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java面试八股文

1.面向过程与面向对象
面向过程（PO）：把事情拆分成一个个的方法和数据，然后按照一定的顺序，执行完毕这些方法，等方法执行完了，事情就搞定了。因为每个方法都可以看作一个过程所以叫面向对象。
面向对象（OO）：面向对象会把事物抽象成对象的概念，先抽象出对象，然后对对象赋一些属性和方法，然后让每个对象去执行自己的方法。问题得到解决。

面向过程与面向对象的优缺点对比：
面向过程：
优点：性能比面向对象高，因为不需要实例化对象。
缺点：可维护性差
面向对象：
优点：易维护、易复用、易扩展，由于面向对象有封装、继承、多态的特性，可以设计出低耦合的系统，使系统更加灵活，更加易于维护。
缺点：性能比面向过程低。

面向对象编程的特性：封装、继承、多态
封装：把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。
继承：继承可以使用现有的类的所有功能，并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。
多态：一个类实例的相同方法可以有不同的表现形式。

2.深入理解HashMap与Hash算法

（1）HashMap的数据结构

JDK1.7及之前HashMap底层是数组和链表

JDK1.8及之后HashMap底层是数组和链表以及红黑树

(2)JDK1.8什么时候链表会转化成红黑树？

HashMap在元素比较少的时候。也只会有数组+链表结构。

当链表的长度大于8，HashMap可能会树化（链表转变成红黑树），不过就是需要再满足一个条件，就是数组长度必须大于等于64（默认是16经过两次扩容<每次扩容*2>），链表才会转变成红黑树。否则只会触发数组的扩容。

源码（JDK1.9）根据key值计算hash值的方法

static final int hash(Object key) {
        int h;
        return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);
    }

源码（JDK1.9）根据hash值计算出对应数组的下标的代码

final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
                   boolean evict) {
        Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
        if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
            n = (tab = resize()).length;
        if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
            tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
        else {

第一，如果n(n为数组的长度)是2的次方的条件下：（n-1）&hash效果和hash%n是一样的，且效率更高。
第二，为什么HashMap要把hashcode做一个运算改进？
结论：让计算出来的数组下标更加分散

(3)HashMap的扩容机制是怎样的？
①什么条件下扩容？
HashMap中最主要的数据结构就是数组，一般情况下HashMap的元素是放数组上的。如果数组已经有元素，那么就发生了Hash冲突，那么就会使用链表或者红黑树的结构进行存储。
当然HashMap中数组的默认大小是16，如果不断的插入元素，那么Hash冲突就会很频繁，所以这个时候就需要扩容。
HashMap中有一个loadFactor参数，这个是当插入数组的元素数量达到了数组的比例之后，HashMap就要开始吧数组进行扩容，扩成原来的2倍。loadFactor默认值0.75，例如：数组长度是16.如果数组上已经有12个元素时，这个时候就需要进行扩容。

扩容以后会发生什么？
因为扩容后的元素也需要重新进行散列，数组长度变长了，元素在数组上的位置也会因为数组长度的改变而发生变化。

3.java中sleep方法和wait方法的区别

（1）sleep是线程中的方法，但是wait是Object中的方法。

（2）sleep方法不会释放锁，但是wait会释放锁。

（3）sleep方法不依赖于同步器synchronized,但是wait需要依赖synchronized关键字。

（4）sleep不需要被唤醒（休眠之后推出阻塞），但是wait需要（不指定时间需要别人中断）。

4.final、finalize、finally的不同之处？
final是一个修饰符，可以修饰变量、方法和类。如果final修饰变量，意味着该变量的值在初始化后不能被改变。
finalize方法是在对象被回收之前调用的方法，给对象自己最后一个复活的机会，但是什么时候调用finalize没有保证。因为它的执行优先级比较低，而且该方法只能被执行一次。
finally是一个关键字，与try和catch一起用于异常的处理。finally块一定会被执行，无论在try块中是否发生异常。

5.hashcode()有什么用？与equals()有什么关系？
简单来说HashCode就像一个签名，当两个对象的Hashcode一样的时候，两个对象就可能一样，但是如果hashcode不一样，那么肯定不是同一个对象。相当于先确定一个大的范围，再用equals去比较。
hashcode可以减少equals比较的次数，提高运算效率。（equals方法效率比较低）如果对象1和对象2相等，说明他们的散列码相等，反过来就不一样了。hashcode的存在主要用于查找的快捷性，如Hashtable,HashMap等。

6、= = 与equals()有什么区别？
= = 操作符专门用来比较两个变量的值是否相等，也就是用于比较变量所对应的内存中所存储的数值是否相等，要比较两个基本类型的数据或两个引用变量是否相等，只能用 = = 操作符。
如果a和b都是对象，则a = = b是比较两个对象的引用。
equals方法是用于比较两个独立对象的内容是否相同，就好比去比较两个人的长相是否相同，它比较的两个对象是独立。

7、JDK1.7到JDK1.8HashMaP发生了什么变化（底层）？
（1）1.7中底层是数组+链表，1.8中底层是数组+链表+红黑树，加红黑树的目的是提高HashMap的插入和查询整体效率。
（2）1.7中链表插入使用的是头插法，1.8中使用的尾插法，因为1.8中插入key和value时需要判断链表元素的个数，所以需要遍历链表统计链表元素个数，所以正好就直接使用尾插法。
（3）1.7中哈希算法比较复杂，存在各种右移与异或运算，1.8中进行了简化，因为复杂的哈希算法的目的就是提高散列性，来提供HashMap的整体效率，而1.8中新增了红黑树，所以可以适当的简化哈希算法，节省CPU资源。

