2023年6月20日发(作者：)

6年经验程序员耗时半年总结133道经典Java⾯试题，助你完成⼤⼚梦⾃我感受Java⾯试随着时间的改变⽽改变。在过去的⽇⼦⾥，当你知道 String 和 StringBuilder 的区别就能让你直接进⼊第⼆轮⾯试，但是现在问题变得越来越⾼级，⾯试官问的问题也更深⼊。 在我初⼊职场的时候，类似于 Vector 与 Array 的区别、HashMap 与 Hashtable 的区别是最流⾏的问题，只需要记住它们，就能在⾯试中获得更好的机会，但这种情形已经不复存在。如今，你将会被问到许多 Java 程序员都没有看过的领域，如 NIO，设计模式，成熟的单元测试，或者那些很难掌握的知识，如并发、算法、数据结构及编码。由于我喜欢研究⾯试题，因此我已经收集了许多的⾯试问题，包括许多许多不同的主题。我已经为这众多的问题准备⼀段时间了，现在我将它们分享给你们。这⾥⾯不但包含经典的⾯试问题，如线程、集合、equals 和 hashcode、socket，⽽且还包含了 NIO、数组、字符串、Java 8 等主题。该列表包含了⼊门级 Java 程序员和多年经验的⾼级开发者的问题。⽆论你是 1、2、3、4、5、6、7、8、9 还是 10 年经验的开发者，你都能在其中找到⼀些有趣的问题。这⾥包含了⼀些超级容易回答的问题，同时包含经验丰富的 Java 程序员也会棘⼿的问题。该问题列表特别长，我们有各个地⽅的问题，所以，答案必须要短⼩、简洁、⼲脆，不拖泥带⽔。因此，除了这⼀个段落，你只会听到问题与答案，再⽆其他内容，没有反馈，也没有评价。为此，我已经写好了⼀些博⽂，在这些⽂章中你可以找到我对某些问题的观点，如我为什么喜欢这个问题，这个问题的挑战是什么？期望从⾯试者那获取到什么样的答案？这个列表有⼀点不同，我⿎励你采⽤类似的⽅式去分享问题和答案，这样容易温习。我希望这个列表对⾯试官和候选⼈都有很好的⽤处，⾯试官可以对这些问题上做⼀些改变以获取新奇和令⼈惊奇的元素，这对⼀次好的⾯试来说⾮常重要。⽽候选者，可以扩展和测试 Java 程序语⾔和平台关键领域的知识。Java ⾯试中的重要话题除了你看到的惊⼈的问题数量，我也尽量保证质量。我不⽌⼀次分享各个重要主题中的问题，也确保包含所谓的⾼级话题，这些话题很多程序员不喜欢准备或者直接放弃，因为他们的⼯作不会涉及到这些。Java NIO 和 JVM 底层就是最好的例⼦。你也可以将设计模式划分到这⼀类中，但是越来越多有经验的程序员了解 GOF 设计模式并应⽤这些模式。我也尽量在这个列表中包含 最新的⾯试问题，这些问题可能是来年关注的核⼼。133道Java ⾯试题及答案现在是时候给你展⽰我近 6 年从各种⾯试中收集来的 133 个问题了。我确定你在⾃⼰的⾯试中见过很多这些问题，很多问题你也能正确回答。多线程、并发及线程的基础问题1）Java 中能创建 Volatile 数组吗？能，Java 中可以创建 volatile 类型数组，不过只是⼀个指向数组的引⽤，⽽不是整个数组。我的意思是，如果改变引⽤指向的数组，将会受到 volatile 的保护，但是如果多个线程同时改变数组的元素，volatile 标⽰符就不能起到之前的保护作⽤了。2）volatile 能使得⼀个⾮原⼦操作变成原⼦操作吗？⼀个典型的例⼦是在类中有⼀个 long 类型的成员变量。如果你知道该成员变量会被多个线程访问，如计数器、价格等，你最好是将其设置为 volatile。为什么？因为 Java 中读取 long 类型变量不是原⼦的，需要分成两步，如果⼀个线程正在修改该 long 变量的值，另⼀个线程可能只能看到该值的⼀半（前 32 位）。但是对⼀个 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原⼦。3）volatile 修饰符的有过什么实践？⼀种实践是⽤ volatile 修饰 long 和 double 变量，使其能按原⼦类型来读写。double 和 long 都是64位宽，因此对这两种类型的读是分为两部分的，第⼀次读取第⼀个 32 位，然后再读剩下的 32 位，这个过程不是原⼦的，但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原⼦的。volatile 修复符的另⼀个作⽤是提供内存屏障（memory barrier），例如在分布式框架中的应⽤。简单的说，就是当你写⼀个 volatile 变量之前，Java 内存模型会插⼊⼀个写屏障（write barrier），读⼀个 volatile 变量之前，会插⼊⼀个读屏障（readbarrier）。意思就是说，在你写⼀个 volatile 域时，能保证任何线程都能看到你写的值，同时，在写之前，也能保证任何数值的更新对所有线程是可见的，因为内存屏障会将其他所有写的值更新到缓存。4）volatile 类型变量提供什么保证？volatile 变量提供顺序和可见性保证，例如，JVM 或者 JIT为了获得更好的性能会对语句重排序，但是 volatile 类型变量即使在没有同步块的情况下赋值也不会与其他语句重排序。 volatile 提供 happens-before 的保证，确保⼀个线程的修改能对其他线程是可见的。某些情况下，volatile 还能提供原⼦性，如读 64 位数据类型，像 long 和 double 都不是原⼦的，但 volatile 类型的 double 和 long 就是原⼦的。5) 10 个线程和 2 个线程的同步代码，哪个更容易写？从写代码的⾓度来说，两者的复杂度是相同的，因为同步代码与线程数量是相互独⽴的。但是同步策略的选择依赖于线程的数量，因为越多的线程意味着更⼤的竞争，所以你需要利⽤同步技术，如锁分离，这要求更复杂的代码和专业知识。6）你是如何调⽤ wait（）⽅法的？使⽤ if 块还是循环？为什么？wait() ⽅法应该在循环调⽤，因为当线程获取到 CPU 开始执⾏的时候，其他条件可能还没有满⾜，所以在处理前，循环检测条件是否满⾜会更好。下⾯是⼀段标准的使⽤ wait 和 notify ⽅法的代码：// The standard idiom for using the wait method

