java中级面试题及答案

汇报人：文小库2024-01-03java中级面试题及答案目录Java基础知识JVM虚拟机与性能优化多线程编程与并发控制Spring框架核心原理及应用数据库操作与优化技巧Web开发相关技术点设计模式与重构技巧01Java基础知识Part面向对象编程概念类与对象类是对象的模板，定义了一类事物的属性和方法；对象是类的实例，具有类所描述的属性和行为。多态同一方法在不同对象上产生不同行为的现象，通过方法重写和接口实现。封装将对象的属性和方法封装在类中，隐藏内部实现细节，仅通过对外提供的接口与外部交互。继承子类继承父类的属性和方法，实现代码复用和扩展。Java语言特性跨平台性Java编译生成的字节码文件可以在任何支持Java的平台上运行，实现“一次编写，到处运行”。面向对象Java是一种纯面向对象的编程语言，支持类、对象、继承、封装和多态等面向对象特性。自动内存管理Java提供垃圾回收机制，自动管理内存，减少内存泄漏和野指针问题。异常处理Java提供异常处理机制，通过try-catch-finally结构捕获和处理异常，保证程序稳定性和可维护性。常用数据结构与算法栈一种后进先出（LIFO）的数据结构，支持入栈、出栈和查看栈顶元素等操作。链表一种线性数据结构，由节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针，支持插入、删除和遍历操作。数组一种基本的数据结构，用于存储同一类型的数据元素，支持随机访问和遍历操作。队列一种先进先出（FIFO）的数据结构，支持入队、出队和查看队首元素等操作。排序算法常见的排序算法有冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序等，用于将一组数据按照指定规则进行排序。02JVM虚拟机与性能优化PartJVM内存模型Java虚拟机运行时数据区域主要包括程序计数器、虚拟机栈、本地方法栈、堆、方法区。其中堆是所有线程共享的一块内存区域，存放对象实例；方法区存放已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量等。垃圾回收机制Java垃圾回收器是一种自动的内存管理机制，用于自动回收不再使用的对象所占用的内存。常见的垃圾回收算法有标记-清除、复制、标记-整理和分代收集。JVM内存模型及垃圾回收机制堆内存设置通过调整堆内存的大小和分配策略，可以提高程序的性能。例如，可以根据应用的需求和硬件资源来设置堆的初始大小、最大大小和新生代与老年代的比例。线程栈设置调整线程栈的大小可以影响程序的性能和稳定性。如果线程栈设置过小，可能会导致栈溢出；如果设置过大，则会浪费内存资源。JIT编译器优化Java虚拟机内置了即时编译器（JIT），可以将热点代码编译成机器码，提高执行效率。可以通过调整JIT编译器的参数来优化编译效果。JVM性能调优策略jstackJavaStackTraceTool，用于生成Java虚拟机当前时刻的线程快照，帮助定位线程相关的问题。jvisualvmJavaVisualVM是一个功能强大的多合一Java虚拟机监视、故障诊断和分析工具。jmapJavaMemoryMapTool，用于生成Java堆转储快照，帮助分析内存泄漏等问题。jpsJVMProcessStatusTool，用于列出正在运行的Java虚拟机进程。常见JVM故障诊断工具使用03多线程编程与并发控制Part继承Thread类与实现Runnable接口实现多线程的两种方式新建、就绪、运行、阻塞、死亡线程状态管理wait/notify/notifyAll方法使用线程间通信与协作多线程实现方式及线程状态管理锁机制与同步控制方法synchronized关键字：对象锁与类锁，保证线程安全访问共享资源ReentrantLock类：可重入锁，提供更高扩展性的锁控制读写锁ReadWriteLock：分离读锁与写锁，提高并发性能1423线程池原理及应用场景线程池作用降低资源消耗、提高响应速度、提供线程管理功能线程池主要参数核心线程数、最大线程数、空闲线程存活时间、任务队列常见线程池类型FixedThreadPool、CachedThreadPool、SingleThreadExecutor、ScheduledThreadPoolExecutor应用场景Web服务器、数据库连接池、异步任务处理等04Spring框架核心原理及应用PartIoC（InversionofControl）即控制反转，是一种设计思想，将传统程序设计中由程序代码直接操控的对象调用权交给容器来管理。