并且需要使用 JDK 来编译 servlet。
Oracle JDK 和 OpenJDK 的对比
可能在看这个问题之前很多人和我一样并没有接触和使用过 OpenJDK 。那么 Oracle 和 OpenJDK 之间是否存在重大差异？下面我通过收集到的一些资料，为你解答这个被很多人忽视的问题。
对于 Java 7，没什么关键的地方。OpenJDK 项目主要基于 Sun 捐赠的 HotSpot 源代码。此外，OpenJDK 被选为 Java 7 的参考实现，由 Oracle 工程师维护。关于 JVM，JDK，JRE 和 OpenJDK 之间的区别，Oracle 博客帖子在 2012 年有一个更详细的答案：
问：OpenJDK 存储库中的源代码与用于构建 Oracle JDK 的代码之间有什么区别？ 答：非常接近 - 我们的 Oracle JDK 版本构建过程基于 OpenJDK 7 构建，只添加了几个部分，例如部署代码，其中包括 Oracle 的 Java 插件和 Java WebStart 的实现，以及一些封闭的源代码派对组件，如图形光栅化器，一些开源的第三方组件，如 Rhino，以及一些零碎的东西，如附加文档或第三方字体。展望未来，我们的目的是开源 Oracle JDK 的所有部分，除了我们考虑商业功能的部分。
总结：
- Oracle JDK 大概每 6 个月发一次主要版本，而 OpenJDK 版本大概每三个月发布一次。但这不是固定的，我觉得了解这个没啥用处。详情参见：https://blogs.oracle.com/java-platform-group/update-and-faq-on-the-java-se-release-cadence 。
- OpenJDK 是一个参考模型并且是完全开源的，而 Oracle JDK 是 OpenJDK 的一个实现，并不是完全开源的；
- Oracle JDK 比 OpenJDK 更稳定。OpenJDK 和 Oracle JDK 的代码几乎相同，但 Oracle JDK 有更多的类和一些错误修复。因此，如果您想开发企业/商业软件，我建议您选择 Oracle JDK，因为它经过了彻底的测试和稳定。某些情况下，有些人提到在使用 OpenJDK 可能会遇到了许多应用程序崩溃的问题，但是，只需切换到 Oracle JDK 就可以解决问题；
- 在响应性和 JVM 性能方面，Oracle JDK 与 OpenJDK 相比提供了更好的性能；
- Oracle JDK 不会为即将发布的版本提供长期支持，用户每次都必须通过更新到最新版本获得支持来获取最新版本；
- Oracle JDK 根据二进制代码许可协议获得许可，而 OpenJDK 根据 GPL v2 许可获得许可。
Java 和 C++的区别?
- 都是面向对象的语言，都支持封装、继承和多态
- 内存访问：Java 不提供指针来直接访问内存，程序内存更加安全
- 继承：Java 的类是单继承的，C++ 支持多重继承；虽然 Java 的类不可以多继承，但是接口可以多继承。
- 垃圾回收：Java 有自动内存管理垃圾回收机制(GC)，不需要程序员手动释放无用内存
- 在 C 语言中，字符串或字符数组最后都会有一个额外的字符
**'\0'**来表示结束。但是，Java 语言中没有结束符这一概念。 这是一个值得深度思考的问题，具体原因推荐看这篇文章： https://blog.csdn.net/sszgg2006/article/details/49148189import java 和 javax 有什么区别？
刚开始的时候 JavaAPI 所必需的包是 java 开头的包，javax 当时只是扩展 API 包来使用。然而随着时间的推移，javax 逐渐地扩展成为 Java API 的组成部分。但是，将扩展从 javax 包移动到 java 包确实太麻烦了，最终会破坏一堆现有的代码。因此，最终决定 javax 包将成为标准 API 的一部分。
所以，实际上 java 和 javax 没有区别。这都是一个名字。为什么说 Java 语言“编译与解释并存”？
高级编程语言按照程序的执行方式分为编译型和解释型两种。简单来说，编译型语言是指编译器针对特定的操作系统将源代码一次性翻译成可被该平台执行的机器码；解释型语言是指解释器对源程序逐行解释成特定平台的机器码并立即执行。比如，你想阅读一本英文名著，你可以找一个英文翻译人员帮助你阅读，有两种选择方式，你可以先等翻译人员将全本的英文名著（也就是源码）都翻译成汉语，再去阅读，也可以让翻译人员翻译一段，你在旁边阅读一段，慢慢把书读完。
Java 语言既具有编译型语言的特征，也具有解释型语言的特征，因为 Java 程序要经过先编译，后解释两个步骤，由 Java 编写的程序需要先经过编译步骤，生成字节码（*.class 文件），这种字节码必须由 Java 解释器来解释执行。因此，我们可以认为 Java 语言编译与解释并存。为什么Java代码可以实现一次编写、到处运行？
JVM（Java虚拟机）是Java跨平台的关键。
在程序运行前，Java源代码（.java）需要经过编译器编译成字节码（.class）。在程序运行时，JVM负责将字节码翻译成特定平台下的机器码并运行，也就是说，只要在不同的平台上安装对应的JVM，就可以运行字节码文件。
同一份Java源代码在不同的平台上运行，它不需要做任何的改变，并且只需要编译一次。而编译好的字节码，是通过JVM这个中间的“桥梁”实现跨平台的，JVM是与平台相关的软件，它能将统一的字节码翻译成该平台的机器码。
注意事项
- 编译的结果是生成字节码、不是机器码，字节码不能直接运行，必须通过JVM翻译成机器码才能运行；
跨平台的是Java程序、而不是JVM，JVM是用C/C++开发的软件，不同平台下需要安装不同版本的JVM。
2. Java 语法
字符型常量和字符串常量的区别?
形式上: 字符常量是单引号引起的一个字符; 字符串常量是双引号引起的 0 个或若干个字符
- 含义上: 字符常量相当于一个整型值( ASCII 值)，可以参加表达式运算; 字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)
- 占内存大小：字符常量只占 2 个字节；字符串常量占若干个字节 (注意： char 在 Java 中占两个字节),
字符封装类
Character有一个成员常量Character.SIZE值为 16，单位是bits，该值除以 8(1byte=8bits)后就可以得到 2 个字节
标识符和关键字的区别是什么？
在我们编写程序的时候，需要大量地为程序、类、变量、方法等取名字，于是就有了标识符，简单来说，标识符就是一个名字。但是有一些标识符，Java 语言已经赋予了其特殊的含义，只能用于特定的地方，这种特殊的标识符就是关键字。因此，关键字是被赋予特殊含义的标识符。比如，在我们的日常生活中 ，“警察局”这个名字已经被赋予了特殊的含义，所以如果你开一家店，店的名字不能叫“警察局”，“警察局”就是我们日常生活中的关键字。
Java 中有哪些常见的关键字？
| 作用 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 访问控制 | private | protected | public | |
| 类，方法和变量修饰符 | abstract | class | extends | final |
| new | static | strictfp | synchronized | |
| 程序控制 | break | continue | return | do |
| for | instanceof | switch | case | |
| 错误处理 | try | catch | throw | throws |
| 包相关 | import | package | ||
| 基本类型 | boolean | byte | char | double |
| short | null | true | false | |
| 变量引用 | super | this | void | |
| 保留字 | goto | const |
一个Java文件里可以有多个类吗（不含内部类）？
- 一个java文件里可以有多个类，但最多只能有一个被public修饰的类；
- 如果这个java文件中包含public修饰的类，则这个类的名称必须和java文件名一致。
说一说你对Java访问权限的了解
Java语言为我们提供了三种访问修饰符，即private、protected、public，在使用这些修饰符修饰目标时，一共可以形成四种访问权限，即private、defalut、protected、public，注意在不加任何修饰符时为default访问权限。
在修饰成员变量/成员方法时，该成员的四种访问权限的含义如下：
- private：该成员可以被该类内部成员访问；
- defalut：该成员可以被该类内部成员访问，也可以被同一包下其他的类访问；
- protected：该成员可以被该类内部成员访问，也可以被同一包下其他的类访问，还可以被它的子类访问；
- public：该成员可以被任意包下，任意类的成员进行访问。
在修饰类时，该类只有两种访问权限，对应的访问权限的含义如下：
- defalut：该类可以被同一包下其他的类访问；
- public：该类可以被任意包下，任意的类所访问。
自增自减运算符
在写代码的过程中，常见的一种情况是需要某个整数类型变量增加 1 或减少 1，Java 提供了一种特殊的运算符，用于这种表达式，叫做自增运算符（++)和自减运算符（—）。
++和—运算符可以放在变量之前，也可以放在变量之后，当运算符放在变量之前时(前缀)，先自增/减，再赋值；当运算符放在变量之后时(后缀)，先赋值，再自增/减。例如，当 b = ++a 时，先自增（自己增加 1），再赋值（赋值给 b）；当 b = a++ 时，先赋值(赋值给 b)，再自增（自己增加 1）。也就是，a 输出的是 a+1 的值，a输出的是 a 值。用一句口诀就是：“符号在前就先加/减，符号在后就后加/减”。
continue、break、和 return 的区别是什么？
在循环结构中，当循环条件不满足或者循环次数达到要求时，循环会正常结束。但是，有时候可能需要在循环的过程中，当发生了某种条件之后 ，提前终止循环，这就需要用到下面几个关键词：
- continue ：指跳出当前的这一次循环，继续下一次循环。
- break ：指跳出整个循环体，继续执行循环下面的语句。
return 用于跳出所在方法，结束该方法的运行。return 一般有两种用法：
return;：直接使用 return 结束方法执行，用于没有返回值函数的方法return value;：return 一个特定值，用于有返回值函数的方法
Java 泛型了解么？什么是类型擦除？介绍一下常用的通配符？
泛型，即“参数化类型”。一提到参数，最熟悉的就是定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢？顾名思义，就是将类型由原来的具体的类型参数化，类似于方法中的变量参数，此时类型也定义成参数形式（可以称之为类型形参），然后在使用/调用时传入具体的类型（类型实参）。
- 泛型的本质是为了参数化类型（在不创建新的类型的情况下，通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型）。也就是说在泛型使用过程中，操作的数据类型被指定为一个参数，这种参数类型可以用在类、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。【提高重用性】
- Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。【提高安全性】
Java 的泛型是伪泛型，这是因为 Java 在编译期间，所有的泛型信息都会被擦掉，这也就是通常所说类型擦除 。 更多关于类型擦除的问题，可以查看这篇文章：《Java 泛型类型擦除以及类型擦除带来的问题》 。
List<Integer> list = new ArrayList<>();list.add(12);//这里直接添加会报错list.add("a");Class<? extends List> clazz = list.getClass();Method add = clazz.getDeclaredMethod("add", Object.class);//但是通过反射添加，是可以的add.invoke(list, "kl");System.out.println(list)
泛型一般有三种使用方式：泛型类、泛型接口、泛型方法。
1.泛型类：
//此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
//在实例化泛型类时，必须指定T的具体类型
public class Generic<T>{
private T key;
public Generic(T key) {
this.key = key;
}
public T getKey(){
return key;
}
}
如何实例化泛型类：
