JAVA基础-面试题

ArrayList和LinkedList有什么区别

ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，LinkedList是基于链表结构。对于随机访问的get和set方法，ArrayList要优于LinkedList，因为LinkedList要移动指针。对于新增和删除操作add和remove，LinkedList比较占优势，因为ArrayList要移动数据。

String、StringBuffer与StringBuilder之间的区别

String 类不可变，内部维护的char[] 数组长度不可变，为final修饰，String类也是final修饰，不存在扩容。字符串拼接，截取，都会生成一个新的对象。频繁操作字符串效率低下，因为每次都会生成新的对象。StringBuilder 类内部维护可变长度char[] ， 初始化数组容量为16，存在扩容， 其append拼接字符串方法内部调用System的native方法，进行数组的拷贝，不会重新生成新的StringBuilder对象。 它是非线程安全的字符串操作类， 其每次调用 toString方法而重新生成的String对象，不会共享StringBuilder对象内部的char[]，会进行一次char[]的copy操作。StringBuffer 类内部维护可变长度char[]， 基本上与StringBuilder一致，但其为线程安全的字符串操作类，大部分方法都采用了Synchronized关键字修改，以此来实现在多线程下的操作字符串的安全性。其toString方法而重新生成的String对象，会共享StringBuffer对象中的toStringCache属性（char[]），但是每次的StringBuffer对象修改，都会置null该属性值。

IO模型有哪些

同步阻塞IO（Blocking IO）: 在内核将数据准备好之前, 系统调用会一直等待. 所有的套接字, 默认都是阻塞方式。同步非阻塞IO（Non-blocking IO）: 如果内核还未将数据准备好, 系统调用仍然会直接返回, 并且返回EWOULDBLOCK错误码 一般需要程序员循环的方式反复尝试读写文件描述符, 这个过程称为轮询. 这对CPU来说是较大的浪费, 一般只有特定场景下才使用。信号驱动IO（signal blocking I/O）：内核将数据准备好的时候, 使用SIGIO信号通知应用程序进行IO操作。IO多路复用（IO Multiplexing）: 表面看起来与阻塞IO类似. 实际上最核心在于IO多路转接能够同时等待多个文件描述符的就绪状态。select，poll，epoll，kqueue（unix）这几种从前往后是在不断进步的。异步IO（Asynchronous IO）: 由内核在数据拷贝完成时, 通知应用程序(信号驱动是告诉应用程序何时可以开始拷贝数据).阻塞程度：阻塞IO>非阻塞IO>多路转接IO>信号驱动IO>异步IO，效率是由低到高的

NIO与IO的区别

面向流与面向缓冲   Java IO和NIO之间第一个最大的区别是，IO是面向流的，NIO是面向缓冲区的。 Java IO面向流意味着每次从流中读一个或多个字节，直至读取所有字节，它们没有被缓存在任何地方。此外，它不能前后移动流中的数据。如果需要前后移动从流中读取的数据，需要先将它缓存到一个缓冲区。Java NIO的缓冲导向方法略有不同。数据读取到一个它稍后处理的缓冲区，需要时可在缓冲区中前后移动。这就增加了处理过程中的灵活性。但是，还需要检查是否该缓冲区中包含所有您需要处理的数据。而且，需确保当更多的数据读入缓冲区时，不要覆盖缓冲区里尚未处理的数据。

阻塞与非阻塞IO   Java IO的各种流是阻塞的。这意味着，当一个线程调用read() 或 write() 时，该线程被阻塞，直到有一些数据被读取，或数据完全写入。该线程在此期间不能再干任何事情了。Java NIO的非阻塞模式，使一个线程从某通道发送请求读取数据，但是它仅能得到目前可用的数据，如果目前没有数据可用时，就什么都不会获取，而不是保持线程阻塞，所以直至数据变的可以读取之前，该线程可以继续做其他的事情。非阻塞写也是如此。一个线程请求写入一些数据到某通道，但不需要等待它完全写入，这个线程同时可以去做别的事情。线程通常将非阻塞IO的空闲时间用于在其它通道上执行IO操作，所以一个单独的线程现在可以管理多个输入和输出通道（channel）。

选择器（Selectors）   Java NIO的选择器允许一个单独的线程来监视多个输入通道，你可以注册多个通道使用一个选择器，然后使用一个单独的线程来“选择”通道：这些通道里已经有可以处理的输入，或者选择已准备写入的通道。这种选择机制，使得一个单独的线程很容易来管理多个通道。

NIO和IO适用场景

NIO是为弥补传统IO的不足而诞生的，但是尺有所短寸有所长，**NIO也有缺点，因为NIO是面向缓冲区的操作，每一次的数据处理都是对缓冲区进行的，那么就会有一个问题，在数据处理之前必须要判断缓冲区的数据是否完整或者已经读取完毕，如果没有，假设数据只读取了一部分，那么对不完整的数据处理没有任何意义。**所以每次数据处理之前都要检测缓冲区数据。那么NIO和IO各适用的场景是什么呢？  如果需要管理同时打开的成千上万个连接，这些连接每次只是发送少量的数据，例如聊天服务器，这时候用NIO处理数据可能是个很好的选择。   而如果只有少量的连接，而这些连接每次要发送大量的数据，这时候传统的IO更合适。使用哪种处理数据，需要在数据的响应等待时间和检查缓冲区数据的时间上作比较来权衡选择。

