Java高级
1.Java反射技术的主要实现类有哪些，其作用分别是什么？
在JDK中，主要由以下类来实现Java反射机制，这些类都位于java.lang.reflect包中
Class类：代表一个类
Field 类：代表类的成员变量(属性)
Method类：代表类的成员方法
Constructor类：代表类的构造方法
Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法
类的作用？生成Class对象的方法主要有哪些？
Class类是Java 反射机制的起源和入口，用于获取与类相关的各种信息，提供了获取类信息的相关方法。Class类继承自Object类
Class类是所有类的共同的图纸。每个类有自己的对象，好比图纸和实物的关系；每个类也可看做是一个对象，有共同的图纸Class，存放类的结构信息，能够通过相应方法取出相应信息：类的名字、属性、方法、构造方法、父类和接口
方法 |
示 例 |
对象名.getClass() |
String str="bdqn"; Class clazz = str.getClass(); |
对象名.getSuperClass() |
Student stu = new Student(); Class c1 = stu.getClass(); Class c2 = stu.getSuperClass(); |
Class.forName() |
Class clazz = Class.forName("java.lang.Object"); Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); |
类名.class |
Class c1 = String.class; Class c2 = Student.class; Class c2 = int.class |
包装类.TYPE |
Class c1 = Integer.TYPE; Class c2 = Boolean.TYPE; |
3.反射的使用场合和作用、及其优缺点
1. 反射的使用场合和作用
使用场合：在编译时根本无法知道该对象或类可能属于哪些类，程序只依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息。
主要作用：通过反射可以使程序代码访问装载到JVM 中的类的内部信息
a) 获取已装载类的属性信息
b) 获取已装载类的方法
c) 获取已装载类的构造方法信息
2. 反射的优点
反射提高了Java程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力。它允许程序创建和控制任何类的对象，无需提前硬编码目标类；反射是其它一些常用语言，如C、C++、Fortran 或者Pascal等都不具备的
Java反射技术应用领域很广，如软件测试、 EJB、JavaBean等；许多流行的开源框架例如Struts、Hibernate、Spring在实现过程中都采用了该技术
3. .反射的缺点
性能问题：使用反射基本上是一种解释操作，用于字段和方法接入时要远慢于直接代码。因此Java反射机制主要应用在对灵活性和扩展性要求很高的系统框架上,普通程序不建议使用。
使用反射会模糊程序内部逻辑：程序人员希望在源代码中看到程序的逻辑，反射等绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂。
4.进程和线程有什么联系和区别？
1.定义：
进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，他是比进程更小的能独立运行的基本单位，线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器，一组寄存器和栈），一个线程可以创建和撤销另一个线程；
进程和线程的关系：
（1）一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程。
（2）资源分配给进程，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源。
（3）线程在执行过程中，需要协作同步。不同进程的线程间要利用消息通信的办法实现同步。
（4）处理机分给线程，即真正在处理机上运行的是线程。
（5）线程是指进程内的一个执行单元，也是进程内的可调度实体。
3.线程与进程的区别：
（1）调度：线程作为调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位。
（2）并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可以并发执行。
（3）拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源。
（4）系统开销：在创建或撤销进程的时候，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的明显大于创建或撤销线程时的开销。但进程有独立的地址空间，进程崩溃后，在保护模式下不会对其他的进程产生影响，而线程只是一个进程中的不同的执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的程序健壮，但是在进程切换时，耗费的资源较大，效率要差些
5.创建线程的两种方式分别是什么？
方式1：继承Java.lang.Thread类，并覆盖run() 方法。优势：编写简单；劣势：无法继承其它父类
