Java岗大厂面试百日冲刺【Day5】 —— 基础篇2

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本文已获得原作者 _陈哈哈 授权并经过重新整理规划后发布。

本栏目Java开发岗高频面试题主要出自以下各技术栈：Java基础知识、集合容器、并发编程、JVM、Spring全家桶、MyBatis等ORMapping框架、MySQL数据库、Redis缓存、RabbitMQ消息队列、Linux操作技巧等。

面试题1：说一下抽象类和接口有哪些区别？

抽象类和接口的主要区别：

从设计层面来说，抽象类是对类的抽象，是一种模板设计；接口是行为的抽象，是一种行为的规范。

  • 一个类可以有多个接口 只能有继承一个父类
  • 抽象类可以有构造方法，接口中不能有构造方法。
  • 抽象类中可以有普通成员变量，接口中没有普通成员变量
  • 接口里边全部方法都必须是abstract的；抽象类的可以有实现了的方法
  • 抽象类中的抽象方法的访问类型可以是public，protected；但接口中的抽象方法只能是public类型的，并且默认即为public abstract类型
  • 抽象类中可以包含静态方法，接口中不能包含静态方法
  • 抽象类和接口中都可以包含静态成员变量，抽象类中的静态成员变量的访问类型可以任意；但接口中定义的变量只能是public static final类型，并且默认即为public static final类型。

Java8中接口中引入默认方法和静态方法，以此来减少抽象类和接口之间的差异。

接口和抽象类各有优缺点，在接口和抽象类的选择上，必须遵守这样一个原则：

  • 行为模型应该总是通过接口而不是抽象类定义，所以通常是优先选用接口，尽量少用抽象类。
  • 选择抽象类的时候通常是如下情况：需要定义子类的行为，又要为子类提供通用的功能。

说一说你对抽象类的理解吧，他到底是干啥用的

我们常说面向对象的核心思想是：先抽象，后具体。抽象类是含有抽象方法的类，不能被实例化，抽象类常用作当做模板类使用。

接口更多的是在系统架构设计方法发挥作用，主要用于定义模块之间的通信契约。

而抽象类在代码实现方面发挥作用，可以实现代码的重用，例如，模板方法设计模式是抽象类的一个典型应用，假设某个项目的所有Servlet类都要用相同的方式进行权限判断、记录访问日志和处理异常，那么就可以定义一个抽象的基类，让所有的Servlet都继承这个抽象基类，在抽象基类的service方法中完成权限判断、记录访问日志和处理异常的代码，在各个子类中只是完成各自的业务逻辑代码。

父类方法中间的某段代码不确定，再留给子类干，就用模板方法设计模式。

用抽象类实现一个接口，和普通类实现接口会有什么不同么？

一般来说我们使用普通类来实现接口，这个普通类就必须实现接口中所有的方法，这样的结果就是普通类中就需要实现多余的方法，造成代码冗余。但是如果我们使用的是抽象类来实现接口，那么就可以只实现接口中的部分方法，并且当其他类继承这个抽象类时，仍然可以实现接口中有但抽象类并未实现的方法。

如以下代码，抽象类只是实现了接口A中的方法a，方法b，但是当类C继承抽象类B时，可以直接实现接口A中的c方法，有一点需要注意的是，类C中的方法a，方法b都是调用的父类B的方法a，方法b，不是直接实现接口的方法a和b。

/**
 *接口
 */
interface A{
  public void aaa();
  public void bbb();
  public void ccc();
}
 /**
 *抽象类
 */
abstract class B implements A{
  public void aaa(){}
  public void bbb(){}
}
 /**
 * 实现类
 */
public class C extends B{
  public void aaa(){}
  public void bbb(){}
  public void ccc(){}
}

抽象类能使用 final 修饰吗？

不能，定义抽象类就是让其他类继承的，如果定义为 final 该类就不能被继承，这样彼此就会产生矛盾，所以 final 不能修饰抽象类。
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面试题2：final 在 Java 中有什么作用？

