10個艱難的Java面試題是什么

本篇內容介紹了“10個艱難的Java面試題是什么”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

1.為什么等待和通知是在 Object 類而不是 Thread 中聲明的？

一個棘手的 Java 問題，如果 Java編程語言不是你設計的，你怎么能回答這個問題呢。Java編程的常識和深入了解有助于回答這種棘手的 Java 核心方面的面試問題。

為什么 wait，notify 和 notifyAll 是在 Object 類中定義的而不是在 Thread 類中定義

這是有名的 Java 面試問題，招2~4年經驗的到高級 Java 開發人員面試都可能碰到。

這個問題的好在它能反映了面試者對等待通知機制的了解, 以及他對此主題的理解是否明確。就像為什么 Java 中不支持多繼承或者為什么 String 在 Java 中是 final 的問題一樣，這個問題也可能有多個答案。

為什么在 Object 類中定義 wait 和 notify 方法，每個人都能說出一些理由。 從我的面試經驗來看, wait 和 nofity 仍然是大多數Java 程序員最困惑的，特別是2到3年的開發人員，如果他們要求使用 wait 和 notify, 他們會很困惑。因此，如果你去參加 Java 面試，請確保對 wait 和 notify 機制有充分的了解，并且可以輕松地使用 wait 來編寫代碼，并通過生產者-消費者問題或實現阻塞隊列等了解通知的機制。

為什么等待和通知需要從同步塊或方法中調用, 以及 Java 中的 wait，sleep 和 yield 方法之間的差異，如果你還沒有讀過，你會覺得有趣。為何 wait，notify 和 notifyAll 屬于 Object 類? 為什么它們不應該在 Thread 類中? 以下是我認為有意義的一些想法：

1) wait 和 notify 不僅僅是普通方法或同步工具，更重要的是它們是 Java 中兩個線程之間的通信機制。對語言設計者而言, 如果不能通過 Java 關鍵字(例如 synchronized)實現通信此機制，同時又要確保這個機制對每個對象可用, 那么 Object 類則是的正確聲明位置。記住同步和等待通知是兩個不同的領域，不要把它們看成是相同的或相關的。同步是提供互斥并確保 Java 類的線程安全，而 wait 和 notify 是兩個線程之間的通信機制。

2) 每個對象都可上鎖，這是在 Object 類而不是 Thread 類中聲明 wait 和 notify 的另一個原因。

3) 在 Java 中為了進入代碼的臨界區，線程需要鎖定并等待鎖定，他們不知道哪些線程持有鎖，而只是知道鎖被某個線程持有， 并且他們應該等待取得鎖, 而不是去了解哪個線程在同步塊內，并請求它們釋放鎖定。

4) Java 是基于 Hoare 的監視器的思想(http://en.wikipedia.org/wiki/...。在Java中，所有對象都有一個監視器。

線程在監視器上等待，為執行等待，我們需要2個參數：

•  一個線程

•  一個監視器(任何對象)

在 Java 設計中，線程不能被指定，它總是運行當前代碼的線程。但是，我們可以指定監視器(這是我們稱之為等待的對象)。這是一個很好的設計，因為如果我們可以讓任何其他線程在所需的監視器上等待，這將導致“入侵”，導致在設計并發程序時會遇到困難。請記住，在 Java 中，所有在另一個線程的執行中侵入的操作都被棄用了(例如 stop 方法)。

2.為什么Java中不支持多重繼承？

我發現這個 Java 核心問題很難回答，因為你的答案可能不會讓面試官滿意，在大多數情況下，面試官正在尋找答案中的關鍵點，如果你提到這些關鍵點，面試官會很高興。在 Java 中回答這種棘手問題的關鍵是準備好相關主題, 以應對后續的各種可能的問題。

這是非常經典的問題，與為什么 String 在 Java 中是不可變的很類似; 這兩個問題之間的相似之處在于它們主要是由 Java 創作者的設計決策使然。

為什么Java不支持多重繼承, 可以考慮以下兩點:

1)第一個原因是圍繞鉆石?形繼承問題產生的歧義，考慮一個類 A 有 foo() 方法, 然后 B 和 C 派生自 A, 并且有自己的 foo() 實現，現在 D 類使用多個繼承派生自 B 和C，如果我們只引用 foo(), 編譯器將無法決定它應該調用哪個 foo()。這也稱為 Diamond 問題，因為這個繼承方案的結構類似于菱形，見下圖:

   A foo()        / \      /     \      C foo()      \     /        \ /        D  foo()

即使我們刪除鉆石的頂部 A 類并允許多重繼承，我們也將看到這個問題含糊性的一面。如果你把這個理由告訴面試官，他會問為什么 C++ 可以支持多重繼承而 Java不行。嗯，在這種情況下，我會試著向他解釋我下面給出的第二個原因，它不是因為技術難度, 而是更多的可維護和更清晰的設計是驅動因素, 雖然這只能由 Java 言語設計師確認，我們只是推測。維基百科鏈接有一些很好的解釋，說明在使用多重繼承時，由于鉆石問題，不同的語言地址問題是如何產生的。

2)對我來說第二個也是更有說服力的理由是，多重繼承確實使設計復雜化并在轉換、構造函數鏈接等過程中產生問題。假設你需要多重繼承的情況并不多，簡單起見，明智的決定是省略它。此外，Java 可以通過使用接口支持單繼承來避免這種歧義。由于接口只有方法聲明而且沒有提供任何實現，因此只有一個特定方法的實現，因此不會有任何歧義。

3.為什么Java不支持運算符重載？

另一個類似棘手的Java問題。為什么 C++ 支持運算符重載而 Java 不支持? 有人可能會說+運算符在 Java 中已被重載用于字符串連接，不要被這些論據所欺騙。

