Java笔记——Java知识点概览_java面试

Java

基础

说说自定义注解的场景及实现

利用自定义注解,结合SpringAOP可以完成权限控制、日志记录、统一异常处理、数字签名、数据加解密等功能。
实现场景（API接口数据加解密）
1）自定义一个注解，在需要加解密的方法上添加该注解
2）配置SringAOP环绕通知
3）截获方法入参并进行解密
4）截获方法返回值并进行加密

说一下泛型原理，并举例说明

==泛型就是将类型变成参数传入，使得可以使用的类型多样化，从而实现解耦。===Java 泛型是在 Java1.5 以后出现的，为保持对以前版本的兼容，使用了擦除的方法实现泛型。擦除是指在一定程度无视类型参数 T，直接从 T 所在的类开始向上 T 的父类去擦除，如调用泛型方法， 传入类型参数 T 进入方法内部，若没在声明时做类似 public T methodName(T extends Father t){}，Java 就进行了向上类型的擦除，直接把参数 t 当做 Object 类来处理，而不是传进去的 T。即在有泛型的任何类和方法内部，它都无法知道自己的泛型参数，擦除和转型都是在边界上发生，即传进去的参在进入类或方法时被擦除掉，但传出来的时候又被转成了我们设置的 T。在泛型类或方法内，任何涉及到具体类型（即擦除后的类型的子类）操作都不能进行，如 new T()，或者 T.play()（play 为某子类的方法而不是擦除后的类的方法）

说说你对 Java 注解的理解

注解是通过@interface 关键字来进行定义的，形式和接口差不多，只是前面多了一个@

使用时@TestAnnotation 来引用，要使注解能正常工作，还需要使用元注解，它是可以注解到注解上的注解。元标签有@Retention @Documented @Target @Inherited@Repeatable 五种

@Retention 说明注解的存活时间，取值有 RetentionPolicy.SOURCE 注解只在源码阶段保留， 在编译器进行编译时被丢弃；RetentionPolicy.CLASS 注解只保留到编译进行的时候，并不会被加载到 JVM 中。RetentionPolicy.RUNTIME 可以留到程序运行的时候，它会被加载进入到 JVM 中，所以在程序运行时可以获取到它们。

@Documented 注解中的元素包含到 javadoc 中去

@Target 限 定 注 解 的 应 用 场 景 ， ElementType.FIELD 给 属 性 进 行 注解 ； ElementType.LOCAL_VARIABLE 可以给局部变量进行注解；ElementType.METHOD可以给方法进行注解；ElementType.PACKAGE 可以给一个包进行注解 ElementType.TYPE可以给一个类型进行注解，如类、接口、枚举

@Inherited 若一个超类被@Inherited 注解过的注解进行注解，它的子类没有被任何注解应用的话，该子类就可继承超类的注解；

注解的作用：
1）提供信息给编译器：编译器可利用注解来探测错误和警告信息
2）编译阶段：软件工具可以利用注解信息来生成代码、html 文档或做其它相应处理；
3）运行阶段：程序运行时可利用注解提取代码
注解是通过反射获取的，可以通过 Class 对象的 isAnnotationPresent()方法判断它是否应用了某个注解，再通过 getAnnotation()方法获取 Annotation 对象

谈谈你对解析与分派的认识?

解析指方法在运行前，即编译期间就可知的，有一个确定的版本，运行期间也不会改变。解析是静态的，在类加载的解析阶段就可将符号引用转变成直接引用。

分派可分为静态分派和动态分派，重载属于静态分派，覆盖属于动态分派。静态分派是指在 重载时通过参数的静态类型而非实际类型作为判断依据，在编译阶段，编译器可根据参数的 静态类型决定使用哪一个重载版本。动态分派则需要根据实际类型来调用相应的方法。

讲一下常见编码方式？

编码的意义：计算机中存储的最小单元是一个字节即 8bit，所能表示的字符范围是 255个， 而人类要表示的符号太多，无法用一个字节来完全表示，固需要将符号编码，将各种语言翻译成计算机能懂的语言。
1）ASCII 码：总共 128 个，用一个字节的低 7 位表示，0?31 控制字符如换回车删除等；32~126 是打印字符，可通过键盘输入并显示出来；
2）ISO-8859-1,用来扩展 ASCII 编码，256 个字符，涵盖了大多数西欧语言字符。
3）GB2312:双字节编码，总编码范围是 A1-A7,A1-A9 是符号区，包含 682 个字符，B0-B7 是汉字区，包含 6763 个汉字；
4）GBK 为了扩展 GB2312,加入了更多的汉字，编码范围是 8140~FEFE，有 23940 个码位，能表示 21003 个汉字。
5）UTF-16: ISO 试图想创建一个全新的超语言字典，世界上所有语言都可通过这本字典Unicode 来相互翻译，而 UTF-16 定义了 Unicode 字符在计算机中存取方法，用两个字节来表示 Unicode 转化格式。不论什么字符都可用两字节表示，即 16bit，固叫 UTF-16。
6）UTF-8：UTF-16 统一采用两字节表示一个字符，但有些字符只用一个字节就可表示，浪费存储空间，而 UTF-8 采用一种变长技术，每个编码区域有不同的字码长度。 不同类型的字符可以由1~6个字节组成。

utf-8 编码中的中文占几个字节；int 型几个字节？

utf-8 是一种变长编码技术，utf-8 编码中的中文占用的字节不确定，可能 2 个、3 个、4个， int 型占 4 个字节。

二叉搜索树和平衡二叉树有什么关系，强平衡二叉树（AVL 树）和弱平衡二叉树（红黑树）有什么区别?

