每日一题

Java基础部分

JDK、JRE、JVM区别

• JVM：虚拟机
• JRE：运行环境，为 java 的运行提供了所需环境。
• JDK：开发工具包，提供了 java 的开发环境和运行环境。

JDK 其实包含了 JRE，同时还包含了编译 java 源码的编译器 javac，还包含了很多 java 程序调试和分析的工具。

&和&&的区别

相同点：&和&&都可以用作逻辑与的运算符，表示逻辑与（and）。

不同点：

（1）&&具有短路的功能，而&不具备短路功能。

（2）当&运算符两边的表达式的结果都为true时，整个运算结果才为true。而&&运算符第一个表达式为false时，则结果为false，不再计算第二个表达式。

（3）&还可以用作位运算符，当&操作符两边的表达式不是boolean类型时，&表示按位与操作，我们通常使用0x0f来与一个整数进行&运算，来获取该整数的最低4个bit位，例如：0x31 & 0x0f的结果为0x01。

静态变量和实例变量的区别

在Java中，静态变量和实例变量可以统称为成员变量。首先，明白什么是静态变量，什么是实例变量，他们定义的形式。静态变量也叫做类变量，独立于方法之外的变量，有static修饰。实例变量同样独立也是独立于方法之外 的变量，但没有static修饰。

public class StaticTest {
    private static int staticInt = 2;//静态变量
    private int random = 2;//实例变量
 
    public StaticTest() {
        staticInt++;
        random++;
        System.out.println("staticInt = "+staticInt+"  random = "+random);
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        StaticTest test = new StaticTest();
        StaticTest test2 = new StaticTest();
    }
}

运行结果：

staticInt = 3 random = 3
staticInt = 4 random = 3

实例变量属于某个对象的属性，必须创建了实例对象，其中的实例变量才会被分配空间，才能使用这个实例变量。结合上述给出的例子。每创建一个实例对象，就会分配一个random，实例对象之间的random是互不影响的，所以就可以解释为什么输出的两个random值是相同的了。

静态变量不属于某个实例对象，而是属于整个类。只要程序加载了类的字节码，不用创建任何实例对象，静态变量就会被分配空间，静态变量就可以被使用了。结合上述给出的例子，无论创建多少个实例对象，永远都只分配一个static Int 变量，并且每创建一个实例对象,staticInt就会加一。

总之，实例变量必须创建对象后，才可以通过这个对象来使用；静态变量则可以直接使用类名来引用（如果实例对象存在，也可以通过实例对象来引用）。

其实，这也可以解释，为什么static修饰的方法不用在实例对象创建后，可以调用。而没有static修饰的方法必须要与对象关联在一起，必须创建一个对象后，才可以在该对象上进行方法调用。

抽象的（abstract）方法是否可同时是静态的（static）,是否可同时是本地方法（native），是否可同时被synchronized修饰

都不能。抽象方法需要子类重写，而静态的方法是无法被重写的，因此二者是矛盾的。本地方法是由本地代码（如C代码）实现的方法，而抽象方法是没有实现的，也是矛盾的。synchronized和方法的实现细节有关，抽象方法不涉及实现细节，因此也是相互矛盾的。

抽象类（abstract class）和接口（interface）有什么区别？

抽象类只能单继承，接口可以多实现。

抽象类可以有构造方法，接口中不能有构造方法。

抽象类中可以有成员变量，接口中没有成员变量，只能有常量（默认就是 public static final）

抽象类中可以包含非抽象的方法，在 Java 7 之前接口中的所有方法都是抽象的，在 Java 8 之后，接口支持非抽象方法：default 方法、静态方法等。Java 9 支持私有方法、私有静态方法。

抽象类中的方法类型可以是任意修饰符，Java 8 之前接口中的方法只能是 public 类型，Java 9 支持 private 类型。

设计思想的区别：

接口是自上而下的抽象过程，接口规范了某些行为，是对某一行为的抽象。我需要这个行为，我就去实现某个接口，但是具体这个行为怎么实现，完全由自己决定。

抽象类是自下而上的抽象过程，抽象类提供了通用实现，是对某一类事物的抽象。我们在写实现类的时候，发现某些实现类具有几乎相同的实现，因此我们将这些相同的实现抽取出来成为抽象类，然后如果有一些差异点，则可以提供抽象方法来支持自定义实现。

