最新總結(jié)的最難Java面試題

更新時(shí)間：2019-12-09 10:45:54 來(lái)源：動(dòng)力節(jié)點(diǎn) 瀏覽2265次

　　今天小編就來(lái)說(shuō)一些Java核心部分的難解面試題，這些問(wèn)題你可能曾經(jīng)遇到過(guò)，或者你覺(jué)得這些問(wèn)題都很簡(jiǎn)單，但是這些問(wèn)題都是在Java面試中經(jīng)常被問(wèn)到的，大部分的程序員在面試時(shí)覺(jué)得還是很難的：

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　　為什么等待和通知是在 Object 類而不是 Thread 中聲明的?

　　一個(gè)棘手的 Java 問(wèn)題，如果 Java編程語(yǔ)言不是你設(shè)計(jì)的，你怎么能回答這個(gè)問(wèn)題呢。Java編程的常識(shí)和深入了解有助于回答這種棘手的 Java 核心方面的面試問(wèn)題。為什么 wait，notify 和 notifyAll 是在 Object 類中定義的而不是在 Thread 類中定義這是有名的 Java 面試問(wèn)題，招2~4年經(jīng)驗(yàn)的到高級(jí) Java 開(kāi)發(fā)人員面試都可能碰到。這個(gè)問(wèn)題的好在它能反映了面試者對(duì)等待通知機(jī)制的了解, 以及他對(duì)此主題的理解是否明確。就像為什么 Java 中不支持多繼承或者為什么 String 在 Java 中是 final 的問(wèn)題一樣，這個(gè)問(wèn)題也可能有多個(gè)答案。為什么在 Object 類中定義 wait 和 notify 方法，每個(gè)人都能說(shuō)出一些理由。從我的面試經(jīng)驗(yàn)來(lái)看, wait 和 nofity 仍然是大多數(shù)Java 程序員最困惑的，特別是2到3年的開(kāi)發(fā)人員，如果他們要求使用 wait 和 notify, 他們會(huì)很困惑。因此，如果你去參加 Java 面試，請(qǐng)確保對(duì) wait 和 notify 機(jī)制有充分的了解，并且可以輕松地使用 wait 來(lái)編寫(xiě)代碼，并通過(guò)生產(chǎn)者-消費(fèi)者問(wèn)題或?qū)崿F(xiàn)阻塞隊(duì)列等了解通知的機(jī)制。為什么等待和通知需要從同步塊或方法中調(diào)用, 以及 Java 中的 wait，sleep 和 yield 方法之間的差異，如果你還沒(méi)有讀過(guò)，你會(huì)覺(jué)得有趣。為何 wait，notify 和 notifyAll 屬于 Object 類? 為什么它們不應(yīng)該在 Thread 類中? 以下是我認(rèn)為有意義的一些想法：1) wait 和 notify 不僅僅是普通方法或同步工具，更重要的是它們是 Java 中兩個(gè)線程之間的通信機(jī)制。對(duì)語(yǔ)言設(shè)計(jì)者而言, 如果不能通過(guò) Java 關(guān)鍵字(例如 synchronized)實(shí)現(xiàn)通信此機(jī)制，同時(shí)又要確保這個(gè)機(jī)制對(duì)每個(gè)對(duì)象可用, 那么 Object 類則是的正確聲明位置。記住同步和等待通知是兩個(gè)不同的領(lǐng)域，不要把它們看成是相同的或相關(guān)的。同步是提供互斥并確保 Java 類的線程安全，而 wait 和 notify 是兩個(gè)線程之間的通信機(jī)制。2) 每個(gè)對(duì)象都可上鎖，這是在 Object 類而不是 Thread 類中聲明 wait 和 notify 的另一個(gè)原因。3) 在 Java 中為了進(jìn)入代碼的臨界區(qū)，線程需要鎖定并等待鎖定，他們不知道哪些線程持有鎖，而只是知道鎖被某個(gè)線程持有，并且他們應(yīng)該等待取得鎖, 而不是去了解哪個(gè)線程在同步塊內(nèi)，并請(qǐng)求它們釋放鎖定。4) Java 是基于 Hoare 的監(jiān)視器的思想。在Java中，所有對(duì)象都有一個(gè)監(jiān)視器。線程在監(jiān)視器上等待，為執(zhí)行等待，我們需要2個(gè)參數(shù)：

　　一個(gè)線程

　　一個(gè)監(jiān)視器(任何對(duì)象)

　　在 Java 設(shè)計(jì)中，線程不能被指定，它總是運(yùn)行當(dāng)前代碼的線程。但是，我們可以指定監(jiān)視器(這是我們稱之為等待的對(duì)象)。這是一個(gè)很好的設(shè)計(jì)，因?yàn)槿绻覀兛梢宰屓魏纹渌€程在所需的監(jiān)視器上等待，這將導(dǎo)致“入侵”，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)并發(fā)程序時(shí)會(huì)遇到困難。請(qǐng)記住，在 Java 中，所有在另一個(gè)線程的執(zhí)行中侵入的操作都被棄用了(例如 stop 方法)。

　　為什么Java中不支持多重繼承?

