语言特性

面向对象（封装、继承、多态）
跨平台
多线程支持
编译与解释执行（class文件编译与JIT即时编译（编译为机器码），JVM执行时解释执行）

基础

基础数据类型

基本类型	位数	字节	默认值	取值范围
`byte`	8	1	0	-128 ~ 127
`short`	16	2	0	-32768 ~ 32767
`int`	32	4	0	-2147483648 ~ 2147483647
`long`	64	8	0L	-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
`char`	16	2	‘u0000’	0 ~ 65535
`float`	32	4	0f	1.4E-45 ~ 3.4028235E38
`double`	64	8	0d	4.9E-324 ~ 1.7976931348623157E308
`boolean`	1		false	true、false

注意：boolean长度为明确。取决于JVM实现，逻辑上是占用1位。

自动拆装箱

装箱其实就是调用了包装类的valueOf()方法，拆箱其实就是调用了 xxxValue()方法。
1. 装箱：将基本类型用它们对应的引用类型包装起来；
2. 拆箱：将包装类型转换为基本数据类型；
局部变量与成员变量

局部变量通常在栈中，随方法调用结束而回收。无默认值需设置；

成员变量通常在堆中，随对象创建而存在。有默认值。
集合

List，Map，Set以及线程安全相关集合

集合操作参考：https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/main/docs/java/collection/java-collection-precautions-for-use.md
并发
异常

共同祖先：java.lang.Throwable

重要子类：Exception与Error

Exception ：程序本身可以处理的异常，可以通过 catch 来进行捕获。Exception 又可以分为 Checked Exception (受检查异常，必须处理) 和 Unchecked Exception (不受检查异常，可以不处理)。
- Checked Excpetion:
  - IOException
  - ClassNotFoundException
  - SQLException
  - FileNotFoundException
- Unchecked Exception:
  - ArithmeticException
  - ClassCastException
  - NullPointException
  - IllegalThreadStateException
  - IndexOutOfBoundsException
**Error**：Error 属于程序无法处理的错误，~~我们没办法通过 catch 来进行捕获~~不建议通过catch捕获。例如 Java 虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、虚拟机内存不够错误(OutOfMemoryError)、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。这些异常发生时，Java 虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。
- OutOfMemoryError
- StackOverFlowError
- AssertionError
- VritualMachineError
注意：不要再finally中使用return！在try中return返回值会放在一个本地变量中，后续执行到finally中的return，会覆盖并返回。

JVM官方文档明确提到：

If the try clause executes a return, the compiled code does the following:
1. Saves the return value (if any) in a local variable.
2. Executes a jsr to the code for the finally clause.
3. Upon return from the finally clause, returns the value saved in the local variable.
异常使用规范：异常信息有意义；日志打印异常与抛出异常不要并存。
泛型

一套工具适配多种类型

提供编译时检查避免错误

泛型擦出：运行时泛型会去掉
反射

优点：灵活

缺点：性能问题，参考：https://stackoverflow.com/questions/1392351/java-reflection-why-is-it-so-slow

应用场景：各种框架配置与调用都有用到反射。

操作系统相关的知识：为了保证操作系统的稳定性和安全性，一个进程的地址空间划分为 用户空间（User space） 和 内核空间（Kernel space ） 。

从应用程序的视角来看的话，我们的应用程序对操作系统的内核发起 IO 调用（系统调用），操作系统负责的内核执行具体的 IO 操作。也就是说，我们的应用程序实际上只是发起了 IO 操作的调用而已，具体 IO 的执行是由操作系统的内核来完成的。