重载（Overload）和重写（Override）的区别？

方法的重载和重写都是实现多态的方式，区别在于前者实现的是编译时的多态性，而后者实现的是运行时的多态性。

重载：一个类中有多个同名的方法，但是具有有不同的参数列表（参数类型不同、参数个数不同或者二者都不同）。

重写：发生在子类与父类之间，子类对父类的方法进行重写，参数都不能改变，返回值类型可以不相同，但是必须是父类返回值的派生类。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。

构造器是否可被 重写?

Constructor 不能被 override（重写），但是可以 overload（重载），所以你可以看到⼀个类中有多个构造函数的情况。

==和equals的区别

==对于基本数据类型比较的时值是否相同，类型不一定要相同

==对于引用类型比较的是地址是否相同

equals用于比较引用类型两个对象的值是否相等

String s = new String(“xyz”) 创建了几个字符串对象？

两个对象，一个是静态区的”xyz”，一个是用new创建在堆上的对象。

String类可以继承吗？

不可以，String类使用的时final修饰，无法倍继承

String 和StringBuffer和 StringBuilder的区别？

String 字符串常量
StringBuffer 字符串变量（线程安全）
StringBuilder 字符串变量（非线程安全）

HashMap相关部分

HashMap为什么线程不安全

为什么重写equals时候被要求重写hashCode（）？

如果两个对象相同（即：用 equals 比较返回true），那么它们的 hashCode 值一定要相同
如果两个对象的 hashCode 相同，它们并不一定相同（即：用 equals 比较返回 false
为了提供程序效率 通常会先进性hashcode的比较,如果不同,则就么有必要equals比较了;

Hashtable和ConcurrentHashMap性能测试

ArrayList和LinkedList性能测试

两个对象的 hashCode() 相同，则 equals() 也一定为 true，对吗？

不对。hashCode() 和 equals() 之间的关系如下：

当有 a.equals(b) == true 时，则 a.hashCode() == b.hashCode() 必然成立，

反过来，当 a.hashCode() == b.hashCode() 时，a.equals(b) 不一定为 true。

List、Set、Map三者的区别

List（对付顺序的好帮手）： List 接口存储一组不唯一（可以有多个元素引用相同的对象）、有序的对象。

Set（注重独一无二的性质）：不允许重复的集合，不会有多个元素引用相同的对象。

Map（用Key来搜索的专业户）: 使用键值对存储。Map 会维护与 Key 有关联的值。两个 Key可以引用相同的对象，但 Key 不能重复，典型的 Key 是String类型，但也可以是任何对象。

ArrayList 和 LinkedList 的区别

ArrayList 底层基于动态数组实现，LinkedList 底层基于链表实现。

对于按 index 索引数据（get/set方法）：ArrayList 通过 index 直接定位到数组对应位置的节点，而 LinkedList需要从头结点或尾节点开始遍历，直到寻找到目标节点，因此在效率上 ArrayList 优于 LinkedList。

对于随机插入和删除：ArrayList 需要移动目标节点后面的节点（使用System.arraycopy 方法移动节点），而 LinkedList 只需修改目标节点前后节点的 next 或 prev 属性即可，因此在效率上 LinkedList 优于 ArrayList。

对于顺序插入和删除：由于 ArrayList 不需要移动节点，因此在效率上比 LinkedList 更好。这也是为什么在实际使用中 ArrayList 更多，因为大部分情况下我们的使用都是顺序插入。

ArrayList 和 Vector 的区别

Vector 和 ArrayList 几乎一致，唯一的区别是 Vector 在方法上使用了 synchronized 来保证线程安全，因此在性能上 ArrayList 具有更好的表现。

