Java基础面试题（总结最全面的面试题！！！）
文章目录
- 什么是Java
- Java 语言有哪些特点?
- 面向对象和面向过程的区别
- 什么是跨平台性？原理是什么
- ==、hashcode和equals
- ==
- equals()
- hashcode
- 为什么要有hashcode
- hashcode和equals的相关规定
- JVM JDK 和 JRE 是什么
- JVM
- JDK和JRE
- Java和C++的区别?
- 基本类型
- 字符型常量和字符串常量的区别?
- 自动装箱与拆箱
- 说说&和&&的区别
- short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有什么错? short s1 = 1; s1 += 1; 有什么错?
- char 型变量中能不能存贮一个中文汉字?为什么?
- 面向对象
- Java 面向对象编程三大特性: 封装 继承 多态
- 封装
- 继承
- 多态
- 构造器 Constructor 是否可被 override?
- 构造方法有哪些特性
- 接口和抽象类的区别是什么？
- 成员变量与局部变量的区别有哪些？
- 重载和重写的区别
- 重载
- 重写
- 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?
- 对象的相等与指向他们的引用相等,两者有什么不同?
- Java值传递
- String
- String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?
- 可变性
- 线程安全性
- 性能
- 对于三者使用的总结：
- 代码示例：
- String A = "123"; String B = new String("123");生成几个对象？
- 关键字
- final
- static
- this
- super
- final, finally, finalize 的区别
- 请说出作用域 public，private，protected
- 异常处理
- Error
- Exception
- 处理
- 图解Throwable
- IO
- 获取用键盘输入常用的两种方法
- Java 中 IO 流分为几种?
- 既然有了字节流,为什么还要有字符流?
- 图解IO
- BIO,NIO,AIO 有什么区别?
- 多线程
- 线程与进程区别
- 多线程应用场景
- 多线程创建方式
- 第一种继承Thread类 重写run方法
- 第二种实现Runnable接口，重写run方法
- 第三种 使用匿名内部类方式
- 使用继承Thread类还是使用实现Runnable接口好呢
- 动线程是使用调用start方法还是run方法
- 多线程运行状态
- 1新建状态
- 2就绪状态
- 3运行状态
- 4阻塞状态
- 5死亡状态
- synchronized是什么
- 反射
- 反射式什么？
- 静态编译和动态编译
- 反射机制优缺点
- 反射的应用场景
- 反射得到的Class对象的三种方式
- 反射机制的怎么在运行中动态获取所有属性和方法
- 私有构成参数使用反射实例化
- 使用反射为类私有属性赋值
什么是Java
- Java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程 。
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；
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、多态性的特性，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。
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执行的二进制机械码。
而面向过程语言大多都是直接编译成机械码在电脑上执行，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。
什么是跨平台性？原理是什么
-
所谓跨平台性，是指java语言编写的程序，一次编译后，可以在多个系统平台上运行。
-
实现原理：Java程序是通过java虚拟机在系统平台上运行的，只要该系统可以安装相应的java虚拟机，该系统就可以运行java程序。
==、hashcode和equals
==
- 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)。
equals()
它的作用也是判断两个对象是否相等。但它一般有两种使用情况：
- 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。
- 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)。
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");
}
}
}
- 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。
hashcode
-
hashcode: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.java中，这就意味着Java中的任何类都包含有hashCode() 函数。
-
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）
为什么要有hashcode
-
我们先以“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。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。 -
