最最最常见的Java面试题总结——第二周-白红宇

最最最常见的Java面试题总结——第二周

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发布时间：2019-06-19

本文共 5072 字，大约阅读时间需要 16 分钟。

String和StringBuffer、StringBuilder的区别是什么？String为什么是不可变的？

String和StringBuffer、StringBuilder的区别

可变性

String类中使用字符数组:private　final　char　value[]保存字符串，所以String对象是不可变的。StringBuilder与StringBuffer都继承自AbstractStringBuilder类，在AbstractStringBuilder中也是使用字符数组保存字符串，char[]value，这两种对象都是可变的。

线程安全性

String中的对象是不可变的，也就可以理解为常量，线程安全。AbstractStringBuilder是StringBuilder与StringBuffer的公共父类，定义了一些字符串的基本操作，如expandCapacity、append、insert、indexOf等公共方法。StringBuffer对方法加了同步锁或者对调用的方法加了同步锁，所以是线程安全的。StringBuilder并没有对方法进行加同步锁，所以是非线程安全的。

性能

每次对String 类型进行改变的时候，都会生成一个新的String对象，然后将指针指向新的String 对象。StringBuffer每次都会对StringBuffer对象本身进行操作，而不是生成新的对象并改变对象引用。相同情况下使用StirngBuilder 相比使用StringBuffer 仅能获得10%~15% 左右的性能提升，但却要冒多线程不安全的风险。

对于三者使用的总结：

如果要操作少量的数据用 = String

单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = StringBuilder

多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据 = StringBuffer

String为什么是不可变的吗？

简单来说就是String类利用了final修饰的char类型数组存储字符，源码如下图所以：

/** The value is used for character storage. */    private final char value[];

String真的是不可变的吗？

我觉得如果别人问这个问题的话，回答不可变就可以了。

下面只是给大家看两个有代表性的例子：

1) String不可变但不代表引用不可以变

String str = "Hello";        str = str + " World";        System.out.println("str=" + str);

结果：

str=Hello World

解析：

实际上，原来String的内容是不变的，只是str由原来指向"Hello"的内存地址转为指向"Hello World"的内存地址而已，也就是说多开辟了一块内存区域给"Hello World"字符串。

2) 通过反射是可以修改所谓的“不可变”对象

// 创建字符串"Hello World"， 并赋给引用s        String s = "Hello World";        System.out.println("s = " + s); // Hello World        // 获取String类中的value字段        Field valueFieldOfString = String.class.getDeclaredField("value");        // 改变value属性的访问权限        valueFieldOfString.setAccessible(true);        // 获取s对象上的value属性的值        char[] value = (char[]) valueFieldOfString.get(s);        // 改变value所引用的数组中的第5个字符        value[5] = '_';        System.out.println("s = " + s); // Hello_World

结果：

s = Hello Worlds = Hello_World

解析：

用反射可以访问私有成员，然后反射出String对象中的value属性，进而改变通过获得的value引用改变数组的结构。但是一般我们不会这么做，这里只是简单提一下有这个东西。

什么是反射机制？反射机制的应用场景有哪些？

反射机制介绍

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

静态编译和动态编译

静态编译：在编译时确定类型，绑定对象

动态编译：运行时确定类型，绑定对象

反射机制优缺点

优点： 运行期类型的判断，动态加载类，提高代码灵活度。

缺点： 性能瓶颈：反射相当于一系列解释操作，通知 JVM 要做的事情，性能比直接的java代码要慢很多。

反射的应用场景

反射是框架设计的灵魂。

在我们平时的项目开发过程中，基本上很少会直接使用到反射机制，但这不能说明反射机制没有用，实际上有很多设计、开发都与反射机制有关，例如模块化的开发，通过反射去调用对应的字节码；动态代理设计模式也采用了反射机制，还有我们日常使用的 Spring／Hibernate 等框架也大量使用到了反射机制。

举例：①我们在使用JDBC连接数据库时使用Class.forName()通过反射加载数据库的驱动程序；②Spring框架也用到很多反射机制，最经典的就是xml的配置模式。Spring 通过 XML 配置模式装载 Bean 的过程：1) 将程序内所有 XML 或 Properties 配置文件加载入内存中;

2)Java类里面解析xml或properties里面的内容，得到对应实体类的字节码字符串以及相关的属性信息; 3)使用反射机制，根据这个字符串获得某个类的Class实例; 4)动态配置实例的属性

推荐阅读：

什么是JDK?什么是JRE？什么是JVM？三者之间的联系与区别

这几个是Java中很基本很基本的东西，但是我相信一定还有很多人搞不清楚！为什么呢？因为我们大多数时候在使用现成的编译工具以及环境的时候，并没有去考虑这些东西。

JDK: 顾名思义它是给开发者提供的开发工具箱,是给程序开发者用的。它除了包括完整的JRE（Java Runtime Environment），Java运行环境，还包含了其他供开发者使用的工具包。

JRE: 普通用户而只需要安装JRE（Java Runtime Environment）来运行Java程序。而程序开发者必须安装JDK来编译、调试程序。

JVM： 当我们运行一个程序时，JVM负责将字节码转换为特定机器代码，JVM提供了内存管理/垃圾回收和安全机制等。这种独立于硬件和操作系统，正是java程序可以一次编写多处执行的原因。

区别与联系：

JDK用于开发，JRE用于运行java程序；

JDK和JRE中都包含JVM ；

JVM是java编程语言的核心并且具有平台独立性。

什么是字节码？采用字节码的最大好处是什么？

先看下java中的编译器和解释器： 　　

Java中引入了虚拟机的概念，即在机器和编译程序之间加入了一层抽象的虚拟的机器。这台虚拟的机器在任何平台上都提供给编译程序一个的共同的接口。编译程序只需要面向虚拟机，生成虚拟机能够理解的代码，然后由解释器来将虚拟机代码转换为特定系统的机器码执行。在Java中，这种供虚拟机理解的代码叫做字节码（即扩展名为.class的文件），它不面向任何特定的处理器，只面向虚拟机。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。Java源程序经过编译器编译后变成字节码，字节码由虚拟机解释执行，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后在特定的机器上运行。这也就是解释了Java的编译与解释并存的特点。

Java源代码---->编译器---->jvm可执行的Java字节码(即虚拟指令)---->jvm---->jvm中解释器----->机器可执行的二进制机器码---->程序运行。

采用字节码的好处： 　　

Java语言通过字节码的方式，在一定程度上解决了传统解释型语言执行效率低的问题，同时又保留了解释型语言可移植的特点。所以Java程序运行时比较高效，而且，由于字节码并不专对一种特定的机器，因此，Java程序无须重新编译便可在多种不同的计算机上运行。