JAVA面试八股文【全网最全】

多同学会问Java面试八股文有必要背吗？

我的回答是：很有必要。你可以讨厌这种模式，但你一定要去背，因为不背你就进不了大厂。

国内的互联网面试，恐怕是现存的、最接近科举考试的制度。

一、java

（1）集合

1.list：LinkedList、ArrayList和Vector

• LinkedList 接口实现类， 链表， 插入删除， 没有同步， 线程不安全
• ArrayList 接口实现类， 数组， 随机访问， 没有同步， 线程不安全
• Vector 接口实现类 数组， 同步， 线程安全

2.set：HashSet和TreeSet

• HashSet 使用哈希表存储元素，元素可以是null
  • LinkedHashSet 链表维护元素的插入次序
• TreeSet 底层实现为红黑树，元素排好序，元素不可以是null

3.map：HashMap、TreeMap和HashTable

• 线程安全
  • HshaMap线程不安全
  • TreeMap线程不安全
  • HashTable线程安全
• 空值
  • HashMap一个null key,多个null value
  • TreeMap不能null key，多个null value
  • HashTable都不能有null

• 篇幅限制下面就只能给大家展示小册部分内容了。包括了：Java面试、Spring、JVM、MyBatis、Redis、MySQL、并发编程、微服务、Linux、Springboot、SpringCloud、MQ、Kafka 面试专题

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  继承和接口
  • HashMap继承AbstractMap，实现接口Map
  • TreeMap继承AbstractMap，实现接口NavigableMap(SortMap的一种)
  • HashTable继承Dictionary，实现接口Map
• 顺序
  • HashMap中key是无序的
  • TreeMap是有序的
  • HashTable是无序的
• 构造函数
  • HashMap有调优初始容量和负载因子
  • TreeMap没有
  • HashTable有
• 数据结构
  • HashMap是链表+数组+红黑树
  • TreeMap是红黑树
  • HashTable是链表+数组

4.list、set和map的区别

• list：元素按进入先后有序保存，可重复
• set：不可重复，并做内部排序
• map:代表具有映射关系的集合，其所有的key是一个Set集合，即key无序且不能重复。

5.HashMap扩容机制

• 数组的初始容量为16，而容量是以2的次方扩充的，一是为了提高性能使用足够大的数组，二是为了能使用位运算代替取模预算(据说提升了5~8倍)。
• 数组是否需要扩充是通过负载因子判断的，如果当前元素个数为数组容量的0.75时，就会扩充数组。这个0.75就是默认的负载因子，可由构造器传入。我们也可以设置大于1的负载因子，这样数组就不会扩充，牺牲性能，节省内存。
• 为了解决碰撞，数组中的元素是单向链表类型。当链表长度到达一个阈值时（7或8），会将链表转换成红黑树提高性能。而当链表长度缩小到另一个阈值时（6），又会将红黑树转换回单向链表提高性能。
• 对于第三点补充说明，检查链表长度转换成红黑树之前，还会先检测当前数组数组是否到达一个阈值（64），如果没有到达这个容量，会放弃转换，先去扩充数组。所以上面也说了链表长度的阈值是7或8，因为会有一次放弃转换的操作。

6.HashMap中的循环链表是如何产生的（jdk1.7）

• 由于jdk1.7中采用头插法，在多线程中，存在两个线程同时对链表进行扩容的情况，执行transfer函数（链表数据转移）会导致链表数据倒置，当两个线程同时此操作，就导致链表死循环

7.B树和B+树的区别

• B树是二叉排序树进化而来；B+树是分块查找进化而来
• B+树叶节点包含所有数据，非叶节点仅起到索引作用；B树终端节点及以上都包含数据且不重复（叶节点只是一个概念，并不存在）
• B+树叶节点包含了全部关键字
• B+树支持顺序查找和多路查找，B树只支持多路查找

