（计算机基础 核心知识）JAVA

1.简述内部类及其作用

• 成员内部类：作为成员对象的内部类。可以访问private及以上外部类的属性和方法。外部类想要访问内部类属性或方法时，必须要创建一个内部类对象，然后通过该对象访问内部类的属性或方法。外部类也可访问private修饰的内部类属性。
• 局部内部类：存在于方法中的内部类。访问权限类似局部变量，只能访问外部类的final变量。它和成员内部类的区别在于局部内部类的访问仅限于方法内或者该作用域内。局部内部类就像是方法里面的一个局部变量一样，是不能有public、protected、private以及static修饰符的
• 匿名内部类：只能使用一次，没有类名，只能访问外部类的final变量。匿名内部类也是不能有访问修饰符和static修饰符的。匿名内部类应该是平时我们编写代码时用得最多的，在编写事件监听的代码时使用匿名内部类不但方便，而且使代码更加容易维护。
• 静态内部类：类似类的静态成员变量。静态内部类也是定义在另一个类里面的类，只不过在类的前面多了一个关键字static。静态内部类是不需要依赖于外部类的，这点和类的静态成员属性有点类似，并且它不能使用外部类的非static成员变量或者方法，这点很好理解，因为在没有外部类的对象的情况下，可以创建静态内部类的对象，如果允许访问外部类的非static成员就会产生矛盾，因为外部类的非static成员必须依附于具体的对象。

2.Java语言具有哪些特点？

1. Java为纯面向对象的语言。它能够直接反应现实生活中的对象。
2. 具有平台无关性。java利用Java虚拟机运行字节码，无论是在Windows、Linux还是MacOS等其它平台对Java程序进行编译，编译后的程序可在其它平台运行。
3. Java既是编译型的，也是解释型语言，总的来说Java更接近解释型语言。可以说它是编译型的。因为所有的Java代码都是要编译的，.java不经过编译就什么用都没有。同时围绕JVM的效率问题，会涉及一些优化技术可以说它是解释型的。因为Java代码编译后不能直接运行，它是解释运行在JVM上的，所以它是解释运行的编译器把Java代码编译成平台无关的中间代码，然后在JVM上解释运行，具有很好的可移植性。
4. Java提供了很多内置类库。如对多线程支持，对网络通h信支持，最重要的一点是提供了垃圾回收器。
5. Java具有较好的安全性和健壮性。Java提供了异常处理和垃圾回收机制，去除了C++中难以理解的指针特性。
6. Java语言提供了对Web应用开发的支持。

3.Java 重写(Override)与重载(Overload)

重写（Override）是指子类定义了一个与其父类中具有相同名称、参数列表和返回类型的方法，并且子类方法的实现覆盖了父类方法的实现。 即外壳不变，核心重写！

重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。这样，在使用子类对象调用该方法时，将执行子类中的方法而不是父类中的方法。

重写方法不能抛出新的检查异常或者比被重写方法申明更加宽泛的异常。例如： 父类的一个方法申明了一个检查异常 IOException，但是在重写这个方法的时候不能抛出 Exception 异常，因为 Exception 是 IOException 的父类，抛出 IOException 异常或者 IOException 的子类异常。

• 参数列表与被重写方法的参数列表必须完全相同。
• 返回类型与被重写方法的返回类型可以不相同，但是必须是父类返回值的派生类（java5 及更早版本返回类型要一样，java7 及更高版本可以不同）。
• 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类的一个方法被声明为 public，那么在子类中重写该方法就不能声明为 protected。
• 父类的成员方法只能被它的子类重写。
• 声明为 final 的方法不能被重写。
• 声明为 static 的方法不能被重写，但是能够被再次声明。
• 子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为 private 和 final 的方法。
• 子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为 public 和 protected 的非 final 方法。
• 重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以。
• 构造方法不能被重写。
• 如果不能继承一个类，则不能重写该类的方法。

重载(overloading) 是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同。返回类型可以相同也可以不同。

每个重载的方法（或者构造函数）都必须有一个独一无二的参数类型列表。

最常用的地方就是构造器的重载。

Java提供了两种用于多态的机制

1. 重载：重载是指同一个类中有多个同名的方法，但这些方法有不同的参数，在编译期间就可以确定调用哪个方法。
2. 重写：覆盖是指派生类重写基类的方法，使用基类指向其子类的实例对象，或接口的引用变量指向其实现类的实例对象，在程序调用的运行期根据引用变量所指的具体实例对象调用正在运行的那个对象的方法，即需要到运行期才能确定调用哪个方法。

