最常见的十道面试题-反射与集合

面试题一：Java是值传递还是引用传递？

Java是值传递。这意味着当将一个变量传给一个方法的时候，我们实际上是传递的是这个变量的的副本。

但是对于对象来说，我们传递的是其的副本，我们不可以改变对象的引用本身，但是我们可以调用其方法和修改其字段

class Person {
    String name;

    Person(String name) {
        this.name = name;
    }
}

void changeName(Person person, String newName) {
    person.name = newName;
}
Person john = new Person("John");
changeName(john, "Jack");
System.out.println(john.name);  // 输出 "Jack"
void changeName(Person person, String newName) {
    person = new Person(newName);
}

Person john = new Person("John");
changeName(john, "Jack");
System.out.println(john.name);  // 输出 "John"

面试题二：反射的使用场景有哪些？如何实现反射？

在Java中，反射一种特性，它允许运行中的Java代码对自身进行检查，并对类，字段，方法进行操作。以下是反射的常见使用场景：

1. Spring AOP功能：Spring是一个功能强大的企业级开发框架，它广泛使用反射来实现依赖注入，AOP（面向切片编程）等功能。通过反射，Spring能够在运行时动态地构建和管理对象，并且依赖注入到对象中
2. MyBaits Plus 框架:MyBatis Plus 是一个强大的 ORM (对象关系映射)架，它是基于MyBatis 架的增强框架，MyBatis Plus 中大量使用了反射机制，例如 MyBatis Plus 通过反射来分析实体类的字段和方法，从而动态地生成 SOL 语句和处理数据库操作。通过反射，可以获取实体类的属性、字段名称、数据类型等信息，并将其映射到数据库表的列。
3. JUnit 测试框架: JUnit 是用于 Java 单元测试的常用框架，它使用反射来实例化测试类、调用测试方法，并进行断言和校验。通过反射，JUnit 能够在运行时动态地执行测试代码，并获取测试方法的结果。

反射的实现主要涉及以下几个步骤：

获取Class对象：首先我们需要获取操作类的对象，通过.getClass()方法，或者通过类名直接获取

MyClass myObject = new MyClass();
Class clazz1 = myObject.getClass();
System.out.println(clazz1.getName());  // 输出 "com.example.MyClass"

Class clazz2 = Class.forName("com.example.MyClass");
System.out.println(clazz2.getName());  // 输出 "com.example.MyClass"

获取和操作成员：我们获得Class对象之后，就可以操作它的成员

Field field = clazz.getField("myField");
Object obj = clazz.newInstance();
field.set(obj, "New Value");

这段代码是使用Java反射API来操作类的字段。让我逐行解释一下：

1. Field field = clazz.getField("myField");：这行代码是获取名为myField的字段的Field对象。clazz是我们想要操作的类的Class对象。

2. Object obj = clazz.newInstance();：这行代码是创建一个clazz类的新实例。newInstance()方法会调用类的无参数构造器来创建新的对象。

3. field.set(obj, "New Value");：这行代码是将obj对象的myField字段设置为"New Value"。set()方法需要两个参数：第一个参数是我们想要操作的对象，第二个参数是我们想要设置的新值。

所以，总的来说，这段代码的作用是创建了一个clazz类的新实例，并将其myField字段设置为"New Value"。

创建和操作对象：我们还可以使用Class对象来创建新的对象实例，或者调用对象的方法：

public class Person {
    public String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void sayHello(String greeting) {
        System.out.println(greeting + ", " + name + "!");
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取Person类的Class对象
        Class clazz = Class.forName("Person");

        // 获取Person类的构造器
        Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class);

        // 使用构造器创建一个新的Person对象
        Object obj = constructor.newInstance("John");

        // 获取sayHello方法
        Method method = clazz.getMethod("sayHello", String.class);

        // 调用sayHello方法
        method.invoke(obj, "Hello");
    }
}

面试题三：反射有什么优缺点？为什么反射执行的比较慢？

反射优点：

1. 动态性：反射是的程序在运行时可以动态获取类的信息和操作类或者对象，使得代码更加灵活通用
2. 通用性：反射可以处理不同的类的对象，是的代码更加通用和复用

反射缺点：

1. 性能比较低：由于反射需要在运行时动态获取信息和调用方法，会导致性能相对较低，因此在性能要求较高的场景下，应谨慎使用
2. 安全性问题：反射可以访问和修改对象的私有字段和方法，这可能导致安全性问题。

为什么反射执行的比较慢？

反射执行慢的主要原因是反射涉及到运行时类型检查，访问权限检查，动态方法调用和一些额外的操作。具体要经历以下过程：

1. 运行时类型检查：在使用反射的是哦胡，需要在运行时进行类型检查，以确保调用的方法，访问的属性等是有效的，这涉及到了额外的云心那个是判断和类型转换
2. 访问权限检查：Java的反射机制可以突破访问权限的限制，可以直接访问私有的成员。因此在访问私有成员的时候，需要进行额外的权限检查和处理，这样会带来额外的开销
3. 方法调用的动态性：对于通过反射调用的方法，需要在运行时动态的解析方法的签名，并确定要调用的具体的方法。这需要进行方法查找和动态绑定的过程，相对于直接调用方法会更加耗时
4. 临时对象的创建：反射会导致对象的多次创建临时对象的产生，这在某些情况下可能会引起额外的开销。反射操作一般不会被JVM的即使编译器优化的，也没有缓存和重用，所以也会比较慢
5. 禁止编译器优化：由于反射是在运行时进行的，而不是在编译时，这意味着编译器无法进行静态优化和代码优化。这会导致反射的效率比较低