SpringIoC容器负责创建、配置和管理Bean，并通过依赖注入的方式实现Bean之间的关联。IoC容器原理SpringIoC容器对Bean的生命周期进行全面管理，包括实例化、属性赋值、初始化、销毁等过程。在Bean的生命周期中，可以通过实现特定接口或注解的方式，对Bean进行自定义的初始化和销毁操作。Bean生命周期管理SpringIoC容器原理及Bean生命周期管理VSAOP（AspectOrientedProgramming）即面向切面编程，是Spring框架的核心特性之一。SpringAOP基于动态代理技术实现，通过在运行时动态生成代理对象，将切面逻辑织入到目标方法中。SpringAOP支持JDK动态代理和CGLIB代理两种方式。应用场景SpringAOP常用于实现日志记录、事务管理、权限控制、性能监控等横切关注点，可以在不修改原有代码的情况下，对方法进行增强。AOP实现原理SpringAOP实现原理及应用场景SpringMVC是Spring框架提供的Web层解决方案，采用MVC架构模式，将Web层分为模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）三层。SpringMVC通过DispatcherServlet接收客户端请求，并根据请求映射规则找到对应的Controller进行处理，Controller调用Service层业务逻辑处理后返回ModelAndView对象，最后由视图解析器将ModelAndView解析为具体的视图并返回给客户端。SpringMVC工作原理SpringMVC提供了丰富的注解支持，如@Controller用于标注控制器类，@RequestMapping用于映射请求URL到处理方法，@RequestParam用于获取请求参数，@PathVariable用于获取URL中的变量值等。这些注解大大简化了Web开发的复杂性，提高了开发效率。常用注解解析SpringMVC工作原理及常用注解解析05数据库操作与优化技巧Part加载数据库驱动执行SQL语句处理结果集关闭资源创建Statement对象建立数据库连接通过Class.forName()方法加载数据库驱动。使用DriverManager.getConnection()方法建立数据库连接。通过Connection对象的createStatement()方法创建Statement对象。使用Statement对象的executeQuery()或executeUpdate()方法执行SQL语句。如果是查询操作，需要处理返回的结果集ResultSet。关闭ResultSet、Statement和Connection对象，释放资源。JDBC操作数据库流程连接池技术原理及常见连接池比较连接池是一种用于管理和复用数据库连接的技术，它可以减少连接创建和关闭的开销，提高数据库访问效率。连接池在初始化时会创建一定数量的数据库连接，并将这些连接保存在内存中，当需要访问数据库时，从连接池中获取一个可用的连接，使用完毕后再将连接归还到连接池中。连接池技术原理常见的Java数据库连接池有C3P0、HikariCP、Druid等。C3P0是一个开源的JDBC连接池，提供了丰富的配置选项和特性；HikariCP是一个轻量级、高性能的JDBC连接池，具有快速、简单、可靠的特点；Druid是一个功能强大的数据库连接池，提供了监控、SQL防火墙、分库分表等功能。常见连接池比较数据库设计和结构优化合理设计数据库表结构，避免数据冗余；使用合适的数据类型；定期分析和优化数据库性能。优化数据访问方式尽量使用索引来优化查询性能，避免全表扫描；减少不必要的列查询，只返回需要的列数据；避免在SQL语句中使用函数或复杂的计算表达式。优化查询语句编写高效的SQL查询语句，避免使用SELECT*查询所有列；使用连接(JOIN)代替子查询；避免在WHERE子句中使用!=或<>操作符。使用分页查询对于大量数据的查询，可以使用分页查询来减少返回的数据量，提高查询效率。SQL优化技巧和方法06Web开发相关技术点Part要点三Servlet工作原理Servlet是运行在Web服务器上的Java程序，用于处理HTTP请求和生成HTTP响应。