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Java基礎面試題(二)

編輯:關於JAVA

【常見面試問題總結目錄】

41、日期和時間: - 如何取得年月日、小時分鐘秒? - 如何取得從1970年1月1日0時0分0秒到現在的毫秒數? - 如何取得某月的最後一天? - 如何格式化日期?

答: 問題1:創建java.util.Calendar 實例,調用其get()方法傳入不同的參數即可獲得參數所對應的值。Java 8中可以使用java.time.LocalDateTimel來獲取,代碼如下所示。

   {
       (String[] args) {
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        System.out.println(cal.get(Calendar.YEAR));
        System.out.println(cal.get(Calendar.MONTH));    
        System.out.println(cal.get(Calendar.DATE));
        System.out.println(cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));
        System.out.println(cal.get(Calendar.MINUTE));
        System.out.println(cal.get(Calendar.SECOND));
        
        LocalDateTime dt = LocalDateTime.now();
        System.out.println(dt.getYear());
        System.out.println(dt.getMonthValue());     
        System.out.println(dt.getDayOfMonth());
        System.out.println(dt.getHour());
        System.out.println(dt.getMinute());
        System.out.println(dt.getSecond());
    }
}

問題2:以下方法均可獲得該毫秒數。

Calendar.getInstance().getTimeInMillis();
System.currentTimeMillis();
Clock.systemDefaultZone().millis(); 

問題3:代碼如下所示。

Calendar time = Calendar.getInstance();
time.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH);

問題4:利用java.text.DataFormat 的子類(如SimpleDateFormat類)中的format(Date)方法可將日期格式化。Java 8中可以用java.time.format.DateTimeFormatter來格式化時間日期,代碼如下所示。

 java.text.SimpleDateFormat;
 java.time.LocalDate;
 java.time.format.DateTimeFormatter;
 java.util.Date;

class DateFormatTest {
       (String[] args) {
        SimpleDateFormat oldFormatter =  SimpleDateFormat();
        Date date1 =  Date();
        System.out.println(oldFormatter.format(date1));
        
        DateTimeFormatter newFormatter = DateTimeFormatter.ofPattern();
        LocalDate date2 = LocalDate.now();
        System.out.println(date2.format(newFormatter));
    }
}

42、打印昨天的當前時刻。

答:

 java.util.Calendar;
class YesterdayCurrent {
       (String[] args){
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        cal.add(Calendar.DATE, -);
        System.out.println(cal.getTime());
    }
}
在Java 中,可以用下面的代碼實現相同的功能。
 java.time.LocalDateTime;
class YesterdayCurrent {
       (String[] args) {
        LocalDateTime today = LocalDateTime.now();
        LocalDateTime yesterday = today.minusDays();
        System.out.println(yesterday);
    }
}

43、比較一下Java和JavaSciprt。

答:JavaScript 與Java是兩個公司開發的不同的兩個產品。Java 是原Sun Microsystems公司推出的面向對象的程序設計語言,特別適合於互聯網應用程序開發;而JavaScript是Netscape公司的產品,為了擴展Netscape浏覽器的功能而開發的一種可以嵌入Web頁面中運行的基於對象和事件驅動的解釋性語言。JavaScript的前身是LiveScript;而Java的前身是Oak語言。 

下面對兩種語言間的異同作如下比較:

基於對象和面向對象:Java是一種真正的面向對象的語言,即使是開發簡單的程序,必須設計對象;JavaScript是種腳本語言,它可以用來制作與網絡無關的,與用戶交互作用的復雜軟件。它是一種基於對象(Object-Based)和事件驅動(Event-Driven)的編程語言,因而它本身提供了非常豐富的內部對象供設計人員使用。

解釋和編譯:Java的源代碼在執行之前,必須經過編譯。JavaScript是一種解釋性編程語言,其源代碼不需經過編譯,由浏覽器解釋執行。(目前的浏覽器幾乎都使用了JIT(即時編譯)技術來提升JavaScript的運行效率)

強類型變量和類型弱變量:Java采用強類型變量檢查,即所有變量在編譯之前必須作聲明;JavaScript中變量是弱類型的,甚至在使用變量前可以不作聲明,JavaScript的解釋器在運行時檢查推斷其數據類型。

代碼格式不一樣。

補充:上面列出的四點是網上流傳的所謂的標准答案。其實Java和JavaScript最重要的區別是一個是靜態語言,一個是動態語言。目前的編程語言的發展趨勢是函數式語言和動態語言。在Java中類(class)是一等公民,而JavaScript中函數(function)是一等公民,因此JavaScript支持函數式編程,可以使用Lambda函數和閉包(closure),當然Java 8也開始支持函數式編程,提供了對Lambda表達式以及函數式接口的支持。

44、什麼時候用斷言(assert)?