通过我们可以看出：
hashCode()的作用就是获取哈希码，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()在散列表中才有用，在其它情况下没用。在散列表中hashCode() 的作用是获取对象的散列码，进而确定该对象在散列表中的位置。
hashcode和equals的相关规定
- 如果两个对象相等，则hashcode一定也是相同的
- 两个对象相等,对两个对象分别调用equals方法都返回true
- 两个对象有相同的hashcode值，它们也不一定是相等的
- 因此，equals 方法被覆盖过，则 hashCode 方法也必须被覆盖
- 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）
JVM JDK 和 JRE 是什么
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。
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。
JDK和JRE
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JDK是Java Development Kit，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。
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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。
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
- Java 不提供指针来直接访问内存，程序内存更加安全
- 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。
- Java 有自动内存管理机制，不需要程序员手动释放无用内存
基本类型
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(至少一个字符结束标志) (注意： char在Java中占两个字节)
自动装箱与拆箱
- 装箱：将基本类型用它们对应的引用类型包装起来；
- 拆箱：将包装类型转换为基本数据类型；
说说&和&&的区别
- &和&&都可以用作逻辑与的运算符，表示逻辑与（and）
- 当运算符两边的表达式的结果都为 true 时， 整个运算结果才为 true，否则，只要有一方为 false，则结果为 false。
- &&还具有短路的功能，即如果第一个表达式为 false，则不再计算第二个表达式
- &还可以用作位运算符，当&操作符两边的表达式不是 boolean 类型时，&表示按位与操作，我们通常 使用 0x0f 来与一个整数进行&运算，来获取该整数的最低 4 个 bit 位
short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有什么错? short s1 = 1; s1 += 1; 有什么错?
- 对于 short s1 = 1; s1 = s1 + 1; 由于 s1+1 运算时会自动提升表达式的类型，所以结果是 int 型，再赋值 给 short 类型 s1 时，编译器将报告需要强制转换类型的错误。
- 对于 short s1 = 1; s1 += 1;由于 += 是 java 语言规定的运算符，java 编译器会对它进行特殊处理，因此 可以正确编译。
public class TypeConvert {
public static void main(String[] args) {
// 因为字面量 1 是 int 类型，它比 short 类型精度要高，因此不能隐式地将 int 类型下转型为 short 类型。
short s1 = 1;
// s1 = s1 + 1;
// 但是使用 += 运算符可以执行隐式类型转换。
s1 += 1;
// 上面的语句相当于将 s1 + 1 的计算结果进行了向下转型:
s1 = (short) (s1 + 1);
}
}
char 型变量中能不能存贮一个中文汉字?为什么?
- char 型变量是用来存储 Unicode 编码的字符的，unicode 编码字符集中包含了汉字，所以，char 型变量 中当然可以存储汉字啦。
- 如果某个特殊的汉字没有被包含在 unicode 编码字符集中，那么，这个 char 型变量中就不能存储这个特殊汉字。
- unicode 编码占用两个字节，所以，char 类型的变量也是占 用两个字节。
面向对象
Java 面向对象编程三大特性: 封装 继承 多态
封装
- 封装把一个对象的属性私有化，同时提供一些可以被外界访问的属性的方法，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。
继承
-
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。通过使用继承我们能够非常方便地复用以前的代码。
-
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。（以后介绍）。
多态
-
所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。
-
在Java中有两种形式可以实现多态：继承（多个子类对同一方法的重写）和接口（实现接口并覆盖接口中同一方法）。
构造器 Constructor 是否可被 override?
