[置顶] Java开发人员面试题分析汇总（持续更新中）

1.单例模式常见的应用场景分析。

    在23种设计模式中，单例模式排行老大。虽然理解容易，但是对于应用场景。你真的熟悉么？使用单例，是由于没必要每个请求都新建一个对象，这样既浪费CPU又浪费内存；之所以多例，是为了防止并发问题；即一个请求改变了对象的状态，此时对象又处理另一个请求，而之前请求对象状态改变导致了对象对另一个请求做了错误的处理。

先来说说Java

web中的单例应用场景：数据库连接池就是单例模式，有且仅有一个连接池管理者，管理多个连接池对象。我们常用的service和Dao层的对象通常都是单例的（由于其所有的请求都用一个对象来处理），而struts中的action则是多例，由于每个请求是用一个新的对象来处理的（因为action本身含有请求参数的值，即可改变的状态）。log4j日志记录也是单例模式，因为从始至终都仅维护一个对象。（应用程序的日志应用，一般都用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处理打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加）。

2.什么是平衡二叉树？

它或者是一颗空树，或者具有以下性质的二叉树：它的左子树和右子树的深度之差的绝对值不超过1，且它的左子树和右子树都是一颗平衡二叉树。

3.什么是红黑树？

红黑树是特殊的平衡二叉树。遵循红定理和黑定理。红定理：在一条路径上不能出现两个相连的红节点；黑定理：根节点必须是黑节点，而且所有节点通向树的尾端的路径上，所含的黑节点的个数必须相等。

4.什么是B树？（二插搜索树）

所有节点存储一个关键字，非叶子节点的左指针指向小于其关键字的子树，右指针指向大于其关键字的子树；所有非叶子结点最多拥有两个孩子。

5.什么是B-树？（多路搜索树）

根节点子树[2,m]; 非根节点非叶子节点的子树[m/2,m];每个节点的关键字数为[m/2 - 1,m-1].

6.什么是B+树？

B+树是B-树的变体，在B-树的定义之上，补充定义有：所有关键字都在叶子节点出现；所有叶子节点增加一个链指针；非叶子结点的子树与关键字个数相同。

总结：平衡二叉树是一种二插搜索树。其可以保证在log2(n)的时间内找到节点，而普通的二插搜索树在最坏情况下性能近似与链表，所用时间为log(n).红黑树用在内部排序，即全放在内存中的，微软STL的map和set的内部实现就是红黑树。B树多用在内存里放不下，大部分数据存储在外存上。因为B树层数少，因此可以确保每次操作，读取磁盘的次数尽可能少。在数据较小，可以完全放倒内存中时，红黑树的时间复杂度比B树低。反之，数据量较大，外村中占主要部分时，B树因其读磁盘次数少，而具有更快的速度。

补充红黑树的由来：在查找中，虽然hash表查找非常迅速，但是随着数据种类增多，hash表长会变得更长，且冲突也会越来越多,那么如何才能实现无论在多大数据量的情况下，查找依然是高性能的呢？同时我们又知道树是很好的一种数据结构，用于插入，删除，查找等都是很高效的数据结构，但问题是在很坏的情况下，操作很费时间，它的性能得不到保证，比如二叉查找树中如果左子树与右子树相差太远，那么查找时就很费时间。这时为了保证具有高效性，就得保证左树与右树不能差的太远，当向树中插入时，就按一定规则调整，使其达到规则，从而使其整体与局部查找效率得到提高。这就是红黑树的规则。

7.final  ,finally,  finalize三者的区别。

finalize是一个方法，而且它是Object类中的一个方法。当垃圾收集器在确定这个对象没有被引用时调用对象的finalize方法。它的作用是为GC清理对象之前做一些必要的清理工作。（如输入输出连接的对象的finalize方法可执行显式IO事务，以便在永久对象之前中断连接）。

finally用在try，catch异常机制中，不管什么情况都会执行。

final表示类，表示不可以被继承；修饰基本数据类型，即常量不可变；修饰引用类型，指向的对象内容可变，对象不可变。

8.Error Exception  RuntimeException区别。

异常机制的继承结构首先，基类为Throwable；Error和Exception继承Throwable；RuntimeException和IOException等继承Exception。