有类似关系的还有：StringBuilder 和 StringBuffer、HashMap 和 Hashtable。

异常部分

Error 和 Exception 有什么区别？

Error 和 Exception 都是 Throwable 的子类，用于表示程序出现了不正常的情况。区别在于：

Error 表示系统级的错误和程序不必处理的异常，是恢复不是不可能但很困难的情况下的一种严重问题，比如内存溢出，不可能指望程序能处理这样的情况。

Exception 表示需要捕捉或者需要程序进行处理的异常，是一种设计或实现问题，也就是说，它表示如果程序运行正常，从不会发生的情况。

throw 和 throws 的区别？

throws是用来声明一个方法可能抛出的所有异常信息，throws是将异常声明但是不处理，而是将异常往上传，谁调用我就交给谁处理。而throw则是指抛出的一个具体的异常类型。

final、finally、finalize 有什么区别？

• final可以修饰类、变量、方法，修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。
• finally一般作用在try-catch代码块中，在处理异常的时候，通常我们将一定要执行的代码方法finally代码块中，表示不管是否出现异常，该代码块都会执行，一般用来存放一些关闭资源的代码。
• finalize是一个方法，属于Object类的一个方法，而Object类是所有类的父类，该方法一般由垃圾回收器来调用，当我们调用System的gc()方法的时候，由垃圾回收器调用finalize(),回收垃圾。

try-catch-finally 中，如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？

会执行，在 return 前执行。

IO流

Java中有几种类型的流

字节流和字符流。字节流继承于InputStream、OutputStream，字符流继承于Reader、Writer。在java.io 包中还有许多其他的流，主要是为了提高性能和使用方便。关于Java的I/O需要注意的有两点：一是两种对称性（输入和输出的对称性，字节和字符的对称性）；二是两种设计模式（适配器模式和装潢模式）。另外Java中的流不同于C#的是它只有一个维度一个方向。

多线程部分

sleep() 区间wait()区间有什么区别？

对于同步锁的影响不同：sleep() 不会该表同步锁的行为，如果当前线程持有同步锁，那么 sleep 是不会让线程释放同步锁的。wait() 会释放同步锁，让其他线程进入 synchronized 代码块执行。

使用范围不同：sleep() 可以在任何地方使用。wait() 只能在同步控制方法或者同步控制块里面使用，否则会抛 IllegalMonitorStateException。

恢复方式不同：两者会暂停当前线程，但是在恢复上不太一样。sleep() 在时间到了之后会重新恢复；wait() 则需要其他线程调用同一对象的 notify()/nofityAll() 才能重新恢复。

线程的 sleep() 方法和 yield() 方法有什么区别？

线程执行 sleep() 方法后进入超时等待（TIMED_WAITING）状态，而执行 yield() 方法后进入就绪（READY）状态。

sleep() 方法给其他线程运行机会时不考虑线程的优先级，因此会给低优先级的线程运行的机会；yield() 方法只会给相同优先级或更高优先级的线程以运行的机会。

线程的 join() 方法是干啥用的？

用于等待当前线程终止。如果一个线程A执行了 threadB.join() 语句，其含义是：当前线程A等待 threadB 线程终止之后才从 threadB.join() 返回继续往下执行自己的代码。

Thread 调用 start() 方法和调用 run() 方法的区别

run()：普通的方法调用，在主线程中执行，不会新建一个线程来执行。

start()：新启动一个线程，这时此线程处于就绪（可运行）状态，并没有运行，一旦得到 CPU 时间片，就开始执行 run() 方法。

ReentrantLock和synchronized的区别？

Synchronized

对于Synchronized来说，它是java语言的关键字，是原生语法层面的互斥，需要jvm实现,Synchronized的使用比较方便简洁，并且由编译器去保证锁的加锁和释放

ReentrantLock

ReenTrantLock的实现是一种自旋锁，通过循环调用CAS操作来实现加锁。它的性能比较好也是因为避免了使线程进入内核态的阻塞状态。

守护线程是什么？

守护线程（即daemon thread），是个服务线程，准确地来说就是服务其他的线程。

runnable 和 callable 有什么区别？

• Runnable接口中的run()方法的返回值是void，它做的事情只是纯粹地去执行run()方法中的代码而已；
• Callable接口中的call()方法是有返回值的，是一个泛型，和Future、FutureTask配合可以用来获取异步执行的结果。

