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Java基础学生无知的我扒下牛客网官方《面试宝典》重排为核心34问思维导图式来查缺补漏在开源

学完Java基础知识之后无知的我,利用该笔记构建、巩固自身知识体系或查缺补漏或方便记忆。

目的是 为了解决广大群众吐槽的,对于牛客网官方发布的知识点的阅读体验不好的问题。

解决办法是 我在保证原文意思不变的情况下,为其做了格式化处理、让语言更加通俗易懂,使得知识点更直观、更有层次;精选了自己认为的更加合适的知识点。

如果我们有遇到有任何无法进展问题或者疑惑的地方,应该在讨论区留言 或者 其他途径以寻求及时的帮助,以加快学习效率 或者 培养独立解决问题的能力、扫清盲点、补充细节

我从牛客网官方上的复制粘贴下来的部分知识

1.36 遇到过异常吗,如何处理?

参考答案

在Java中,可以按照如下三个步骤处理异常:

  1. 捕获异常

    将业务代码包裹在try块内部,当业务代码中发生任何异常时,系统都会为此异常创建一个异常对象。创建异常对象之后,JVM会在try块之后寻找可以处理它的catch块,并将异常对象交给这个catch块处理。

  2. 处理异常

    在catch块中处理异常时,应该先记录日志,便于以后追溯这个异常。然后根据异常的类型、结合当前的业务情况,进行相应的处理。比如,给变量赋予一个默认值、直接返回空值、向外抛出一个新的业务异常交给调用者处理,等等。

  3. 回收资源

    如果业务代码打开了某个资源,比如数据库连接、网络连接、磁盘文件等,则需要在这段业务代码执行完毕后关闭这项资源。并且,无论是否发生异常,都要尝试关闭这项资源。将关闭资源的代码写在finally块内,可以满足这种需求,即无论是否发生异常,finally块内的代码总会被执行。

1.37 说一说Java的异常机制

参考答案

关于异常处理:

在Java中,处理异常的语句由try、catch、finally三部分组成。其中,try块用于包裹业务代码,catch块用于捕获并处理某个类型的异常,finally块则用于回收资源。当业务代码发生异常时,系统会创建一个异常对象,然后由JVM寻找可以处理这个异常的catch块,并将异常对象交给这个catch块处理。若业务代码打开了某项资源,则可以在finally块中关闭这项资源,因为无论是否发生异常,finally块一定会执行。

关于抛出异常:

当程序出现错误时,系统会自动抛出异常。除此以外,Java也允许程序主动抛出异常。当业务代码中,判断某项错误的条件成立时,可以使用throw关键字向外抛出异常。在这种情况下,如果当前方法不知道该如何处理这个异常,可以在方法签名上通过throws关键字声明抛出异常,则该异常将交给JVM处理。

关于异常跟踪栈:

程序运行时,经常会发生一系列方法调用,从而形成方法调用栈。异常机制会导致异常在这些方法之间传播,而异常传播的顺序与方法的调用相反。异常从发生异常的方法向外传播,首先传给该方法的调用者,再传给上层调用者,以此类推。最终会传到main方法,若依然没有得到处理,则JVM会终止程序,并打印异常跟踪栈的信息

1.38 请介绍Java的异常接口

参考答案

Throwable是异常的顶层父类,代表所有的非正常情况。它有两个直接子类,分别是Error、Exception。

Error是错误,一般是指与虚拟机相关的问题,如系统崩溃、虚拟机错误、动态链接失败等,这种错误无法恢复或不可能捕获,将导致应用程序中断。通常应用程序无法处理这些错误,因此应用程序不应该试图使用catch块来捕获Error对象。在定义方法时,也无须在其throws子句中声明该方法可能抛出Error及其任何子类。

Exception是异常,它被分为两大类,分别是Checked异常和Runtime异常。所有的RuntimeException类及其子类的实例被称为Runtime异常;不是RuntimeException类及其子类的异常实例则被称为Checked异常。Java认为Checked异常都是可以被处理(修复)的异常,所以Java程序必须显式处理Checked异常。如果程序没有处理Checked异常,该程序在编译时就会发生错误,无法通过编译。Runtime异常则更加灵活,Runtime异常无须显式声明抛出,如果程序需要捕获Runtime异常,也可以使用try...catch块来实现。

1.39 finally是无条件执行的吗?

