Java面试问题汇总（面向对象）

面向对象

1.一个类不重写，它的equals()方法如何比较

比较对象的地址

2.hashCode()和equals()方法有什么联系

Java对象的eqauls方法和hashCode方法是这样规定的：

1. 相等（相同）的对象必须具有相等的哈希码（或者散列码）。
2. 如果两个对象的hashCode相等，它们并不一定相同。

3.Query接口的list方法和iterate方法有什么区别

1. list()方法无法利用一级缓存和二级缓存（对缓存只写不读），它只能在开启查询缓存的前提下使用查询缓存；iterate()方法可以充分利用缓存，如果目标数据只读或者读取频繁，使用iterate()方法可以减少性能开销。
2. list()方法不会引起N+1查询问题，而iterate()方法可能引起N+1查询问题

4.面向对象的"六原则一法则"

• 单一职责原则：一个类只做它该做的事情。（单一职责原则想表达的就是"高内聚"，写代码最终极的原则只有六个字"高内聚、低耦合"，所谓的高内聚就是一个代码模块只完成一项功能，在面向对象中，如果只让一个类完成它该做的事，而不涉及与它无关的领域就是践行了高内聚的原则，这个类就只有单一职责。另一个是模块化，好的自行车是组装车，从减震叉、刹车到变速器，所有的部件都是可以拆卸和重新组装的，好的乒乓球拍也不是成品拍，一定是底板和胶皮可以拆分和自行组装的，一个好的软件系统，它里面的每个功能模块也应该是可以轻易的拿到其他系统中使用的，这样才能实现软件复用的目标。）
• 开闭原则：软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。（在理想的状态下，当我们需要为一个软件系统增加新功能时，只需要从原来的系统派生出一些新类就可以，不需要修改原来的任何一行代码。要做到开闭有两个要点：①抽象是关键，一个系统中如果没有抽象类或接口系统就没有扩展点；②封装可变性，将系统中的各种可变因素封装到一个继承结构中，如果多个可变因素混杂在一起，系统将变得复杂而换乱，如果不清楚如何封装可变性，可以参考《设计模式精解》一书中对桥梁模式的讲解的章节。）
• 依赖倒转原则：面向接口编程。（该原则说得直白和具体一些就是声明方法的参数类型、方法的返回类型、变量的引用类型时，尽可能使用抽象类型而不用具体类型，因为抽象类型可以被它的任何一个子类型所替代，请参考下面的里氏替换原则。）里氏替换原则：任何时候都可以用子类型替换掉父类型。（关于里氏替换原则的描述，Barbara Liskov女士的描述比这个要复杂得多，但简单的说就是能用父类型的地方就一定能使用子类型。里氏替换原则可以检查继承关系是否合理，如果一个继承关系违背了里氏替换原则，那么这个继承关系一定是错误的，需要对代码进行重构。例如让猫继承狗，或者狗继承猫，又或者让正方形继承长方形都是错误的继承关系，因为你很容易找到违反里氏替换原则的场景。需要注意的是：子类一定是增加父类的能力而不是减少父类的能力，因为子类比父类的能力更多，把能力多的对象当成能力少的对象来用当然没有任何问题。）
• 接口隔离原则：接口要小而专，绝不能大而全。（臃肿的接口是对接口的污染，既然接口表示能力，那么一个接口只应该描述一种能力，接口也应该是高度内聚的。例如，琴棋书画就应该分别设计为四个接口，而不应设计成一个接口中的四个方法，因为如果设计成一个接口中的四个方法，那么这个接口很难用，毕竟琴棋书画四样都精通的人还是少数，而如果设计成四个接口，会几项就实现几个接口，这样的话每个接口被复用的可能性是很高的。Java中的接口代表能力、代表约定、代表角色，能否正确的使用接口一定是编程水平高低的重要标识。）
• 合成聚合复用原则：优先使用聚合或合成关系复用代码。（通过继承来复用代码是面向对象程序设计中被滥用得最多的东西，因为所有的教科书都无一例外的对继承进行了鼓吹从而误导了初学者，类与类之间简单的说有三种关系，Is-A关系、Has-A关系、Use-A关系，分别代表继承、关联和依赖。其中，关联关系根据其关联的强度又可以进一步划分为关联、聚合和合成，但说白了都是Has-A关系，合成聚合复用原则想表达的是优先考虑Has-A关系而不是Is-A关系复用代码，原因嘛可以自己从百度上找到一万个理由，需要说明的是，即使在Java的API中也有不少滥用继承的例子，例如Properties类继承了Hashtable类，Stack类继承了Vector类，这些继承明显就是错误的，更好的做法是在Properties类中放置一个Hashtable类型的成员并且将其键和值都设置为字符串来存储数据，而Stack类的设计也应该是在Stack类中放一个Vector对象来存储数据。记住：任何时候都不要继承工具类，工具是可以拥有并可以使用的，而不是拿来继承的。）
• 迪米特法则：迪米特法则又叫最少知识原则，一个对象应当对其他对象有尽可能少的了解。再复杂的系统都可以为用户提供一个简单的门面，Java Web开发中作为前端控制器的Servlet或Filter不就是一个门面吗，浏览器对服务器的运作方式一无所知，但是通过前端控制器就能够根据你的请求得到相应的服务。调停者模式也可以举一个简单的例子来说明，例如一台计算机，CPU、内存、硬盘、显卡、声卡各种设备需要相互配合才能很好的工作，但是如果这些东西都直接连接到一起，计算机的布线将异常复杂，在这种情况下，主板作为一个调停者的身份出现，它将各个设备连接在一起而不需要每个设备之间直接交换数据，这样就减小了系统的耦合度和复杂度。