與 C++ 不同，Java 不支持運算符重載。Java 不能為程序員提供自由的標準算術運算符重載，例如+， - ，*和/等。如果你以前用過 C++，那么 Java 與 C++ 相比少了很多功能，例如 Java 不支持多重繼承，Java中沒有指針，Java中沒有引用傳遞。另一個類似的問題是關于 Java 通過引用傳遞，這主要表現為 Java 是通過值還是引用傳參。雖然我不知道背后的真正原因，但我認為以下說法有些道理，為什么 Java 不支持運算符重載。

1)簡單性和清晰性。清晰性是Java設計者的目標之一。設計者不是只想復制語言，而是希望擁有一種清晰，真正面向對象的語言。添加運算符重載比沒有它肯定會使設計更復雜，并且它可能導致更復雜的編譯器, 或減慢 JVM，因為它需要做額外的工作來識別運算符的實際含義，并減少優化的機會, 以保證 Java 中運算符的行為。

2)避免編程錯誤。Java 不允許用戶定義的運算符重載，因為如果允許程序員進行運算符重載，將為同一運算符賦予多種含義，這將使任何開發人員的學習曲線變得陡峭，事情變得更加混亂。據觀察，當語言支持運算符重載時，編程錯誤會增加，從而增加了開發和交付時間。由于 Java 和 JVM 已經承擔了大多數開發人員的責任，如在通過提供垃圾收集器進行內存管理時，因為這個功能增加污染代碼的機會, 成為編程錯誤之源, 因此沒有多大意義。

3)JVM復雜性。從JVM的角度來看，支持運算符重載使問題變得更加困難。通過更直觀，更干凈的方式使用方法重載也能實現同樣的事情，因此不支持 Java 中的運算符重載是有意義的。與相對簡單的 JVM 相比，復雜的 JVM 可能導致 JVM 更慢，并為保證在 Java 中運算符行為的確定性從而減少了優化代碼的機會。

4)讓開發工具處理更容易。這是在 Java 中不支持運算符重載的另一個好處。省略運算符重載使語言更容易處理，這反過來又更容易開發處理語言的工具，例如 IDE 或重構工具。Java 中的重構工具遠勝于 C++。

4.為什么 String 在 Java 中是不可變的？

我最喜歡的 Java 面試問題，很棘手，但同時也非常有用。一些面試者也常問這個問題，為什么 String 在 Java 中是 final 的。

字符串在 Java 中是不可變的，因為 String 對象緩存在 String 池中。由于緩存的字符串在多個客戶之間共享，因此始終存在風險，其中一個客戶的操作會影響所有其他客戶。例如，如果一段代碼將 String “Test” 的值更改為 “TEST”，則所有其他客戶也將看到該值。由于 String 對象的緩存性能是很重要的一方面，因此通過使 String 類不可變來避免這種風險。

同時，String 是 final 的，因此沒有人可以通過擴展和覆蓋行為來破壞 String 類的不變性、緩存、散列值的計算等。String 類不可變的另一個原因可能是由于 HashMap。

由于把字符串作為 HashMap 鍵很受歡迎。對于鍵值來說，重要的是它們是不可變的，以便用它們檢索存儲在 HashMap 中的值對象。由于 HashMap 的工作原理是散列，因此需要具有相同的值才能正常運行。如果在插入后修改了 String 的內容，可變的 String將在插入和檢索時生成兩個不同的哈希碼，可能會丟失 Map 中的值對象。

如果你是印度板球迷，你可能能夠與我的下一句話聯系起來。字符串是Java的 VVS Laxman，即非常特殊的類。我還沒有看到一個沒有使用 String 編寫的 Java 程序。這就是為什么對 String 的充分理解對于 Java 開發人員來說非常重要。

String 作為數據類型，傳輸對象和中間人角色的重要性和流行性也使這個問題在 Java 面試中很常見。

為什么 String 在 Java 中是不可變的是 Java 中最常被問到的字符串訪問問題之一，它首先討論了什么是 String，Java 中的 String 如何與 C 和 C++ 中的 String 不同，然后轉向在Java中什么是不可變對象，不可變對象有什么好處，為什么要使用它們以及應該使用哪些場景。這個問題有時也會問：“為什么 String 在 Java 中是 final 的”。在類似的說明中，如果你正在準備Java 面試，我建議你看看Java編程面試公開書，這是高級和中級Java程序員的優秀資源。它包含來自所有重要 Java 主題的問題，包括多線程，集合，GC，JVM內部以及 Spring和 Hibernate 框架等。

正如我所說，這個問題可能有很多可能的答案，而 String 類的唯一設計者可以放心地回答它。我在 Joshua Bloch 的 Effective Java 書中期待一些線索，但他也沒有提到它。我認為以下幾點解釋了為什么 String 類在 Java 中是不可變的或 final 的：

1)想象字符串池沒有使字符串不可變，它根本不可能，因為在字符串池的情況下，一個字符串對象/文字，例如 “Test” 已被許多參考變量引用，因此如果其中任何一個更改了值，其他參數將自動受到影響，即假設

String A="Test";  String B="Test";

現在字符串 B 調用 "Test".toUpperCase(), 將同一個對象改為“TEST”，所以 A 也是 “TEST”，這不是期望的結果。

下圖顯示了如何在堆內存和字符串池中創建字符串。

2)字符串已被廣泛用作許多 Java 類的參數，例如，為了打開網絡連接，你可以將主機名和端口號作為字符串傳遞，你可以將數據庫 URL 作為字符串傳遞, 以打開數據庫連接，你可以通過將文件名作為參數傳遞給 File I/O 類來打開 Java 中的任何文件。如果 String 不是不可變的，這將導致嚴重的安全威脅，我的意思是有人可以訪問他有權授權的任何文件，然后可以故意或意外地更改文件名并獲得對該文件的訪問權限。由于不變性，你無需擔心這種威脅。這個原因也說明了，為什么 String 在 Java 中是最終的，通過使 java.lang.String final，Java設計者確保沒有人覆蓋 String 類的任何行為。