8. HashMap为什么用红黑树而不是AVL树或者B+树

• AVL树更加严格平衡，因此可以提供更快的査找效果。因此，对于查找密集型任务使用AVL树没毛病。 但是对于插入密集型任务，红黑树要好一些。
• B/B+树的节点可以存储多个数据，当数据量不够多时，数据都会”挤在“一个节点中，查询效率会退化为链表。

9.CopyOnWriteArrayList的原理

• 线程并发访问进行读操作时，没有加锁限制
• 写操作时，先将容器复制一份，再在新的副本上执行写操作，此时写操作是上锁的。结束之后再将原容器的引用指向新容器。注意，在上锁执行写操作的过程中，如果有需要读操作，会作用在原容器上。因此上锁的写操作不会影响到并发访问的读操作。

10.BlockingQueue中有哪些方法

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• 共四组增删API
  
• 抛异常：如果操作无法立即执行，则抛一个异常；
• 特定值：如果操作无法立即执行，则返回一个特定的值(一般是 true / false)。
• 阻塞：如果操作无法立即执行，则该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行；
• 超时：如果操作无法立即执行，则该方法调用将会发生阻塞，直到能够执行。但等待时间不会超过给定值，并返回一个特定值以告知该操作是否成功(典型的是true / false)。

（2）多线程

1.Java中线程安全的基本数据结构

• string
• HashTable
• ConcurrentHashMap
• CopyOnWriteArrayList
• CopyOnWriteArraySet
• Vector
• stringBuffer

2.创建线程有哪几种方式

• 继承Thread类
• 实现Runnable接口
• 实现Callable接口
• 线程池
  • 七大参数
    • 核心线程数
    • 最大线程数
    • 空闲线程存活时间
    • 时间单位
    • 任务队列
    • 线程工厂
    • 拒绝策略
      • 拒绝并抛出异常
      • 拒绝忽略任务
      • 抛弃队列头部任务
      • 返回给调用线程执行

3.线程的生命周期

• 线程的状态有五种：新建(new)、就绪(start())、运行(分配到cpu)、阻塞和死亡
• CPU在多条线程之间切换，于是线程状态也会多次在运行、就绪之间切换。
• 出现阻塞的情况
  • 线程调用sleep()方法主动放弃所占用的处理器资源。
  • 线程调用了一个阻塞式IO方法，在该方法返回之前，该线程被阻塞。
  • 线程试图获得一个同步监视器，但该同步监视器正被其他线程所持有。
  • 线程在等待某个通知（notify）
  • 程序调用了线程的suspend()方法将该线程挂起。但这个方法容易导致死锁，所以应该尽量避免使用该方法。
• 解除阻塞重新进入就绪状态的情况
  • 调用sleep()方法的线程经过了指定时间
  • 线程调用的阻塞式IO方法已经返回。
  • 线程成功地获得了试图取得的同步监视器。
  • 线程正在等待某个通知时，其他线程发出了一个通知。
  • 处于挂起状态的线程被调用了resume()恢复方法。
• 出现死亡的情况
  • run()或call()方法执行完成，线程正常结束
  • 线程抛出一个未捕获的Exception或Error。
  • 直接调用该线程的stop()方法来结束该线程，该方法容易导致死锁，通常不推荐使用

4.如何实现线程同步

• 同步方法（synchronized）
• 同步代码块
• ReentrantLock
• volatile

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5.Java多线程之间的通信方式

• wait()、notify()、notifyAll()。采用采用synchronized来保证线程安全
• await()、signal()、signalAll()。采用lock保证线程安全
• BlockingQueue。当生产者线程试图向BlockingQueue中放入元素时，如果该队列已满，则该线程被阻塞；当消费者线程试图从BlockingQueue中取出元素时，如果该队列已空，则该线程被阻塞。

6.sleep()和wait()的区别

• sleep()是Thread类中的静态方法，而wait()是Object类中的成员方法；
• sleep()可以在任何地方使用，而wait()只能在同步方法或同步代码块中使用
• sleep()不会释放锁，而wait()会释放锁，并需要通过notify()/notifyAll()重新获取锁。

