安卓面试题一：java基础

提出问题：

简单描述什么是面向对象。
什么是多态？多态的实现机制是什么
接口（Interface）和抽象类（Abstract Class）的区别
重写（Override）和重载（Overload）的区别
什么是内部类？静态内部类、匿名内部类以及局部内部类的区别和作用
==、equals（）、hashCode的区别
简述八大基本数据类型。简述Integer和int的区别
简述对string的理解以及string为什么被设计为final的
final，finally，finalize的区别
static关键字的理解
列举java中的集合以及集合间的继承关系
list、set、map的区别
ArrayList、LinkedList的区别
HashMap、HashTable、ConcurrentHashmap的区别
HashMap和HashSet怎么判断集合元素重复
什么是序列化，怎样实现？有哪些方式
简述对反射的理解
简述对泛型的理解，泛型中extends和super的区别
简述对注解和依赖注入的理解
简述java的异常体系
GC的工作简述
JVM的基本构成
类的加载，什么是双亲机制

解决问题

面向对象是指将功能等通过对象的来实现。将功能、属性等封装在对象中，让对象去实现具体的细节。这种思想是将数据作为第一位的，而方法或者说算法作为其次，是一种对数据的优化，方便操作。
面向对象的三大特征：封装性、继承性、多态性
封装是指将对象的属性和实现的细节进行隐藏，仅对面提供公用的访问方式，隔离了具体的细节变化，提高了复用性和安全性
继承是指两种事务之间存在一定的所属关系，那么继承的类可以从被继承的类中获取一些属性和方法，提高了程序的复用性。
多态：继承是多态的前提，多态是指父类或者接口的引用指向了子类对象，提高了代码的扩展性。
java提供了编译时多态和运行时多态两种多态机制，前者通过方法的重载实现，后者通过方法的重写覆盖实现。子类可以覆盖父类的方法，因此相同方法会在子类和父类中有不同的表现。
在java语言中，基类的引用变量不仅可以指向基类的实例对象，也可以指向子类的实例对象。同样，接口的引用变量也可以指向实现类的实例对象，而程序调用的方法在运行时才进行绑定，绑定的是引用变量所指向的具体实例对象的方法，而不是引用变量的类型中定义的方法，通过这种动态绑定实现多态机制。
抽象类和接口的特性：
抽象类是用来捕捉子类共同特性的，它不能被实例化，只能作为子类的超类。抽象类是被用来创建继承层级里子类的模板
接口是抽象方法的集合，如果一个类实现了某个接口，那么它就继承了这个接口的抽象方法。这就像契约模式，如果实现了这个接口，那就必须确保使用这个接口中的方法，接口只是一种形式或者说规范，自身不做任何事。
区别：
重载（Overload）和重写（Override）是java多态的不同表现。重写是父子类之间多态的一种表现，重载可以理解为多态的具体表现形式
（1）方法的重载是在一个类中定义多个方法名相同，参数的数量或者类型或者顺序不同，称为方法的重载
（2）方法的重写是子类中存在方法和父类的方法名相同，参数，返回值也相同的方法，具体的实现细节依据子类个性进行实现，称为方法的重写
（3）方法的重载是一个类的多态表现，重写是父子类的多态的表现
注意细节：方法的重写中，子类的方法权限修饰符不能比父类的低，父类为public，子类也只能为public。final修饰的方法无法被子类重写，static修饰的也不能被重写，但可以再次声明。子类重写方法中，可以用super关键字去调用父类的这个方法。
方法的重载中被重载的方法必须改变参数列表，可以改变访问修饰符。
java中静态方法和属性可以被继承，但是不会被重写而是被隐藏、
静态属性和方法是属于类的，不需要继承也可以通过类名.方法名来调用。静态属性和方法都可以继承和隐藏而不能被重写，不可能实现父类引用静态方法指向子类的情况。子类在重新声明静态方法时不能用override来修饰，直接编译报错。只能是用谁的静态方法就用哪个类来引用，静态属性和方法属于类。
java中内部类的详细介绍:java内部类点击查看-
java中= =号在基本数据类型中是比较的双方的值是否相等，如果用来比较引用类型，比较的是内存的存放地址，确切的说是堆内存地址 equals如果没有重写过，在Object类中equals比较的其实还是==，也就是堆内存地址，一些引用类型进行了重写，String，Date，integer等进行了重写，如String的equals比较的是两个字符串字符是否相同。如果没有重写，则类的equals和==的对比结果是相同的
Java的八种基本数据类型
java中4种整数类型：
byte 8位 1字节，整数最小的单位 -128-127；short 16位 2字节， -32768 ~ 32767
int 32位 4字节 -2^31-1~231（21亿）； long 64位 8字节 -2^63-1~263
两种浮点类型