5.如何通过反射获取和设置对象私有字段的值

可以通过类对象的getDeclaredField()方法获取字段（Field）对象，然后再通过字段对象的setAccessible(true)将其设置为可以访问，接下来就可以通过get/set方法来获取/设置字段的值了。

6.内部类可以引用他包含类的成员吗

一个内部类对象可以访问创建它的外部类对象的内容，内部类如果不是static的，那么它可以访问创建它的外部类对象的所有属性；内部类如果是static的，即为nested class，那么它只可以访问创建它的外部类对象的所有static属性;一般普通类只有public或package的访问修饰，而内部类可以实现static，protected，private等访问修饰。当从外部类继承的时候，内部类是不会被覆盖的，它们是完全独立的实体，每个都在自己的命名空间内，如果从内部类中明确地继承，就可以覆盖原来内部类的方法。

7.异常处理

Java 通过面向对象的方法进行异常处理，把各种不同的异常进行分类，并提供了良好的接口。在Java中，每个异常都是一个对象，它是Throwable类或其它子类的实例。当一个方法出现异常后便抛出一个异常对象，该对象中包含有异常信息，调用这个对象的方法可以捕获到这个异常并进行处理。
Java的异常处理是通过5个关键词来实现的：try、catch、throw、throws和finally。一般情况下是用try来执行一段程序，如果出现异常，系统会抛出（throws）一个异常，这时候你可以通过它的类型来捕捉（catch）它，或最后（finally）由缺省处理器来处理。用try来指定一块预防所有”异常”的程序。紧跟在try程序后面，应包含一个catch子句来指定你想要捕捉的”异常”的类型。throw语句用来明确地抛出一个”异常”。throws用来标明一个成员函数可能抛出的各种”异常”。Finally为确保一段代码不管发生什么”异常”都被执行一段代码。可以在一个成员函数调用的外面写一个try语句，在这个成员函数内部写另一个try语句保护其他代码。每当遇到一个try语句，"异常"的框架就放到堆栈上面，直到所有的try语句都完成。如果下一级的try语句没有对某种”异常”进行处理，堆栈就会展开，直到遇到有处理这种”异常”的try语句。

8.Static Nested Class 和 Inner Class的不同

Static Nested Class是被声明为静态（static）的内部类，它可以不依赖于外部类实例被实例化。而通常的内部类需要在外部类实例化后才能实例化。Static-Nested Class 的成员, 既可以定义为静态的(static), 也可以定义为动态的(instance)。
Nested Class的静态成员(Method)只能对Outer Class的静态成员(static memebr)进行操作(ACCESS), 而不能Access Outer Class的动态成员(instance member);而 Nested Class的动态成员(instance method) 却可以 Access Outer Class的所有成员, 这个概念很重要, 许多人对这个概念模糊. 有一个普通的原则, 因为静态方法(static method) 总是跟 CLASS 相关联(bind CLASS), 而动态方法( (instance method) 总是跟 instance object 相关联, 所以,静态方法(static method)永远不可以Access跟 object 相关的动态成员(instance member),反过来就可以, 一个CLASS的 instance object 可以 Access 这个 Class 的任何成员, 包括静态成员(static member).

9.Comparable和Comparator接口的作用以及它们的区别

Java提供了只包含一个compareTo()方法的Comparable接口。这个方法可以个给两个对象排序。具体来说，它返回负数，0，正数来表明输入对象小于，等于，大于已经存在的对象。
Java提供了包含compare()和equals()两个方法的Comparator接口。compare()方法用来给两个输入参数排序，返回负数，0，正数表明第一个参数是小于，等于，大于第二个参数。equals()方法需要一个对象作为参数，它用来决定输入参数是否和comparator相等。只有当输入参数也是一个comparator并且输入参数和当前comparator的排序结果是相同的时候，这个方法才返回true。

10.如何通过反射创建对象

• 方法1：通过类对象调用newInstance()方法，例如：String.class.newInstance()
• 方法2：通过类对象的getConstructor()或getDeclaredConstructor()方法获得构造器（Constructor）对象并调用其newInstance()方法创建对象，例如：String.class.getConstructor(String.class).newInstance("Hello");