7.synchronized与Lock的区别

• synchronized是Java关键字，在JVM层面实现加锁和解锁；Lock是一个接口，在代码层面实现加锁和解锁
• synchronized可以用在代码块上、方法上；Lock只能写在代码里。
• synchronized在代码执行完或出现异常时自动释放锁；Lock不会自动释放锁，需要在finally中显示释放锁。
• synchronized会导致线程拿不到锁一直等待；Lock可以设置获取锁失败的超时时间。
• synchronized无法得知是否获取锁成功；Lock则可以通过tryLock得知加锁是否成功。
• synchronized锁可重入、不可中断、非公平；Lock锁可重入、可中断、可公平/不公平，并可以细分读写锁以提高效率

8.乐观锁和悲观锁的区别

9.公平锁与非公平锁

• 非公平锁: 当线程争夺锁的过程中，会先进行一次CAS尝试获取锁，若失败，则进入acquire(1)函数，进行一次tryAcquire再次尝试获取锁，若再次失败，那么就通过addWaiter将当前线程封装成node结点加入到Sync队列，这时候该线程只能乖乖等前面的线程执行完再轮到自己了
• 公平锁: 当线程在获取锁的时候，会先判断Sync队列中是否有在等待获取资源的线程。若没有，则尝试获取锁，若有，那么就那么就通过addWaiter将当前线程封装成node结点加入到Sync队列中

10.volatile

• 保证可见性，不保证原子性
• 禁止指令重排

（3）其他

1.面向对象三大特性

• 封装：（将数据和代码捆绑在一起，防止外界干扰）把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏
• 继承：（让一个类型的对象拥有另一个类型的对象的属性的方法）可以使用现有类的所有功能，并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展
• 多态：（就是一个事物拥有不同形式的能力）父类引用指向子类对象，从而具备多种形态

2.Object类的常用方法

• equals()
• hashCode()
• toString()
• getClass()
• wait()
• notify()
• notifyall()
• clone()
• finalize()

3.string、stringBuffer和stringBuilder

• string不可变、线程安全
• stringBuffer可变，效率低，线程安全
• stringBuilder可变、效率高，线程不安全

4.抽象类与接口的区别

• 抽象类属于继承，只能继承一个；接口可以实现多个
• 抽象类有构造方法；接口没有构造方法
• 抽象类的成员变量可以是变量也可以是常量；接口的成员变量只能是常量，默认修饰符public static final
• 抽象类的成员方法可以是抽象的也可以是具体实现的；接口在jdk1.7只能是抽象的成员方法，jdk1.8之后可以有具体实现且必须用default修饰。并且接口也可以有静态方法，static修饰。
• 抽象类和接口的选择：如果关注的是一个事务的本质，就用抽象类；关注一个操作的时候就用接口。比如，关注一个人，男人或女人，这时候关注的是本质，就用抽象类。关注每种人吃东西，睡觉各种动作不同，就需要用接口，定义一个模板，分别去实现。

5.java的基本数据类型

• byte：1字节（8位），数据范围是 -2^7 ~ 2^7-1。
• short：2字节（16位），数据范围是 -2^15 ~ 2^15-1。
• int：4字节（32位），数据范围是 -2^31 ~ 2^31-1。
• long：8字节（64位），数据范围是 -2^63 ~ 2^63-1。
• float：4字节（32位），数据范围大约是 -3.410^38 ~ 3.410^38。
• double：8字节（64位），数据范围大约是 -1.810^308 ~ 1.810^308。
• char：2字节（16位），数据范围是 \u0000 ~ \uffff。
• boolean：Java规范没有明确的规定，不同的JVM有不同的实现机制。