Generic<Integer> genericInteger = new Generic<>(123456);
2.泛型接口 ：
public interface Generator<T> {
public T method();
}
实现泛型接口，不指定类型：
class GeneratorImpl implements Generator<T>{
@Override
public T method() {
return null;
}
}
实现泛型接口，指定类型：
class GeneratorImpl implements Generator<String>{
@Override
public String method() {
return "hello";
}
}
3.泛型方法 ：
public static <E> void printArray(E[] inputArray){
for (E element : inputArray){
System.out.printf("%s", element);
}
System.out.println();
}
使用：
// 创建不同类型数组： Integer, Double 和 Character
Integer[] intArray = {1, 2, 3};
String[] stringArray = {"Hello", "World"};
printArray(intArray);
printArray(stringArray);
常用的通配符为： T，E，K，V，？
- ？ 表示不确定的 java 类型，通常用于泛型方法的调用代码和形参，不能用于定义类和泛型方法
- T (type) 表示具体的一个 java 类型，通常用于泛型类和泛型方法的定义
- K V (key value) 分别代表 java 键值中的 Key Value
E (element) 代表 Element
对于不确定或者不关心实际要操作的类型，可以使用无限制通配符（尖括号里一个问号，即 <?> ），表示可以持有任何类型。
- T 是一个 确定的 类型，通常用于泛型类和泛型方法的定义，？是一个 不确定 的类型，通常用于泛型方法的调用代码和形参，不能用于定义类和泛型方法。
- ？和 T 都表示不确定的类型，区别在于我们可以对 T 进行操作，但是对 ？不行
更多关于 Java 泛型中的通配符可以查看这篇文章：《聊一聊-JAVA 泛型中的通配符 T，E，K，V，？》
==和 equals 的区别
**==** : 它的作用是判断两个对象的地址是不是相等。即判断两个对象是不是同一个对象。(基本数据类型比较的是值，引用数据类型比较的是内存地址)
因为 Java 只有值传递，所以，对于 == 来说，不管是比较基本数据类型，还是引用数据类型的变量，其本质比较的都是值，只是引用类型变量存的值是对象的地址。
**equals()** : 它的作用也是判断两个对象是否相等，它不能用于比较基本数据类型的变量。equals()方法存在于Object类中，而Object类是所有类的直接或间接父类。
Object类equals()方法：
public boolean equals(Object obj) {
return (this == obj);
}
equals() 方法存在两种使用情况：
- 情况 1：类没有覆盖
equals()方法。则通过equals()比较该类的两个对象时，等价于通过“==”比较这两个对象。使用的默认是Object类equals()方法。比较的是两个对象的地址是否相等 - 情况 2：类覆盖了
equals()方法。一般，我们都覆盖equals()方法来比较两个对象的内容是否相等；若它们的内容相等，则返回 true(即，认为这两个对象相等)。
举个例子：
public class test1 {
public static void main(String[] args) {
String a = new String("ab"); // a 为一个引用
String b = new String("ab"); // b为另一个引用,对象的内容一样
String aa = "ab"; // 放在常量池中
String bb = "ab"; // 从常量池中查找
if (aa == bb) // true
System.out.println("aa==bb");
if (a == b) // false，非同一对象
System.out.println("a==b");
if (a.equals(b)) // true
System.out.println("aEQb");
if (42 == 42.0) { // true
System.out.println("true");
}
}
}
说明：
String中的equals方法是被重写过的，因为Object的equals方法是比较的对象的内存地址，而String的equals方法比较的是对象的值。- 当创建
String类型的对象时，虚拟机会在常量池中查找有没有已经存在的值和要创建的值相同的对象，如果有就把它赋给当前引用。如果没有就在常量池中重新创建一个String对象。 ```java // 先在栈中创建一个String类型的对象引用变量a，然后去常量池中找是否有“goodluck”字符串， // 如果没有就将“goodluck”放入常量池中，如果有了就直接将a指向“goodluck”, // 在这里产生一个对象”goodluck”，产生一个引用a String a = “goodluck”;
// 先在栈中创建一个String类型对象引用变量b，然后去常量池中找是否有“goodluck”字符串， // 如果有了就直接将b指向“goodluck”,在这里产生一个引用a,没有再一次产生对象“goodluck” String b = “goodluck”;
```java
//先在栈中创建一个String类型的引用对象变量newA,然后new()操作，会在heap堆中创建一个新的对象“goodluck”,
//并将newA指向堆中的“gooluck”,同时检查String的常量池中是否有对象“goodluck”，如果没有也
//产生一个对象“gooluck”,如果有则不产生，因为这里之前已经在String常量池中有了，所以不会再进行创建。
String newA = new String("goodluck");
//因为只要有new(）就会在堆中创建新的对象，栈中的引用指向堆中。这一句的执行，同上一句。
//在常量池中创建"goodluck"
String newB = new String("goodluck");
String类equals()方法：
public boolean equals(Object anObject) {
if (this == anObject) {
return true;
}
if (anObject instanceof String) {
String anotherString = (String)anObject;
int n = value.length;
if (n == anotherString.value.length) {
char v1[] = value;
char v2[] = anotherString.value;
int i = 0;
while (n-- != 0) {
if (v1[i] != v2[i])
return false;
i++;
}
return true;
}
}
return false;
}
hashCode()与 equals()
面试官可能会问你：“你重写过 hashcode 和 equals么，为什么重写 equals 时必须重写 hashCode 方法？”
1) hashCode()介绍:hashCode() 的作用是获取哈希码，也称为散列码；它实际上是返回一个 int 整数。这个哈希码的作用是确定该对象在哈希表中的索引位置。hashCode()定义在 JDK 的 Object 类中，这就意味着 Java 中的任何类都包含有 hashCode() 函数。另外需要注意的是： Object 的 hashcode 方法是本地方法，也就是用 c 语言或 c++ 实现的，该方法通常用来将对象的内存地址转换为整数之后返回。
public native int hashCode();
散列表存储的是键值对(key-value)，它的特点是：能根据“键”快速的检索出对应的“值”。这其中就利用到了散列码！（可以快速找到所需要的对象）
2) 为什么要有 hashCode？
我们以“HashSet 如何检查重复”为例子来说明为什么要有 hashCode：
当你把对象加入 HashSet 时，HashSet 会先计算对象的 hashcode 值来判断对象加入的位置，同时也会与其他已经加入的对象的 hashcode 值作比较，如果没有相符的 hashcode，HashSet 会假设对象没有重复出现。但是如果发现有相同 hashcode 值的对象，这时会调用 equals() 方法来检查 hashcode 相等的对象是否真的相同。如果两者相同，HashSet 就不会让其加入操作成功。如果不同的话，就会重新散列到其他位置(哈希冲突？)。（摘自我的 Java 启蒙书《Head First Java》第二版）。这样我们就大大减少了 equals 的次数，相应就大大提高了执行速度。
3) 为什么重写 **equals** 时必须重写 **hashCode** 方法？
equals()和hashcode()方法要保持相当程度的一致性，equals()方法相等，hashcode()必须相等；反之，equals()方法不相等，hashcode()可以相等，可以不相等。但是两者的一致有利于提高哈希表的性能。
实际来看，不同时重写如何？
equals()相等的的两个等价对象因为hashCode()不同，所以在hashmap中的table数组的下标不同，从而这两个对象就会同时存在于集合中，在调用hashmap集合中的方法时就会出现逻辑的错误，也就是，你的equals()方法也“白白”重写了。
因此，对于“为什么重写equals()就一定要重写hashCode()方法？”这个问题应该是有个前提，就是你需要用到HashMap，HashSet等Java集合。用不到哈希表的话，其实仅仅重写equals()方法也可以吧。而工作中的场景是常常用到Java集合，所以Java官方建议重写equals()就一定要重写hashCode()方法。
hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode()，则该 class 的两个对象无论如何都不会相等（即使这两个对象指向相同的数据）。 这里我猜测是对象的属性会参与hashcode的计算，所以不重写的话，业务上认为相等的两个对象，hashcode值会不一样
4)为什么两个对象有相同的 hashcode 值，它们也不一定是相等的？
因为 hashCode() 所使用的杂凑算法也许刚好会让多个对象传回相同的杂凑值。越糟糕的杂凑算法越容易碰撞，但这也与数据值域分布的特性有关（所谓碰撞也就是指的是不同的对象得到相同的 hashCode。
我们刚刚也提到了 HashSet，如果 HashSet 在对比的时候，同样的 hashcode 有多个对象，它会使用 equals() 来判断是否真的相同。也就是说 hashcode 只是用来缩小查找成本。
更多关于 hashcode() 和 equals() 的内容可以查看：Java hashCode() 和 equals()的若干问题解答
3. 基本数据类型
Java数据类型包括基本数据类型和引用数据类型两大类。
基本数据类型有8个，可以分为4个小类，分别是整数类型（byte/short/int/long）、浮点类型（float/double）、字符类型（char）、布尔类型（boolean）。其中，4个整数类型中，int类型最为常用。2个浮点类型中，double最为常用。另外，在这8个基本类型当中，除了布尔类型之外的其他7个类型，都可以看做是数字类型，它们相互之间可以进行类型转换。
引用类型就是对一个对象的引用，根据引用对象类型的不同，可以将引用类型分为3类，即数组、类、接口类型。引用类型本质上就是通过指针，指向堆中对象所持有的内存空间，只是Java语言不再沿用指针这个说法而已。
Java 中的几种基本数据类型是什么？对应的包装类型是什么？各自占用多少字节呢？
Java中有 8 种基本数据类型，分别为：
- 6 种数字类型 ：byte、short、int、long、float、double
- 1 种字符类型：char
- 1 种布尔型：boolean。
这八种基本类型都有对应的包装类分别为：Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character、Boolean
| 基本类型 | 位数 | 字节 | 默认值 |
|---|---|---|---|
| byte | 8 | 1 | 0 |
| short | 16 | 2 | 0 |
| int | 32 | 4 | 0 |
| long | 64 | 8 | 0L |