Error描述了内部错误以及资源耗尽的情形。应用程序不应该抛出这种类型的对象（一般是由虚拟机抛出）。程序级别不能处理。

Exception包括RuntimeException和其他非RunableException。RuntimeException包括错误的类型转换、数组越界访问和访问空指针等。处理RuntimeException的原则是：如果出现RuntimeException，那么一定是程序员的错误。例如，可以通过检查数组下标和数组边界来避免数组越界访问的异常。非RuntimeException（IOException等）：这类异常一般是外部错误，例如试图从文件后面读取数据。这并不是程序本身的错误，而是在应用环境中出现的外部错误。

总结：比如 5 /0就是RuntimeException异常，这样的异常可以在程序里不做处理，不会报错，运行时才会出现异常。

非RuntimeException异常就是在程序里就要try catch的，不进行处理就会报错。

9.区别TCP，UDP，http，https，SFTP，FTP

 TCP可靠连接，三次握手，四次挥手；

UDP不可靠链接；

HTTPS是SSL+HTTP协议构件的可进行加密传输，身份认证的网络协议。要比HTTP协议安全。它使用SSL即是安全套接字层（SSL）进行信息交换。HTTP需要申请证书，是收费的。

FTP是文件传输协议。在网站上，如果你想把文件和别人共享，最便捷的方式就是把文件上传到FTP服务器上，其他人通过FTP客户端程序下载所需要的文件。FTP进行文件传输需要通过端口进行。一般所需要的端口：控制端口-TCP端口21.控制器端，用于发送指令给服务器以及等待服务器响应。数据链路-TCP端口20.数据传输端口，用来建立数据传输通道，主要用来从客户向服务器发送一个文件，从服务器向客户发送一个文件，从服务器向客户发送文件或目录列表。FTP为了适应不同的网络环境，支持主动连接和被动连接两种模式。这两种模式都主要针对数据链路进行的，跟控制链路无关。

SFTP是Secure File Transfer Protocol的缩写，是安全文件传送协议。可以为传输文件提供一种安全的加密方法。跟FTP几乎语法功能一样。SFTP是SSH的一部分，是一种传输档案至Blogger伺服器的安全方式。它本身没有单独的守护进程，必须使用sshd守护进程来完成相应的连接操作，所以从某种意义上来说，SFTP并不像一个服务器程序，而更像一个客户端程序。SFTP同样是使用加密传输认证信息和传输的数据，所以使用SFTP是十分安全的。但由于这种传输方式使用了加密解密技术，所以传输效率比普通的FTP要低得多。在对网络安全要求较高时，代替FTP使用。

10.Java的参数传递中，值传递和引用传递区别。

值传递的时候，传递的参数是值的拷贝传递，传递动作完成以后就没有关系了。引用传递，传递的参数是引用的地址。也就是变量所对应的内存空间的地址。这两者的区分类比C语言中的用函数交换两个数的值。

11.服务器网络编程中，解决会话跟踪有哪几种方法？

Cookie;

Session;URL重写；

cookie在J2EE项目中使用，Java中把Cookie封装成java.servlet.http.Cookie类。每个Cookie都是该Cookie类的对象。服务器通过操作Cookie类对象，对客户端Cookie进行操作。通过request.getCookies()获取客户端提交的所有Cookie（以Cookie[]数组形式返回），通过response.addCookie()向客户端设置Cookie。Cookie对象使用key-value属性对的形式保存用户状态，一个Cookie对象保存一个属性对，一个request或者response同时使用多个Cookie。

public class CookieTest {

//服务器获取cookie
Cookie[] cookies = request.getCookies();
for(int i=0;cookies != null && i<cookies.length;i++){
Cookiecookie = cookies[i]l
if("username".equals(cookie.getName())){}
}
}

//服务器端设置cookie
String username = "";
Cookie usernameCookie = new Cookie("username",username);
response.addCookie(usernameCookie);

12.Java集合框架是什么？说出一些集合框架的优点？

每种编程语言中都有集合，最初的Java版本包含几种集合类：Vector,Stack,HashTable和Array。随着集合的广泛使用，Java1.2提出了囊括所有集合接口、实现和算法的集合框架。在保证线程安全的情况下，使用泛型和并发集合类，Java已经经历了很久。它还包括在Java并发包中，阻塞接口以及它们的实现。

集合框架的部分优点如下：

（1）使用核心集合类降低开发成本，而非实现我们自己的集合类；

（2）随着使用经过严格测试的集合框架类，代码质量会得到提高；

（3）通过使用JDK附带的集合类，可以降低代码维护成本；

（4）复用性和可操作性；

13.集合框架中的泛型有什么优点?