float 32位；double 64位
布尔值 boolean true或者false 8位，1字节
字符型 char 16位 2字节
Integer是int的包装类，int是基本数据类型
Integer的变量必须实例化，而int不需要，
Integer实际是对象的引用，new一个Integer实际上是生成一个指针指向此对象，而int是直接存储这个数值，==判断是false。
java.lang.String类使用了final修饰，不可被继承。java中的所有字面值，即被双引号括起来的字符串，都是作为String类的实例存在的。String是常量，其对象一旦构造就不能被改变，任何修改字符串的方法其内部都是在创建一个新的Sring对象。java中的String在内存中采用unicode编码，任何一个字符（无论中英文）对应两个字节长度。
常量池（constant pool）指的是在编译期间被确定，并保存在已编译的.class文件中的一些数据，它包括了类、方法、接口等中的常量，包括字符串常量。java为了提高性能，静态字符串在常量池中创建，并尽量使用同一个对象，重用静态字符串。对于重复出现的静态字符串，jvm会现在字符常量池中查找并返回。
String类内部是一个不可变的char数组，如果需要进行字符拼接，一般采用StringBuilder或者StringBuffer两个包装类，StringBuilder、StringBuffer都是继承自AbstractStringBuilder，内部是可延展的char数组，初始长度为16。StringBuffer在字符拼接等重要方法上添加有synchronized关键字，所以StringBuffer是线程安全的，但是单线程下性能不如StringBuilder。
final是用来声明属性，方法和类，分别表示属性不可变，方法不可覆盖，类不可被继承。
finally是异常处理语句结构的一部分，表示总是执行，是对异常状况处理的最佳优化，一般用于在出现异常时也可关闭数据库连接等场景。
finalize是Object类的一个方法，用于在GC垃圾回收对象前，做必要的对象清理工作。
java中static关键字解析
java集合中类的关系：
（1）Collection接口是集合类的根接口，java中没有直接提供这个接口的实现类，但是通过被继承产生了List和Set两个接口。Set中不能包含重复数据，且数据是无序的，List中可以包含重复数据，数据是有序，可以按索引获取到。
（2）Map是java.util中的另一个接口，它和Collection相互独立，但是都属于集合类中的一部分。Map包含了key-value键值对，键不可重复但是值可以重复。
（3）Iterator是所有的集合类都实现了的接口，这个接口主要是集合用来遍历元素，它内部主要方法为：hasNext()方法是查看是否还有下一个元素；next()是直接返回下一个集合元素；remove()是用来删除当前的元素。
（1）List中元素有序，可重复，继承Collection，主要实现类为Arraylist、LinkedList、Vector
（2）Set中元素无序，不可重复，继承Collection，主要实现类为HashSet、TreeSet、LinkedHashSet
（3）Map中元素以键值对形式存在（key-value），key不可重复，value可以，主要实现类为：HashMap，TreeMap，HashTable、LinkedHashMap
ArrayList是基于数组的，在初始化时会生成空数组，它的元素按照添加顺序进行先后排序，可以用sort进行重新排序。
LinkedList是基于双向链表的，每个节点维护一个prev和next指针，LinkedLst按照插入的先后顺序排序，无法进行重新排序。
Vector的数据结构和ArrayList差不多，通过在关键方法加锁来保证多线程下数据安全，是线程并发时使用List集合的最佳选择。
如果要查看HashMap源码解析可以点击这里
（1）HashMap是非线程安全的，HashTable是线程安全的，HashMap效率要更高一些。
（2）HashMap的key和value都允许有null值的存在，而HashTable不允许
（3）HashTable 基于synchronized锁，读写只能单线程访问，阻塞保证读写一致，多线程高并发下阻塞严重、效率低下
（4）ConcurrentHashMap高并发，高效率的，基于lock锁， concurrentLevel划分出了多个Segment来对key-value进行存储，默认16个线程无阻塞。缺点：有可能读写不一致，不一定能保证数据的完整性
HashMap和HashSet都是通过equals()方法和hashCode()方法来判断元素是否重复。区别在于HashMap元素重复会直接覆盖掉原来的数据，而HashSet只会返回false进行提示。
HashMap的put方法中对key是否重复的判断代码如下：

