每日5题Java面试系列(7)：进阶篇（String的intern()方法，Java 9 的变化、浏览器乱码怎么解决、UTF-8成为主流编码的原因、BOM的作用与争议）

各位晚上好，周一愉快（距离周五还有4天）

建议先看基础篇，再来看进阶篇。

系列介绍

欢迎来到"Java面试基础篇"系列！本系列旨在帮助Java开发者系统性地准备面试，每天精选至少5道经典面试题，涵盖Java基础、进阶、框架等各方面知识。坚持学习21天，助你面试通关！
基础面试题：
每日5题Java面试系列基础(1)
每日5题Java面试系列基础(2)
每日5题Java面试系列基础(3)
每日5题Java面试系列基础(4)
每日5题Java面试系列基础(5)
每日5题Java面试系列基础(6)

1. 如何理解 String 的 intern() 方法？

核心理解：
intern() 是 字符串驻留（String Interning） 的核心方法，用于将字符串对象手动加入 JVM 的字符串常量池（String Pool），并返回池中的唯一引用。

关键点与亮点：

• 内存优化：通过复用常量池中的字符串，减少重复对象的内存占用。
• == 与 equals 的差异：

  String s1 = new String("Hello");  
  String s2 = s1.intern();  
  System.out.println(s1 == s2); // false（堆对象 vs 常量池对象）  
  System.out.println("Hello" == s2); // true（均指向常量池）  
  

• 性能权衡：
  • 优点：适合大量重复字符串场景（如日志处理）。
  • 缺点：驻留过程需哈希计算，可能引发常量池竞争（JDK 7+ 已将常量池移至堆中，缓解 PermGen OOM 问题）。

面试亮点：

提到 JDK 7 的常量池从 PermGen 迁移到堆内存，结合 -XX:StringTableSize 调优（默认 60013，可扩容至百万级）。

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2. Java 9 对 String 内部实现的改变及原因

改变内容：

• 存储结构：从 char[] 改为 byte[] + byte coder（标记编码类型）。
• 编码支持：
  • coder = 0：Latin-1（1 字节/字符）
  • coder = 1：UTF-16（2 字节/字符）

设计动机：

• 内存节省：Latin-1 字符串（如纯英文）内存占用减少 50%。
• 性能提升：减少内存带宽压力，尤其适合大量短字符串场景（如 JSON 解析）。

代码验证：

String latin = "Hello";      // 内部使用 Latin-1 编码（1 字节/字符）  
String emoji = "😊";         // 内部使用 UTF-16 编码（2 字节/字符）  

面试亮点：

指出 Compact Strings 特性对微服务内存占用的实际影响（实测堆内存降低 10%~20%）。

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3. 为什么需要 StringBuilder 和 StringBuffer？

核心原因：

• 不可变性的代价：String 的每次拼接（如 +）会生成新对象，导致 O(n²) 时间复杂度。
• 可变字符序列：
  • StringBuilder：非线程安全，性能更高（单线程首选）。
  • StringBuffer：线程安全（方法加 synchronized），适合多线程拼接。

性能对比：

// ❌ 低效（生成多个中间对象）  
String result = "";  
for (int i = 0; i < 10000; i++) {  
    result += i;  
}  

// ✅ 高效（原地修改）  
StringBuilder sb = new StringBuilder();  
for (int i = 0; i < 10000; i++) {  
    sb.append(i);  
}  

面试亮点：

提到 JVM 对 + 的优化：编译期常量折叠（如 "a" + "b" 变为 "ab"），但循环内拼接仍需手动优化。

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4. 不可变对象的设计模式适用场景

核心优势：

• 线程安全：无需同步（如 String、BigDecimal）。
• 缓存友好：哈希值、计算结果可缓存（如 Pattern 的编译正则）。
• 防御性编程：防止被篡改（如数据库连接参数）。

经典场景：

• 值对象：货币、日期、坐标（record 类型在 JDK 14+ 强化了不可变性）。
• 并发共享数据：ConcurrentHashMap 的 Key 必须不可变。
• 函数式编程：Lambda 表达式捕获的变量需为 final 或等效不可变。

面试亮点：

对比 享元模式（Flyweight）：String 常量池是享元模式的典型实现。

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5. Java 中处理不同编码的字符串

关键 API：

• 编码：String.getBytes(Charset.forName("GBK"))
• 解码：new String(byte[], "UTF-8")

最佳实践：

• 显式指定编码：避免依赖平台默认编码（如 new InputStreamReader(is, StandardCharsets.UTF_8)）。
• 通用方案：

  // 读取文件时指定编码  
  Files.readAllLines(Paths.get("file.txt"), Charset.forName("GB18030"));  
  

面试亮点：

强调 StandardCharsets 常量类（JDK 7+）优于字符串硬编码（避免拼写错误）。

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6. 浏览器乱码问题解决方案

常见原因：

• 服务端与浏览器编码不一致（如服务端返回 GBK，浏览器解析为 UTF-8）。
• HTTP 头缺失：未设置 Content-Type: text/html;charset=UTF-8。

解决步骤：

1. 统一编码：全栈使用 UTF-8（数据库、后端、前端）。
2. HTTP 头显式声明：

   response.setContentType("text/html;charset=UTF-8"); // Java Web  
   

3. HTML Meta 标签（双保险）：

   <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">  
   

面试亮点：

提到 BOM 问题：UTF-8 文件开头的 BOM 可能导致某些浏览器解析异常（如  乱码）。

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7. 为什么 UTF-8 成为互联网主流编码？

核心优势：

• 兼容性：ASCII 字符仍占 1 字节（英文场景高效）。
• 变长编码：节省空间（中文通常 3 字节，而 UTF-16 固定 2/4 字节）。
• 无字节序问题：无需 BOM（与 UTF-16/UTF-32 不同）。
• 自同步性：可从任意字节恢复字符边界（鲁棒性强）。

数据支持：

W3Techs 统计显示：98% 的网站使用 UTF-8（2023 年数据）。

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8. BOM（字节顺序标记）的作用与争议

定义：

• BOM（Byte Order Mark）：U+FEFF 字符，用于标记文本的字节序（大端/小端）和编码类型。

常见场景：

• UTF-16/UTF-32：必须用 BOM 标识字节序（如 FE FF 表示大端）。
• UTF-8：不建议使用 BOM（RFC 3629 规定 UTF-8 无字节序问题）。

问题案例：

• Java 文件编译错误：UTF-8 with BOM 可能导致 package 语句解析失败。
• Linux 脚本执行异常：Shebang（#!/bin/bash）前出现 BOM 会报错。

面试亮点：

指出 Maven/Gradle 构建工具会过滤 BOM，但 IDE（如 Notepad）可能自动添加。