- 在讲继承的时候我们就知道父类的私有属性和构造方法并不能被继承，所以 Constructor 也就不能被 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。
接口和抽象类的区别是什么？
- 接口的方法默认是 public，所有方法在接口中不能有实现(Java 8 开始接口方法可以有默认实现），而抽象类可以有非抽象的方法。
- 接口中除了static、final变量，不能有其他变量，而抽象类中则不一定。
- 一个类可以实现多个接口，但只能实现一个抽象类。接口自己本身可以通过implement关键字扩展多个接口。
- 接口方法默认修饰符是public，抽象方法可以有public、protected和default这些修饰符（抽象方法就是为了被重写所以不能使用private关键字修饰！）。
- 从设计层面来说，抽象是对类的抽象，是一种模板设计，而接口是对行为的抽象，是一种行为的规范。
备注：在JDK8中，接口也可以定义静态方法，可以直接用接口名调用。实现类和实现是不可以调用的。如果同时实现两个接口，接口中定义了一样的默认方法，则必须重写，不然会报错。
成员变量与局部变量的区别有哪些？
- 从语法形式上看:成员变量是属于类的，而局部变量是在方法中定义的变量或是方法的参数；成员变量可以被 public,private,static 等修饰符所修饰，而局部变量不能被访问控制修饰符及 static 所修饰；但是，成员变量和局部变量都能被 final 所修饰。
- 从变量在内存中的存储方式来看:如果成员变量是使用
static修饰的，那么这个成员变量是属于类的，如果没有使用static修饰，这个成员变量是属于实例的。而对象存在于堆内存，局部变量则存在于栈内存。 - 从变量在内存中的生存时间上看:成员变量是对象的一部分，它随着对象的创建而存在，而局部变量随着方法的调用而自动消失。
- 成员变量如果没有被赋初值:则会自动以类型的默认值而赋值（一种情况例外:被 final 修饰的成员变量也必须显式地赋值），而局部变量则不会自动赋值。
重载和重写的区别
重载
- 发生在同一个类中，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。
重写
- 重写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,发生在子类中，方法名、参数列表必须相同，返回值范围小于等于父类，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。另外，如果父类方法访问修饰符为 private 则子类就不能重写该方法。也就是说方法提供的行为改变，而方法的外貌并没有改变。
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）。
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。
Java值传递
- 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。
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）。
- 一个方法可以改变一个对象参数的状态。
- 一个方法不能让对象参数引用一个新的对象。
String
String StringBuffer 和 StringBuilder 的区别是什么? String 为什么是不可变的?
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。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。
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。
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
代码示例：
public static void main(String[] args) {
// String
String str = "hello";
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
str += i; // 创建多少个对象，，
}
System.out.println("String: " + (System.currentTimeMillis() - start));
// StringBuffer
StringBuffer sb = new StringBuffer("hello");
long start1 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
sb.append(i);
}
System.out.println("StringBuffer: " + (System.currentTimeMillis() - start1));
// StringBuilder
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("hello");
long start2 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
stringBuilder.append(i);
}
System.out.println("StringBuilder: " + (System.currentTimeMillis() - start2));
}
String A = “123”; String B = new String(“123”);生成几个对象？
- 如果常量池中，原来没有“123”那么就是生成了2个对象，如果常量池中有“123”那么只要1个对象生成
关键字
final
final关键字主要用在三个地方：变量、方法、类。
- 对于一个final变量，如果是基本数据类型的变量，则其数值一旦在初始化之后便不能更改；如果是引用类型的变量，则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。
- 当用final修饰一个类时，表明这个类不能被继承。final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法。
- 使用final方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定，以防任何继承类修改它的含义；第二个原因是效率。在早期的Java实现版本中，会将final方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大，可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升（现在的Java版本已经不需要使用final方法进行这些优化了）。类中所有的private方法都隐式地指定为final。
final修饰有啥好处
- final的关键字提高了性能，JVM和java应用会缓存final变量；
- final变量可以在多线程环境下保持线程安全；
- 使用final的关键字提高了性能，JVM会对方法变量类进行优化；
static
- 修饰成员变量和成员方法: 被 static 修饰的成员属于类，不属于单个这个类的某个对象，被类中所有对象共享，可以并且建议通过类名调用。被static 声明的成员变量属于静态成员变量，静态变量 存放在 Java 内存区域的方法区。调用格式：
类名.静态变量名类名.静态方法名() - 静态代码块: 静态代码块定义在类中方法外, 静态代码块在非静态代码块之前执行(静态代码块—>非静态代码块—>构造方法)。 该类不管创建多少对象，静态代码块只执行一次.
