大厂面试官问我：为什么 Object 有 wait ，为什么不全在 Thread 类上写？【后端八股文十六：Java基础合集】

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为什么 Object 有 wait ，为什么不全在 Thread 类上写？/ 为什么wait()、notify()、notifyAll()被定义在Object类中而不是在Thread类中？

1. 对象锁的概念:

• • Java 的并发控制机制是建立在对象锁的概念之上的。每个 Java 对象都有一个相关联的监视器(monitor),用于线程间的同步和通信。
  • 当一个线程需要访问一个对象时,它必须先获取该对象的锁。因此,线程的等待和通知操作都是针对特定对象的,而不是线程本身。

1. 可重用性:

• • 将这些方法定义在 Object 类中,使得所有的对象都具有这些等待和通知的能力,提高了代码的可重用性。
  • 如果放在 Thread 类中,则每个线程对象才拥有这些能力,使用起来会更加不方便。

1. 线程状态与对象状态的关系:

• • wait()、notify()和notifyAll()方法是用于协调线程对共享资源的访问,这种协调是建立在对象状态的基础之上的。
  • 一个线程可能需要等待某个对象进入特定的状态,才能继续执行。因此,这些方法的定义放在 Object 类中更加合适。

1. 与锁机制的集成:

• • Java 的同步机制是基于对象锁的。当一个线程获取了一个对象的锁时,它就拥有了对该对象进行wait()、notify()和notifyAll()操作的能力。
  • 将这些方法定义在 Object 类中,可以很好地与 Java 的锁机制相集成。

Condition 类和 Object 类锁方法区别

Condition 类是 Java java.util.concurrent 包中的一个接口,它提供了比 Object 类的 wait()、notify() 和 notifyAll() 方法更丰富和灵活的线程同步机制。

1. 更细粒度的线程同步控制:

• • Condition 接口可以和 Lock 接口配合使用,提供了更细粒度的线程同步控制能力。
  • 一个 Lock 对象可以关联多个 Condition 对象,线程可以针对特定的 Condition 进行等待和唤醒操作。

1. 更灵活的等待条件:

• • 与 Object 类的 wait() 方法只能针对整个对象的状态进行等待不同, Condition 接口可以让线程等待特定的条件变量。
  • 线程可以使用 await() 方法等待特定的条件,当条件满足时,其他线程可以使用 signal() 或 signalAll() 方法来唤醒等待的线程。

1. 更丰富的等待和唤醒方式:

• • Condition 接口提供了 await(long time, TimeUnit unit), awaitUntil(Date deadline) 等方法,允许线程在指定的时间内等待或者等待到指定时间。
  • 相比于 Object 类的 notify() 和 notifyAll() 方法, Condition 接口提供了 signal() 和 signalAll() 方法来唤醒等待的线程。

Java的基本数据类型都是从object中继承的是吗？

不是的，Java 的基本数据类型并不是从 Object 类继承的。

泛型

"参数化类型 "

泛型就是将类型参数化，其在编译时候才能确定具体的参数

引出泛型的原因：每次使用都需要强制转换成想要的类型；在编译时编译器不知道类型转换是否正常，运行时候才知道是否安全

泛型只存在于编译阶段，而不存在于运行阶段，class文件中没有泛型这个概念

原理

类型擦除

编译器在生成字节码 时会将泛型类型信息擦除，使得泛型类型在运行时不可见。这是为了保持与旧版Java代码的兼容性。

在编译时，对于泛型类或泛型方法，编译器会将泛型类型参数用实际类型 进行替换。

类型擦除的结果是，编译后的字节码中不再包含泛型的类型信息。在运行时，无法获取泛型类型的具体信息，只能看到原始类型。

（类型擦除是编译器在编译过程中把泛型的类型信息删除，只保留原始类型，这样在运行时就无法知道具体的泛型类型了。例如，一个泛型类List<T>，在编译后的字节码中会变成List，无法知道原来是哪种类型。这是为了保证与之前的非泛型代码的兼容性，但也意味着在运行时无法获取泛型的具体类型，只能操作原始类型的对象。）