答:斷言在軟件開發中是一種常用的調試方式,很多開發語言中都支持這種機制。一般來說,斷言用於保證程序最基本、關鍵的正確性。斷言檢查通常在開發和測試時開啟。為了保證程序的執行效率,在軟件發布後斷言檢查通常是關閉的。斷言是一個包含布爾表達式的語句,在執行這個語句時假定該表達式為true;如果表達式的值為false,那麼系統會報告一個AssertionError。斷言的使用如下面的代碼所示:

(a > ); 

斷言可以有兩種形式:

 Expression1; 
 Expression1 : Expression2 ; 

Expression1 應該總是產生一個布爾值。 

Expression2 可以是得出一個值的任意表達式;這個值用於生成顯示更多調試信息的字符串消息。

要在運行時啟用斷言,可以在啟動JVM時使用-enableassertions或者-ea標記。要在運行時選擇禁用斷言,可以在啟動JVM時使用-da或者-disableassertions標記。要在系統類中啟用或禁用斷言,可使用-esa或-dsa標記。還可以在包的基礎上啟用或者禁用斷言。

注意:斷言不應該以任何方式改變程序的狀態。簡單的說,如果希望在不滿足某些條件時阻止代碼的執行,就可以考慮用斷言來阻止它。

45、Error和Exception有什麼區別?

答:Error表示系統級的錯誤和程序不必處理的異常,是恢復不是不可能但很困難的情況下的一種嚴重問題;比如內存溢出,不可能指望程序能處理這樣的情況;Exception表示需要捕捉或者需要程序進行處理的異常,是一種設計或實現問題;也就是說,它表示如果程序運行正常,從不會發生的情況。 

面試題:2005年摩托羅拉的面試中曾經問過這麼一個問題“If a process reports a stack overflow run-time error, what’s the most possible cause?”,給了四個選項a. lack of memory; b. write on an invalid memory space; c. recursive function calling; d. array index out of boundary. Java程序在運行時也可能會遭遇StackOverflowError,這是一個無法恢復的錯誤,只能重新修改代碼了,這個面試題的答案是c。如果寫了不能迅速收斂的遞歸,則很有可能引發棧溢出的錯誤,如下所示:

class StackOverflowErrorTest {
       (String[] args) {
        main();
    }
}

提示:用遞歸編寫程序時一定要牢記兩點:1. 遞歸公式;2. 收斂條件(什麼時候就不再繼續遞歸)。

46、try{}裡有一個return語句,那麼緊跟在這個try後的finally{}裡的代碼會不會被執行,什麼時候被執行,在return前還是後?

答:會執行,在方法返回調用者前執行。 

注意:在finally中改變返回值的做法是不好的,因為如果存在finally代碼塊,try中的return語句不會立馬返回調用者,而是記錄下返回值待finally代碼塊執行完畢之後再向調用者返回其值,然後如果在finally中修改了返回值,就會返回修改後的值。顯然,在finally中返回或者修改返回值會對程序造成很大的困擾,C#中直接用編譯錯誤的方式來阻止程序員干這種龌龊的事情,Java中也可以通過提升編譯器的語法檢查級別來產生警告或錯誤,Eclipse中可以在Preference->Java->Compiler-> Errors/Warnings進行設置,強烈建議將此項設置為編譯錯誤。

47、Java語言如何進行異常處理,關鍵字:throws、throw、try、catch、finally分別如何使用?

答:Java通過面向對象的方法進行異常處理,把各種不同的異常進行分類,並提供了良好的接口。在Java中,每個異常都是一個對象,它是Throwable類或其子類的實例。當一個方法出現異常後便拋出一個異常對象,該對象中包含有異常信息,調用這個對象的方法可以捕獲到這個異常並可以對其進行處理。Java的異常處理是通過5個關鍵詞來實現的:try、catch、throw、throws和finally。一般情況下是用try來執行一段程序,如果系統會拋出(throw)一個異常對象,可以通過它的類型來捕獲(catch)它,或通過總是執行代碼塊(finally)來處理;try用來指定一塊預防所有異常的程序;catch子句緊跟在try塊後面,用來指定你想要捕獲的異常的類型;throw語句用來明確地拋出一個異常;throws用來聲明一個方法可能拋出的各種異常(當然聲明異常時允許無病呻吟);finally為確保一段代碼不管發生什麼異常狀況都要被執行;try語句可以嵌套,每當遇到一個try語句,異常的結構就會被放入異常棧中,直到所有的try語句都完成。如果下一級的try語句沒有對某種異常進行處理,異常棧就會執行出棧操作,直到遇到有處理這種異常的try語句或者最終將異常拋給JVM。

48、運行時異常與受檢異常有何異同?