UNIX 系统下， IO 模型一共有 5 种： 同步阻塞 I/O、同步非阻塞 I/O、I/O 多路复用、信号驱动 I/O 和异步 I/O。

BIO
- 同步阻塞 I/O
  
  阻塞每次读写，等到内核态数据拷贝完成返回。
- 同步非阻塞 I/O
  
  多次读取不阻塞，内核态数据拷贝时时阻塞。

NIO

select

维护很多socket连接（创建链接时维护socket集合），通过询问内核是否已准备好数据，如果准备好再发器read（读取过程依旧是阻塞的），内核轮询socket集合，找到准备完成的socket进行数据读取（可能只有部分socket活跃，每次轮训耗时长且无意义）。每次需要将socket集合传递给内核，有一定开销。进程被唤醒拿到相应还需要遍历确定哪个socket收到数据，共需要两次遍历。select有最大文件描述符数量限制。
1
2
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

pool 同select，但是无最大文件描述符限制

1	int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout)；

epool

基于事件

struct epitem {
  struct rb_node  rbn;      
  struct list_head  rdllink; 
  struct epitem  *next;      
  struct epoll_filefd  ffd;  
  int  nwait;                 
  struct list_head  pwqlist;  
  struct eventpoll  *ep;      
  struct list_head  fllink;   
  struct epoll_event  event;  
};

struct eventpoll {
  spin_lock_t       lock; 
  struct mutex      mtx;  
  wait_queue_head_t     wq; 
  wait_queue_head_t   poll_wait; 
  struct list_head    rdllist;   //就绪链表
  struct rb_root      rbr;      //红黑树根节点 
  struct epitem      *ovflist;
};

//用户数据载体
typedef union epoll_data {
   void    *ptr;
   int      fd;
   uint32_t u32;
   uint64_t u64;
} epoll_data_t;
//fd装载入内核的载体
 struct epoll_event {
     uint32_t     events;    /* Epoll events */
     epoll_data_t data;      /* User data variable */
 };
 //三板斧api
int epoll_create(int size); 
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);  
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
                 int maxevents, int timeout);

AIO

拿回数据异步

参考链接：https://www.jianshu.com/p/722819425dbd

JVM

可以先看看这个：https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/main/docs/java/jvm/jvm-intro.md
- 内存分配
堆：eden区，2个suvivor区，old区。对象创建会在eden创建，经过一次回收会搬到suvivor区，后续每经过一次回收对象年龄加一，直到到达老年代阈值（默认15岁），对象进入老年代。老年代阈值会根据配置动态计算。

栈：本地方法栈、虚拟机栈以及程序计数器

方法区：加载的类信息以及运行时常量池以及JIT编译代码缓存。字符串常量池与静态变量均在堆中。

参考：https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/main/docs/java/jvm/memory-area.md
- 对象创建流程
  1. 类加载
    
    检查是否已加载过，如果没有进行类加载
  2. 申请内存
    
    类加载完成即可确定需要的内存，随后便申请内存分配
    
    分配策略：
    - 指针碰撞
      
      维护一个指针，区分已使用空间与未使用空间。
    - 空闲列表
      
      维护一个列表，记录哪些内存块可用
    并发分配内存：
    - CAS+失败重试：通过CAS保证操作原子性
    - TLAB（Thread Local Allocation Buffer：本地分配缓存区，在线程初始化时申请Eden一部分空间）：分配内存时先在TLAB分配，到达一定量后通过CAS刷新到堆上。缺点：空间较小大对象无法适配。
  3. 类初始化
    - 初始化零值
      
      设置初始值，对象头不调整
    - 设置对象头
      
      虚拟机要对对象进行必要的设置，例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到类的元数据信息、对象的哈希码、对象的 GC 分代年龄等信息。 这些信息存放在对象头中。 另外，根据虚拟机当前运行状态的不同，如是否启用偏向锁等，对象头会有不同的设置方式。
    - init方法执行
- 对象内存布局
  
  对象头，实例数据，对齐填充
  
  Hotspot 虚拟机的对象头包括两部分信息，第一部分用于存储对象自身的运行时数据（哈希码、GC 分代年龄、锁状态标志等等），另一部分是类型指针，即对象指向它的类元数据的指针，虚拟机通过这个指针来确定这个对象是哪个类的实例。
  