3)由于 String 是不可變的，它可以安全地共享許多線程，這對于多線程編程非常重要. 并且避免了 Java 中的同步問題，不變性也使得String 實例在 Java 中是線程安全的，這意味著你不需要從外部同步 String 操作。關于 String 的另一個要點是由截取字符串 SubString 引起的內存泄漏，這不是與線程相關的問題，但也是需要注意的。

4)為什么 String 在 Java 中是不可變的另一個原因是允許 String 緩存其哈希碼，Java 中的不可變 String 緩存其哈希碼，并且不會在每次調用 String 的 hashcode 方法時重新計算，這使得它在 Java 中的 HashMap 中使用的 HashMap 鍵非常快。簡而言之，因為 String 是不可變的，所以沒有人可以在創建后更改其內容，這保證了 String 的 hashCode 在多次調用時是相同的。

5)String 不可變的絕對最重要的原因是它被類加載機制使用，因此具有深刻和基本的安全考慮。如果 String 是可變的，加載“java.io.Writer” 的請求可能已被更改為加載 “mil.vogoon.DiskErasingWriter”. 安全性和字符串池是使字符串不可變的主要原因。順便說一句，上面的理由很好回答另一個Java面試問題: “為什么String在Java中是最終的”。要想是不可變的，你必須是最終的，這樣你的子類不會破壞不變性。你怎么看？

5.為什么 char 數組比 Java 中的 String 更適合存儲密碼？

另一個基于 String 的棘手 Java 問題，相信我只有很少的 Java 程序員可以正確回答這個問題。這是一個真正艱難的核心Java面試問題，并且需要對 String 的扎實知識才能回答這個問題。

這是最近在 Java 面試中向我的一位朋友詢問的問題。他正在接受技術主管職位的面試，并且有超過6年的經驗。如果你還沒有遇到過這種情況，那么字符數組和字符串可以用來存儲文本數據，但是選擇一個而不是另一個很難。但正如我的朋友所說，任何與 String 相關的問題都必須對字符串的特殊屬性有一些線索，比如不變性，他用它來說服訪提問的人。在這里，我們將探討為什么你應該使用char[]存儲密碼而不是String的一些原因。

字符串：1)由于字符串在 Java 中是不可變的，如果你將密碼存儲為純文本，它將在內存中可用，直到垃圾收集器清除它. 并且為了可重用性，會存在 String 在字符串池中, 它很可能會保留在內存中持續很長時間，從而構成安全威脅。

由于任何有權訪問內存轉儲的人都可以以明文形式找到密碼，這是另一個原因，你應該始終使用加密密碼而不是純文本。由于字符串是不可變的，所以不能更改字符串的內容，因為任何更改都會產生新的字符串，而如果你使用char[]，你就可以將所有元素設置為空白或零。因此，在字符數組中存儲密碼可以明顯降低竊取密碼的安全風險。

2)Java 本身建議使用 JPasswordField 的 getPassword() 方法，該方法返回一個 char[] 和不推薦使用的getTex() 方法，該方法以明文形式返回密碼，由于安全原因。應遵循 Java 團隊的建議, 堅持標準而不是反對它。

3)使用 String 時，總是存在在日志文件或控制臺中打印純文本的風險，但如果使用 Array，則不會打印數組的內容而是打印其內存位置。雖然不是一個真正的原因，但仍然有道理。 

String strPassword =“Unknown”;      char [] charPassword = new char [] {'U'，'n'，'k'，'w'，'o'，'n'};      System.out.println(“字符密碼：”+ strPassword);     System.out.println(“字符密碼：”+ charPassword);

輸出

字符串密碼：Unknown

字符密碼：[C @110b053

我還建議使用散列或加密的密碼而不是純文本，并在驗證完成后立即從內存中清除它。因此,在Java中,用字符數組用存儲密碼比字符串是更好的選擇。雖然僅使用char[]還不夠，還你需要擦除內容才能更安全。

6.如何使用雙重檢查鎖定在 Java 中創建線程安全的單例？

艱難的核心 Java 面試問題.這個 Java 問題也常被問: 什么是線程安全的單例，你怎么創建它。好吧，在Java 5之前的版本, 使用雙重檢查鎖定創建單例 Singleton 時，如果多個線程試圖同時創建 Singleton 實例，則可能有多個 Singleton 實例被創建。從 Java 5 開始，使用 Enum 創建線程安全的Singleton很容易。但如果面試官堅持雙重檢查鎖定，那么你必須為他們編寫代碼。記得使用volatile變量。

為什么枚舉單例在 Java 中更好

枚舉單例是使用一個實例在 Java 中實現單例模式的新方法。雖然Java中的單例模式存在很長時間,但枚舉單例是相對較新的概念,在引入Enum作為關鍵字和功能之后,從Java5開始在實踐中。本文與之前關于 Singleton 的內容有些相關, 其中討論了有關 Singleton 模式的面試中的常見問題, 以及 10 個 Java 枚舉示例, 其中我們看到了如何通用枚舉可以。這篇文章是關于為什么我們應該使用Eeame作為Java中的單例,它比傳統的單例方法相比有什么好處等等。

Java 枚舉和單例模式

Java 中的枚舉單例模式是使用枚舉在 Java 中實現單例模式。單例模式在 Java 中早有應用, 但使用枚舉類型創建單例模式時間卻不長. 如果感興趣, 你可以了解下構建者設計模式和裝飾器設計模式。