答:異常表示程序運行過程中可能出現的非正常狀態,運行時異常表示虛擬機的通常操作中可能遇到的異常,是一種常見運行錯誤,只要程序設計得沒有問題通常就不會發生。受檢異常跟程序運行的上下文環境有關,即使程序設計無誤,仍然可能因使用的問題而引發。Java編譯器要求方法必須聲明拋出可能發生的受檢異常,但是並不要求必須聲明拋出未被捕獲的運行時異常。異常和繼承一樣,是面向對象程序設計中經常被濫用的東西,在Effective Java中對異常的使用給出了以下指導原則:

不要將異常處理用於正常的控制流(設計良好的API不應該強迫它的調用者為了正常的控制流而使用異常)

對可以恢復的情況使用受檢異常,對編程錯誤使用運行時異常

避免不必要的使用受檢異常(可以通過一些狀態檢測手段來避免異常的發生)

優先使用標准的異常

每個方法拋出的異常都要有文檔

保持異常的原子性

不要在catch中忽略掉捕獲到的異常

49、列出一些你常見的運行時異常?

答:

ArithmeticException(算術異常)

ClassCastException (類轉換異常)

IllegalArgumentException (非法參數異常)

IndexOutOfBoundsException (下標越界異常)

NullPointerException (空指針異常)

SecurityException (安全異常)

50、闡述final、finally、finalize的區別。

答:

final:修飾符(關鍵字)有三種用法:如果一個類被聲明為final,意味著它不能再派生出新的子類,即不能被繼承,因此它和abstract是反義詞。將變量聲明為final,可以保證它們在使用中不被改變,被聲明為final的變量必須在聲明時給定初值,而在以後的引用中只能讀取不可修改。被聲明為final的方法也同樣只能使用,不能在子類中被重寫。

finally:通常放在try…catch…的後面構造總是執行代碼塊,這就意味著程序無論正常執行還是發生異常,這裡的代碼只要JVM不關閉都能執行,可以將釋放外部資源的代碼寫在finally塊中。

finalize:Object類中定義的方法,Java中允許使用finalize()方法在垃圾收集器將對象從內存中清除出去之前做必要的清理工作。這個方法是由垃圾收集器在銷毀對象時調用的,通過重寫finalize()方法可以整理系統資源或者執行其他清理工作。

51、類ExampleA繼承Exception,類ExampleB繼承ExampleA。

有如下代碼片斷:

 {
      ExampleB()
} (ExampleA e){
    System.out.println();
} (Exception e){
    System.out.println();
}

請問執行此段代碼的輸出是什麼? 

答:輸出:ExampleA。(根據裡氏代換原則[能使用父類型的地方一定能使用子類型],抓取ExampleA類型異常的catch塊能夠抓住try塊中拋出的ExampleB類型的異常)

面試題 - 說出下面代碼的運行結果。(此題的出處是《Java編程思想》一書)

class Annoyance extends Exception {}
class Sneeze extends Annoyance {}
class Human {
       (String[] args) 
         Exception {
         {
             {
                  Sneeze();
            } 
             ( Annoyance a ) {
                System.out.println();
                 a;
            }
        } 
         ( Sneeze s ) {
            System.out.println();
             ;
        }
         {
            System.out.println();
        }
    }
}

52、List、Set、Map是否繼承自Collection接口?

答:List、Set 是,Map 不是。Map是鍵值對映射容器,與List和Set有明顯的區別,而Set存儲的零散的元素且不允許有重復元素(數學中的集合也是如此),List是線性結構的容器,適用於按數值索引訪問元素的情形。

53、闡述ArrayList、Vector、LinkedList的存儲性能和特性。

URL:http://www.bianceng.cn/Programming/Java/201608/50403.htm

答:ArrayList 和Vector都是使用數組方式存儲數據,此數組元素數大於實際存儲的數據以便增加和插入元素,它們都允許直接按序號索引元素,但是插入元素要涉及數組元素移動等內存操作,所以索引數據快而插入數據慢,Vector中的方法由於添加了synchronized修飾,因此Vector是線程安全的容器,但性能上較ArrayList差,因此已經是Java中的遺留容器。LinkedList使用雙向鏈表實現存儲(將內存中零散的內存單元通過附加的引用關聯起來,形成一個可以按序號索引的線性結構,這種鏈式存儲方式與數組的連續存儲方式相比,內存的利用率更高),按序號索引數據需要進行前向或後向遍歷,但是插入數據時只需要記錄本項的前後項即可,所以插入速度較快。Vector屬於遺留容器(Java早期的版本中提供的容器,除此之外,Hashtable、Dictionary、BitSet、Stack、Properties都是遺留容器),已經不推薦使用,但是由於ArrayList和LinkedListed都是非線程安全的,如果遇到多個線程操作同一個容器的場景,則可以通過工具類Collections中的synchronizedList方法將其轉換成線程安全的容器後再使用(這是對裝潢模式的應用,將已有對象傳入另一個類的構造器中創建新的對象來增強實現)。 