当Web服务器接收到客户端的请求时，会根据请求的URL找到对应的Servlet，然后调用其service()方法进行处理。Servlet可以读取客户端发送的数据，处理业务逻辑，然后将结果返回给客户端。要点一要点二JSP工作原理JSP（JavaServerPages）是一种基于Java的服务器端编程技术，用于动态生成HTML页面。JSP页面可以包含Java代码和特殊标签，这些代码和标签在服务器端执行，生成动态的Web页面。当Web服务器接收到客户端的请求时，会找到对应的JSP页面，然后将其编译成Servlet并执行，最终将生成的HTML页面返回给客户端。Servlet优点Servlet是纯粹的Java代码，具有可移植性和跨平台性；可以处理复杂的业务逻辑和数据操作；可以与数据库进行交互。要点三Servlet和JSP工作原理及优缺点分析Servlet和JSP工作原理及优缺点分析开发效率低，需要手动编写HTML代码；不便于页面的维护和更新。JSP优点开发效率高，可以快速地创建动态Web页面；便于页面的维护和更新；支持标签库，可以简化Java代码的开发。JSP缺点相对于Servlet来说，处理复杂业务逻辑的能力较弱；性能相对较低，因为每次请求都需要重新编译JSP页面。Servlet缺点HTTP协议概述HTTP（HypertextTransferProtocol）是一种应用层协议，用于在Web浏览器和服务器之间传输数据。HTTP协议采用请求/响应模型，支持多种请求方法（如GET、POST等）和响应状态码（如200、404等）。HTTP协议定义了多种请求方法，包括GET、POST、PUT、DELETE等。每种请求方法都有不同的语义和用途，例如GET方法用于获取资源，POST方法用于提交数据。HTTP协议定义了多种响应状态码，用于表示服务器的处理结果。常见的状态码包括200（成功）、404（未找到）、500（服务器内部错误）等。HTTP消息头包含了关于请求或响应的元信息，如Content-Type、User-Agent等。这些信息可以帮助服务器和客户端更好地理解和处理HTTP消息。HTTP请求方法HTTP响应状态码HTTP消息头HTTP协议基础知识Web安全性问题探讨（如XSS、CSRF等）XSS攻击：XSS（CrossSiteScripting）攻击是一种利用Web应用程序中的安全漏洞，向用户浏览器中注入恶意脚本的攻击方式。攻击者可以通过注入恶意脚本窃取用户的敏感信息、篡改Web页面等。防御XSS攻击的方法包括对用户输入进行过滤和转义、使用HTTPOnly属性防止Cookie被盗用等。CSRF攻击：CSRF（CrossSiteRequestForgery）攻击是一种利用用户在已登录的Web应用程序中执行恶意操作的攻击方式。攻击者可以伪造用户的请求，以用户的身份执行恶意操作，如修改密码、发表评论等。防御CSRF攻击的方法包括使用随机Token验证用户身份、限制重要操作的频率和次数等。SQL注入攻击：SQL注入攻击是一种利用Web应用程序中的安全漏洞，向数据库查询语句中注入恶意SQL代码的攻击方式。攻击者可以通过注入恶意SQL代码窃取数据库中的敏感信息、篡改数据等。防御SQL注入攻击的方法包括对用户输入进行过滤和转义、使用参数化查询或ORM框架等。Web应用防火墙：Web应用防火墙是一种专门用于保护Web应用程序的安全设备或软件。它可以监测和拦截恶意请求和攻击行为，保护Web应用程序免受各种安全威胁的侵害。07设计模式与重构技巧Part单例模式确保一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点。适用于需要频繁创建和销毁的对象或需要全局唯一的对象，如配置管理、日志记录等。提供一个创建对象的接口，但让子类决定实例化哪一个类。适用于创建对象的逻辑比较复杂或需要根据不同条件创建不同对象的情况，如UI组件的创建、数据库连接的创建等。定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。适用于实现事件驱动编程、GUI系统、异步编程等。工厂模式观察者模式常见设计模式原理及应用场景举例保持软件外部行为不变，改善其内部结构。重构前后软件功能应保持一致，重构过程中应不断进行测试以确保正确性。首先识别代码中的坏味道（如重复代码、过长的方法、过大的类等），然后使用重构手法（如提取方法、移动方法、重命名变量等