Java高频笔试、面试题

一、equals()和 == 的区别？

1、equals()是一个方法，只能由对象来调用，在Object类中，比较引用是否相等。但如果对象的类（如Integer、String）中重写了equals()方法，则可能变成比较内容是否相等；
2、== 当两端是对象时，比较的是地址；当两端是基本类型时，比较的是值。

二、final、finally和finalize的区别

1、final可修饰类、方法和变量。修饰类时，类不能再被继承；修饰方法时，不能再被重写；修饰变量时，如果是基本类型，相当于常量，如果是引用类型，则引用指向的对象地址不可变，但对象本身内容可变；
2、finally可配合try…catch使用，是对异常的处理。如果不在try…catch中调用System.exit(0)退出虚拟机，那finally修饰的部分是一定会被执行的；
3、finalize是指对象被GC回收前调用的方法，已经不再推荐使用了

三、String、Stringbuilder、Stringbuffer的区别

1、String定义的字符串不可变，底层实现是final char[]，JDK9 之后底层变成 final byte[]。如改变字符串，则会在常量池中出现一个新的字符串对象，线程安全的；
2、Stringbuilder是可变的，线程不安全但效率高；
3、Stringbuffer是可变的，但使用了同步锁机制来保证线程安全，所以效率较低

四、Java的集合

1、Java的集合分为单列集合和双列集合，单列集合包括List、Set，双列集合包括Map。List是有序、可用索引检索、可重复的，而Set一般是无序（LinkedHashSet是有序的）、不可用索引检索和不可重复的。Map要求Key唯一，不为空；
2、List集合又分为Arraylist和Linkedlist，二者的区别在于数组和链表的区别；
3、Set主要实现是HashSet，底层实现基于HashMap，元素存放在key的位置，value存放PRESENT固定对象。
4、关于HashMap：
（1）Map主要实现类时HashMap，JDK1.8之前的结构是数组+链表，JDK1.8之后是数组+链表+红黑树。数组存放的是key的hashcode和数组长度-1相与的结果，value与该值绑定，若该值相同，则会形成链表，若链表的长度大于（＞）8，并且数组的长度超过（≥）64，则链表会自动转为红黑树，以提高查询效率。
（2）HashMap不是线程安全的，多线程时插入数据可能导致数据覆盖，也没有内存屏障保证可见性，多线程读时可能读取的数据不是最新的。替代方案是使用ConcurrentHashMap，1.7版本之前由分段锁实现；之后由CAS+synchronized实现。
（3）HashMap的key可以为null，其值只有一个：0。concurrentHashMap的key不能为null

五、synchronized、volatile和Reentrantlock的区别

1、synchronized是同步锁，隐式锁，由JVM实现，只要加锁后，其余线程就无法再访问，必须等到锁自动释放；保证了原子性，有序性，可见性。

• 可见性：释放锁时会写回内存，加锁时会从内存中读取最新数据。

2、volatile是内存语义关键字，保证了可见性和有序性，但不保证原子性。

• 有序性：由内存屏障、happens-before规则保证。内存屏障是底层实现，是硬件级的约束，直接约束CPU和编译器禁止重排指令。常见内存屏障比如StoreLoad，指禁止屏障前的写操作和屏障后的读操作指令重排。JMM定义的happens-before是保证有序性的高层逻辑约束，A happens-before B表明，A在B之前执行，且A的执行结果对B可见。
• 可见性：指线程修改volatile变量后，会立即写回内存，并标记其它线程中缓存失效，若要使用该变量，必须从内存中读取。
• 使用场景：状态标记以控制线程启动和停止、双重检查锁定单例模式、独立共享变量。绝对不能用于“读-改-写”的场景，例如i++。
  3、Reentrantlock是显式锁，保证原子性、可见性和有序性，支持公平锁、非公平锁、可中断，需要手动获取和释放。

六、ThreadLocal原理

每个线程都会维护一个ThreadLocalMap对象，key是ThreadLocal实例，value是线程的变量副本。ThreadLocal 常用于实现 线程隔离的上下文信息，例如事务管理器、用户会话信息等。key是弱引用，value是强引用，若key被回收，变为null，但value仍被引用导致无法回收，会造成内存泄露，需要手动remove()。

七、Java多线程创建方式

1、继承Thread类。Java只支持单继承，扩展性差；
2、实现Runnable接口。灵活性好
3、实现 Callable 接口 + FutureTask。适用于需要线程返回值的场景
4、线程池。JUC包提供了线程池框架，核心接口是ExecutorService，实现类有Executors和ThreadPoolExecutor。

• 线程池参数：核心线程数（长期保持的线程数量）、最大线程数、非核心线程的空闲存活时间、时间单位、任务队列（线程数达到核心线程数时，新任务会进入队列等待执行）、线程工厂（创建线程，可定义名称、优先级）、拒绝策略（任务队列满且达到最大线程数，采用何种策略处理新提交的任务）。

• 如果未达到核心线程数，则创建线程；达到后，先放入任务队列；任务队列满，如果没达到最大线程数，创建线程；若队列满并且达到了最大线程数，则采用拒绝策略（丢弃、抛异常）。

• 任务队列是一种阻塞队列，有3种：有界数组队列、无界链表队列和SynchronousQueue（不存储任务，直接把任务交给线程）。Executors工厂的newFixedThreadPool / newSingleThreadExecutor默认使用无界队列，易 OOM，而newCachedThreadPool 无上限线程数，易造成 CPU/内存耗尽。

• 线程池的状态：RUNNING：正常运行，可接受新任务并处理队列任务。

  • SHUTDOWN：调用shutdown()后进入，不接受新任务，但会处理完队列中已有的任务。
  • STOP：调用shutdownNow()后进入，不接受新任务，也不处理队列任务，且会中断正在执行的任务。
  • TIDYING：所有任务处理完毕，线程数为 0 时进入，准备销毁
  • TERMINATED：线程池彻底销毁。

八、线程和协程的区别

对比点	线程（Thread）	协程（Coroutine）
定义	操作系统调度的最小单位（在 Java 中由 JVM 封装）	用户态的轻量级线程，由程序调度
调度者	操作系统（OS）内核	用户代码（协程库/运行时）
切换开销	线程切换需要保存/恢复寄存器、栈等，上下文切换成本高	协程切换只保存少量状态（函数调用栈、指令位置），开销极小
并发模型	可以利用多核 CPU，真正并行	单线程内的并发（协作式调度），一般不能直接利用多核
内存消耗	每个线程都有独立栈空间（JVM 默认 1M 左右），创建/销毁成本高	协程栈很小（几 KB），可创建百万级协程
阻塞	一个线程阻塞时，整个线程卡住	协程阻塞可以通过“挂起/恢复”机制避免，提升并发能力
Java 实现	Thread、Runnable、线程池	JDK 尚未原生支持，第三方库（如 Quasar）或 Kotlin 协程
适用场景	CPU 密集型、多核并行	I/O 密集型、大量高并发请求