java面试题

以下是一些Java面试题：

一、基础概念

Java中的基本数据类型有哪些？它们的默认值是什么？
- 答案：
  - 基本数据类型有byte（字节型，默认值为0）、short（短整型，默认值为0）、int（整型，默认值为0）、long（长整型，默认值为0L）、float（浮点型，默认值为0.0f）、double（双精度浮点型，默认值为0.0d）、boolean（布尔型，默认值为false）、char（字符型，默认值为\u0000（空字符））。
什么是Java中的封装、继承和多态？
- 答案：
  - 封装：将对象的属性和行为（方法）包装在一起，并且尽可能隐藏对象的内部实现细节，只对外提供必要的接口。例如，通过将类的属性设为私有（private），并提供公共的访问器（getter）和修改器（setter）方法来实现封装。
  - 继承：允许创建一个新类（子类）从已有的类（父类）中获取属性和方法。子类可以扩展或修改从父类继承来的行为。例如，class Dog extends Animal，Dog类继承了Animal类。
  - 多态：允许不同类的对象对同一消息做出响应。多态有两种主要表现形式：方法重载（在同一个类中，方法名相同但参数列表不同）和方法重写（子类重写父类的方法）。

二、面向对象设计

什么是接口（Interface）和抽象类（Abstract Class）？它们有什么区别？
- 答案：
  - 接口：
    - 接口是一种完全抽象的类，它只包含抽象方法的声明（Java 8之后可以有默认方法和静态方法）。接口用于定义对象的行为规范，一个类可以实现多个接口。
    - 例如：
```
interface Flyable {
    void fly();
}
class Bird implements Flyable {
    @Override
    public void fly() {
        // 实现飞的方法
    }
}
```
  - 抽象类：
    - 抽象类是不能实例化的类，它可以包含抽象方法（没有方法体的方法）和具体方法。抽象类用于为子类提供一个公共的基础，子类必须实现抽象类中的抽象方法。
    - 例如：
```
abstract class Animal {
    abstract void eat();
    void sleep() {
        // 具体方法
    }
}
class Dog extends Animal {
    @Override
    void eat() {
        // 实现吃的方法
    }
}
```
  - 区别：
    - 一个类可以实现多个接口，但只能继承一个抽象类。
    - 接口中的方法默认都是抽象的（Java 8之前），而抽象类可以有具体方法。
    - 接口中的变量默认是public static final（常量），抽象类中的变量可以有多种访问修饰符。

三、异常处理

Java中的异常分为哪几类？如何处理异常？
- 答案：
  - Java中的异常分为Checked Exception（受检异常）和Unchecked Exception（非受检异常）。Checked Exception是那些编译器要求必须处理的异常，例如IOException；Unchecked Exception包括RuntimeException及其子类，如NullPointerException，编译器不要求必须处理。
  - 处理异常的方式主要有两种：
    - 使用try - catch - finally语句块。在try块中放置可能抛出异常的代码，在catch块中捕获并处理特定类型的异常，在finally块中放置无论是否发生异常都需要执行的代码（如资源释放）。
    - 使用throws关键字在方法签名中声明可能会抛出的异常，将异常处理的责任交给调用该方法的方法。

四、集合框架

Java中的ArrayList和LinkedList有什么区别？
- 答案：
  - ArrayList：
    - 基于动态数组实现，支持随机访问元素，访问元素的时间复杂度为$O(1)$。
    - 在中间插入或删除元素时，需要移动后续元素，时间复杂度为$O(n)$。
  - LinkedList：
    - 基于双向链表实现，不支持高效的随机访问，访问元素的时间复杂度为$O(n)$。
    - 在中间插入或删除元素时，只需要修改相邻节点的指针，时间复杂度为$O(1)$。
HashMap的工作原理是什么？
- 答案：
  - HashMap基于哈希表实现。它通过计算键（key）的哈希值来确定元素的存储位置。当插入一个键值对时，首先计算键的哈希值，然后根据哈希值确定在数组中的索引位置。如果该位置已经有元素存在（哈希冲突），则通过链表（Java 8之前）或者红黑树（Java 8之后，当链表长度达到一定阈值时会转换为红黑树）来存储多个元素。查找元素时，同样先计算键的哈希值找到对应的索引位置，然后在该位置的链表或红黑树中查找具体的元素。

五、多线程

如何创建Java中的线程？
- 答案：
  - 有两种主要方式：
    - 继承Thread类，重写run方法，在run方法中定义线程要执行的任务，然后创建该子类的实例并调用start方法启动线程。
    - 实现Runnable接口，实现run方法，在run方法中定义线程任务，然后创建Thread对象并将实现了Runnable接口的对象作为参数传递给Thread构造函数，最后调用start方法启动线程。
Java中的线程同步机制有哪些？
- 答案：
  - synchronized关键字：可以用于修饰方法或者代码块。当一个线程进入synchronized修饰的方法或代码块时，其他线程无法同时进入该同步区域，直到该线程执行完同步区域中的代码。
  - Lock接口及其实现类（如ReentrantLock）：提供了比synchronized更灵活的锁机制，例如可以尝试获取锁（tryLock方法）、可以设置锁的超时时间等。
  - volatile关键字：用于确保变量的可见性，当一个线程修改了volatile变量的值时，其他线程能够立即看到修改后的值，但它不能保证原子性。