1) 枚舉單例易于書寫

這是迄今為止最大的優勢,如果你在Java 5之前一直在編寫單例, 你知道, 即使雙檢查鎖定, 你仍可以有多個實例。雖然這個問題通過 Java 內存模型的改進已經解決了, 從 Java 5 開始的 volatile 類型變量提供了保證, 但是對于許多初學者來說, 編寫起來仍然很棘手。與同步雙檢查鎖定相比,枚舉單例實在是太簡單了。如果你不相信, 那就比較一下下面的傳統雙檢查鎖定單例和枚舉單例的代碼:

在 Java 中使用枚舉的單例

這是我們通常聲明枚舉的單例的方式,它可能包含實例變量和實例方法,但為了簡單起見,我沒有使用任何實例方法,只是要注意,如果你使用的實例方法且該方法能改變對象的狀態的話, 則需要確保該方法的線程安全。默認情況下,創建枚舉實例是線程安全的,但 Enum 上的任何其他方法是否線程安全都是程序員的責任。

/**  * 使用 Java 枚舉的單例模式示例  */  public enum EasySingleton{      INSTANCE;  }

你可以通過EasySingleton.INSTANCE來處理它,這比在單例上調用getInstance()方法容易得多。

具有雙檢查鎖定的單例示例

下面的代碼是單例模式中雙重檢查鎖定的示例,此處的 getInstance() 方法檢查兩次,以查看 INSTANCE 是否為空,這就是為什么它被稱為雙檢查鎖定模式,請記住,雙檢查鎖定是代理之前Java 5,但Java5內存模型中易失變量的干擾,它應該工作完美。

/**  * 單例模式示例,雙重鎖定檢查  */  public class DoubleCheckedLockingSingleton{       private volatile DoubleCheckedLockingSingleton INSTANCE;       private DoubleCheckedLockingSingleton(){}       public DoubleCheckedLockingSingleton getInstance(){           if(INSTANCE == null){              synchronized(DoubleCheckedLockingSingleton.class){                  //double checking Singleton instance                  if(INSTANCE == null){                      INSTANCE = new DoubleCheckedLockingSingleton();                  }              }           }           return INSTANCE;       }  }

你可以調用DoubleCheckedLockingSingleton.getInstance() 來獲取此單例類的訪問權限。

現在,只需查看創建延遲加載的線程安全的 Singleton 所需的代碼量。使用枚舉單例模式, 你可以在一行中具有該模式, 因為創建枚舉實例是線程安全的, 并且由 JVM 進行。

人們可能會爭辯說,有更好的方法來編寫 Singleton 而不是雙檢查鎖定方法, 但每種方法都有自己的優點和缺點, 就像我最喜歡在類加載時創建的靜態字段 Singleton, 如下面所示, 但請記住, 這不是一個延遲加載單例:

單例模式用靜態工廠方法

這是我最喜歡的在 Java 中影響 Singleton 模式的方法之一,因為 Singleton 實例是靜態的,并且最后一個變量在類首次加載到內存時初始化,因此實例的創建本質上是線程安全的。

/**  * 單例模式示例與靜態工廠方法  */  public class Singleton{      //initailzed during class loading      private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();      //to prevent creating another instance of Singleton      private Singleton(){}      public static Singleton getSingleton(){          return INSTANCE;      }  }

你可以調用 Singleton.getSingleton() 來獲取此類的訪問權限。

2) 枚舉單例自行處理序列化

傳統單例的另一個問題是,一旦實現可序列化接口,它們就不再是 Singleton, 因為 readObject() 方法總是返回一個新實例, 就像 Java 中的構造函數一樣。通過使用 readResolve() 方法, 通過在以下示例中替換 Singeton 來避免這種情況:

//readResolve to prevent another instance of Singleton  private Object readResolve(){      return INSTANCE;  }

如果 Singleton 類保持內部狀態, 這將變得更加復雜, 因為你需要標記為 transient(不被序列化),但使用枚舉單例, 序列化由 JVM 進行。

3) 創建枚舉實例是線程安全的

如第 1 點所述,因為 Enum 實例的創建在默認情況下是線程安全的, 你無需擔心是否要做雙重檢查鎖定。

總之, 在保證序列化和線程安全的情況下,使用兩行代碼枚舉單例模式是在 Java 5 以后的世界中創建 Singleton 的最佳方式。你仍然可以使用其他流行的方法, 如你覺得更好, 歡迎討論。

7. 編寫 Java 程序時, 如何在 Java 中創建死鎖并修復它？

經典但核心Java面試問題之一。

如果你沒有參與過多線程并發 Java 應用程序的編碼，你可能會失敗。

如何避免 Java 線程死鎖？

如何避免 Java 中的死鎖？是 Java 面試的熱門問題之一, 也是多線程的編程中的重口味之一, 主要在招高級程序員時容易被問到, 且有很多后續問題。盡管問題看起來非常基本, 但大多數 Java 開發人員一旦你開始深入, 就會陷入困境。

面試問題總是以“什么是死鎖？”開始

當兩個或多個線程在等待彼此釋放所需的資源(鎖定)并陷入無限等待即是死鎖。它僅在多任務或多線程的情況下發生。

如何檢測 Java 中的死鎖？

雖然這可以有很多答案, 但我的版本是首先我會看看代碼, 如果我看到一個嵌套的同步塊，或從一個同步的方法調用其他同步方法, 或試圖在不同的對象上獲取鎖, 如果開發人員不是非常小心，就很容易造成死鎖。

另一種方法是在運行應用程序時實際鎖定時找到它, 嘗試采取線程轉儲,在 Linux 中,你可以通過kill -3命令執行此操作, 這將打印應用程序日志文件中所有線程的狀態, 并且你可以看到哪個線程被鎖定在哪個線程對象上。