参考答案

不管try块中的代码是否出现异常,也不管哪一个catch块被执行,甚至在try块或catch块中执行了return语句,finally块总会被执行。

注意事项

如果在try块或catch块中使用 System.exit(1); 来退出虚拟机,则finally块将失去执行的机会。但是我们在实际的开发中,重来都不会这样做,所以尽管存在这种导致finally块无法执行的可能,也只是一种可能而已。

1.40 在finally中return会发生什么?

参考答案

在通常情况下,不要在finally块中使用return、throw等导致方法终止的语句,一旦在finally块中使用了return、throw语句,将会导致try块、catch块中的return、throw语句失效。

详细解析

当Java程序执行try块、catch块时遇到了return或throw语句,这两个语句都会导致该方法立即结束,但是系统执行这两个语句并不会结束该方法,而是去寻找该异常处理流程中是否包含finally块,如果没有finally块,程序立即执行return或throw语句,方法终止;如果有finally块,系统立即开始执行finally块。只有当finally块执行完成后,系统才会再次跳回来执行try块、catch块里的return或throw语句;如果finally块里也使用了return或throw等导致方法终止的语句,finally块已经终止了方法,系统将不会跳回去执行try块、catch块里的任何代码。

1.41 说一说你对static关键字的理解

参考答案

在Java类里只能包含成员变量、方法、构造器、初始化块、内部类(包括接口、枚举)5种成员,而static可以修饰成员变量、方法、初始化块、内部类(包括接口、枚举),以static修饰的成员就是类成员。类成员属于整个类,而不属于单个对象。

对static关键字而言,有一条非常重要的规则:类成员(包括成员变量、方法、初始化块、内部类和内部枚举)不能访问实例成员(包括成员变量、方法、初始化块、内部类和内部枚举)。因为类成员是属于类的,类成员的作用域比实例成员的作用域更大,完全可能出现类成员已经初始化完成,但实例成员还不曾初始化的情况,如果允许类成员访问实例成员将会引起大量错误。

1.42 static修饰的类能不能被继承?

参考答案

static修饰的类可以被继承。

扩展阅读

如果使用static来修饰一个内部类,则这个内部类就属于外部类本身,而不属于外部类的某个对象。因此使用static修饰的内部类被称为类内部类,有的地方也称为静态内部类。

static关键字的作用是把类的成员变成类相关,而不是实例相关,即static修饰的成员属于整个类,而不属于单个对象。外部类的上一级程序单元是包,所以不可使用static修饰;而内部类的上一级程序单元是外部类,使用static修饰可以将内部类变成外部类相关,而不是外部类实例相关。因此static关键字不可修饰外部类,但可修饰内部类。

静态内部类需满足如下规则:

  1. 静态内部类可以包含静态成员,也可以包含非静态成员;

  2. 静态内部类不能访问外部类的实例成员,只能访问它的静态成员;

  3. 外部类的所有方法、初始化块都能访问其内部定义的静态内部类;

  4. 在外部类的外部,也可以实例化静态内部类,语法如下:

    外部类.内部类 变量名 = new 外部类.内部类构造方法();

1.43 static和final有什么区别?

参考答案

static关键字可以修饰成员变量、成员方法、初始化块、内部类,被static修饰的成员是类的成员,它属于类、不属于单个对象。以下是static修饰这4种成员时表现出的特征:

  • 类变量:被static修饰的成员变量叫类变量(静态变量)。类变量属于类,它随类的信息存储在方法区,并不随对象存储在堆中,类变量可以通过类名来访问,也可以通过对象名来访问,但建议通过类名访问它。

