Java 核心知识与主流框架面试题解析-EW帮帮网

1. 计算机网络传输层有哪些协议？分别适用于什么场景？

传输层主要协议有TCP和UDP：

TCP（传输控制协议）：面向连接、可靠传输（通过三次握手建立连接、四次挥手断开，支持重传、流量控制、拥塞控制）。适用于对可靠性要求高的场景，如文件传输（FTP）、网页浏览（HTTP）、邮件发送（SMTP）等。
UDP（用户数据报协议）：无连接、不可靠传输（不保证数据顺序和完整性），但传输效率高。适用于实时性要求高的场景，如视频通话、语音聊天（VoIP）、直播、DNS 查询等。

2. 多线程的使用场景有哪些？线程开启多少个合适？判断标准有哪些？

使用场景：

异步任务处理（如短信发送、日志记录）；
并发请求处理（如 Web 服务器处理多用户请求）；
耗时操作并行化（如大数据计算、文件批量处理）；
后台定时任务（如数据同步、缓存清理）。

线程数量判断标准：

CPU 密集型任务（如计算）：线程数≈CPU 核心数（避免频繁上下文切换）；
IO 密集型任务（如网络请求、文件 IO）：线程数可适当增加（通常为 CPU 核心数 ×2，或根据 IO 等待时间调整）；
结合系统资源（内存、句柄数）和业务响应时间要求。

3. 线程池的提交方式有哪几种？

线程池有两种主要提交方式：

execute(Runnable command)：无返回值，无法捕获任务异常（需在任务内部处理）；
submit(Callable<T> task) 或 submit(Runnable task, T result)：返回Future<T>对象，可通过get()获取结果或异常，支持取消任务（cancel()）。

4. 锁的实现原理介绍一下？

Java 中锁的实现主要有两类：

synchronized：底层依赖 JVM 的对象监视器（Monitor），通过对象头的 Mark Word 存储锁状态。锁升级过程：无锁 → 偏向锁 → 轻量级锁（自旋） → 重量级锁（操作系统互斥量）。
Lock 接口（如 ReentrantLock）：基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer） 实现，通过 volatile 变量state控制锁状态，支持公平锁 / 非公平锁、可中断、超时获取等特性。

5. TCP 协议中拥塞控制的主要作用是什么？

拥塞控制是 TCP 防止网络过载的关键机制，主要作用：

避免发送方速率超过网络承载能力，防止网络拥塞；
维持网络吞吐量与延迟的平衡；
网络拥塞（如丢包）时，动态调整发送窗口大小，减少数据注入；
常用算法：慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。

6. String 类的常用函数有哪些？列举十种。

length()：返回字符串长度；
charAt(int index)：返回指定索引的字符；
substring(int beginIndex, int endIndex)：截取子字符串；
equals(Object obj)：比较字符串内容是否相等；
equalsIgnoreCase(String anotherString)：忽略大小写比较；
indexOf(String str)：返回子字符串首次出现的索引；
lastIndexOf(String str)：返回子字符串最后出现的索引；
trim()：去除首尾空白字符；
replace(char oldChar, char newChar)：替换字符；
split(String regex)：按正则分割字符串为数组；
startsWith(String prefix)：判断是否以指定前缀开头；
endsWith(String suffix)：判断是否以指定后缀结尾。

7. String 和 StringBuffer、StringBuilder 的区别有哪些？所有类名包含 Buffer 的类的内部实现原理是什么？有什么优势？

区别：

可变性：String不可变（char 数组被final修饰，修改创建新对象）；StringBuffer和StringBuilder可变（直接修改内部数组）。
线程安全：String天然安全（不可变）；StringBuffer安全（方法加synchronized）；StringBuilder不安全（无同步，性能更高）。
性能：StringBuilder > StringBuffer > String（频繁修改时）。

含 Buffer 类（如 StringBuffer、ByteBuffer）的原理：
通过预分配的字符 / 字节数组存储数据，容量不足时自动扩容（通常为原容量的 2 倍 + 2），减少内存分配次数。
优势：适合频繁修改场景，避免频繁创建对象导致的内存开销。