補充:遺留容器中的Properties類和Stack類在設計上有嚴重的問題,Properties是一個鍵和值都是字符串的特殊的鍵值對映射,在設計上應該是關聯一個Hashtable並將其兩個泛型參數設置為String類型,但是Java API中的Properties直接繼承了Hashtable,這很明顯是對繼承的濫用。這裡復用代碼的方式應該是Has-A關系而不是Is-A關系,另一方面容器都屬於工具類,繼承工具類本身就是一個錯誤的做法,使用工具類最好的方式是Has-A關系(關聯)或Use-A關系(依賴)。同理,Stack類繼承Vector也是不正確的。Sun公司的工程師們也會犯這種低級錯誤,讓人唏噓不已。

54、Collection和Collections的區別?

答:Collection是一個接口,它是Set、List等容器的父接口;Collections是個一個工具類,提供了一系列的靜態方法來輔助容器操作,這些方法包括對容器的搜索、排序、線程安全化等等。

55、List、Map、Set三個接口存取元素時,各有什麼特點?

答:List以特定索引來存取元素,可以有重復元素。Set不能存放重復元素(用對象的equals()方法來區分元素是否重復)。Map保存鍵值對(key-value pair)映射,映射關系可以是一對一或多對一。Set和Map容器都有基於哈希存儲和排序樹的兩種實現版本,基於哈希存儲的版本理論存取時間復雜度為O(1),而基於排序樹版本的實現在插入或刪除元素時會按照元素或元素的鍵(key)構成排序樹從而達到排序和去重的效果。

56、TreeMap和TreeSet在排序時如何比較元素?Collections工具類中的sort()方法如何比較元素?

答:TreeSet要求存放的對象所屬的類必須實現Comparable接口,該接口提供了比較元素的compareTo()方法,當插入元素時會回調該方法比較元素的大小。TreeMap要求存放的鍵值對映射的鍵必須實現Comparable接口從而根據鍵對元素進行排序。Collections工具類的sort方法有兩種重載的形式,第一種要求傳入的待排序容器中存放的對象比較實現Comparable接口以實現元素的比較;第二種不強制性的要求容器中的元素必須可比較,但是要求傳入第二個參數,參數是Comparator接口的子類型(需要重寫compare方法實現元素的比較),相當於一個臨時定義的排序規則,其實就是通過接口注入比較元素大小的算法,也是對回調模式的應用(Java中對函數式編程的支持)。

57、Thread類的sleep()方法和對象的wait()方法都可以讓線程暫停執行,它們有什麼區別?

答:sleep()方法(休眠)是線程類(Thread)的靜態方法,調用此方法會讓當前線程暫停執行指定的時間,將執行機會(CPU)讓給其他線程,但是對象的鎖依然保持,因此休眠時間結束後會自動恢復(線程回到就緒狀態,請參考第66題中的線程狀態轉換圖)。wait()是Object類的方法,調用對象的wait()方法導致當前線程放棄對象的鎖(線程暫停執行),進入對象的等待池(wait pool),只有調用對象的notify()方法(或notifyAll()方法)時才能喚醒等待池中的線程進入等鎖池(lock pool),如果線程重新獲得對象的鎖就可以進入就緒狀態。

補充: 

一。什麼是進程和線程 

進程是具有一定獨立功能的程序關於某個數據集合上的一次運行活動,進程是系統進行資源分配和調度的一個獨立單位。 

線程是進程的一個實體,是CPU調度和分派的基本單位,它是比進程更小的能獨立運行的基本單位。 

系統資源:線程自己基本上不擁有系統資源,只擁有一點在運行中必不可少的資源(如程序計數器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個進程的其他的線程共享進程所擁有的全部資源。一個線程可以創建和撤銷另一個線程;同一個進程中的多個線程之間可以並發執行。 

進程的作用和定義:進程是為了提高CPU的執行效率,減少因為程序等待帶來的CPU空轉以及其他計算機軟硬件資源的浪費而提出來的。進程是為了完成用戶任務所需要的程序的一次執行過程和為其分配資源的一個基本單位,是一個具有獨立功能的程序段對某個數據集的一次執行活動。 

二。線程和進程的區別: 

1、 線程是進程的一部分,所以線程有的時候被稱為是輕權進程或者輕量級進程。 

2、一個沒有線程的進程是可以被看作單線程的,如果一個進程內擁有多個進程,進程的執行過程不是一條線(線程)的,而是多條線(線程)共同完成的。 

3、系統在運行的時候會為每個進程分配不同的內存區域,但是不會為線程分配內存(線程所使用的資源是它所屬的進程的資源),線程組只能共享資源。那就是說,除了CPU之外(線程在運行的時候要占用CPU資源),計算機內部的軟硬件資源的分配與線程無關,線程只能共享它所屬進程的資源。 

