Java热点面试题-优快云博客

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1. 什么是Java中的JVM，JRE和JDK，它们之间的关系是什么？

JVM（Java Virtual Machine，Java虚拟机）是Java程序运行时的执行环境，它负责将字节码（.class文件）转换为操作系统能够执行的机器码。JRE（Java Runtime Environment，Java运行环境）包含JVM以及Java类库，是运行Java程序所需的环境。JDK（Java Development Kit，Java开发工具包）包含JRE和开发工具（如编译器、调试工具等），用于开发Java应用。

关系：

JDK > JRE > JVM，即JDK包含JRE，而JRE又包含JVM。

2. 为什么Java中String是不可变的（Immutable）？

Java中的String类是不可变的，意味着一旦创建，字符串对象不能被修改。原因如下：

安全性：String在很多地方作为参数传递，比如网络连接、文件路径等。不可变性保证了这些参数的安全性。
线程安全：不可变对象是天然线程安全的，多个线程可以安全地共享同一个字符串实例，而不需要进行同步。
性能优化：Java中字符串常量池（String Pool）允许多个字符串对象共享同一内存，这在不可变性前提下成为可能。

3. 什么是Java中的值传递与引用传递？

Java中的参数传递采用的是值传递。当一个对象作为参数传递给方法时，传递的是对象的引用的拷贝，而不是对象本身。因此，方法内部可以通过引用来修改对象的内容，但无法改变引用本身指向的对象。

示例：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 10;
        changeValue(num);
        System.out.println("After change: " + num);  // 输出10

        StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
        changeReference(sb);
        System.out.println(sb);  // 输出HelloWorld
    }

    public static void changeValue(int x) {
        x = 20;
    }

    public static void changeReference(StringBuilder sb) {
        sb.append("World");
    }
}

在上述示例中，num的值没有改变，因为Java使用的是值传递；而StringBuilder对象的内容被修改了，因为修改的是对象引用指向的内容。

4. 请解释Java中的多态（Polymorphism）概念，并给出一个简单的例子

多态是面向对象编程的三大特性之一，指同一操作作用于不同的对象时可以表现出不同的行为。多态性通过方法重写（Override）和方法重载（Overload）实现。方法重写通常用于继承中的父类和子类之间，子类可以提供父类方法的具体实现。

示例：

class Animal {
    public void sound() {
        System.out.println("Animal is making a sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("Dog is barking");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    public void sound() {
        System.out.println("Cat is meowing");
    }
}

public class TestPolymorphism {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myDog = new Dog();
        Animal myCat = new Cat();
        
        myDog.sound();  // 输出Dog is barking
        myCat.sound();  // 输出Cat is meowing
    }
}

在这个例子中，Animal类具有一个sound()方法，而其子类Dog和Cat重写了这个方法。通过多态性，myDog和myCat在运行时调用的都是其各自类的实现。

5. 什么是Java中的线程安全？如何实现线程安全？

线程安全是指多个线程同时访问某一代码块或资源时，能够保证数据的正确性。线程安全问题通常发生在共享变量或资源的读写上。

实现线程安全的方式有：

同步方法和同步块：使用synchonized关键字来确保线程安全，但可能导致性能下降。
```
public synchronized void increment() {
    count++;
}
```

ReentrantLock：提供了更灵活的锁机制，如超时锁定等。

Lock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    // 临界区代码
} finally {
    lock.unlock();
}

线程安全的类：如ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等。

6. 什么是Java中的垃圾回收机制（GC），它是如何工作的？

Java中的垃圾回收（Garbage Collection）是自动管理内存的机制。JVM会自动检测不再使用的对象并释放它们占用的内存，从而避免内存泄漏。常见的GC算法包括：

标记-清除（Mark and Sweep）：标记所有活动对象并清除未标记的对象。
复制算法：将活跃对象复制到另一块内存区域，并清空旧的内存区域。
标记-整理（Mark and Compact）：标记活动对象并将它们整理到一端，清空另一端的内存。

JVM提供了不同的GC策略，如Serial GC、Parallel GC、G1 GC等，适用于不同的应用场景。