| char | 16 | 2 | ‘u0000’ |
| float | 32 | 4 | 0f |
| double | 64 | 8 | 0d |
| boolean | 1 | false |
对于 boolean，官方文档未明确定义，它依赖于 JVM 厂商的具体实现。逻辑上理解是占用 1 位，但是实际中会考虑计算机高效存储因素。
注意：
- Java 里使用 long 类型的数据一定要在数值后面加上 L，否则将作为整型解析：
char a = 'h': 单引号，String a = "hello": 双引号
自动装箱与拆箱
在前面的文章中提到，Java为每种基本数据类型都提供了对应的包装器类型。在Java SE5之前，如果要生成一个数值为10的Integer对象，必须这样进行：
Integer i = new Integer(10);
而在从Java SE5开始就提供了自动装箱的特性，如果要生成一个数值为10的Integer对象，只需要这样就可以了：
Integer i = 10;
这个过程中会自动根据数值创建对应的 Integer对象，这就是装箱。
那什么是拆箱呢？顾名思义，跟装箱对应，就是自动将包装器类型转换为基本数据类型：
Integer i = 10; //装箱: Integer i = Integer.valueOf(10);
int n = i; //拆箱: int n = Integer.intValue(i);
简单一点说，装箱就是 自动将基本数据类型转换为包装器类型；拆箱就是 自动将包装器类型转换为基本数据类型。
在装箱的时候自动调用的是Integer的valueOf(int a)方法。而在拆箱的时候自动调用的是Integer的intValue(Integer b)方法。
其他的也类似，比如Double、Character，不相信的朋友可以自己手动尝试一下。
因此可以用一句话总结装箱和拆箱的实现过程：
装箱过程是通过调用包装器的valueOf方法实现的，而拆箱过程是通过调用包装器的 xxxValue方法实现的。（xxx代表对应的基本数据类型）。
更多内容见：深入剖析 Java 中的装箱和拆箱
为啥要有包装类？
Java语言是面向对象的语言，其设计理念是“一切皆对象”。但8种基本数据类型却出现了例外，它们不具备对象的特性。正是为了解决这个问题，Java为每个基本数据类型都定义了一个对应的引用类型，这就是包装类。
扩展阅读
Java之所以提供8种基本数据类型，主要是为了照顾程序员的传统习惯。这8种基本数据类型的确带来了一定的方便性，但在某些时候也会受到一些制约。比如，所有的引用类型的变量都继承于Object类，都可以当做Object类型的变量使用，但基本数据类型却不可以。如果某个方法需要Object类型的参数，但实际传入的值却是数字的话，就需要做特殊的处理了。有了包装类，这种问题就可以得以简化。
说一说自动装箱、自动拆箱的应用场景
自动装箱、自动拆箱是JDK1.5提供的功能。
自动装箱：可以把一个基本类型的数据直接赋值给对应的包装类型；
自动拆箱：可以把一个包装类型的对象直接赋值给对应的基本类型；
通过自动装箱、自动拆箱功能，可以大大简化基本类型变量和包装类对象之间的转换过程。比如，某个方法的参数类型为包装类型，调用时我们所持有的数据却是基本类型的值，则可以不做任何特殊的处理，直接将这个基本类型的值传入给方法即可。
如何对Integer和Double类型判断相等？
Integer、Double不能直接进行比较，这包括：
- 不能用==进行直接比较，因为它们是不同的数据类型；
- 不能转为字符串进行比较，因为转为字符串后，浮点值带小数点，整数值不带，这样它们永远都不相等；
- 不能使用compareTo方法进行比较，虽然它们都有compareTo方法，但该方法只能对相同类型进行比较。
整数、浮点类型的包装类，都继承于Number类型，而Number类型分别定义了将数字转换为byte、short、int、long、float、double的方法。所以，可以将Integer、Double先转为转换为相同的基本数据类型（如double），然后使用==进行比较。
示例代码
Integer i = 100;
Double d = 100.00;
System.out.println(i.intValue() == d.doubleValue()); // 100 == 100.00 true
System.out.println(i.doubleValue() == d.doubleValue()); // 100.00==100.00 true
int和Integer有什么区别，二者在做==运算时会得到什么结果？
int是基本数据类型，Integer是int的包装类。二者在做==运算时，Integer会自动拆箱为int类型，然后再进行比较。届时，如果两个int值相等则返回true，否则就返回false。
int和Integer的区别
- Integer是int的包装类，int则是java的一种基本数据类型
- Integer变量必须实例化后才能使用，而int变量不需要。
- Integer实际是对象的引用，当new一个Integer时，实际上是生成一个指针指向此对象；而int则是直接存储数据值 。
- Integer的默认值是null，int的默认值是0
- 在进行1==new Integer(1)比较时，对象会通过Integer.intValue自动拆箱，等价于1==1。
- 在进行两个Integer类型使用==比较时，比较的是两个对象，如果两个数都是介于[-128,127]，比较结果为true，因为是常量池中的相同对象。如果不在这个范围，比较结果为false，因为是堆中的不同对象。
int a=1; 直接在栈中存储数据值
Integer a=1; Integer变量指向的是 java 常量池中缓存的对象，但是Integer a = 200会在堆中new一个对象（大于128）
new Integer(1); new Integer() 的变量指向堆中新建的对象。两者在内存中的地址不同。
8 种基本类型的包装类和常量池
Java 基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术，即 Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean；前面 4 种包装类默认创建了数值[-128，127] 的相应类型的缓存数据，Character 创建了数值在[0,127]范围的缓存数据，Boolean 直接返回 True Or False。如果超出对应范围仍然会去创建新的对象。 为啥把缓存设置为[-128，127]区间？（参见 issue/461）性能和资源之间的权衡。
public static Boolean valueOf(boolean b) {
return (b ? TRUE : FALSE);
}
private static class CharacterCache {
private CharacterCache(){}
static final Character cache[] = new Character[127 + 1];
static {
for (int i = 0; i < cache.length; i++)
cache[i] = new Character((char)i);
}
}
两种浮点数类型的包装类 Float，Double 并没有实现常量池技术。
[-128，127] 范围内走的是常量池缓存，范围之外是new的对象
Integer i1 = 33;
Integer i2 = 33;
System.out.println(i1 == i2);// 输出 true
Integer i11 = 333;
Integer i22 = 333;
System.out.println(i11 == i22);// 输出 false
Double i3 = 1.2;
Double i4 = 1.2;
System.out.println(i3 == i4);// 输出 false
Boolean i1 = false;
Boolean i2 = false;
Boolean i3 = true;
Boolean i4 = new Boolean(true);
System.out.println(i1 == i2); // 输出 true
System.out.println(i3 == i4); // 输出 false
Integer 缓存源代码：
/**
*此方法将始终缓存-128 到 127（包括端点）范围内的值，并可以缓存此范围之外的其他值。
*/
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
应用场景：
- Integer i1=40；Java 在编译的时候会直接将代码封装成
Integer i1 = Integer.valueOf(40);，从而使用常量池中的对象。 Integer i1 = new Integer(40);这种情况下会创建新的对象。
Integer i1 = 40;
Integer i2 = new Integer(40);
System.out.println(i1 == i2);//输出 false
Integer 比较丰富的一个例子:
Integer i1 = 40;
Integer i2 = 40;
Integer i3 = 0;
Integer i4 = new Integer(40);
Integer i5 = new Integer(40);
Integer i6 = new Integer(0);
System.out.println("i1=i2 " + (i1 == i2)); // true 都是常量池中的对象
System.out.println("i1=i2+i3 " + (i1 == i2 + i3)); // 两次自动拆箱
System.out.println("i1=i4 " + (i1 == i4)); // false i1常量池对象，i4堆中对象
System.out.println("i4=i5 " + (i4 == i5)); // false 堆中的两个不同对象
System.out.println("i4=i5+i6 " + (i4 == i5 + i6)); // true i5+i6得到int型的40，i4自动拆箱也是int型的40
System.out.println("40=i5+i6 " + (40 == i5 + i6)); // true
System.out.println(1 == new Integer(1)); // true，美团面试问过，new Integer(1)得到的对象会自动拆箱，等价于1==1
解释：
语句 i4 == i5 + i6，因为+这个操作符不适用于 Integer 对象，首先 i5 和 i6 进行自动拆箱操作，进行数值相加，即 i4 == 40。然后 Integer 对象无法与数值进行直接比较，所以 i4 自动拆箱转为 int 值 40，最终这条语句转为 40 == 40 进行数值比较。
4. 方法（函数）
为什么 Java 中只有值传递？
首先回顾一下在程序设计语言中有关将参数传递给方法（或函数）的一些专业术语。按值调用(call by value)表示方法接收的是调用者提供的值，而按引用调用（call by reference)表示方法接收的是调用者提供的变量地址。一个方法可以修改传递引用所对应的变量值，而不能修改传递值调用所对应的变量值。 它用来描述各种程序设计语言（不只是 Java)中方法参数传递方式。
Java 程序设计语言总是采用按值调用。也就是说，方法得到的是所有参数值的一个拷贝，也就是说，方法不能修改传递给它的任何参数变量的内容。
下面通过 3 个例子来给大家说明
example 1
public static void main(String[] args) {
int num1 = 10;
int num2 = 20;
swap(num1, num2);
System.out.println("num1 = " + num1); // num1 = 10
System.out.println("num2 = " + num2); // num2 = 20
}
public static void swap(int a, int b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
System.out.println("a = " + a); // a = 20
System.out.println("b = " + b); // b = 10
}
解析：
在 swap 方法中，a、b 的值进行交换，并不会影响到 num1、num2。因为a、b 中的值，只是从 num1、num2 的复制过来的。也就是说，a、b 相当于 num1、num2 的副本，副本的内容无论怎么修改，都不会影响到原件本身。
通过上面例子，我们已经知道了一个方法不能修改一个基本数据类型的参数，而对象引用作为参数就不一样，请看 example2.