4、 與進程的控制表PCB相似,線程也有自己的控制表TCB,但是TCB中所保存的線程狀態比PCB表中少多了。 

5、 進程是系統所有資源分配時候的一個基本單位,擁有一個完整的虛擬空間地址,並不依賴線程而獨立存在。 

三。線程相對進程的優點 

進程切換比線程切換開銷大是因為進程切換時要切頁表,而且往往伴隨著頁調度,因為進程的數據段代碼段要換出去,以便把將要執行的進程的內容換進來。本來進程的內容就是線程的超集。而且線程只需要保存線程的上下文(相關寄存器狀態和棧的信息)就好了,動作很小。 

四。進程與程序的區別: 

程序是一組指令的集合,它是靜態的實體,沒有執行的含義。而進程是一個動態的實體,有自己的生命周期。一般說來,一個進程肯定與一個程序相對應,並且只有一個,但是一個程序可以有多個進程,或者一個進程都沒有也可以只有一個進程。除此之外,進程還有並發性和交往性。簡單地說,進程是程序的一部分,程序運行的時候會產生進程。總結:線程是進程的一部分,進程是程序的一部分。 

再補充: 

線程的劃分尺度小於進程,這使得多線程程序的並發性高;進程在執行時通常擁有獨立的內存單元,而線程之間可以共享內存。使用多線程的編程通常能夠帶來更好的性能和用戶體驗,但是多線程的程序對於其他程序是不友好的,因為它可能占用了更多的CPU資源。當然,也不是線程越多,程序的性能就越好,因為線程之間的調度和切換也會浪費CPU時間。時下很時髦的Node.js就采用了單線程異步I/O的工作模式。

58、線程的sleep()方法和yield()方法有什麼區別?

答: 

① sleep()方法給其他線程運行機會時不考慮線程的優先級,因此會給低優先級的線程以運行的機會;yield()方法只會給相同優先級或更高優先級的線程以運行的機會; 

② 線程執行sleep()方法後轉入阻塞(blocked)狀態,而執行yield()方法後轉入就緒(ready)狀態; 

③ sleep()方法聲明拋出InterruptedException,而yield()方法沒有聲明任何異常; 

④ sleep()方法比yield()方法(跟操作系統CPU調度相關)具有更好的可移植性。

59、當一個線程進入一個對象的synchronized方法A之後,其它線程是否可進入此對象的synchronized方法B?

答:不能。其它線程只能訪問該對象的非同步方法,同步方法則不能進入。因為非靜態方法上的synchronized修飾符要求執行方法時要獲得對象的鎖,如果已經進入A方法說明對象鎖已經被取走,那麼試圖進入B方法的線程就只能在等鎖池(注意不是等待池哦)中等待對象的鎖。

60、請說出與線程同步以及線程調度相關的方法。

答:

wait():使一個線程處於等待(阻塞)狀態,並且釋放所持有的對象的鎖;

sleep():使一個正在運行的線程處於睡眠狀態,是一個靜態方法,調用此方法要處理InterruptedException異常;

notify():喚醒一個處於等待狀態的線程,當然在調用此方法的時候,並不能確切的喚醒某一個等待狀態的線程,而是由JVM確定喚醒哪個線程,而且與優先級無關;

notityAll():喚醒所有處於等待狀態的線程,該方法並不是將對象的鎖給所有線程,而是讓它們競爭,只有獲得鎖的線程才能進入就緒狀態; 

補充:Java 5通過Lock接口提供了顯式的鎖機制(explicit lock),增強了靈活性以及對線程的協調。Lock接口中定義了加鎖(lock())和解鎖(unlock())的方法,同時還提供了newCondition()方法來產生用於線程之間通信的Condition對象;此外,Java 5還提供了信號量機制(semaphore),信號量可以用來限制對某個共享資源進行訪問的線程的數量。在對資源進行訪問之前,線程必須得到信號量的許可(調用Semaphore對象的acquire()方法);在完成對資源的訪問後,線程必須向信號量歸還許可(調用Semaphore對象的release()方法)。

61、編寫多線程程序有幾種實現方式?

答:Java 5以前實現多線程有兩種實現方法:一種是繼承Thread類;另一種是實現Runnable接口。兩種方式都要通過重寫run()方法來定義線程的行為,推薦使用後者,因為Java中的繼承是單繼承,一個類有一個父類,如果繼承了Thread類就無法再繼承其他類了,顯然使用Runnable接口更為靈活。 

補充:Java 5以後創建線程還有第三種方式:實現Callable接口,該接口中的call方法可以在線程執行結束時產生一個返回值。

62、synchronized關鍵字的用法?