11.extends 和super 泛型限定符

1. 泛型中上界和下界的定义

• 上界<? extend Fruit>
• 下界<? super Apple>

2. 上界和下界的特点

• 上界的list只能get，不能add（确切地说不能add出除null之外的对象，包括Object）
• 下界的list只能add，不能get

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
class Fruit {}
class Apple extends Fruit {}
class Jonathan extends Apple {}
class Orange extends Fruit {}
 
public class CovariantArrays {
  public static void main(String[] args) {
    //上界
    List<? extends Fruit> flistTop = new ArrayList<Apple>();
    flistTop.add(null);
    //add Fruit对象会报错
    //flist.add(new Fruit());
    Fruit fruit1 = flistTop.get(0);
 
    //下界
    List<? super Apple> flistBottem = new ArrayList<Apple>();
    flistBottem.add(new Apple());
    flistBottem.add(new Jonathan());
    //get Apple对象会报错
    //Apple apple = flistBottem.get(0);
  }
}

3. 上界<? extend Fruit> ，表示所有继承Fruit的子类，但是具体是哪个子类，无法确定，所以调用add的时候，要add什么类型，谁也不知道。但是get的时候，不管是什么子类，不管追溯多少辈，肯定有个父类是Fruit，所以，我都可以用最大的父类Fruit接着，也就是把所有的子类向上转型为Fruit。
   下界<? super Apple>，表示Apple的所有父类，包括Fruit，一直可以追溯到老祖宗Object 。那么当我add的时候，我不能add Apple的父类，因为不能确定List里面存放的到底是哪个父类。但是我可以add Apple及其子类。因为不管我的子类是什么类型，它都可以向上转型为Apple及其所有的父类甚至转型为Object 。但是当我get的时候，Apple的父类这么多，我用什么接着呢，除了Object，其他的都接不住。
   所以，归根结底可以用一句话表示，那就是编译器可以支持向上转型，但不支持向下转型。具体来讲，我可以把Apple对象赋值给Fruit的引用，但是如果把Fruit对象赋值给Apple的引用就必须得用cast。

12.泛型

泛型，即“参数化类型”。一提到参数，最熟悉的就是定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢？顾名思义，就是将类型由原来的具体的类型参数化，类似于方法中的变量参数，此时类型也定义成参数形式（可以称之为类型形参），然后在使用/调用时传入具体的类型（类型实参）。

public class GenericTest {
 
      public static void main(String[] args) {
          /*
          List list = new ArrayList();
          list.add("qqyumidi");
          list.add("corn");
          list.add(100);
          */
 
         List<String> list = new ArrayList<String>();
         list.add("qqyumidi");
         list.add("corn");
         //list.add(100);   // 1  提示编译错误
 
         for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
             String name = list.get(i); // 2
             System.out.println("name:" + name);
         }
     }
 }

采用泛型写法后，在//1处想加入一个Integer类型的对象时会出现编译错误，通过List<String>，直接限定了list集合中只能含有String类型的元素，从而在//2处无须进行强制类型转换，因为此时，集合能够记住元素的类型信息，编译器已经能够确认它是String类型了。

13.类加载机制，双亲委派模型

某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次递归，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。

使用双亲委派模型的好处在于Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。例如类java.lang.Object，它存在在rt.jar中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的Bootstrap ClassLoader进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。相反，如果没有双亲委派模型而是由各个类加载器自行加载的话，如果用户编写了一个java.lang.Object的同名类并放在ClassPath中，那系统中将会出现多个不同的Object类，程序将混乱。因此，如果开发者尝试编写一个与rt.jar类库中重名的Java类，可以正常编译，但是永远无法被加载运行。

14.static关键字

“static”关键字表明一个成员变量或者是成员方法可以在没有所属的类的实例变量的情况下被访问。
Java中static方法不能被覆盖，因为方法覆盖是基于运行时动态绑定的，而static方法是编译时静态绑定的。static方法跟类的任何实例都不相关，所以概念上不适用。

15.Object类的方法

• Object()默认构造方法。
• clone() 创建并返回此对象的一个副本。
• equals(Object obj) 指示某个其他对象是否与此对象“相等”。
• finalize()当垃圾回收器确定不存在对该对象的更多引用时，由对象的垃圾回收器调用此方法。
• getClass()返回一个对象的运行时类。
• hashCode()返回该对象的哈希码值。
• notify()唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。
• notifyAll()唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。
• toString()返回该对象的字符串表示。
• wait()导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法。
• wait(long timeout)导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量。
• wait(long timeout, int nanos) 导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量。

16.wait方法的底层原理

1. ObjectSynchronizer::wait方法通过object的对象中找到ObjectMonitor对象
2. 调用方法 void ObjectMonitor::wait(jlong millis, bool interruptible, TRAPS)
3. 通过ObjectMonitor::AddWaiter调用把新建立的ObjectWaiter对象放入到 _WaitSet 的队列的末尾中然后在ObjectMonitor::exit释放锁，接着 thread_ParkEvent->park 也就是wait。