  • 类方法:被static修饰的成员方法叫类方法(静态方法)。类方法属于类,可以通过类名访问,也可以通过对象名访问,建议通过类名访问它。

  • 静态块:被static修饰的初始化块叫静态初始化块。静态块属于类,它在类加载的时候被隐式调用一次,之后便不会被调用了。

  • 静态内部类:被static修饰的内部类叫静态内部类。静态内部类可以包含静态成员,也可以包含非静态成员。静态内部类不能访问外部类的实例成员,只能访问外部类的静态成员。外部类的所有方法、初始化块都能访问其内部定义的静态内部类。

final关键字可以修饰类、方法、变量,以下是final修饰这3种目标时表现出的特征:

  • final类:final关键字修饰的类不可以被继承。

  • final方法:final关键字修饰的方法不可以被重写。

  • final变量:final关键字修饰的变量,一旦获得了初始值,就不可以被修改。

扩展阅读

变量分为成员变量、局部变量。

final修饰成员变量:

  • 类变量:可以在声明变量时指定初始值,也可以在静态初始化块中指定初始值;

  • 实例变量:可以在声明变量时指定初始值,也可以在初始化块或构造方法中指定初始值;

final修饰局部变量:

  • 可以在声明变量时指定初始值,也可以在后面的代码中指定初始值。

注意:被 final 修饰的任何形式的变量,一旦获得了初始值,就不可以被修改!

1.44 说一说你对泛型的理解

参考答案

Java集合有个缺点—把一个对象“丢进”集合里之后,集合就会“忘记”这个对象的数据类型,当再次取出该对象时,该对象的编译类型就变成了Object类型(其运行时类型没变)。

Java集合之所以被设计成这样,是因为集合的设计者不知道我们会用集合来保存什么类型的对象,所以他们把集合设计成能保存任何类型的对象,只要求具有很好的通用性。但这样做带来如下两个问题:

  • 集合对元素类型没有任何限制,这样可能引发一些问题。例如,想创建一个只能保存Dog对象的集合,但程序也可以轻易地将Cat对象“丢”进去,所以可能引发异常。

  • 由于把对象“丢进”集合时,集合丢失了对象的状态信息,只知道它盛装的是Object,因此取出集合元素后通常还需要进行强制类型转换。这种强制类型转换既增加了编程的复杂度,也可能引发ClassCastException异常。

从Java 5开始,Java引入了“参数化类型”的概念,允许程序在创建集合时指定集合元素的类型,Java的参数化类型被称为泛型(Generic)。例如 List,表明该List只能保存字符串类型的对象。

有了泛型以后,程序再也不能“不小心”地把其他对象“丢进”集合中。而且程序更加简洁,集合自动记住所有集合元素的数据类型,从而无须对集合元素进行强制类型转换。

1.45 介绍一下泛型擦除

参考答案

在严格的泛型代码里,带泛型声明的类总应该带着类型参数。但为了与老的Java代码保持一致,也允许在使用带泛型声明的类时不指定实际的类型。如果没有为这个泛型类指定实际的类型,此时被称作raw type(原始类型),默认是声明该泛型形参时指定的第一个上限类型。

当把一个具有泛型信息的对象赋给另一个没有泛型信息的变量时,所有在尖括号之间的类型信息都将被扔掉。比如一个 List 类型被转换为List,则该List对集合元素的类型检查变成了泛型参数的上限(即Object)。

上述规则即为泛型擦除,可以通过下面代码进一步理解泛型擦除:

List list1 = ...; List list2 = list1; // list2将元素当做Object处理

扩展阅读

从逻辑上来看,List 是List的子类,如果直接把一个List对象赋给一个List对象应该引起编译错误,但实际上不会。对泛型而言,可以直接把一个List对象赋给一个 List 对象,编译器仅仅提示“未经检查的转换”。

上述规则叫做泛型转换,可以通过下面代码进一步理解泛型转换:

List list1 = ...; List list2 = list1; // 编译时警告“未经检查的转换”

1.46 List和List有什么区别?

参考答案

  • ? 是类型通配符,List 可以表示各种泛型List的父类,意思是元素类型未知的List;

  • List 用于设定类型通配符的下限,此处 ? 代表一个未知的类型,但它必须是T的父类型;

