1. 什么是异常？请描述一下Java异常架构

 Java异常是Java提供的一种识别及响应错误的一致性机制。异常能清晰的回答what, where, why这3个问题：

异常类型回答了“什么”被抛出，

异常堆栈跟踪回答了“在哪”抛出，

异常信息回答了“为什么”会抛出。

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2. Error 和 Exception 区别是什么？

Error：表示系统级的错误和程序不必处理的异常，例如系统崩溃、内存溢出、jvm错误

Exception：表示需要捕捉或者需要程序进行处理的异常，

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3. 什么是运行时异常，编译时异常？什么是受检异常与非受检异常

运行时异常（非受检异常）：RuntimeException 类及其子类，Java 编译器不会检查它，此类异常一般是由程序逻辑错误引起的，需要通过修改代码来进行避免

编译时异常（受检异常）：Exception 中除 RuntimeException 及其子类之外的异常，Java 编译器会检查它，要么通过throws进行声明抛出，要么通过try-catch进行捕获处理，否则不能通过编译

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4. JVM 是如何处理异常的？

在一个方法中如果发生异常，这个方法会创建一个异常对象，并转交给 JVM，该异常对象包含异常名称，异常描述以及异常发生时应用程序的状态。创建异常对象并转交给 JVM 的过程称为抛出异常。可能有一系列的方法调用，最终才进入抛出异常的方法，这一系列方法调用的有序列表叫做调用栈。

JVM 会顺着调用栈去查找看是否有可以处理异常的代码，如果有，则调用异常处理代码。如果 JVM 没有找到可以处理该异常的代码块，JVM 就会将该异常转交给默认的异常处理器（默认处理器为 JVM 的一部分），默认异常处理器打印出异常信息并终止应用程序。

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5. 从性能角度来审视一下 Java 的异常处理机制

try-catch 代码段会产生额外的性能开销，或者换个角度说，它往往会影响 JVM 对代码进行优化，所以建议仅捕获有必要的代码段，尽量不要一个大的 try 包住整段的代码；

利用异常控制代码流程，也不是一个好主意，远比我们通常意义上的条件语句（if/else、switch）要低效；

Java 每实例化一个 Exception，都会对当时的堆栈进行快照，这是一个相对比较重的操作。如果发生的非常频繁，这个开销可就不能被忽略了。

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6. throw 和 throws 的区别是什么？

throw：运用于方法内部，用于给调用者返回一个异常对象，和renturn一样结束当前方法

throws：运用于方法声明之上，用于表示当前方法不处理异常，而是提示该方法的调用者处理异常

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7. try-catch-finally 中，如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？

其实return与finally并没有明显的谁强谁弱。在执行时，是return语句先把返回值写入但内存中，然后停下来等待finally语句块执行完，return再执行后面的一段

例子：如果fun1的finally加上return输出就是20，因为重新放到内存里，而fun2本身是操作内存，因为s是引用类型

1. public int fun1() {

2. int i = 10;

3. try { return i; } catch (Exception e) { return i; } finally { i = 20;  }

5. }  // 10

7. public StringBuilder fun2() {

9.  StringBuilder s = new StringBuilder("1");

11.           try {

12. s.append("2"); return s; }

13. catch (Exception e) {

14. return s;

15. } finally {

16. s.append("3");

17. }

19. }  // 123

8. Java常见异常有哪些

① Error

          java.lang.OutOfMemoryError（内存不足错误）

          java.lang.StackOverflowError（堆栈溢出错误）

② Exception（编译异常）

          NoSuchMethodException（方法未找到异常）

          IOException（输入输出异常）

          EOFException（文件已结束异常）

          FileNotFoundException（文件未找到异常）

          NumberFormatException（字符串转换为数字异常）

          SQLException（操作数据库异常）

③ RuntimeException（运行时异常）

         ConcurrentModificationException（并发修改异常）

          NullPointerException(空指针异常)