用于修饰类、方法和属性；

1、修饰类

当用final修饰类的时，表明该类不能被其他类所继承。需要注意的是：final类中所有的成员方法都会隐式的定义为final方法。

2、修饰方法

使用final方法的原因主要是把方法锁定，以防止继承类对其进行更改或重写。

若父类中final方法的访问权限为private，将导致子类中不能直接继承该方法，因此，此时可以在子类中定义相同方法名的函数，此时不会与重写final的矛盾，而是在子类中重新地定义了新方法。

class A{
    private final void getName(){
        System.out.println("getName - A");
    }
}

public class B extends A{
    public void getName(){
        System.out.println("getName - B");
    }

    public void main(String[]args){
        this.getName(); // 日志输出：getName - B
    }
}

3、修饰变量

当final修饰一个基本数据类型时，表示该基本数据类型的值一旦在初始化后便不能发生变化；如果final修饰一个引用类型时，则在对其初始化之后便不能再让其指向其他对象了，但该引用所指向的对象的内容是可以发生变化的。本质上是一回事，因为引用的值是一个地址，final要求值，即地址的值不发生变化。

final修饰一个成员变量（属性），必须要显示初始化。这里有两种初始化方式，一种是在变量声明的时候初始化；第二种方法是在声明变量的时候不赋初值，但是要在这个变量所在的类的所有的构造函数中对这个变量赋初值。

当函数的参数类型声明为final时，说明该参数是只读型的。即你可以读取使用该参数，但是无法改变该参数的值。

能分别说一下final、finally、finalize的区别么？

  • final可以修饰类、变量、方法，修饰类表示该类不能被继承、修饰方法表示该方法不能被重写、修饰变量表示该变量是一个常量不能被重新赋值。
  • finally一般作用在try-catch代码块中，在处理异常的时候，通常我们将一定要执行的代码方法finally代码块中，表示不管是否出现异常，该代码块都会执行，一般用来存放一些关闭资源的代码。当然，还有多种情况走不了finally~
  • finalize是一个方法，属于Object类的一个方法，而Object类是所有类的父类，该方法一般由垃圾回收器来调用，当我们调用System.gc() 方法的时候，由垃圾回收器调用finalize()，回收垃圾，一个对象是否可回收的最后判断。

面试题3：你对Java序列化了解么？

序列化过程:

是指把一个Java对象变成二进制内容，实质上就是一个byte[]数组。

因为序列化后可以把byte[]保存到文件中，或者把byte[]通过网络传输到远程（IO），这样，就相当于把Java对象存储到文件或者通过网络传输出去了。

反序列化过程:

把一个二进制内容（也就是byte[]数组）变回Java对象。有了反序列化，保存到文件中的byte[]数组又可以“变回”Java对象，或者从网络上读取byte[]并把它“变回”Java对象。

以下是一些使用序列化的示例：

  • 以面向对象的方式将数据存储到磁盘上的文件，例如，Redis存储Student对象的列表。
  • 将程序的状态保存在磁盘上，例如，保存游戏状态。
  • 通过网络以表单对象形式发送数据，例如，在聊天应用程序中以对象形式发送消息。

一个Java对象要能序列化，必须实现一个特殊的java.io.Serializable接口，它的定义如下：

public interface Serializable {
}

Serializable接口没有定义任何方法，它是一个空接口。我们把这样的空接口称为“标记接口”（Marker Interface），实现了标记接口的类仅仅是给自身贴了个“标记”，并没有增加任何方法。

Java序列化是如何工作的？

当且仅当对象的类实现java.io.Serializable接口时，该对象才有资格进行序列化。可序列化 是一个标记接口（不包含任何方法），该接口告诉Java虚拟机（JVM）该类的对象已准备好写入持久性存储或通过网络进行读取。

默认情况下，JVM负责编写和读取可序列化对象的过程。序列化/反序列化功能通过对象流类的以下两种方法公开：

  • ObjectOutputStream.writeObject(Object)：将可序列化的对象写入输出流。如果要序列化的某些对象未实现Serializable接口，则此方法将引发NotSerializableException。
  • ObjectInputStream.readObject()：从输入流读取，构造并返回一个对象。如果找不到序列化对象的类，则此方法将引发ClassNotFoundException。

