Java開發工程師面試題

1. 什么是向上轉型，向下轉型？

向上轉型：父類引用指向子類對象。

向下轉型：子類對象指向父類引用（強轉），先向上轉型，在向下轉型，沒有經過向上轉型，會提示編譯錯誤。

2.什么是數組，有什么特點？

數組是一種容器，可以同時存放多個類型相同的數據。

數組是一種引用數據類型，當有多個數據類型必須統一，數組長度在運行期間不可改變長度在創建時給定。

3.什么是集合，和數組的區別？

是Java中提供的一種容器，用來存儲多個數據。

數組的長度是固定的，集合的長度是可變的；數組中存儲的是同一類型的元素，集合存儲的類型可以不一致；

4.你所知道的List有哪些，特點分別是什么？

ArrayList：底層的數據結構是數組，所以查詢快，增刪慢，線程不安全

LinkedList：底層的數據結構是鏈表，所以查詢慢，增刪快，線程不安全

Vector：底層的數據結構是數組，查詢快，增刪慢，線程安全

5.TreeSet是如何排序的？

實現Comparable接口，覆寫compareTo()方法，只能對該類的對象進行比較

匿名內部類比較器，Comparator重寫compare方法，相當於一個外部比較器

6.Queue有哪些，各有什么特點？

高性能隊列ConcurrentLinkedQueue：使用於高並發場景的隊列，基於鏈接結點的無界線程安全隊列，先進先出，不允許有null元素

阻塞隊列BlockingQueue分為以下五種：

• ArrayBlockingQueue：基於數組的阻塞隊列，也叫有界隊列

• LinkedBlockingQueue：基於鏈表的阻塞隊列，無界隊列

• PriorityBlockingQueue：基於優先級的阻塞隊列，優先級的判斷通過構造器傳入的比較器來決定，是一個無界隊列

• DelayQueue：帶有延遲時間的隊列，是一個沒有大小的隊列

• SynchronousQueue：一種沒有緩沖的隊列

7.Hashtable和HashMap的區別？

HashTable繼承自Dirctionary（一個抽象類，用來存儲鍵值對，作用和map類相似，字典類），HashMap繼承自AbstractMap，兩者均實現了Map接口；

HashTable線程安全，key和value都不能為空；，HashMap線程不安全，key和value都可以為空；

遍歷：HashTable和HashMap兩者都實現了Iterator，但是HashTable還是用了Enumeration；

哈希值：HashTable是直接使用對象的hashCode，HashMap是重新計算hash值

8.Vector和ArrayList的區別？

Vector是線程安全的，ArrayList是線程不安全的；

ArrayList在底層數組不夠用時在原來的基礎上擴展0.5倍，Vector是擴展1倍；

9.說出幾個IO流對象，各有什么特點？

File：文件類

InputStream：抽象類，字節輸入流

OutputStream：抽象類，字節輸出流

Reader：抽象類，字符輸入流

Writer：抽象類，字符輸出流

文件字節輸入輸出流：FileInputStream，FileOutputStream

文件字符輸入輸出流：FileReader，File

字節輸入輸出緩沖流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream

字符輸入輸出緩沖流：BufferedReader，BufferedWriter

10.線程和進程的關系和區別？

線程是進程的基本執行單元，一個進程的所有任務都在線程中執行，進程如果想要執行任務，必須要有線程，進程至少要有一條線程，進程是指在系統中正在運行的一個應用程序，每個進程之間是獨立的，同一進程的線程共享本進程的地址空間、資源。

11.線程池有哪些，各有什么特點？

newCachedThreadPool：可緩存線程池，線程數量不定

newFixedThreadPool：定長線程池，線程數量固定，當處於閑置狀態也不會被回收

newScheduledThreadPool：周期性執行任務的線程池，核心線程數是固定的，非核心線程數是沒有限制的，非核心線程閑置時會被立即回收

newSingleThreadExecutor：單線程化的線程池，只有一個核心線程，以無界隊列方式來執行該線程，這使得這些任務之間不需要處理線程同步的問題，它確保所有的任務都在同一個線程中按順序中執行，並且可以在任意給定的時間不會有多個線程是活動的。