- 静态内部类（static修饰类的话只能修饰内部类）： 静态内部类与非静态内部类之间存在一个最大的区别: 非静态内部类在编译完成之后会隐含地保存着一个引用，该引用是指向创建它的外围类，但是静态内部类却没有。没有这个引用就意味着：1. 它的创建是不需要依赖外围类的创建。2. 它不能使用任何外围类的非static成员变量和方法。
- 静态导包(用来导入类中的静态资源，1.5之后的新特性): 格式为：
import static这两个关键字连用可以指定导入某个类中的指定静态资源，并且不需要使用类名调用类中静态成员，可以直接使用类中静态成员变量和成员方法。
this
-
this是自身的一个对象，代表对象本身，可以理解为：指向对象本身的一个指针。
-
this的用法在java中大体可以分为3种：
1.普通的直接引用，this相当于是指向当前对象本身。
2.形参与成员名字重名，用this来区分：
public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; }3.引用本类的构造函数
class Person{ private String name; private int age; public Person() { } public Person(String name) { this.name = name; } public Person(String name, int age) { this(name); this.age = age; } }
super
-
super可以理解为是指向自己超（父）类对象的一个指针，而这个超类指的是离自己最近的一个父类。
-
super也有三种用法：
-
普通的直接引用与this类似，super相当于是指向当前对象的父类的引用，这样就可以用super.xxx来引用父类的成员。
-
子类中的成员变量或方法与父类中的成员变量或方法同名时，用super进行区分
class Person{ protected String name; public Person(String name) { this.name = name; } } class Student extends Person{ private String name; public Student(String name, String name1) { super(name); this.name = name1; } public void getInfo(){ System.out.println(this.name); //Child System.out.println(super.name); //Father } } public class Test { public static void main(String[] args) { Student s1 = new Student("Father","Child"); s1.getInfo(); } }
3.引用父类构造函数
- super（参数）：调用父类中的某一个构造函数（应该为构造函数中的第一条语句）。
- this（参数）：调用本类中另一种形式的构造函数（应该为构造函数中的第一条语句）。
-
简单解释一下：
- 被 static 修饰的成员属于类，不属于单个这个类的某个对象，被类中所有对象共享。而 this 代表对本类对象的引用，指向本类对象；而 super 代表对父类对象的引用，指向父类对象；所以， this和super是属于对象范畴的东西，而静态方法是属于类范畴的东西。
final, finally, finalize 的区别
- final 用于声明属性，方法和类，分别表示属性不可变，方法不可覆盖，类不可继承。 内部类要访问局部变量，局部变量必须定义成 final 类型
- finally 是异常处理语句结构的一部分，表示总是执行。
- finalize 是 Object 类的一个方法，在垃圾收集器执行的时候会调用被回收对象的此方法， 可以覆盖此方法提供垃圾收集时的其他资源回收，例如关闭文件等。JVM 不保证此方法总被调用
请说出作用域 public，private，protected
| 作用域 | 当前类 | 同package | 子孙类 | 其他package |
|---|---|---|---|---|
| public | √ | √ | √ | √ |
| protected | √ | √ | √ | × |
| friednly | √ | √ | × | × |
| private | √ | × | × | × |
异常处理
- 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： 有两个重要的子类：Exception（异常） 和 Error（错误） ，二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。
Error
-
是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。
-
这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中，错误通过Error的子类描述。
Exception
- 是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 异常由Java虚拟机抛出。NullPointerException（要访问的变量没有引用任何对象时，抛出该异常）、ArithmeticException（算术运算异常，一个整数除以0时，抛出该异常）和 ArrayIndexOutOfBoundsException （下标越界异常）。
处理
- 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4种特殊情况下，finally块不会被执行：
- 在finally语句块第一行发生了异常。 因为在其他行，finally块还是会得到执行
- 在前面的代码中用了System.exit(int)已退出程序。 exit是带参函数 ；若该语句在异常语句之后，finally会执行
- 程序所在的线程死亡。
- 关闭CPU。
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 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。
图解Throwable
IO
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();
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。
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。
图解IO
BIO,NIO,AIO 有什么区别?
