Java V3.0 更新史与面试准备指南

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JavaV3.0.pdf是一份关于Java编程语言的详细指南，由SnailClimb整理，旨在帮助求职者在面试前进行有针对性的学习。这份文档起源于作者的开源项目JavaGuide，经过三次主要更新： 1. 初版发布（2019-2-27 v1.0）：这是JavaV3.0的初始版本，包含了基础的内容，适合Java初学者入门。 2. v2.0（2019-3-2）：此版本对v1.0进行了大幅更新，修正了错误并添加了新的内容，可能包括Java语言的核心概念、设计模式以及高级特性等。 3. v3.0（2019-4-18）：进一步提升了文档质量，修复了之前的错误，丰富了部分内容，可能是对Java的最新特性和最佳实践做了深入探讨。该文档的编写目标是帮助读者理解面试中可能遇到的关键知识点，包括但不限于类和对象、面向对象编程、异常处理、多线程、集合框架、设计模式等，并强调了面试准备的重要性，特别是自我介绍策略和个人简历的撰写。作者鼓励读者不要单纯依赖死记硬背，而是通过理解和实践去掌握知识。文档提供了详细的目录结构，便于读者根据自身技能水平和面试需求选择性学习。同时，它也提醒读者在面试过程中保持积极心态，即使遇到失败也要及时总结经验，提升自身实力。值得注意的是，文档作者建议使用电脑阅读以充分利用其目录功能，对于手机用户，推荐使用福昕PDF阅读器等工具。最后，写在简历上的内容至关重要，因为它直接关系到面试官的关注点，因此应确保信息准确无误且突出个人优势。 JavaV3.0.pdf是一份实用的面试准备资源，适合求职者系统地梳理Java技术知识，并在面试中展现自信和专业性。

Java异常类层次结构图

在 Java 中，所有的异常都有一个共同的祖先java.lang包中的 Throwable类。Throwable：有两个重要的子类：

Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。

Error（错误）:是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无

关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当

JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一

般会选择线程终止。

这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如Java虚拟机运行错误（Virtual

MachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和

处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错

误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中，错误通过Error的子类描述。

Exception（异常）:是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。

RuntimeException 异常由Java虚拟机抛出。NullPointerException（要访问的变量没有引用任何对象时，抛出该

异常）、ArithmeticException（算术运算异常，一个整数除以0时，抛出该异常）和

ArrayIndexOutOfBoundsException （下标越界异常）。

注意：异常和错误的区别：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。

Throwable类常用方法

public string getMessage():返回异常发生时的详细信息

public string toString():返回异常发生时的简要描述

public string getLocalizedMessage():返回异常对象的本地化信息。使用Throwable的子类覆盖这个方法，可

以声称本地化信息。如果子类没有覆盖该方法，则该方法返回的信息与getMessage（）返回的结果相同

public void printStackTrace():在控制台上打印Throwable对象封装的异常信息

异常处理总结

try 块：用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块，如果没有catch块，则必须跟一个ﬁnally块。

catch 块：用于处理try捕获到的异常。

ﬁnally 块：无论是否捕获或处理异常，ﬁnally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句

时，ﬁnally语句块将在方法返回之前被执行。

在以下4种特殊情况下，ﬁnally块不会被执行：

1. 在ﬁnally语句块中发生了异常。

2. 在前面的代码中用了System.exit()退出程序。

3. 程序所在的线程死亡。

4. 关闭CPU。

2.1.8 获取用键盘输入常用的的两种方法

方法1：通过 Scanner

方法2：通过 BuﬀeredReader

2.1.9 接口和抽象类的区别是什么

1. 接口的方法默认是 public，所有方法在接口中不能有实现(Java 8 开始接口方法可以有默认实现），抽象类可以

有非抽象的方法

2. 接口中的实例变量默认是 ﬁnal 类型的，而抽象类中则不一定

3. 一个类可以实现多个接口，但最多只能实现一个抽象类

4. 一个类实现接口的话要实现接口的所有方法，而抽象类不一定

5. 接口不能用 new 实例化，但可以声明，但是必须引用一个实现该接口的对象从设计层面来说，抽象是对类的抽

象，是一种模板设计，接口是行为的抽象，是一种行为的规范。

备注:在JDK8中，接口也可以定义静态方法，可以直接用接口名调用。实现类和实现是不可以调用的。如果同时实现

两个接口，接口中定义了一样的默认方法，必须重写，不然会报错。(详见

issue:https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/issues/146)

2.2 Java 集合框架

2.2.1 Arraylist 与 LinkedList 异同

1. 是否保证线程安全： ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的，也就是不保证线程安全；

2. 底层数据结构： Arraylist 底层使用的是Object数组；LinkedList 底层使用的是双向链表数据结构（JDK1.6之

前为循环链表，JDK1.7取消了循环。注意双向链表和双向循环链表的区别：）；详细可阅读JDK1.7-LinkedList

循环链表优化

Scanner input = new Scanner(System.in);

String s = input.nextLine();

input.close();

BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

String s = input.readLine();

