Java面试题-基础知识

参考文章:Java面试题-基础知识

基础能力

什么是值传递和引用传递
线程状态有哪些，它们之间是如何转换的
进程与线程的区别，进程间如何通讯，线程间如何通讯？
HashMap的数据结构是什么？如何实现的？和HashTable、ConcurrentHashMap的区别？
Cookie和Session的区别
索引有什么用？如何建索引？
ArrayList是如何实现的，ArrayList和LinkedList的区别？ArrayList如何实现扩容？
equals、hashcode等Object类中一些方法的讨论？
面向对象
JVM如何加载字节码文件？
事务的实现原理

参考答案:

1.什么是值传递和引用传递

　　值传递是指在调用函数时将实际参数复制一份传递到函数中，这样在函数中如果对参数进行修改，将不会影响到实际参数。

　　在C++中，函数参数的传递方式有引用传递。所谓引用传递是指在调用函数时将实际参数的地址传递到函数中，那么在函数中对参数所进行的修改，将影响到实际参数。

　　在java中都是值传递.　　http://www.cnblogs.com/myCodingSky/p/3902284.html

2.线程状态有哪些，它们之间是如何转换的

　　 – New（新创建），一个线程刚刚被创建出来，还没有开始运行的状态，更通俗点说：还没有调用start方法；

　　 – Runnable（可运行），可以在Java虚拟机中运行的状态；一个可运行的线程可能正在运行自己的代码也可能没有，这取决于操作系统提供的时间片；

　　 – Blocked（被阻塞），当一个线程试图获取一个内部的对象锁（不是java.util.concurrent库中的锁），而该锁此时正被其他线程持有，则该线程进入阻塞状态；

　　 – Waiting（等待），当线程等待另一个线程通知调度器一个条件时，它自己进入等待状态。在调用Object.wait方法或Thread.join方法，或者是等待java.util.concurrent库中的Lock或Condition时，就会出现这种情况；

　　 – Timed_waiting（计时等待），Object.wait、Thread.join、Lock.tryLock和Condition.await等方法有超时参数，还有Thread.sleep方法、LockSupport.parkNanos方法和LockSupport.parkUntil方法，这些方法会导致线程进入计时等待状态，如果超时或者出现通知，都会切换会可运行状态；

　　 – Terminated（被终止），因为run方法正常退出而死亡，或者因为没有捕获的异常终止了run方法而死亡。

3.进程与线程的区别，进程间如何通讯，线程间如何通讯？

　　在并发编程领域，有进程和线程两个概念，在Java语言中说起并发编程，常常是指多线程，但是了解进程的概念也非常重要：

　　– 进程是操作系统的资源调度实体，有自己的内存地址空间和运行环境；

　　– 线程一般被称为轻量级的进程，线程和进程一样，也有自己的运行环境，但是创建一个线程要需要的资源比创建一个进程要少。线程存在于进程之中——每个进程至少有一个线程。一个进程下的多个线程之间可以共享进程的资源，包括内存空间和打开的文件。

　　– 进程跟程序（programs）、应用（applications）具备相同的含义，进程间通讯依靠IPC资源，例如管道（pipes）、套接字（sockets）等；

　　– 线程间通讯依靠JVM提供的API，例如wait方法、notify方法和notifyAll方法，线程间还可以通过共享的主内存来进行值的传递；

4.HashMap的数据结构是什么？如何实现的？和HashTable、ConcurrentHashMap的区别？

在Java 8中，HashMap的数据结构是由Node<k,v>作为元素组成的数组：（1）如果有多个值hash到同一个桶中，则组织成一个链表，而且，当这个链表的节点个数超过某个值（TREEIFY_THRESHOLD参数指定）时，则将这个链表重构为一个二叉树；（2）如果发现map中的元素个数超过了threshold，则进行空间扩容——二倍空间。</k,v>
HashMap和HashTable的数据结构和操作基本相同，区别是前者是非线程安全，并且HashMap接受value为null。
ConcurrentHashMap和HashTable一样，都是线程安全的，但是区别是：HashTable每次操作都会锁住整个表结构——导致一次只能有一个线程访问HashTable对象，而ConcurrentHashMap不会，只会锁住某个节点，只有在涉及到size的操作时才会锁整个表结构。