答:synchronized關鍵字可以將對象或者方法標記為同步,以實現對對象和方法的互斥訪問,可以用synchronized(對象) { … }定義同步代碼塊,或者在聲明方法時將synchronized作為方法的修飾符。

63、舉例說明同步和異步。

答:如果系統中存在臨界資源(資源數量少於競爭資源的線程數量的資源),例如正在寫的數據以後可能被另一個線程讀到,或者正在讀的數據可能已經被另一個線程寫過了,那麼這些數據就必須進行同步存取(數據庫操作中的排他鎖就是最好的例子)。當應用程序在對象上調用了一個需要花費很長時間來執行的方法,並且不希望讓程序等待方法的返回時,就應該使用異步編程,在很多情況下采用異步途徑往往更有效率。事實上,所謂的同步就是指阻塞式操作,而異步就是非阻塞式操作。

64、啟動一個線程是調用run()還是start()方法?

答:啟動一個線程是調用start()方法,使線程所代表的虛擬處理機處於可運行狀態,這意味著它可以由JVM 調度並執行,這並不意味著線程就會立即運行。run()方法是線程啟動後要進行回調(callback)的方法。

65、什麼是線程池(thread pool)?

答:在面向對象編程中,創建和銷毀對象是很費時間的,因為創建一個對象要獲取內存資源或者其它更多資源。在Java中更是如此,虛擬機將試圖跟蹤每一個對象,以便能夠在對象銷毀後進行垃圾回收。所以提高服務程序效率的一個手段就是盡可能減少創建和銷毀對象的次數,特別是一些很耗資源的對象創建和銷毀,這就是”池化資源”技術產生的原因。線程池顧名思義就是事先創建若干個可執行的線程放入一個池(容器)中,需要的時候從池中獲取線程不用自行創建,使用完畢不需要銷毀線程而是放回池中,從而減少創建和銷毀線程對象的開銷。 

Java 5+中的Executor接口定義一個執行線程的工具。它的子類型即線程池接口是ExecutorService。要配置一個線程池是比較復雜的,尤其是對於線程池的原理不是很清楚的情況下,因此在工具類Executors面提供了一些靜態工廠方法,生成一些常用的線程池,如下所示:

newSingleThreadExecutor:創建一個單線程的線程池。這個線程池只有一個線程在工作,也就是相當於單線程串行執行所有任務。如果這個唯一的線程因為異常結束,那麼會有一個新的線程來替代它。此線程池保證所有任務的執行順序按照任務的提交順序執行。

newFixedThreadPool:創建固定大小的線程池。每次提交一個任務就創建一個線程,直到線程達到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達到最大值就會保持不變,如果某個線程因為執行異常而結束,那麼線程池會補充一個新線程。

newCachedThreadPool:創建一個可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務所需要的線程,那麼就會回收部分空閒(60秒不執行任務)的線程,當任務數增加時,此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務。此線程池不會對線程池大小做限制,線程池大小完全依賴於操作系統(或者說JVM)能夠創建的最大線程大小。

newScheduledThreadPool:創建一個大小無限的線程池。此線程池支持定時以及周期性執行任務的需求。

newSingleThreadScheduledExecutor:創建一個單線程的線程池。此線程池支持定時以及周期性執行任務的需求。

66、線程的基本狀態以及狀態之間的關系?

答: 

說明:其中Running表示運行狀態,Runnable表示就緒狀態(萬事俱備,只欠CPU),Blocked表示阻塞狀態,阻塞狀態又有多種情況,可能是因為調用wait()方法進入等待池,也可能是執行同步方法或同步代碼塊進入等鎖池,或者是調用了sleep()方法或join()方法等待休眠或其他線程結束,或是因為發生了I/O中斷。 

67、簡述synchronized 和java.util.concurrent.locks.Lock的異同?

答:Lock是Java 5以後引入的新的API,和關鍵字synchronized相比主要相同點:Lock 能完成synchronized所實現的所有功能;主要不同點:Lock有比synchronized更精確的線程語義和更好的性能,而且不強制性的要求一定要獲得鎖。synchronized會自動釋放鎖,而Lock一定要求程序員手工釋放,並且最好在finally 塊中釋放(這是釋放外部資源的最好的地方)。

68、Java中如何實現序列化,有什麼意義?