public class ThreadDemo1 {
public static voidmain(String args[]) {
MyThread1 t = newMyThread1();
t.start();
while (true) {
System.out.println("兔子领先了，别骄傲");
}
}
}
class MyThread1 extends Thread {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("乌龟领先了，加油");
}
}
}
方式2：实现Java.lang.Runnable接口，并实现run()方法。优势：可继承其它类，多线程可共享同一个Thread对象；劣势：编程方式稍微复杂，如需访问当前线程，需调用Thread.currentThread()方法
public class ThreadDemo2 {
public static voidmain(String args[]) {
MyThread2 mt =new MyThread2();
Thread t = newThread(mt);
t.start();
while (true) {
System.out.println("兔子领先了，加油");
}
}
}
class MyThread2 implements Runnable {
public void run() {
while (true) {
System.out.println("乌龟超过了，再接再厉");
}
}
}
6.如何实现线程同步？
当多个线程访问同一个数据时，容易出现线程安全问题，需要某种方式来确保资源在某一时刻只被一个线程使用。需要让线程同步，保证数据安全
线程同步的实现方案：同步代码块和同步方法，均需要使用synchronized关键字
同步代码块：public voidmakeWithdrawal(int amt) {
synchronized (acct) { }
}
同步方法：publicsynchronized void makeWithdrawal(int amt) { }
线程同步的好处：解决了线程安全问题
线程同步的缺点：性能下降，可能会带来死锁
7.Java中实现线程通信的三个方法的作用是什么？
Java提供了3个方法解决线程之间的通信问题，均是java.lang.Object类的方法，都只能在同步方法或者同步代码块中使用，否则会抛出异常。
方法名 |
作 用 |
final void wait() |
表示线程一直等待，直到其它线程通知 |
void wait(long timeout) |
线程等待指定毫秒参数的时间 |
final void wait(long timeout,int nanos) |
线程等待指定毫秒、微妙的时间 |
final void notify() |
唤醒一个处于等待状态的线程。注意的是在调用此方法的时候，并不能确切的唤醒某一个等待状态的线程，而是由JVM确定唤醒哪个线程，而且不是按优先级。 |
final void notifyAll() |
唤醒同一个对象上所有调用wait()方法的线程，注意并不是给所有唤醒线程一个对象的锁，而是让它们竞争 |
8.说明生产者和消费者问题，如何采用多线程实现？
生产者和消费者问题的含义
假设仓库中只能存放一件产品，生产者将生产出来的产品放入仓库，消费者将仓库中产品取走消费
如果仓库中没有产品，则生产者将产品放入仓库，否则停止生产并等待，直到仓库中的产品被消费者取走为止
如果仓库中放有产品，则消费者可以将产品取走消费，否则停止消费并等待，直到仓库中再次放入产品为止
生产者和消费者问题的分析
这是一个线程同步问题，生产者和消费者共享同一个资源，并且生产者和消费者之间相互依赖，互为条件
这还需要线程之间的通信：对于生产者，没有生产产品之前，要通知消费者等待。而生产了产品之后，又需要马上通知消费者消费；对于消费者，在消费之后，要通知生产者已经消费结束，需要继续生产新产品以供消费
生产者和消费者问题的实现
定义产品类（核心类，包括放入产品和取走产品方法，涉及多线程通信）
定义生产者线程类
定义消费者线程类
定义测试类
讲解ThreadLocal的作用及其使用
ThreadLocal是什么呢？其实ThreadLocal并非是一个线程的本地实现版本，它并不是一个Thread，而是thread localvariable（线程局部变量）。也许把它命名为ThreadLocalVar更加合适。线程局部变量（ThreadLocal）其实的功用非常简单，就是为每一个使用该变量的线程都提供一个变量值的副本，是每一个线程都可以独立地改变自己的副本，而不会和其它线程的副本冲突。从线程的角度看，就好像每一个线程都完全拥有该变量。
synchronized这类线程同步的机制可以解决多线程并发问题，在这种解决方案下，多个线程访问到的，都是同一份变量的内容。为了防止在多线程访问的过程中，可能会出现的并发错误。不得不对多个线程的访问进行同步，这样也就意味着，多个线程必须先后对变量的值进行访问或者修改，这是一种以延长访问时间来换取线程安全性的策略。
而ThreadLocal类为每一个线程都维护了自己独有的变量拷贝。每个线程都拥有了自己独立的一个变量，竞争条件被彻底消除了，那就没有任何必要对这些线程进行同步，它们也能最大限度的由CPU调度，并发执行。并且由于每个线程在访问该变量时，读取和修改的，都是自己独有的那一份变量拷贝，变量被彻底封闭在每个访问的线程中，并发错误出现的可能也完全消除了。对比前一种方案，这是一种以空间来换取线程安全性的策略。