example 2
public static void main(String[] args) {
int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
System.out.println(arr[0]); // 1
change(arr);
System.out.println(arr[0]); // 0
}
public static void change(int[] array) {
// 将数组的第一个元素变为0
array[0] = 0;
}
解析：
array 对初始化 arr 的拷贝也就是一个对象的引用，也就是说 array 和 arr 指向的是同一个数组对象。 因此，外部对引用对象的改变会反映到所对应的对象上。
通过 example2 我们已经看到，实现一个改变对象参数状态的方法并不是一件难事。理由很简单，方法得到的是对象引用的拷贝，对象引用及其他的拷贝同时引用同一个对象。
很多程序设计语言（特别是，C++和 Pascal)提供了两种参数传递的方式：值调用和引用调用。有些程序员（甚至本书的作者）认为 Java 程序设计语言对对象采用的是引用调用，实际上，这种理解是不对的。由于这种误解具有一定的普遍性，所以下面给出一个反例来详细地阐述一下这个问题。
example 3
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student("小张");
Student s2 = new Student("小李");
Test.swap(s1, s2);
// 交换的只是引用的拷贝，并没有交换引用本身，所以效果是不变
System.out.println("s1:" + s1.getName()); // s1:小张
System.out.println("s2:" + s2.getName()); // s2:小李
}
public static void swap(Student x, Student y) {
Student temp = x;
x = y;
y = temp;
System.out.println("x:" + x.getName()); // x:小李
System.out.println("y:" + y.getName()); // y:小张
}
}
解析：
交换之前：
交换之后：
通过上面两张图可以很清晰的看出： 方法并没有改变存储在变量 s1 和 s2 中的对象引用。swap 方法的参数 x 和 y 被初始化为两个对象引用的拷贝，这个方法交换的是这两个拷贝
总结
Java 程序设计语言对对象采用的不是引用调用，实际上，对象引用是按值传递的。
下面再总结一下 Java 中方法参数的使用情况：
- 一个方法不能修改一个基本数据类型的参数（即数值型或布尔型），因为实参是参数的拷贝
- 一个方法可以改变一个对象参数的状态，因为尽管传递的是参数的拷贝，指向的确实是该对象的内存地址，所以对该对象参数的改变会生效。
- 一个方法不能让对象参数引用一个新的对象。
重载和重写的区别
重载就是同样的一个方法能够根据输入数据的不同，做出不同的处理 重写就是当子类继承自父类的相同方法，输入数据一样，但要做出有别于父类的响应时，你就要覆盖父类方法
重载：
发生在同一个类中（或者父类和子类之间），方法名必须相同，参数类型不同、个数不同、顺序不同，方法返回值和访问修饰符可以不同。
下面是《Java 核心技术》对重载这个概念的介绍：
综上：重载就是同一个类中多个同名方法根据不同的传参来执行不同的逻辑处理。
重写：
重写发生在运行期，是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写。
- 返回值类型、方法名、参数列表必须相同，抛出的异常范围小于等于父类，访问修饰符范围大于等于父类。
- 如果父类方法访问修饰符为
private/final/static则子类就不能重写该方法，但是被 static 修饰的方法能够被再次声明。 - 构造方法无法被重写
综上：重写就是子类对父类方法的重新改造，外部样子不能改变，内部逻辑可以改变
| 区别点 | 重载方法 | 重写方法 |
|---|---|---|
| 发生范围 | 同一个类（重载父类方法也可，有争议） | 子类 |
| 参数列表 | 必须修改 | 一定不能修改 |
| 返回类型 | 可修改 | 子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等 |
| 异常 | 可修改 | 子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等； |
| 访问修饰符 | 可修改 | 一定不能做更严格的限制（可以降低限制） |
| 发生阶段 | 编译期 | 运行期 |
方法的重写要遵循“两同两小一大”（以下内容摘录自《疯狂 Java 讲义》,issue#892 ）：
- “两同”即方法名相同、形参列表相同；
- “两小”指的是子类方法返回值类型应比父类方法返回值类型更小或相等，子类方法声明抛出的异常类应比父类方法声明抛出的异常类更小或相等；
- “一大”指的是子类方法的访问权限应比父类方法的访问权限更大或相等。
⭐️ 关于重写的返回值类型 这里需要额外多说明一下，上面的表述不太清晰准确：如果方法的返回类型是void和基本数据类型，则返回值重写时不可修改。但是如果方法的返回值是引用类型，重写时是可以返回该引用类型的子类的。
public class Hero {
public String name() {
return "超级英雄";
}
}
public class SuperMan extends Hero{
@Override
public String name() {
return "超人";
}
public Hero hero() {
return new Hero();
}
}
public class SuperSuperMan extends SuperMan {
public String name() {
return "超级超级英雄";
}
@Override
public SuperMan hero() {
return new SuperMan();
}
}
深拷贝 vs 浅拷贝
Java深入理解深拷贝和浅拷贝区别
【Java深入】深拷贝与浅拷贝详解
为什么需要拷贝？
在实际编程过程中，我们要遇到这种情况：有一个对象A，在某一时刻A中已经包含了一些有效值，此时可能会需要一个和A完全相同新对象B，并且此后对B任何改动都不会影响到A中的值。也就是说，A与B是两个独立的对象，但B的初始值是由A对象确定的。用赋值语句是不能满足这种需求的，而通过实现clone()方法是最简单、最高效的手段。
- 浅拷贝：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型进行引用传递般的拷贝，此为浅拷贝。简单来说，浅拷贝只创建新的对象，对于对象里的属性对象，使用的是原拷贝对象的对象。
- 深拷贝：对基本数据类型进行值传递，对引用数据类型，创建一个新的对象，并复制其内容，此为深拷贝。简单来说，深拷贝对嵌套属性的对象也进行拷贝。
浅拷贝：
被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象。即对象的浅拷贝会对“主”对象进行拷贝，但不会复制主对象里面的对象。”里面的对象“会在原来的对象和它的副本之间共享。
简而言之，浅拷贝仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。
结果分析：两个引用student1和student2指向不同的两个对象，但是两个引用student1和student2中的两个teacher引用指向的是同一个对象，所以说明是浅拷贝。
深拷贝：
深拷贝是一个整个独立的对象拷贝，深拷贝会拷贝所有的属性，并拷贝属性指向的动态分配的内存。当对象和它所引用的对象一起拷贝时即发生深拷贝。深拷贝相比于浅拷贝速度较慢并且花销较大。
简而言之，深拷贝把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。
两个引用student1和student2指向不同的两个对象，两个引用student1和student2中的两个teacher引用指向的是两个对象，但对teacher对象的修改只能影响student1对象, 所以说是深拷贝。
深拷贝实现方式：
实现Cloneable 接口，重写clone()方法
@Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { // 浅复制时： // Object object = super.clone(); // return object; // 改为深复制： Student3 student = (Student3) super.clone(); // 本来是浅复制，现在将Teacher对象复制一份并重新set进来 student.setTeacher((Teacher2) student.getTeacher().clone()); return student; }利用序列化实现，实现Serializable 接口
public Object deepClone() throws Exception { // 序列化 ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos); oos.writeObject(this); // 反序列化 ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis); return ois.readObject(); }方法的四种类型
1、无参数无返回值的方法
// 无参数无返回值的方法(如果方法没有返回值，不能不写，必须写void，表示没有返回值)
public void f1() {
System.out.println("无参数无返回值的方法");
}
2、有参数无返回值的方法
/**
* 有参数无返回值的方法
* 参数列表由零组到多组“参数类型+形参名”组合而成，多组参数之间以英文逗号（,）隔开，形参类型和形参名之间以英文空格隔开
*/
public void f2(int a, String b, int c) {
System.out.println(a + "-->" + b + "-->" + c);
}
3、有返回值无参数的方法
// 有返回值无参数的方法（返回值可以是任意的类型,在函数里面必须有return关键字返回对应的类型）
public int f3() {
System.out.println("有返回值无参数的方法");
return 2;
}
4、有返回值有参数的方法
// 有返回值有参数的方法
public int f4(int a, int b) {
return a * b;
}
5、return 在无返回值方法的特殊使用
// return在无返回值方法的特殊使用
public void f5(int a) {
if (a > 10) {
return;//表示结束所在方法 （f5方法）的执行,下方的输出语句不会执行
}
System.out.println(a);
}
二、Java 面向对象
1. 类和对象
面向对象和面向过程的区别
- 面向过程 ：面向过程性能比面向对象高。 因为类调用时需要实例化，开销比较大，比较消耗资源，所以当性能是最重要的考量因素的时候，比如单片机、嵌入式开发、Linux/Unix 等一般采用面向过程开发。但是，面向过程没有面向对象易维护、易复用、易扩展。
- 面向对象 ：面向对象易维护、易复用、易扩展。 因为面向对象有封装、继承、多态的特性，所以可以设计出低耦合的系统，使系统更加灵活、更加易于维护。但是，面向对象性能比面向过程低。
参见 issue : 面向过程 ：面向过程性能比面向对象高？？
这个并不是根本原因，面向过程也需要分配内存，计算内存偏移量，Java 性能差的主要原因并不是因为它是面向对象语言，而是 Java 是半编译语言，最终的执行代码并不是可以直接被 CPU 执行的二进制机器码。 而面向过程语言大多都是直接编译成机器码在电脑上执行，并且其它一些面向过程的脚本语言性能也并不一定比 Java 好。
构造器 Constructor 是否可被 override?
Constructor 不能被 override（重写），但是可以 overload（重载），所以你可以看到一个类中有多个构造函数的情况。
构造方法不能重写。因为构造方法需要和类保持同名，而重写的要求是子类方法要和父类方法保持同名。如果允许重写构造方法的话，那么子类中将会存在与类名不同的构造方法，这与构造方法的要求是矛盾的。
在 Java 中定义一个不做事且没有参数的构造方法的作用
- 如果一个类没有定义任何构造函数，那么该类会自动生成1个默认的构造函数。默认构造函数没有参数。
- 如果一个类定义了构造函数，但这些构造函数都有参数，那么不会生成默认构造函数，也就是说此时类没有无参的构造函数。
Java 程序在执行子类的构造方法之前，如果没有用 super()来调用父类特定的构造方法，则会调用父类中“没有参数的构造方法”。因此，如果父类中只定义了有参数的构造方法，而在子类的构造方法中又没有用 super()来调用父类中特定的构造方法，则编译时将发生错误，因为 Java 程序在父类中找不到没有参数的构造方法可供执行。解决办法是在父类里加上一个不做事且没有参数的构造方法。
成员变量和局部变量的区别
Java中的变量分为成员变量和局部变量，它们的区别如下：
成员变量：
- 成员变量是在类的范围里定义的变量；
- 成员变量有默认初始值；
- 未被static修饰的成员变量也叫实例变量，它存储于对象所在的堆内存中，生命周期与对象相同；
- 被static修饰的成员变量也叫类变量，它存储于方法区中，生命周期与当前类相同。
局部变量：
- 局部变量是在方法里定义的变量；
- 局部变量没有默认初始值；
- 局部变量存储于栈内存中，作用的范围结束，变量空间会自动的释放。
注意事项
Java中没有真正的全局变量，面试官应该是出于其他语言的习惯说全局变量的，他的本意应该是指成员变量。
创建一个对象用什么运算符？对象实体与对象引用有何不同?
new 运算符
new 创建对象实例（对象实例在堆内存中），对象引用指向对象实例（对象引用存放在栈内存中）。一个对象引用可以指向 0 个或 1 个对象（一根绳子可以不系气球，也可以系一个气球）；一个对象可以有 n 个引用指向它（可以用 n 条绳子系住一个气球）。
一个类的构造方法的作用是什么? 若一个类没有声明构造方法，该程序能正确执行吗? 为什么?