　　我發(fā)現(xiàn)這個(gè) Java 核心問(wèn)題很難回答，因?yàn)槟愕拇鸢缚赡懿粫?huì)讓面試官滿意，在大多數(shù)情況下，面試官正在尋找答案中的關(guān)鍵點(diǎn)，如果你提到這些關(guān)鍵點(diǎn)，面試官會(huì)很高興。在 Java 中回答這種棘手問(wèn)題的關(guān)鍵是準(zhǔn)備好相關(guān)主題, 以應(yīng)對(duì)后續(xù)的各種可能的問(wèn)題。這是非常經(jīng)典的問(wèn)題，與為什么 String 在 Java 中是不可變的很類似; 這兩個(gè)問(wèn)題之間的相似之處在于它們主要是由 Java 創(chuàng)作者的設(shè)計(jì)決策使然。為什么Java不支持多重繼承, 可以考慮以下兩點(diǎn):1)第一個(gè)原因是圍繞鉆石形繼承問(wèn)題產(chǎn)生的歧義，考慮一個(gè)類 A 有 foo() 方法, 然后 B 和 C 派生自 A, 并且有自己的 foo() 實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在 D 類使用多個(gè)繼承派生自 B 和C，如果我們只引用 foo(), 編譯器將無(wú)法決定它應(yīng)該調(diào)用哪個(gè) foo()。這也稱為 Diamond 問(wèn)題，因?yàn)檫@個(gè)繼承方案的結(jié)構(gòu)類似于菱形，見(jiàn)下圖:

　　A foo()

　　/ \

　　foo() B C foo()

　　\ /

　　D foo()

　　即使我們刪除鉆石的頂部 A 類并允許多重繼承，我們也將看到這個(gè)問(wèn)題含糊性的一面。如果你把這個(gè)理由告訴面試官，他會(huì)問(wèn)為什么 C++ 可以支持多重繼承而 Java不行。嗯，在這種情況下，我會(huì)試著向他解釋我下面給出的第二個(gè)原因，它不是因?yàn)榧夹g(shù)難度, 而是更多的可維護(hù)和更清晰的設(shè)計(jì)是驅(qū)動(dòng)因素, 雖然這只能由 Java 言語(yǔ)設(shè)計(jì)師確認(rèn)，我們只是推測(cè)。維基百科鏈接有一些很好的解釋，說(shuō)明在使用多重繼承時(shí)，由于鉆石問(wèn)題，不同的語(yǔ)言地址問(wèn)題是如何產(chǎn)生的。2)對(duì)我來(lái)說(shuō)第二個(gè)也是更有說(shuō)服力的理由是，多重繼承確實(shí)使設(shè)計(jì)復(fù)雜化并在轉(zhuǎn)換、構(gòu)造函數(shù)鏈接等過(guò)程中產(chǎn)生問(wèn)題。假設(shè)你需要多重繼承的情況并不多，簡(jiǎn)單起見(jiàn)，明智的決定是省略它。此外，Java 可以通過(guò)使用接口支持單繼承來(lái)避免這種歧義。由于接口只有方法聲明而且沒(méi)有提供任何實(shí)現(xiàn)，因此只有一個(gè)特定方法的實(shí)現(xiàn)，因此不會(huì)有任何歧義。

　　為什么Java不支持運(yùn)算符重載?