synchronized (obj) {

while (condition does not hold)

();// (Releases lock, and reacquires on wakeup)

...// Perform action appropriate to condition

}

7）什么是多线程环境下的伪共享（false sharing）？伪共享是多线程系统（每个处理器有⾃⼰的局部缓存）中⼀个众所周知的性能问题。伪共享发⽣在不同处理器的上的线程对变量的修改依赖于相同的缓存⾏，如下图所⽰：有经验程序员的 Java ⾯试题伪共享问题很难被发现，因为线程可能访问完全不同的全局变量，内存中却碰巧在很相近的位置上。如其他诸多的并发问题，避免伪共享的最基本⽅式是仔细审查代码，根据缓存⾏来调整你的数据结构。8）什么是 Busy spin？我们为什么要使⽤它？Busy spin 是⼀种在不释放 CPU 的基础上等待事件的技术。它经常⽤于避免丢失 CPU 缓存中的数据（如果线程先暂停，之后在其他CPU上运⾏就会丢失）。所以，如果你的⼯作要求低延迟，并且你的线程⽬前没有任何顺序，这样你就可以通过循环检测队列中的新消息来代替调⽤ sleep() 或 wait() ⽅法。它唯⼀的好处就是你只需等待很短的时间，如⼏微秒或⼏纳秒。LMAX 分布式框架是⼀个⾼性能线程间通信的库，该库有⼀个 BusySpinWaitStrategy 类就是基于这个概念实现的，使⽤ busy spin 循环 EventProcessors 等待屏障。9）Java 中怎么获取⼀份线程 dump ⽂件？在 Linux 下，你可以通过命令 kill -3 PID （Java 进程的进程 ID）来获取 Java 应⽤的 dump ⽂件。在 Windows 下，你可以按下 Ctrl +Break 来获取。这样 JVM 就会将线程的 dump ⽂件打印到标准输出或错误⽂件中，它可能打印在控制台或者⽇志⽂件中，具体位置依赖应⽤的配置。如果你使⽤Tomcat。10）Swing 是线程安全的？不是，Swing 不是线程安全的。你不能通过任何线程来更新 Swing 组件，如 JTable、JList 或 JPanel，事实上，它们只能通过 GUI 或AWT 线程来更新。这就是为什么 Swing 提供 invokeAndWait() 和 invokeLater() ⽅法来获取其他线程的 GUI 更新请求。这些⽅法将更新请求放⼊ AWT 的线程队列中，可以⼀直等待，也可以通过异步更新直接返回结果。11）什么是线程局部变量？线程局部变量是局限于线程内部的变量，属于线程⾃⾝所有，不在多个线程间共享。Java 提供 ThreadLocal 类来⽀持线程局部变量，是⼀种实现线程安全的⽅式。但是在管理环境下（如 web 服务器）使⽤线程局部变量的时候要特别⼩⼼，在这种情况下，⼯作线程的⽣命周期⽐任何应⽤变量的⽣命周期都要长。任何线程局部变量⼀旦在⼯作完成后没有释放，Java 应⽤就存在内存泄露的风险。12）⽤ wait-notify 写⼀段代码来解决⽣产者-消费者问题？只要记住在同步块中调⽤ wait() 和 notify()⽅法，如果阻塞，通过循环来测试等待条件。13) ⽤ Java 写⼀个线程安全的单例模式（Singleton）？当我们说线程安全时，意思是即使初始化是在多线程环境中，仍然能保证单个实例。Java 中，使⽤枚举作为单例类是最简单的⽅式来创建线程安全单例模式的⽅式。14）Java 中 sleep ⽅法和 wait ⽅法的区别？虽然两者都是⽤来暂停当前运⾏的线程，但是 sleep() 实际上只是短暂停顿，因为它不会释放锁，⽽ wait() 意味着条件等待，这就是为什么该⽅法要释放锁，因为只有这样，其他等待的线程才能在满⾜条件时获取到该锁。15）什么是不可变对象（immutable object）？Java 中怎么创建⼀个不可变对象？不可变对象指对象⼀旦被创建，状态就不能再改变。任何修改都会创建⼀个新的对象，如 String、Integer及其它包装类。16）我们能创建⼀个包含可变对象的不可变对象吗？是的，我们是可以创建⼀个包含可变对象的不可变对象的，你只需要谨慎⼀点，不要共享可变对象的引⽤就可以了，如果需要变化时，就返回原对象的⼀个拷贝。最常见的例⼦就是对象中包含⼀个⽇期对象的引⽤。数据类型和 Java 基础⾯试问题17）Java 中应该使⽤什么数据类型来代表价格？如果不是特别关⼼内存和性能的话，使⽤BigDecimal，否则使⽤预定义精度的 double 类型。18）怎么将 byte 转换为 String？可以使⽤ String 接收 byte[] 参数的构造器来进⾏转换，需要注意的点是要使⽤的正确的编码，否则会使⽤平台默认编码，这个编码可能跟原来的编码相同，也可能不同。19）Java 中怎样将 bytes 转换为 long 类型？这个问题你来回答