3. 插入和删除是否受元素位置的影响： ① ArrayList 采用数组存储，所以插入和删除元素的时间复杂度受元素

位置的影响。比如：执行 add(E e) 方法的时候， ArrayList 会默认在将指定的元素追加到此列表的末尾，这种

情况时间复杂度就是O(1)。但是如果要在指定位置 i 插入和删除元素的话（ add(int index, E element) ）时

间复杂度就为 O(n-i)。因为在进行上述操作的时候集合中第 i 和第 i 个元素之后的(n-i)个元素都要执行向后位/向

前移一位的操作。 ② LinkedList 采用链表存储，所以插入，删除元素时间复杂度不受元素位置的影响，都是

近似 O（1）而数组为近似 O（n）。

4. 是否支持快速随机访问： LinkedList 不支持高效的随机元素访问，而 ArrayList 支持。快速随机访问就是通

过元素的序号快速获取元素对象(对应于 get(int index) 方法)。

5. 内存空间占用： ArrayList的空间浪费主要体现在在list列表的结尾会预留一定的容量空间，而LinkedList的空

间花费则体现在它的每一个元素都需要消耗比ArrayList更多的空间（因为要存放直接后继和直接前驱以及数

据）。



补充内容:RandomAccess接口

查看源码我们发现实际上 RandomAccess 接口中什么都没有定义。所以，在我看来 RandomAccess 接口不过是一个

标识罢了。标识什么？标识实现这个接口的类具有随机访问功能。

在binarySearch（）方法中，它要判断传入的list 是否RamdomAccess的实例，如果是，调用

indexedBinarySearch（）方法，如果不是，那么调用iteratorBinarySearch（）方法

ArrayList 实现了 RandomAccess 接口，而 LinkedList 没有实现。为什么呢？我觉得还是和底层数据结构有关！

ArrayList 底层是数组，而 LinkedList 底层是链表。数组天然支持随机访问，时间复杂度为 O（1），所以称为快速随

机访问。链表需要遍历到特定位置才能访问特定位置的元素，时间复杂度为 O（n），所以不支持快速随机访问。，

ArrayList 实现了 RandomAccess 接口，就表明了他具有快速随机访问功能。 RandomAccess 接口只是标识，并不

是说 ArrayList 实现 RandomAccess 接口才具有快速随机访问功能的！

下面再总结一下 list 的遍历方式选择：

实现了RandomAccess接口的list，优先选择普通for循环，其次foreach,

未实现RandomAccess接口的list，优先选择iterator遍历（foreach遍历底层也是通过iterator实现的），大

size的数据，千万不要使用普通for循环

补充：数据结构基础之双向链表

双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直接后继和直接前驱。所以，从

双向链表中的任意一个结点开始，都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。一般我们都构造双向循环链表，如

下图所示，同时下图也是LinkedList 底层使用的是双向循环链表数据结构。

public interface RandomAccess {

}

 public static <T>

 int binarySearch(List<? extends Comparable<? super T>> list, T key) {

   if (list instanceof RandomAccess || list.size()<BINARYSEARCH_THRESHOLD)

     return Collections.indexedBinarySearch(list, key);

   else

     return Collections.iteratorBinarySearch(list, key);

 }

2.2.2 ArrayList 与 Vector 区别

Vector类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector的话代码要

在同步操作上耗费大量的时间。

Arraylist不是同步的，所以在不需要保证线程安全时时建议使用Arraylist。

2.2.3 HashMap的底层实现

JDK1.8之前

JDK1.8 之前 HashMap 底层是数组和链表结合在一起使用也就是链表散列。HashMap 通过 key 的 hashCode 经

过扰动函数处理过后得到 hash 值，然后通过

1) & hash

判断当前元素存放的位置（这里的 n 指的是数组的

长度），如果当前位置存在元素的话，就判断该元素与要存入的元素的 hash 值以及 key 是否相同，如果相同的

话，直接覆盖，不相同就通过拉链法解决冲突。

所谓扰动函数指的就是 HashMap 的 hash 方法。使用 hash 方法也就是扰动函数是为了防止一些实现比较差的

hashCode() 方法换句话说使用扰动函数之后可以减少碰撞。

JDK 1.8 HashMap 的 hash 方法源码:

JDK 1.8 的 hash方法相比于 JDK 1.7 hash 方法更加简化，但是原理不变。

对比一下 JDK1.7的 HashMap 的 hash 方法源码.

相比于 JDK1.8 的 hash 方法，JDK 1.7 的 hash 方法的性能会稍差一点点，因为毕竟扰动了 4 次。

所谓 “拉链法” 就是：将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组，数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希

冲突，则将冲突的值加到链表中即可。



  static final int hash(Object key) {

   int h;

   // key.hashCode()：返回散列值也就是hashcode

   // ^ ：按位异或

   // >>>:无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐

   return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);

 }

static int hash(int h) {

 // This function ensures that hashCodes that differ only by

 // constant multiples at each bit position have a bounded

 // number of collisions (approximately 8 at default load factor).

 h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);

 return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);

}

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瑟瑟发抖的小陈

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