8. String 字符串的不可变是指哪里不可变？

String的不可变指内部存储字符的 char 数组被private final修饰：

无法通过外部修改数组引用（final修饰）；
String类未提供修改数组元素的方法；
任何修改（如拼接、替换）都会创建新String对象，原对象内容不变。

9. HTTP 协议有哪些字段，列举 3 个就可以。

Host：指定请求的服务器域名和端口号，用于虚拟主机区分不同网站；
Content-Type：表示请求 / 响应体的媒体类型，如application/json、text/html；
User-Agent：描述发起请求的客户端信息（浏览器 / 设备型号等），服务器可据此返回适配内容；
其他常见：Cookie、Authorization、Content-Length。

10. Java 异常类有哪些？分别管理什么异常？

Java 异常体系以Throwable为根，分为两类：

Error：严重错误（如OutOfMemoryError、StackOverflowError），程序无法处理，通常是 JVM 层面问题。
Exception：可处理的异常，分为：
- Checked Exception（受检异常）：编译期检查，必须显式处理（如IOException、ClassNotFoundException）；
- Unchecked Exception（非受检异常）：运行时异常，继承自RuntimeException（如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException）。

11. Java 反射获取类信息的方式有哪几种？分别是什么？

有 3 种方式：

Class.forName(String className)：通过类全限定名获取（如Class.forName("java.lang.String")）；
类名.class：直接使用类的 class 属性（如String.class）；
对象.getClass ()：通过实例对象获取（如"abc".getClass()）。

12. Java 代理的主要方法有哪几种？列举代理的使用场景 2 个。

主要方法：

静态代理：编译期生成代理类，手动实现与目标类相同的接口，在方法中增强逻辑；
动态代理：
- JDK 动态代理：通过Proxy.newProxyInstance()在运行时生成代理类，要求目标类实现接口；
- CGLIB 动态代理：通过继承目标类生成代理子类，无需接口（基于字节码增强）。

使用场景：

日志记录（在方法调用前后打印日志）；
事务管理（在方法执行前后开启 / 提交事务）。

13. equals () 方法的作用是什么？重写 equals 需要注意哪些事项？为什么？

作用：判断两个对象的内容是否相等（默认继承自Object，实现为==，即比较地址）。

重写注意事项：

自反性：x.equals(x)必为true；
对称性：x.equals(y)与y.equals(x)结果一致；
传递性：若x.equals(y)和y.equals(z)为true，则x.equals(z)必为true；
一致性：多次调用结果一致（对象未修改）；
非空性：x.equals(null)必为false；
必须同时重写 hashCode ()：确保equals()为true的对象，hashCode()值必相等（否则 HashMap 等集合会出现逻辑错误）。

14. Java 是按值传递还是按引用传递？什么是引用传递，什么是值传递，哪些语言支持引用传递？

Java 只有值传递：方法参数传递的是 “值的副本”。
- 基本类型：传递值本身的副本（修改参数不影响原变量）；
- 引用类型：传递引用地址的副本（可修改对象内容，但无法修改原引用指向）。
值传递：传递变量的副本，方法内修改不影响原变量（如 Java、C）。
引用传递：传递变量的引用（别名），方法内修改直接影响原变量（如 C++ 的引用、Python 的列表传递）。

15. 描述 java 的类初始化顺序？如果存在继承，初始化顺序会如何？

无继承时：
静态变量 → 静态代码块 → 实例变量 → 实例代码块 → 构造方法。

有继承时（父类 A，子类 B）：

父类静态变量 → 父类静态代码块；
子类静态变量 → 子类静态代码块；
父类实例变量 → 父类实例代码块 → 父类构造方法；
子类实例变量 → 子类实例代码块 → 子类构造方法。

16. 本地方法栈有什么作用？

本地方法栈（Native Method Stack）用于支持 Java 调用本地方法（如用 C/C++ 实现的方法），存储本地方法的局部变量、操作数栈等信息，与虚拟机栈类似，但服务于本地方法。