　　另一個(gè)類似棘手的Java問(wèn)題。為什么 C++ 支持運(yùn)算符重載而 Java 不支持? 有人可能會(huì)說(shuō)+運(yùn)算符在 Java 中已被重載用于字符串連接，不要被這些論據(jù)所欺騙。與 C++ 不同，Java 不支持運(yùn)算符重載。Java 不能為程序員提供自由的標(biāo)準(zhǔn)算術(shù)運(yùn)算符重載，例如+， - ，*和/等。如果你以前用過(guò) C++，那么 Java 與 C++ 相比少了很多功能，例如 Java 不支持多重繼承，Java中沒(méi)有指針，Java中沒(méi)有引用傳遞。另一個(gè)類似的問(wèn)題是關(guān)于 Java 通過(guò)引用傳遞，這主要表現(xiàn)為 Java 是通過(guò)值還是引用傳參。雖然我不知道背后的真正原因，但我認(rèn)為以下說(shuō)法有些道理，為什么 Java 不支持運(yùn)算符重載。1)簡(jiǎn)單性和清晰性。清晰性是Java設(shè)計(jì)者的目標(biāo)之一。設(shè)計(jì)者不是只想復(fù)制語(yǔ)言，而是希望擁有一種清晰，真正面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言。添加運(yùn)算符重載比沒(méi)有它肯定會(huì)使設(shè)計(jì)更復(fù)雜，并且它可能導(dǎo)致更復(fù)雜的編譯器, 或減慢 JVM，因?yàn)樗枰鲱~外的工作來(lái)識(shí)別運(yùn)算符的實(shí)際含義，并減少優(yōu)化的機(jī)會(huì), 以保證 Java 中運(yùn)算符的行為。2)避免編程錯(cuò)誤。Java 不允許用戶定義的運(yùn)算符重載，因?yàn)槿绻试S程序員進(jìn)行運(yùn)算符重載，將為同一運(yùn)算符賦予多種含義，這將使任何開(kāi)發(fā)人員的學(xué)習(xí)曲線變得陡峭，事情變得更加混亂。據(jù)觀察，當(dāng)語(yǔ)言支持運(yùn)算符重載時(shí)，編程錯(cuò)誤會(huì)增加，從而增加了開(kāi)發(fā)和交付時(shí)間。由于 Java 和 JVM 已經(jīng)承擔(dān)了大多數(shù)開(kāi)發(fā)人員的責(zé)任，如在通過(guò)提供垃圾收集器進(jìn)行內(nèi)存管理時(shí)，因?yàn)檫@個(gè)功能增加污染代碼的機(jī)會(huì), 成為編程錯(cuò)誤之源, 因此沒(méi)有多大意義。3)JVM復(fù)雜性。從JVM的角度來(lái)看，支持運(yùn)算符重載使問(wèn)題變得更加困難。通過(guò)更直觀，更干凈的方式使用方法重載也能實(shí)現(xiàn)同樣的事情，因此不支持 Java 中的運(yùn)算符重載是有意義的。與相對(duì)簡(jiǎn)單的 JVM 相比，復(fù)雜的 JVM 可能導(dǎo)致 JVM 更慢，并為保證在 Java 中運(yùn)算符行為的確定性從而減少了優(yōu)化代碼的機(jī)會(huì)。4)讓開(kāi)發(fā)工具處理更容易。這是在 Java 中不支持運(yùn)算符重載的另一個(gè)好處。省略運(yùn)算符重載使語(yǔ)言更容易處理，這反過(guò)來(lái)又更容易開(kāi)發(fā)處理語(yǔ)言的工具，例如 IDE 或重構(gòu)工具。Java 中的重構(gòu)工具遠(yuǎn)勝于 C++。

　　為什么 String 在 Java 中是不可變的?