应用场景

好处

泛型的主要目标是提高java程序的类型安全

泛型的一个附带好处是使用时候直接得到目标类型，消除许多强制类型转换

由于泛型的实现方式，支持泛型不需要JVM或类文件更改

java中所有类都是基于object，那为什么还要使用泛型，有什么好处？/ 说一说java泛型，泛型的数据类型全部换成object行不行

Java中所有类都是基于Object类的,但是使用泛型可以让我们更好地限制容器内元素的类型,提高程序的安全性和可读性。对于一些特殊的应用场景,单纯使用Object类可能无法满足需求。

完全可以使用Object类替代泛型,但这样会带来一些问题:

1)失去编译时类型检查的优势,增加运行时出错的可能性;

2)需要大量的强制类型转换,代码可读性会下降;

3)无法利用泛型带来的语法糖,如更简洁的集合初始化等。

模版和泛型的区别 / java是伪泛型，cpp泛型怎么实现的

• 模板是C++的一种预处理机制,在编译期展开生成具体的代码;而Java的泛型是伪泛型,在编译后会执行类型擦除,生成普通的字节码。
• 模板可以实现真正的泛型,没有类型擦除;而Java泛型是通过类型擦除来实现的,会丢失一部分类型信息。

extends和super在泛型使用的区别

• extends用于上界限定,限定泛型类型必须是指定类型或其子类。
• super用于下界限定,限定泛型类型必须是指定类型或其父类。

java程序编译之后会有什么？泛型会在字节码文件中存在吗？

• 编译后的Java字节码文件中,不会保留任何原始的泛型信息。
• 编译器会执行"类型擦除"操作,将所有泛型类型参数替换为它们的第一个上界(通常是Object)。
• 为了维持多态性,编译器可能会生成一些桥接方法。
• 由于泛型信息被擦除,编译器有时需要插入强制类型转换来确保类型安全。
• 总的来说,Java中的泛型是编译时的语法糖,但在字节码层面是不存在的。

泛型通配符及其之间的区别，类型擦除

• ?:表示所有类型
• ? extends E: 表示E的子类型
• ? super E: 表示E的父类型
• 类型擦除会导致通配符丢失部分类型信息,需要谨慎使用。

泛型实现机制是什么

泛型的实现机制是基于类型擦除,编译器在编译时会将泛型转换为原始类型(通常是Object),然后进行强制类型转换。这样既能保证泛型的兼容性,又能最大限度地利用现有的面向对象技术。

泛型理解吗，有什么功能，除了限制所放容器的数据类型还有什么功能？

1)限制容器元素类型,提高安全性;

2)消除强制类型转换,提高代码可读性;

3)配合通配符实现灵活的类型参数绑定。除此之外,泛型还可以用于方法、接口、类的定义,提高代码的复用性和灵活性。

泛型在哪些地方不适用

1)基本数据类型,因为基本类型无法作为类型参数;

2)创建泛型数组,数组协变特性与泛型不兼容;

3)异常处理,异常类型无法作为类型参数。

如何分别处理不同的泛型

可以通过类型参数限定(如T extends Number)、通配符(如? extends Number)等方式来处理不同的泛型。

泛型如何被创建，我们怎么去定义这些泛型

泛型的定义方式是在类、接口或方法声明时添加类型参数,如 public class GenericClass<T>{}。

泛型的上下界如何界定，什么时候用什么？

• 上界限定(extends关键字)用于限制类型参数的范围,确保类型参数是指定类型或其子类。
• 下界限定(super关键字)用于限制类型参数的范围,确保类型参数是指定类型或其父类。