你可以使用 fastthread.io 網站等工具分析該線程轉儲, 這些工具允許你上載線程轉儲并對其進行分析。

另一種方法是使用 jConsole 或 VisualVM, 它將顯示哪些線程被鎖定以及哪些對象被鎖定。

如果你有興趣了解故障排除工具和分析線程轉儲的過程, 我建議你看看 Uriah Levy 在多元視覺(PluraIsight)上《分析 Java 線程轉儲》課程。旨在詳細了解 Java 線程轉儲, 并熟悉其他流行的高級故障排除工具。

編寫一個將導致死鎖的Java程序？

一旦你回答了前面的問題,他們可能會要求你編寫代碼,這將導致Java死鎖。

這是我的版本之一

/**   * Java 程序通過強制循環等待來創建死鎖。   *   *   */  public class DeadLockDemo {      /*       * 此方法請求兩個鎖,第一個字符串,然后整數       */       public void method1() {          synchronized (String.class) {              System.out.println("Aquired lock on String.class object");              synchronized (Integer.class) {                  System.out.println("Aquired lock on Integer.class object");              }          }      }      /*       * 此方法也請求相同的兩個鎖,但完全       * 相反的順序,即首先整數,然后字符串。       * 如果一個線程持有字符串鎖,則這會產生潛在的死鎖       * 和其他持有整數鎖,他們等待對方,永遠。       */       public void method2() {          synchronized (Integer.class) {              System.out.println("Aquired lock on Integer.class object");              synchronized (String.class) {                  System.out.println("Aquired lock on String.class object");              }          }      }  }

如果 method1() 和 method2() 都由兩個或多個線程調用,則存在死鎖的可能性, 因為如果線程 1 在執行 method1() 時在 Sting 對象上獲取鎖, 線程 2 在執行 method2() 時在 Integer 對象上獲取鎖, 等待彼此釋放 Integer 和 String 上的鎖以繼續進行一步, 但這永遠不會發生。

此圖精確演示了我們的程序, 其中一個線程在一個對象上持有鎖, 并等待其他線程持有的其他對象鎖。

你可以看到, Thread1 需要 Thread2 持有的 Object2 上的鎖,而 Thread2 希望獲得 Thread1 持有的 Object1 上的鎖。由于沒有線程愿意放棄, 因此存在死鎖, Java 程序被卡住。

其理念是, 你應該知道使用常見并發模式的正確方法, 如果你不熟悉這些模式,那么 Jose Paumard 《應用于并發和多線程的常見 Java 模式》是學習的好起點。

如何避免Java中的死鎖？

現在面試官來到最后一部分, 在我看來, 最重要的部分之一; 如何修復代碼中的死鎖？或如何避免Java中的死鎖？

如果你仔細查看了上面的代碼,那么你可能已經發現死鎖的真正原因不是多個線程, 而是它們請求鎖的方式, 如果你提供有序訪問, 則問題將得到解決。

下面是我的修復版本,它通過避免循環等待，而避免死鎖, 而不需要搶占, 這是需要死鎖的四個條件之一。

public class DeadLockFixed {      /**       * 兩種方法現在都以相同的順序請求鎖,首先采用整數,然后是 String。       * 你也可以做反向,例如,第一個字符串,然后整數,       * 只要兩種方法都請求鎖定,兩者都能解決問題       * 順序一致。       */      public void method1() {          synchronized (Integer.class) {              System.out.println("Aquired lock on Integer.class object");              synchronized (String.class) {                  System.out.println("Aquired lock on String.class object");              }          }      }      public void method2() {          synchronized (Integer.class) {              System.out.println("Aquired lock on Integer.class object");              synchronized (String.class) {                  System.out.println("Aquired lock on String.class object");              }          }      }  }

現在沒有任何死鎖,因為兩種方法都按相同的順序訪問 Integer 和 String 類文本上的鎖。因此,如果線程 A 在 Integer 對象上獲取鎖, 則線程 B 不會繼續, 直到線程 A 釋放 Integer 鎖, 即使線程 B 持有 String 鎖, 線程 A 也不會被阻止, 因為現在線程 B 不會期望線程 A 釋放 Integer 鎖以繼續。

8. 如果你的Serializable類包含一個不可序列化的成員，會發生什么？你是如何解決的？

任何序列化該類的嘗試都會因NotSerializableException而失敗，但這可以通過在 Java中 為 static 設置瞬態(trancient)變量來輕松解決。

Java 序列化相關的常見問題

Java 序列化是一個重要概念, 但它很少用作持久性解決方案, 開發人員大多忽略了 Java 序列化 API。根據我的經驗, Java 序列化在任何 Java核心內容面試中都是一個相當重要的話題, 在幾乎所有的網面試中, 我都遇到過一兩個 Java 序列化問題, 我看過一次面試, 在問幾個關于序列化的問題之后候選人開始感到不自在, 因為缺乏這方面的經驗。 他們不知道如何在 Java 中序列化對象, 或者他們不熟悉任何 Java 示例來解釋序列化, 忘記了諸如序列化在 Java 中如何工作, 什么是標記接口, 標記接口的目的是什么, 瞬態變量和可變變量之間的差異, 可序列化接口具有多少種方法, 在 Java 中,Serializable 和 Externalizable 有什么區別, 或者在引入注解之后, 為什么不用 @Serializable 注解或替換 Serializalbe 接口。

在本文中,我們將從初學者和高級別進行提問, 這對新手和具有多年 Java 開發經驗的高級開發人員同樣有益。

關于Java序列化的10個面試問題

大多數商業項目使用數據庫或內存映射文件或只是普通文件, 來滿足持久性要求, 只有很少的項目依賴于 Java 中的序列化過程。無論如何,這篇文章不是 Java 序列化教程或如何序列化在 Java 的對象, 但有關序列化機制和序列化 API 的面試問題, 這是值得去任何 Java 面試前先看看以免讓一些未知的內容驚到自己。