当然ThreadLocal并不能替代同步机制，两者面向的问题领域不同。同步机制是为了同步多个线程对相同资源的并发访问，是为了多个线程之间进行通信的有效方式；而ThreadLocal是隔离多个线程的数据共享，从根本上就不在多个线程之间共享资源（变量），这样当然不需要对多个线程进行同步了。所以，如果你需要进行多个线程之间进行通信，则使用同步机制；如果需要隔离多个线程之间的共享冲突，可以使用ThreadLocal，这将极大地简化你的程序，使程序更加易读、简洁。
ThreadLocal是如何做到为每一个线程维护变量的副本的呢？其实实现的思路很简单，在ThreadLocal类中有一个Map，用于存储每一个线程的变量的副本。
在Hibernate或者JDBC项目中使用ThreadLocal来实现对Session和Connection的多线程安全访问，是ThreadLocal使用较多的一个场合。通过使用ThreadLocal，就保障了一次请求(一个线程)中使用的都是同一个Session对象了，同时也便于事务的实现。这是在没有出现getCurrentSession之前实现该目的重要的实现方式之一。
10.什么是java序列化，如何实现java序列化？
我们有时候将一个java对象变成字节流的形式传出去或者从一个字节流中恢复成一个java对象，例如，要将java对象存储到硬盘或者传送给网络上的其他计算机，这个过程我们可以自己写代码去把一个java对象变成某个格式的字节流再传输，但是，jre本身就提供了这种支持，我们可以调用OutputStream的writeObject方法来做，如果要让java 帮我们做，要被传输的对象必须实现serializable接口，这样，javac编译时就会进行特殊处理，编译的类才可以被writeObject方法操作，这就是所谓的序列化。需要被序列化的类必须实现Serializable接口，该接口是一个mini接口，其中没有需要实现的方法，implements Serializable只是为了标注该对象是可被序列化的。
例如，在web开发中，如果对象被保存在了Session中，tomcat在重启时要把Session对象序列化到硬盘，这个对象就必须实现Serializable接口。如果对象要经过分布式系统进行网络传输或通过rmi等远程调用，这就需要在网络上传输对象，被传输的对象就必须实现Serializable接口。
11.介绍OSI七层模型和TCP/IP模型
1. OSI(OpenSystem Interconnection)，开放式系统互联参考模型。是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络协议从逻辑上分为了7层。每一层都有相关、相对应的物理设备，比如常规的路由器是三层交换设备，常规的交换机是二层交换设备。OSI七层模型是一种框架性的设计方法，建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。
2. TCP/IP协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，主要由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。
3. ISO制定的OSI参考模型的过于庞大、复杂招致了许多批评。伴随着互联网的流行，其本身所采用的TCP/IP协议栈获得了更为广泛的应用和认可。在TCP/IP参考模型中，去掉了OSI参考模型中的会话层和表示层（这两层的功能被合并到应用层实现）。同时将OSI参考模型中的数据链路层和物理层合并为主机到网络层。
12.TCP协议和UDP协议的比较
TCP和UDP是TCP/IP协议栈中传输层的两个协议，它们使用IP路由功能把数据包发送到目的地，从而为应用程序及应用层协议（包括：HTTP、SMTP、SNMP、FTP和Telnet）提供网络服务。TCP传输原理类似电话通信系统，而UDP传输原理类似电报通信系统。具体区别如下：
1. TCP是面向连接的传输。UDP是无连接的传输
2. TCP有流量控制、拥塞控制，检验数据数据按序到达，而UDP则相反。
3. TCP的路由选择只发生在建立连接的时候，而UDP的每个报文都要进行路由选择
4. TCP是可靠性传输，他的可靠性是由超时重发机制实现的，而UDP则是不可靠传输
5. UDP因为少了很多控制信息，所以传输速度比TCP速度快
6. TCP适合用于传输大量数据，UDP适合用于传输小量数据
13.什么是Socket编程；简述基于TCP协议的Socket编程的主要步骤
什么是Socket编程
所谓socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。
Socket套接字用于在主机和Internet之间建立可靠的、双向的、持续的、点对点的流式连接。一个套接字可以用来建立Java的输入输出系统到其他的驻留在本地机或Internet上的任何机器的程序的连接。应用程序通过Socket向网络发出请求或者应答网络请求，Socket隐藏了数据六传输中的复杂性。
可以把Socket比作是一个港口码头，应用程序只要将数据交给Socket，就算完成了数据的发送，具体细节由Socket来完成，细节不必了解。同理，对于接收方，应用程序也要创建一个码头，等待数据的到达，并获取数据。
Java分别为TCP和UDP 两种通信协议提供了相应的Socket编程类，这些类存放在java.net包中，与TCP对应的是服务器的ServerSocket和客户端的Socket，与UDP对应的是DatagramSocket。
基于TCP协议的Socket编程的主要步骤