NIO、BIO、AIO的区别

什么是BIO,NIO,AIO JAVA BIO：同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程并处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的开销，当然可以通过线程池机制改善JAVA NIO：同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即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IO请求时才启动一个线程进行处理JAVA AIO(NIO2)：异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，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 使用场景 BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。 BIO 同步并阻塞 tomcat采用的传统的BIO（同步阻塞IO模型）+线程池模式，对于十万甚至百万连接的时候，传统BIO模型是无能为力的： 线程的创建和销毁成本很高，在linux中，线程本质就是一个进程，创建销毁都是重量级的系统函数线程本身占用较大的内存，像java的线程栈一般至少分配512K-1M的空间，如果系统线程过高，内存占用是个问题线程的切换成本高，操作系统发生线程切换的时候，需要保留线程的上下文，然后执行系统调用，如果线程数过高可能执行线程切换的时间甚至大于线程执行的时间，这时候带来的表现是系统load偏高，CPUsy使用率很高容易造成锯齿状的系统负载。系统负载是用活动线程数或CPU核心数，一旦线程数量高但外部网络环境不是很稳定，就很容易造成大量请求的结果同时返回，激活大量阻塞线程从而使系统负载压力过大。

NIO同步非阻塞 NIO基于Reactor，当socket有流可读或可写入socket，操作系统会相应的通知引用程序进行处理，应用再将流读取到缓冲区或写入操作系统。也就是，不是一个链接就要对应一个处理线程，而是一个有效请求对应一个线程，当连接没有数据时，是没有工作线程来处理的nio只有acceptor的服务线程是堵塞进行的，其他读写线程是通过注册事件的方式，有读写事件激活时才调用线程资源区执行，不会一直堵塞等着读写操作，Reactor的瓶颈主要在于acceptor的执行，读写事件也是在这一块分发

AIO异步非堵塞IO AIO需要一个链接注册读写事件和回调方法，当进行读写操作时，只须直接调用API的read或write方法即可，这两种方法均为异步，对于读操作而言，当有流可读取时，操作系统会将可读的流传入read方法的缓冲区，并通知应用程序；对于写操作而言，当操作系统将write方法传递的流写入完毕时，操作系统主动通知应用程序，即，read/write方法都是异步的，完成后会主动调用回调函数

反射是什么（反射是框架设计的灵魂）

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。

反射提供的功能： 在运行时判断任意一个对象所属的类 在运行时构造任意一个类的对象 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法 在运行时调用任意一个对象的方法 （要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象（class）。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象.）

反射的使用场景 ①、Java编码时知道类和对象的具体信息，此时直接对类和对象进行操作即可，无需反射 ②、如果编码时不知道类或者对象的具体信息，此时应该使用反射来实现 ③、比如类的名称放在XML文件中，属性和属性值放在XML文件中，需要在运行时读取XML文件，动态获取类的信息 ④、 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

关于class对象和这个class类 ①、Class对象的由来是将class文件读入内存，并为之创建一个Class对象 ②、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 ③、Class类继承自Object类 ④、 Class类是所有类的共同的图纸 ⑤、 每个类有自己的对象，同时每个类也看做是一个对象，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的信息：类的名字、属性、方法、构造方法、父类和接口。

获取反射入口（class对象）的三种方法 ①、通过通过Class.forName(“全类名”) ②、类名.class------Class<?> perClazz2 = Person.class; ③、对象.getClass()--------Class<?> perClazz3 = person.getClass()

序列化和反序列化

序列化和反序列化的概念 序列化：把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。 反序列化：把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。

上面是专业的解释，现在来点通俗的解释。在代码运行的时候，我们可以看到很多的对象(debug过的都造吧)，可以是一个，也可以是一类对象的集合，很多的对象数据，这些数据中，有些信息我们想让他持久的保存起来，那么这个序列化。就是把内存里面的这些对象给变成一连串的字节描述的过程。常见的就是变成文件

序列化优点： ①将对象转为字节流存储到硬盘上，当JVM停机的话，字节流还会在硬盘上默默等待，等待下一次JVM的启动，把序列化的对象，通过反序列化为原来的对象，并且序列化的二进制序列能够减少存储空间（永久性保存对象）。 ②序列化成字节流形式的对象可以进行网络传输(二进制形式)，方便了网络传输。 ③通过序列化可以在进程间传递对象。

什么情况下需要序列化 当你想把的内存中的对象状态保存到一个文件中或者数据库中时候； 当你想用套接字在网络上传送对象的时候； 当你想通过RMI传输对象的时候；

如何实现序列化 实现Serializable接口即可

序列化和反序列化的注意点 ①序列化时，只对对象的状态进行保存，而不管对象的方法； ②当一个父类实现序列化，子类自动实现序列化，不需要显式实现Serializable接口； ③当一个对象的实例变量引用其他对象，序列化该对象时也把引用对象进行序列化； ④并非所有的对象都可以序列化，至于为什么不可以，有很多原因了，比如： – 安全方面的原因，比如一个对象拥有private，public等field，对于一个要传输的对象，比如写到文件，或者进行RMI传输等等，在序列化进行传输的过程中，这个对象的private等域是不受保护的； – 资源分配方面的原因，比如socket，thread类，如果可以序列化，进行传输或者保存，也无法对他们进行重新的资源分配，而且，也是没有必要这样实现； ⑤声明为static和transient类型的成员数据不能被序列化。因为static代表类的状态，transient代表对象的临时数据。 ⑥序列化运行时使用一个称为 serialVersionUID 的版本号与每个可序列化类相关联，该序列号在反序列化过程中用于验证序列化对象的发送者和接收者是否为该对象加载了与序列化兼容的类。为它赋予明确的值。显式地定义serialVersionUID有两种用途： – 在某些场合，希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID； – 在某些场合，不希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。 ⑦Java有很多基础类已经实现了serializable接口，比如String,Vector等。但是也有一些没有实现serializable接口的； ⑧如果一个对象的成员变量是一个对象，那么这个对象的数据成员也会被保存！这是能用序列化解决深拷贝的重要原因； 注意：浅拷贝请使用Clone接口的原型模式。