Java Interview Questions Collection

Talk about the understanding of Java polymorphism?

Polymorphism means that when a method of a parent class is overridden by a subclass, it can produce its own functional behavior. The same operation acts on different objects and can have different interpretations and produce different execution results.

Three necessary conditions for polymorphism:

Inherit the parent class.
Override the method of the parent class.
A reference to a parent class points to an object of the child class.

Can static methods and static member variables be inherited and why?

Static methods and static member variables can be inherited, but not overridden. It is hidden from subclasses, so static methods cannot achieve polymorphism either.

Why can anonymous inner classes in Java only access final-modified outer variables?

Anonymous inner class usage

public class TryUsingAnonymousClass {
    public void useMyInterface() {
        final Integer number = 123;
        System.out.println(number);

        MyInterface myInterface = new MyInterface() {
            @Override
            public void doSomething() {
                System.out.println(number);
            }
        };
        myInterface.doSomething();

        System.out.println(number);
    }
}

compiled result

class TryUsingAnonymousClass$1
        implements MyInterface {
    private final TryUsingAnonymousClass this$0;
    private final Integer paramInteger;

    TryUsingAnonymousClass$1(TryUsingAnonymousClass this$0, Integer paramInteger) {
        this.this$0 = this$0;
        this.paramInteger = paramInteger;
    }

    public void doSomething() {
        System.out.println(this.paramInteger);
    }
}

Because the anonymous inner class will eventually be compiled into a separate class, and the variables used by the class will be passed to the class in the form of constructor parameters, for example: Integer paramInteger, if the variable is not defined as final, paramInteger is inside the anonymous The class can be modified, thus causing inconsistency with the external paramInteger. In order to avoid this inconsistency, because Java stipulates that anonymous inner classes can only access final-modified external variables.

讲一下Java的编码方式？

为什么需要编码

计算机存储信息的最小单元是一个字节即8bit，所以能表示的范围是0~255，这个范围无法保存所有的字符，所以需要一个新的数据结构char来表示这些字符，从char到byte需要编码。

常见的编码方式有以下几种：

ASCII：总共有 128 个，用一个字节的低 7 位表示，0~~31 是控制字符如换行回车删除等；32~~126 是打印字符，可以通过键盘输入并且能够显示出来。
GBK：码范围是 8140~FEFE（去掉 XX7F）总共有 23940 个码位，它能表示 21003 个汉字，它的编码是和 GB2312 兼容的，也就是说用 GB2312 编码的汉字可以用 GBK 来解码，并且不会有乱码。
UTF-16：UTF-16 具体定义了 Unicode 字符在计算机中存取方法。UTF-16 用两个字节来表示 Unicode 转化格式，这个是定长的表示方法，不论什么字符都可以用两个字节表示，两个字节是 16 个 bit，所以叫 UTF-16。UTF-16 表示字符非常方便，每两个字节表示一个字符，这个在字符串操作时就大大简化了操作，这也是 Java 以 UTF-16 作为内存的字符存储格式的一个很重要的原因。
UTF-8：统一采用两个字节表示一个字符，虽然在表示上非常简单方便，但是也有其缺点，有很大一部分字符用一个字节就可以表示的现在要两个字节表示，存储空间放大了一倍，在现在的网络带宽还非常有限的今天，这样会增大网络传输的流量，而且也没必要。而 UTF-8 采用了一种变长技术，每个编码区域有不同的字码长度。不同类型的字符可以是由 1~6 个字节组成。

Java中需要编码的地方一般都在字符到字节的转换上，这个一般包括磁盘IO和网络IO。

Reader 类是 Java 的 I/O 中读字符的父类，而 InputStream 类是读字节的父类，InputStreamReader 类就是关联字节到字符的桥梁，它负责在 I/O 过程中处理读取字节到字符的转换，而具体字节到字符的解码实现它由 StreamDecoder 去实现，在 StreamDecoder 解码过程中必须由用户指定 Charset 编码格式。

静态代理与动态代理区别是什么，分别用在什么样的场景里？

静态代理与动态代理的区别在于代理类生成的时间不同，如果需要对多个类进行代理，并且代理的功能都是一样的，用静态代理重复编写代理类就非常的麻烦，可以用动态代理动态的生成代理类。

    // 为目标对象生成代理对象
public Object getProxyInstance() {
    return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(),
            new InvocationHandler() {

                @Override
                public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                    System.out.println("开启事务");

                    // 执行目标对象方法
                    Object returnValue = method.invoke(target, args);

                    System.out.println("提交事务");
                    return null;
                }
            });
}

描述一下Java的异常体系？

Error是程序无法处理的错误，比如OutOfMemoryError、ThreadDeath等。这些异常发生时， Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。
Exception是程序本身可以处理的异常，这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常，程序中应当尽可能去处理这些异常。运行时异常都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

描述一个类的加载过程？

Person person = new Person()

查找Person.class，并加载到内存中。
执行类里的静态代码块。
在堆内存里开辟内存空间，并分配内存地址。
在堆内存里建立对象的属性，并进行默认的初始化。
对属性进行显示初始化。
对对象进行构造代码块初始化。
调用对象的构造函数进行初始化。
将对象的地址赋值给person变量。

Java对象的生命周期是什么？

加载：将类的信息加载到JVM的方法区，然后在堆区中实例化一个java.lang.Class对象，作为方法去中这个类的信息入口。
连接：验证：验证类是否合法。准备：为静态变量分配内存并设置JVM默认值，非静态变量不会分配内存。解析：将常量池里的符号引用转换为直接引用。
初始化：初始化类的静态赋值语句和静态代码块，主动引用会被触发类的初始化，被动引用不会触发类的初始化。
使用：执行类的初始化，主动引用会被触发类的初始化，被动引用不会触发类的初始化。
卸载：卸载过程就是清楚堆里类的信息，以下情况会被卸载：① 类的所有实例都已经被回收。② 类的ClassLoader被回收。③ 类的CLass对象没有被任何地方引用，无法在任何地方通过反射访问该类。

描述一下类的加载机制？

类的加载就是虚拟机通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流，而完成这个加载动作的就是类加载器。

类和类加载器息息相关，判定两个类是否相等，只有在这两个类被同一个类加载器加载的情况下才有意义，否则即便是两个类来自同一个Class文件，被不同类加载器加载，它们也是不相等的。

注：这里的相等性保函Class对象的equals()方法、isAssignableFrom()方法、isInstance()方法的返回结果以及Instance关键字对对象所属关系的判定结果等。

类加载器可以分为三类：

启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：负责加载<JAVA_HOME>\lib目录下或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径的，并且是被虚拟机所识别的库到内存中。
扩展类加载器（Extension ClassLoader）：负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录下或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径的所有类库到内存中。
应用类加载器（Application ClassLoader）：负责加载用户类路径上的指定类库，如果应用程序中没有实现自己的类加载器，一般就是这个类加载器去加载应用程序中的类库。

这么多类加载器，那么当类在加载的时候会使用哪个加载器呢？