          ClassCastException(类转换异常)

          IndexOutOfBoundsException(索引越界异常)

          ClassNotFoundException（类文件未找到异常）

          ArithmeticException（数学计算异常）

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9. 说几个Java异常处理最佳实践

1. 不要忽略异常：在Java中，忽略异常是一种很常见的错误。它可能导致程序崩溃、数据丢失等问题。所以在异常处理中一定不要忽略异常，应该对异常进行适当的处理。

2. 使用try-catch-finally块：在处理异常时，应该使用try-catch-finally块。try块中包含可能会抛出异常的代码，catch块中包含处理异常的代码，finally块中包含无论是否发生异常都需要执行的代码。这种方式可以有效地捕获异常并进行处理。

3. 使用多个catch块：在使用try-catch块时，应该使用多个catch块来捕获不同类型的异常。这可以使异常处理更加细粒度化，从而更加有效地处理不同类型的异常。

4. 不要在finally块中抛出异常：在finally块中抛出异常是一种很常见的错误。如果在finally块中抛出异常，它可能会覆盖在try块或catch块中抛出的异常，从而使问题更加难以排查。所以在finally块中最好只执行一些清理工作，而不是抛出异常。

5. 不要捕获不必要的异常：有些异常是Java中的运行时异常，它们在运行时可能会发生，但通常不需要捕获。捕获不必要的异常会增加代码的复杂性，并可能导致性能下降。

6. 使用自定义异常：在Java中，可以使用自定义异常来表示特定的错误或异常情况。这可以使异常处理更加细粒度化，并使代码更易于维护和调试。

7. 记录异常信息：在捕获异常时，应该记录异常信息，包括异常类型、异常消息和堆栈跟踪信息。这可以帮助开发人员更好地理解问题所在，并更快地排查问题。

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10. NoClassDefFoundError 和 ClassNotFoundException 有什么区别？

NoClassDefFoundError：是一个错误(Error)，JVM或者ClassLoader实例尝试加载类的时候却找不到类的定义。要查找的类在编译的时候是存在的，运行的时候却找不到了。这个时候就会导致NoClassDefFoundError。

ClassNOtFoundException：是一个异常，Java支持使用反射方式在运行时动态加载类，例如使用Class.forName方法来动态地加载类时，可以将类名作为参数传递给上述方法从而将指定类加载到JVM内存中，如果这个类在类路径中没有被找到，那么此时就会在运行时抛出ClassNotFoundException异常

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11. OOM你遇到过哪些情况，SOF你遇到过哪些情况

OOM：

1，OutOfMemoryError异常

2，虚拟机栈和本地方法栈溢出

3，运行时常量池溢出

4，方法区溢出

SOF（堆栈溢出StackOverflow）：

StackOverflowError 的定义：当应用程序递归太深而发生堆栈溢出时

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五、IO流

1. java 中 IO 流分为几种?

按照流的流向分：可以分为输入流和输出流；

按照操作单元划分：可以分为字节流和字符流；

按照流的角色划分：可以分为节点流和处理流。

Java IO流共涉及40多个类，这些类看上去很杂乱，但实际上很有规则，而且彼此之间存在非常紧密的联系， Java IO流的40多个类大部分都是从如下4个抽象类基类中派生出来的。

InputStream/Reader: 所有的输入流的基类，前者是字节输入流，后者是字符输入流。

OutputStream/Writer: 所有输出流的基类，前者是字节输出流，后者是字符输出流。

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2. Java中字符流与字节流的区别？

Java中的字节流处理的最基本单位为单个字节，它通常用来处理二进制数据

 Java中的字符流处理的最基本的单元是Unicode码元（大小2字节），它通常用来处理文本数据

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3. BIO,NIO,AIO 有什么区别?