面试题四：动态代理的使用场景有哪些？它和静态代理有什么区别？

• 动态代理：动态代理是在程序运行时，动态的创建目标对象的代理对象，并对目标对象中的方法啊进行功能性增强的一种技术
• 静态代理：静态代理其实就是事先写好代理类，可以手工编写也可以使用工具生成，但它的缺点是每个业务类都要对应一个代理类，特别不灵活，也不方便。

二者最大的区别就是：静态代理是在编译期确定的代理类，动态代理是在运行时由JVM根据反射机制确定的代理类

动态代理的使用场景如下：

1. 统计每个API的请求耗时
2. 统一的日志输出
3. 校验被调用的API是否已经登陆和权限的鉴定
4. Spring的额AOP功能模块就是采用动态代理的机制来实现切片编程

面试题五：BIO、NIO、AIO有什么区别？同步非阻塞和异步非阻塞有什么区别？

BIO、NIO、AIO时Java中的三种I/O模型，它们的区别主要体现在阻塞与非阻塞，同步与异步的两方面：

1. BIO（同步阻塞模型）：每个客户端连接都需要创建一个线程进行处理，如果这个链接不做任何十四请会造成不必要的线程开销
2. NIO（同步非阻塞模型）：服务器实现模式为一个请求一个线程，客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求就进行处理
3. AIO（异步非阻塞模型）：服务器实现模式为一个有效的请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理

同步非阻塞和异步非阻塞的主要区别在于是否需要等待I/O操作完成：

• 同步非阻塞：在发起一个I/O操作后，不需要等待其完成，可以继续执行其他操作。但是如果I/O操作还没完成，就需要不断询问其状态
• 异步非阻塞：在发起一个I/O操作后，也不需要等待其完成，可以继续执行其他操作。当I/O操作完成后，会得到一个通知

面试题六：Exception和Error有什么关联和区别？

关联：Exception和Error都是继承Throwable类，在Java中只有Throwable类型的实例，才可以throw异常或者catch异常，都是异常处理机制的基本组成类型

区别：

• Error：Error类一般是指与虚拟机相关的问题，如系统奔溃，虚拟机错误，内存空间不足，方法调用栈溢出。这类错误导致的应用程序中断，仅靠程序本身无法恢复和预防，建议程序终止
• Exception：Exception类表示程序可以处理的异常可以捕获且可能恢复。遇到这类异常，应该Exception尽可能处理异常，使程序恢复运行，而不应该随意终止异常

面试题七：抽象类和接口有什么区别？

抽象类和接口有以下几种区别：

1. 类型扩展不同：抽象类是单继承，接口是多继承
2. 方法/属性访问控制符不同：抽象类方法和属性使用访问修饰符无限制，只是抽象类的抽象方法不能被private修饰；而接口有限制，接口默认的是public控制符，不能使用其他修饰符
3. 方法实现不同：抽象类中的普通方法必须有实现，抽象方法必须没有实现；而接口中普通方法不能有实现
4. 使用目的不同：接口是为了定义规范，而抽象类是为了复用代码

// 接口定义规范
public interface Flyable {
    void fly();
}

public class Bird implements Flyable {
    @Override
    public void fly() {
        System.out.println("Bird is flying.");
    }
}

// 抽象类复用代码
public abstract class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal is eating.");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    public void bark() {
        System.out.println("Dog is barking.");
    }
}

面试题八：Java中线程安全的容器有哪些？它们分别是怎么保证安全性的

Java中线程安全的包括Vector、Stack、BlockingQueue、Hashtable、ConcuurrentHashMap这几种，它们有很多方式来保证线程安全，如：

• Vector和Stack是通过synchronized加锁写入方法来保证线程安全的
• 
• BlockingQueue是通过ReentrantLock来保证线程安全的
• Hashtable是通过synchronized保证线程安全的
• ConcurrentHashMap在JDK 1.7是通过分段锁保证线程安全的，之后通过synchronized和CAS保证线程安全 

 面试题九：ArrayList和LinkedList有什么区别？

ArrayList和LInkedList是Java中List的两种实现，它们的主要区别有以下几种：

1. 数据结构：ArrayList是动态数组实现的，而LinkedList是双向链表实现的
2. 随机访问：对于随机访问ArrayList是优于LinkedList，前者时间复杂度是O（1），后者是O（n）
3. 插入删除：插入操作LinkedList是优于ArrayList，前者时间复杂度是O（1），后者是O（n）
4. 内存占用：ArrayList是需要一块连续的地址存储数据，而LinkedList是不要求连续空间的，但是它需要额外的空间存储前后指针，所以LinkedList会更加占用空间

面试题十：HashMap底层是如何实现的？

不同的JDK 版本，HashMap 的底层实现是不一样的，总体来说: 在JDK 1.8 之前不含JDK 1.8)HashMap 使用的是数组 + 链表实现的，而JDK 1.8 之后(包含JDK 18)使用的是数组 + 链表或红黑树实现的，当插入到同一个桶的数据过多的时候就会使用红黑树。