Java全面面试题（指南）

Java基础

1. Java中的基本数据类型有哪些？ Java中的基本数据类型包括：byte、short、int、long、float、double、char、boolean。

2. 什么是自动装箱和拆箱？ 自动装箱是指将基本数据类型自动转换为对应的包装类对象，例如将int转换为Integer。自动拆箱是指将包装类对象自动转换为基本数据类型，例如将Integer转换为int。

Integer i = 10;  // 自动装箱
int j = i;       // 自动拆箱

3. Java中的final关键字有什么作用？ final关键字可以用于修饰类、方法和变量。修饰类时，表示该类不能被继承；修饰方法时，表示该方法不能被子类重写；修饰变量时，表示该变量为常量，只能被赋值一次。

面向对象编程

1. 什么是多态？ 多态是指同一个方法调用可以根据对象的不同而具有不同的行为。多态分为编译时多态（方法重载）和运行时多态（方法重写）。

2. 抽象类和接口的区别是什么？ 抽象类可以包含抽象方法和具体方法，而接口只能包含抽象方法（Java 8之前）。一个类只能继承一个抽象类，但可以实现多个接口。抽象类可以有构造方法，而接口不能有构造方法。

3. 什么是设计模式？列举几种常见的设计模式。 设计模式是解决软件设计问题的通用解决方案。常见的设计模式包括：单例模式、工厂模式、观察者模式、策略模式、装饰器模式等。

集合框架

1. ArrayList和LinkedList的区别是什么？ ArrayList是基于动态数组实现的，适合随机访问，但在插入和删除元素时效率较低。LinkedList是基于双向链表实现的，适合频繁的插入和删除操作，但随机访问效率较低。

2. HashMap的工作原理是什么？ HashMap是基于哈希表实现的，通过键的哈希值来存储和查找数据。当发生哈希冲突时，HashMap使用链表或红黑树来解决冲突。

3. ConcurrentHashMap是如何实现线程安全的？ ConcurrentHashMap通过分段锁（Segment）来实现线程安全，每个段相当于一个小的HashMap，不同的段可以并发操作，从而提高并发性能。

异常处理

1. Java中的异常分为哪几类？ Java中的异常分为Checked Exception（受检异常）和Unchecked Exception（非受检异常）。Checked Exception需要在代码中显式处理，而Unchecked Exception不需要。

2. try-with-resources语句的作用是什么？ try-with-resources语句用于自动关闭实现了AutoCloseable接口的资源，确保资源在使用完毕后被正确关闭。

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) {
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

多线程

1. 如何创建线程？ 可以通过继承Thread类或实现Runnable接口来创建线程。

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("Thread is running");
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        System.out.println("Runnable is running");
    }
}

2. synchronized关键字的作用是什么？ synchronized关键字用于实现线程同步，确保同一时刻只有一个线程可以访问被synchronized修饰的代码块或方法。

3. volatile关键字的作用是什么？ volatile关键字用于确保变量的可见性，即当一个线程修改了volatile变量的值，其他线程可以立即看到修改后的值。

JVM

1. JVM的内存结构是怎样的？ JVM的内存结构包括：方法区、堆、栈、本地方法栈、程序计数器。其中，堆是存放对象实例的区域，栈是存放局部变量和方法调用的区域。

2. 什么是垃圾回收？ 垃圾回收是JVM自动管理内存的机制，通过回收不再使用的对象来释放内存空间。常见的垃圾回收算法包括：标记-清除、复制、标记-整理、分代收集等。

3. 如何判断一个对象是否可以被回收？ 判断一个对象是否可以被回收的常用方法是可达性分析，即从GC Roots出发，判断对象是否可达。如果对象不可达，则可以被回收。

Spring框架

1. Spring框架的核心是什么？ Spring框架的核心是控制反转（IoC）和面向切面编程（AOP）。IoC通过依赖注入（DI）实现对象之间的解耦，AOP通过切面实现横切关注点的模块化。

2. Spring中的Bean作用域有哪些？ Spring中的Bean作用域包括：singleton（单例）、prototype（原型）、request、session、global-session。

3. Spring MVC的工作原理是什么？ Spring MVC的工作原理是基于前端控制器模式，DispatcherServlet作为前端控制器，负责接收请求并将请求分发给相应的处理器（Controller），处理器处理请求后返回视图或数据。

数据库

1. 什么是事务？事务的ACID特性是什么？ 事务是数据库操作的一个逻辑单元，具有原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）、持久性（Durability）四个特性。

2. 什么是数据库索引？ 数据库索引是一种数据结构，用于加快数据的检索速度。常见的索引类型包括：B树索引、哈希索引、全文索引等。

3. 如何优化SQL查询？ 优化SQL查询的方法包括：使用索引、避免全表扫描、减少子查询、优化JOIN操作、使用EXPLAIN分析查询计划等。

网络编程

1. TCP和UDP的区别是什么？ TCP是面向连接的协议，提供可靠的数据传输，保证数据的顺序和完整性。UDP是无连接的协议，提供不可靠的数据传输，传输速度快，但不保证数据的顺序和完整性。

2. 什么是HTTP协议？ HTTP（HyperText Transfer Protocol）是用于传输超文本的应用层协议，基于请求-响应模型，常用于Web浏览器和服务器之间的通信。

3. 什么是RESTful API？ RESTful API是基于REST（Representational State Transfer）架构风格设计的API，使用HTTP方法（GET、POST、PUT、DELETE等）来操作资源，通常以JSON或XML格式返回数据。

设计模式

1. 什么是单例模式？如何实现单例模式？ 单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。可以通过私有构造方法、静态变量和静态方法来实现单例模式。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

