Java中高级面试题及答案

一、Java并发编程

Java中的并发编程指的是多个线程同时执行，需要解决线程安全问题。以下是Java中并发编程的相关面试题及答案。

1. 什么是线程？

线程是指执行程序的一条执行路径，每个线程有自己的栈和程序计数器。Java程序可以同时执行多条线程。

// 示例代码：
// 创建线程
Thread thread = new Thread(() -> {
    // 线程需要执行的任务
});
// 启动线程
thread.start();

2. 什么是线程安全？

线程安全是指多个线程并发访问同一资源时，不会发生数据冲突、数据损坏等问题，保证程序能正确执行。为了保证线程安全，可以使用锁机制，如synchronized关键字、Lock接口等。

3. 什么是volatile关键字？

volatile关键字可以保证变量的可见性和有序性，保证只有一个线程修改变量时，其他线程可以及时看到变化。

public class VolatileTest {
    private volatile int num = 0;

    public void increase() {
        num++;
    }
}

二、Java集合框架

Java集合框架包括了一系列接口、类和算法，用于存储和操作一组对象。以下是Java中集合框架的相关面试题及答案。

1. ArrayList和LinkedList的区别是什么？

ArrayList基于数组实现，支持快速随机访问元素；LinkedList基于链表实现，支持快速添加和删除元素。

// ArrayList示例代码：
List list1 = new ArrayList();
list1.add("a");
list1.add("b");
list1.add("c");
for (String str : list1) {
    System.out.println(str);
}

// LinkedList示例代码：
List list2 = new LinkedList();
list2.add("a");
list2.add("b");
list2.add("c");
for (String str : list2) {
    System.out.println(str);
}

2. HashSet和TreeSet的区别是什么？

HashSet基于HashMap实现，不保证元素顺序，查找效率高；TreeSet基于红黑树实现，支持自然排序和定制排序。

// HashSet示例代码：
Set set1 = new HashSet();
set1.add("a");
set1.add("b");
set1.add("c");
for (String str : set1) {
    System.out.println(str);
}

// TreeSet示例代码：
Set set2 = new TreeSet();
set2.add("a");
set2.add("b");
set2.add("c");
for (String str : set2) {
    System.out.println(str);
}

3. HashMap和Hashtable的区别是什么？

HashMap基于数组和链表实现，不保证元素顺序，允许null值和null键；Hashtable基于数组和链表实现，保证元素顺序，不允许null值和null键。

// HashMap示例代码：
Map map1 = new HashMap();
map1.put("a", 1);
map1.put("b", 2);
map1.put("c", 3);
for (Map.Entry entry : map1.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
}

// Hashtable示例代码：
Map map2 = new Hashtable();
map2.put("a", 1);
map2.put("b", 2);
map2.put("c", 3);
for (Map.Entry entry : map2.entrySet()) {
    System.out.println(entry.getKey() + ":" + entry.getValue());
}

三、Java IO流

Java IO流是Java中实现输入输出功能的常用类库，包括字节流、字符流、对象流等。以下是Java中IO流的相关面试题及答案。

1. FileInputStream和FileReader的区别是什么？

FileInputStream是字节流，适用于读取二进制文件；FileReader是字符流，适用于读取文本文件。

// FileInputStream示例代码：
try (InputStream is = new FileInputStream("demo.txt")) {
    byte[] bytes = new byte[1024];
    int len = -1;
    while ((len = is.read(bytes)) != -1) {
        String str = new String(bytes, 0, len, "UTF-8");
        System.out.print(str);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

// FileReader示例代码：
try (Reader reader = new FileReader("demo.txt")) {
    char[] chars = new char[1024];
    int len = -1;
    while ((len = reader.read(chars)) != -1) {
        String str = new String(chars, 0, len);
        System.out.print(str);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

2. FileOutputStream和FileWriter的区别是什么？

FileOutputStream是字节流，适用于写入二进制文件；FileWriter是字符流，适用于写入文本文件。

// FileOutputStream示例代码：
try (OutputStream os = new FileOutputStream("demo.txt")) {
    String str = "Hello, World!";
    byte[] bytes = str.getBytes("UTF-8");
    os.write(bytes);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

// FileWriter示例代码：
try (Writer writer = new FileWriter("demo.txt")) {
    String str = "Hello, World!";
    writer.write(str);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

3. ObjectInputStream和ObjectOutputStream的作用是什么？

ObjectInputStream和ObjectOutputStream是Java中的对象序列化操作类，用于将对象转换为字节流保存或读取到文件中。

// ObjectInputStream和ObjectOutputStream示例代码：
public static void writeObject(String path, Object obj) throws IOException {
    try (OutputStream os = new FileOutputStream(path);
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(os);) {
        oos.writeObject(obj);
    }
}

public static Object readObject(String path) throws IOException, ClassNotFoundException {
    try (InputStream is = new FileInputStream(path);
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is);) {
        return ois.readObject();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    // 写入对象
    Student student = new Student("张三", 18);
    try {
        writeObject("demo.obj", student);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    // 读取对象
    try {
        Student stu = (Student) readObject("demo.obj");
        System.out.println(stu.getName() + ":" + stu.getAge());
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

// Student类代码
public class Student implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}