Java面试深度解析：基础、IO、反射与多线程

“这是一份Java面试题集锦，涵盖了基础、并发、IO、反射、多线程、设计模式等多个方面的内容，适合准备大厂面试的Java开发者。” ## Java基础 ### 基本数据类型与内存占用 Java中的基本数据类型包括整型（byte、short、int、long）、浮点型（float、double）、字符型（char）和布尔型（boolean）。它们占用的字节数分别为：byte（1字节）、short（2字节）、int（4字节）、long（8字节）、float（4字节）、double（8字节）、char（2字节）、boolean（1字节）。 ### String类与继承 String类在Java中是final的，不能被继承，这是为了保证其内部机制的稳定性和效率。 ### String、StringBuffer、StringBuilder String是不可变对象，适合少量字符串操作；StringBuffer和StringBuilder都是可变的，线程安全与非线程安全分别是StringBuffer和StringBuilder，后者在单线程环境下性能更好。 ### ArrayList与LinkedList ArrayList基于动态数组实现，查询快但插入删除慢；LinkedList基于双向链表，插入删除快但查询慢。 ### 类的实例化顺序 类实例化顺序为：静态初始化块 -> 实例初始化块 -> 构造函数 -> 子类静态初始化块 -> 子类实例初始化块 -> 子类构造函数。 ### Map类及其特性 HashMap是非线程安全的，适合单线程快速查找；ConcurrentHashMap是线程安全的，适用于多线程环境。HashMap的默认容量是16，负载因子0.75，当达到特定条件会进行扩容。 ### ConcurrentHashMap与分段锁 Java 8的ConcurrentHashMap放弃了分段锁，采用CAS和synchronized优化，提高了并发性能。分段锁在高并发下可能导致锁粒度过粗，而Java 8的改进使得锁的粒度更细。 ### 有序Map实现 TreeMap是一个有序的Map实现，它基于红黑树，保证了元素的排序性。 ### 抽象类与接口 抽象类可以包含方法实现，接口则只能定义方法。Java中类只能单继承，但可以多实现接口。 ### 继承与聚合 继承是“is-a”关系，聚合是“has-a”关系。继承强调的是类之间的层次关系，聚合关注的是对象之间的组合。 ## IO模型 IO模型包括同步阻塞IO（BIO）、同步非阻塞IO（NIO）、异步非阻塞IO（AIO）。NIO提供了选择器和通道的概念，允许非阻塞读写，提高了处理大量连接的效率。 ### 反射相关 反射原理是运行时动态获取类信息并操作类的方法和属性。Class.forName通过类名加载类，ClassLoader是类加载器，用于加载类到JVM。 ### 动态代理 Java动态代理包括JDK动态代理和CGLib，前者基于接口，后者基于字节码技术。JDK动态代理简单且只能针对接口，CGLib可以针对类实现代理。 ### final关键字 final用于声明常量、防止变量被修改、限制类或方法被继承。 ### 单例模式实现 常见的单例模式有饿汉式、懒汉式（线程不安全）、双重检查锁定（DCL）、静态内部类和枚举。 ### equals与hashCode 在父类中自动实现equals和hashCode通常使用`Objects.equals()`和`Objects.hash()`，优点是避免了空指针异常，缺点是可能与业务逻辑不符，需谨慎使用。 ### 访问修饰符的作用 public提供全局访问，private限制在类内访问，protected允许子类访问，default在同一包内可见。 ## 深拷贝与浅拷贝 深拷贝复制对象及所有引用的对象，形成完全独立的副本；浅拷贝只复制对象本身，不复制引用的对象。 ### 数据结构与时间复杂度 数组查找、插入、删除的时间复杂度分别为O(1)、O(n)、O(n)；链表为O(n)、O(1)、O(1)。 ### 异常处理 Error是系统级错误，无法恢复；Exception分为CheckedException（编译期异常）和RuntimeException（运行时异常），CheckedException需要显式捕获，RuntimeException则不一定。 ### 运行时异常举例 运行时异常包括NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException、IllegalArgumentException、IllegalStateException等。 ### 自定义String类与类加载器 由于String类是final的，不能创建子类。但自定义的类可以被类加载器加载，前提是满足类加载的规则。 ### Object的toString、equals和hashCode Object类提供了默认的toString()、equals()和hashCode()方法，但在自定义类时，通常需要重写这些方法以满足特定需求。 以上内容仅涵盖了部分面试题，实际面试中还可能涉及更多Java核心技术、设计模式、框架、数据库、网络、算法等方面的知识。