Java面试题

1、String为什么被设计成不可变

首先理解String为什么不可变

• String类是final的，不可以被继承
  public final class String
• 内部保证了引用的不可变和对外的不可见
  private final char value[];

String为什么被设计成不可变

• 当两个变量指向同一个String，如果对其中一个进行修改，不会影响另一个的值
• hashcode值不变，不用每次去计算，效率高
• 在多线程环境下，由于操作对象不可变，保证线程安全

拓展：如何实现一个不可变的类

类使用final修饰
类的所有成员变量使用final修饰
不提供set方法
如果要修改类的状态，必须返回一个新的对象

2、CAS

什么是CAS？

• Compare And Swap 比较并交换
• 其作用是让CPU比较内存中某个值C是否和预期的值A相同，如果相同（没有其他线程对其进行操作）则将这个值更新为新值B，不相同（被其他线程修改过）则不做更新。
  
  理解：修改之前获取的（待修改）值A，业务逻辑计算的新值B，以及待修改值对应的内存位置的C。

缺点：
ABA问题：通过版本号解决
自旋时间过长：在Unsafe的实现中使用了自旋锁的机制。在该环节如果CAS​操作失败，就需要循环进行CAS操作(do while循环同时将期望值更新为最新的)，如果长时间都不成功的话，那么会造成CPU极大的开销。如果JVM能支持处理器提供的pause指令那么效率会有一定的提升。
只能保证一个共享变量的原子操作：解决方法是把多个共享变量合并成一个共享变量进行CAS操作

3、公平锁和非公平锁

4、自旋锁

占用CPU，不断尝试获取锁

5、抽象类和接口的区别

java中为什么提供了接口还要提供抽象类？

当一个接口中有很多抽象方法，并且其有很多实现类，但是有些类不需要接口中某些方法。这样就会造成大量冗余的实现接口的方法。因为继承接口的类必须重写接口中的所有方法

改进：增加一个抽象类
找出接口中必要的方法，也就是子类必须实现的方法，定义成抽象方法，交由子类实现

通过接口和抽象类的结合，避免了在实现接口的子类中出现大量的“无意义”实现，这个“无意义”实现，被缓冲到了抽象类中，完美展现了代码复用（可以把抽象类理解成接口和实现类之间的缓冲）。

6、动态代理

代理三要素：

静态代理的优点：拓展原功能，不侵入源代码
静态代理的缺点：如果有10个真实对象，同时要代理的方法不同

方案一：创建不同的代理（重复创建多个逻辑相同，仅仅RealObject引用不同的Proxy。）

方案二：创建一个代理（导致proxy的膨胀）
通过创建一个proxy，持有不同的realObject，实现Action1、Action2、Action3接口
动态代理：在运行时，动态生成一个持有RealObject、并实现代理接口的Proxy，同时注入我们相同的扩展逻辑

简单理解，动态代理就是我们上面提到的方案一，只不过这些proxy的创建都是自动的并且是在运行期生成的。

使用方式：将要扩展的功能写在一个InvocationHandler 实现类里

public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
    private Object realObject;

    public DynamicProxyHandler(Object realObject) {
        this.realObject = realObject;
    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //代理扩展逻辑
        System.out.println("proxy do");

        return method.invoke(realObject, args);
    }
}

public static void main(String[] args) {
        RealObject realObject = new RealObject();
        Action proxy = (Action) Proxy.newProxyInstance(ClassLoader.getSystemClassLoader(), new Class[]{Action.class}, new DynamicProxyHandler(realObject));
        proxy.doSomething();
}

Proxy.newProxyInstance 传入的是一个ClassLoader， 一个代理接口，和我们定义的handler，返回的是一个Proxy的实例。