2023年6月20日发(作者：)

6年经验程序员耗时半年总结133道经典Java⾯试题，助你完成⼤⼚梦⾃我感受Java⾯试随着时间的改变⽽改变。在过去的⽇⼦⾥，当你知道 String 和 StringBuilder 的区别就能让你直接进⼊第⼆轮⾯试，但是现在问题变得越来越⾼级，⾯试官问的问题也更深⼊。 在我初⼊职场的时候，类似于 Vector 与 Array 的区别、HashMap 与 Hashtable 的区别是最流⾏的问题，只需要记住它们，就能在⾯试中获得更好的机会，但这种情形已经不复存在。如今，你将会被问到许多 Java 程序员都没有看过的领域，如 NIO，设计模式，成熟的单元测试，或者那些很难掌握的知识，如并发、算法、数据结构及编码。由于我喜欢研究⾯试题，因此我已经收集了许多的⾯试问题，包括许多许多不同的主题。我已经为这众多的问题准备⼀段时间了，现在我将它们分享给你们。这⾥⾯不但包含经典的⾯试问题，如线程、集合、equals 和 hashcode、socket，⽽且还包含了 NIO、数组、字符串、Java 8 等主题。该列表包含了⼊门级 Java 程序员和多年经验的⾼级开发者的问题。⽆论你是 1、2、3、4、5、6、7、8、9 还是 10 年经验的开发者，你都能在其中找到⼀些有趣的问题。这⾥包含了⼀些超级容易回答的问题，同时包含经验丰富的 Java 程序员也会棘⼿的问题。该问题列表特别长，我们有各个地⽅的问题，所以，答案必须要短⼩、简洁、⼲脆，不拖泥带⽔。因此，除了这⼀个段落，你只会听到问题与答案，再⽆其他内容，没有反馈，也没有评价。为此，我已经写好了⼀些博⽂，在这些⽂章中你可以找到我对某些问题的观点，如我为什么喜欢这个问题，这个问题的挑战是什么？期望从⾯试者那获取到什么样的答案？这个列表有⼀点不同，我⿎励你采⽤类似的⽅式去分享问题和答案，这样容易温习。我希望这个列表对⾯试官和候选⼈都有很好的⽤处，⾯试官可以对这些问题上做⼀些改变以获取新奇和令⼈惊奇的元素，这对⼀次好的⾯试来说⾮常重要。⽽候选者，可以扩展和测试 Java 程序语⾔和平台关键领域的知识。Java ⾯试中的重要话题除了你看到的惊⼈的问题数量，我也尽量保证质量。我不⽌⼀次分享各个重要主题中的问题，也确保包含所谓的⾼级话题，这些话题很多程序员不喜欢准备或者直接放弃，因为他们的⼯作不会涉及到这些。Java NIO 和 JVM 底层就是最好的例⼦。你也可以将设计模式划分到这⼀类中，但是越来越多有经验的程序员了解 GOF 设计模式并应⽤这些模式。我也尽量在这个列表中包含 最新的⾯试问题，这些问题可能是来年关注的核⼼。133道Java ⾯试题及答案现在是时候给你展⽰我近 6 年从各种⾯试中收集来的 133 个问题了。我确定你在⾃⼰的⾯试中见过很多这些问题，很多问题你也能正确回答。多线程、并发及线程的基础问题1）Java 中能创建 Volatile 数组吗？能，Java 中可以创建 volatile 类型数组，不过只是⼀个指向数组的引⽤，⽽不是整个数组。我的意思是，如果改变引⽤指向的数组，将会受到 volatile 的保护，但是如果多个线程同时改变数组的元素，volatile 标⽰符就不能起到之前的保护作⽤了。