主要作用是完成对类对象的初始化工作。
可以执行。因为一个类即使没有声明构造方法也会有默认的不带参数的构造方法。如果我们自己添加了类的构造方法（无论是否有参），Java 就不会再添加默认的无参数的构造方法了，这时候，就不能直接 new 一个对象而不传递参数了，所以我们一直在不知不觉地使用构造方法，这也是为什么我们在创建对象的时候后面要加一个括号（因为要调用无参的构造方法）。如果我们重载了有参的构造方法，记得都要把无参的构造方法也写出来（无论是否用到），因为这可以帮助我们在创建对象的时候少踩坑。
构造方法有哪些特性？
- 名字与类名相同。
- 没有返回值，但不能用 void 声明构造函数。
- 生成类的对象时自动执行，无需调用。
在调用子类构造方法之前会先调用父类没有参数的构造方法, 其目的是?
帮助子类做初始化工作。
对象的相等与指向他们的引用相等，两者有什么不同?
对象的相等，比的是内存中存放的内容是否相等。而引用相等，比较的是他们指向的内存地址是否相等。
2. 面向对象三大特征
说一说你对面向对象的理解
面向对象是一种更优秀的程序设计方法，它的基本思想是使用类、对象、继承、封装、消息等基本概念进行程序设计。它从现实世界中客观存在的事物出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式，强调直接以现实世界中的事物为中心来思考，认识问题，并根据这些事物的本质特点，把它们抽象地表示为系统中的类，作为系统的基本构成单元，这使得软件系统的组件可以直接映像到客观世界，并保持客观世界中事物及其相互关系的本来面貌。
数据+对数据的操作，把编程逻辑搞成人类容易理解的抽象模式
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结构化程序设计方法主张按功能来分析系统需求，其主要原则可概括为自顶向下、逐步求精、模块化等。结构化程序设计首先采用结构化分析方法对系统进行需求分析，然后使用结构化设计方法对系统进行概要设计、详细设计，最后采用结构化编程方法来实现系统。
因为结构化程序设计方法主张按功能把软件系统逐步细分，因此这种方法也被称为面向功能的程序设计方法；结构化程序设计的每个功能都负责对数据进行一次处理，每个功能都接受一些数据，处理完后输出一些数据，这种处理方式也被称为面向数据流的处理方式。
结构化程序设计里最小的程序单元是函数，每个函数都负责完成一个功能，用以接收一些输入数据，函数对这些输入数据进行处理，处理结束后输出一些数据。整个软件系统由一个个函数组成，其中作为程序入口的函数被称为主函数，主函数依次调用其他普通函数，普通函数之间依次调用，从而完成整个软件系统的功能。
每个函数都是具有输入、输出的子系统，函数的输入数据包括函数形参、全局变量和常量等，函数的输出数据包括函数返回值以及传出参数等。结构化程序设计方式有如下两个局限性：
- 设计不够直观，与人类习惯思维不一致。采用结构化程序分析、设计时，开发者需要将客观世界模型分解成一个个功能，每个功能用以完成一定的数据处理。
- 适应性差，可扩展性不强。由于结构化设计采用自顶向下的设计方式，所以当用户的需求发生改变，或需要修改现有的实现方式时，都需要自顶向下地修改模块结构，这种方式的维护成本相当高。
封装
封装是指把一个对象的状态信息（也就是属性）隐藏在对象内部，不允许外部对象直接访问对象的内部信息。但是可以提供一些可以被外界访问的方法来操作属性。就好像我们看不到挂在墙上的空调的内部的零件信息（也就是属性），但是可以通过遥控器（方法）来控制空调。如果属性不想被外界访问，我们大可不必提供方法给外界访问。但是如果一个类没有提供给外界访问的方法，那么这个类也没有什么意义了。就好像如果没有空调遥控器，那么我们就无法操控空凋制冷，空调本身就没有意义了（当然现在还有很多其他方法 ，这里只是为了举例子）。
public class Student {
private int id;//id属性私有化
private String name;//name属性私有化
//获取id的方法
public int getId() {
return id;
}
//设置id的方法
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
//获取name的方法
public String getName() {
return name;
}
//设置name的方法
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
封装的目的是什么，为什么要有封装？
封装是面向对象编程语言对客观世界的模拟，在客观世界里，对象的状态信息都被隐藏在对象内部，外界无法直接操作和修改。对一个类或对象实现良好的封装，可以实现以下目的：
- 隐藏类的实现细节；
- 让使用者只能通过事先预定的方法来访问数据，从而可以在该方法里加入控制逻辑，限制对成员变量的不合理访问；
- 可进行数据检查，从而有利于保证对象信息的完整性；
- 便于修改，提高代码的可维护性。
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为了实现良好的封装，需要从两个方面考虑：
- 将对象的成员变量和实现细节隐藏起来，不允许外部直接访问；
- 把方法暴露出来，让方法来控制对这些成员变量进行安全的访问和操作。
封装实际上有两个方面的含义：把该隐藏的隐藏起来，把该暴露的暴露出来。这两个方面都需要通过使用Java提供的访问控制符来实现。
继承
不同类型的对象，相互之间经常有一定数量的共同点。例如，小明同学、小红同学、小李同学，都共享学生的特性（班级、学号等）。同时，每一个对象还定义了额外的特性使得他们与众不同。例如小明的数学比较好，小红的性格惹人喜爱；小李的力气比较大。继承是使用已存在的类的定义作为基础建立新类的技术，新类的定义可以增加新的数据或新的功能，也可以用父类的功能，但不能选择性地继承父类。通过使用继承，可以快速地创建新的类，可以提高代码的重用性，程序的可维护性，节省大量创建新类的时间 ，提高我们的开发效率。
关于继承如下 3 点请记住：
- 子类拥有父类对象所有的属性和方法（包括私有属性和私有方法），但是父类中的私有属性和方法子类是无法访问，只是拥有。
- 子类可以拥有自己属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
- 子类可以用自己的方式实现父类的方法。（重写）。
Java为什么是单继承，为什么不能多继承？
首先，Java是单继承的，指的是Java中一个类只能有一个直接的父类。Java不能多继承，是说Java中一个类不能直接继承多个父类。
其次，Java在设计时借鉴了C++的语法，而C++是支持多继承的。Java语言之所以摒弃了多继承的这项特征，是因为多继承容易产生混淆。比如，两个父类中包含相同的方法时，子类在调用该方法或重写该方法时就会迷惑。
准确来说，Java是可以实现”多继承”的。因为尽管一个类只能有一个直接父类，但是却可以有任意多个间接的父类。这样的设计方式，避免了多继承时所产生的混淆。多态
面试|如何理解Java中的多态
多态，顾名思义，表示一个对象具有多种的状态。具体表现为父类的引用指向子类的实例。
简单点说，多态就是把做什么和怎么做分开了；其中，做什么是指调用的哪个方法，我是去吃饭(方法a)还是去睡觉(方法b)，怎么做是指实现方案，如果我选择吃饭，那么我是吃米饭还是吃面条，”分开了“则是指两件事不在同一时间确定。说的学术点，多态就是父类的引用指向子类的对象。这样做的好处就是可以消除类型之间的耦合关系。
多态的特点:
- 对象类型和引用类型之间具有继承（类）/实现（接口）的关系；
- 引用类型变量发出的方法调用的到底是哪个类中的方法，必须在程序运行期间才能确定；
- 多态不能调用“只在子类存在但在父类不存在”的方法；
- 如果子类重写了父类的方法，真正执行的是子类覆盖的方法，如果子类没有覆盖父类的方法，执行的是父类的方法。
说一说你对多态的理解
因为子类其实是一种特殊的父类，因此Java允许把一个子类对象直接赋给一个父类引用变量，无须任何类型转换，或者被称为向上转型，向上转型由系统自动完成。
当把一个子类对象直接赋给父类引用变量时，例如BaseClass obj = new SubClass();，这个obj引用变量的编译时类型是BaseClass，而运行时类型是SubClass，当运行时调用该引用变量的方法时，其方法行为总是表现出子类方法的行为特征，而不是父类方法的行为特征，这就可能出现：相同类型的变量、调用同一个方法时呈现出多种不同的行为特征，这就是多态。
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多态可以提高程序的可扩展性，在设计程序时让代码更加简洁而优雅。
例如我要设计一个司机类，他可以开轿车、巴士、卡车等等，示例代码如下：
在设计上述代码时，我已采用了重载机制，将方法名进行了统一。这样在进行调用时，无论要开什么交通工具，都是通过class Driver { void drive(Car car) { ... } void drive(Bus bus) { ... } void drive(Truck truck) { ... } }driver.drive(obj)这样的方式来调用，对调用者足够的友好。
但对于程序的开发者来说，这显得繁琐，因为实际上这个司机可以驾驶更多的交通工具。当系统需要为这个司机增加车型时，开发者就需要相应的增加driver方法，类似的代码会堆积的越来越多，显得臃肿。
采用多态的方式来设计上述程序，就会变得简洁很多。我们可以为所有的交通工具定义一个父类Vehicle，然后按照如下的方式设计drive方法。调用时，我们可以传入Vehicle类型的实例，也可以传入任意的Vechile子类型的实例，对于调用者来说一样的方便，但对于开发者来说，代码却变得十分的简洁了。class Driver { void drive(Vehicle vehicle) { ... } }Java中的多态是怎么实现的？
多态的实现离不开继承，在设计程序时，我们可以将参数的类型定义为父类型。在调用程序时，则可以根据实际情况，传入该父类型的某个子类型的实例，这样就实现了多态。对于父类型，可以有三种形式，即普通的类、抽象类、接口。对于子类型，则要根据它自身的特征，重写父类的某些方法，或实现抽象类/接口的某些抽象方法。3. 修饰符
在一个静态方法内调用一个非静态成员为什么是非法的?