6.java代码块执行顺序

• 父类静态代码块
• 子类静态代码块
• 父类构造代码块
• 父类构造方法
• 子类构造代码块
• 子类构造方法
• 普通代码块

7.static关键字

• 修饰成员变量：该静态变量在内存中只有一个副本。只要静态变量所在的类被加载，这个静态变量就会被分配空间
• 修饰成员方法：调用该方法只需类名.方法名；静态方法不依赖于任何对象就可以进行访问，因此对于静态方法来说，是没有this的。在静态方法中不能访问类的非静态成员变量和非静态成员方法，因为非静态成员方法/变量都必须依赖具体的对象才能够被调用。
• 修饰代码块：在类初次被加载的时候，会按照static块的顺序来依次执行每个static块，并且只会执行一次。
• 修饰内部类：静态内部类不能直接访问外部类的非静态成员，但，可以通过new 外部类().成员的方式访问；

8.覆盖（重写）和重载的区别

• 重写一般是子类重写父类方法（一对一），垂直关系；重载一般是一个类中多个方法重载（多个之间），水平关系
• 重写方法之间参数相同；重载方法之间参数不同
• 重写不可以修改返回值类型；重载可以修改返回值类型

9.java四个访问修饰符

• private：本类中
• default：本包中
• protected：不同包的子类
• public：所有

10.全局变量和局部变量的区别

• 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。

11.hashCode()和equals()的关系

• hashCode求的是对象的散列码（一般是对象的储存地址），equals是根据地址比较对象是否相同
• 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

12.为什么要重写hashCode()和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。

13.反射

• 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称为java语言的反射机制。

14.cookie和session的区别

• 存储位置不同：cookie存放于客户端；session存放于服务端。
• 隐私策略不同：cookie对客户端是可见的，别有用心的人可以分析存放在本地的cookie并进行cookie欺骗，所以它是不安全的；session存储在服务器上，对客户端是透明的，不存在敏感信息泄露的风险。
• 生命周期不同：设置cookie的属性，达到cookie长期有效的效果；session只需关闭窗口该session就会失效，因此session不能长期有效。
• cookie有存储上限，3k左右；session没有

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15.get和post请求的区别

• url可见性：get，参数url可见；post，url参数不可见
• 数据传输上：get，通过拼接url进行传递参数；post，通过body体传输参数
• 缓存性：get请求是可以缓存的；post请求不可以缓存
• 后退页面的反应:get请求页面后退时，不产生影响;post请求页面后退时，会重新提交请求
• 安全性:这个也是最不好分析的，原则上post肯定要比get安全，毕竟传输参数时url不可见。
• get一般传输数据大小不超过2k-4k;post请求传输数据的大小根据php.ini 配置文件设定，也可以无限大。

16.前后端数据交互

• form表单

• HttpServletRequest/HttpServletResponse

• @RequestParam

  • 数据在url后 path?id=1
    
  • @PathVariable
    • 数据在url后 path/{id}

  

  • @RequestBody
    • 以json数据为例，首先有一个类
      
    • 然后前端传过来数据
      
    • 后端接收

- ModelAndView（只向前端传输数据）
- 配置视图解析器

- 创建ModelAndView对象，添加返回的数据和地址

- model

• jquery实现的ajax
  • 前端
    
  • eg:

    • 数据传输载体类
      

    • 前端部分

    • 后台部分
      

17.IO分类

• 按流方向分：输入流，输出流
• 按数据单位分：字节流，字符流

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• 按功能分：节点流，处理流

18.处理哈希冲突的方法

• 开放定址法（再散列法）
  • 线性探测再散列
  • 二次探测再散列
  • 伪随机探测再散列
• 再哈希法
• 拉链法

19.throw和throws的区别

• throws跟在方法声明后，后面跟的是异常类名；throw在方法内，后面跟的是异常类实例
• throws后面可以跟多个异常类；throw只能抛出一个异常对象
• throws抛出异常，异常由调用者处理；throw由方法体内的语句来处理

20.23种设计模式

• 创建型（5）：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
• 结构型（7）：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
• 行为型（11）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

21.设计模式的几个原则

• 单一职责原则
• 接口隔离原则
• 里氏替换原则
• 开闭原则
• 迪米特原则
• 依赖倒置原则
• 合成复用原则

22.spring中涉及的设计模式

• 工厂模式：BeanFactory和ApplicationContext来创建对象
• 单例模式：Bean默认为单例模式
• 代理模式：AOP动态代理
• 模板方法：jdbcTemplete,restTemplete(http请求工具)
• 适配器模式：mvc中的处理器适配
• 观察者模式：spring时间驱动