BIO、NIO 和 AIO 都是 Java 中用于实现网络编程的技术，它们有以下区别：

1. BIO（Blocking I/O）：同步阻塞 I/O，即传统的 I/O 模型，使用阻塞式的方法处理数据流。BIO 的特点是模型简单、编程方便，但并发处理能力较弱，适用于连接数目比较小且固定的架构，例如，实现简单的服务器。

2. NIO（Non-blocking I/O）：同步非阻塞 I/O，即新的 I/O 模型，使用非阻塞式的方法处理数据流。NIO 的特点是支持高并发，适用于连接数目多且连接比较短的架构，例如，实现高性能 Web 服务器等。

3. AIO（Asynchronous I/O）：异步非阻塞 I/O，即基于事件和回调机制实现的 I/O 模型。AIO 的特点是能够处理更多的并发请求，适用于连接数目多且连接比较长的架构，例如，实现高并发的网络应用程序。

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4. BIO、NIO、AIO 实现原理

BIO（Blocking I/O）实现原理：BIO 使用阻塞式 I/O 处理数据，采用同步阻塞方式，即应用程序的线程在读取或写入数据时，如果数据还没有准备好，那么线程会被阻塞，直到数据准备好并读取或写入完成。

NIO（Non-blocking I/O）实现原理：NIO 使用非阻塞式 I/O 处理数据，采用同步非阻塞方式，即应用程序的线程可以继续执行其他任务，而不是等待数据的读取或写入。当数据准备好后，线程会得到通知，可以读取或写入数据。

NIO 实现的关键是选择器（Selector）和通道（Channel）的概念。选择器可以同时监控多个通道的状态，当一个通道的状态发生变化时，选择器会得到通知，线程可以处理该通道的数据。

AIO（Asynchronous I/O）实现原理：AIO 采用异步非阻塞方式，即应用程序的线程不需要等待数据的读取或写入，而是通过回调机制在数据读取或写入完成后得到通知。AIO 实现的关键是异步通道（Asynchronous Channel）和 CompletionHandler 回调函数。

异步通道可以在数据读取或写入完成后向操作系统发出通知，当操作系统完成数据读取或写入后，会调用注册的 CompletionHandler 回调函数，应用程序可以在回调函数中处理读取或写入的数据。

总之，BIO、NIO、AIO 三种技术实现原理不同，分别采用同步阻塞、同步非阻塞和异步非阻塞方式处理数据。选择合适的技术取决于应用程序的特点和需求。

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六、反射

1. 什么是反射机制？

JAVA反射机制是在程序运行过程中，对于任意一个类或对象，都能够知道这个类或对象的所有属性和方法，这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。

静态编译和动态编译

静态编译：在编译时确定类型，绑定对象

动态编译：在运行时确定类型，绑定对象

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2. 反射机制优缺点

优点 ：运行期类型的判断，动态加载类，提高代码的灵活性。

缺点：性能瓶颈：反射相当于一系列解释操作，通知 JVM 要做的事情，性能比直接的java代码要慢很多。

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3. 反射为什么慢

① 反射调用过程中会产生大量的临时对象，这些对象会占用内存，可能会导致频繁 gc，从而影响性能。

② 反射调用方法时会从方法数组中遍历查找，并且检查可见性等操作会比较耗时。

③ 反射在达到一定次数时，会动态编写字节码并加载到内存中，这个字节码没有经过编译器优化，也不能享受 JIT 优化。

④ 反射一般会涉及自动装箱/拆箱和类型转换，都会带来一定的资源开销。

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4. 反射机制的应用场景有哪些？

反射机制可以使得Java程序在运行时动态地获取类的信息并对其进行操作，它的应用场景非常广泛，以下是一些常见的应用场景：

1. 动态加载类和调用方法：反射机制可以使得程序在运行时动态地加载和使用类，这样可以提高程序的灵活性和可扩展性。例如，可以通过Class.forName()方法动态加载一个类，并使用getMethod()方法获取类中的方法，然后使用invoke()方法调用方法。