由于静态方法可以不通过对象进行调用，因此在静态方法里，不能调用其他非静态变量，也不可以访问非静态变量成员。
静态方法和实例方法有何不同
- 在外部调用静态方法时，可以使用”类名.方法名”的方式，也可以使用”对象名.方法名”的方式。而实例方法只有后面这种方式。也就是说，调用静态方法可以无需创建对象。
- 静态方法在访问本类的成员时，只允许访问静态成员（即静态成员变量和静态方法），而不允许访问实例成员变量和实例方法；实例方法则无此限制。
4. Object类
介绍一下Object类中的方法
Object类提供了如下几个常用方法：
Class<?> getClass()：返回该对象的运行时类。boolean equals(Object obj)：判断指定对象与该对象是否相等。int hashCode()：返回该对象的hashCode值。在默认情况下，Object类的hashCode()方法根据该对象的地址来计算。但很多类都重写了Object类的hashCode()方法，不再根据地址来计算其hashCode()方法值。String toString()：返回该对象的字符串表示，当程序使用System.out.println()方法输出一个对象，或者把某个对象和字符串进行连接运算时，系统会自动调用该对象的toString()方法返回该对象的字符串表示。Object类的toString()方法返回运行时类名@十六进制hashCode值格式的字符串，但很多类都重写了Object类的toString()方法，用于返回可以表述该对象信息的字符串。
另外，Object类还提供了wait()、notify()、notifyAll()这几个方法，通过这几个方法可以控制线程的暂停和运行。Object类还提供了一个clone()方法，该方法用于帮助其他对象来实现“自我克隆”，所谓“自我克隆”就是得到一个当前对象的副本，而且二者之间完全隔离。由于该方法使用了protected修饰，因此它只能被子类重写或调用。
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Object类还提供了一个finalize()方法，当系统中没有引用变量引用到该对象时，垃圾回收器调用此方法来清理该对象的资源。并且，针对某一个对象，垃圾回收器最多只会调用它的finalize()方法一次。
注意，finalize()方法何时调用、是否调用都是不确定的，我们也不要主动调用finalize()方法。从JDK9开始，这个方法被标记为不推荐使用的方法。
Object 类是一个特殊的类，是所有类的父类。它主要提供了以下 11 个方法：
public final native Class<?> getClass()//native方法，用于返回当前运行时对象的Class对象，使用了final关键字修饰，故不允许子类重写。
public native int hashCode() //native方法，用于返回对象的哈希码，主要使用在哈希表中，比如JDK中的HashMap。
public boolean equals(Object obj) //用于比较2个对象的内存地址是否相等，String类对该方法进行了重写用户比较字符串的值是否相等。
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException //naitive方法，用于创建并返回当前对象的一份拷贝。一般情况下，对于任何对象 x，表达式 x.clone() != x 为true，x.clone().getClass() == x.getClass() 为true。Object本身没有实现Cloneable接口，所以不重写clone方法并且进行调用的话会发生CloneNotSupportedException异常。
public String toString() //返回类的名字@实例的哈希码的16进制的字符串。建议Object所有的子类都重写这个方法。
public final native void notify() //native方法，并且不能重写。唤醒一个在此对象监视器上等待的线程(监视器相当于就是锁的概念)。如果有多个线程在等待只会任意唤醒一个。
public final native void notifyAll() //native方法，并且不能重写。跟notify一样，唯一的区别就是会唤醒在此对象监视器上等待的所有线程，而不是一个线程。
public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException //native方法，并且不能重写。暂停线程的执行。注意：sleep方法没有释放锁，而wait方法释放了锁 。timeout是等待时间。
public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException //多了nanos参数，这个参数表示额外时间（以毫微秒为单位，范围是 0-999999）。 所以超时的时间还需要加上nanos毫秒。
public final void wait() throws InterruptedException //跟之前的2个wait方法一样，只不过该方法一直等待，没有超时时间这个概念
protected void finalize() throws Throwable { } //实例被垃圾回收器回收的时候触发的操作
https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3324958.html)
说一说hashCode()和equals()的关系
hashCode()用于获取哈希码（散列码），eauqls()用于比较两个对象是否相等，它们应遵守如下规定：
- 如果两个对象相等，则它们必须有相同的哈希码。
- 如果两个对象有相同的哈希码，则它们未必相等。
扩展阅读
在Java中，Set接口代表无序的、元素不可重复的集合，HashSet则是Set接口的典型实现。
当向HashSet中加入一个元素时，它需要判断集合中是否已经包含了这个元素，从而避免重复存储。由于这个判断十分的频繁，所以要讲求效率，绝不能采用遍历集合逐个元素进行比较的方式。实际上，HashSet是通过获取对象的哈希码，以及调用对象的equals()方法来解决这个判断问题的。
HashSet首先会调用对象的hashCode()方法获取其哈希码，并通过哈希码确定该对象在集合中存放的位置。假设这个位置之前已经存了一个对象，则HashSet会调用equals()对两个对象进行比较。若相等则说明对象重复，此时不会保存新加的对象。若不等说明对象不重复，但是它们存储的位置发生了碰撞，此时HashSet会采用链式结构在同一位置保存多个对象，即将新加对象链接到原来对象的之后。之后，再有新添加对象也映射到这个位置时，就需要与这个位置中所有的对象进行equals()比较，若均不相等则将其链到最后一个对象之后。
为什么要重写hashCode()和equals()？
- 为什么重写equals()：Object类提供的equals()方法默认是用
==来进行比较的，也就是说只有两个对象是同一个对象时，才能返回相等的结果。而实际的业务中，我们通常的需求是，若两个不同的对象它们的内容是相同的，就认为它们相等。鉴于这种情况，Object类中equals()方法的默认实现是没有实用价值的，所以通常都要重写。 - 为什么重写hashCode()：由于hashCode()与equals()具有联动关系（参考“说一说hashCode()和equals()的关系”一题），所以equals()方法重写时，通常也要将hashCode()进行重写，使得这两个方法始终满足相关的约定。
==和equals()有什么区别？
==运算符：
- 作用于基本数据类型时，是比较两个数值是否相等；
- 作用于引用数据类型时，是比较两个对象的内存地址是否相同，即判断它们是否为同一个对象；
equals()方法：
- 没有重写时，Object默认以
==来实现，即比较两个对象的内存地址是否相同； 进行重写后，一般会按照对象的内容来进行比较，若两个对象内容相同则认为对象相等，否则认为对象不等。
5. String类
String类有哪些方法？
String类是Java最常用的API，它包含了大量处理字符串的方法，比较常用的有：
char charAt(int index)：返回指定索引处的字符；String substring(int beginIndex, int endIndex)：从此字符串中截取出一部分子字符串；String[] split(String regex)：以指定的规则将此字符串分割成数组；String trim()：删除字符串前导和后置的空格；int indexOf(String str)：返回子串在此字符串首次出现的索引；int lastIndexOf(String str)：返回子串在此字符串最后出现的索引；boolean startsWith(String prefix)：判断此字符串是否以指定的前缀开头；boolean endsWith(String suffix)：判断此字符串是否以指定的后缀结尾；String toUpperCase()：将此字符串中所有的字符大写；String toLowerCase()：将此字符串中所有的字符小写；String replaceFirst(String regex, String replacement)：用指定字符串替换第一个匹配的子串；String replaceAll(String regex, String replacement)：用指定字符串替换所有的匹配的子串。
注意事项
String类的方法太多了，你没必要都记下来，更不需要一一列举。面试时能说出一些常用的方法，表现出对这个类足够的熟悉就可以了。另外，建议你挑几个方法仔细看看源码实现，面试时可以重点说这几个方法。
String可以被继承吗？
String类由final修饰，所以不能被继承。
在Java中，String类被设计为不可变类，主要表现在它保存字符串的成员变量是final的。
- Java 9之前字符串采用char[]数组来保存字符，即
private final char[] value； - Java 9做了改进，采用byte[]数组来保存字符，即
private final byte[] value；
String 为什么设计成不可变的?
之所以要把String类设计为不可变类，主要是出于安全和性能的考虑，可归纳为如下4点。
- 安全不被篡改：由于字符串无论在任何 Java 系统中都广泛使用，会用来存储敏感信息，如账号，密码，网络路径，文件处理等场景里，保证字符串 String 类的安全性就尤为重要了，如果字符串是可变的，容易被篡改，那我们就无法保证使用字符串进行操作时，它是安全的，很有可能出现 SQL 注入，访问危险文件等操作。
- 线程安全：在多线程中，只有不变的对象和值是线程安全的，可以在多个线程中共享数据。由于 String 天然的不可变，当一个线程“修改”了字符串的值，只会产生一个新的字符串对象，不会对其他线程的访问产生副作用，访问的都是同样的字符串数据，不需要任何同步操作。
- 避免重复计算hashcode提高性能：字符串作为基础的数据结构，大量地应用在一些集合容器之中，尤其是一些散列集合，在散列集合中，存放元素都要根据对象的
hashCode()方法来确定元素的位置。由于字符串hashcode属性不会变更，保证了唯一性，使得类似 HashMap，HashSet 等容器才能实现相应的缓存功能。由于 String 的不可变，避免重复计算hashcode，只要使用缓存的hashcode即可，这样一来大大提高了在散列集合中使用 String 对象的性能。 - 节省堆内存：当字符串不可变时，字符串常量池才有意义。字符串常量池的出现，可以减少创建相同字面量的字符串，让不同的引用指向池中同一个字符串，为运行时节约很多的堆内存。若字符串可变，字符串常量池失去意义，也将会导致各种逻辑错误，基于常量池的
String.intern()方法也失效，每次创建新的字符串将在堆内开辟出新的空间，占据更多的内存。
因为要保证String类的不可变，那么将这个类定义为final的就很容易理解了。如果没有final修饰，那么就会存在String的子类，这些子类可以重写String类的方法，强行改变字符串的值，这便违背了String类设计的初衷。
String、StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么?
(1) 可变性
简单的来说：String 类中使用 final 关键字修饰字符数组来保存字符串，private final char value[]，所以String 对象是不可变的。
补充（来自issue 675）：在 Java 9 之后，String 、StringBuilder 与 StringBuffer 的实现改用 byte 数组存储字符串 private final byte[] value
而 StringBuilder 与 StringBuffer 都继承自 AbstractStringBuilder 类，在 AbstractStringBuilder 中也是使用字符数组保存字符串char[]value 但是没有用 final 关键字修饰，所以这两种对象都是可变的。
StringBuilder 与 StringBuffer 的构造方法都是调用父类构造方法也就是AbstractStringBuilder 实现的，大家可以自行查阅源码。
AbstractStringBuilder.java
abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
/**
* The value is used for character storage.