如果有两个方法，方法签名一样，然后参数是List的不同泛型，那请问他是方法重载吗？

如果两个方法签名完全一致,但参数列表的泛型类型不同,这就是方法重载。

java泛型与泛型擦除以及使用场景、具体注意事项

Java的泛型是伪泛型,在编译后会执行类型擦除,生成普通的字节码。

使用泛型的主要好处是:

1)增强代码的类型安全性,

2)消除强制类型转换,

3)提高代码的可读性。

使用时需要注意类型擦除带来的一些限制,如不能创建泛型数组等。

JAVA的数据类型

分为数据类型和引用类型

（1）基本类型8个

整数 byte/short/int/long

浮点 float/double

字符 char

布尔 boolean

int 为 4字节 （32位），float一样，其他除以2的倍数或乘2的倍数

（2）引用类型

数组，类，接口

两者区别（扩展）

（1）存储位置

C语言与JAVA的区别

（跨平台，操作内存，指针）

C语言 JAVA

（1）C语言编译型，代码在编译时候会被转换成机器码，直接在计算机上运行；Java是一种解释型语言，它的源代码需要经过解释器转为机器码才能运行

（2）C语言可以直接操作内存，JAVA不行

（C语言支持低级别的内存管理和指针操作；JAVA提供了更多面向对象特性，如封装，继承和多态，还支持自动内存管理和安全机制）

（3）C语言不容易跨平台 ，Java跨平台

（4）C语言有指针，Java没有指针

C++与JAVA的区别

（支持面向对象，跨平台，指针，垃圾回收，多重继承）

（与C语言的差不多）

（1）Java是纯粹的面向对象语言，所有的对象都继承自Object C++兼容C，不但支持面向对象也支持面向过程

（2）Java通过虚拟机从而实现跨平台特性 C++依赖于特定的平台

（3）Java没有指针，他的引用可以理解成安全指针 C++具有和C一样的指针

（4）Java支持自动垃圾回收 C++需要手动回收（C++允许直接访问和操作内存）

（5）Java不支持多重继承，只能通过实现多个接口来达到相同目的 C++支持多重继承

解释下什么是面向对象？面向对象和面向过程的区别？

（1）面向对象：

"万物皆对象"

现实任何物体都可以归为一类事物

每一个个体都是一类事物的实例

以对象为中心

以消息为驱动

（2）区别

①编程思路：

函数 对象

（面向过程是以过程为中心，强调的是过程的执行顺序；面向对象是一种以数据为中心，强调的是数据的抽象和封装）

②封装性：

功能 数据和功能

（面向过程没有封装机制，程序代码和数据是混合在一起的；面向对象数据和代码分开存储，并通过对象的方法来访问和修改数据）

③继承和多态

④

（在面向过程编程中，程序代码以过程的形式来实现特定的功能；每个过程都是一段独立的代码，可以被多个过程调用。面向对象编程则是以对象的形式来实现功能。每个对象都是一个独立的实体，包含了数据和操作数据的方法。对象之间可以通过方法来互相调用）

static的作用

Static的特点

1、static是一个修饰符，用于修饰成员

2、static修饰的成员被所有的对象所共享

3、static优先于对象存在，因为static的成员随着类的加载就已经存在了

4、static修饰的成员多了一种调用方式，即可以直接被类名调用。类名.静态变量

5、static修饰的数据是共享数据，对象中的存储的是特有数据

static修饰的东西，提前加载内存中

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两个基本的用法:静态变量和静态方法

也就是被static所修饰的变量或者方法都属于类的静态资源,类实例所共享

static也用于静态代码块,多用于初始化操作

static也多用于修饰内部类,此时称之为静态内部类

最后一种用法是静态导包,即 import static 是在JDK 1.5之后引入的新特性,可以用来指定导入某个类中的静态资源,并且不需要使用类名,可以直接使用资源名

静态字段存储在类的方法区 中，它们在类加载时被初始化，并且在整个程序运行期间存在。

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