线程有哪些状态

线程通常都有五种状态，创建、就绪、运行、阻塞和死亡。

• 创建状态。在生成线程对象，并没有调用该对象的start方法，这是线程处于创建状态。
• 就绪状态。当调用了线程对象的start方法之后，该线程就进入了就绪状态，但是此时线程调度程序还没有把该线程设置为当前线程，此时处于就绪状态。在线程运行之后，从等待或者睡眠中回来之后，也会处于就绪状态。
• 运行状态。线程调度程序将处于就绪状态的线程设置为当前线程，此时线程就进入了运行状态，开始运行run函数当中的代码。
• 阻塞状态。线程正在运行的时候，被暂停，通常是为了等待某个时间的发生(比如说某项资源就绪)之后再继续运行。sleep,suspend，wait等方法都可以导致线程阻塞。
• 死亡状态。如果一个线程的run方法执行结束或者调用stop方法后，该线程就会死亡。对于已经死亡的线程，无法再使用start方法令其进入就绪

在 java 程序中怎么保证多线程的运行安全？

线程安全在三个方面体现：

• 原子性：提供互斥访问，同一时刻只能有一个线程对数据进行操作，（atomic,synchronized）；
• 可见性：一个线程对主内存的修改可以及时地被其他线程看到，（synchronized,volatile）；
• 有序性：一个线程观察其他线程中的指令执行顺序，由于指令重排序，该观察结果一般杂乱无序，（happens-before原则）。

什么是死锁？

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。是操作系统层面的一个错误，是进程死锁的简称，最早在 1965 年由 Dijkstra 在研究银行家算法时提出的，它是计算机操作系统乃至整个并发程序设计领域最难处理的问题之一。

synchronized 和 volatile 的区别是什么？

• volatile本质是在告诉jvm当前变量在寄存器（工作内存）中的值是不确定的，需要从主存中读取； synchronized则是锁定当前变量，只有当前线程可以访问该变量，其他线程被阻塞住。
• volatile仅能使用在变量级别；synchronized则可以使用在变量、方法、和类级别的。
• volatile仅能实现变量的修改可见性，不能保证原子性；而synchronized则可以保证变量的修改可见性和原子性。
• volatile不会造成线程的阻塞；synchronized可能会造成线程的阻塞。
• volatile标记的变量不会被编译器优化；synchronized标记的变量可以被编译器优化。

synchronized 和 Lock 有什么区别？

• 首先synchronized是java内置关键字，在jvm层面，Lock是个java类；
• synchronized无法判断是否获取锁的状态，Lock可以判断是否获取到锁；
• synchronized会自动释放锁(a 线程执行完同步代码会释放锁 ；b 线程执行过程中发生异常会释放锁)，Lock需在finally中手工释放锁（unlock()方法释放锁），否则容易造成线程死锁；
• 用synchronized关键字的两个线程1和线程2，如果当前线程1获得锁，线程2线程等待。如果线程1阻塞，线程2则会一直等待下去，而Lock锁就不一定会等待下去，如果尝试获取不到锁，线程可以不用一直等待就结束了；
• synchronized的锁可重入、不可中断、非公平，而Lock锁可重入、可判断、可公平（两者皆可）；
• Lock锁适合大量同步的代码的同步问题，synchronized锁适合代码少量的同步问题。

synchronized 和 ReentrantLock 区别是什么？

synchronized是和if、else、for、while一样的关键字，ReentrantLock是类，这是二者的本质区别。既然ReentrantLock是类，那么它就提供了比synchronized更多更灵活的特性，可以被继承、可以有方法、可以有各种各样的类变量，ReentrantLock比synchronized的扩展性体现在几点上：

• ReentrantLock可以对获取锁的等待时间进行设置，这样就避免了死锁
• ReentrantLock可以获取各种锁的信息
• ReentrantLock可以灵活地实现多路通知