8.说一下HashMap的Put方法
先说一下HashMap的Put方法的大体流程：
1.根据Key通过哈希算法与运算得出数组下标
2.如果数组下标位置元素为空，则将key和value封装为Entry对象（JDK1.7中是Entry对象，Jdk1.8中是Node对象）并放入该位置
3.如果数组下标位置元素不为空，则要分情况讨论
 a.如果是JDK1.7，则先判断是否需要扩容，如果要扩容就进⾏扩容，如果不⽤扩容就⽣成Entry 对象，并使⽤头插法添加到当前位置的链表中。
 b. 如果是JDK1.8，则会先判断当前位置上的Node的类型，看是红⿊树Node，还是链表Node。
    ①如果是红⿊树Node，则将key和value封装为⼀个红⿊树节点并添加到红⿊树中去，在这个 过程中会判断红⿊树中是否存在当前key，如果存在则更新value
    ②如果此位置上的Node对象是链表节点，则将key和value封装为⼀个链表Node并通过尾插 法插⼊到链表的最后位置去，因为是尾插法，所以需要遍历链表，在遍历链表的过程中会 判断是否存在当前key，如果存在则更新value，当遍历完链表后，将新链表Node插⼊到链 表中，插⼊到链表后，会看当前链表的节点个数，如果⼤于等于8，那么则会将该链表转成 红⿊树
    将key和value封装为Node插⼊到链表或红⿊树中后，再判断是否需要进⾏扩容，如果需要 就扩容，如果不需要就结束PUT⽅法。

9.HashMap的扩容机制原理
1.7版本

1. 先⽣成新数组
2. 遍历⽼数组中的每个位置上的链表上的每个元素
3. 取每个元素的key，并基于新数组⻓度，计算出每个元素在新数组中的下标
4. 将元素添加到新数组中去
5. 所有元素转移完了之后，将新数组赋值给HashMap对象的table属性

1.8版本

1. 先⽣成新数组
2. 遍历⽼数组中的每个位置上的链表或红⿊树
3. 如果是链表，则直接将链表中的每个元素重新计算下标，并添加到新数组中。
4. 如果是红⿊树，则先遍历红⿊树，先计算出红⿊树中每个元素对应在新数组中的下标位置
   a. 统计每个下标位置的元素个数
   b. 如果该位置下的元素个数超过了8，则⽣成⼀个新的红⿊树，并将根节点的添加到新数组的对应位置
   c. 如果该位置下的元素个数没有超过8，那么则⽣成⼀个链表，并将链表的头节点添加到新数组的 对应位置
5. 所有元素转移完了之后，将新数组赋值给HashMap对象的table属性

10.JDK、JRE、JVM之间的区别
JDK：Java Develpment Kit java 开发⼯具
JRE：Java Runtime Environment java运⾏时环境
JVM：java Virtual Machine java 虚拟机

11.ArrayList和LinkedList区别
（1）底层数据结构不同，ArrayList底层是基于数组实现的，LinkedList底层是基于连标配实现的
（2）由于底层数据结构不同，他们所适用的场景也不同，ArrayList更适合随机查找，LinkedList更适合删除和添加，查询、添加、删除的时间复杂度不同。
（3）ArrayList和LinkedList都实现了List接口，但是LinkedList还额外实现了Deque接口，所以LinkedList还可以当做队列来使用。

12.Collection和Collections的区别？
Collection是一个接口，它是Set,List等容器的父接口；
Collections是一个工具类，提供了一系列的静态方法来辅助容器操作，这些方法包括对容器的搜索、排序、线程安全化等。

13.HashMap和HashTable有什么区别？其底层实现是什么？
区别 ： 1. HashMap⽅法没有synchronized修饰，线程⾮安全，HashTable线程安全；
      2. HashMap允许key和value为null， key为null，存在下标0的位置，⽽HashTable不允许;
      3.HashMap的初始容量为16，Hashtable初始容量为11，两者的填充因子默认都是0.75，HashMap扩容时是当前容量翻倍，Hashtable扩容时是容量翻倍+1

14.int 和 Integer哪个会占用更多的内存？
Integer对象会占用更多的内存。Integer是一个对象，需要存储对象的元数据，但是int是一个基本数据类型的数据，所以占用的空间更少。但是在进行数据库封装的时候一般都会用Integer.

15.Java中++操作是线程安全的吗？
不是线程安全的操作。它涉及到多个指令，如读取变量值，增加，然后存储回内存，这个过程可能会出现多个线程交叉从而导致值的不正确。

16.Java中如何实现序列化，有什么意义？
网络传输的数据都必须是二进制数据，但是java中都是对象，是没有办法在网络中进行传输的，所以就需要对Java对象进行序列化，而且要求转换算法是可逆的。
只要让类实现Serializable接口就行，序列化具体的实现是由ObjectOutputStream和ObjectInoutStream来实现的。
javaz序列化的缺点：序列化码流太大；序列化效率低
一般建议使用第三方的JSON、Hessian、ProtoBuf等效率高的方式。

17.重载和重写的区别？
① 重载： 发⽣在同⼀个类中，⽅法名必须相同，参数类型不同、个数不同、顺序不同，⽅法返回值和 访问修饰符可以不同，发⽣在编译时。
② 重写： 发⽣在⽗⼦类中，⽅法名、参数列表必须相同，返回值范围⼩于等于⽗类，抛出的异常范围 ⼩于等于⽗类，访问修饰符范围⼤于等于⽗类；如果⽗类⽅法访问修饰符为private则⼦类就不能重 写该⽅法。