不能根据返回类型来区分重载

4.简述ArrayList扩容

在JDK1.8中，如果通过无参构造的话，初始数组容量为0，当真正对数组进行添加时（即添加第一个元素时），才真正分配容量，默认分配容量为10；当容量不足时（容量为size，添加第size+1个元素时），先判断按照1.5倍（位运算）的比例扩容能否满足最低容量要求，若能，则以1.5倍扩容，否则以最低容量要求进行扩容。

如果之前ArrayList，添加新元素后的存储空间不够，ArrayList会采用扩容机制，即在内存中申请原空间的1.5倍空间，并把原数组的值复制到新数组上，以此完成扩容。

5.简述JAVA的HashMap

JDK8 之前底层实现是数组 + 链表，JDK8 改为数组 + 链表/红黑树。主要成员变量包括存储数据的 table 数组、元素数量 size、加载因子 loadFactor。 HashMap 中数据以键值对的形式存在，键对应的 hash 值用来计算数组下标，如果两个元素 key 的 hash 值一样，就会发生哈希冲突，被放到同一个链表上。

table 数组记录 HashMap 的数据，每个下标对应一条链表，所有哈希冲突的数据都会被存放到同一条链表，Node/Entry 节点包含四个成员变量：key、value、next 指针和 hash 值。在JDK8后链表超过8会转化为红黑树。

同时，还要满足当前数组的长度大于或等于64才会把链表转变为红黑树。为什么？因为链表转变为红黑树的目的是为了解决链表过长，导致查询和插入效率慢的问题，而如果要解决这个问题，也可以通过数组扩容，把链表缩短也可以解决这个问题。所以在数组长度还不太长的情况，可以先通过数组扩容来解决链表过长的问题。

若当前数据/总数据容量>负载因子，Hashmap将执行扩容操作。 默认初始化容量为 16，扩容容量必须是 2 的幂次方、最大容量为 1<< 30 、默认加载因子为 0.75。

HashMap的扩容指的就是数组的扩容， 因为数组占用的是连续内存空间，所以数组的扩容其实只能新开一个新的数组，然后把老数组上的元素转移到新数组上来，这样才是数组的扩容

6.简述JAVA的Set

Set 即集合，该数据结构不允许元素重复且无序。JAVA对Set有三种实现方式：

HashSet 通过 HashMap 实现，HashMap 的 Key 即 HashSet 存储的元素，Value系统自定义一个名为 PRESENT 的 Object 类型常量。判断元素是否相同时，先比较hashCode，相同后再利用equals比较，查询O(1)

LinkedHashSet 继承自 HashSet，通过 LinkedHashMap 实现，使用双向链表维护元素插入顺序。

TreeSet 通过 TreeMap 实现的，底层数据结构是红黑树，添加元素到集合时按照比较规则将其插入合适的位置，保证插入后的集合仍然有序。查询O(logn)

7.简述Java序列化与反序列化的实现 & 序列化

序列化：将java对象转化为字节序列，由此可以通过网络对象进行传输。

反序列化：将字节序列转化为java对象。

具体实现：实现Serializable接口

序列化是一种将对象转换成字节序列的过程，用于解决在对对象流进行读写操作时所引发的问题。序列化可以将对象的状态写在流里进行网络传输，或者保存到文件、数据库等系统里，并在需要的时候把该流读取出来重新构造成一个相同的对象。

8.简述Object类常用方法

1、 getClass()：获取类的class对象。2、 hashCode:获取对象的hashCode值 3、 equals():比较对象是否相等，比较的是值和地址，子类可重写以自定义。 4、 clone()：克隆方法。 5、 toString():如果没有重写，应用对象将打印的是地址值。 6、 notify():随机选择一个在该对象上调用wait方法的线程，解除其阻塞状态。该方法只能在同步方法或同步块内部调用。如果当前线程不是锁的持有者，该方法抛出一个IllegalMonitorStateException异常。 7、 notifyall():解除所有那些在该对象上调用wait方法的线程的阻塞状态。该方法只能在同步方法或同步块内部调用。如果当前线程不是锁的持有者，该方法抛出一个IllegalMonitorStateException异常。 8、 wait():导致线程进入等待状态，直到它被其他线程通过notify()或者notifyAll唤醒。该方法只能在同步方法中调用。如果当前线程不是锁的持有者，该方法抛出一个IllegalMonitorStateException异常。 9、 finalize()：对象回收时调用