17. 描述 Java 的双亲委派机制，为什么要用到双亲委派机制？

双亲委派机制：类加载时，子类加载器先委托父类加载器加载，父类无法加载时才自己加载（如AppClassLoader → ExtClassLoader → BootstrapClassLoader）。
作用：
- 防止类重复加载（保证核心类唯一性，如java.lang.String不会被自定义类篡改）；
- 安全性：避免恶意类冒充核心类。

18. 重写和重载的区别是什么？

特性	重写（Override）	重载（Overload）
定义场景	子类与父类之间	同一类中
方法名	必须相同	必须相同
参数列表	必须相同	必须不同（个数 / 类型 / 顺序）
返回值	子类返回值需是父类的子类（协变）	可不同
访问修饰符	子类不能严于父类	无限制

19. 子类构造方法调用父类构造方法的注意事项有哪些？

子类构造方法默认隐式调用父类无参构造（通过super()）；
若父类无无参构造，子类必须显式调用父类有参构造（super(参数)），且必须放在子类构造方法第一行；
不能同时调用super()和this()（两者都需放在第一行，冲突）。

20. 子类实例初始化是否触发发父类实例初始化？

是。子类实例化时，会先执行父类的实例初始化（实例变量、实例代码块、构造方法），再执行子类的实例初始化（符合继承的初始化顺序）。

21. instanceof 关键字的作用是什么？

instanceof用于判断一个对象是否是某个类（或接口、父类）的实例，返回 boolean 值。
例如："abc" instanceof String → true；new Object() instanceof String → false。

22. 基本类型的强制类型转换是否会丢失精度？引用类型的强制类型转换需要注意什么？

基本类型强制转换：可能丢失精度（如double转int会截断小数；long转int可能溢出）。
引用类型强制转换：
- 需确保对象实际类型与目标类型兼容（如Object o = "abc"; String s = (String)o合法）；
- 若不兼容，运行时抛出ClassCastException；
- 转换前可通过instanceof判断，避免异常。

23. 重入锁有哪些？为什么要有重入锁？

重入锁：允许同一线程多次获取同一把锁（如synchronized、ReentrantLock）。

作用：

避免死锁（如一个同步方法调用另一个同步方法时，无需重新竞争锁）；
简化递归场景的锁处理（递归方法中无需手动释放锁）。

24. 指令重排序的优点是什么？由什么原因导致的？

优点：编译器和 CPU 通过调整指令执行顺序，提高程序执行效率（如充分利用 CPU 流水线）。
原因：
- 编译器优化（编译期重排）；
- CPU 指令级并行（运行期重排）；
- 内存系统重排（缓存导致的可见性问题）。

25. Arrays.sort () 的内部原理介绍一下？

基本类型数组（如 int []、char []）：使用双轴快速排序（Dual-Pivot Quicksort），效率高于传统快排；
对象数组：使用TimSort（归并排序与插入排序的结合），利用数据可能的部分有序性优化性能。

26. 堆排序的时间复杂度是多少，空间复杂度是多少？

时间复杂度：O (nlogn)（建堆 O (n)，调整堆 O (nlogn)）；
空间复杂度：O (1)（原地排序，无需额外空间）。

27. 字符串 “asdasjkfkasgfgshaahsfaf” 经过哈夫曼编码之后存储比特数是多少？

需按以下步骤计算：

统计字符频率：假设统计后各字符出现次数为（示例）：a:5, s:6, d:2, j:1, k:2, f:4, g:2, h:2；
构建哈夫曼树：每次合并频率最小的两个节点，生成新节点（频率为两者之和），重复至只剩一个节点；
计算编码长度：从根节点到叶子节点的路径长度为编码长度（左 0 右 1 或反之）；
总比特数：各字符 “频率 × 编码长度” 之和（具体数值需按实际编码计算，约为 50-70 比特）。

