JAVA 面试常见问题详解
目录
基础知识
Java基础
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JDK与JRE的区别
- JDK (Java Development Kit) 是Java开发工具包，包含JRE以及编译器和其他工具。
- JRE (Java Runtime Environment) 是Java运行环境，仅包含Java虚拟机（JVM）和Java类库，不包含开发工具。
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Java的基本数据类型
- 八种基本数据类型：byte, short, int, long, float, double, char, boolean
- 默认值：int默认为0，float默认为0.0f，boolean默认为false等。
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Java中的变量作用域
- 局部变量：在方法内声明，作用域仅限于方法。
- 实例变量：在类内声明，不带static关键字，作用于对象实例。
- 类变量：在类内声明，带static关键字，作用于整个类。
面向对象编程
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面向对象的四大基本特征
- 封装：将数据和方法封装在类中，控制访问权限。
- 继承：子类继承父类的属性和方法，支持代码重用。
- 多态：同一方法可以有不同的表现形式，主要通过方法重载和方法重写实现。
- 抽象：通过抽象类和接口实现，定义抽象方法由子类实现。
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方法重载与方法重写的区别
- 方法重载：在同一个类中，方法名相同但参数不同。
- 方法重写：在子类中重新定义父类的方法，方法签名必须相同。
异常处理
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Java中的异常分类
- 检查型异常（Checked Exception）：编译期异常，必须进行处理，例如IOException。
- 非检查型异常（Unchecked Exception）：运行期异常，不强制处理，例如NullPointerException。
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try-catch-finally结构
- try块：包含可能产生异常的代码。
- catch块：捕获并处理异常。
- finally块：无论是否发生异常，最终都会执行的代码。
高级特性
多线程与并发
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创建线程的方式
- 继承Thread类并重写run方法。
- 实现Runnable接口并实现run方法。
- 使用Callable接口并实现call方法，结合FutureTask。
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线程同步与锁
- 使用synchronized关键字修饰方法或代码块，确保线程安全。
- 使用ReentrantLock进行显式锁操作，支持更高级的线程控制。
集合框架
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常见集合类
- List接口：ArrayList, LinkedList
- Set接口：HashSet, TreeSet
- Map接口：HashMap, TreeMap
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集合类的特点和使用场景
- ArrayList：基于数组，查询速度快，增删慢，适用于查询操作频繁的场景。
- LinkedList：基于链表，增删速度快，查询慢，适用于增删操作频繁的场景。
JVM原理
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JVM内存结构
- 堆：存储对象实例，分为新生代和老年代。
- 栈：存储方法调用和局部变量，每个线程一个栈。
- 方法区：存储类信息、常量、静态变量。
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垃圾回收机制
- 新生代垃圾回收：采用复制算法（Copying）。
- 老年代垃圾回收：采用标记-清除算法（Mark-Sweep）和标记-整理算法（Mark-Compact）。
实战问题
代码优化
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代码性能优化
- 避免不必要的对象创建，使用对象池。
- 使用StringBuilder替代String进行字符串拼接。
- 优化循环和递归，减少时间复杂度。
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内存优化
- 使用软引用和弱引用管理内存。
- 避免内存泄漏，及时释放不再使用的资源。
设计模式
- 常见设计模式
- 单例模式：确保一个类只有一个实例，提供全局访问点。
- 工厂模式：定义创建对象的接口，将实例化推迟到子类。
- 观察者模式：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖的对象都会收到通知。
Spring框架
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Spring的核心概念
- IOC（控制反转）：通过依赖注入（DI）实现对象的创建和管理。
- AOP（面向切面编程）：通过切面分离业务逻辑和系统级服务，例如日志记录和事务管理。
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Spring Boot简介
- 提供简化的配置和开发方式，集成常用的框架和库。
- 支持自动配置，减少开发者的配置工作。
常见算法与数据结构
排序算法
- 常见排序算法
- 冒泡排序：时间复杂度O(n^2)，适用于数据量小的情况。
- 快速排序：时间复杂度O(n log n)，不稳定，适用于大多数情况。
- 归并排序：时间复杂度O(n log n)，稳定，适用于数据量大且对稳定性有要求的情况。
树与图
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二叉树
- 二叉搜索树（BST）：左子树节点值小于根节点值，右子树节点值大于根节点值。
- 平衡二叉树：例如AVL树，红黑树，确保树的高度平衡。
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图的遍历
- 深度优先搜索（DFS）：利用栈结构，适用于路径搜索。
- 广度优先搜索（BFS）：利用队列结构，适用于最短路径搜索。
动态规划
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动态规划的核心思想
- 子问题重叠：将大问题拆分为子问题，子问题之间存在重叠。
- 最优子结构：通过子问题的最优解构建原问题的最优解。
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经典动态规划问题
- 背包问题：01背包，多重背包，完全背包。
- 最长公共子序列（LCS）：求两个字符串的最长公共子序列长度。
系统设计与架构
高并发系统设计
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负载均衡
- 硬件负载均衡：如F5。
- 软件负载均衡：如Nginx，HAProxy。
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缓存策略
- 本地缓存：如Guava Cache。
- 分布式缓存：如Redis，Memcached。
分布式系统
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分布式系统的特点
- 一致性：所有节点数据一致。
- 可用性：系统一直可用。
- 分区容忍性：系统可以容忍分区故障。
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CAP理论
- 一致性（Consistency）：所有节点在同一时间看到相同的数据。
- 可用性（Availability）：每个请求都能收到一个（成功或失败）的响应。
- 分区容忍性（Partition Tolerance）：系统在网络分区的情况下仍能继续运行。
微服务架构
- 微服务的核心思想
- 将单一的应用程序拆分为多个
小的服务，每个服务独立部署和运行。
- 各个服务通过轻量级的通信机制（如HTTP，RPC）进行交互。
- 微服务的优缺点
- 优点：提高系统的可扩展性和可维护性，便于持续集成和部署。
- 缺点：增加了系统的复杂性，需要处理分布式系统的各种问题。