二叉搜索树：也称二叉查找树，或二叉排序树。定义也比较简单，要么是一颗空树，要么就是具有如下性质的二叉树：
（1）若任意节点的左子树不空，则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值；
（2）若任意节点的右子树不空，则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值；
（3）任意节点的左、右子树也分别为二叉查找树；
（4）没有键值相等的节点。

平衡二叉树：在二叉搜索树的基础上多了两个重要的特点
（1）左右两子树的高度差的绝对值不能超过 1(度差可以是1,0,-1)；
（2）左右两子树也是一颗平衡二叉树。

红黑书：红黑树是在普通二叉树上，对每个节点添加一个颜色属性形成的，需要同时满足以下五条性质
（1）节点是红色或者是黑色；
（2）根节点是黑色；
（3）每个叶节点（NIL 或空节点）是黑色；
（4）每个红色节点的两个子节点都是黑色的（也就是说不存在两个连续的红色节点）；
（5）从任一节点到其没个叶节点的所有路径都包含相同数目的黑色节点。
区别：AVL 树需要保持平衡，但它的旋转太耗时，而红黑树就是一个没有 AVL 树那样平衡，因此插入、删除效率会高于 AVL 树，而 AVL 树的查找效率显然高于红黑树。

树和 B+树的区别，为什么 MySQL 要使用 B+树 B 树?

B树：
（1）关键字集合分布在整颗树中；
（2）任何一个关键字出现且只出现在一个结点中；
（3）搜索有可能在非叶子结点结束；
（4）其搜索性能等价于在关键字全集内做一次二分查找；

B+树：
（1）有 n 棵子树的非叶子结点中含有 n 个关键字（b 树是 n-1 个），这些关键字不保存数据，只用来索引，所有数据都保存在叶子节点（b 树是每个关键字都保存数据）；
（2）所有的叶子结点中包含了全部关键字的信息，及指向含这些关键字记录的指针， 且叶子结点本身依关键字的大小自小而大顺序链接；
（3）所有的非叶子结点可以看成是索引部分，结点中仅含其子树中的最大（或最小） 关键字；
（4）通常在 b+树上有两个头指针，一个指向根结点，一个指向关键字最小的叶子结点；
（5）同一个数字会在不同节点中重复出现，根节点的最大元素就是 b+树的最大元素。

B+树相比于 B 树的查询优势：
（1）B+树的中间节点不保存数据，所以磁盘页能容纳更多节点元素，更“矮胖”；
（2）B+树查询必须查找到叶子节点，B 树只要匹配到即可不用管元素位置，因此 B+树查找更稳定（并不慢）；
（3）对于范围查找来说，B+树只需遍历叶子节点链表即可，B 树却需要重复地中序遍历

说说 B-tree 、 B+tree 的区别和使场景？

B-tree：
B-tree 利用了磁盘块的特性进行构建的树。每个磁盘块?个节点，每个节点包含了很关键字。把树的节点关键字增多后树的层级比原来的?叉树少了，减少数据查找的次数和复杂度。
B-tree 巧妙利用了磁盘预读原理，将?个节点的大小设为等于?个页（每页为 4K），这样每个节点只需要?次 I/O 就可以完全载入。
B-tree 的数据可以存在任何节点中。

B+tree：
B+tree 是 B-tree 的变种，B+tree 数据只存储在叶?节点中。这样在 B 树的基础上每个节点存储的关键字数更多，树的层级更少所以查询数据更快，所有指关键字指针都存在叶子节点，所以每次查找的次数都相同所以查询速度更稳定;

数组在内存中如何分配?

静态初始化∶初始化时由程序员显式指定每个数组元素的初始值，由系统决定数组长度，如∶
//只是指定初始值，并没有指定数组的长度，但是系统为自动决定该数组的长度为 4
String[] computers = f"Del1",“Lenovo”,“Apple”,“Acer”};//
//只是指定初始值，并没有指定数组的长度，但是系统为自动决定该数组的长度为 3
String[] names = new String[]{“多啦 A梦”，“大雄”，“静香”}; //

动态初始化∶初始化时由程序员显示的指定数组的长度，由系统为数据每个元素分配初始值，如∶
//只是指定了数组的长度，并没有显示的为数组指定初始值，但是系统会默认给数组数组
元素分配初始值为 nul1
String[] cars = new String[4]; //