28. CPU 高速缓存的优点和缺点有哪些？

优点：
- 速度接近 CPU 主频，大幅减少 CPU 访问内存的等待时间；
- 缓解 CPU 与内存之间的速度差异（CPU 远快于内存）；
- 提高数据访问的局部性（时间局部性和空间局部性）。
缺点：
- 容量小（通常以 MB 为单位，远小于内存）；
- 存在缓存一致性问题（多核心 CPU 中，不同核心缓存的同一数据可能不一致）；
- 增加硬件复杂度和成本。

29. 线程安全的类有哪些？列举 2 个以上就可以。

Vector：线程安全的动态数组（方法加synchronized）；
Hashtable：线程安全的哈希表（方法加synchronized）；
ConcurrentHashMap：高效的线程安全哈希表（分段锁 / CAS+ synchronized）；
AtomicInteger：原子整数类（基于 CAS 实现线程安全）。

30. 什么是 LRU 算法？

LRU（Least Recently Used，最近最少使用）是一种缓存淘汰策略：当缓存满时，优先淘汰最长时间未被使用的缓存项。
应用场景：内存缓存（如 Redis 的 LRU 策略）、页面置换算法。

31. 何为 Spring Bean 容器？Spring Bean 容器与 Spring IOC 容器有什么不同吗？

Spring Bean 容器：负责 Bean 的创建、管理、依赖注入的具体实现（如BeanFactory），是 IOC 容器的基础。
Spring IOC 容器：更广泛的概念，包含 Bean 容器的功能，还提供依赖反转（IOC）的整体架构支持，管理对象的生命周期和依赖关系（如ApplicationContext是 IOC 容器的典型实现）。

32. Spring IOC 如何理解？

IOC（控制反转）是 Spring 的核心思想：将对象的创建、依赖管理权从代码转移到容器，反转了传统的 “开发者主动创建对象” 的控制流程，降低组件间耦合。
例如：传统方式需手动new对象，IOC 中由容器自动创建并注入依赖，开发者只需声明依赖关系。

33. Spring DI 如何理解？

DI（依赖注入）是 IOC 的具体实现方式：容器在创建对象时，自动将其依赖的对象注入（无需手动set或构造）。
常见注入方式：构造器注入、setter 注入、字段注入（@Autowired）。

34. Spring 中基于注解如何配置对象作用域？以及如何配置延迟加载机制？

作用域配置：使用@Scope注解，常见值：
- singleton：单例（默认，容器中只有一个实例）；
- prototype：原型（每次获取创建新实例）；
- request：请求域（Web 环境，每个请求一个实例）。
延迟加载：使用@Lazy注解，标记 Bean 在首次被使用时才创建（默认singletonBean 在容器启动时创建）。

35. Spring 工厂底层构建 Bean 对象借助什么机制？当对象不使用了要释放资源，目的是什么？何为内存泄漏？

构建 Bean 的机制：反射（通过Class.newInstance()或构造器反射创建对象）。
释放资源的目的：避免资源浪费（如数据库连接、文件句柄），防止内存泄漏。
内存泄漏：不再使用的对象仍被引用，导致 GC 无法回收，长期积累会耗尽内存。

36. 描述 Spring MVC 处理流程及应用优势？

处理流程：

客户端请求被DispatcherServlet（前端控制器）接收；
DispatcherServlet通过HandlerMapping找到处理请求的Handler；
HandlerAdapter调用Handler处理请求，返回ModelAndView；
DispatcherServlet通过ViewResolver将逻辑视图解析为物理视图；
视图渲染模型数据，返回响应给客户端。

优势：

分层清晰（表现层、业务层、数据层分离）；
灵活的视图解析机制，支持多种视图技术；
强大的拦截器机制，便于统一处理（如登录验证、日志）；
与 Spring 生态无缝集成。

37. Spring 中的事务处理方式及优缺点？

编程式事务：
- 方式：通过TransactionTemplate或PlatformTransactionManager手动控制事务；
- 优点：灵活，可精确控制事务边界；
- 缺点：代码侵入性强，与业务逻辑耦合。
声明式事务：
- 方式：通过@Transactional注解或 XML 配置，AOP 实现事务控制；
- 优点：无代码侵入，配置简单，与业务逻辑分离；
- 缺点：灵活性稍差，复杂场景难以精确控制。

