前端面试指南

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Java ​

什么是 JVM？有哪些主要职责？ ​

JVM（Java Virtual Machine，Java 虚拟机）是一个抽象的计算机，它负责加载、验证、解释和执行 Java 字节码。主要职责包括：

  • 加载代码： 将编译好的 .class 文件加载到内存中。
  • 执行代码： 解释或即时编译（JIT）字节码，并在底层操作系统上运行。
  • 内存管理： 包括垃圾回收（GC）来自动回收无用对象，管理堆、方法区等。

这种设计使得 Java 具有平台无关性，只需编写一次代码，便能在不同平台上运行。

JDK、JRE 与 JVM 有什么区别？ ​

  • JDK（Java Development Kit）： 开发工具包，包含编译器（javac）、调试工具、文档生成器等，同时包含 JRE。
  • JRE（Java Runtime Environment）： 运行环境，提供 JVM 以及 Java 核心类库，使得用户能够运行 Java 程序。
  • JVM： 是 JRE 的核心组件，负责执行 Java 字节码。

简单来说，JDK 用于开发，JRE 用于运行，而 JVM 则是真正执行代码的虚拟机。

什么是面向对象编程（OOP）？Java 如何支持 OOP？ ​

面向对象编程是一种程序设计思想，它通过将数据和行为封装到对象中，来模拟现实世界中的事物。Java 通过以下机制支持 OOP：

  • 封装： 将数据（成员变量）和操作数据的方法封装在类中，保护数据安全。
  • 继承： 子类可以继承父类的属性和方法，实现代码复用。
  • 多态： 同一接口的不同实现可以有不同的行为，实现灵活性。
  • 抽象： 通过抽象类和接口定义模板和规范，不关注具体实现细节。

简述封装、继承、多态和抽象这四大特性 ​

  • 封装： 隐藏对象内部实现细节，只暴露必要接口。例如，通过 private 访问修饰符保护类的内部数据。
  • 继承： 子类继承父类的属性和方法，减少重复代码。如：class Animal { }，class Dog extends Animal { }。
  • 多态： 同一个方法调用在不同对象上可能表现出不同行为。如：Animal a = new Dog(); a.sound(); 调用 Dog 类的 sound 方法。
  • 抽象： 定义抽象类或接口，只提供方法声明而不实现具体逻辑，由子类实现。例如：interface Shape { void draw(); }。

什么是异常处理？如何使用 try-catch-finally？ ​

异常处理用于捕获程序运行时可能出现的错误，并进行处理，防止程序崩溃。

  • try 块： 放置可能出现异常的代码。
  • catch 块： 捕获并处理 try 块中抛出的特定异常。可以有多个 catch 来分别处理不同异常。
  • finally 块： 无论是否发生异常，都会执行的代码（例如关闭资源）。

示例代码：

java
try {
    int result = 10 / 0;  // 可能抛出异常
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("除数不能为零！");
} finally {
    System.out.println("执行结束。");
}

Java 的集合框架及常见的集合类 ​

集合框架提供了一系列用来存储和操作数据集合的类和接口。主要接口和实现类有：

  • List 接口： 有序且可重复。常用实现类：ArrayList、LinkedList。
  • Set 接口： 无序且不允许重复。常用实现类：HashSet、TreeSet。
  • Map 接口： 存储键值对，键不允许重复。常用实现类：HashMap、TreeMap。

这些集合类提供了丰富的方法来操作数据，如增加、删除、遍历等操作。

什么是 HashMap？它的基本原理是什么？ ​

HashMap 是一种基于哈希表的数据结构，用来存储键值对。

  • 原理： 当存入一个键值对时，HashMap 通过键的 hashCode() 计算出一个哈希值，并映射到数组的某个索引位置；如果出现哈希冲突（多个键映射到同一索引），Java 8 以后会用链表或红黑树来存储多个元素。
  • 使用场景： 快速查找、插入和删除数据。

接口（interface）和抽象类（abstract class）的区别 ​

  • 接口：
    • 只能声明常量和抽象方法（Java 8 后允许默认方法和静态方法）。
    • 一个类可以实现多个接口。
    • 主要用于定义行为规范，不涉及实现细节。
  • 抽象类：
    • 可以包含抽象方法和具体方法，也可以有成员变量。
    • 一个类只能继承一个抽象类。
    • 用于提供基本实现和模板，供子类扩展。

选择使用时：如果只需要定义行为而无共享实现，建议用接口；如果有部分实现需要共享，则使用抽象类。

什么是多线程？Java 中如何创建线程？ ​

多线程是指程序同时运行多个线程，以充分利用 CPU 资源，实现并发处理。Java 中常用的创建线程方式有：

  • 继承 Thread 类： 重写 run() 方法，并调用 start() 启动线程。
    java
    class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("线程运行中");
    }
}
// 启动线程
new MyThread().start();
  • 实现 Runnable 接口： 实现 run() 方法，并将实例传入 Thread 对象，再调用 start()。
    java
    class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        System.out.println("线程运行中");
    }
}
// 启动线程
new Thread(new MyRunnable()).start();

这种方式更灵活，因为 Java 支持多重继承接口，但只支持单继承类。

static 和 final 关键字的作用 ​

  • static 关键字：

    • 用于声明类的成员变量或方法，使其归属于类本身，而不是对象。
    • 静态成员在内存中只有一份，所有对象共享。
    • 常用于工具类（如 Math 类中的方法）和常量定义。

  • final 关键字：

    • 修饰变量：表示常量，一旦赋值就不能改变。
    • 修饰方法：表示该方法不能被重写。
    • 修饰类：表示该类不能被继承。

这两个关键字有助于提高代码的安全性和稳定性。

Java 的垃圾回收机制（GC） ​

  • 原理：自动回收不再使用的对象内存，开发者无需手动释放。
  • 核心步骤：
    1. 标记：找到所有存活对象。
    2. 清除：回收未标记的对象内存。
  • 常见垃圾回收器：G1、CMS（侧重低延迟）、Parallel GC（侧重吞吐量）。

== 和 equals() 的区别 ​

  • ==：比较对象内存地址是否相同（基本类型比较值）。
  • equals()：默认比较地址，可重写（如 String 重写后比较内容）。
  • 示例：
    java
    String a = new String("abc");
String b = new String("abc");
a == b;          // false（地址不同）
a.equals(b);     // true（内容相同）

RESTful API 设计原则 ​

  • 资源导向：URL 表示资源（如 /users）。
  • HTTP 方法：GET（查询）、POST（新增）、PUT（更新）、DELETE（删除）。
  • 状态码：200（成功）、404（资源不存在）、500（服务器错误）。
  • 数据格式：通常用 JSON 传输。

数据库连接池 ​

  • 作用：预先创建并管理数据库连接，避免频繁创建/关闭连接。
  • 优势：
    • 减少连接开销，提升性能。
    • 控制连接数，防止资源耗尽。
  • 常见实现：HikariCP（Spring Boot 默认）、Druid。

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