對于那些不熟悉 Java 序列化的人, Java 序列化是用來通過將對象的狀態存儲到帶有.ser擴展名的文件來序列化 Java 中的對象的過程, 并且可以通過這個文件恢復重建 Java對象狀態, 這個逆過程稱為 deserialization。

什么是 Java 序列化

序列化是把對象改成可以存到磁盤或通過網絡發送到其他運行中的 Java 虛擬機的二進制格式的過程, 并可以通過反序列化恢復對象狀態. Java 序列化API給開發人員提供了一個標準機制, 通過 java.io.Serializable 和 java.io.Externalizable 接口, ObjectInputStream 及ObjectOutputStream 處理對象序列化. Java 程序員可自由選擇基于類結構的標準序列化或是他們自定義的二進制格式, 通常認為后者才是最佳實踐, 因為序列化的二進制文件格式成為類輸出 API的一部分, 可能破壞 Java 中私有和包可見的屬性的封裝.

如何序列化

讓 Java 中的類可以序列化很簡單. 你的 Java 類只需要實現 java.io.Serializable 接口, JVM 就會把 Object 對象按默認格式序列化. 讓一個類是可序列化的需要有意為之. 類可序列會可能為是一個長期代價, 可能會因此而限制你修改或改變其實現. 當你通過實現添加接口來更改類的結構時, 添加或刪除任何字段可能會破壞默認序列化, 這可以通過自定義二進制格式使不兼容的可能性最小化, 但仍需要大量的努力來確保向后兼容性。序列化如何限制你更改類的能力的一個示例是 SerialVersionUID。如果不顯式聲明 SerialVersionUID, 則 JVM 會根據類結構生成其結構, 該結構依賴于類實現接口和可能更改的其他幾個因素。 假設你新版本的類文件實現的另一個接口, JVM 將生成一個不同的 SerialVersionUID 的, 當你嘗試加載舊版本的程序序列化的舊對象時, 你將獲得無效類異常 InvalidClassException。

問題 1) Java 中的可序列化接口和可外部接口之間的區別是什么？

這是 Java 序列化訪談中最常問的問題。下面是我的版本 Externalizable 給我們提供 writeExternal() 和 readExternal() 方法, 這讓我們靈活地控制 Java 序列化機制, 而不是依賴于 Java 的默認序列化。 正確實現 Externalizable 接口可以顯著提高應用程序的性能。

問題 2) 可序列化的方法有多少？如果沒有方法,那么可序列化接口的用途是什么？

可序列化 Serializalbe 接口存在于java.io包中,構成了 Java 序列化機制的核心。它沒有任何方法, 在 Java 中也稱為標記接口。 當類實現 java.io.Serializable 接口時, 它將在 Java 中變得可序列化, 并指示編譯器使用 Java 序列化機制序列化此對象。

問題 3) 什么是 serialVersionUID ？如果你不定義這個, 會發生什么？

我最喜歡的關于Java序列化的問題面試問題之一。serialVersionUID 是一個 private static final long 型 ID, 當它被印在對象上時, 它通常是對象的哈希碼,你可以使用 serialver 這個 JDK 工具來查看序列化對象的 serialVersionUID。SerialVerionUID 用于對象的版本控制。 也可以在類文件中指定 serialVersionUID。不指定 serialVersionUID的后果是,當你添加或修改類中的任何字段時, 則已序列化類將無法恢復, 因為為新類和舊序列化對象生成的 serialVersionUID 將有所不同。Java 序列化過程依賴于正確的序列化對象恢復狀態的, ,并在序列化對象序列版本不匹配的情況下引發 java.io.InvalidClassException 無效類異常,了解有關 serialVersionUID 詳細信息,請參閱這篇文章, 需要 FQ。

問題 4) 序列化時,你希望某些成員不要序列化？你如何實現它？

另一個經常被問到的序列化面試問題。這也是一些時候也問, 如什么是瞬態 trasient 變量, 瞬態和靜態變量會不會得到序列化等,所以,如果你不希望任何字段是對象的狀態的一部分, 然后聲明它靜態或瞬態根據你的需要, 這樣就不會是在 Java 序列化過程中被包含在內。

問題 5) 如果類中的一個成員未實現可序列化接口, 會發生什么情況？

關于Java序列化過程的一個簡單問題。如果嘗試序列化實現可序列化的類的對象,但該對象包含對不可序列化類的引用,則在運行時將引發不可序列化異常 NotSerializableException, 這就是為什么我始終將一個可序列化警報(在我的代碼注釋部分中), 代碼注釋最佳實踐之一, 指示開發人員記住這一事實, 在可序列化類中添加新字段時要注意。

問題 6) 如果類是可序列化的, 但其超類不是, 則反序列化后從超級類繼承的實例變量的狀態如何？

Java 序列化過程僅在對象層次都是可序列化結構中繼續, 即實現 Java 中的可序列化接口, 并且從超級類繼承的實例變量的值將通過調用構造函數初始化, 在反序列化過程中不可序列化的超級類。一旦構造函數鏈接將啟動, 就不可能停止, 因此, 即使層次結構中較高的類實現可序列化接口, 也將執行構造函數。正如你從陳述中看到的, 這個序列化面試問題看起來非常棘手和有難度, 但如果你熟悉關鍵概念, 則并不難。