public V put(K key, V value) {
    if (key == null)
        return putForNullKey(value);
    int hash = hash(key);
    for (Entry<K,V> e = table[i]; e != null; e = e.next) {
        Object k;
        if (e.hash == hash && ((k = e.key) == key || key.equals(k))) {
            V oldValue = e.value;
            e.value = value;
            e.recordAccess(this);
            return oldValue;
        }
    }

    modCount++;
    addEntry(hash, key, value, i);
    return null;
}

很明显是先进行了hashCode值的判断，然后再进行相等或equals方法的比较。需要注意的是如果值重复，HashMap会先进行覆盖，然后将原来的值oldValue进行return返回，如果不重复就会添加然后返回值为null。
而HashSet则是利用HashMap的这一返回特性来进行判断，代码如下

public class HashSet<E>
    extends AbstractSet<E>
    implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private transient HashMap<E,Object> map;

    // Dummy value to associate with an Object in the backing Map
    private static final Object PRESENT = new Object();

    public HashSet() {
    map = new HashMap<E,Object>();
    }

    public boolean contains(Object o) {
    return map.containsKey(o);
    }

    public boolean add(E e) {
    return map.put(e, PRESENT)==null;
    }
}

可以看到HashSet的add方法实际调用了HashMap的put方法，将HashSet需要add的值当做Hashmap的key进行put，去判断key是否重复，如果重复返回的值为原来的值，这是add方法返回就为false，如果不重复，add返回true。

序列化是指将java对象转化为二进制字节序列的技术；
在android中序列化的主要作用为：1是数据的持久化存储，用对象处理流ObjectOutputStream来把这个类对象存储在本地（这个过程，就是序列化-持久化过程）。当你想使用这个已经被序列化-持久化的类对象时，用对象处理流（ObjectInputStream）取得类对象数据，加载到程序中。
2是进程间对象传递。将对象进行序列化之后，通过binder或者intent进行传递。
方式：java类需要实现Serializable接口，且要保证属性类型都是可以被序列化的，定义一个serialVersionUID 进行区分。
实现Parcelable接口，并将接口中的方法按照固定的形式进行实现。
两种方式的比较：
java中的反射机制（有兴趣可以点击这里查看深入理解java反射）
java泛型的基本使用：点击跳转
android中反射、注解、依赖注入的总结
java中异常类的继承关系：

Throwable：有两个重要的子类：Exception（异常）和Error（错误），两者都包含了大量的异常处理类。

1、Error（错误）：是程序中无法处理的错误，表示运行应用程序中出现了严重的错误。此类错误一般表示代码运行时JVM出现问题。通常有Virtual MachineError（虚拟机运行错误）、NoClassDefFoundError（类定义错误）等。比如说当jvm耗完可用内存时，将出现OutOfMemoryError。此类错误发生时，JVM将终止线程。

这些错误是不可查的，非代码性错误。因此，当此类错误发生时，应用不应该去处理此类错误。

2、Exception（异常）：程序本身可以捕获并且可以处理的异常。
Exception这种异常又分为两类：运行时异常和编译异常。

（1）运行时异常(不受检异常)：RuntimeException类极其子类表示JVM在运行期间可能出现的错误。比如说试图使用空值对象的引用（NullPointerException）、数组下标越界（ArrayIndexOutBoundException）。此类异常属于不可查异常，一般是由程序逻辑错误引起的，在程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。

（2）编译异常(受检异常)：Exception中除RuntimeException极其子类之外的异常。如果程序中出现此类异常，比如说IOException，必须对该异常进行处理，否则编译不通过。在程序中，通常不会自定义该类异常，而是直接使用系统提供的异常类。

可查异常与不可查异常：java的所有异常可以分为可查异常（checked exception）和不可查异常（unchecked exception）。

（1）可查异常：编译器要求必须处理的异常。正确的程序在运行过程中，经常容易出现的、符合预期的异常情况。一旦发生此类异常，就必须采用某种方式进行处理。除RuntimeException及其子类外，其他的Exception异常都属于可查异常。编译器会检查此类异常，也就是说当编译器检查到应用中的某处可能会此类异常时，将会提示你处理本异常——要么使用try-catch捕获，要么使用throws语句抛出，否则编译不通过。