12.為什么要使用數據庫連接池？

如果沒有用連接池，每次發起SQL查詢時首先通過TCP協議的三次握手和數據庫服務建立連接，然后發送賬號密碼，驗證過后才提交SQL語句執行，執行完畢后再TCP四次揮手最后完成關閉。如果執行多個SQL就會頻繁的建立連接然后關閉，如果用連接池就是用空間換時間思想，系統啟動預先創建多個數據庫連接對象，雖然會占用一定的內存空間，但是可以省去每次SQL查詢時創建連接和關閉連接所消耗的時間。

常用的數據庫連接池：DBCP，C3P0，阿里的DRUID

13.Socket用的是什么協議，四層協議分別是什么？

TCP/IP協議，Socket用於通信，因此需要可靠的網絡協議，UDP是不可靠協議，

應用層：HTTP應用程序間溝通的層

傳輸層：TCP、UDP這一層負責數據格式化，數據確認和丟失重傳（傳送數據，並且確定數據已經被送達並接收）

互聯網絡層：IP負責提供基本的數據封包傳送功能，讓每一塊數據包都能夠到達目的主機（郵件的地址）

網絡接口層：接收IP數據包並進行傳輸（送郵件的車）

14.詳細說一下三次握手和四次揮手的過程？

所謂的“三次握手”：為了對每次發送的數據量進行跟蹤與協商，確保數據段的發送和接收同步，根據所接收到的數據量而確認數據發送、接收完畢后何時撤消聯系，並建立虛連接。

為了提供可靠的傳送，TCP在發送新的數據之前，以特定的順序將數據包的序號，並需要這些包傳送給目標機之后的確認消息。TCP總是用來發送大批量的數據。當應用程序在收到數據后要做出確認時也要用到TCP。

第一次握手：客戶端向服務端發起建立連接請求，客戶端會隨機生成一個起始序列號x，客戶端向服務端發送的字段中包含標志位SYN=1，序列號seq=x。第一次握手前客戶端的狀態為CLOSE，第一次握手后客戶端的狀態為SYN-SENT。此時服務端的狀態為LISTEN

第二次握手：服務端在收到客戶端發來的報文后，會隨機生成一個服務端的起始序列號y，然后給客戶端回復一段報文，其中包括標志位SYN=1，ACK=1，序列號seq=y，確認號ack=x+1。第二次握手前服務端的狀態為LISTEN，第二次握手后服務端的狀態為SYN-RCVD，此時客戶端的狀態為SYN-SENT。（其中SYN=1表示要和客戶端建立一個連接，ACK=1表示確認序號有效）

第三次握手：客戶端收到服務端發來的報文后，會再向服務端發送報文，其中包含標志位ACK=1，序列號seq=x+1，確認號ack=y+1。第三次握手前客戶端的狀態為SYN-SENT，第三次握手后客戶端和服務端的狀態都為ESTABLISHED。

四次揮手：
第一次揮手：客戶端向服務端發送的數據完成后，向服務端發起釋放連接報文，報文包含標志位FIN=1，序列號seq=u。此時客戶端只能接收數據，不能向服務端發送數據。

第二次揮手：服務端收到客戶端的釋放連接報文后，向客戶端發送確認報文，包含標志位ACK=1，序列號seq=v，確認號ack=u+1。此時客戶端到服務端的連接已經釋放掉，客戶端不能像服務端發送數據，服務端也不能向客戶端發送數據。但服務端到客戶端的單向連接還能正常傳輸數據。

第三次揮手：服務端發送完數據后向客戶端發出連接釋放報文，報文包含標志位FIN=1，標志位ACK=1，序列號seq=w，確認號ack=u+1。

第四次揮手：客戶端收到服務端發送的釋放連接請求，向服務端發送確認報文，包含標志位ACK=1，序列號seq=u+1，確認號ack=w+1。

為什么TCP連接的時候是3次，兩次是否可以：

1. 假設建立TCP連接僅需要兩次握手，那么如果第二次握手時，服務端返回給客戶端的確認報文丟失了，客戶端這邊認為服務端沒有和他建立連接，而服務端卻以為已經和客戶端建立了連接，並且可能向服務端已經開始向客戶端發送數據，但客戶端並不會接收這些數據，浪費了資源。如果是三次握手，不會出現雙方連接還未完全建立成功就開始發送數據的情況。

