Java面試八股文詳解

一、數據類型

1、Java的八種基本數據類型及其佔用的字節數。

public class DataType {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("byte佔用字節數：" + Byte.BYTES);
        System.out.println("short佔用字節數：" + Short.BYTES);
        System.out.println("int佔用字節數：" + Integer.BYTES);
        System.out.println("long佔用字節數：" + Long.BYTES);
        System.out.println("float佔用字節數：" + Float.BYTES);
        System.out.println("double佔用字節數：" + Double.BYTES);
        System.out.println("char佔用字節數：" + Character.BYTES);
        System.out.println("boolean佔用字節數：不固定");
    }
}

2、Java中的自動裝箱、拆箱。

public class AutoBoxing {
    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 1; // 自動裝箱
        int b = a; // 自動拆箱
        System.out.println(a + b);
    }
}

3、字符串的不可變性以及String、StringBuilder、StringBuffer的區別。

public class StringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String a = "str";
        // String不可變性示例
        a = a + "ing";
        System.out.println(a);
        // StringBuilder、StringBuffer示例
        StringBuilder sb = new StringBuilder("str");
        sb.append("ing");
        System.out.println(sb.toString());
    }
}

二、集合

1、ArrayList、LinkedList、Vector的區別。

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Vector;

public class ListDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList arrayList = new ArrayList();
        LinkedList linkedList = new LinkedList();
        Vector vector = new Vector();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            arrayList.add(i);
            linkedList.add(i);
            vector.add(i);
        }
        long start = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < arrayList.size(); i++) {
            arrayList.get(i);
        }
        System.out.println("ArrayList遍歷時間：" + (System.nanoTime() - start) + "ns");
        start = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < linkedList.size(); i++) {
            linkedList.get(i);
        }
        System.out.println("LinkedList遍歷時間：" + (System.nanoTime() - start) + "ns");
        start = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < vector.size(); i++) {
            vector.get(i);
        }
        System.out.println("Vector遍歷時間：" + (System.nanoTime() - start) + "ns");
    }
}

2、HashMap、ConcurrentHashMap的區別。

import java.util.HashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap hashMap = new HashMap();
        ConcurrentHashMap concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            hashMap.put(i, i);
            concurrentHashMap.put(i, i);
        }
        long start = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            hashMap.get(i);
        }
        System.out.println("HashMap遍歷時間：" + (System.nanoTime() - start) + "ns");
        start = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            concurrentHashMap.get(i);
        }
        System.out.println("ConcurrentHashMap遍歷時間：" + (System.nanoTime() - start) + "ns");
    }
}

3、集合的容器底層原理。

由於不同容器底層實現方式不同，這裡就不一一列舉了。

三、並發與多線程

1、Thread和Runnable的區別。

public class ThreadDemo extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("繼承Thread類創建線程");
    }
}
public class RunnableDemo implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("實現Runnable接口創建線程");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo thread = new ThreadDemo();
        thread.start();
        RunnableDemo runnable = new RunnableDemo();
        new Thread(runnable).start();
    }
}

2、wait和sleep的區別。

public class WaitSleepDemo {
    private static final Object lock = new Object();

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲取到鎖");
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲取到了鎖，執行結束");
            }
        }, "wait").start();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲取到鎖");
                try {
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                lock.notifyAll();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "執行notify操作");
            }
        }, "sleep").start();
    }
}

3、線程死鎖及解決方案。

關於線程死鎖的問題，一般可以採用如下策略進行解決：
1、避免一個線程同時獲得多個鎖。
2、避免一個線程在等待另外一個線程持有的鎖時，自身抱持有的鎖不釋放。
3、使用定時鎖，使用Lock.tryLock(timeout)來替代使用內部鎖機制。
4、對於數據庫鎖，加鎖和解鎖要在同一個連接中完成。

四、JVM

1、JVM的內存結構及垃圾回收算法。

由於JVM內存結構較為複雜，這裡只列舉常見的垃圾回收算法：標記-清除算法、複製算法、標記-整理算法、分代收集算法。

2、Java內存模型及synchronized的實現原理。

public class SynchronizedDemo {
    public synchronized void method() {
        System.out.println("synchronized方法");
    }

    public void block() {
        synchronized (this) {
            System.out.println("synchronized代碼塊");
        }
    }
}

3、性能調優相關選項和工具，比如jconsole、jstack等。

在開發中，經常會遇到一些性能問題，這時可以使用jconsole、jstack等工具進行診斷。其中，jconsole主要用於監控和管理JVM，jstack主要用於查看Java虛擬機進程中的線程堆棧信息。

五、設計模式

1、常見的23種設計模式及應用場景。

這裡不一一展開，可以參考《Head First設計模式》和《GOF設計模式》。

2、單例模式的實現。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

3、工廠模式、抽象工廠模式的區別及應用場景。

工廠模式是最常用的設計模式之一，它提供了一種創建對象的方式，並且可以靈活地根據需要來選擇實現類，同時也可以解決依賴關係。抽象工廠模式則是在工廠模式的基礎上增加了一層抽象，通過接口的方式來解決實現類的迭代問題。