  实例数据部分是对象真正存储的有效信息，也是在程序中所定义的各种类型的字段内容。
  
  对齐填充部分不是必然存在的，也没有什么特别的含义，仅仅起占位作用。 因为 Hotspot 虚拟机的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是 8 字节的整数倍，换句话说就是对象的大小必须是 8 字节的整数倍。而对象头部分正好是 8 字节的倍数（1 倍或 2 倍），因此，当对象实例数据部分没有对齐时，就需要通过对齐填充来补全。
- 对象访问方式
  
  句柄和直接指针
  - 句柄指向句柄池数据（堆），再由句柄池指向实例数据（堆）和对象类型数据（栈）
  - 直接指针直接执行对象实例数据（堆），其对象头存在指向对象类型数据（栈）的指针
  优缺点：句柄在对象变化过程后用户的引用无需变化，而直接指针需要变化。但是直接指针少一次指针定位开销，速度更快。
- 类加载模型
  
  双亲委托
  
  如果自定义类加载器：继承ClassLoader，重写findClass()方法，如果需要打破双亲委托，则需要重写loadClass()方法
- JVM参数与优化
  
  参考：https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/main/docs/java/jvm/jvm-parameters-intro.md

面试问题整理

字符型常量与字符串常量的区别？

字符常量相当于一个整形ASCII值，可以参与运算；字符串是内存地址。字符串常量2个字节；字符串若干个字节
重写遵循规范
1. 方法名，形参需要相同
2. 返回值类型以及声明异常均小于或等于父类方法
3. 访问权限需大于或等于父类方法
可变长参数

可以传入不等长参数：
1
2
3
public static void method(String... args) {
//......
}
需要注意的：如果方法重载，固定参数方法优先级会高于变长参数方法
基本数据类型与包装类的区别？
1. 包装类型默认值null
2. 包装类型可用于泛型
3. 基本数据类型局部变量存储与Java虚拟机栈局部变量表中，基本数据类型的成员变量存在堆中，包装类型都在堆中
构造方否可以override？

不能override，可以overload
java 9为何将String底层由 char[] 改成了 byte[] ?

新版的 String 其实支持两个编码方案： Latin-1 和 UTF-16。如果字符串中包含的汉字没有超过 Latin-1 可表示范围内的字符，那就会使用 Latin-1 作为编码方案。Latin-1 编码方案下，byte 占一个字节(8 位)，char 占用 2 个字节（16），byte 相较 char 节省一半的内存空间。
String采用运算符“+”拼接为何耗费内存？

内部采用StringBuillder.append() 方法实现，拼接完后调用toString() 得到Stirng对象。这样就会存在大量的StringBuilder对象。
字符串常量池什么作用？

创建字符串后会在堆中创建具体对象，然后在常量池中创建对应的引用。访问字符串是直接返回常量池中的引用即可。字节码命令“ldc” 可以判断字符串常量池是否保存对应的字符串对象引用。
intern方法作用

native方法：如果字符串常量池不包含字符串饮用添加。然后返回字符串引用。
常量折叠

对于源代码中存在的可以确定的static final修饰的基础变量数据类型以及String，会对其进行计算并作为常量嵌入最终生成代码中。这事javac编译器做的优化
finally代码一定执行吗？

不一定！虚拟机异常终止便不会执行了。比如调用：System.exit(1); 还有所在线程死亡，CPU停止执行。
Java只有值传递吗？

是的，无论是基础类型还是引用类型。如果要修改对象值，通过引用修改即可。
通过类加载器与Class.forName()差异

Class.forName() 可以指定是否初始化Class，类加载器不会初始化。如果不出实话静态代码不会得到执行。
精度丢失与BigDecimal

由于float，double等表示小数时由于二进制存储原理，对于一些小数没有精确的2进制表示形式所以存在精度丢失。BigDecimal实现利用了BigInteger，并加入小数位的概念实现避免了精读丢失。

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