這是我收集的幾個最棘手的Java面試問題列表。這些問題主要來自Java核心部分,不涉及JavaEE相關問題。你可能知道這些棘手的Java問題的答案，或者覺得這些不足以挑戰你的Java知識，但這些問題都是容易在各種Java面試中被問到的，而且包括我的朋友和同事在內的許多程序員都覺得很難回答。

　　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)。

　　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:gem: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:

　　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。

　　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++。

　　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VVSLaxman，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JoshuaBloch的EffectiveJava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

　　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FileI/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.Stringfinal，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？

　　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。

　　輸出

　　字符串密碼：Unknown

　　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。

　　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Java5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Java5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Java5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Java5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。

　　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Java5,但Java5內存模型中易失變量的干擾,它應該工作完美。

　　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。

　　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:

　　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Java5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。

　　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:lock:？”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UriahLevy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

　　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JosePaumard《應用于并發和多線程的常見Java模式》是學習的好起點。