9.简述==与equals方法的区别

对于**==，在基本数据类型比较时，比较的是对应的值，对引用数据类型**比较时，比较的是其内存的存放地址。

对于equals方法，在该方法未被重写时，其效果和==一致，但用户可以根据对应需求对判断逻辑进行改写，比如直接比较对象某个属性值是否相同，相同则返回true，不同则返回false。需保证equals方法相同对应的对象hashCode也相同。

== 比较的是引用，equals比较的是内容。

1. 如果变量是基础数据类型，== 用于比较其对应值是否相等。如果变量指向的是对象,== 用于比较两个对象是否指向同一块存储空间。
2. equals是Object类提供的方法之一，每个Java类都继承自Object类，所以每个对象都具有equals这个方法。Object类中定义的equals方法内部是直接调用 == 比较对象的。但通过覆盖的方法可以让它不是比较引用而是比较数据内容。

10.接口和抽象类的相同点和区别？

相同点:

1. 都不能被实例化。
2. 接口的实现类或抽象类的子类需实现接口或抽象类中相应的方法才能被实例化。

不同点：

1. 接口只能有方法定义，不能有方法的实现，而抽象类可以有方法的定义与实现。
2. 实现接口的关键字为implements,继承抽象类的关键字为extends。一个类可以实现多个接口，只能继承一个抽象类。
3. 当子类和父类之间存在逻辑上的层次结构，推荐使用抽象类，有利于功能的累积。当功能不需要，希望支持差别较大的两个或更多对象间的特定交互行为，推荐使用接口。使用接口能降低软件系统的耦合度，便于日后维护或添加删除方法。

抽象类：体现的是is-a的关系，如对于man is a person，就可以将person定义为抽象类。

接口：体现的是can的关系。是作为模板实现的。如设置接口fly，plane类和bird类均可实现该接口。

一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。

11.简述Java访问修饰符

• private: 在同一类内可见
• default: 默认访问修饰符，在同一包内可见
• protected : 允许任何包中的子类访问父类，不能修饰类
• public: 对所有类可见

12.字节序定义以及Java属于哪种字节序？

字节序是指多字节数据在计算机内存中存储或网络传输时个字节的存储顺序。通常由小端和大端两组方式。

1. 小端: 低位字节存放在内存的低地址端，高位字节存放在内存的高地址端。
2. 大端：高位字节存放在内存的低地址端，低位字节存放在内存的高地址端。

Java语言的字节序是大端。

13.动态代理实现方式

https://segmentfault.com/a/1190000011291179

代理模式是一种设计模式，提供了对目标对象额外的访问方式，即通过代理对象访问目标对象，这样可以在不修改原目标对象的前提下，提供额外的功能操作，扩展目标对象的功能。

简言之，代理模式就是设置一个中间代理来控制访问原目标对象，以达到增强原对象的功能和简化访问方式。

静态代理

这种代理方式需要代理对象和目标对象实现一样的接口。

优点：可以在不修改目标对象的前提下扩展目标对象的功能。

缺点：

1. 冗余。由于代理对象要实现与目标对象一致的接口，会产生过多的代理类。
2. 不易维护。一旦接口增加方法，目标对象与代理对象都要进行修改。

举例：保存用户功能的静态代理实现

• 接口类： IUserDao

package com.proxy;

public interface IUserDao {
    public void save();
}

• 目标对象：UserDao

package com.proxy;

public class UserDao implements IUserDao{

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("保存数据");
    }
}

• 静态代理对象：UserDapProxy 需要实现IUserDao接口！

package com.proxy;

public class UserDaoProxy implements IUserDao{

    private IUserDao target;
    public UserDaoProxy(IUserDao target) {
        this.target = target;
    }
    
    @Override
    public void save() {
        System.out.println("开启事务");//扩展了额外功能
        target.save();
        System.out.println("提交事务");
    }
}

动态代理

利用JDK反射机制，实现代理接口

动态代理利用了JDK API，动态地在内存中构建代理对象，从而实现对目标对象的代理功能。动态代理又被称为JDK代理或接口代理。

静态代理与动态代理的区别主要在：

• 静态代理在编译时就已经实现，编译完成后代理类是一个实际的class文件
• 动态代理是在运行时动态生成的，即编译完成后没有实际的class文件，而是在运行时动态生成类字节码，并加载到JVM中

动态代理对象不需要实现接口，但是要求目标对象必须实现接口，否则不能使用动态代理。

举例：保存用户功能的动态代理实现

• 接口类： IUserDao

package com.proxy;

public interface IUserDao {
    public void save();
}

• 目标对象：UserDao

package com.proxy;

public class UserDao implements IUserDao{

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("保存数据");
    }
}

• 动态代理对象：UserProxyFactory

package com.proxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class ProxyFactory {

    private Object target;// 维护一个目标对象

    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    // 为目标对象生成代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {

                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("开启事务");

                        // 执行目标对象方法
                        Object returnValue = method.invoke(target, args);

                        System.out.println("提交事务");
                        return null;
                    }
                });
    }
}

• 测试类：TestProxy

package com.proxy;

import org.junit.Test;

public class TestProxy {

    @Test
    public void testDynamicProxy (){
        IUserDao target = new UserDao();
        System.out.println(target.getClass());  //输出目标对象信息
        IUserDao proxy = (IUserDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        System.out.println(proxy.getClass());  //输出代理对象信息
        proxy.save();  //执行代理方法
    }
}

cglib代理

cglib (Code Generation Library )是一个第三方代码生成类库，运行时在内存中动态生成一个子类对象从而实现对目标对象功能的扩展。

cglib特点

• JDK的动态代理有一个限制，就是使用动态代理的对象必须实现一个或多个接口。如果想代理没有实现接口的类，就可以使用CGLIB实现。
• CGLIB是一个强大的高性能的代码生成包，它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口。它广泛的被许多AOP的框架使用，例如Spring AOP和dynaop，为他们提供方法的interception（拦截）。
• CGLIB包的底层是通过使用一个小而快的字节码处理框架ASM，来转换字节码并生成新的类。不鼓励直接使用ASM，因为它需要你对JVM内部结构包括class文件的格式和指令集都很熟悉。

cglib与动态代理最大的区别就是

• 使用jdk动态代理的对象必须实现一个或多个接口
• 使用cglib代理的对象则无需实现接口，达到代理类无侵入。

使用cglib需要引入cglib的jar包，如果你已经有spring-core的jar包，则无需引入，因为spring中包含了cglib。

举例：保存用户功能的动态代理实现

• 目标对象：UserDao

package com.cglib;

public class UserDao{

    public void save() {
        System.out.println("保存数据");
    }
}

• 代理对象：ProxyFactory

package com.cglib;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor{

    private Object target;//维护一个目标对象
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    //为目标对象生成代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        //工具类
        Enhancer en = new Enhancer();
        //设置父类
        en.setSuperclass(target.getClass());
        //设置回调函数
        en.setCallback(this);
        //创建子类对象代理
        return en.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("开启事务");
        // 执行目标对象的方法
        Object returnValue = method.invoke(target, args);
        System.out.println("关闭事务");
        return null;
    }
}

• 测试类：TestProxy

package com.cglib;

import org.junit.Test;

public class TestProxy {

    @Test
    public void testCglibProxy(){
        //目标对象
        UserDao target = new UserDao();
        System.out.println(target.getClass());
        //代理对象
        UserDao proxy = (UserDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        System.out.println(proxy.getClass());
        //执行代理对象方法
        proxy.save();
    }
}

1. 静态代理实现较简单，只要代理对象对目标对象进行包装，即可实现增强功能，但静态代理只能为一个目标对象服务，如果目标对象过多，则会产生很多代理类。
2. JDK动态代理需要目标对象实现业务接口，代理类只需实现InvocationHandler接口。
3. 静态代理在编译时产生class字节码文件，可以直接使用，效率高。
4. 动态代理必须实现InvocationHandler接口，通过反射代理方法，比较消耗系统性能，但可以减少代理类的数量，使用更灵活。
5. cglib代理无需实现接口，通过生成类字节码实现代理，比反射稍快，不存在性能问题，但cglib会继承目标对象，需要重写方法，所以目标对象不能为final类。

14.compator和compatable的区别

Comparable 是一个接口，用于对象内部的比较方式，该接口需要实现的方法是：

public interface Comparable<T> {
    public int compareTo(T o);
}

Comapator 也是一个接口，该接口有个compare方法，该接口需要实现的方法是：

public interface Comparator<T> {
    int compare(T o1, T o2);
}

除该方法外，comparator还可以实现其他方法。

Comparable是排序接口。若一个类实现了Comparable接口，就意味着该类支持排序。实现了Comparable接口的类的对象的列表或数组可以通过Collections.sort或Arrays.sort进行自动排序。

此外，实现此接口的对象可以用作有序映射中的键或有序集合中的集合，无需指定比较器。该接口定义如下：

package java.lang;
import java.util.*;
public interface Comparable<T> {
    public int compareTo(T o);
}

T表示可以与此对