2019年最新Java面試題整合

更新時間：2019-12-10 10:37:21 來源：動力節(jié)點瀏覽2701次

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　　List、Set、Map是否繼承自Collection接口?

　　答：List、Set 是，Map 不是。Map是鍵值對映射容器，與List和Set有明顯的區(qū)別，而Set存儲的零散的元素且不允許有重復(fù)元素(數(shù)學(xué)中的集合也是如此)，List是線性結(jié)構(gòu)的容器，適用于按數(shù)值索引訪問元素的情形。

　　闡述ArrayList、Vector、LinkedList的存儲性能和特性。

　　答：ArrayList 和Vector都是使用數(shù)組方式存儲數(shù)據(jù)，此數(shù)組元素數(shù)大于實際存儲的數(shù)據(jù)以便增加和插入元素，它們都允許直接按序號索引元素，但是插入元素要涉及數(shù)組元素移動等內(nèi)存操作，所以索引數(shù)據(jù)快而插入數(shù)據(jù)慢，Vector中的方法由于添加了synchronized修飾，因此Vector是線程安全的容器，但性能上較ArrayList差，因此已經(jīng)是Java中的遺留容器。LinkedList使用雙向鏈表實現(xiàn)存儲(將內(nèi)存中零散的內(nèi)存單元通過附加的引用關(guān)聯(lián)起來，形成一個可以按序號索引的線性結(jié)構(gòu)，這種鏈?zhǔn)酱鎯Ψ绞脚c數(shù)組的連續(xù)存儲方式相比，內(nèi)存的利用率更高)，按序號索引數(shù)據(jù)需要進(jìn)行前向或后向遍歷，但是插入數(shù)據(jù)時只需要記錄本項的前后項即可，所以插入速度較快。Vector屬于遺留容器(Java早期的版本中提供的容器，除此之外，Hashtable、Dictionary、BitSet、Stack、Properties都是遺留容器)，已經(jīng)不推薦使用，但是由于ArrayList和LinkedListed都是非線程安全的，如果遇到多個線程操作同一個容器的場景，則可以通過工具類Collections中的synchronizedList方法將其轉(zhuǎn)換成線程安全的容器后再使用(這是對裝潢模式的應(yīng)用，將已有對象傳入另一個類的構(gòu)造器中創(chuàng)建新的對象來增強(qiáng)實現(xiàn))。

　　補(bǔ)充：遺留容器中的Properties類和Stack類在設(shè)計上有嚴(yán)重的問題，Properties是一個鍵和值都是字符串的特殊的鍵值對映射，在設(shè)計上應(yīng)該是關(guān)聯(lián)一個Hashtable并將其兩個泛型參數(shù)設(shè)置為String類型，但是Java API中的Properties直接繼承了Hashtable，這很明顯是對繼承的濫用。這里復(fù)用代碼的方式應(yīng)該是Has-A關(guān)系而不是Is-A關(guān)系，另一方面容器都屬于工具類，繼承工具類本身就是一個錯誤的做法，使用工具類最好的方式是Has-A關(guān)系(關(guān)聯(lián))或Use-A關(guān)系(依賴)。同理，Stack類繼承Vector也是不正確的。Sun公司的工程師們也會犯這種低級錯誤，讓人唏噓不已。

　　Collection和Collections的區(qū)別?

　　答：Collection是一個接口，它是Set、List等容器的父接口;Collections是個一個工具類，提供了一系列的靜態(tài)方法來輔助容器操作，這些方法包括對容器的搜索、排序、線程安全化等等。

　　List、Map、Set三個接口存取元素時，各有什么特點?

　　答：List以特定索引來存取元素，可以有重復(fù)元素。Set不能存放重復(fù)元素(用對象的equals()方法來區(qū)分元素是否重復(fù))。Map保存鍵值對(key-value pair)映射，映射關(guān)系可以是一對一或多對一。Set和Map容器都有基于哈希存儲和排序樹的兩種實現(xiàn)版本，基于哈希存儲的版本理論存取時間復(fù)雜度為O(1)，而基于排序樹版本的實現(xiàn)在插入或刪除元素時會按照元素或元素的鍵(key)構(gòu)成排序樹從而達(dá)到排序和去重的效果。

　　TreeMap和TreeSet在排序時如何比較元素?Collections工具類中的sort()方法如何比較元素?

　　答：TreeSet要求存放的對象所屬的類必須實現(xiàn)Comparable接口，該接口提供了比較元素的compareTo()方法，當(dāng)插入元素時會回調(diào)該方法比較元素的大小。TreeMap要求存放的鍵值對映射的鍵必須實現(xiàn)Comparable接口從而根據(jù)鍵對元素進(jìn)行排序。Collections工具類的sort方法有兩種重載的形式，第一種要求傳入的待排序容器中存放的對象比較實現(xiàn)Comparable接口以實現(xiàn)元素的比較;第二種不強(qiáng)制性的要求容器中的元素必須可比較，但是要求傳入第二個參數(shù)，參數(shù)是Comparator接口的子類型(需要重寫compare方法實現(xiàn)元素的比較)，相當(dāng)于一個臨時定義的排序規(guī)則，其實就是通過接口注入比較元素大小的算法，也是對回調(diào)模式的應(yīng)用(Java中對函數(shù)式編程的支持)。

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　　Thread類的sleep()方法和對象的wait()方法都可以讓線程暫停執(zhí)行，它們有什么區(qū)別?