  • List 用于设定类型通配符的上限,此处 ? 代表一个未知的类型,但它必须是T的子类型。

扩展阅读

在Java的早期设计中,允许把Integer[]数组赋值给Number[]变量,此时如果试图把一个Double对象保存到该Number[]数组中,编译可以通过,但在运行时抛出ArrayStoreException异常。这显然是一种不安全的设计,因此Java在泛型设计时进行了改进,它不再允许把 List 对象赋值给 List 变量。

数组和泛型有所不同,假设Foo是Bar的一个子类型(子类或者子接口),那么Foo[]依然是Bar[]的子类型,但G 不是 G 的子类型。Foo[]自动向上转型为Bar[]的方式被称为型变,也就是说,Java的数组支持型变,但Java集合并不支持型变。Java泛型的设计原则是,只要代码在编译时没有出现警告,就不会遇到运行时ClassCastException异常。

1.47 说一说你对Java反射机制的理解

参考答案

Java程序中的对象在运行时可以表现为两种类型,即编译时类型和运行时类型。例如 Person p = new Student(); ,这行代码将会生成一个p变量,该变量的编译时类型为Person,运行时类型为Student。

有时,程序在运行时接收到外部传入的一个对象,该对象的编译时类型是Object,但程序又需要调用该对象的运行时类型的方法。这就要求程序需要在运行时发现对象和类的真实信息,而解决这个问题有以下两种做法:

  • 第一种做法是假设在编译时和运行时都完全知道类型的具体信息,在这种情况下,可以先使用instanceof运算符进行判断,再利用强制类型转换将其转换成其运行时类型的变量即可。

  • 第二种做法是编译时根本无法预知该对象和类可能属于哪些类,程序只依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息,这就必须使用反射。

具体来说,通过反射机制,我们可以实现如下的操作:

  • 程序运行时,可以通过反射获得任意一个类的Class对象,并通过这个对象查看这个类的信息;

  • 程序运行时,可以通过反射创建任意一个类的实例,并访问该实例的成员;

  • 程序运行时,可以通过反射机制生成一个类的动态代理类或动态代理对象。

1.48 Java反射在实际项目中有哪些应用场景?

参考答案

Java的反射机制在实际项目中应用广泛,常见的应用场景有:

  • 使用JDBC时,如果要创建数据库的连接,则需要先通过反射机制加载数据库的驱动程序;

  • 多数框架都支持注解/XML配置,从配置中解析出来的类是字符串,需要利用反射机制实例化;

  • 面向切面编程(AOP)的实现方案,是在程序运行时创建目标对象的代理类,这必须由反射机制来实现。

1.49 说一说Java的四种引用方式

参考答案

Java对象的四种引用方式分别是强引用、软引用、弱引用、虚引用,具体含义如下:

  • 强引用:这是Java程序中最常见的引用方式,即程序创建一个对象,并把这个对象赋给一个引用变量,程序通过该引用变量来操作实际的对象。当一个对象被一个或一个以上的引用变量所引用时,它处于可达状态,不可能被系统垃圾回收机制回收。

  • 软引用:当一个对象只有软引用时,它有可能被垃圾回收机制回收。对于只有软引用的对象而言,当系统内存空间足够时,它不会被系统回收,程序也可使用该对象。当系统内存空间不足时,系统可能会回收它。软引用通常用于对内存敏感的程序中。

  • 弱引用:弱引用和软引用很像,但弱引用的引用级别更低。对于只有弱引用的对象而言,当系统垃圾回收机制运行时,不管系统内存是否足够,总会回收该对象所占用的内存。当然,并不是说当一个对象只有弱引用时,它就会立即被回收,正如那些失去引用的对象一样,必须等到系统垃圾回收机制运行时才会被回收。

  • 虚引用:虚引用完全类似于没有引用。虚引用对对象本身没有太大影响,对象甚至感觉不到虚引用的存在。如果一个对象只有一个虚引用时,那么它和没有引用的效果大致相同。虚引用主要用于跟踪对象被垃圾回收的状态,虚引用不能单独使用,虚引用必须和引用队列联合使用。

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