2. 如果服務端接收到了一個早已失效的來自客戶端的連接請求報文，會向客戶端發送確認報文同意建立TCP連接。但因為客戶端並不需要向服務端發送數據，所以此次TCP連接沒有意義並且浪費了資源。

為什么TCP連接的時候是3次，關閉的時候是4次

因為需要確保通信雙方都能通知對方釋放連接，假設客服端發送完數據向服務端發送釋放連接請求，當客服端並不知道，服務端是否已經發送完數據，所以此次斷開的是客服端到服務端的單向連接，服務端返回給客戶端確認報文后，服務端還能繼續單向給客戶端發送數據。當服務端發送完數據后還需要向客戶端發送釋放連接請求，客戶端返回確認報文，TCP連接徹底關閉。所以斷開TCP連接需要客戶端和服務端分別通知對方並分別收到確認報文，一共需要四次。

15.想要讓SQL查詢效率高，可以做哪些工作？

explain的用法：explain+sql語句，例如：explain select * from securityprice order by index可以模擬MySQL優化器執行SQL語句，可以很好的分析SQL語句的性能

1. 應盡量避免全表掃描，首先考慮在where及order by涉及的列上建立索引

2. 應盡量避免在where子句中對字段進行null值判斷，否則將導致引擎放棄使用索引而進行全表掃描

3. 應盡量避免在where子句中使用!=或<>操作符，否則引擎將放棄使用索引而進行全表掃描

4. 應盡量避免在where子句中使用or來連接條件，否則引擎將放棄使用索引而進行全表掃描

5. in和not in也要慎用

6. 用exists代替in

7. 模糊查詢不要使用%查詢數據%的格式，最前面最好直接是查詢數據

8. 避免在where子句中對字段進行函數操作，這將導致引擎放棄使用索引而進行全表掃描

9. 不要在where子句中的=左邊進行函數、算數運算或其他表達式，否則系統將可能無法正確使用索引

10. 索引不是越多越好，索引固然可以提高select的效率，但是同時也降低了insert及update的效率

11. 盡量使用數字型字段，若只含數值信息的字段盡量不要設計為字符型，這會降低查詢和連接的性能，並會增加存儲開銷。因為引擎在處理查詢和連接對象時會逐個比較字符串中每一個字符，而對於數字型而言只需要比較一次就夠了

12. 用varchar代替char，因為變長字段存儲空間小，可以節省存儲空間，其次對於查詢來說，在一個相對較小的字段內搜索效率顯然要高些

13. 任何地方都不要使用select * from t，用具體字段列表代替*

14. 盡量避免大事務操作，提高系統並發能力

15. 避免向客戶端返回大數據量，若數據量過大，應該考慮相應需求是否合理

16.什么是游標，有哪些分類？

用來存儲多條查詢數據的一種數據結構（數據集），它有一個指針，從上往下移動，從而能夠遍歷每條記錄。游標就是位於內存中的數據集，加快對數據的操作。犧牲內存，提高sql執行效率

系統游標（隱式游標）：系統定義好的游標，一般在做DML操作時自動觸發，一般用於看影響行數

用戶游標（顯式游標）：

• 靜態游標：創建游標的SQL語句是固定的
• 動態游標：創建游標的SQL語句是動態的，帶有參數或變量

詳情

17.GET方式和POST方式有哪些區別？

1. GET在瀏覽器回退時是無害的，POST會在次提交請求

2. GET請求產生的URL地址可以被看到，而POST不可以

3. GET請求會被瀏覽器主動緩存，而POST不會，除非主動設置

4. GET請求只能進行url編碼，而POST支持多種編碼方式

5. GET請求參數會被完整保留在瀏覽器歷史記錄里，而POST中的參數不會被保留

6. GET請求在URL中傳送的參數是有長度限制的，而POST沒有

7. 對參數的數據類型，GET只接受ASCII字符，而POST沒有限制

8. GET比POST更不安全，因為參數直接暴露在URL上，所以不能用來傳遞敏感信息

9. GET參數通過URL傳遞，POST放在Request body中

10. GEt和POST請求是HTTP協議中的兩種請求的方法，底層是TCP/IP。GET產生一個TCP數據包，POST產生兩個TCP數據包。對於GET請求瀏覽器會把http header和data一並發送出去；POST請求會先發送header，服務器響應100 continue，瀏覽器在發送data；注：據研究，在網絡環境好的情況下，發一次包的時間和發兩次包的時間差別基本可以無視。而在網絡環境差的情況下，兩次包的TCP在驗證數據包完整性上，有非常大的優點。並不是所有瀏覽器都會在POST中發送兩次包，Firefox就只發送一次。