另外，二者的锁机制其实也是不一样的:ReentrantLock底层调用的是Unsafe的park方法加锁，synchronized操作的应该是对象头中mark word。

synchronized 和 Lock 的区别

1. Lock 是一个接口；synchronized 是 Java 中的关键字，synchronized 是内置的语言实现；
2. Lock 在发生异常时，如果没有主动通过 unLock() 去释放锁，很可能会造成死锁现象，因此使用 Lock 时需要在 finally 块中释放锁；synchronized 不需要手动获取锁和释放锁，在发生异常时，会自动释放锁，因此不会导致死锁现象发生；
3. Lock 的使用更加灵活，可以有响应中断、有超时时间等；而 synchronized 却不行，使用 synchronized 时，等待的线程会一直等待下去，直到获取到锁；
4. 在性能上，随着近些年 synchronized 的不断优化，Lock 和 synchronized 在性能上已经没有很明显的差距了，所以性能不应该成为我们选择两者的主要原因。官方推荐尽量使用 synchronized，除非 synchronized 无法满足需求时，则可以使用 Lock。

JVM部分

Java 内存结构

程序计数器：线程私有。一块较小的内存空间，可以看作当前线程所执行的字节码的行号指示器。如果线程正在执行的是一个Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的地址；如果正在执行的是Native方法，这个计数器值则为空。

Java虚拟机栈：线程私有。它的生命周期与线程相同。虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

本地方法栈：线程私有。本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（也就是字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。

Java堆：线程共享。对大多数应用来说，Java堆是Java虚拟机所管理的内存中最大的一块。Java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例，几乎所有的对象实例都在这里分配内存。

方法区：与Java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息（构造方法、接口定义）、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码（字节码）等数据。方法区是JVM规范中定义的一个概念，具体放在哪里，不同的实现可以放在不同的地方。

运行时常量池：运行时常量池是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

String str = new String("hello");

上面的语句中变量 str 放在栈上，用 new 创建出来的字符串对象放在堆上，而”hello”这个字面量是放在堆中。

类加载的过程

类加载的过程包括：加载、验证、准备、解析、初始化，其中验证、准备、解析统称为连接。

加载：通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流，在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象。

验证：确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。

准备：为静态变量分配内存并设置静态变量初始值，这里所说的初始值“通常情况”下是数据类型的零值。

解析：将常量池内的符号引用替换为直接引用。

初始化：到了初始化阶段，才真正开始执行类中定义的 Java 初始化程序代码。主要是静态变量赋值动作和静态语句块（static{}）中的语句。

介绍下垃圾收集机制（在什么时候，对什么，做了什么）？

在什么时候？

在触发GC的时候，具体如下，这里只说常见的 Young GC 和 Full GC。

触发Young GC：当新生代中的 Eden 区没有足够空间进行分配时会触发Young GC。

触发Full GC：

当准备要触发一次Young GC时，如果发现统计数据说之前Young GC的平均晋升大小比目前老年代剩余的空间大，则不会触发Young GC而是转为触发Full GC。（通常情况）
如果有永久代的话，在永久代需要分配空间但已经没有足够空间时，也要触发一次Full GC。
System.gc()默认也是触发Full GC。
heap dump带GC默认也是触发Full GC。
CMS GC时出现Concurrent Mode Failure会导致一次Full GC的产生。
对什么？

对那些JVM认为已经“死掉”的对象。即从GC Root开始搜索，搜索不到的，并且经过一次筛选标记没有复活的对象。

做了什么？

对这些JVM认为已经“死掉”的对象进行垃圾收集，新生代使用复制算法，老年代使用标记-清除和标记-整理算法。

网络部分

简述 tcp 和 udp的区别？

tcp 和 udp 是 OSI 模型中的运输层中的协议。tcp 提供可靠的通信传输，而 udp 则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。

两者的区别大致如下：

• tcp 面向连接，udp 面向非连接即发送数据前不需要建立链接；
• tcp 提供可靠的服务（数据传输），udp 无法保证；
• tcp 面向字节流，udp 面向报文；
• tcp 数据传输慢，udp 数据传输快；

tcp 为什么要三次握手，两次不行吗？为什么？

如果采用两次握手，那么只要服务器发出确认数据包就会建立连接，但由于客户端此时并未响应服务器端的请求，那此时服务器端就会一直在等待客户端，这样服务器端就白白浪费了一定的资源。若采用三次握手，服务器端没有收到来自客户端的再此确认，则就会知道客户端并没有要求建立请求，就不会浪费服务器的资源