問題 7) 是否可以自定義序列化過程, 或者是否可以覆蓋 Java 中的默認序列化過程？

答案是肯定的, 你可以。我們都知道,對于序列化一個對象需調用 ObjectOutputStream.writeObject(saveThisObject), 并用 ObjectInputStream.readObject() 讀取對象, 但 Java 虛擬機為你提供的還有一件事, 是定義這兩個方法。 如果在類中定義這兩種方法, 則 JVM 將調用這兩種方法, 而不是應用默認序列化機制。 你可以在此處通過執行任何類型的預處理或后處理任務來自定義對象序列化和反序列化的行為。需要注意的重要一點是要聲明這些方法為私有方法, 以避免被繼承、重寫或重載。 由于只有 Java 虛擬機可以調用類的私有方法, 你的類的完整性會得到保留, 并且 Java 序列化將正常工作。在我看來, 這是在任何 Java 序列化面試中可以問的最好問題之一, 一個很好的后續問題是, 為什么要為你的對象提供自定義序列化表單？

問題 8) 假設新類的超級類實現可序列化接口, 如何避免新類被序列化？

在 Java 序列化中一個棘手的面試問題。如果類的 Super 類已經在 Java 中實現了可序列化接口, 那么它在 Java 中已經可以序列化, 因為你不能取消接口, 它不可能真正使它無法序列化類, 但是有一種方法可以避免新類序列化。為了避免 Java 序列化,你需要在類中實現 writeObject() 和 readObject() 方法, 并且需要從該方法引發不序列化異常NotSerializableException。 這是自定義 Java 序列化過程的另一個好處, 如上述序列化面試問題中所述, 并且通常隨著面試進度, 它作為后續問題提出。

問題 9) 在 Java 中的序列化和反序列化過程中使用哪些方法？

這是很常見的面試問題, 在序列化基本上面試官試圖知道: 你是否熟悉 readObject() 的用法、writeObject()、readExternal() 和 writeExternal()。 Java 序列化由java.io.ObjectOutputStream類完成。 該類是一個篩選器流, 它封裝在較低級別的字節流中, 以處理序列化機制。要通過序列化機制存儲任何對象, 我們調用 ObjectOutputStream.writeObject(savethisobject), 并反序列化該對象, 我們稱之為 ObjectInputStream.readObject()方法。調用以 writeObject() 方法在 java 中觸發序列化過程。關于 readObject() 方法, 需要注意的一點很重要一點是, 它用于從持久性讀取字節, 并從這些字節創建對象, 并返回一個對象, 該對象需要類型強制轉換為正確的類型。

問題 10) 假設你有一個類,它序列化并存儲在持久性中, 然后修改了該類以添加新字段。如果對已序列化的對象進行反序列化, 會發生什么情況？

這取決于類是否具有其自己的 serialVersionUID。正如我們從上面的問題知道, 如果我們不提供 serialVersionUID, 則 Java 編譯器將生成它, 通常它等于對象的哈希代碼。通過添加任何新字段, 有可能為該類新版本生成的新 serialVersionUID 與已序列化的對象不同, 在這種情況下, Java 序列化 API 將引發 java.io.InvalidClassException, 因此建議在代碼中擁有自己的 serialVersionUID, 并確保在單個類中始終保持不變。

11) Java序列化機制中的兼容更改和不兼容更改是什么？

真正的挑戰在于通過添加任何字段、方法或刪除任何字段或方法來更改類結構, 方法是使用已序列化的對象。根據 Java 序列化規范, 添加任何字段或方法都面臨兼容的更改和更改類層次結構或取消實現的可序列化接口, 有些接口在非兼容更改下。對于兼容和非兼容更改的完整列表, 我建議閱讀 Java 序列化規范。

12) 我們可以通過網絡傳輸一個序列化的對象嗎？

是的 ,你可以通過網絡傳輸序列化對象, 因為 Java 序列化對象仍以字節的形式保留, 字節可以通過網絡發送。你還可以將序列化對象存儲在磁盤或數據庫中作為 Blob。

13) 在 Java 序列化期間,哪些變量未序列化？

這個問題問得不同, 但目的還是一樣的, Java開發人員是否知道靜態和瞬態變量的細節。由于靜態變量屬于類, 而不是對象, 因此它們不是對象狀態的一部分, 因此在 Java 序列化過程中不會保存它們。由于 Java 序列化僅保留對象的狀態,而不是對象本身。瞬態變量也不包含在 Java 序列化過程中, 并且不是對象的序列化狀態的一部分。在提出這個問題之后,面試官會詢問后續內容, 如果你不存儲這些變量的值, 那么一旦對這些對象進行反序列化并重新創建這些變量, 這些變量的價值是多少？這是你們要考慮的。

9. 為什么Java中 wait 方法需要在 synchronized 的方法中調用？

另一個棘手的核心 Java 問題，wait 和 notify。它們是在有 synchronized 標記的方法或 synchronized 塊中調用的，因為 wait 和 modify 需要監視對其上調用 wait 或 notify-get 的 Object。

大多數Java開發人員都知道對象類的 wait()，notify() 和 notifyAll()方法必須在Java中的 synchronized 方法或 synchronized 塊中調用, 但是我們想過多少次, 為什么在 Java 中 wait, notify 和 notifyAll 來自 synchronized 塊或方法?