18.CSS選擇器有哪些？

標簽選擇器
ID選擇器
類選擇器
組選擇器
通配符選擇器
后代選擇器
子元素選擇器
兄弟選擇器
相鄰選擇器
屬性選擇器
偽類選擇器

19.什么是盒子模型的坍塌？

父子坍塌：父親沒有設置padding border內容時，子元素垂直方向的margin會賦給父親，父親最終垂直方向的margin為父子中最大的margin值，並非相加

解決方法：把兒子的margin裝換成父親的padding；或給父元素增加position:absolute

並列元素坍塌：垂直方向相遇的盒子模型，會發生margin坍塌，現象就是元素兩者之間的距離並非之和，而是二者之間最大的

解決方法：給第一個元素只設置margin

20.去掉元素的浮動怎么做？

1. 為父元素添加overflow:hidden

2. clear:both

3. floatfix類

21.接口和抽象類的區別？

1. 都不能被實例化，但是抽象類里可以有構造方法，接口里不能有構造方法

2. 接口只有定義，不能有方法的實現，java1.8中可以定義default方法體，而抽象類可以有定義與實現，方法可以在抽象類中實現

3. 接口強調特定功能的實現，而抽象類強調所屬關系

4. 接口成員變量默認為public static final，必須賦值，不能被修改，其所有的成員方法都是public abstract的，抽象類中成員變量默認default，可在子類中被重新定義，也可被重新賦值，
   抽象方法被abstract修飾，不能被private、static、synchrornized和native等修飾。

22.什么是DI和IoC？什么是AOP？

DI和IoC

AOP

23.什么是本地線程，有什么好處？

線程類Thread有個變量叫做threadLocals，它的類型就是ThreadLocal.ThreadLocalMap類型，key是當前線程的ThreadLocal對象，值就是要保存的數據。每個線程自己的本地變量，在每個線程里面對變量單獨記錄保存。

在多線程並發執行時，有時需要進行數據共享，所以有了volatile變量解決多線程間的數據可見性，也有了鎖的同步機制，使變量或代碼在某一時刻，只能被一個線程訪問，確保數據共享的正確性。有時不需要數據共享，讓每個線程都有自己獨立的變量，ThreadLocal就是用於線程間的數據隔離的。

24.數據庫事務有哪些特點？

1. 原子性：指事務包含的所有操作要么全部成功，要么全部失敗回滾

2. 一致性：事務必須使數據庫從一個一致性狀態變換到另一個一致性狀態

3. 隔離性：當多個用戶並發訪問數據庫時，不能被其他事務的操作所干擾

4. 持久性：一個事務一旦被提交了，對數據庫中的數據的改變就是永久性的

• 臟讀：一個事務處理過程中，讀取了另一個未提交的事務中的數據

• 不可重復讀：對於數據庫中的某一條數據在一個事務范圍內，多次查詢卻返回了不同的數據值

• 幻讀：事務非獨立執行時發生的一種現象，例如事務T1對一個表中所有的行的某個數據項做了從“1”修改為“2”的操作，這時事務T2又對這個表中插入了一行數據項，而這個數據項的數值還是為“1”並且提交給數據庫。而操作事務T1的用戶如果再查看剛剛修改的數據，會發現還有一行沒有修改，其實這行是從事務T2中添加的，就好像產生幻覺一樣，這就是發生了幻讀。

25.數據庫有哪些鎖？

為了保證數據的一致性，MySQL各存儲引擎使用了三種類型的鎖機制：表級鎖定，行級鎖定和頁級鎖定

1. 表級鎖：一次會將整個表鎖定，可以避免死鎖問題，鎖定力度大，鎖沖突概率高，並發度底，開銷小，獲取鎖和釋放鎖的速度很快，適用於查詢為主，少量更新

2. 行級鎖：鎖定對象的力度小，發生鎖沖突概率低，並發度高，但是開銷大，加鎖慢，行級鎖容易發生死鎖。適用於對事務完整性要求較高的系統。
   InnoDB行級鎖類型