如果序列化使用的类有问题，则这两种方法都将引发InvalidClassException，如果发生I/O错误，则将引发IOException。无论NotSerializableException和InvalidClassException是子类IOException异常。

让我们来看一个简单的例子。以下代码将String对象序列化为名为“data.ser”的文件。字符串对象是可序列化的，因为String类实现了Serializable 接口：

String filePath = "data.ser";
String message = "Java Serialization is Cool";
 
try (
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePath);
    ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(fos);
) {
 
    outputStream.writeObject(message);
 
} catch (IOException ex) {
    System.err.println(ex);
}

以下代码反序列化文件“ data.ser”中的String对象：

String filePath = "data.ser";
 
try (
    FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath);
    ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(fis);
) {
 
    String message = (String) inputStream.readObject();
 
    System.out.println("Message: " + message);
 
} catch (ClassNotFoundException ex) {
    System.err.println("Class not found: " + ex);
} catch (IOException ex) {
    System.err.println("IO error: " + ex);
}

请注意，readObject（）返回一个Object类型的对象，因此您需要将其强制转换为可序列化的类，在这种情况下为String类。

让我们看一个涉及使用自定义类的更复杂的示例。

给定以下学生班：

import java.io.*;
import java.util.*;
 
/**
 * Student.java
 * @author chenhh
 */
public class Student extends Person implements Serializable {
    public static final long serialVersionUID = 1234L;
 
    private long studentId;
    private String name;
    private transient int age;
 
    public Student(long studentId, String name, int age) {
        super();
        this.studentId = studentId;
        this.name = name;
        this.age = age;
 
        System.out.println("Constructor");
    }
 
    public String toString() {
        return String.format("%d - %s - %d", studentId, name, age);
    }
}

如上面代码，你会发现两点：

  1. long serialVersionUID类型的常量。
  2. 成员变量age被标记为transient。

下面两个问题让我们搞明白它们。

什么是serialVersionUID常数

serialVersionUID是一个常数，用于唯一标识可序列化类的版本。从输入流构造对象时，JVM在反序列化过程中检查此常数。如果正在读取的对象的serialVersionUID与类中指定的序列号不同，则JVM抛出InvalidClassException。这是为了确保正在构造的对象与具有相同serialVersionUID的类兼容。

请注意，serialVersionUID是可选的。这意味着如果您不显式声明Java编译器，它将生成一个。

那么，为什么要显式声明serialVersionUID呢？

原因是：自动生成的serialVersionUID是基于类的元素（成员变量，方法，构造函数等）计算的。如果这些元素之一发生更改，serialVersionUID也将更改。想象一下这种情况：

  1. 您编写了一个程序，将Student类的某些对象存储到文件中。Student类没有显式声明的serialVersionUID。
  2. 有时，您更新了Student类（例如，添加了一个新的私有方法），现在自动生成的serialVersionUID也被更改了。
  3. 您的程序无法反序列化先前编写的Student对象，因为那里的serialVersionUID不同。JVM抛出InvalidClassException。

这就是为什么建议为可序列化类显式添加serialVersionUID的原因。

那你知道什么是瞬时变量么？

在上面的Student类中，您看到成员变量age被标记为transient，对吗？JVM 在序列化过程中跳过瞬态变量。这意味着在序列化对象时不会存储age变量的值。

因此，如果成员变量不需要序列化，则可以将其标记为瞬态。

以下代码将Student对象序列化为名为“ students.ser”的文件：

String filePath = "students.ser";
Student student = new Student(123, "John", 22);
 
try (
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePath);
    ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(fos);
) {
 
    outputStream.writeObject(student);
 
} catch (IOException ex) {
    System.err.println(ex);
}

请注意，在序列化对象之前，变量age的值为22。

下面的代码从文件中反序列化Student对象：

String filePath = "students.ser";
 
try (
    FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath);
    ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(fis);
) {
 
    Student student = (Student) inputStream.readObject();
 
    System.out.println(student);
 
} catch (ClassNotFoundException ex) {
    System.err.println("Class not found: " + ex);
} catch (IOException ex) {
    System.err.println("IO error: " + ex);
}

此代码将输出以下输出：

1个
123 - John - 0
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