- 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 (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。
多线程
线程与进程区别
- 每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。线程是一组指令的集合，它可以在程序里独立执行。所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。
- 如果有大量的线程也不行，会影响性能，因为操作系统需要在它们之间切换，更多的线程需要更多的内存空间，线程的中止需要考虑其对程序运行的影响。通常块模型数据是在多个线程间共享的，需要防止线程死锁情况的发生。
总结：一个进程可以包含多个线程，一个线程只能对应一个进程。一个程序至少有一个进程。进程是操作系统资源分配的基本单位，而线程是程序执行的最小单位
多线程应用场景
- 例如: 迅雷多线程下载、数据库连接池、分批发送短信等。
多线程创建方式
第一种继承Thread类 重写run方法
package com.lijie;
public class CreateThread extends Thread {
// run方法中编写 多线程需要执行的代码
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("i:" + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
// 1.创建一个线程
CreateThread createThread = new CreateThread();
// 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法
createThread.start();
}
}
第二种实现Runnable接口，重写run方法
package com.lijie;
public class CreateRunnable implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("i:" + i);
}
}
public static void main(String[] args) {
// 1.创建一个线程
CreateRunnable createThread = new CreateRunnable();
// 2.开始执行线程 注意 开启线程不是调用run方法，而是start方法
Thread thread = new Thread(createThread);
thread.start();
}
}
第三种 使用匿名内部类方式
package com.lijie;
public class CreateRunnable {
public static void main(String[] args) {
//创建多线程创建开始
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("i:" + i);
}
}
});
thread.start();
}
}
使用继承Thread类还是使用实现Runnable接口好呢
- 使用实现实现Runnable接口好，原因是Java语言是单继承多实现语言，就算实现了接口还可以继续继承，继承了类的话就不能再继承。
动线程是使用调用start方法还是run方法
- 启动显示是调用start方法，run是启动时运行的方法
多线程运行状态
- 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、（也叫挂起状态）阻塞状态，及死亡状态。
1新建状态
- 当用new操作符创建一个线程时， 例如new Thread®，线程还没有开始运行，此时线程处在新建状态。
2就绪状态
-
一个新创建的线程并不会自动开始运行，要执行线程，必须调用线程的start()方法。当线程对象调用start()方法即启动了线程。当start()方法创建线程运行的系统资源（这就叫就绪状态）
-
处于就绪状态的线程并不一定立即运行run()方法，线程还必须同其他线程竞争CPU时间片，只有获得CPU时间片才可以运行线程。因为在单CPU的计算机系统中，不可能同时运行多个线程，一个时刻仅有一个线程处于运行状态。因此此时可能有多个线程处于就绪状态。对多个处于就绪状态的线程是由Java运行时系统的线程调度程序(thread scheduler)来调度的。
-
时间片即CPU分配给各个程序的时间，每个线程被分配一个时间段，称作它的时间片。
3运行状态
- 当线程获得CPU时间后，它才进入运行状态，真正开始执行run()方法.
4阻塞状态
- 线程运行过程中，可能由于各种原因进入阻塞状态:（阻塞后立即进入就绪状态）
- 线程通过调用sleep方法进入睡眠状态；
- 线程调用一个在I/O上被阻塞的操作，即该操作在输入输出操作完成之前不会返回到它的调用者；
- 线程试图得到一个锁，而该锁正被其他线程持有；
- 线程在等待某个触发条件；
5死亡状态
- 有两个原因会导致线程死亡：
- run方法正常退出而自然死亡，
- 一个未捕获的异常终止了run方法而使线程猝死。
- 为了确定线程在当前是否存活着（就是要么是可运行的，要么是被阻塞了），需要使用isAlive方法。如果是可运行或被阻塞，这个方法返回true； 如果线程仍旧是new状态且不是可运行的， 或者线程死亡了，则返回false.