二、JVM

1.JVM包含哪几部分

• 类加载器
• 运行时数据区（堆、栈、方法区、本地方法栈和程序计数器）
  • 方法区：静态变量、常量、类信息和运行时常量池
  • 程序计数器：每个线程都有一个程序计数器，就像一个指针，指向方法去中的方法字节码（比如每次读下一条指令的时候给它+1）
  • 本地方法栈：登记native方法，在执行引擎的时候加载本地库
  • 栈：生命周期和线程同步；不存在垃圾回收问题；存放八大基本类型、对象引用变量名、实例的方法
  • 堆：类的实例、字符串常量池
    • 新生区：伊甸园区、幸存0区、幸存1区
    • 养老区
    • 永久区（方法区的具体实现，jdk1.8后改为叫元空间，一部分人认为他不应该划分在堆内，一部分人认为应该划分在堆内）
• 执行引擎
• 本地库接口
  

2.双亲委派机制

• 类加载器收到类加载的请求
• 将这个请求委托给父类加载器去完成，一直向上委托，直到启动类加载器
• 启动类加载器能执行就结束，否则抛出异常，依次向下通知子类进行加载
• 优点：
  • 从最内层开始加载，外层恶意同名类得不到加载从而无法使用
  • 严格通过包来区分了访问域，外层恶意的类通过内置代码也无法访问到内层类

3.创建对象内存分析

（案例取自遇见狂神说的java课程视频）

4.JAVA对象实例化过程

• 类的加载初始化
  • 加载：载入class对象，不一定是从class文件获取，可以是jar包，或者动态生成的class
  • 连接
    • 验证：校验class字节流是否符合当前jvm规范
    • 准备：为 类变量 分配内存并设置变量的初始值( 默认值 )。如果是final修饰的对象则是赋值声明值
    • 解析：将常量池的符号引用替换为直接引用
  • 初始化
  • 使用
  • 卸载
• 对象的初始化
  

5.GC时候哪些需要回收

• 引用计数算法
• 可达性分析算法

6.三种基本的GC算法

• 标记-清除算法
  内存中的对象构成一棵树，当有效的内存被耗尽的时候，程序就会停止，做两件事，第一：标记，标记从树根可达的对象，第二：清除不可达的对象。标记清除的时候程序会停止运行
  缺点：递归效率低性能低；释放空间不连续容易导致内存碎片；会停止整个程序运行；
• 复制算法
  把内存分成两块区域：空闲区域和活动区域，第一还是标记，标记之后把可达的对象复制到空闲区，将空闲区变成活动区，同时把以前活动区对象清除，变成空闲区。
  缺点：速度快但耗费空间
• 标记-整理算法
  在标记清除算法之后不是直接清理可回收对象，而是将存活对象都向一端移动，然后清理掉端边界以外的内存。
• 分代收集算法，即新生代、老年代、永久代
• 内存效率：复制算法>标记清除算法>标记压缩算法（时间复杂度）
• 内存整齐度：复制算法=标记压缩算法>标记清除算法
• 内存利用率：复制算法<标记清除算法=标记压缩算法

7.jdk、jre和jvm

• jdk：java开发工具包。包括java运行环境(jre)，java工具，java基础的类库
• jre：java运行环境。包括jvm标准实现及java核心类库
• jvm：java虚拟机，一种抽象化的计算机

三、mysql

1.数据库三大范式

• 第一范式：强调的是列的原子性，即列不能够再分成其他几列。
• 第二范式：在第一范式基础上，必须有一个主键其他字段必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。
• 第三范式：在前两个范式基础上，非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。

2.防止sql注入

• 代码层防止sql注入攻击的最佳方案就是sql预编译（prepareedstatement类）
• 规定数据长度，能在一定程度上防止sql注入
• 严格限制数据库权限，能最大程度减少sql注入的危害

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