跳转至

Java基础

1. Java平台

谈谈你对Java平台的理解？Java是解释执行吗？

Java本身是一种面向对象的编程语言，有两大显著特性： - write once， run anywhere，从而非常容易跨平台 - Java通过垃圾收集器（GC）回收分配内存， 因此程序员不需要关心内存的分配与回收

”Java是解释执行“这一说法不太准确，Java源代码首先通过 javac 编译成字节码，然后在运行的时候 通过 JVM内嵌的解释器将字节码转换为最终的机器码。

但是常见的 JVM 比如 Hotspot JVM 都提供了 JIT 编译器，即动态编译器，JIT能够在程序运行的时候将热点代码编译成机器码，这种情况下部分热点代码就属于编译执行。

Java为什么可以跨平台？

Java程序的执行分为编译期和运行期两个阶段，程序执行的时候，Java源代码首先通过 javac 编译生成 '.class' 文件，'.class'文件中存储的水字节码。Java通过字节码和Java虚拟机，屏蔽了操作系统和硬件的细节，从而实现 write cone, run anywhere.

Java虚拟机启动时，可以指定不同的参数对运行模式进行选择。

  • 指定“-Xint”，就是告诉JVM只进行解释执行，不对代码进行编译，这种 模式抛弃了JIT可能带来的性能优势。毕竟解释器（interpreter）是逐条 读入，逐条解释运行的
  • 相对应的，还有一个“-Xcomp”参数，这是 告诉JVM关闭解释器，不要进行解释执行，或者叫作最大优化级别。（这种方式未必最高效。因为“-Xcomp”会 导致JVM启动变慢非常多，同时有些JIT编译器优化方式，比如分支预 测，如果不进行profiling，往往并不能进行有效优化。）

还有一种新的编译方式，即 所谓的AOT（Ahead-of-Time Compilation），直接将字节码编译成机器 代码，这样就避免了JIT预热等各方面的开销。

JVM作为一个强大的平台，不仅仅只有Java语言可以运行在JVM 上，本质上合规的字节码都可以运行，Java语言自身也为此提供了便 利。

2. Exception 和 Error

对比 Exception 和 Error，分析它们的异同。

相同点：Exception和Error都是继承了Throwable类，在Java中只有Throwable类型 的实例才可以被抛出（throw）或者捕获（catch），它是异常处理机制 的基本组成类型。

不同点：Exception和Error体现了Java平台设计者对不同异常情况的分类。

  • Exception是程序正常运行中，可以预料的意外情况，可能并且应该被捕 获，进行相应处理。

  • Error是指在正常情况下，不大可能出现的情况，绝大部分的Error都会 导致程序（比如JVM自身）处于非正常的、不可恢复状态。既然是非正 常情况，所以不便于也不需要捕获，常见的比如OutOfMemoryError之 类，都是Error的子类。

  • Exception又分为可检查（checked）异常和不检查（unchecked）异常，

  • 可检查异常在源代码里必须显式地进行捕获处理，这是编译期检查的一 部分。（Exception又分为可检查（checked）异常和不检查（unchecked）异常， 可检查异常在源代码里必须显式地进行捕获处理，这是编译期检查的一 部分。（前面介绍的Error，是Throwable不是Exception）
  • 不检查异常就是所谓的运行时异常，类似 NullPointerException、 ArrayIndexOutOfBoundsException之类，通常是可以编码避免的逻辑错 误，具体根据需要来判断是否需要捕获，并不会在编译期强制要求。

NoClassDefFoundError和 ClassNotFoundException有什么区别？

Java中异常处理机制 开销比较大的地方：

  1. try-catch代码段会产生额外的性能开销，即它往往 会影响JVM对代码进行优化，所以建议仅捕获有必要的代码段，尽 量不要一个大的try包住整段的代码；与此同时，利用异常控制代码 流程，也不是一个好主意，远比我们通常意义上的条件语句 （if/else、switch）要低效。
  2. Java每实例化一个Exception，都会对当时的栈进行快照，这是一个 相对比较重的操作。如果发生的非常频繁，这个开销可就不能被忽 略了。

3. final finally finalize 有什么不同？

  1. final可以用来修饰类、方法、变量，分别有不同的意义，final修饰的 class代表不可以继承扩展，final的变量是不可以修改的，而final的方法 也是不可以重写的（override）。
  2. finally则是Java保证重点代码一定要被执行的一种机制。我们可以使用 try-finally或者try-catch-finally来进行类似关闭JDBC连接、保证unlock锁 等动作。
  3. finalize是基础类java.lang.Object的一个方法，它的设计目的是保证对象在被垃圾收集前完成特定资源的回收。finalize机制现在已经不推荐使用，并且在JDK 9开始被标记为deprecated。

扩展 final：

  • 使用final修饰参数或者变量，也可以清楚地避免意外赋值导致的编 程错误，甚至，有人明确推荐将所有方法参数、本地变量、成员变 量声明成final。
  • final变量产生了某种程度的不可变（immutable）的效果，所以，可以用于保护只读数据，尤其是在并发编程中，因为明确地不能再赋 值final变量，有利于减少额外的同步开销，也可以省去一些防御性拷贝的必要。

4. 强引用、软引用、弱引用和幻想引用有什么区别？

不同的引用类型，主要体现的是对象不同的可达性（reachable）状态和对垃圾收集的影响。

  • 强引用（"Strong" Reference），就是我们最常见的普通对象引用， 只要还有强引用指向一个对象，就能表明对象还“活着”，垃圾收集器不 会碰这种对象。对于一个普通的对象，如果没有其他的引用关系，只要 超过了引用的作用域或者显式地将相应（强）引用赋值为null，就是可 以被垃圾收集的了，当然具体回收时机还是要看垃圾收集策略。

  • 软引用（SoftReference），是一种相对强引用弱化一些的引用，可以让 对象豁免一些垃圾收集，只有当JVM认为内存不足时，才会去试图回收软引用指向的对象。JVM会确保在抛出OutOfMemoryError之前，清理软引用指向的对象。软引用通常用来实现内存敏感的缓存，如果还有空闲 内存，就可以暂时保留缓存，当内存不足时清理掉，这样就保证了使用 缓存的同时，不会耗尽内存。

  • 弱引用（WeakReference）并不能使对象豁免垃圾收集，仅仅是提供一 种访问在弱引用状态下对象的途径。这就可以用来构建一种没有特定约 束的关系，比如，维护一种非强制性的映射关系，如果试图获取时 对象还在，就使用它，否则重现实例化。它同样是很多缓存实现的选择。

  • 对于幻象引用，有时候也翻译成虚引用，你不能通过它访问对象。幻象引用仅仅是提供了一种确保对象被finalize以后，做某些事情的机制，比如，通常用来做所谓的Post-Mortem清理机制，我在专栏上一讲中介绍 的Java平台自身Cleaner机制等，也有人利用幻象引用监控对象的创建和销毁。