2）volatile 能使得⼀个⾮原⼦操作变成原⼦操作吗？⼀个典型的例⼦是在类中有⼀个 long 类型的成员变量。如果你知道该成员变量会被多个线程访问，如计数器、价格等，你最好是将其设置为 volatile。为什么？因为 Java 中读取 long 类型变量不是原⼦的，需要分成两步，如果⼀个线程正在修改该 long 变量的值，另⼀个线程可能只能看到该值的⼀半（前 32 位）。但是对⼀个 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原⼦。3）volatile 修饰符的有过什么实践？⼀种实践是⽤ volatile 修饰 long 和 double 变量，使其能按原⼦类型来读写。double 和 long 都是64位宽，因此对这两种类型的读是分为两部分的，第⼀次读取第⼀个 32 位，然后再读剩下的 32 位，这个过程不是原⼦的，但 Java 中 volatile 型的 long 或 double 变量的读写是原⼦的。volatile 修复符的另⼀个作⽤是提供内存屏障（memory barrier），例如在分布式框架中的应⽤。简单的说，就是当你写⼀个 volatile 变量之前，Java 内存模型会插⼊⼀个写屏障（write barrier），读⼀个 volatile 变量之前，会插⼊⼀个读屏障（readbarrier）。意思就是说，在你写⼀个 volatile 域时，能保证任何线程都能看到你写的值，同时，在写之前，也能保证任何数值的更新对所有线程是可见的，因为内存屏障会将其他所有写的值更新到缓存。4）volatile 类型变量提供什么保证？volatile 变量提供顺序和可见性保证，例如，JVM 或者 JIT为了获得更好的性能会对语句重排序，但是 volatile 类型变量即使在没有同步块的情况下赋值也不会与其他语句重排序。 volatile 提供 happens-before 的保证，确保⼀个线程的修改能对其他线程是可见的。某些情况下，volatile 还能提供原⼦性，如读 64 位数据类型，像 long 和 double 都不是原⼦的，但 volatile 类型的 double 和 long 就是原⼦的。5) 10 个线程和 2 个线程的同步代码，哪个更容易写？从写代码的⾓度来说，两者的复杂度是相同的，因为同步代码与线程数量是相互独⽴的。但是同步策略的选择依赖于线程的数量，因为越多的线程意味着更⼤的竞争，所以你需要利⽤同步技术，如锁分离，这要求更复杂的代码和专业知识。6）你是如何调⽤ wait（）⽅法的？使⽤ if 块还是循环？为什么？wait() ⽅法应该在循环调⽤，因为当线程获取到 CPU 开始执⾏的时候，其他条件可能还没有满⾜，所以在处理前，循环检测条件是否满⾜会更好。下⾯是⼀段标准的使⽤ wait 和 notify ⽅法的代码：// The standard idiom for using the wait method

synchronized (obj) {

while (condition does not hold)

();// (Releases lock, and reacquires on wakeup)