　　我最喜歡的 Java 面試問(wèn)題，很棘手，但同時(shí)也非常有用。一些面試者也常問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，為什么 String 在 Java 中是 final 的。字符串在 Java 中是不可變的，因?yàn)?String 對(duì)象緩存在 String 池中。由于緩存的字符串在多個(gè)客戶之間共享，因此始終存在風(fēng)險(xiǎn)，其中一個(gè)客戶的操作會(huì)影響所有其他客戶。例如，如果一段代碼將 String “Test” 的值更改為 “TEST”，則所有其他客戶也將看到該值。由于 String 對(duì)象的緩存性能是很重要的一方面，因此通過(guò)使 String 類不可變來(lái)避免這種風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，String 是 final 的，因此沒(méi)有人可以通過(guò)擴(kuò)展和覆蓋行為來(lái)破壞 String 類的不變性、緩存、散列值的計(jì)算等。String 類不可變的另一個(gè)原因可能是由于 HashMap。由于把字符串作為 HashMap 鍵很受歡迎。對(duì)于鍵值來(lái)說(shuō)，重要的是它們是不可變的，以便用它們檢索存儲(chǔ)在 HashMap 中的值對(duì)象。由于 HashMap 的工作原理是散列，因此需要具有相同的值才能正常運(yùn)行。如果在插入后修改了 String 的內(nèi)容，可變的 String將在插入和檢索時(shí)生成兩個(gè)不同的哈希碼，可能會(huì)丟失 Map 中的值對(duì)象。如果你是印度板球迷，你可能能夠與我的下一句話聯(lián)系起來(lái)。字符串是Java的 VVS Laxman，即非常特殊的類。我還沒(méi)有看到一個(gè)沒(méi)有使用 String 編寫(xiě)的 Java 程序。這就是為什么對(duì) String 的充分理解對(duì)于 Java 開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)非常重要。String 作為數(shù)據(jù)類型，傳輸對(duì)象和中間人角色的重要性和流行性也使這個(gè)問(wèn)題在 Java 面試中很常見(jiàn)。為什么 String 在 Java 中是不可變的是 Java 中最常被問(wèn)到的字符串訪問(wèn)問(wèn)題之一，它首先討論了什么是 String，Java 中的 String 如何與 C 和 C++ 中的 String 不同，然后轉(zhuǎn)向在Java中什么是不可變對(duì)象，不可變對(duì)象有什么好處，為什么要使用它們以及應(yīng)該使用哪些場(chǎng)景。這個(gè)問(wèn)題有時(shí)也會(huì)問(wèn)：“為什么 String 在 Java 中是 final 的”。在類似的說(shuō)明中，如果你正在準(zhǔn)備Java 面試，我建議你看看《Java程序員面試寶典(第4版) 》，這是高級(jí)和中級(jí)Java程序員的優(yōu)秀資源。它包含來(lái)自所有重要 Java 主題的問(wèn)題，包括多線程，集合，GC，JVM內(nèi)部以及 Spring和 Hibernate 框架等。正如我所說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題可能有很多可能的答案，而 String 類的唯一設(shè)計(jì)者可以放心地回答它。我在 Joshua Bloch 的 Effective Java 書(shū)中期待一些線索，但他也沒(méi)有提到它。我認(rèn)為以下幾點(diǎn)解釋了為什么 String 類在 Java 中是不可變的或 final 的：1)想象字符串池沒(méi)有使字符串不可變，它根本不可能，因?yàn)樵谧址氐那闆r下，一個(gè)字符串對(duì)象/文字，例如 “Test” 已被許多參考變量引用，因此如果其中任何一個(gè)更改了值，其他參數(shù)將自動(dòng)受到影響，即假設(shè)

　　String A="Test";

　　String B="Test";

　　現(xiàn)在字符串 B 調(diào)用 "Test".toUpperCase(), 將同一個(gè)對(duì)象改為“TEST”，所以 A 也是 “TEST”，這不是期望的結(jié)果。下圖顯示了如何在堆內(nèi)存和字符串池中創(chuàng)建字符串。

　　2)字符串已被廣泛用作許多 Java 類的參數(shù)，例如，為了打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接，你可以將主機(jī)名和端口號(hào)作為字符串傳遞，你可以將數(shù)據(jù)庫(kù) URL 作為字符串傳遞, 以打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，你可以通過(guò)將文件名作為參數(shù)傳遞給 File I/O 類來(lái)打開(kāi) Java 中的任何文件。如果 String 不是不可變的，這將導(dǎo)致嚴(yán)重的安全威脅，我的意思是有人可以訪問(wèn)他有權(quán)授權(quán)的任何文件，然后可以故意或意外地更改文件名并獲得對(duì)該文件的訪問(wèn)權(quán)限。由于不變性，你無(wú)需擔(dān)心這種威脅。這個(gè)原因也說(shuō)明了，為什么 String 在 Java 中是最終的，通過(guò)使 java.lang.String final，Java設(shè)計(jì)者確保沒(méi)有人覆蓋 String 類的任何行為。3)由于 String 是不可變的，它可以安全地共享許多線程，這對(duì)于多線程編程非常重要. 并且避免了 Java 中的同步問(wèn)題，不變性也使得String 實(shí)例在 Java 中是線程安全的，這意味著你不需要從外部同步 String 操作。關(guān)于 String 的另一個(gè)要點(diǎn)是由截取字符串 SubString 引起的內(nèi)存泄漏，這不是與線程相關(guān)的問(wèn)題，但也是需要注意的。4)為什么 String 在 Java 中是不可變的另一個(gè)原因是允許 String 緩存其哈希碼，Java 中的不可變 String 緩存其哈希碼，并且不會(huì)在每次調(diào)用 String 的 hashcode 方法時(shí)重新計(jì)算，這使得它在 Java 中的 HashMap 中使用的 HashMap 鍵非常快。簡(jiǎn)而言之，因?yàn)?String 是不可變的，所以沒(méi)有人可以在創(chuàng)建后更改其內(nèi)容，這保證了 String 的 hashCode 在多次調(diào)用時(shí)是相同的。5)String 不可變的絕對(duì)最重要的原因是它被類加載機(jī)制使用，因此具有深刻和基本的安全考慮。如果 String 是可變的，加載“java.io.Writer” 的請(qǐng)求可能已被更改為加載 “mil.vogoon.DiskErasingWriter”. 安全性和字符串池是使字符串不可變的主要原因。順便說(shuō)一句，上面的理由很好回答另一個(gè)Java面試問(wèn)題: “為什么String在Java中是最終的”。要想是不可變的，你必須是最終的，這樣你的子類不會(huì)破壞不變性。你怎么看?