synchronized是什么
-
Java提供了一种内置的锁机制来支持原子性：synchronized关键字
-
synchronized称为内置锁，当线程进入同步代码块之前自动获取到锁，代码块执行完成正常退出或代码块中抛出异常退出时会释放掉锁
-
即：线程A获取到锁后，线程B阻塞直到线程A释放锁，线程B才能获取到同一个锁
反射
反射式什么？
- Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能成为java语言的反射机制。
静态编译和动态编译
- 静态编译：在编译时确定类型，绑定对象
- 动态编译：运行时确定类型，绑定对象
反射机制优缺点
- 优点：运行期间类型的判断，动态加载类，提高代码的灵活度。
- 缺点：性能瓶颈：反射相当于一系列解释操作，通知JVM要做的事情，性能比直接的java代码要慢很多。
反射的应用场景
-
在我们平时的项目开发过程中，基本上很少会直接使用的反射机制，但这不能说明反射机制没有用，实际上有很多设计、开发都与反射机制有关，例如模块化的开发，通过反射去调用对应的字节码；动态代理设计模型也采用了反射机制，还有我们日常使用的Spring / Hibernate等框架也大量使用到了反射机制。
-
我们在使用JDBC连接数据库时使用
Class.forName()通过反射加载数据看的驱动程序； -
Spring框架也用到很多反射机制，最经典的就是xml的配置模式。Spring通过XML配置模式装载Bean的过程；
- 将程序内所有XML或Properties配置文件加载入内存中；
- Java类里面解析xml或properties里面的内容，得到对应实体类的字节码字符串以及相关的属性信息；
- 使用反射机制，根据这个字符串获得某个类的Class实例
- 动态配置实例的属性
反射得到的Class对象的三种方式
package com.lijie;
public class User {
private String userName;
private String alias;
public static void main(String[] args) {
try {
//第一种反射创建方式方式：
Class forName = Class.forName("com.lijie.User"); //指定加载类
//第二种方式：java中每个类型都有class 属性
Class forName2 = User.class;
//第三种方式：java语言中任何一个java对象都有getClass 方法
User user1 = new User();
Class forName3 = user1.getClass();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
反射机制的怎么在运行中动态获取所有属性和方法
//第一种反射创建方式：
Class<?> forName = Class.forName("com.lijie.User"); //指定加载类
//反射创建对象，赋值给对象
User user = (User)forName.newInstance();
//获取所有方法名称
Method[] methods = forName.getMethods();
for (Method method:methods) {
System.out.println("User类中的"+method.getName()+"方法");
}
//获取所有属性名称
Field[] fields = forName.getDeclaredFields();
for (Field field:fields) {
System.out.println("User类中的"+field.getName()+"属性");
}
私有构成参数使用反射实例化
package com.lijie;
public class User {
private String userName;
private String alias;
private User(){
}
}
package com.lijie;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
try {
//私有构成参数创建对象：
Constructor<?> cs = User.class.getDeclaredConstructor();
cs.setAccessible(true);
User user=(User)cs.newInstance();
System.out.println(user);
} catch (Exception e) {
System.out.println(e);
}
}
}
使用反射为类私有属性赋值
package com.lijie;
public class User {
private String userName;
public String getUserName() {
return userName;
}
}
package com.lijie;
import java.lang.reflect.Field;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
try {
// 为user对象私有属性赋值
Class<?> classUser = Class.forName("com.lijie.User");
// 获取到当前的所有属性
Field[] fields = classUser.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field.getName());
}
// 初始化对象
User user = (User) classUser.newInstance();
Field declaredField = classUser.getDeclaredField("userName");
// 标记为true 允许反射赋值
declaredField.setAccessible(true);
declaredField.set(user, "李杰");
System.out.println("使用反射机制给id赋值为:"+user.getUserName());
} catch (Exception e) {
System.out.println(e);
}
}
}