2. 什么是工厂模式？ 工厂模式是一种创建型设计模式，通过工厂类来创建对象，而不是直接使用new关键字。工厂模式分为简单工厂、工厂方法和抽象工厂。

3. 什么是观察者模式？ 观察者模式是一种行为型设计模式，定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新。

性能优化

1. 如何优化Java应用的性能？ 优化Java应用性能的方法包括：使用合适的数据结构和算法、减少对象创建、使用缓存、优化数据库查询、使用多线程、进行JVM调优等。

2. 什么是JVM调优？ JVM调优是通过调整JVM参数来优化Java应用的性能，常见的调优参数包括：堆大小、新生代和老年代的比例、垃圾回收器选择等。

3. 如何分析Java应用的性能瓶颈？ 分析Java应用性能瓶颈的方法包括：使用性能分析工具（如JProfiler、VisualVM）、监控CPU和内存使用情况、分析线程堆栈、进行代码审查等。

安全

1. 什么是SQL注入？如何防止SQL注入？ SQL注入是一种安全漏洞，攻击者通过在输入中插入恶意SQL代码来操纵数据库查询。防止SQL注入的方法包括：使用预编译语句（PreparedStatement）、输入验证、使用ORM框架等。

2. 什么是跨站脚本攻击（XSS）？如何防止XSS？ 跨站脚本攻击（XSS）是一种安全漏洞，攻击者通过在网页中插入恶意脚本来窃取用户信息。防止XSS的方法包括：输入验证、输出编码、使用内容安全策略（CSP）等。

3. 什么是跨站请求伪造（CSRF）？如何防止CSRF？ 跨站请求伪造（CSRF）是一种安全漏洞，攻击者通过伪造用户请求来执行未经授权的操作。防止CSRF的方法包括：使用CSRF令牌、验证HTTP Referer头、使用SameSite Cookie属性等。

微服务

1. 什么是微服务架构？ 微服务架构是一种将应用程序拆分为多个小型、独立服务的架构风格，每个服务运行在自己的进程中，通过轻量级通信机制（如HTTP、RPC）进行交互。

2. 微服务架构的优势和挑战是什么？ 微服务架构的优势包括：高内聚低耦合、独立部署、技术栈灵活、易于扩展。挑战包括：服务治理、数据一致性、分布式事务、监控和调试等。

3. 什么是服务发现？ 服务发现是微服务架构中的一个重要组件，用于动态发现和注册服务实例。常见的服务发现工具包括：Eureka、Consul、Zookeeper等。

容器化与云原生

1. 什么是Docker？ Docker是一种容器化技术，用于将应用程序及其依赖打包到一个轻量级、可移植的容器中，从而实现快速部署和运行。

2. 什么是Kubernetes？ Kubernetes是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。

3. 什么是云原生？ 云原生是一种构建和运行应用程序的方法，利用云计算的优势，通过容器化、微服务、持续交付、DevOps等技术实现快速迭代和弹性扩展。

测试

1. 什么是单元测试？ 单元测试是对软件中的最小可测试单元（如方法、类）进行验证的测试方法，通常使用JUnit等测试框架进行编写和执行。

2. 什么是集成测试？ 集成测试是对多个模块或组件进行联合测试，验证它们之间的交互是否符合预期。

3. 什么是Mock测试？ Mock测试是通过模拟对象来替代真实依赖，从而隔离测试目标，确保测试的独立性和可重复性。

版本控制

1. 什么是Git？ Git是一个分布式版本控制系统，用于跟踪代码的变更历史，支持多人协作开发。

2. 如何解决Git冲突？ 解决Git冲突的方法包括：手动编辑冲突文件、使用git mergetool工具、合并后提交解决结果。

3. 什么是Git分支策略？ Git分支策略是团队在开发过程中使用分支的规范，常见的策略包括：Git Flow、GitHub Flow、GitLab Flow等。

持续集成与持续交付

1. 什么是持续集成（CI）？ 持续集成是一种开发实践，开发人员频繁地将代码集成到共享仓库中，并通过自动化构建和测试来验证代码的正确性。

2. 什么是持续交付（CD）？ 持续交付是一种软件开发实践，通过自动化流程将代码快速、可靠地部署到生产环境，确保随时可以发布。

3. 什么是Jenkins？ Jenkins是一个开源的持续集成和持续交付工具，支持自动化构建、测试和部署。

数据结构与算法

1. 什么是二叉树？ 二叉树是一种树形数据结构，每个节点最多有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点。

2. 什么是哈希表？ 哈希表是一种通过哈希函数将键映射到值的数据结构，支持快速的插入、删除和查找操作。

3. 什么是排序算法？常见的排序算法有哪些？ 排序算法是将一组数据按照特定顺序排列的算法，常见的排序算法包括：冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序、堆排序等。

其他

1. 什么是Lambda表达式？ Lambda表达式是Java 8引入的一种匿名函数，用于简化函数式编程，常用于集合操作和事件处理。

List list = Arrays.asList("a", "b", "c");
list.forEach(s -> System.out.println(s));

2. 什么是Stream API？ Stream API是Java 8引入的一种处理集合数据的API，支持函数式编程风格，提供丰富的操作（如过滤、映射、排序、聚合等）。

List list = Arrays.asList("a", "b", "c");
list.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).forEach(System.out::println);

3. 什么是Optional类？ Optional类是Java 8引入的一个容器类，用于表示一个值可能存在或不存在，避免空指针异常。

Optional optional = Optional.ofNullable("value");
optional.ifPresent(System.out::println);

以上是Java面试中常见的问题，涵盖了Java基础、面向对象编程、集合框架、异常处理、多线程、JVM、Spring框架、数据库、网络编程、设计模式、性能优化、安全、微服务、容器化与云原生、测试、版本控制、持续集成与持续交付、数据结构与算法等多个方面。