*/
char[] value;
/**
* The count is the number of characters used.
*/
int count;
AbstractStringBuilder(int capacity) {
value = new char[capacity];
}
}
(2) 线程安全性
String 中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。AbstractStringBuilder 是 StringBuilder 与 StringBuffer 的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如 expandCapacity、append、insert、indexOf 等公共方法。StringBuffer 对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。StringBuilder 并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。
(3) 性能
每次对 String 类型进行改变的时候，都会生成一个新的 String 对象，然后将指针指向新的 String 对象。StringBuffer 每次都会对 StringBuffer 对象本身进行操作，而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用 StringBuilder 相比使用 StringBuffer 仅能获得 10%~15% 左右的性能提升，但却要冒多线程不安全的风险。
对于三者使用的总结：
- 操作少量的数据: 适用 String
- 单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuilder
- 多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据: 适用 StringBuffer
使用字符串时，new和””推荐使用哪种方式？
先看看"hello"和new String("hello")的区别：
- 当Java程序直接使用
"hello"的字符串直接量时，JVM将会使用常量池来管理这个字符串； - 当使用
new String("hello")时，JVM会先使用常量池来管理"hello"直接量，再调用String类的构造器来创建一个新的String对象，新创建的String对象被保存在堆内存中。（共创建两个对象）
显然，采用new的方式会多创建一个对象出来，会占用更多的内存，所以一般建议使用直接量的方式创建字符串。
说一说你对字符串拼接的理解
拼接字符串有很多种方式，其中最常用的有4种，下面列举了这4种方式各自适合的场景。
+运算符：如果拼接的都是字符串直接量，则适合使用+运算符实现拼接；- StringBuilder：如果拼接的字符串中包含变量，并不要求线程安全，则适合使用StringBuilder；
- StringBuffer：如果拼接的字符串中包含变量，并且要求线程安全，则适合使用StringBuffer；
- String类的concat方法：如果只是对两个字符串进行拼接，并且包含变量，则适合使用concat方法；
（1）采用 **+** 运算符拼接字符串时：
- 如果拼接的都是字符串直接量，则在编译时编译器会将其直接优化为一个完整的字符串，和你直接写一个完整的字符串是一样的，所以效率非常的高。
- 如果拼接的字符串中包含变量，则在编译时编译器采用StringBuilder对其进行优化，即自动创建StringBuilder实例并调用其append()方法，将这些字符串拼接在一起，效率也很高。但如果这个拼接操作是在循环中进行的，那么每次循环编译器都会创建一个StringBuilder实例，再去拼接字符串，相当于执行了
new StringBuilder().append(str)，所以此时效率很低。
（2）采用StringBuilder/StringBuffer拼接字符串时：
- StringBuilder/StringBuffer都有字符串缓冲区，缓冲区的容量在创建对象时确定，并且默认为16。当拼接的字符串超过缓冲区的容量时，会触发缓冲区的扩容机制，即缓冲区加倍。
- 缓冲区频繁的扩容会降低拼接的性能，所以如果能提前预估最终字符串的长度，则建议在创建可变字符串对象时，放弃使用默认的容量，可以指定缓冲区的容量为预估的字符串的长度。
（3）采用String类的concat方法拼接字符串时：
- concat方法的拼接逻辑是，先创建一个足以容纳待拼接的两个字符串的字节数组，然后先后将两个字符串拼到这个数组里，最后将此数组转换为字符串。
在拼接大量字符串的时候，concat方法的效率低于StringBuilder。但是只拼接2个字符串时，concat方法的效率要优于StringBuilder。并且这种拼接方式代码简洁，所以只拼2个字符串时建议优先选择concat方法。
两个字符串相加的底层是如何实现的？
如果拼接的都是字符串直接量，则在编译时编译器会将其直接优化为一个完整的字符串，和你直接写一个完整的字符串是一样的。
- 如果拼接的字符串中包含变量，则在编译时编译器采用StringBuilder对其进行优化，即自动创建StringBuilder实例并调用其append()方法，将这些字符串拼接在一起。
String a = "abc"; ，说一下这个过程会创建什么，放在哪里？
JVM会使用常量池来管理字符串直接量。在执行这句话时，JVM会先检查常量池中是否已经存有”abc”，若没有则将”abc”存入常量池，否则就复用常量池中已有的”abc”，将其引用赋值给变量a。
new String("abc") 是去了哪里，仅仅是在堆里面吗？
在执行这句话时，JVM会先使用常量池来管理字符串直接量，即将”abc”存入常量池。然后再创建一个新的String对象，这个对象会被保存在堆内存中。并且，堆中对象的数据会指向常量池中的直接量。
Java 序列化中如果有些字段不想进行序列化，怎么办？
对于不想进行序列化的变量，使用 transient 关键字修饰。
transient 关键字的作用是：阻止实例中那些用此关键字修饰的的变量序列化；当对象被反序列化时，被 transient 修饰的变量值不会被持久化和恢复。transient 只能修饰变量，不能修饰类和方法。
获取用键盘输入常用的两种方法
方法 1：通过 Scanner
Scanner input = new Scanner(System.in);
String s = input.nextLine();
input.close();
方法 2：通过 BufferedReader
BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String s = input.readLine();
6. 接口
接口和抽象类有什么区别？
(1) 从设计目的上来说，二者有如下的区别：
- 接口体现的是一种规范。对于接口的实现者而言，接口规定了实现者必须向外提供哪些服务；对于接口的调用者而言，接口规定了调用者可以调用哪些服务，以及如何调用这些服务。当在一个程序中使用接口时，接口是多个模块间的耦合标准；当在多个应用程序之间使用接口时，接口是多个程序之间的通信标准。
- 抽象类体现的是一种模板式设计。抽象类作为多个子类的抽象父类，可以被当成系统实现过程中的中间产品，这个中间产品已经实现了系统的部分功能，但这个产品依然不能当成最终产品，必须有更进一步的完善，这种完善可能有几种不同方式。
(2) 从使用方式上来说，二者有如下的区别：
- 方法：接口里只能包含抽象方法、静态方法、默认方法和私有方法，不能为普通方法提供方法实现；抽象类则完全可以包含普通方法的方法实现。
- 变量：接口里只能定义静态常量，不能定义普通成员变量；抽象类里则既可以定义普通成员变量，也可以定义静态常量。
- 构造器：接口里不包含构造器；抽象类里可以包含构造器，抽象类里的构造器并不是用于创建对象，而是让其子类调用这些构造器来完成属于抽象类的初始化操作。
- 初始化块：接口里不能包含初始化块；但抽象类则完全可以包含初始化块。
- 单继承：一个类最多只能有一个直接父类，包括抽象类；但一个类可以直接实现多个接口，通过实现多个接口可以弥补Java单继承的不足。
- 方法实现：抽象类的子类不一定必须实现所有抽象方法，不过如果仍含有抽象方法需要将子类也标记为抽象类。接口的实现类需要实现全部方法。
扩展阅读
接口和抽象类很像，它们都具有如下共同的特征：
- 接口和抽象类都不能被实例化，它们都位于继承树的顶端，用于被其他类实现和继承。
- 接口和抽象类都可以包含抽象方法，实现接口或继承抽象类的普通子类都必须实现这些抽象方法。
接口中可以有构造函数吗？
由于接口定义的是一种规范，因此接口里不能包含构造器和初始化块定义。接口里可以包含成员变量（只能是静态常量）、方法（只能是抽象实例方法、类方法、默认方法或私有方法）、内部类（包括内部接口、枚举）定义。
谈谈你对面向接口编程的理解
接口体现的是一种规范和实现分离的设计哲学，充分利用接口可以极好地降低程序各模块之间的耦合，从而提高系统的可扩展性和可维护性。基于这种原则，很多软件架构设计理论都倡导“面向接口”编程，而不是面向实现类编程，希望通过面向接口编程来降低程序的耦合。
三、Java 核心技术
1. 反射机制
何为反射？
如果说大家研究过框架的底层原理或者咱们自己写过框架的话，一定对反射这个概念不陌生。
反射之所以被称为框架的灵魂，主要是因为它赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力。
通过反射你可以获取任意一个类的所有属性和方法，你还可以调用这些方法和属性。
反射机制优缺点
优点 ： 可以让咱们的代码更加灵活、为各种框架提供开箱即用的功能提供了便利
缺点 ：让我们在运行时有了分析操作类的能力，这同样也增加了安全问题。比如可以无视泛型参数的安全检查（泛型参数的安全检查发生在编译时）。另外，反射的性能也要稍差点，不过，对于框架来说实际是影响不大的。Java Reflection: Why is it so slow?