答:序列化就是一種用來處理對象流的機制,所謂對象流也就是將對象的內容進行流化。可以對流化後的對象進行讀寫操作,也可將流化後的對象傳輸於網絡之間。序列化是為了解決對象流讀寫操作時可能引發的問題(如果不進行序列化可能會存在數據亂序的問題)。 

要實現序列化,需要讓一個類實現Serializable接口,該接口是一個標識性接口,標注該類對象是可被序列化的,然後使用一個輸出流來構造一個對象輸出流並通過writeObject(Object)方法就可以將實現對象寫出(即保存其狀態);如果需要反序列化則可以用一個輸入流建立對象輸入流,然後通過readObject方法從流中讀取對象。序列化除了能夠實現對象的持久化之外,還能夠用於對象的深度克隆。

69、Java中有幾種類型的流?

答:字節流和字符流。字節流繼承於InputStream、OutputStream,字符流繼承於Reader、Writer。在java.io 包中還有許多其他的流,主要是為了提高性能和使用方便。關於Java的I/O需要注意的有兩點:一是兩種對稱性(輸入和輸出的對稱性,字節和字符的對稱性);二是兩種設計模式(適配器模式和裝飾模式)。

73、XML文檔定義有幾種形式?它們之間有何本質區別?解析XML文檔有哪幾種方式?

答:XML文檔定義分為DTD和Schema兩種形式,二者都是對XML語法的約束,其本質區別在於Schema本身也是一個XML文件,可以被XML解析器解析,而且可以為XML承載的數據定義類型,約束能力較之DTD更強大。對XML的解析主要有DOM(文檔對象模型,Document Object Model)、SAX(Simple API for XML)和StAX(Java 6中引入的新的解析XML的方式,Streaming API for XML),其中DOM處理大型文件時其性能下降的非常厲害,這個問題是由DOM樹結構占用的內存較多造成的,而且DOM解析方式必須在解析文件之前把整個文檔裝入內存,適合對XML的隨機訪問(典型的用空間換取時間的策略);SAX是事件驅動型的XML解析方式,它順序讀取XML文件,不需要一次全部裝載整個文件。當遇到像文件開頭,文檔結束,或者標簽開頭與標簽結束時,它會觸發一個事件,用戶通過事件回調代碼來處理XML文件,適合對XML的順序訪問;顧名思義,StAX把重點放在流上,實際上StAX與其他解析方式的本質區別就在於應用程序能夠把XML作為一個事件流來處理。將XML作為一組事件來處理的想法並不新穎(SAX就是這樣做的),但不同之處在於StAX允許應用程序代碼把這些事件逐個拉出來,而不用提供在解析器方便時從解析器中接收事件的處理程序。

74、你在項目中哪些地方用到了XML?

答:XML的主要作用有兩個方面:數據交換和信息配置。在做數據交換時,XML將數據用標簽組裝成起來,然後壓縮打包加密後通過網絡傳送給接收者,接收解密與解壓縮後再從XML文件中還原相關信息進行處理,XML曾經是異構系統間交換數據的事實標准,但此項功能幾乎已經被JSON(JavaScript Object Notation)取而代之。當然,目前很多軟件仍然使用XML來存儲配置信息,我們在很多項目中通常也會將作為配置信息的硬代碼寫在XML文件中,Java的很多框架也是這麼做的,而且這些框架都選擇了dom4j作為處理XML的工具,因為Sun公司的官方API實在不怎麼好用。

76、Statement和PreparedStatement有什麼區別?哪個性能更好?

答:與Statement相比,①PreparedStatement接口代表預編譯的語句,它主要的優勢在於可以減少SQL的編譯錯誤並增加SQL的安全性(減少SQL注入攻擊的可能性);②PreparedStatement中的SQL語句是可以帶參數的,避免了用字符串連接拼接SQL語句的麻煩和不安全;③當批量處理SQL或頻繁執行相同的查詢時,PreparedStatement有明顯的性能上的優勢,由於數據庫可以將編譯優化後的SQL語句緩存起來,下次執行相同結構的語句時就會很快(不用再次編譯和生成執行計劃)。 

補充:為了提供對存儲過程的調用,JDBC API中還提供了CallableStatement接口。存儲過程(Stored Procedure)是數據庫中一組為了完成特定功能的SQL語句的集合,經編譯後存儲在數據庫中,用戶通過指定存儲過程的名字並給出參數(如果該存儲過程帶有參數)來執行它。雖然調用存儲過程會在網絡開銷、安全性、性能上獲得很多好處,但是存在如果底層數據庫發生遷移時就會有很多麻煩,因為每種數據庫的存儲過程在書寫上存在不少的差別。

77、使用JDBC操作數據庫時,如何提升讀取數據的性能?如何提升更新數據的性能?

答:要提升讀取數據的性能,可以指定通過結果集(ResultSet)對象的setFetchSize()方法指定每次抓取的記錄數(典型的空間換時間策略);要提升更新數據的性能可以使用PreparedStatement語句構建批處理,將若干SQL語句置於一個批處理中執行。

78、在進行數據庫編程時,連接池有什麼作用?