静态初始化方式，程序员虽然没有指定数组长度 ，但是系统已经自动帮我们给分配了 ，而动态初始化方式，程序员虽然没有显示的指定初始化值，但是因为 Java 数组是引用类型的变量，所以系统也为每个元素分配了初始化值 nu11，当然不同类型的初始化值也是不一样的，假设是基本类型 int 类型，那么为系统分配的初始化值也是对应的默认值 0。

Cloneable 接口实现原理

Cloneable 接口是 Java 开发中常用的一个接口，它的作用是使一个类的实例能够将自身拷贝到另一个新的实例中，注意，这里所说的"拷贝"拷的是对象实例，而不是类的定义，进一步说，拷贝的是一个类的实例中各字段的值。

在开发过程中，拷贝实例是常见的一种操作，如果一个类中的字段较多，而我们又采用在客户端中逐字段复制的方法进行拷贝操作的话，将不可避免的造成客户端代码繁杂冗长，而且也无法对类中的私有成员进行复制，而如果让需要具备拷贝功能的类实现 cloneable接口，并重写 clone（）方法，就可以通过调用 clone（）方法的方式简洁地实现实例拷贝功能

深拷贝（深复制）和浅拷贝（浅复制）是两个比较通用的概念，尤其在 C++语言中，若不弄懂，则会在 delete 的时候出问题，但是我们在这幸好用的是 Java。虽然 ava 自动管理对象的回收，但对于深拷贝（深复制）和浅拷贝（浅复制），我们还是要给予足够的重视，因为有时这两个概念往往会给我们带来不小的困惑。

浅拷贝是指拷贝对象时仅仅拷贝对象本身（包括对象中的基本变量），而不拷贝对象包含的引用指向的对象。深拷贝不仅拷贝对象本身，而且拷贝对象包含的引用指向的所有对象。举例来说更加清楚∶对象 A1 中包含对 B1 的引用，B1 中包含对 c1 的引用。浅拷贝A1得到 A2 ，A2 中依然包含对 B1 的引用，B1 中依然包含对 c1 的引用。深拷贝则是对浅拷贝的递归，深拷贝 A1 得到 A2，A2 中包含对 B2（ B1 的 copy ）的引用，B2 中包含对 C2（ C1 的 copy ）的引用。若不对 clone()方法进行改写，则调用此方法得到的对象即为浅拷贝

Java 反射机制

Java 反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够获得这个类的所有属性和方法，对于任意个对象都能够调用它的任意一个属性和方法。这种在运行时动态的获取信息以及动态调用对象的方法的功能称为 Java 的反射机制。

Class 类与 java.lang.reflect 类库一起对反射的概念进行了支持，该类库包含了 Field，Method，Constructor 类 （每个类都实现了 Member 接口）。这些类型的对象时由 JVM在运行时创建的，用以表示未知类里对应的成员。
这样你就可以使用 Constructor 创建新的对象，用 get（）和 set（）方法读取和修改与Field 对象关联的字段，用 invoke（）方法调用与 Method 对象关联的方法。另外，还可以调用 getFields（） getMethods（）和 getConstructors（）等很便利的方法，以返回表示字段，方法，以及构造器的对象的数组。这样匿名对象的信息就能在运行时被完全确定下来，而在编译时不需要知道任何事情。

– 运行结果： 无参构造器 Run………… 有参构造器 Run… Apple

Arrays.sort 和 Collections.sort 实现原理和区别

java.uti1.collection 是一个集合接口。它提供了对集合对象进行基本操作的通用接口方法。 java.uti1.collections 是针对集合类的一个帮助类，他提供一系列静态方法实现对各种集合的搜索、排序、线程安全等操作。 然后还有混排（Shuffling）、反转（Reverse）、替换所有的元素（fil）、拷贝（copy）、返回 Collections 中最小元素（min）、返回Collections 中最大元素（max）、返回指定源列表中最后一次出现指定目标列表的起始位置（ 1astIndexofsubList ）、返回指定源列表中第一次出现指定目标列表的起始位置（ IndexofSubList ）、根据指定的距离循环移动指定列表中的元素（Rotate）;事实上 Collections.sort 方法底层就是调用的 array.sort 方法

legacyMergeSort （a）∶归并排序 ComparableTimsort.sortO∶
Timsort 排序:Timsort 排序是结合了合并排序（merge sort）和插入排序（insertion sort）而得出的排序
算法 Timsort 的核心过程
TimSort 算法为了减少对升序部分的回溯和对降序部分的性能倒退，将输入按其升序和降序特点进行了分区。排序的输入的单位不是一个个单独的数字，而是一个个的块-分区。其中每一个分区叫一个 run。针对这些 run 序列，每次拿一个 run 出来按规则进行合并。每次合并会将两个 run 合并成一个 run。合并的结果保存到栈中。合并直到消耗掉所有的run，这时将栈上剩余的 run 合并到只剩一个 run 为止。这时这个仅剩的 run 便是排好序的结果。
综上述过程，Timsort 算法的过程包括
（0）如何数组长度小于某个值，直接用二分插入排序算法
（1）找到各个 run，并入栈
（2）按规则合并 run

Java 获取反射的三种方法

1.通过 new 对象实现反射机制
2.通过路径实现反射机制
3.通过类名实现反射机制