最近這個問題在Java面試中被問到我的一位朋友，他思索了一下，并回答說: 如果我們不從同步上下文中調用 wait() 或 notify() 方法，我們將在 Java 中收到 IllegalMonitorStateException。

他的回答從實際效果上年是正確的，但面試官對這樣的答案不會完全滿意，并希望向他解釋這個問題。面試結束后 他和我討論了同樣的問題，我認為他應該告訴面試官關于 Java 中 wait()和 notify()之間的競態條件，如果我們不在同步方法或塊中調用它們就可能存在。

讓我們看看競態條件如何在Java程序中發生。它也是流行的線程面試問題之一，并經常在電話和面對面的Java開發人員面試中出現。因此，如果你正在準備Java面試，那么你應該準備這樣的問題，并且可以真正幫助你的一本書是《Java程序員面試公式書》的。這是一本罕見的書，涵蓋了Java訪談的幾乎所有重要主題，例如核心Java，多線程，IO 和 NIO 以及 Spring 和 Hibernate 等框架。你可以在這里查看。

為什么要等待來自 Java中的 synchronized 方法的 wait方法為什么必須從 Java 中的 synchronized 塊或方法調用 ？ 我們主要使用 wait()，notify() 或 notifyAll() 方法用于 Java 中的線程間通信。一個線程在檢查條件后正在等待，例如，在經典的生產者 - 消費者問題中，如果緩沖區已滿，則生產者線程等待，并且消費者線程通過使用元素在緩沖區中創建空間后通知生產者線程。調用notify()或notifyAll()方法向單個或多個線程發出一個條件已更改的通知，并且一旦通知線程離開 synchronized 塊，正在等待的所有線程開始獲取正在等待的對象鎖定，幸運的線程在重新獲取鎖之后從 wait() 方法返回并繼續進行。

讓我們將整個操作分成幾步，以查看Java中wait()和notify()方法之間的競爭條件的可能性，我們將使用Produce Consumer 線程示例更好地理解方案：

1.  Producer 線程測試條件(緩沖區是是否完整)并確認必須等待(找到緩沖區已滿)。

2.  Consumer 線程在使用緩沖區中的元素后設置條件。

3.  Consumer 線程調用 notify() 方法; 這是不會被聽到的，因為 Producer 線程還沒有等待。

4.  Producer 線程調用 wait() 方法并進入等待狀態。

因此，由于競態條件，我們可能會丟失通知，如果我們使用緩沖區或只使用一個元素，生產線程將永遠等待，你的程序將掛起。“在java同步中等待 notify 和 notifyall 現在讓我們考慮如何解決這個潛在的競態條件？這個競態條件通過使用 Java 提供的 synchronized 關鍵字和鎖定來解決。為了調用 wait()，notify() 或 notifyAll(), 在Java中，我們必須獲得對我們調用方法的對象的鎖定。由于 Java 中的 wait() 方法在等待之前釋放鎖定并在從 wait() 返回之前重新獲取鎖定方法，我們必須使用這個鎖來確保檢查條件(緩沖區是否已滿)和設置條件(從緩沖區獲取元素)是原子的，這可以通過在 Java 中使用 synchronized 方法或塊來實現。

我不確定這是否是面試官實際期待的，但這個我認為至少有意義，請糾正我如果我錯了，請告訴我們是否還有其他令人信服的理由調用 wait()，notify() 或 Java 中的 notifyAll() 方法。

總結一下，我們用 Java 中的 synchronized 方法或 synchronized 塊調用 Java 中的 wait()，notify() 或 notifyAll() 方法來避免：

1) Java 會拋出 IllegalMonitorStateException，如果我們不調用來自同步上下文的wait()，notify()或者notifyAll()方法。

2) Javac 中 wait 和 notify 方法之間的任何潛在競爭條件。

10.你能用Java覆蓋靜態方法嗎？如果我在子類中創建相同的方法是編譯時錯誤？

不，你不能在Java中覆蓋靜態方法，但在子類中聲明一個完全相同的方法不是編譯時錯誤，這稱為隱藏在Java中的方法。

你不能覆蓋Java中的靜態方法，因為方法覆蓋基于運行時的動態綁定，靜態方法在編譯時使用靜態綁定進行綁定。雖然可以在子類中聲明一個具有相同名稱和方法簽名的方法，看起來可以在Java中覆蓋靜態方法，但實際上這是方法隱藏。Java不會在運行時解析方法調用，并且根據用于調用靜態方法的 Object 類型，將調用相應的方法。這意味著如果你使用父類的類型來調用靜態方法，那么原始靜態將從父類中調用，另一方面如果你使用子類的類型來調用靜態方法，則會調用來自子類的方法。簡而言之，你無法在Java中覆蓋靜態方法。如果你使用像Eclipse或Netbeans這樣的Java IDE，它們將顯示警告靜態方法應該使用類名而不是使用對象來調用，因為靜態方法不能在Java中重寫。

/**   *   * Java program which demonstrate that we can not override static method in Java.   * Had Static method can be overridden, with Super class type and sub class object   * static method from sub class would be called in our example, which is not the case.  */  public class CanWeOverrideStaticMethod {      public static void main(String args[]) {              Screen scrn = new ColorScreen();             //if we can  override static , this should call method from Child class          scrn.show(); //IDE will show warning, static method should be called from classname         }   }  class Screen{       /*       * public static method which can not be overridden in Java       */      public static void show(){          System.out.printf("Static method from parent class");      }  }  class ColorScreen extends Screen{      /*       * static method of same name and method signature as existed in super       * class, this is not method overriding instead this is called       * method hiding in Java       */      public static void show(){          System.err.println("Overridden static method in Child Class in Java");      }  }

輸出:

Static method from parent class

此輸出確認你無法覆蓋Java中的靜態方法，并且靜態方法基于類型信息而不是基于Object進行綁定。如果要覆蓋靜態mehtod，則會調用子類或 ColorScreen 中的方法。這一切都在討論中我們可以覆蓋Java中的靜態方法。我們已經確認沒有，我們不能覆蓋靜態方法，我們只能在Java中隱藏靜態方法。創建具有相同名稱和mehtod簽名的靜態方法稱為Java隱藏方法。IDE將顯示警告："靜態方法應該使用類名而不是使用對象來調用", 因為靜態方法不能在Java中重寫。

“10個艱難的Java面試題是什么”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！