（2）不可查异常：编译器不会进行检查并且不要求必须处理的异常，也就说当程序中出现此类异常时，即使我们没有try-catch捕获它，也没有使用throws抛出该异常，编译也会正常通过。该类异常包括运行时异常（RuntimeException极其子类）和错误（Error）。
详细资料可以点击：深入理解java中异常体系
垃圾回收或GC（Garbage Collection）,是一种自动的存储管理机制，它是Java语言的一大特性，方便了我们这些程序员编码，把内存释放工作的压力都转让到了系统，故而是以消耗系统性能为代价的。
垃圾回收机制存在的好处：可以让程序员专注于代码的逻辑处理，提高了编码效率；能够保护程序的完整性。
存在的问题：系统层面负责垃圾回收，明显会加大系统资源的开销，影响系统性能；垃圾回收机制存在着不完备性，并不能百分百保证垃圾被回收掉。
垃圾回收机制主要工作分为两步：1是对可回收对象的判断；2是通过某些算法进行垃圾回收。
目前市面上存在的两种算法来判断对象：
一种是引用计数算法，原理如下：
（1）首先给每一个对象添加一个引用计数器，
（2）当程序中某个地方引用该对象，这个技术值就加1，引用失效时就减1，
（3）当某个对象的计数值为0时，表示该对象不可能被使用，可回收；7
这种算法比较简单、高效、运行快，缺点是难以处理相互引用的垃圾对象。

另一种是Root可达性分析算法，原理如下：
（1）以被称为“GC ROOT”的对象作为起点向下搜索；
（2）每走过一个对象，就生成一条引用链；
（3）从根开始到搜索完，生成一颗引用树，那些到GC Root不可达的对象就是可回收的。
能够作为GC Root的对象为：虚拟机栈中的对象，方法区静态属性引用的对象，方法区中常量引用的对象，本地方法栈中JNI引用的对象。
java中GC就是采用的这种方式判断对象。关于对象可回收的判定，我们还需要注意的是，当系统开始启动GC的时候，为了保证引用链的状态不变，就需要停止该进程中所有的程序（Stop The World），我们Android中的现象就是UI卡顿了，但一般这样的卡顿时间是非常短的，当然，要是频繁的产生GC，那就另当别论了。还有值得注意的是，不可达对象也并非立即就被回收了，还需要经过两次的标记过程后才被会被真正回收。
回收的算法这边就不展开讲述了，感兴趣的可以点击查看：Android性能调优篇之探索垃圾回收机制
JVM的基本构成：
首先一张图看一下jvm的内部构成

（1）程序计数器是一块比较小的内存空间，可以看做是当前线程所执行的字节码的行号指示器。每条线程都有一个独立的程序计数器，独立存储，互不影响，称为线程私有的内存。
（2）java虚拟机栈和计数器都是线程私有的，它的生命周期和线程相同。虚拟机栈描述的是java方法执行的内存模型：每个方法在执行时都会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用直至执行完成的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程
人们经常区分的栈内存（Stack）就是虚拟机栈，或者说虚拟机栈中局部变量表部分。局部变量表存放了编译期可知的各种基本数据类型、对象引用和returnAddress类型。
在虚拟机规范中，如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度，将会抛出StackOverflowError异常；如果虚拟机栈可以动态扩展，但是无法申请到足够的内存，就会抛出OutOfMemoryError异常。
（3）本地方法栈与虚拟机栈所发挥的作用十分相似，它们之间的区别不过是虚拟机执行java方法服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的navtive方法服务。
（4）java堆（Heap）是java虚拟机所管理的内存中最大的一块。java堆是被所有线程共享的一块内存区域，在虚拟机启动时创建。此内存区域的唯一目的就是存放对象实例。java堆是垃圾收集器管理的主要区域，因此也被称作GC堆。
（5）方法区和java堆一样，是各个线程共享的内存区域，它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据局。常量池也属于方法区。
类的加载： JAVA虚拟机类加载机制和双亲委派模型
推荐大家去看《深入理解JAVA虚拟机》这本书，更加深入。

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