　　答：sleep()方法(休眠)是線程類(Thread)的靜態(tài)方法，調(diào)用此方法會讓當(dāng)前線程暫停執(zhí)行指定的時間，將執(zhí)行機(jī)會(CPU)讓給其他線程，但是對象的鎖依然保持，因此休眠時間結(jié)束后會自動恢復(fù)(線程回到就緒狀態(tài)，請參考第66題中的線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖)。wait()是Object類的方法，調(diào)用對象的wait()方法導(dǎo)致當(dāng)前線程放棄對象的鎖(線程暫停執(zhí)行)，進(jìn)入對象的等待池(wait pool)，只有調(diào)用對象的notify()方法(或notifyAll()方法)時才能喚醒等待池中的線程進(jìn)入等鎖池(lock pool)，如果線程重新獲得對象的鎖就可以進(jìn)入就緒狀態(tài)。

　　補(bǔ)充：可能不少人對什么是進(jìn)程，什么是線程還比較模糊，對于為什么需要多線程編程也不是特別理解。簡單的說：進(jìn)程是具有一定獨立功能的程序關(guān)于某個數(shù)據(jù)集合上的一次運行活動，是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個獨立單位;線程是進(jìn)程的一個實體，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，是比進(jìn)程更小的能獨立運行的基本單位。線程的劃分尺度小于進(jìn)程，這使得多線程程序的并發(fā)性高;進(jìn)程在執(zhí)行時通常擁有獨立的內(nèi)存單元，而線程之間可以共享內(nèi)存。使用多線程的編程通常能夠帶來更好的性能和用戶體驗，但是多線程的程序?qū)τ谄渌绦蚴遣挥押玫?，因為它可能占用了更多的CPU資源。當(dāng)然，也不是線程越多，程序的性能就越好，因為線程之間的調(diào)度和切換也會浪費CPU時間。時下很時髦的Node.js就采用了單線程異步I/O的工作模式。

　　線程的sleep()方法和yield()方法有什么區(qū)別?

　　答：1、sleep()方法給其他線程運行機(jī)會時不考慮線程的優(yōu)先級，因此會給低優(yōu)先級的線程以運行的機(jī)會;yield()方法只會給相同優(yōu)先級或更高優(yōu)先級的線程以運行的機(jī)會;

　　2、線程執(zhí)行sleep()方法后轉(zhuǎn)入阻塞(blocked)狀態(tài)，而執(zhí)行yield()方法后轉(zhuǎn)入就緒(ready)狀態(tài);

　　3、sleep()方法聲明拋出InterruptedException，而yield()方法沒有聲明任何異常;

　　4、sleep()方法比yield()方法(跟操作系統(tǒng)CPU調(diào)度相關(guān))具有更好的可移植性。

　　當(dāng)一個線程進(jìn)入一個對象的synchronized方法A之后，其它線程是否可進(jìn)入此對象的synchronized方法B?

　　答：不能。其它線程只能訪問該對象的非同步方法，同步方法則不能進(jìn)入。因為非靜態(tài)方法上的synchronized修飾符要求執(zhí)行方法時要獲得對象的鎖，如果已經(jīng)進(jìn)入A方法說明對象鎖已經(jīng)被取走，那么試圖進(jìn)入B方法的線程就只能在等鎖池(注意不是等待池哦)中等待對象的鎖。

　　請說出與線程同步以及線程調(diào)度相關(guān)的方法。

　　答：wait()：使一個線程處于等待(阻塞)狀態(tài)，并且釋放所持有的對象的鎖;

　　sleep()：使一個正在運行的線程處于睡眠狀態(tài)，是一個靜態(tài)方法，調(diào)用此方法要處理InterruptedException異常;

　　notify()：喚醒一個處于等待狀態(tài)的線程，當(dāng)然在調(diào)用此方法的時候，并不能確切的喚醒某一個等待狀態(tài)的線程，而是由JVM確定喚醒哪個線程，而且與優(yōu)先級無關(guān);

　　notityAll()：喚醒所有處于等待狀態(tài)的線程，該方法并不是將對象的鎖給所有線程，而是讓它們競爭，只有獲得鎖的線程才能進(jìn)入就緒狀態(tài)。

　　提示：關(guān)于Java多線程和并發(fā)編程的問題，建議大家看我的另一篇文章《關(guān)于Java并發(fā)編程的總結(jié)和思考》。

　　補(bǔ)充：Java 5通過Lock接口提供了顯式的鎖機(jī)制(explicit lock)，增強(qiáng)了靈活性以及對線程的協(xié)調(diào)。Lock接口中定義了加鎖(lock())和解鎖(unlock())的方法，同時還提供了newCondition()方法來產(chǎn)生用于線程之間通信的Condition對象;此外，Java 5還提供了信號量機(jī)制(semaphore)，信號量可以用來限制對某個共享資源進(jìn)行訪問的線程的數(shù)量。在對資源進(jìn)行訪問之前，線程必須得到信號量的許可(調(diào)用Semaphore對象的acquire()方法);在完成對資源的訪問后，線程必須向信號量歸還許可(調(diào)用Semaphore對象的release()方法)。

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