　　為什么 char 數(shù)組比 Java 中的 String 更適合存儲(chǔ)密碼?

　　另一個(gè)基于 String 的棘手 Java 問(wèn)題，相信我只有很少的 Java 程序員可以正確回答這個(gè)問(wèn)題。這是一個(gè)真正艱難的核心Java面試問(wèn)題，并且需要對(duì) String 的扎實(shí)知識(shí)才能回答這個(gè)問(wèn)題。這是最近在 Java 面試中向我的一位朋友詢問(wèn)的問(wèn)題。他正在接受技術(shù)主管職位的面試，并且有超過(guò)6年的經(jīng)驗(yàn)。如果你還沒(méi)有遇到過(guò)這種情況，那么字符數(shù)組和字符串可以用來(lái)存儲(chǔ)文本數(shù)據(jù)，但是選擇一個(gè)而不是另一個(gè)很難。但正如我的朋友所說(shuō)，任何與 String 相關(guān)的問(wèn)題都必須對(duì)字符串的特殊屬性有一些線索，比如不變性，他用它來(lái)說(shuō)服訪提問(wèn)的人。在這里，我們將探討為什么你應(yīng)該使用char[]存儲(chǔ)密碼而不是String的一些原因。字符串：1)由于字符串在 Java 中是不可變的，如果你將密碼存儲(chǔ)為純文本，它將在內(nèi)存中可用，直到垃圾收集器清除它. 并且為了可重用性，會(huì)存在 String 在字符串池中, 它很可能會(huì)保留在內(nèi)存中持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，從而構(gòu)成安全威脅。由于任何有權(quán)訪問(wèn)內(nèi)存轉(zhuǎn)儲(chǔ)的人都可以以明文形式找到密碼，這是另一個(gè)原因，你應(yīng)該始終使用加密密碼而不是純文本。由于字符串是不可變的，所以不能更改字符串的內(nèi)容，因?yàn)槿魏胃亩紩?huì)產(chǎn)生新的字符串，而如果你使用char[]，你就可以將所有元素設(shè)置為空白或零。因此，在字符數(shù)組中存儲(chǔ)密碼可以明顯降低竊取密碼的安全風(fēng)險(xiǎn)。2)Java 本身建議使用 JPasswordField 的 getPassword() 方法，該方法返回一個(gè) char[] 和不推薦使用的getTex() 方法，該方法以明文形式返回密碼，由于安全原因。應(yīng)遵循 Java 團(tuán)隊(duì)的建議, 堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)而不是反對(duì)它。3)使用 String 時(shí)，總是存在在日志文件或控制臺(tái)中打印純文本的風(fēng)險(xiǎn)，但如果使用 Array，則不會(huì)打印數(shù)組的內(nèi)容而是打印其內(nèi)存位置。雖然不是一個(gè)真正的原因，但仍然有道理。

　　String strPassword =“Unknown”;

　　char [] charPassword = new char [] {'U'，'n'，'k'，'w'，'o'，'n'};

　　System.out.println(“字符密碼：”+ strPassword);

　　System.out.println(“字符密碼：”+ charPassword);

　　輸出

　　字符串密碼：Unknown

　　字符密碼：[C @110b053

　　我還建議使用散列或加密的密碼而不是純文本，并在驗(yàn)證完成后立即從內(nèi)存中清除它。因此,在Java中,用字符數(shù)組用存儲(chǔ)密碼比字符串是更好的選擇。雖然僅使用char[]還不夠，還你需要擦除內(nèi)容才能更安全。

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