...// Perform action appropriate to condition

}

7）什么是多线程环境下的伪共享（false sharing）？伪共享是多线程系统（每个处理器有⾃⼰的局部缓存）中⼀个众所周知的性能问题。伪共享发⽣在不同处理器的上的线程对变量的修改依赖于相同的缓存⾏，如下图所⽰：有经验程序员的 Java ⾯试题伪共享问题很难被发现，因为线程可能访问完全不同的全局变量，内存中却碰巧在很相近的位置上。如其他诸多的并发问题，避免伪共享的最基本⽅式是仔细审查代码，根据缓存⾏来调整你的数据结构。8）什么是 Busy spin？我们为什么要使⽤它？Busy spin 是⼀种在不释放 CPU 的基础上等待事件的技术。它经常⽤于避免丢失 CPU 缓存中的数据（如果线程先暂停，之后在其他CPU上运⾏就会丢失）。所以，如果你的⼯作要求低延迟，并且你的线程⽬前没有任何顺序，这样你就可以通过循环检测队列中的新消息来代替调⽤ sleep() 或 wait() ⽅法。它唯⼀的好处就是你只需等待很短的时间，如⼏微秒或⼏纳秒。LMAX 分布式框架是⼀个⾼性能线程间通信的库，该库有⼀个 BusySpinWaitStrategy 类就是基于这个概念实现的，使⽤ busy spin 循环 EventProcessors 等待屏障。9）Java 中怎么获取⼀份线程 dump ⽂件？在 Linux 下，你可以通过命令 kill -3 PID （Java 进程的进程 ID）来获取 Java 应⽤的 dump ⽂件。在 Windows 下，你可以按下 Ctrl +Break 来获取。这样 JVM 就会将线程的 dump ⽂件打印到标准输出或错误⽂件中，它可能打印在控制台或者⽇志⽂件中，具体位置依赖应⽤的配置。如果你使⽤Tomcat。10）Swing 是线程安全的？不是，Swing 不是线程安全的。你不能通过任何线程来更新 Swing 组件，如 JTable、JList 或 JPanel，事实上，它们只能通过 GUI 或AWT 线程来更新。这就是为什么 Swing 提供 invokeAndWait() 和 invokeLater() ⽅法来获取其他线程的 GUI 更新请求。这些⽅法将更新请求放⼊ AWT 的线程队列中，可以⼀直等待，也可以通过异步更新直接返回结果。11）什么是线程局部变量？线程局部变量是局限于线程内部的变量，属于线程⾃⾝所有，不在多个线程间共享。Java 提供 ThreadLocal 类来⽀持线程局部变量，是⼀种实现线程安全的⽅式。但是在管理环境下（如 web 服务器）使⽤线程局部变量的时候要特别⼩⼼，在这种情况下，⼯作线程的⽣命周期⽐任何应⽤变量的⽣命周期都要长。任何线程局部变量⼀旦在⼯作完成后没有释放，Java 应⽤就存在内存泄露的风险。12）⽤ wait-notify 写⼀段代码来解决⽣产者-消费者问题？只要记住在同步块中调⽤ wait() 和 notify()⽅法，如果阻塞，通过循环来测试等待条件。13) ⽤ Java 写⼀个线程安全的单例模式（Singleton）？当我们说线程安全时，意思是即使初始化是在多线程环境中，仍然能保证单个实例。Java 中，使⽤枚举作为单例类是最简单的⽅式来创建线程安全单例模式的⽅式。14）Java 中 sleep ⽅法和 wait ⽅法的区别？虽然两者都是⽤来暂停当前运⾏的线程，但是 sleep() 实际上只是短暂停顿，因为它不会释放锁，⽽ wait() 意味着条件等待，这就是为什么该⽅法要释放锁，因为只有这样，其他等待的线程才能在满⾜条件时获取到该锁。15）什么是不可变对象（immutable object）？Java 中怎么创建⼀个不可变对象？不可变对象指对象⼀旦被创建，状态就不能再改变。任何修改都会创建⼀个新的对象，如 String、Integer及其它包装类。16）我们能创建⼀个包含可变对象的不可变对象吗？是的，我们是可以创建⼀个包含可变对象的不可变对象的，你只需要谨慎⼀点，不要共享可变对象的引⽤就可以了，如果需要变化时，就返回原对象的⼀个拷贝。最常见的例⼦就是对象中包含⼀个⽇期对象的引⽤。数据类型和 Java 基础⾯试问题17）Java 中应该使⽤什么数据类型来代表价格？如果不是特别关⼼内存和性能的话，使⽤BigDecimal，否则使⽤预定义精度的 double 类型。18）怎么将 byte 转换为 String？可以使⽤ String 接收 byte[] 参数的构造器来进⾏转换，需要注意的点是要使⽤的正确的编码，否则会使⽤平台默认编码，这个编码可能跟原来的编码相同，也可能不同。19）Java 中怎样将 bytes 转换为 long 类型？这个问题你来回答