2. 配置文件的读取：反射机制可以根据配置文件中的类名、方法名等信息动态地加载和使用类，并调用其中的方法。

3. 单元测试框架：JUnit等单元测试框架就是使用反射机制来自动调用被测试代码中的测试方法，并根据测试结果输出测试报告。

4. Java Bean 的属性获取和设置：反射机制可以根据 Java Bean 中的属性名动态地获取和设置属性的值，这在一些框架中非常常见，如Spring等。

5. AOP编程：反射机制可以用来实现AOP编程，通过动态代理的方式实现在不修改源代码的情况下增强程序的功能，例如实现日志记录、性能统计等。

总的来说，反射机制在Java中有很广泛的应用场景，它可以使得程序更加灵活、可扩展和可维护。但是，由于反射机制涉及到很多底层细节，使用不当可能会影响程序的性能和稳定性，因此需要谨慎使用。

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七、常用API

1. 字符型常量和字符串常量的区别

形式上：字符常量是单引号引起的一个字符，字符串常量是双引号引起的若干个字符

含义上：字符常量相当于一个整形值(ASCII值)，可以参加表达式运算，字符串常量代表一个地址值(该字符串在内存中存放位置)

占用内存大小：字符常量只占两个字节，字符串常量占若干个字节

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2. String的创建机理是什么？什么是字符串常量池？

创建机理：由于String在Java世界中使用过于频繁，为了提高内存的使用率，避免开辟多块空间存储相同的字符串，引入了字符串常量池（字符串常量池位于堆内存中）。

其运行机制是：在创建字符串时 JVM 会首先检查字符串常量池，如果该字符串已经存在池中，则返回它的引用，如果不存在，则实例化一个字符串放到池中，并返回其引用。

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3. String 是最基本的数据类型吗

不是。Java 中的基本数据类型只有 8 个，除了基本类型（primitive type），剩下的都是引用类型（referencetype）

基本数据类型中用来描述文本数据的是 char，但是它只能表示单个字符，如果要描述一段文本，就需要使用 char 类型数组，但是使用数组过于麻烦，所以就有了 String，String 底层就是一个 char 类型的数组，只是使用的时候开发者不需要直接操作底层数组，使用更加简便

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4. String s = new String(“abc”);创建了几个字符串对象

当JVM遇到上述代码时，会先检索常量池中是否存在“abc”，如果不存在“abc”这个字符串，则会先在常量池中创建这个字符串。然后再执行new操作，在堆内存中创建一个String对象，对象的引用赋值给s。此过程创建了2个对象。

当然，如果检索常量池时发现已经存在了对应的字符串，那么只会在堆内创建一个新的String对象，此过程只创建了1个对象。

1. String str1 = "hello"; //str1指向静态区

2. String str2 = new String("hello");  //str2指向堆上的对象

3. String str3 = "hello";

4. String str4 = new String("hello");

5. System.out.println(str1.equals(str2)); //true

6. System.out.println(str2.equals(str4)); //true

7. System.out.println(str1 == str3); //true

8. System.out.println(str1 == str2); //false

9. System.out.println(str2 == str4); //false

10. System.out.println(str2 == "hello"); //false

11. str2 = str1;

12. System.out.println(str2 == "hello"); //true

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5. String为什么设计为final，一个类修饰为final有什么好处

final修饰的String类，代表了String类的不可被继承，final修饰的char[]代表了被存储的数据不可更改。String类一旦在常量池（节省资源，提高效率，因为如果已经存在这个常量便不会再创建，直接拿来用）被创建，是无法修改的，即便你在后面拼接一些其他字符，也会把新生成的字符串存到另外一个地址。但是，虽然final代表了不可变，但仅仅是引用地址不可变，并不代表了数组本身不会变

线程安全，多线程下对资源进行写操作是有风险的，不可变对象不能被写，所以线程安全

因为字符串是不可变的，所以在它创建的时候HashCode就被缓存了，不需要重新计算，这就是HashMap中的键往往都使用字符串的原因之一