Java1.5引入了泛型，所有的集合接口和实现都大量的使用它。泛型允许我们为集合提供一个可以容纳的对象类型。因此，如果你添加其他类型的任何元素，他会在编译时报错。这避免了在运行时出现ClassCastException，因为你将会在编译时得到报错信息。泛型也使得代码简洁，我们不需要使用显式转换和instanceOf操作符。他也给运行时带来好处，因为不会产生类型检查的字节码指令。

14.Java集合框架的基础接口有哪些？

Collection为集合层级的根接口。一个集合代表一组对象，这些对象即为它的元素。Java平台不提供这个接口任何直接的实现。

Set是一个不能包含重复元素的集合。这个接口对数学集合抽象进行建模，被用来代表集合，就如一副牌。

List是一个有序集合，可以包含重复元素。你可以通过他的索引来访问任何元素。List更像一个长度动态变换的数组。

Map是一个将key映射到value的对象，一个Map不能包含重复的key，每个key最多只能映射到一个value。

一些其他的接口有：Queue,Dequeue,SortedSet,SortedSet,SortedMap,ListIterator

15.为何Collection不从Cloneable和Serializable接口继承？

Collection接口指定一组对象，对象即为它的元素。如何维护这些元素由Collection的具体实现决定。例如，一些如List的Collection实现允许重复的元素，而其他的如Set就不允许。很多Collection实现有一个公有的clone方法，然而，把它放到集合的所有实现中也是没有意义的。这是因为Collection是一个抽象表现，重要的是实现。

当与具体实现打交道的时候，克隆或者序列化的语义和含义才发挥作用。所以，具体实现应该决定如何对他进行克隆或者序列化，或它是否可以被克隆或序列化。

在所有的实现中授权克隆和序列化，最终导致更少的灵活性和更多的限制。特定的实现应该决定他是否可以被克隆和序列化。

16.为何Map接口不继承Collection接口？

尽管Map接口和他的实现也是集合框架的一部分，但Map不是集合，集合也不是Map.因此，Map继承Collection毫无意义，反之亦然。

如果Map继承Collection接口，那么元素去哪儿？Map包含key-value对，它提供抽取key或value列表集合的方法，但是他不适合“一组对象”规范。

17.Iterator是什么？

Iterator接口提供遍历任何Collection的接口。我们可以从一个Collection中使用迭代器方法来获取迭代器实例。迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration。迭代器允许调用者在迭代过程中移除元素。

18.Enumeration和Iterator接口的区别？

Enumeration的速度是Iterator的两倍，也使用更少的内存。Enumeration是非常基础的，也满足了基础的需要。但是与Enumeration相比，iterator更加安全，因为当一个集合正在被遍历的时候，它会阻止其他线程去修改集合。

迭代器取代了Java集合框架中的Enumeration，迭代器允许调用者从集合中移除元素，而Enumeration不能做到。为了使他的功能更加清晰，迭代器方法名已经经过改善。

19.为何没有像Iterator.add()这样的方法，向集合中添加元素？

语意不明，已知的是，Iterator的协议不能确保迭代的次序。然而要注意，Listiterator没有提供add操作，他要确保迭代的顺序。

20.为何迭代器没有一个方法可以直接获取下一个元素，而不需要移动游标？

它可以在当前Iterator的顶层实现，但是他用的很少，如果将它加到接口中，每个继承都要去实现它，这没有意义。

21.Iterator和ListIterator之间有什么区别？

（1）我们可以使用Iterator来遍历Set和List集合，而ListIterator只能遍历List；

（2）Iterator只可以向前遍历，而ListIterator可以双向遍历；

（3）ListIterator从Iterator接口继承，然后添加一些额外的功能，比如添加一个元素，替换一个元素，获取前面或后面元素的索引位置；

22.遍历一个List有哪些不同的方式？

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