38. MyBatis 应用中 #与 $ 有什么异同点？

相同点：均可在 SQL 中嵌入参数。
不同点：

特性	#{}	${}
处理方式	预编译参数（? 占位符）	字符串直接替换
SQL 注入风险	无（参数被转义）	有（直接拼接 SQL）
适用场景	普通参数传递	表名、列名动态拼接

39. MyBatis 应用动态 SQL 解决了什么问题？

解决传统 JDBC 中 SQL 语句硬编码、拼接复杂（如条件判断导致的多余AND/OR）的问题。通过<if>、<where>、<foreach>等标签，动态生成 SQL，提高代码灵活性和可维护性。

40. Shiro 框架权限管理时的认证和授权流程描述？

认证流程：
1. 收集用户身份（如用户名）和凭证（如密码）；
2. 调用Subject.login(token)提交认证；
3. Shiro 委托SecurityManager处理，SecurityManager调用Realm；
4. Realm从数据库获取用户信息，比对凭证，成功则认证通过。
授权流程：
1. 认证通过后，Subject.hasRole("admin")或isPermitted("user:delete")检查权限；
2. SecurityManager委托Authorizer处理，Authorizer调用Realm获取用户角色 / 权限；
3. 比对请求的角色 / 权限，返回结果。

41. BeanFactory 和 ApplicationContext 有什么区别？

特性	BeanFactory	ApplicationContext
功能	基础 Bean 管理	继承 BeanFactory，增加更多功能（事件、国际化等）
初始化时机	懒加载（getBean 时创建 Bean）	预加载（启动时创建 singleton Bean）
常见实现	DefaultListableBeanFactory	ClassPathXmlApplicationContext

42. 请解释 Spring Bean 的生命周期？

实例化：容器创建 Bean 对象（调用构造方法）；
属性注入：容器为 Bean 设置依赖属性（setter 方法或字段注入）；
初始化前：执行BeanPostProcessor的postProcessBeforeInitialization；
初始化：
- 调用InitializingBean的afterPropertiesSet()；
- 执行init-method指定的方法；
初始化后：执行BeanPostProcessor的postProcessAfterInitialization；
使用：Bean 可被应用程序使用；
销毁：
- 调用DisposableBean的destroy()；
- 执行destroy-method指定的方法。

43. Spring Bean 的作用域之间有什么区别？

singleton：全局唯一实例，容器启动时创建（默认）；
prototype：每次请求创建新实例，容器不管理销毁；
request：Web 环境中，每个 HTTP 请求一个实例；
session：Web 环境中，每个会话一个实例；
application：Web 环境中，整个应用生命周期一个实例。

44. 使用 Spring 框架的好处是什么？

降低耦合（IOC 容器管理对象依赖）；
声明式事务简化事务管理；
AOP 支持横切关注点（如日志、安全）；
丰富的生态（与 MyBatis、Hibernate 等无缝集成）；
简化 Java EE 开发，提高开发效率。

45. Spring 中用到了那些设计模式？

工厂模式（BeanFactory创建 Bean）；
单例模式（singleton作用域 Bean）；
代理模式（AOP、事务管理）；
模板方法模式（JdbcTemplate）；
观察者模式（事件监听机制）。

46. Spring 如何保证 Controller 并发的安全？

Controller 默认是单例，需避免使用成员变量（多线程共享会导致安全问题）；
若需状态，使用prototype作用域或 ThreadLocal 存储线程私有数据。

47. 使用 Spring 框架的好处是什么？（同 44 题，重复）

同 44 题答案。

48. 在 Spring 中如何注入一个 java 集合？

通过<list>、<set>、<map>、<props>标签或注解注入：

<bean id="myBean" class="com.example.MyBean">
  <property name="list">
    <list>
      <value>item1</value>
      <ref bean="otherBean"/>
    </list>
  </property>
</bean>