• 共享鎖：讀鎖，多個事務對同一數據進行共享一把鎖，都能訪問到數據，但是只能讀不能修改
• 排它鎖：寫鎖，排他鎖指的是一個事務在一行數據加上排他鎖后，其他事務不能再在其上加其他的鎖。但可以直接通過select ...from...查詢數據，因為普通查詢沒有任何鎖機制。
• 意向鎖是InnoDB自動加的，不需用戶干預，意向鎖不會與行級的共享/排它鎖互斥

3. 頁面鎖：介於行級鎖和表級鎖之間，會發生死鎖，鎖定的數據資源比行鎖要多，因為一個業種可以有多個行記錄，我們使用頁鎖的時候，會出現數據浪費的現象。

26.什么是視圖，視圖有什么作用？

存儲的查詢語句，當調用的時候，產生結果集，視圖充當的是虛擬表的角色。

簡單：使用視圖的用戶完全不需要關心后面對應的表的結構，關聯條件和篩選條件對用戶來說已經是過濾好的復合條件的結果集

安全：使用視圖的用戶只能訪問他們被允許查詢的結果集，對表的權限管理並不能限制到某個行，某個列，但是通過視圖就可以簡單的實現。

數據獨立：一旦視圖的結構確認了，可以屏蔽表結構變化對用戶的影響，源表增加列對視圖沒有影響，源表修改列名，則可以通過修改視圖來解決，不會造成對訪問者的影響

綜上，使用視圖的大部分情況是為了保障數據安全性，提高查詢效率

27.Servlet是單例還是多例，是否線程安全？如何解決安全問題？

servlet是單例的，嚴格地說是一個ServletMapping對應一個單例實例（如果一個Servlet被映射了兩個URL地址，會生成兩個實例）。線程不安全。維護Servlet線程安全通常是使用同步塊（或方法）來保護共享數據，其次可以是volatile、Lock一些鎖機制，還可以使用ThreadLocal來打通安全通道，另外還有原子操作也是用來保護數據安全

28.Spring是單例還是多例？如何配置？

spring生成的對象默認是單例的，通過scope="prototype"可以更改為多例

29. 常見的Linux命令

常見的Linux命令

30. 閉包

讀取其他函數內部變量的函數，只有函數內部的子函數才能讀取局部變量，可以理解為：定義在一個函數內部的函數。本質上，閉包是將函數內部和函數外部連接起來的橋梁。

31. 分布式

計算機的一種算法，一個大型的系統往往被分為幾個子系統來做，一個子系統可以部署在一台機器的多個JVM上，也可以部署在多台機器上，但是每一個系統不是獨立的，不是完全獨立的。需要相互通信，共同實現業務功能。一句話來說：分布式就是通過計算機網絡將后端工作分布到多台主機上，多個主機一起協同完成工作。

32. 過濾器（Filter）和攔截器（Interceptor）的區別

實現原理不同：過濾器是基於函數回調的，攔截器是基於Java的反射機制（動態代理）實現的。

適用范圍不同：過濾器實現的是java.servlet.Filter接口，這個接口是在Servlet規范中定義的，也就是說過濾器Filter的使用要依賴於Tomcat等容器，導致只能在web程序中使用；攔截器是一個Spring組件，並由Spring容器管理，並不依賴Tomcat等容器，是可以單獨使用。

觸發時機不同：過濾器是在請求進入容器后，但是在進入servlet之前進行預處理，請求結果是在servlet處理完成以后；攔截器是在請求進入servlet后，在進入Controller之前進行預處理，Controller中渲染了對應的視圖之后請求結束。

攔截的請求范圍不同：過濾器幾乎可以對所有進入容器的請求起作用，而攔截器只會對Controller中請求或訪問static目錄下的資源請求起作用

33. 創建對象的五種方式

使用new關鍵字創建對象（調用了構造函數）

使用Class類的newInstance方法（調用了構造函數）

使用Constructor類的newInstance方法（調用的構造函數）

使用了clone方法（沒有調用構造函數）

使用了反序列化（沒有調用構造函數）