反射的应用场景
像咱们平时大部分时候都是在写业务代码，很少会接触到直接使用反射机制的场景。
但是，这并不代表反射没有用。相反，正是因为反射，你才能这么轻松地使用各种框架。像 Spring/Spring Boot、MyBatis 等等框架中都大量使用了反射机制。
这些框架中也大量使用了动态代理，而动态代理的实现也依赖反射。
比如下面是通过 JDK 实现动态代理的示例代码，其中就使用了反射类 Method 来调用指定的方法。
public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler {
/**
* 代理类中的真实对象
*/
private final Object target;
public DebugInvocationHandler(Object target) {
this.target = target;
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
System.out.println("before method " + method.getName());
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println("after method " + method.getName());
return result;
}
}
另外，像 Java 中的一大利器 注解 的实现也用到了反射。
为什么你使用 Spring 的时候 ，一个@Component注解就声明了一个类为 Spring Bean 呢？为什么你通过一个 @Value注解就读取到配置文件中的值呢？究竟是怎么起作用的呢？
这些都是因为你可以基于反射分析类，然后获取到类/属性/方法/方法的参数上的注解。你获取到注解之后，就可以做进一步的处理。
2. 异常
Java 异常类层次结构图
在 Java 中，所有的异常都有一个共同的祖先 java.lang 包中的 Throwable 类。Throwable 类有两个重要的子类 Exception（异常）和 Error（错误）。Exception 能被程序本身处理(try-catch)， Error 是无法处理的(只能尽量避免)。
Exception 和 Error 二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。
**Exception**:程序本身可以处理的异常，可以通过catch来进行捕获。Exception又可以分为 受检查异常(必须处理) 和 不受检查异常(可以不处理)。**Error**：Error属于程序无法处理的错误 ，我们没办法通过catch来进行捕获 。例如，Java 虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、虚拟机内存不够错误(OutOfMemoryError)、类定义错误（NoClassDefFoundError）等 。这些异常发生时，Java 虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。
受检查异常
Java 代码在编译过程中，如果受检查异常没有被 catch/throw 处理的话，就没办法通过编译 。比如下面这段 IO 操作的代码。
除了RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类都属于受检查异常 。常见的受检查异常有： IO 相关的异常、ClassNotFoundException 、SQLException…。
不受检查异常
Java 代码在编译过程中 ，我们即使不处理不受检查异常也可以正常通过编译。
RuntimeException 及其子类都统称为非受检查异常，例如：NullPointerException、NumberFormatException（字符串转换为数字）、ArrayIndexOutOfBoundsException（数组越界）、ClassCastException（类型转换错误）、ArithmeticException（算术错误）等。
Throwable 类常用方法
**public string getMessage()**:返回异常发生时的简要描述**public string toString()**:返回异常发生时的详细信息**public string getLocalizedMessage()**:返回异常对象的本地化信息。使用Throwable的子类覆盖这个方法，可以生成本地化信息。如果子类没有覆盖该方法，则该方法返回的信息与getMessage（）返回的结果相同**public void printStackTrace()**:在控制台上打印Throwable对象封装的异常信息
try-catch-finally
**try**块： 用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块，如果没有catch块，则必须跟一个finally块。**catch**块： 用于处理 try 捕获到的异常。**finally**块： 无论是否捕获或处理异常，finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时，finally语句块将在方法返回之前被执行。
在以下 3 种特殊情况下，**finally** 块不会被执行：
- 在
try或finally块中用了System.exit(int)退出程序。但是，如果System.exit(int)在异常语句之后，finally还是会被执行 - 程序所在的线程死亡。
- 关闭 CPU。
下面这部分内容来自 issue:https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/190。
注意： 当 try 语句和 finally 语句中都有 return 语句时，在方法返回之前，finally 语句的内容将被执行，并且 finally 语句的返回值将会覆盖原始的返回值。如下：
public class Test {
public static int f(int value) {
try {
return value * value;
} finally {
if (value == 2) {
return 0;
}
}
}
}
如果调用 f(2)，返回值将是 0，因为 finally 语句的返回值覆盖了 try 语句块的返回值。
使用 try-with-resources 来代替try-catch-finally
- 适用范围（资源的定义）： 任何实现
java.lang.AutoCloseable或者java.io.Closeable的对象 - 关闭资源和 final 的执行顺序： 在
try-with-resources语句中，任何 catch 或 finally 块在声明的资源关闭后运行
《Effecitve Java》中明确指出：
面对必须要关闭的资源，我们总是应该优先使用
try-with-resources而不是try-finally。随之产生的代码更简短，更清晰，产生的异常对我们也更有用。try-with-resources语句让我们更容易编写必须要关闭的资源的代码，若采用try-finally则几乎做不到这点。
Java 中类似于InputStream、OutputStream 、Scanner 、PrintWriter等的资源都需要我们调用close()方法来手动关闭，一般情况下我们都是通过try-catch-finally语句来实现这个需求，如下：
//读取文本文件的内容
Scanner scanner = null;
try {
scanner = new Scanner(new File("D://read.txt"));
while (scanner.hasNext()) {
System.out.println(scanner.nextLine());
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (scanner != null) {
scanner.close();
}
}
使用 Java 7 之后的 try-with-resources 语句改造上面的代码:
try (Scanner scanner = new Scanner(new File("test.txt"))) {
while (scanner.hasNext()) {
System.out.println(scanner.nextLine());
}
} catch (FileNotFoundException fnfe) {
fnfe.printStackTrace();
}
当然多个资源需要关闭的时候，使用 try-with-resources 实现起来也非常简单，如果你还是用try-catch-finally可能会带来很多问题。
通过使用分号分隔，可以在try-with-resources块中声明多个资源。
try (BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("test.txt")));
BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("out.txt")))) {
int b;
while ((b = bin.read()) != -1) {
bout.write(b);
}
}
catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
3. 多线程
简述线程、程序、进程的基本概念。以及他们之间关系是什么?
线程与进程相似，但线程是一个比进程更小的执行单位。一个进程在其执行的过程中可以产生多个线程。与进程不同的是同类的多个线程共享同一块内存空间和一组系统资源，所以系统在产生一个线程，或是在各个线程之间作切换工作时，负担要比进程小得多，也正因为如此，线程也被称为轻量级进程。
程序是含有指令和数据的文件，被存储在磁盘或其他的数据存储设备中，也就是说程序是静态的代码。
进程是程序的一次执行过程，是系统运行程序的基本单位，因此进程是动态的。系统运行一个程序即是一个进程从创建，运行到消亡的过程。简单来说，一个进程就是一个执行中的程序，它在计算机中一个指令接着一个指令地执行着，同时，每个进程还占有某些系统资源如 CPU 时间，内存空间，文件，输入输出设备的使用权等等。换句话说，当程序在执行时，将会被操作系统载入内存中。
线程是进程划分成的更小的运行单位。线程和进程最大的不同在于基本上各进程是独立的，而各线程则不一定，因为同一进程中的线程极有可能会相互影响。从另一角度来说，进程属于操作系统的范畴，主要是同一段时间内，可以同时执行一个以上的程序，而线程则是在同一程序内几乎同时执行一个以上的程序段。
线程有哪些基本状态?
Java 线程在运行的生命周期中的指定时刻只可能处于下面 6 种不同状态的其中一个状态（图源《Java 并发编程艺术》4.1.4 节）。
线程在生命周期中并不是固定处于某一个状态而是随着代码的执行在不同状态之间切换。Java 线程状态变迁如下图所示（图源《Java 并发编程艺术》4.1.4 节）：
由上图可以看出：
线程创建之后它将处于 NEW（新建） 状态，调用 start() 方法后开始运行，线程这时候处于 READY（可运行） 状态。可运行状态的线程获得了 cpu 时间片（timeslice）后就处于 RUNNING（运行） 状态。
操作系统隐藏 Java 虚拟机（JVM）中的 READY 和 RUNNING 状态，它只能看到 RUNNABLE 状态（图源：HowToDoInJava：Java Thread Life Cycle and Thread States），所以 Java 系统一般将这两个状态统称为 RUNNABLE（运行中） 状态 。
当线程执行 wait()方法之后，线程进入 WAITING（等待） 状态。进入等待状态的线程需要依靠其他线程的通知才能够返回到运行状态，而 TIME_WAITING(超时等待) 状态相当于在等待状态的基础上增加了超时限制，比如通过 sleep（long millis）方法或 wait（long millis）方法可以将 Java 线程置于 TIMED WAITING 状态。当超时时间到达后 Java 线程将会返回到 RUNNABLE 状态。当线程调用同步方法时，在没有获取到锁的情况下，线程将会进入到 BLOCKED（阻塞） 状态。线程在执行 Runnable 的run()方法之后将会进入到 TERMINATED（终止） 状态。
4. 文件与 I\O 流
Java 中 IO 流分为几种?
- 按照流的流向分，可以分为输入流和输出流；
- 按照操作单元划分，可以划分为字节流和字符流；
- 按照流的角色划分为节点流和处理流。
Java Io 流共涉及 40 多个类，这些类看上去很杂乱，但实际上很有规则，而且彼此之间存在非常紧密的联系， Java I0 流的 40 多个类都是从如下 4 个抽象类基类中派生出来的。
- InputStream/Reader: 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。
- OutputStream/Writer: 所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。
按操作方式分类结构图：
按操作对象分类结构图：
既然有了字节流,为什么还要有字符流?
问题本质想问：不管是文件读写还是网络发送接收，信息的最小存储单元都是字节，那为什么 I/O 流操作要分为字节流操作和字符流操作呢？
回答：字符流是由 Java 虚拟机将字节转换得到的，问题就出在这个过程还算是非常耗时，并且，如果我们不知道编码类型就很容易出现乱码问题。所以， I/O 流就干脆提供了一个直接操作字符的接口，方便我们平时对字符进行流操作。如果音频文件、图片等媒体文件用字节流比较好，如果涉及到字符的话使用字符流比较好。
BIO,NIO,AIO 有什么区别?
京东数科二面：常见的 IO 模型有哪些？Java 中的 BIO、NIO、AIO 有啥区别？)
- BIO (Blocking I/O): 同步阻塞 I/O 模式，数据的读取写入必须阻塞在一个线程内等待其完成。在活动连接数不是特别高（小于单机 1000）的情况下，这种模型是比较不错的，可以让每一个连接专注于自己的 I/O 并且编程模型简单，也不用过多考虑系统的过载、限流等问题。线程池本身就是一个天然的漏斗，可以缓冲一些系统处理不了的连接或请求。但是，当面对十万甚至百万级连接的时候，传统的 BIO 模型是无能为力的。因此，我们需要一种更高效的 I/O 处理模型来应对更高的并发量。
- NIO (Non-blocking/New I/O): NIO 是一种同步非阻塞的 I/O 模型，在 Java 1.4 中引入了 NIO 框架，对应 java.nio 包，提供了 Channel , Selector，Buffer 等抽象。NIO 中的 N 可以理解为 Non-blocking，不单纯是 New。它支持面向缓冲的，基于通道的 I/O 操作方法。 NIO 提供了与传统 BIO 模型中的
Socket和ServerSocket相对应的SocketChannel和ServerSocketChannel两种不同的套接字通道实现,两种通道都支持阻塞和非阻塞两种模式。阻塞模式使用就像传统中的支持一样，比较简单，但是性能和可靠性都不好；非阻塞模式正好与之相反。对于低负载、低并发的应用程序，可以使用同步阻塞 I/O 来提升开发速率和更好的维护性；对于高负载、高并发的（网络）应用，应使用 NIO 的非阻塞模式来开发 - AIO (Asynchronous I/O): AIO 也就是 NIO 2。在 Java 7 中引入了 NIO 的改进版 NIO 2,它是异步非阻塞的 IO 模型。异步 IO 是基于事件和回调机制实现的，也就是应用操作之后会直接返回，不会堵塞在那里，当后台处理完成，操作系统会通知相应的线程进行后续的操作。AIO 是异步 IO 的缩写，虽然 NIO 在网络操作中，提供了非阻塞的方法，但是 NIO 的 IO 行为还是同步的。对于 NIO 来说，我们的业务线程是在 IO 操作准备好时，得到通知，接着就由这个线程自行进行 IO 操作，IO 操作本身是同步的。查阅网上相关资料，我发现就目前来说 AIO 的应用还不是很广泛，Netty 之前也尝试使用过 AIO，不过又放弃了。
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