49. Spring 支持的事务管理类型？

编程式事务（通过TransactionTemplate）；
声明式事务（通过@Transactional或 XML 配置）。

50. Spring 框架的事务管理有哪些优点？

非侵入式（声明式事务无需修改业务代码）；
支持多种事务管理器（JDBC、Hibernate 等）；
灵活的事务属性配置（隔离级别、传播行为、超时等）。

51. Spring MVC 的主要组件？

DispatcherServlet：前端控制器，统一接收请求；
HandlerMapping：映射请求到 Handler；
HandlerAdapter：执行 Handler 并返回ModelAndView；
ViewResolver：解析视图名到具体视图；
HandlerInterceptor：拦截器，处理请求前后逻辑。

52. SpringMvc 怎么和 AJAX 相互调用的？

AJAX 通过XMLHttpRequest或fetch发送请求（通常为 JSON 格式）；

Spring MVC 控制器方法用@ResponseBody注解返回 JSON（自动转换对象为 JSON）；
示例：

java

运行

@PostMapping("/api/data")
@ResponseBody
public Result getData(@RequestBody User user) {
    return Result.success(service.process(user));
}

53. Mybatis 中 #和 $ 的区别？（同 38 题，重复）

同 38 题答案。

54. mybatis 的缓存机制，一级，二级介绍一下？

一级缓存：
- 作用域：SqlSession（会话级别）；
- 默认开启，无需配置；
- 同一SqlSession内，相同 SQL 查询会缓存结果，关闭会话后失效。
二级缓存：
- 作用域：Mapper（命名空间级别）；
- 需要手动开启（在 Mapper XML 中配置<cache/>）；
- 多个SqlSession共享缓存，查询结果会先放入二级缓存。

55. SpringMVC 与 Struts2 的区别？

核心控制器：Spring MVC 是DispatcherServlet（单例）；Struts2 是FilterDispatcher（多例 Action）；
线程安全：Spring MVC Controller 单例（无状态安全）；Struts2 Action 多例（有状态）；
配置方式：Spring MVC 支持注解为主；Struts2 依赖 XML 配置较多；
灵活性：Spring MVC 更轻量，与 Spring 生态整合更好。

56. mybatis 的基本工作流程？

读取 MyBatis 配置文件（mybatis-config.xml）；
创建SqlSessionFactory（工厂模式）；
通过SqlSessionFactory获取SqlSession；
SqlSession获取 Mapper 接口代理对象；
调用 Mapper 方法执行 SQL；
提交事务（增删改）或直接获取结果（查询）；
关闭SqlSession。

57. 什么是 MyBatis 的接口绑定，有什么好处？

接口绑定：将 Mapper 接口与 XML 映射文件关联，通过接口方法名匹配 XML 中的 SQL ID，无需实现类即可调用。
好处：
- 消除硬编码（无需手动调用SqlSession的selectOne等方法）；
- 类型安全（编译期检查方法参数和返回值）。

58. MyBatis 的编程步骤？

导入 MyBatis 依赖；
编写核心配置文件（数据源、映射文件等）；
编写实体类（POJO）；
编写 Mapper 接口和 XML 映射文件（定义 SQL）；
创建SqlSessionFactory和SqlSession；
通过SqlSession获取 Mapper 接口，调用方法操作数据库。

59. JDBC 编程有哪些不足之处，MyBatis 是如何解决这些问题的？

JDBC 不足：
- 频繁创建 / 关闭连接，资源浪费（MyBatis 用连接池解决）；
- SQL 硬编码在 Java 代码中，维护困难（MyBatis 将 SQL 放在 XML / 注解中）；
- 手动设置参数和映射结果集，代码冗余（MyBatis 自动参数映射和结果映射）；
- 无缓存机制，性能差（MyBatis 提供一、二级缓存）。

60. MyBatis 的优缺点？

优点：
- 简化 JDBC 代码，消除冗余操作（如连接管理、结果集处理）；
- SQL 与代码分离，便于优化和维护；
- 支持动态 SQL，灵活应对复杂查询；
- 缓存机制提升查询效率。
缺点：
- 工作量较大（需编写大量 XML 或注解）；
- SQL 优化依赖开发者能力；
- 对存储过程支持有限。

Java 核心知识与主流框架面试题解析