答:由於創建連接和釋放連接都有很大的開銷(尤其是數據庫服務器不在本地時,每次建立連接都需要進行TCP的三次握手,釋放連接需要進行TCP四次握手,造成的開銷是不可忽視的),為了提升系統訪問數據庫的性能,可以事先創建若干連接置於連接池中,需要時直接從連接池獲取,使用結束時歸還連接池而不必關閉連接,從而避免頻繁創建和釋放連接所造成的開銷,這是典型的用空間換取時間的策略(浪費了空間存儲連接,但節省了創建和釋放連接的時間)。池化技術在Java開發中是很常見的,在使用線程時創建線程池的道理與此相同。基於Java的開源數據庫連接池主要有:C3P0、Proxool、DBCP、BoneCP、Druid等。 

補充:在計算機系統中時間和空間是不可調和的矛盾,理解這一點對設計滿足性能要求的算法是至關重要的。大型網站性能優化的一個關鍵就是使用緩存,而緩存跟上面講的連接池道理非常類似,也是使用空間換時間的策略。可以將熱點數據置於緩存中,當用戶查詢這些數據時可以直接從緩存中得到,這無論如何也快過去數據庫中查詢。當然,緩存的置換策略等也會對系統性能產生重要影響,對於這個問題的討論已經超出了這裡要闡述的范圍。

79、什麼是DAO模式?

答:DAO(Data Access Object)顧名思義是一個為數據庫或其他持久化機制提供了抽象接口的對象,在不暴露底層持久化方案實現細節的前提下提供了各種數據訪問操作。在實際的開發中,應該將所有對數據源的訪問操作進行抽象化後封裝在一個公共API中。用程序設計語言來說,就是建立一個接口,接口中定義了此應用程序中將會用到的所有事務方法。在這個應用程序中,當需要和數據源進行交互的時候則使用這個接口,並且編寫一個單獨的類來實現這個接口,在邏輯上該類對應一個特定的數據存儲。DAO模式實際上包含了兩個模式,一是Data Accessor(數據訪問器),二是Data Object(數據對象),前者要解決如何訪問數據的問題,而後者要解決的是如何用對象封裝數據。

80、事務的ACID是指什麼?

答: 

- 原子性(Atomic):事務中各項操作,要麼全做要麼全不做,任何一項操作的失敗都會導致整個事務的失敗; 

- 一致性(Consistent):事務結束後系統狀態是一致的; 

- 隔離性(Isolated):並發執行的事務彼此無法看到對方的中間狀態; 

- 持久性(Durable):事務完成後所做的改動都會被持久化,即使發生災難性的失敗。通過日志和同步備份可以在故障發生後重建數據。

補充:關於事務,在面試中被問到的概率是很高的,可以問的問題也是很多的。首先需要知道的是,只有存在並發數據訪問時才需要事務。當多個事務訪問同一數據時,可能會存在5類問題,包括3類數據讀取問題(髒讀、不可重復讀和幻讀)和2類數據更新問題(第1類丟失更新和第2類丟失更新)。

髒讀(Dirty Read):A事務讀取B事務尚未提交的數據並在此基礎上操作,而B事務執行回滾,那麼A讀取到的數據就是髒數據。

不可重復讀(Unrepeatable Read):事務A重新讀取前面讀取過的數據,發現該數據已經被另一個已提交的事務B修改過了。

幻讀(Phantom Read):事務A重新執行一個查詢,返回一系列符合查詢條件的行,發現其中插入了被事務B提交的行。

第1類丟失更新:事務A撤銷時,把已經提交的事務B的更新數據覆蓋了。

第2類丟失更新:事務A覆蓋事務B已經提交的數據,造成事務B所做的操作丟失。

數據並發訪問所產生的問題,在有些場景下可能是允許的,但是有些場景下可能就是致命的,數據庫通常會通過鎖機制來解決數據並發訪問問題,按鎖定對象不同可以分為表級鎖和行級鎖;按並發事務鎖定關系可以分為共享鎖和獨占鎖,具體的內容大家可以自行查閱資料進行了解。 

直接使用鎖是非常麻煩的,為此數據庫為用戶提供了自動鎖機制,只要用戶指定會話的事務隔離級別,數據庫就會通過分析SQL語句然後為事務訪問的資源加上合適的鎖,此外,數據庫還會維護這些鎖通過各種手段提高系統的性能,這些對用戶來說都是透明的(就是說你不用理解,事實上我確實也不知道)。ANSI/ISO SQL 92標准定義了4個等級的事務隔離級別,如下表所示:

需要說明的是,事務隔離級別和數據訪問的並發性是對立的,事務隔離級別越高並發性就越差。所以要根據具體的應用來確定合適的事務隔離級別,這個地方沒有萬能的原則。

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