5.Cookie和Session的区别

HTTP是无状态协议，但是在实际应用中有跟踪客户端状态的需求，Cookie和Session是两种不同的实现方案。
Cookie保存在客户端，Session保存在服务端
Cookie没有Session安全，侵入者可以通过分析客户端的cookie信息侵入网站；
使用Session存储重要信息，使用Cookie存储不那么重要的信息；
使用Session方案时，常常需要依赖Cookie传递SID的值，如果客户端禁用了Cookie，则转而采取URL重写技术（但是这种技术有安全风险）；

6.索引有什么用？如何建索引？

　　在数据库系统中建立索引主要有以下作用：

　　（1）快速取数据；

　　（2）保证数据记录的唯一性；

　　（3）实现表与表之间的参照完整性；

　　（4）在使用ORDER by、group by子句进行数据检索时，利用索引可以减少排序和分组的时间。

　　SQL语言使用CREATE INDEX 语句建立索引，其一般格式是：

　　　　CREATE [UNIQUE] [CLUSTERED| NONCLUSTERED] INDEX <索引名>

　　　　ON <表名>(<列名>[ASC|DESC] [, <列名>[ASC|DESC]...])

　　说明：与表一样，索引也需要有唯一的名字，且基于一个表来建立，可以根据表中的一列或者多列，当列的顺序都是升序默认可不必标出，当属性列有按照降序排列的，所有属性的升序降序都不要标明。

　　　　UNIQUE——建立唯一索引。

　　　　CLUSTERED——建立聚集索引。

　　　　NONCLUSTERED——建立非聚集索引。

　　　　ASC——索引升序排序。

　　　　DESC——索引降序排序。

7.ArrayList是如何实现的，ArrayList和LinkedList的区别？ArrayList如何实现扩容？

可变数组实现了List接口的所有操作，功能上跟Vector相同，区别是Vector是线程安全的；
区别：LinkedList实现了List和Deque接口，一般称为双向链表；LinkedList在插入和删除数据时效率更高，ArrayList在查找某个index的数据时效率更高；LinkedList比ArrayList需要更多的内存；
关于可变数组的扩容策略，可以查看源码，不同的JDK实现不太一样，我这里使用JDK 8：首先尝试扩容为原来大小的二倍，如果newCapacity还不够大，则再扩大为minCapacity值；如果newCapacity比数组的规定最大容量还大，则根据minCapacity的值进行定夺，参见hugeCapacity方法。
在代码中，如果预先知道需要增加大量元素，则可以提前对当前的可变数组调用ensureCapacity方法，可以避免多次递增的内存重新分配；

8.equals、hashcode等Object类中一些方法的讨论？

覆写equals方法的时候，也必须覆写hashcode方法；
编写equals方法后，检查是否符合：对称性、传递性、一致性、自反性和非空性

9.面向对象,三大特性

封装
继承
多态

10.JVM如何加载字节码文件？　　

　　虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可被虚拟机直接使用的Java类型，这就是虚拟机的类加载机制。

　　Java语言中类的加载、连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的，令Java具备高度的灵活性。

　　类加载的过程：加载、连接（验证、准备、解析）、初始化。 – 加载：通过一个类的名字获取此类的二进制字节流（PS：不限于从文件中读取）；将这个字节流代表的静态存储结构转换为方法区的运行时结构（由具体的虚拟机自己定义）；在内存中生成一个java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据结构的访问入口。 – 验证：文件格式验证、元数据验证（语义分析，类与类的继承关系等）、字节码验证（数据流和控制流分析）、符号引用验证（对类自身以外的信息进行匹配校验） – 准备：正式为类变量分配内存并设置初始值，这里类变量指的是被static修饰的变量。例外：如果类字段是常量，则在这里会被初始化为表达式指定的值。 – 解析：将常量池内的符号引用替换为直接引用。符号引用：类似于OS中的逻辑地址；直接引用：类似于OS中的物理地址，直接指向目标的指针、相对偏移量或一个能间接定位到目标的句柄。 – 初始化：真正开始执行类中定义的Java程序代码；初始化用于执行Java类的构造方法。类初始化的过程是不可逆的，如果中间一步出错，则无法执行下一步，参见不可逆的类初始化过程。

11.事务的实现原理

事务的特性：ACID——原子性、一致性、隔离性和持久性
Spring中的事务管理？Spring事务管理那些事
MySQL中的事务？事务的隔离级别和锁，参考何登成的MySQL的加锁处理分析